原理可视启思维，活动引领增乐趣——初中信息科技“互联网基本原理”教学活动设计

白珍 陕西省教育科学研究院

李欣 西安交通大学附属中学

《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》（以下简称“义教新课标”）中的“互联网应用与创新”模块，是促使学生对网络的认识从感性走向理性、从生活体验走向科学原理的重要内容。初中信息科技教师对互联网基本原理的教学比较陌生，而初中学生对学习中涉及的抽象概念，理解难度较大。那么，教学实践应如何落地，值得深入思考。下面，笔者以“数据分组传输”为例设计课堂活动，希望能为信息科技教师带来一定的启发。

●活动设计

1.活动目标

①了解源主机、目标主机、IP、路由器、数据包、数据分组等概念。

②了解分组传输的过程，理解分组传输的技术特征——传输速度快、传输质量高、线路选择灵活、需要较多的网络资源。

③认识并学习互联网分组传输的思想“拆分整体—分别传送—重新组合”，即“有序—无序—有序”，并逐步将这一思想迁移应用到生活和学习中。

2.活动方式

①活动场所：普通教室。

②角色设定：4名学生为邮件发送人，4名学生为邮件收件人，其他学生为邮件传递人（路由器）。

③邮件内容：发送人自定，字数（包括标点）可在11～30字之间。

④基本流程：发送人负责编写邮件，交给传递人，经多名传递人接力，最终到达收件人手中，如图1所示。

图1

3.活动准备

印制12张空白卡片，格式如图2所示。

图2

4.活动步骤

①发放卡片：每位发送人可根据需要领取2至3张空白卡片。

②填写邮件：发送人填写收件人、发件人姓名和邮件内容。邮件内容的每个汉字、数字、标点符号、空格等都要占用一个方格，如果一张卡片写不下，在另一张卡片上续写；当使用多张卡片时，在“卡片序号”中，用下画线“_”标明这封邮件总共用到了几张卡片、这张卡片是邮件中的第几张。例如，一封邮件总共用到了两张卡片，第一张卡片应该在“1/2”下画线，第二张卡片应该在“2/2”下画线（如图3）。

图3

③邮件发送。发送人将含有邮件内容的任意一张卡片交给不离开座位就能触碰到且手中没有其他卡片的传递人。

④邮件传递。传递人在拿到卡片后，自行选择下一位不离开座位就能触碰到且手中没有其他卡片的传递人，直至卡片到达收件人手中。注意：不同的卡片可以选择不同的传递人，如发送人使用了两张卡片，其中一张让A同学传递，另一张可让B同学传递，两个传递可同时进行。传递人一次只能传递一张卡片，且需在“传递人签名”相应的数字标号下签名。若某张卡片超过了事先规定的可传递次数（如图3中为6次）且尚未送达收件人，则该卡片作废。

⑤邮件读取。收件人在收到全部卡片后，按卡片序号重新排列，读取邮件内容。

5.活动总结

①收件人列举邮件中各张卡片的到达次序；②收件人列举邮件中每张卡片的传递路径；③思考收件人的陈述，总结、归纳分组传输的主要过程与技术特点。

6.活动迁移

以组为单位，写出解决下列问题的算法：①家具厂如何运送、安装大件货物？②一辆汽车如何生产、装配？

●活动分析

“模拟电子邮件发送”活动将互联网中抽象的数据传输在普通教室进行了实体化演示，教室里的每一位学生都可以参与到活动中，成为“网络”中的一个“角色”，抽象的概念变得具体。活动中涉及的角色、物品与互联网数据传输设备、概念、知识的对应关系如下表所示。

从表中可以看到，错综复杂的互联网数据传输在实体活动中得到了呈现，学生在活动体验中不仅能更深刻地理解数据传输原理中的生涩概念，了解分组传输的过程，理解分组传输线路选择灵活、传输速度快、传输质量高、需要较多网络资源的技术特征，更重要的是，认识并学习到了“拆分整体—分别传送—重新组合”的互联网分组传输思想，即“有序—无序—有序”。这种思想代表了数字社会人们处理复杂事务的一种思维方式，即把一个复杂的大问题分解成多个简单的小问题，逐一解决。

模拟电子邮件发送课堂活动与互联网数据传输的关系对应表

●反思

互联网基本原理类活动应在分析学情、剖析知识的基础上制订活动目标、设计具体活动；在活动结束后要及时“复盘”，实现思维提升，达到目标要求；知识学习完还应提醒学生将所学内容迁移应用到生活中，用技术思想解决实践问题。除了分组传输之外，网络协议、分层结构等内容也可借用游戏化活动进行具象。设计、实施时需要注意以下几个问题。

1.明确活动目标，注重教学实效

经过中级筛选的虚拟零件，只需要用电脑软件追踪其中的芯片进行编程重组，再与人脑对接，就能像变魔法似的组装出各式人们眼中的实物。如今，“零件”只是一个概念化的词语，作为一种数据流“载体”存在：不同种类有不同分类要求，从食品工业到医药服饰，几乎囊括了人们生活的方方面面。

目标是灵魂，活动是载体，活动是为目标服务的，要围绕目标开展，要有内涵、有实效。在活动设计前，教师要先研课标、读课本、查资料，熟悉要讲的互联网原理的基本内容与内在逻辑，确定本节课的知识“边界”，即讲什么、讲到什么程度、与哪些内容有关联，然后了解在本活动中，可以明示的知识有哪些，隐藏渗透的又是哪些。

2.贴近学生实际，符合认知规律

七年级学生的思维特点、本校本班学生的生活实际，应是本次活动设置首先要考虑的问题。在设计活动时，教师可通过一系列问题来梳理思路：这个原理及相关知识能不能实体化？与学生的什么生活实践有相似点？怎样对应？能不能通过经验迁移实现原理贯通？如何呈现？学生能迁移到什么程度？哪些点在活动之后学生就可以掌握，只需明晰化？哪些学生认识不到，需要教师点拨或讲解？

3.牢抓主干知识，暂放技术细节

在“模拟电子邮件发送”活动中，重点是要把分组传输的基本思想讲清楚，实体卡片与数据包的区别、传输中数据包的具体容量、路由算法、网络堵塞的具体处理办法等则可以暂时不深入讲解，也无需在活动中逐一映射。

4.课堂实践打基础，总结复盘析原理

实践活动不仅要把基础打好，还要通过“复盘”来总结提升。复盘是通过语言对已开展的活动进行重现与条理化、理论化的过程，能够帮助学生梳理活动中涉及的原理、知识，将感性经验上升为理性认识。例如，在“模拟电子邮件发送”活动后，要复盘卡片的发送、传递、接收过程，强化原理，总结分组传输的技术特点。

5.迁移应用拓思维，原理内化提素养

经过复盘总结，学生建构了原理的认知，但这种认知仅停留在识记与初步理解层面，以低阶思维为主，未经过迁移应用，内化程度较浅，容易遗忘。因此，教师要在原理学习完成后，及时引导学生用习得的思想方法解决生活中的实际问题。这样，既可以让学生的思维在迁移应用中得到拓展，也可促进原理内化，提升学生的数字素养。

综上所述，实体化活动是互联网原理知识与学生实践经验的双向奔赴，能够将抽象的原理以游戏化、可视化的形式展现给学生，降低了学习难度，符合七年级学生的认知规律，有助于学生学习兴趣的保持与抽象原理的理解，帮助学生增强技术意识，发展计算思维。