IP地址教學(xué)設(shè)計(jì)
南京師范大學(xué)附屬中學(xué)   代正軍
【教材分析】：
1、地位和作用
 本節(jié)課在教材中占據(jù)十分重要的地位，也是這門課中最基礎(chǔ)最重要的內(nèi)容之一。IP地址在實(shí)際應(yīng)用中具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值，如在不同網(wǎng)絡(luò)中接駁，判斷網(wǎng)絡(luò)連通性等等都需要具備IP地址的相關(guān)知識。因此讓學(xué)生知道IP地址的結(jié)構(gòu)與原理以及如何利用IP地址的知識解決實(shí)際生活中遇到的問題是非常必要的。
2、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
重點(diǎn)：
 IP地址的點(diǎn)分十進(jìn)制表示以及網(wǎng)絡(luò)位和主機(jī)位的劃分
 分類IP地址和子網(wǎng)掩碼的原理
難點(diǎn)：
 IP地址的網(wǎng)絡(luò)位和主機(jī)位的劃分。
【教學(xué)目標(biāo)分析】
1、知識與技能
 通過本節(jié)課，應(yīng)使得學(xué)生認(rèn)識IP地址的構(gòu)成，能初步掌握IP地址的構(gòu)成，能在簡單的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下設(shè)置合理的IP地址并測試其連通性。
2、過程與方法
 通過類比與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，在理論與實(shí)踐中相互印證。
3、情感態(tài)度與價(jià)值觀
 通過合作完成實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生協(xié)作能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)知識的興趣。
【學(xué)情分析】
 本節(jié)課的內(nèi)容，具有很強(qiáng)的理論性，也是十分抽象的內(nèi)容。另外學(xué)生在日常生活中對網(wǎng)絡(luò)底層的知識直接接觸的機(jī)會并不多。因而對絕大部分學(xué)生來說都是全新的內(nèi)容。因此，如何使學(xué)生快速接受這些抽象而又枯燥的內(nèi)容成了急需解決的難題。本節(jié)課通過實(shí)驗(yàn)和討論等互動(dòng)手段，試圖將這些抽象的內(nèi)容盡可能直觀簡單地完成教學(xué)任務(wù)。本論文由論文格式網(wǎng)整理,轉(zhuǎn)載請注明來源m.donglienglish.cn,更多論文,請點(diǎn)論文格式范文查看
【教學(xué)設(shè)想及教法分析】
 通過提出問題，在類比中解決問題，并通過動(dòng)手實(shí)驗(yàn)和討論等手段，使學(xué)生知道IP地址是什么，可以做什么以及知道怎么做。
【教學(xué)過程】

一、引入：
{本部分以身份證為例，簡單分析身份證號碼的作用及其編碼，為IP地址的作用和編碼作參考、對照，完成課堂引入}
[提問]：身份證的作用是什么？身份證號是如何編碼的？
 {引導(dǎo)學(xué)生回答身份證號碼是唯一標(biāo)識一個(gè)人的號碼，強(qiáng)調(diào)每個(gè)人編號都具有唯一性即可。在學(xué)生回答如何編碼的問題時(shí)只要回答出是由地區(qū)編碼加上個(gè)人信息編碼兩部分構(gòu)成即可，因此，這里并不需要更加詳細(xì)去討論身份證的編碼規(guī)則。}
[講解]同我們?nèi)艘粯樱瑢τ诿颗_連入網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)也需要一個(gè)類似的身份證，用來唯一標(biāo)識自己。計(jì)算機(jī)的“身份證”是一個(gè)32位的二進(jìn)制編號。

二、新課講解：
{第一部分，本部分主要講解IP地址是什么，點(diǎn)分十進(jìn)制記法，以及通過動(dòng)手實(shí)驗(yàn)證明IP地址的是由網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識和主機(jī)標(biāo)識兩部分構(gòu)成及其作用}
[展示]按每8位為一組稍微分隔的32個(gè)二進(jìn)制位，同時(shí)注明IPV4字樣。
[講解]IPV4中IP地址是由32位二進(jìn)制構(gòu)成。下一代IPV6是128位二進(jìn)制構(gòu)成。為了便于記憶，引入點(diǎn)分十進(jìn)制表示法。
{這里可能需要補(bǔ)充二進(jìn)制和十進(jìn)制之間相互轉(zhuǎn)換的知識，視學(xué)生情況而定。}
[同屏展示對應(yīng)的點(diǎn)分十進(jìn)制表示]
[思考]請確定點(diǎn)分十進(jìn)制表示法中每一小節(jié)的最小值和最大值各是多少。
 {分別是0和255}
[講解]與身份證類似，IP地址也由網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識和主機(jī)標(biāo)識兩部分構(gòu)成。并且同時(shí)規(guī)定，只有具有相同網(wǎng)絡(luò)編號的計(jì)算機(jī)才能直接通信。
[動(dòng)手實(shí)驗(yàn)]
 {課前先設(shè)定機(jī)房所有計(jì)算機(jī)的IP地址按順序設(shè)為192.168.0.1-192.168.0.54，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0，保證機(jī)房所有計(jì)算機(jī)的連通性（或者其他連續(xù)的IP地址）}
請同學(xué)們做以下測試：
 {先告知其網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識為前面的三小節(jié)192.168.0，后面的一小節(jié)為主機(jī)標(biāo)識，并記錄下原始設(shè)置，實(shí)驗(yàn)完成后還原至初始設(shè)置。分組：以相鄰兩個(gè)同學(xué)或三個(gè)同學(xué)為一組}
1、更改其中一個(gè)同學(xué)IP地址的主機(jī)號，使得兩臺計(jì)算機(jī)的IP地址完全相同，并記錄現(xiàn)象。（提示IP地址沖突）
2、繼續(xù)更改該計(jì)算機(jī)的主機(jī)號至另一個(gè)沒有被使用的IP地址，比如34更改為為134，使用 "ping"命令測試其連通性。記錄現(xiàn)象。（連通）
3、繼續(xù)更改該計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識中的任意一小節(jié)的值，然后測試其連通性（不通）
4、還原所有的設(shè)置。
[小結(jié)]
1、每臺聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)都有與其它計(jì)算機(jī)不同的IP地址。
2、每個(gè)IP地址都有網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識和主機(jī)標(biāo)識組成。
3、不同網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識的計(jì)算機(jī)不能直接通信。具有相同網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識的計(jì)算機(jī)可以直接通信。
4、從前面的結(jié)論還可以推導(dǎo)出IP地址在分配的時(shí)候，一般情況下都是以網(wǎng)絡(luò)為單位分配，而不是單獨(dú)分配一個(gè)或者幾個(gè)IP地址，這樣才能保證不同的公司得到的IP地址不在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)下，提升網(wǎng)絡(luò)安全。

{第二部分，怎樣確定網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識位的長度？通過現(xiàn)實(shí)中IP地址分配時(shí)可能遇到的問題著手，提出問題，解決問題。實(shí)際上分類IP地址是在早期因特網(wǎng)規(guī)模還不是太大的條件下相對合理的一種分配方案，它簡單地考慮到了不同規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的IP地址需求。}
[思考]在32位的IP地址中，多少位用于網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識，多少位用于主機(jī)標(biāo)識？
[講解]請學(xué)生計(jì)算在剛才的實(shí)驗(yàn)中24位網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識的條件下，可以為該網(wǎng)絡(luò)號最多分配多少個(gè)IP地址給計(jì)算機(jī)。
 {學(xué)生可以得出最多256臺計(jì)算機(jī)可以分配到IP地址}
[講解]在相同網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識下，有兩個(gè)特殊的IP地址是不能分配給計(jì)算機(jī)的，一個(gè)用于網(wǎng)絡(luò)地址，一個(gè)用于廣播。因此，實(shí)際分配給主機(jī)的IP地址只有256-2=254個(gè)
 {簡單解釋廣播的原理}
[討論]只能給254臺計(jì)算機(jī)分配IP地址的網(wǎng)絡(luò)顯然不適合大型網(wǎng)絡(luò)的IP地址的分配。對于一個(gè)更大型的網(wǎng)絡(luò)而言，如何分配IP地址？
[學(xué)生討論并回答]
 {一種可能答案}再分配一個(gè)網(wǎng)絡(luò)號。
 {得出這個(gè)答案的理由是基于網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)之間總是互相連通的，不可能完全孤立。盡管在前面的實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)得出不能直接通信的結(jié)論。如果有這樣的回答我們可以用增加了額外的設(shè)備——實(shí)質(zhì)上是路由器和額外的管理成本為由來否定這不是一個(gè)比較好的解決方案。這里提問的目的主要是為講解IP地址的分類作鋪墊}
{另一種答案，也是我們需要的答案}減少網(wǎng)絡(luò)位的長度，增加主機(jī)號的長度。
[追問并讓學(xué)生討論]
那設(shè)置多長的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識位比較合理呢？
 {這個(gè)問題并不需要準(zhǔn)確的答案，也沒有準(zhǔn)確的答案。主要目的是讓學(xué)生自己推導(dǎo)出無論多長的網(wǎng)絡(luò)位和主機(jī)位都無法較好地滿足各種規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的IP地址分配，盡管沒有完美的分配方案，但我們應(yīng)該找出一個(gè)更加合理的分配方案來。}
[小節(jié)]
 從前面的討論中得出，無論設(shè)置多長的網(wǎng)絡(luò)位都不能很好地滿足不同網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的IP地址分配需求，因此我們需要一個(gè)相對靈活的方案來滿足不同網(wǎng)絡(luò)大小的IP地址分配。
[講解]請同學(xué)們打開課本《網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用》第23頁仔細(xì)閱讀1-4標(biāo)題下的內(nèi)容，請注意不同分類IP地址的變化規(guī)律。
[展示]

{第三部分，引入子網(wǎng)掩碼實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識和主機(jī)標(biāo)識的確定。從因特網(wǎng)的快速擴(kuò)張導(dǎo)致IP地址的需求急劇增加，分析原有分類IP地址的不合理性，從而提出更為靈活的分配方案——引入子網(wǎng)掩碼來確定網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識。}
[講解]
 隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，這種分類IP地址的分配方法越來越顯現(xiàn)出其局限性。例如，還是前面的例子，如果某個(gè)公司有255臺計(jì)算機(jī)如何分配IP地址？
 {引導(dǎo)學(xué)生在前面的學(xué)習(xí)中可以得出不可能分配A類和B類地址，否則會造成更大的浪費(fèi)。因此只能分配兩個(gè)C類地址。但即使是通過增加設(shè)備使得兩個(gè)C類地址把網(wǎng)絡(luò)連起來，也依然造成了253個(gè)IP地址的浪費(fèi)}
[講解]無論怎樣分配都會造成253個(gè)IP地址的閑置。需要更為合理的分配方案——引入了子網(wǎng)掩碼。
[展示實(shí)例]

[請學(xué)生思考]在展示的例子中，子網(wǎng)掩碼如何確定IP地址的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識和主機(jī)標(biāo)識？
 {引導(dǎo)學(xué)生觀察規(guī)律得出結(jié)論}
[結(jié)論]
 子網(wǎng)掩碼同IP地址一樣，也是32位的二進(jìn)制數(shù)。由前半部分全為1和后半部分全為0的二進(jìn)制數(shù)構(gòu)成。前半部分為1的長度決定了IP地址中網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識的長度。換句話說，子網(wǎng)掩碼中1所覆蓋的范圍就是網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識的長度。在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，由于需要網(wǎng)絡(luò)號相同，因此同一網(wǎng)絡(luò)中的子網(wǎng)掩碼也必然是相同的。
通過這種機(jī)制，使得IP地址的分配更趨于靈活和合理。大大減少了IP地址的閑置。

三、總結(jié)
 IP地址是一個(gè)32位的二進(jìn)制地址，用于計(jì)算機(jī)的信息通信。由網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識和主機(jī)標(biāo)識兩部分組成。通過分類IP地址和引入子網(wǎng)掩碼兩種方案來確定網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識和主機(jī)標(biāo)識。
【課堂反思】
 本節(jié)課通過理論聯(lián)系實(shí)際，著重從實(shí)際應(yīng)用中遇到的問題及其解決辦法著手，相比純粹的理論介紹而言更具有明顯的課堂教學(xué)效果。不過，本節(jié)課反復(fù)在二進(jìn)制和十進(jìn)制之間來回轉(zhuǎn)換，這對學(xué)生對進(jìn)制轉(zhuǎn)換的技能要求比較高。因此課前可能需要在這方面的技能做一些鋪墊，對于理解IP地址及其網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識和主機(jī)標(biāo)識位的確定會有更好的效果。另外，在子網(wǎng)掩碼的講解過程中，也可以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生更改子網(wǎng)掩碼來驗(yàn)證其功能，但是考慮到如果只改一臺計(jì)算機(jī)的子網(wǎng)掩碼，從不同方向ping另一臺計(jì)算機(jī)會導(dǎo)致不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并且需要比較復(fù)雜的解釋導(dǎo)致問題復(fù)雜化，因此本課放棄了該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)