课题实验课教案2

第一篇：课题实验课教案2

课题实验课名称：《质量守恒定律》

设计人：哈尔滨市阿城区第三中学：纪威泊 【教材分析】

1、本课在教材中的地位和作用：

本节课是《义务教育课程标准实验教科书》人教版九年级化学上册第五单元课题一《质量守恒定律》的第一课时，主要内容是揭示质量守恒定律。在本章之前，学生已经学习了一些化学知识，知道了物质经过化学反应可以生成新的物质，但是并没有涉及到反应物与生成物之间量的关系。而本课开始了从生成何种物质向生成多少物质方面的过渡，引导学生从量的方面去研究化学反应的客观规律，为化学方程式书写和计算的教学做好理论准备。

2、确定本节课的教学目标：

①知识与技能

通过实验的测定，使学生理解质量守恒定律的含义及守恒的原因，能解释一些简单的实验事实。

②过程与方法

初步培养学生应用实验的方法来定量研究问题和分析问题的能力。

③情感态度和价值观

A、通过对质量守恒定律的理解，进行辩证唯物主义观点的教育和自然科学方法的教育。

B、培养学生合作意识及勤于思考，严谨求实，勇于创新的科学精神。

3、本节课的重、难点：

教学重点：对质量守恒定律的涵义理解。

教学难点：质量守恒的原因及其应用。【教学理念】

义务教育阶段的化学课程以提高学生的科学素质为主旨，激发学生学习化学的兴趣，帮助学生了解科学探究的基本过程和方法，培养学生的探究能力。本节课是学生进行探究学习的很好素材。用探究的方法去认识质量守恒定律，从而获得探究学习的亲身体验，享受探索真理的乐趣。来达到培养学生善于合作、勤于思考、严谨求实、勇于实践的精神。【教学创意】

本节课在内容上有一定的难度，所以在教学过程中将从以下几个方面来突破难点：

1、充分的让学生进行实验探究、交流讨论、得出结论等，提高学生学习的积极性和主动性。

2、用分子原子观点解释化学变化实质时，应借助课件来将抽象的过程形象化，有利于学生从微观上理解定律。

3、密切联系学生身边的化学事例来对质量守恒定律进行理解和运用，激发学生热爱科学的情感。【学情分析及学法指导】

1、学情分析：

通过1～4单元的学习，学生已认识了一些具体物质的化学变化，初步掌握了元素符号、化学式等化学用语，以及化学式有关的计算等基础知识，对于实验基本操作，科学探究的方法、步骤等也熟练掌握，这些基础知识和基本技能都为本单元的学习作好了必要的准备、铺垫。

2、学法指导：

根据本课的特点和学生已有的知识水平，我认为本节课应充分发挥学生的主体作用，教师提出问题后，让学生分组讨论提出猜想，制定计划，然后进行实验验证，得出结论，并相互交流。教学中应克服传统的灌输式教学，以探究式学习为主，接受式学习为辅的学习方式。

【实验研究】：

教材是教师教学和学生学习的最为重要的物质载体，它决定着学生的学习方式，决定着学生能够主动地、自主地、生动活泼的学习。课堂教学的现有教材无论从趣味性、时代性、逻辑性和个性设计方面都不尽理想，学生的实际需要难以满足，教学目的自然难以完成。但作为一线教师，对待教材（不管是新教材还是老教材）不能仅仅停留在传统的机械地拷贝教材，被动地适应教材，只做教材的实施者这一层面上，而应该用于做教材的开发者和创造者，灵活地处理和使用教材。因此，本着一下几方面原则，我对教材进行了重新开发。

依照教材的安排和特点，根据以“质量守恒定律的涵义→质量守恒的原因→质量守恒定律的应用” 为知识线索，我安排了以下五个教学环节。

1提出问题：

学生在以前的学习中只知道物质经过化学反应可以生成新物质，但是没有涉及到反应物和生成物之间量的关系。这样设置问题让学生感觉惊愕、意想不到，就会积极的思考由此产生了学习动机。

2猜想假设

学生在得到问题后，根据各自经验和知识不同，一定会进行充分的猜想与假设，这样有利于提高学生的发散思维的能力。

3设计实验和收集证据：

让学生自己动手实验，不仅充分调动了学生学习的主动性，也能培养学生研究问题的科学方法和严谨求实的科学品质。通过对实验结果的交流，培养学生表达能力和资源共享的好品质，体验科学探究成功的喜悦。

5总结规律：

在学生实验的基础上进行总结，目的是为了让知识系统化，板书的目的是为了突出本节课教学的重点内容，使学生初步认识质量守恒定律，进而引导学生进行理解：为什么参加反应的各物质的质量总和等于反应生成的各物质质量总和呢？

6解释与讨论：

让学生通过作业练习，把所学知识应用于解决问题中，也是加深对知识的理解。使本节课的知识能得到延续、提高，进一步培养学生运用所学知识解决问题的能力，使新课内容真正被学生所接受。

1：了解知识结构原理，让学生在实验中学习

从知识结构来说：质量守恒定律是承载下一部分知识系统也就是化学反应方程式的重要一节，教材选择了氧气作为本节课接触物质知识的开端，不仅承接了拉瓦锡探究实验知识的介绍，更重要的是它在化学发展史的重要地位和作用。通过对它的认识和了解，可以比较顺利地引导学生进入化学世界来探索物质的奥秘。而且，选择氧气和红磷开始这一单元的教学活动，是符合“从学生熟悉的事物入手，进行科学教育”的原则的。

2：教学设计符合逻辑，为学生自主探究式的学习搭建平台 学生经过两年的学习，对自然科学的学习已积累了一定的知识基础和方法基础，可以开始尝试培养学生的自主学习能力和分析能力，但是现时的学生的自我管理和调控能力还不够，学习过程中还需要教师的严格要求。

初中生的思维方式要求逐步由形象思维向抽象思维过渡，因此在教学过程中应注意积极引导学生应用已掌握的基础知识，通过理论分析和推理判断来获得新知识，发展抽象思维能力。当然在此过程仍需要以一些感性认识作为依托，可以借助实验或多媒体电教手段，加强直观性和形象性，以便学生理解和掌握。因此做好每一个演示实验和调动好学生的积极性，不断提供动脑的问题情景，提供动手的练习机会，让每个学生参与到学习中来是上好本课题的关键。充分体现学生地自主探究是学习化学的最合理的途径和方法。3：教学设计有弹性，既兼顾全面发展的需要又注重个体实际 教学设计兼顾全面发展，是指教学目标多元化，让学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面有所得。注重个体实际，则是要让不同的人在课堂上得到不同的收获和发展，这是教育学改革的新概念。学生发展的差异，要求我们在教材内容的选择和安排上要体现一定的弹性，不能“一刀切”，而且要充分考虑不同学生的学习能力，满足不同学生的学习需要，从而让不同的学生都能得到展示，使每个学生都能得到相应的发展。【教学过程】 活动1:提出问题

复习引课 ：前面已经学习了许多化学变化,如,磷与氧气反应生成五氧化二磷,镁与氧气反应生成氧化镁等等.化学变化的本质是什么 有新物质生成.对于这些化学变化,我们已经研究了质的方面变化(即物质种类的变化),还初步了解变化过程中能量的变化.在做小蜡烛燃烧的探究实验时发现,蜡烛燃烧一会儿,质量变小了.为什么变小 难道物质从这个世界上消失了 真的消失了吗 类似的化学变化中物质的量的方面(即质量)是否变化呢 由此提出了新的问题,即化学反应前后参加反应的各种物质的总质量与生成的各种物质总质量是否有变化 让我们一起走进新课题,来共同研究化学反应前后的物质总质量是否变化的问题.切入课题 ：第五单元 化学方程式 课题1 质量守恒定律(1)活动探究：化学反应前后参加反应的物质的总质量与生成的物质总质量是否有变化 我们必须通过事实来说明问题,下列提供四个实验方案,请用实验的方法来探究这一问题.活动2:实验探究

实验探究：根据下列几个实验方案进行问题探究.(分A,B两大组,若干小组.A组做方案一,二,B组做方案三,四)方案一 磷燃烧前后质量测定

向空气压缩点火仪中,放入一粒火柴头大小的白磷,塞上塞子.将其放在天平左盘上,用砝码平衡,记录质量.然后,取下,快速施压,将白磷引燃,观察现象,反应冷却后,重新放到天平上,观察天平是否平衡.方案二 氯化铁与氢氧化钠反应前后质量测定

在锥形瓶中加入约30ml氯化铁溶液,在橡皮塞上插一胶头滴管,管内吸有氢氧化钠溶液,用塞子把瓶口塞好,把整个装置放在天平的左盘上,在右盘加砝码平衡,记录称量数据,然后挤压滴管的胶头,使氢氧化钠溶液滴到氯化铁溶液里,观察现象,再将锥形瓶放在天平上,观察天平是否平衡.反应文字表达式: 氢氧化钠 + 氯化铁 → 氢氧化铁 + 氯化钠 NaOH FeCl3 Fe(OH)3 NaCl 方案三 铁与硫酸铜反应前后质量测定

在100ml烧杯中加入约30ml稀硫酸铜溶液,将几根细铁丝用砂纸打磨干净,将盛 有硫酸铜溶液的烧杯和铁丝一起放在托盘天平左盘上称量,记录所称质量,后将铁丝浸到硫酸铜溶液中,观察现象,待反应一段时间后溶液颜色不再改变时,将盛有硫酸铜溶液和铁丝的烧杯放在托盘天平上,观察天平是否平衡.反应文字表达式: 铁 + 硫酸铜 → 硫酸亚铁 + 铜 Fe Cu SO4 Fe SO4 Cu 方案四 碳酸钠与氯化钡反应前后质量测定

在锥形瓶中加入约30ml碳酸钠溶液,在小试管中装有氯化钡溶液,用镊子把小试管放入锥形瓶中,用塞子把瓶口塞好,把整个装置放在天平的左盘上,在右盘加砝码平衡,记录称量数据,然后把烧瓶倒转,使两种溶液混合,观察现象,再称量,观察天平是否平衡.反应文字表达式是:碳酸钠 + 氯化钡 → 碳酸钡 + 氯化钠 Na2CO3 BaCl2Ba CO3 NaCl 提示 ：针对所选实验方案,观察和探究如下问题:反应中有哪些现象 天平是否平衡

提醒:白磷取用方法;操作规范,注意安全;小组成员合作等.实验： 学生进行实验探究,观察记录分析.活动3:发现规律 交流：学生交流实验结果 A 组 B 组 实验方案 方案一 方案二 方案三 方案四 实验现象 反应前总质量 反应后总质量 分析

提问： 通过对上述4个方案研究,你能发现什么问题 能找出普遍性规律吗

归纳： 参加反应的各物质的质量总和,等于反应后生成的各物质的质量总和,这个规律叫做质量守恒定律.拓展视野： 质量守恒定律的发现史.早在300多年前,化学家们就对化学反应进行定量研究.1673年,英国化学家波义耳(Robert Boyle, 1627—1691)在一只敞口的容器中,加热金属,结果发现反应后质量增加了.1777年,法国化学家拉瓦锡用较精确的定量实验法,在密封容器中研究氧化汞的分解与合成中各物质质量的关系,得到的结论为:“参加化学反应的物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和.” 后来,人们用先进的测量仪器做了大量精度极高的实验,确认拉瓦锡的结论是正确的.因此,科学家一致承认了质量守恒定律.讲述： 刚才所用的研究方法,就是定量实验研究法.化学家们用定量的研究方法研究化学变化,发现了许多重要规律.刚才你们就像科学家一样在做研究,并且取得了成果.若你们是生活300年前发现这一规律,那又将成为我们中华民族的骄傲.虽然,我们不可能回到几百年前,但我们可以抓住今天,通过努力学习,在将来为国家赢得更多荣誉.活动4:分析与解释

问题： 化学反应前后物质的质量总和为什么相等呢 课件演示铺垫：动画:水通电分解的微观模拟.讨论： 学生讨论,思考.(提示可从水电解得到氢气和氧气微观分析入手)归纳：:化学反应的过程就是参加反应的各物质(反应物)的分子分解为原子,原子重新组合为新的分子,从而生成了其他的物质.讨论： 在化学反应中,反应前后,原子的种类,数目,原子的质量是否会变化 元素种类是否变化 物质种类是否变化

结论: 在化学反应中,原子的种类,数目,质量都不变,元素的种类也不变,所以反应前后,反应物和生成物的总质量不变.物质的种类发生了改变,分子的种类发生了改变.五不变,两变.活动5:结论的再验证

问题: 质量守恒定律对任何化学反应都有普遍性吗 是否有特殊性呢(学生预测)实验探究: 方案五 碘与淀粉反应前后质量测定

把盛有少量碘酒的小试管放入盛有少量淀粉的锥形瓶中,塞上塞子,放在天平左盘上,右盘用砝码平衡.取下锥形瓶倒置,使碘酒中的碘与淀粉反应.一段时间后,再把锥形瓶放在天平上,观察是否平衡.方案六 碳酸钠与盐酸反应前后质量测定

把盛有盐酸的小试管小心地放入装有碳酸钠粉末的小烧杯中.将小烧杯放在天平上用砝码平衡.取下小烧杯;使小试管中盐酸与小烧杯中的碳酸钠粉末反应.一段时间后,再把小烧杯和小试管放在天平上,观察是否平衡.该反应的文字表达式是:盐酸 + 碳酸钠 → 氯化钠 + 水 + 二氧化碳

实验: 学生进行实验探究,观察记录分析.活动6:规律的总结与再认识 讨论:实验结果

1.方案五:天平保持平衡.说明这里面所发生的化学反应符合质量守恒定律.2.方案六:反应后,质量减轻了.问题:实验2会出现质量减轻的这一现象,它符合质量守恒定律吗 讨论:分析是否符合质量守恒定律,找出分析判断依据.交流:学生交流观点.归纳:任何化学反应都遵守质量守恒定律,若反应体系内与外界进行物质交换,则天平就可能不衡.注意表面现象与实质.讨论:若空气点火仪漏气或反应后把塞拔下,敞口一会儿,再称量,质量就有可能发生变化.比较课本P90,P91中的两个实验装置的优劣(是否封闭及对实验有无影响).若P90图5-1中的气球反应后被拔下,天平是否平衡

小结:任何化学反应都遵守质量守恒定律.无论是熟悉的还是不熟悉的化学反应,只要是化学反应,反应前后的总质量就守恒.活动7:运用与提高习题训练略 活动8:归纳与总结 学生小结: 1.本节课我所学的知识有: 2.经过实验探究活动,我的收获及感受有: 3.对学习过程中存在的不足,我的点评及建议是: 板书设计:略 课堂作业:P96,3 课外拓展: 1.列出日常生活中一些化学反应问题,并用质量守恒定律去分析.2.课外利用家中相关物品,设计实验验证质量守恒定律.3.预习下一节课“化学方程式”.4.你还有什么疑问或还有什么实验方案,请课外讨论,也可以和老师讨论交流.说明:仪器用品及多媒体投影内容略去

[实验反思]

从总体上看，本节课基本上达到了新课程标准要求的预期目标，即：充分利用各种社会资源，挖掘教材，发展教材，根据本地、本校的实际情况，创造性地使用新教材，在人类文化背景下构建知识体系，使单调的化学实验基本操作教学富有启发性、探究性和人文精神意境，体现出其应有的实际应用价值，达到科学教育与人文教育相映生辉的效果，在实践中促进学生发展，课堂活而有序、活而有效，教师起着组织者、引导者、合作者等作用。

此外，教师在处理因课前无法预计学生的知识点的迁移方式和思维深度而暴露的问题时，能时刻关注并追随学生的思维活动，不断调整自己的思维活动，及时有目的地组织学生相互交流和讨论，巧妙诱导。点拨的方式也有一定的技巧性，既有利于培养学生交流与合作的能力，也有利于发展学生的评价能力，达到师生互动、主动建构的目的。不足之处：课时延长了 3 min，原因是在探究时间控制上把握欠佳，讨论问题过细，花费时间较长。说明什么时候探究、什么时候讨论，要探究多长时间，讨论什么问题、讨论多长时间等，仍是笔者需要调整、思考的问题。我着重反思了以下几点：

1．贴近生活，联系社会实际，增加动手实践能力是激发学习兴趣的重要方法

贴近生活、联系社会实际、增加动手实践能力是学生的强烈希望和要求，也是学生适应现代生活和未来发展、提高科学素养和人文素养的需要。

因此，教学时要充分发挥化学课程对培养学生人文精神的积极作用，注意从学生熟悉的身边现象入手，寻找新的视角和切入点，引导他们感受身边的化学物质和化学变化，增强学习的兴趣，发现问题、展开探究以获得新的知识和经验，加深对化学知识在生活实际中应用的认识，关注人类面临的与化学相关的社会问题，有意识地引导学生从多个角度对有关问题作出价值判断，培养学生的社会责任感、参与意识与决策能力。

2．把握已有经验是激发学生创新潜能、提高实践能力的重要前提

从教学过程与调查所见，科学探究能力的形成与发展是一个逐步提高、不断进步的过程。教学时立足于学生的学习基础、能力发展水平以及兴趣爱好和潜能，根据其形象思维、感性思维和经验型的逻辑思维为主的特点，设计必要的教学环节，让学生自我发现其原有认识中的不科学和片面的成分，主动构建抽象的概念和结论，理解化学、技术和社会的相互作用，提高学生的实践能力。3．加强学生自我评价、活动表现评价等多种评价方式，是关注学生个性发展、激励学生走向成功、改进教师教学方式的有利途径

本节课教学过程中，不仅采用了独立、小组或团体的形式，通过观察、记录和分析、反思，评价学生在活动过程中的表现和活动成果；更在学习结束后，自我反思探究过程的活动表现，对自己的参与意识、合作精神、实验操作技能、探究能力、分析问题的思路、知识的理解和认知水平以及表达交流技能等方面是否在原有基础上得到了尽可能大的进步与发展，进行了全方位的自我评价，以达到学生自我激励发展的目的。

第二篇：课题实验课

课题实验课：中班手工制作《拖鞋》及反思

【收藏】【打印本文】【字体： 小 大】文章作者：吴弘怡 更新日期：2012年06月11日 浏览次数： 920

一、活动背景：

手工制作是幼儿非常喜欢的一项活动，它有许多的形式，是培养幼儿动手、动脑，启发幼儿创造性思维的重要手段，同时也是教师引导幼儿发挥想象力与创造力的一种教育活动。把各种材料经过简单的装饰、黏贴、折剪变成另一种好看或者好玩的东西，对这种诱人的制作，幼儿抱有浓厚的兴趣。但活动过程中有些步骤幼儿不易模仿，在操作中会出现各种问题，致使部分幼儿不能独立完成作品，久而久之失去制作的信心和兴趣。因此，引导和帮助幼儿解决手工制作过程中的各个问题是整个活动的重点之一。结合年级子课题“幼儿园美工活动的组织与引导”与我个人研究的小课题“幼儿手工制作活动中的问题解决与指导策略”，同时根据季节特点及主题活动内容，我选择开展“手工制作——拖鞋”活动，旨在让幼儿通过动脑、动手获得知识经验的同时也使幼儿获得解决问题的方法，重新激发起幼儿的兴奋点，让幼儿获得快乐获得成功。

二、活动目标：

1、尝试用各种线条、图形或图案装饰鞋底。

2、引导幼儿根据喜好选择用不同颜色、不同粗细的纸条制作不同款式的鞋面。

3、在观察、欣赏的过程中，了解拖鞋的结构和装饰的特点，感受拖鞋造型及装饰纹样的美。

三、活动准备：

1、PPT“拖鞋”，各色粗、细长条纸各一篮。

2、双面胶每组2卷，勾线笔、蜡笔、剪刀人手一份。

3、拖鞋模板每人一双，三种款式拖鞋范例各一双。

四、活动过程：

1、引导幼儿欣赏拖鞋的图片，初步感知拖鞋纹样、款式的特点。（1）出示拖鞋图片，引导幼儿欣赏，拓展幼儿的经验。

师：夏天我们可以穿凉鞋还可以穿拖鞋，而且夏天的拖鞋款式多样，现在请大家看几款拖鞋。

（2）师：这一双拖鞋是普通的款式但是很可爱，穿起来很方便，脚直接伸进去就可以了，仔细看一看左脚右脚鞋底的颜色、图案是怎样的？一模一样对称的。师：看这一双的款式与前一双不同，是夹脚趾的，再看看左右脚鞋底的颜色、花纹也是怎样的？

2、以解决问题的形式师幼共同讨论拖鞋的制作方法，引导幼儿设计拖鞋。（1）师：我很喜欢不同款式的拖鞋，于是我照着做了3双不同款式的纸拖鞋，想不想看？我自己感觉做得还挺漂亮，如果你们也觉得漂亮就拍手鼓励一下我谢谢！

（2）师：不过我在制作的过程中遇到了几个问题，你们愿意和我一起解决吗？第一个问题是在做之前需要分清一双拖鞋的左右脚。怎么办？ 第二个问题是怎样把左右脚鞋底的花纹、颜色装饰得对称？

第三个问题是怎样把左右脚的鞋面做得对称？（以夹脚趾的拖鞋为例示范、说明。）

（3）师：我们把问题解决了，那如果现在请你们设计一双漂亮的拖鞋，你们行吗？请你们自己动手设计一双你喜欢的款式的拖鞋。

3、幼儿制作，教师指导。

（1）提醒幼儿注意一双拖鞋的左右脚要分清，鞋底的花纹、颜色及鞋面都是对称的。

（2）鼓励幼儿大胆设计与众不同的拖鞋造型。对于装饰拖鞋有困难的幼儿，引导他（她）参照图片或范例，也可借鉴同伴的成功经验。

4、展示幼儿设计的拖鞋作品，引导幼儿相互欣赏和交流。

师：大家设计制作的拖鞋都展示出来了，请大家先观察一下，有没有哪双拖鞋左右脚做错的？有没有哪双拖鞋左右脚的鞋底花纹、颜色和鞋面是不一样的？有也没关系，我们来听一听做这双拖鞋的小朋友的想法。（教师鼓励幼儿大胆自信地在集体面前介绍，从设计到装饰要有序地表达。）

“手工制作——拖鞋”活动反思

裕元幼儿园 吴弘怡

鞋子是幼儿日常生活中必不可少的物品，也是他们所熟悉的。随着季节的更换和方便起见，拖鞋更是幼儿生活中必不可少的。我班的幼儿很喜欢小制作活动，而且在制作过程中，一些幼儿特别有创意。制作“拖鞋”不仅符合幼儿生活经验，又是各种技能的综合，能激发幼儿的想象力，因此，我组织了这个手工制作活动。

在这个活动中，我主要设计了几个环节：第一个环节，简单、直接的导入活动，引导幼儿观察、欣赏不同款式的拖鞋图片，这个环节主要让幼儿了解拖鞋的构造由鞋面和鞋底组成，初步感知了一双拖鞋的对称性。第二个环节是出示三款自制拖鞋范例让幼儿进一步感知、欣赏一双拖鞋各方面的对称性，激发幼儿创作的兴趣，与此同时以解决问题为导线，在这个过程中讲解、示范，让幼儿感知、学习制作拖鞋的技能。第三个环节是幼儿进行制作，教师指导，这一环节中与幼儿一起解决了出现的一些小问题，以便幼儿后面更好的制作。最后的环节是展示、评价幼儿的作品，我也是以发现、解决问题为导线请幼儿欣赏、评价，从中幼儿发现了两个同伴左右脚搞错了，两个幼儿为自己的粗心大意而感到后悔。还有三、四个幼儿左右脚鞋底花纹完全不对称，不过我并没有一下否定他们，而是请他们说明自己的想法，再引导其他幼儿来评判作品。

在活动中，幼儿的兴趣很高，能积极地参与到活动中来，大部分幼儿都能够把鞋面和鞋底粘贴在一起。一些能力强的幼儿还进行大胆创作、改造，有的还在在鞋面上进行装饰。但一些幼儿在把鞋面贴在鞋底上时，位置把握不够准确，制作成的一双拖鞋的鞋面不够对称。有个别能力弱的幼儿由于粘贴技能、绘画技能掌握不好，所以制作的拖鞋模仿性强。如果在准备材料时能提供一些简单的半成品给这些能力弱的幼儿操作，让他们进行装饰，效果就会更好。总的来说，自我感觉幼儿还是比较喜欢这个手工制作活动的，呈现的作品效果还是可以的，幼儿在活动中获得了知识、经验、技能，体验了手工制作活动的乐趣。

第三篇：课题实验汇报课

位置与方向

第一课时

教学目标：●通过具体的活动，认识方向与距离对确定位置的作用。●能根据任意方向和距离确定物体的位置。●发展学生的空间观念。

教学重点：能根据任意方向和距离确定物体的位置。

教学难点：对任意角度具体方向的准确描述。

教学过程：

设置情景

如果你是赛手，你将从大本营向什么方向行进？你是怎样确定方向的？ 小组讨论：运用以前学过的知识得到大致方向。

1、训练加方向标的意识：加个方向标有什么好处？

2、突出以大本营为观测点：为什么把方向标画在大本营？

探究任意方向和距离确定物体的位置。

质疑：

1、知道吐鲁番在大本营的东北方向就可以出发了吗？

2、如果这时就出发可能会发生什么情况？

小组讨论：

沿什么方向走就能保证赛手更准确、更快的找到目的地。

研究时，可以用上你手头的工具。

吐鲁番在大本营东偏北30度

练一练：你说我摆，为小动物安家。

（课前剪好小图片，课上动手操作。）

例：我把熊猫的家安在偏，的方向上。例：我把熊猫的家安在西偏北30度的方向上，熊猫摆在哪？

讨论：为什么猴子的家在西偏南30度，而小兔家在南偏西30度的方向？ 解决问题，寻找得出距离的方法。

如果你的赛车每小时行进200千米，你要走几小时能到达考察地？ 图上没有直接标距离，你有什么办法解决它呢？ 仔细观察地图，你发现了什么？ 小组试一试解决。练习：

1、以雷达站为观测点，填一填。

护卫舰的位置是偏度，距离雷达站千米。巡洋舰的位置是偏度，距离雷达站千米。鱼雷艇的位置是偏度，距离雷达站千米。

2、以电视塔为观测点，按要求填空。

文化广场在电视塔西偏南45度的方向;体育场在电视塔东偏南30度的方向;博物馆在电视塔东偏南60度的方向;动物园在电视塔北偏西40度的方向。课后延伸：

游乐场要新建两个游乐项目：一个在观览车西偏北40º方向上，约200米处新添一个“登月舱”，另一个“天外来客”在观览车南偏东20º方向上，约150米处。请你在平面图上标出这个新项目的位置。

课 题实 验 汇 报 课

团 山 子 中 心 小 学

胡 艳 丽

第四篇：2如何确定“课题实验课”的观察目标

如何确定“课题实验课”的观察目标

蒋胜权呼兰区双井中心校

每节课题实验课都有具体的观察目标，实验课的讲授者与观察者紧紧围绕着它来完成实验课的研究任务，并以此获得大量的课题信息，因此，它是课题实验课的具体方向，它的完成质量，直接决定课题实验课的质量。直接决定课题这题研究的质量。（忙的提示）

一、观察目标的确定依据

观察目标的确定过程，是课题主持人与合作者把课题实验方案、课题阶段研究任务、研究方法具体化的过程。所以观察目标的确定是建立在对课题实验方案、研究者的情况、教学环境等等因素的系统分析基础之上的。

1、熟知课题实验方案及课题阶段研究任务

观察目标既然是课题实验方案的具体化，那么研究者首先要解读课题实验方案与当前研究任务，对此要认真分析并达到熟烂于心的程度。如本课题的实验因子是什么，与课题实验课中的教学因素如何结合，在本节课中如何有效体现实验因子，无关变量如何控制，本节课成功的标志是什么（即教学目标与研究目标的双重实现）。主持人与合作者在课前要经过认真的讨论、反思，最后敲定观察目标。

2、课题主持人要认真分析讲授者与观察者的情况

观察目标是讲授者与观察者通过教学活动要达到的预期研究结果，所以，主持人理应重点分析实现它所涉及的相关问题。

（1）分析讲授者与观察者当前的研究水平。看国旗

观察目标对应着一系列的观察量表，观察者能否顺利完成分得的观察任务，包括现场收集信息、课后整理信息并在交流时提出自己的观察论点。主持人在人员分配上要人尽其才、合理分布，把具备相应研究能力的合作者准确分配观察任务。

（2）分析讲授者与观察者的态度（团队意思）

课题实验课是一项比较长期的艰苦的工作，经过一个阶段研究进程之后，讲授者与观察者的态度有没有发生变化，研究的积极性如何，态度端正不端正，有没有逆反心理，主持人要详细了解讲授者与观察者当前的科研道德现状，发现反常行为要及时予以纠正，力争把讲授者与观察者的思想统一到课题实验课的正常轨迹上来。

（3）分析当前的教学环境

当前的教学环境是否能够满足观察目标的实现，是否具备观察的条件，应统筹考虑教学资源、教学设施、学生学习状态等等因素，为观察目标搭建平台。

二、观察目标的陈述

有了观察目标，我们必须把它描述出来，没有写下来的观察目标不能算是真正的观察目标。因此观察目标的陈述非常重要。

1、观察目标陈述的是课题实验课预期的研究结果，主要是讲授者与观察者通过教学实验活动来完成，研究行为的实验主体是讲授者，观察主体是观察者，讲授者的实验行为应得到观察者的记录并确认。

2、观察目标陈述应力求明确、具体、可操作、可统计。

观察目标陈述不明确、不具体，讲授者与观察者就很难把握，更

谈不上在课堂教学中体现出来，所以观察目标要与各种观察量表对应起来，观察点根据研究内容来确定，不要太多（最好一个或两个），观察量表要可操作，有明确的操作步骤及统计方法，强化统计结果的科学性，最终达到使用这一目的。比较一下：

（一）本节课是《拐弯处的回头——语文五步阅读教学法》的第一课时——主动阅读能力训练，通过本节课的实施，从改进课堂教学结构入手，积极探索“三维目标导向，学生主动参与教学过程”的课堂结构，引导课堂教学由“教为中心”向“学为中心”转变；从分析情节为主转向分析语言为主；从分析语言的内容为主转向分析语言的特点为主；从随意训练为主转向有目标训练为主，形成有具体阅读导向的语言文字训练型的阅读教学模式。本节课的实施有以下几点具体目标：

1、检测学生主劝参与教学过程的目标意识。

2、通过“五步阅读教学法”，观察学生的阅读能力，通过反馈，认定阅读能力的提高幅度。

3、重点监测学生在“五步”阅读中的主动参与程度。

（二）激励与需要密切相关，所谓激励，就是从需要出发，来激发其动机，调动其积极性。本课我想通过设疑激励与电教手段激励来试验。因为本课题已经进行过多次的实验与观察，在实验观察的基础上，我们一致认为本方法是可行。拟定本次实验的目标为：通过3次设疑激励和5次电教手段的方法的运用，激发学生的对平行四边形面积公式的探究欲望，完成面积的推导和实践题的解答。

三、观察目标的反思

观察目标的反思能力是指主持人与合作者为了成功实现课题实验课的研究任务，对已经发生或正在发生的研究活动以及支持这些研究活动的观念、假设，进行积极、持续、周密、深入、自我调节性的思考能力，这一环节，我认为主要经过三个步骤。（照镜子的作用）

1、内省阶段

主持人与合作者针对课题实验课中发生的种种现象，经过一系列的心理活动，认真琢磨、作出判断、调控下一步的行为，如，针对实施课题研究策略出现漏洞时，反思为什么会出现这样的问题，应如何调整方案，采取怎样有效的策略与措施等。（电教媒体的时效性需要调整）经验之思：把手伸进火中

2、外显阶段

实验课结束后，经过内省阶段，把总结出来的经验、教训、体会与认识，用文字的形式记录下来，形成自己的独特的研究反思日记或各种形式的报告。（表达自己的想法，提出自己的意见）反思之思：坐井观天

3、共同讨论阶段

这个阶段主要强调主持人与合作者之间的交流，肯定优点，弥补不足，在交流中促进提高。（怎么调整）喝茶的提示

四、确定观察目标依据的原则

1、科学性原则

科学性是指观察目标的思想观点、研究内容、统计方法的选择等

都应当是科学的、准确的。

2、实用性原则

观察目标是为主持人与合作者的课题研究服务的，而不是给别人看的，所以观察目标要有实用价值，不能搞花架子。

3、针对性原则

观察目标要针对课题研究进程，针对某一个具体阶段的具体问题来确定。

4、创造性原则

课题研究本身就是一种创造，观察目标的确定是你经过一系列的分析、反思之后来确定的，一定要体现你的个性、创造性，体现你独特的研究理念、研究风格等。

5、总结性原则

观察目标是否真正实现，观察目标无论事先怎样充分准备，观察目标的确定也不可能没有遗憾，主持人与合作者要善于反思、善于总结、为下一个阶段中的课题实验课奠定基础。

第五篇：课题2教案

课题二 网络通信

人们越来越多地依靠网络来彼此联络。人们通过网络从世界各个角落在线沟通。有效而又可靠的技术能随时随地满足我们对网络的需求。随着以人为本的网络不断扩大，连接和支持它的平台也必须同步发展。

现在，人们不是针对新提供的每项服务开发独立的专用系统，而是将整个网络行业视为一个整体进行开发，这意味着对于现有网络的分析和逐步增强可以同时并举。这样能确保在推出新服务时保持现有的通信，既节约了成本，技术上也合理。

网络学习的核心是使用描述网络功能的公认模型。这些模型提供的框架可以帮助人们了解当前网络，并促进新技术开发以支持未来的通信需求。

在本课题当中，我们要使用这些模型，还要使用分析和模拟网络功能的一些工具。其中，用于建立模拟网络并与之交互的两个工具是 Packet Tracer 4.1 软件和 Wireshark 网络协议分析器。

2.1 通信的平台 2.1.1 通信要素

通信的第一步是将消息或信息从一个人或设备发送给另一个人或设备。人们使用许多不同的通信方式来交流观点。所有这些方式都有三个共同的要素。第一个要素是消息来源，即发送方。消息来源是需要向其他人或设备发送消息的人或电子设备。第二个通信要素是消息的目的地址，即接收方。目的地址接收并解释消息。第三个要素称为通道，包括提供消息传送途径的介质。

现在我们以使用文字、图片和声音进行通信为例，这些消息都可以通过数据或信息网络来发送。首先将其转换为二进制数字，即比特（亦称位）。然后，将这些比特编码成可以通过适当介质传输的信号。在计算机网络中，介质通常是一种电缆或者无线传输。

本课程中的网络 一词指的是能够承载许多不同类型通信的数据或信息网络，这些通信包括传统的计算机数据、交互式语音、视频和娱乐产品。

2.1.2 传达消息

理论上来说，可以将一次通信的内容（如音乐视频或电子邮件消息）作为一大块连续的高容量比特流，通过网络从源发送到目的。但如果真以这种方式传输消息，那就意味着在传输此数据期间，同一个网络中的其它设备都不能发送或接收消息。这种大型数据流会导致严重的延迟。而且，一旦互联网络基础架构中有一条链路在传输期间出现故障，那么整个消息都会丢失，必须全部重传。

所以，更好的办法是先将数据划分为更小、更易于管理的片段，然后再通过网络发送。将数据流划分为较小的片段称为分段。消息分段主要有两个优点。

首先，通过从源设备向目的设备发送一个个小片段，就可以在网络上交替发送许多不同会话。用于在网络上将交替发送的多个不同会话片段组合起来的过程称为多路复用。

第二，分段可以增强网络通信的可靠性。每个消息的独立片段无需经过网络中的同一条路径从源设备传送到目的设备。因此，如果某条路径因数据流量过大或故障而堵塞，仍可以使用备用路径将各个消息片段转发到目的设备。如果有部分消息未能传送到目的，则只需重新传输丢失的部分。

使用分段和多路复用在网络上传输消息的弊端是提高了该过程的复杂程度。试想一下，这就如同您要邮寄一封 100 页的信件，但每个信封里只能装一页纸。写地址、贴邮票、邮寄、收信和打开全部一百个信封的过程对发信人和收信人而言都很耗费时间。

在网络通信中，每个消息段也必须经过类似的过程才能确保其到达正确目的设备并重新组装成原始消息的内容。

整个网络中各种类型的设备都要协同工作才能确保消息片段稳定可靠地到达其目的设备。

2.1.3 网络的组成部分

消息从源到目的所采用的路径各式各样，可能简单到只是一根连接两台计算机的电缆，也可能非常复杂，是真正覆盖全球的网络。这种网络基础架构构成了支持以人为本的网络的平台。它为通信提供了稳定可靠的通道。

设备和介质是网络的物理要素，即硬件。硬件通常是网络平台的可见组成部分，如笔记本电脑、PC、交换机或用于连接设备的电缆。但有时候，某些组成部分并非如此直观可见。例如，无线介质就是使用不可见无线电射频或红外波通过空气来传输消息。

服务和过程是网络设备上运行的通信程序，称为软件。网络服务通过提供信息对请求做出响应。服务包括人们日常使用的许多常见网络应用程序，如电子邮件托管服务和 Web 托管服务。过程提供的是通过网络定向和移动消息的功能。过程不易觉察，但却是网络运行的关键。

2.1.4 终端设备及其在网络中的作用

人们最熟悉的网络设备称为终端设备。这些设备形成了以人为本的网络与底层通信网络之间的界面。终端设备包括：

 计算机（工作站、笔记本电脑、文件服务器、Web 服务器） 网络打印机  VoIP 电话  安全摄像头

 移动手持设备（如无线条码扫描仪、PDA）

在网络环境下，将终端设备称为主机。主机设备是指通过网络传输的消息的源设备或目的设备。为了区分不同主机，网络中的每台主机都用一个地址加以标识。当主机发起通信时，会使用目的主机的地址来指定应该将消息发送到哪里。

在现代网络中，主机可以用作客户端、服务器或同时用作两者。主机上安装的软件决定了它在网络中扮演的角色。

服务器是安装了特殊的软件，可以为网络上其它主机提供信息和服务（例如电子邮件或网页）的主机。

客户端是安装了特殊的软件，可向服务器请求信息以及显示所获取信息的主机。

2.1.5 中间设备及其在网络中的作用

除了人们熟悉的终端设备外，网络还要依靠中间设备来提供连通性并在后台运行才能确保数据在网络中通行。这些设备将每台主机连接到网络，并且可以将多个独立的网络连接成网际网络。中间网络设备包括：

 网络接入设备（集线器、交换机和无线接入点） 网间设备（路由器）

 通信服务器和调制解调器  安全设备（防火墙）

在数据流经网络时对其进行管理也是中间设备的一项职责。这些设备使用目的主机地址以及有关网络互连的信息来决定消息在网络中应该采用的路径。中间网络设备上运行的进程执行以下功能：  重新生成和重新传输数据信号

 维护有关网络和网际网络中存在哪些通道的信息。 将错误和通信故障通知其它设备

 发生链路故障时按照备用路径转发数据  根据 QoS 优先级别分类和转发消息  根据安全设置允许或拒绝数据的通行 2.1.6 网络介质

网络中的通信都在介质上传送。介质为消息从源设备传送到目的设备提供了通道。现代网络主要使用三种介质来连接设备并提供传输数据的途径。这三种介质是：  电缆内部的金属电线  玻璃或塑料纤维（光缆） 无线传输

每种介质类型必须采用不同的信号编码才能传输消息。在金属电线上，数据要编码成符合特定模式的电子脉冲。光纤传输依赖于红外线或可见光频率范围内的光脉冲。无线传输中则使用电磁波的波形来说明各个比特值。

不同类型的网络介质有不同的特性和优点。并非所有网络介质的特征都相同，也不一定适合同样的用途。选择网络介质的标准是：  介质可以成功传送信号的距离。 要安装介质的环境。

 必须传输的数据量和速度。 介质和安装的成本。

2.2 LAN、WAN和网际网络 2.2.1 局域网

网络基础架构在以下方面可能存在巨大差异：  覆盖的区域大小  连接的用户数量

 可用的服务数量和类型

独立的网络通常覆盖一个地域，向位于同一个组织结构（如一个企业、园区或地区）内的人们提供服务和应用程序。这种类型的网络称为局域网(LAN)。LAN 通常由一个组织管理。用于规范安全和访问控制策略的管理控制措施将在网络层执行。

2.2.2 广域网

当公司或组织分布于相距甚远的不同地域时，可能需要借助电信服务提供商(TSP)才能使位于不同地点的 LAN 相互连接。电信服务提供商运营的大型地区网络可以覆盖很长的距离。以前，TSP 一般使用不同的网络分别传输语音和数据通信。不过，现在这些提供商为用户提供的融合信息网络服务正日益增多。

单个组织一般通过电信服务提供商网络租用连接。连接分布于不同地理位置的 LAN 的这些网络称为广域网(WAN)。尽管组织负责维护连接两端的 LAN 的所有策略和管理，但通信服务提供商网络内部的策略仍由 TSP 控制。

WAN 使用特殊设计的网络设备来建立 LAN 之间的相互连接。由于这些设备对网络至关重要，配置、安装和维护这些设备就成为组织的网络正常运行所必不可少的技能。

LAN 和 WAN 对每个组织的作用都非常大。它们连接组织内部的用户，实现了很多形式的通信，包括交换电子邮件、企业培训和其它资源的共享。

2.2.3 Internet-由多个网络组成的网络

尽管使用 LAN 或 WAN 有很多优点，但大多数人还需要与本地组织以外的其它网络中的资源通信。

这类通信包括：

 向国外的朋友发送电子邮件  访问网站上的新闻或产品  获取邻居计算机上的文件

 与住在其它城市的亲戚发送即时消息  通过手机随时了解喜爱的体育赛队的表现

网际网络

由相互连接的网络组成的全球网（网际网络）满足了人们的这些通信需要。这些相互连接的网络中有一部分由大型公有组织和私有组织（如政府机构或工业企业）拥有并保留供其专用。在向公众开放的网际网络中，最著名并被广为使用的便是 Internet。

Internet 是将属于 Internet 服务提供商(ISP)的网络相互连接搭建而成的。这些 ISP 网络相互连接，为世界各地数以百万计的用户提供接入服务。要确保通过这种多元化基础架构有效通信，需要采用统一的公认技术和协议，也需要众多网络管理机构相互协作。

内部网

内部网通常用于表示一个组织的私有局域网和广域网连接，只有该组织的成员、员工或其他获得授权的人员可以访问。

注意:以下术语可以互换：网际网络、数据网络和网络。两个或多个数据网络相互连接形成网际网络即 PC 或其它主机设备上的网卡或 LAN 适配卡，用于提供与网络之间的物理连接。连接 PC 与网络设备的介质将直接插入网卡。

 物理端口网间设备上连接到独立网络的专用端口。由于路由器用于互连不同的网络，因此路由器上的端口称为网络接口。

2.3 协议

2.3.1 用于规范通信的规则

无论是面对面还是通过网络进行的所有通信都要遵守预先确定的规则，即协议。这些协议由会话的特性决定。在日常的个人通信中，通过一种介质（如电话）通信时采用的规则不一定与使用另一种介质（如邮寄信件）时的协议相同。

试想一下，规范世界上现存的所有通信方法需要多少种不同的规则或协议。

网络中不同主机之间的成功通信需要在许多不同协议之间进行交互。执行某种通信功能所需的一组内在相关协议称为协议簇。这些协议通过加载到各台主机和网络设备中的软件和硬件执行。

要直观地了解所有协议在特定主机上的交互方式，最好的办法之一是将其视为协议栈。协议栈显示了在主机上实现协议簇中每个协议的方式。协议被显示为分层的架构，每种上层服务都依赖于其余下层协议所定义的功能。协议栈的下层负责通过网络传输数据和向上层提供服务，而上层则负责处理发送的报文内容和用户界面。

使用分层方式来描述面对面的通信

以两人面对面通信为例。如上图所示，我们可以使用三个层来描述此活动。底层是物理层，两人都可以通过声音说出词语。第二层是规则层，两人同意用通用语言交谈。顶层是内容层，两人实际说出来的词语，即通信的内容。

假使我们亲眼目睹这场谈话，实际上不会看到漂浮在空中的“层”。必须要了解，层的运用只是一种模型，藉由这个模型，我们可以方便地将复杂的任务划分为多个部分，从而分别描述其工作原理。

2.3.2 网络协议

在人类社会中，有些通信规则属于正式规则，其它一些则只是根据习俗和惯例达成共识的，即隐性规则。但是，设备若要成功通信，网络协议簇就必须精确描述要求和交互过程。网络协议簇说明了以下过程：  消息的格式或结构

 网络设备共享通往其它网络的通道信息的方法  设备之间传送错误消息和系统消息的方式与时间  数据传输会话的建立和终止

协议簇中单独的协议可能是特定厂商的私有协议。这里所说的私有指的是由一家公司或厂商控制协议的定义及其运作方式。经过拥有者许可，其它组织也可使用某些私有协议。其它私有协议则只能在私有厂商制造的设备上执行。

2.3.3 协议簇和行业标准

组成协议簇的许多协议通常都要参考其它广泛采用的协议或行业标准。标准是指已经受到网络行业认可并经过电气电子工程师协会(IEEE)或 Internet 工程任务组(IETF)之类标准化组织批准的流程或协议。

在协议的开发和实现过程中使用标准可以确保来自不同制造商的产品协同工作，从而获得有效的通信。如果某家制造商没有严格遵守协议，其设备或软件可能就无法与其它制造商生产的产品成功通信。

例如，在数据通信中，如果会话的一端使用控制单向通信的协议，而另一端却采取描述双向通信的协议，那么几乎可以肯定它们之间将无法交换信息。

2.3.4 协议的交互

Web 服务器和 Web 浏览器之间的交互是协议簇在网络通信中的典型应用示例。这种交互在二者之间的信息交换过程中使用了多种协议和标准。各种不同协议共同确保双方都能接收和理解交换的报文。这些协议包括：

应用程序协议：

超文本传输协议(HTTP)是一种公共协议，控制 Web 服务器和 Web 客户端进行交互的方式。HTTP 定义了客户端和服务器之间交换的请求和响应的内容与格式。客户端软件和 Web 服务器软件都将 HTTP 作为应用程序的一部分来实现。HTTP 协议依靠其它协议来控制客户端和服务器之间传输报文的方式

传输协议：

传输控制协议(TCP)是用于管理 Web 服务器与 Web 客户端之间单个会话的传输协议。TCP 将 HTTP 报文划分为要发送到目的客户端的较小片段，称为数据段。它还负责控制服务器和客户端之间交换的报文的大小和传输速率。

网间协议：

最常用的网间协议是 Internet 协议(IP)。IP 负责从 TCP 获取格式化数据段、将其封装成数据包、分配相应的地址并选择通往目的主机的最佳路径。

网络访问协议：

网络访问协议描述数据链路管理和介质上数据的物理传输两项主要功能。数据链路管理协议接收来自 IP 的数据包并将其封装为适合通过介质传输的格式。物理介质的标准和协议规定了通过介质发送信号的方式以及接收方客户端解释信号的方式。网卡上的收发器负责实施介质所使用的标准。

2.3.5 技术无关协议

网络协议描述的是网络通信期间实现的功能。在面对面交谈的示例中，通信的一项协议可能会规定，为了发出交谈结束的信号，发言者必须保持沉默两秒钟。但是，这项协议并没有规定发言者在这两秒钟内应该如何 保持沉默。

协议通常都不会说明如何 实现特定的功能。通过仅仅说明特定通信规则所需要的功能是什么 而并不规定这些规则应该如何 实现，特定协议的实现就可以技术无关。

以 Web 服务器为例，HTTP 并没有指定创建浏览器使用什么编程语言、提供网页应该使用什么 Web 服务器软件、软件运行在什么操作系统之上或者显示该浏览器需要满足什么硬件要求。而且，尽管 HTTP 说明了发生错误时服务器应该如何操作，但却并未规定服务器应该如何检测错误。这就意味着，无论 Web 服务器是哪种类型，使用的是哪种形式的操作系统，计算机和其它设备（如移动电话或 PDA）都可以从 Internet 上的任何位置访问存储于服务器中的网页。

2.4 使用分层网络

2.4.1 使用分层网络的优点

要形象地显示各种协议之间的交互，通常会使用分层模型。分层模型形象地说明了各层内协议的工作方式，及其与上下层之间的交互。

使用分层模型来说明网络协议及其工作方式有很多优点。使用分层模型的优点：

 有助于协议设计，因为对于在特定层工作的协议而言，它们的工作方式及其与上下层之间的接口都已经确定。

 促进竞争，因为可以同时使用不同厂商的产品。 避免一个协议层的技术或功能变化影响相邻的其它层。 提供了描述网络功能和能力的通用语言。

2.4.2 协议模型和参考模型

网络模型有两种基本类型：协议模型和参考模型。

协议模型提供了与特定协议簇结构精确匹配的模型。协议簇中分层的一组相关协议通常代表连接以人为本的网络与数据网络所需的全部功能。TCP/IP 模型描述了 TCP/IP 协议簇中每个协议层实现的功能，因此属于协议模型。

参考模型为各类网络协议和服务之间保持一致性提供了通用的参考。参考模型的目的并不是作为一种实现规范，也不是为了提供充分的详细信息来精确定义网络体系结构的服务。参考模型的主要用途是帮助人们更清晰地理解涉及的功能和过程。

开放式系统互联(OSI)模型是最广为人知的网际网络参考模型，用于数据网络设计、操作规范和故障排除。尽管 TCP/IP 模型和 OSI 模型是讨论网络功能时使用的主要模型，但网络协议、网络服务或网络设备的设计人员也可以自行创建模型来代表自己的产品。不过，设计人员最终还是需要将自己的产品或服务与 OSI 模型和 TCP/IP 模型之中任一或全部相关联才能与行业通信。

2.4.3 TCP/IP模型

网际通信的首个分层协议模型建立于二十世纪七十年代，称为 Internet 模型。它定义了四个功能类别，若要成功通信，就必须实现这些功能。TCP/IP 协议簇的体系结构遵循了此模型的结构。因此，Internet 模型通常被称为 TCP/IP 模型。

大多数协议模型描述的都是厂商特定的协议栈。但是，由于 TCP/IP 模型是一种开放式标准，因此并不由一家公司来控制该模型的定义。标准的定义和 TCP/IP 协议都在公开的论坛中讨论并在向公众开放的文档集中加以定义。此类文档称为请求注解(RFC)，既包含数据通信协议的正式规范，也有说明协议用途的资源。

RFC 中还有与 Internet 相关的技术文档和组织文档，包括由 Internet 工程任务组(IETF)制作的技术规范和策略文档。

2.4.4 通信过程

TCP/IP 模型描述了组成 TCP/IP 协议簇的各种协议的功能。在发送主机和接收主机上实现的这些协议通过网络交互，为应用程序提供端到端传送。

完整的通信过程包括以下步骤：

1.在发送方源终端设备的应用层创建数据

2.当数据在源终端设备中沿协议栈向下传递时对其分段和封装 3.在协议栈网络接入层的介质上生成数据

4.通过由介质和任意中间设备组成的网际网络传输数据 5.在目的终端设备的网络接入层接收数据

6.当数据在目的设备中沿协议栈向上传递时对其解封和重组 7.将此数据传送到目的终端设备应用层的目的应用程序 2.4.5 协议数据单元和封装

在通过网络介质传输应用程序数据的过程中，随着数据沿协议栈向下传递，每层的各种协议都要向其添加信息。此过程通常称为封装。

一段数据在任意协议层的表示形式称为协议数据单元(PDU)。在封装过程中，后续的每一层都根据使用的协议封装其从上一层接收的PDU。在该过程的每个阶段，PDU 都以不同的名称来反映其新的表现形式。尽管目前对 PDU 的命名没有通用约定，但本课程中根据 TCP/IP 协议簇的协议来命名 PDU。

 数据传输层 PDU  数据包网络接入层 PDU  比特（位）-通过介质实际传输数据时使用的 PDU

2.4.6 发送和接收过程

在网络中发送报文时，主机中的协议栈自上而下工作。以 Web 服务器为例，我们可以使用 TCP/IP 模型来说明向客户端发送 HTML 网页的过程。

应用层协议 HTTP 向传输层传送设定为 HTML 格式的网页数据，从而开始了整个过程。应用程序数据在传输层被划分为多个 TCP 数据段。每个 TCP 数据段都添加了一个标签，称为报头，其包含的信息用于指定目的计算机上运行的哪个进程应接收报文。此外，它还包含供目的进程用于将数据重新组装成原始格式的相关信息。

传输层将网页的 HTML 数据封装到数据段内，然后将其发送到执行 IP 协议的 Internet 层。在这里，整个 TCP 数据段被封装到添加了另一个标签（称为 IP 报头）的 IP 数据包内。IP 报头包含源主机和目的主机的 IP 地址以及将数据包传送到其相应的目的进程所需的信息。

随后，会将 IP 数据包发送到网络接入层以太网协议。在这里，会将数据包封装到帧头和帧尾中。每个帧头都包含源物理地址和目的物理地址。物理地址用于唯一标识本地网络中的设备。帧尾则包含错误检查信息。最后，服务器网卡将比特编码到以太网介质中。

接收主机上的过程与之相反。数据在朝着最终用户应用程序沿协议栈向上移动的过程中被解封。

2.4.7 OSI模型

OSI 模型最初由国际标准化组织(ISO)设计，旨在提供一套开放式系统协议的构建框架。其初衷是希望使用这套协议开发一个独立于私有系统的国际网络。

不过，由于基于 TCP/IP 协议的 Internet 迅速得到广泛采用并且扩展速度极快，致使 OSI 协议簇的制定和认可相对滞后。但即使目前只有少数使用 OSI 规范制定的协议得到了广泛使用，七层 OSI 模型对适用于所有新兴网络类型的其它协议的制定和产品的开发作出的贡献也不容忽视。

作为一种参考模型，OSI 模型详细罗列了每一层可以实现的功能和服务。它还描述了各层与其上、下层之间的交互。虽然本课程将围绕 OSI 模型组织内容，但是 TCP/IP 协议栈中确定的协议将是我们讨论的重点。

请注意，我们提及 TCP/IP 模型的各层时只使用其名称，而提及 OSI 模型的七个层时则通常使用编号而非名称。

2.4.8 比较OSI模型与TCP/IP模型

根据 OSI 参考模型可以说明构成 TCP/IP 协议簇的协议。在 OSI 模型中，TCP/IP 模型的网络接入层和应用层被进一步划分，用于说明这些协议层需要实现的详细功能。

TCP/IP 协议簇在网络接入层并没有指定通过物理介质传输时使用的协议，而只是描述了从 Internet 层到物理网络协议的传递。而 OSI 模型第 1 层和第 2 层则论述了接入介质所需的步骤以及通过网络发送数据的物理手段。

这两个网络模型之间主要的相似之处在于 OSI 模型第 3 层和第 4 层。OSI 模型第 3 层是网络层，几乎全部用于论述和记录发生在所有数据网络中的用于编址并在网际网络中路由消息的过程。Internet 协议(IP)是 TCP/IP 协议簇中包含第 3 层所述功能的协议。

OSI 模型的第 4 层是传输层，通常用于描述管理源主机和目的主机之间各个会话的一般服务或功能。这些功能包括确认、错误恢复和定序。传输控制协议(TCP)和用户数据报协议(UDP)这两个 TCP/IP 协议提供了这一层需要的功能。

TCP/IP 应用层包括许多协议，为各种最终用户应用程序提供特定功能。OSI 模型第 5 层、第 6 层和第 7 层供应用程序软件开发人员和厂商参考，用于生产需要访问网络进行通信的产品。

2.5 网络编址 2.5.1 网络中的编址

OSI 模型描述了对数据进行编码、格式化、分段和封装以便通过网络传输的过程。从源设备向目的设备发送的数据流可以划分为多个片段，并与从其它源主机传输到其它目的地址的消息交替发送。随时都有数十亿这类信息片段在网络上传输。因此，每个数据片段必须包含充分的标识信息才能到达正确目的地。

为了将数据从一台主机上运行的源应用程序成功传送到另一台主机上运行的目的应用程序，必须包含几种不同类型的地址。我们可以使用 OSI 模型作为依据，了解每一层需要的不同地址和标识符。

2.5.2 数据送达终端设备

在封装过程中，当数据在源主机上沿协议栈向下传输时添加了地址标识符。正如有多层协议要对数据进行一定的准备工作以便将其传输到目的地一样，也有多层编址用于确保其传送。

第一个标识符是主机的物理地址，包含于第 2 层 PDU（称为帧）的帧头中。第 2 层涉及报文在单一本地网络中的传输。第 2 层地址在本地网络中是唯一的，代表物理介质上的终端设备地址。在使用以太网的 LAN 中，此地址称为介质访问控制(MAC)地址。当两台终端设备在本地以太网络中通信时，它们之间交换的帧包含目的 MAC 地址和源 MAC 地址。一旦目的主机成功接收帧后，会删除第 2 层地址信息，因为数据已经解封并沿协议栈上移到第 3 层。

2.5.3 数据通过网际网络

第 3 层协议主要用于在网际网络内将数据从一个本地网络移动到另一个本地网络。第 2 层地址仅仅用于同一个本地网络中不同设备之间的通信，而第 3 层地址则必须包括供中间网络设备定位其它网络中主机的标识符。在 TCP/IP 协议簇中，IP 主机地址中包括有关该主机所在网络的信息。

中间网络设备（通常是路由器）在每个本地网络的边界解封帧，以便读取数据包（第 3 层 PDU）报头中包含的目的主机地址。路由器使用此地址的网络标识符部分来确定到达目的主机应采用的路径。一旦路径确定后，路由器会将数据包封装到新的帧中，然后将其发送到目的终端设备。当帧到达最终目的时，将删除帧和数据包的报头并将数据上移到第 4 层。

2.5.4 数据到达正确的应用程序

在第 4 层，PDU 报头中包含的信息并未标识目的主机或目的网络。它真正标识的是在目的主机设备上运行并且将要对送达的数据进行操作的特定进程或服务。无论主机是 Internet 上的客户端还是服务器，都可以同时运行多个网络应用程序。使用 PC 的人通常都在运行电子邮件客户端的同时运行 Web 浏览器、即时消息程序和若干流媒体，甚至可能还同时运行游戏。这一切独立运行的程序都是典型的单独进程。

查看网页至少要调用一个网络进程。单击超链接会导致 Web 浏览器与 Web 服务器通信。与此同时，电子邮件客户端可能正在后台发送和接收电子邮件，而一位同事或朋友可能正在发送即时消息。假设某台计算机只有一个网络接口。由该 PC 上运行的应用程序创建的所有数据流都要通过这一个接口出入，但是即时消息不会在字处理程序文档中弹出，电子邮件也不会在游戏中显示。

这是因为在源主机和目的主机上运行的单独进程会彼此通信。每种应用程序或服务在第 4 层都由一个端口号来代表。设备之间的独有的对话则用代表两个正在通信的应用程序的一对第 4 层源端口号和目的端口号来标识。主机收到数据时会检查端口号，从而确定哪个应用程序或进程是该数据的正确目的。