《了解局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)》任務(wù)驅(qū)動電子教案一、教案背景課程名稱：計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)授課對象：XXXXXX課時安排：X課時（任務(wù)4.1占2課時，任務(wù)4.2占2課時）二、教學(xué)目標(biāo)（一）知識目標(biāo)掌握交換機(jī)的定義、工作原理及組成系統(tǒng)，理解其與集線器在網(wǎng)絡(luò)傳輸中的區(qū)別。熟悉交換機(jī)的配置模式、配置方式及常用命令，知曉交換機(jī)在優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)傳輸中的作用。理解局域網(wǎng)通信機(jī)制，掌握交換機(jī)級聯(lián)技術(shù)、多區(qū)域辦公網(wǎng)規(guī)劃及交換式辦公網(wǎng)構(gòu)建原理。（二）能力目標(biāo)能夠獨(dú)立完成交換機(jī)設(shè)備的基礎(chǔ)配置，包括名稱設(shè)置、端口參數(shù)調(diào)整、管理地址配置等操作。學(xué)會使用交換機(jī)級聯(lián)技術(shù)擴(kuò)展局域網(wǎng)范圍，進(jìn)行IP地址規(guī)劃與配置，測試網(wǎng)絡(luò)連通性。具備分析和解決簡單網(wǎng)絡(luò)傳輸問題的能力，能根據(jù)網(wǎng)絡(luò)需求選擇合適的組網(wǎng)方案。（三）素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)木W(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置與組網(wǎng)操作習(xí)慣，提高實踐動手能力。增強(qiáng)學(xué)生團(tuán)隊協(xié)作意識，通過小組任務(wù)完成網(wǎng)絡(luò)組建與優(yōu)化，提升溝通協(xié)作能力。激發(fā)學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的探索熱情，引導(dǎo)關(guān)注國產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)展，培養(yǎng)民族自豪感。三、教學(xué)重點與難點重點：交換機(jī)的工作原理與組成系統(tǒng)；交換機(jī)的配置方法與步驟；交換機(jī)級聯(lián)技術(shù)及多區(qū)域辦公網(wǎng)組建。難點：交換機(jī)依據(jù)MAC地址表轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的機(jī)制；交換機(jī)不同配置模式的切換與使用；局域網(wǎng)中廣播、沖突產(chǎn)生原理及解決方法。四、教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：任務(wù)驅(qū)動法、案例教學(xué)法、演示法、小組討論法。教學(xué)手段：多媒體課件、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗室（配備交換機(jī)、計算機(jī)、網(wǎng)線等設(shè)備）、網(wǎng)絡(luò)模擬軟件（如PacketTracer）、實物展示（交換機(jī)設(shè)備）。五、教學(xué)過程設(shè)計（一）情境導(dǎo)入（5分鐘）以教材中學(xué)校改造校園網(wǎng)的案例引入，展示改造前后網(wǎng)絡(luò)傳輸效率對比，提出問題：“如何通過設(shè)備優(yōu)化校園網(wǎng)傳輸？如何擴(kuò)展校園網(wǎng)覆蓋范圍？”引發(fā)學(xué)生思考，引出本節(jié)課學(xué)習(xí)內(nèi)容——局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)，使用交換技術(shù)優(yōu)化局域網(wǎng)傳輸。（二）任務(wù)4.1：使用交換機(jī)優(yōu)化傳輸（2課時）1.任務(wù)描述（5分鐘）模擬小明宿舍網(wǎng)絡(luò)速度慢的情境，要求學(xué)生通過配置交換機(jī)設(shè)備，替換宿舍樓早期低端接入設(shè)備，優(yōu)化宿舍網(wǎng)的傳輸效率，提高上網(wǎng)速度。2.任務(wù)分析（5分鐘）引導(dǎo)學(xué)生分析任務(wù)，明確要解決宿舍網(wǎng)網(wǎng)速慢的問題，需了解交換機(jī)的工作原理、組成系統(tǒng)及配置方法，對比交換機(jī)與集線器在網(wǎng)絡(luò)傳輸中的差異，從而確定使用交換機(jī)替換集線器來優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)。3.技術(shù)介紹（25分鐘）認(rèn)識交換機(jī)設(shè)備：通過多媒體課件展示交換機(jī)實物圖片，講解交換機(jī)是推動局域網(wǎng)高速傳輸?shù)闹匾O(shè)備，依據(jù)MAC地址表傳輸數(shù)據(jù)，可減少網(wǎng)絡(luò)沖突。介紹交換機(jī)接口類型（RJ-45接口、光纖接口、Console口）及功能，展示交換機(jī)前面板、后面板結(jié)構(gòu)及接口標(biāo)識方法。了解交換機(jī)工作原理：利用動畫演示交換機(jī)工作過程，講解交換機(jī)收到數(shù)據(jù)后，先讀取源MAC地址更新MAC地址表，再依據(jù)目的MAC地址過濾轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。對比集線器與交換機(jī)在網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、信息傳輸方式上的不同，強(qiáng)調(diào)交換機(jī)在避免沖突、提高傳輸速率方面的優(yōu)勢。了解交換機(jī)組成系統(tǒng)：講解交換機(jī)分為可網(wǎng)管和不可網(wǎng)管類型，通過外觀（有無Console口）分辨。介紹交換機(jī)硬件組成（背板、CPU、RAM、ROM、Flash、Interface等）及各組件功能；說明交換機(jī)操作系統(tǒng)軟件的作用，不同廠商操作系統(tǒng)的命令體系差異。配置交換機(jī)：介紹交換機(jī)的4種配置方式（帶外方式、Telnet遠(yuǎn)程管理、Web遠(yuǎn)程管理、SNMP管理工作站遠(yuǎn)程管理），重點講解首次配置需使用Console口的帶外管理方式。演示配置超級終端程序（早期Windows系統(tǒng)“超級終端”及Windows7后的第三方程序如SecureCRT）的步驟，包括連接線纜、設(shè)置通信參數(shù)；講解交換機(jī)的3種配置模式（用戶模式、特權(quán)模式、配置模式，配置模式又分多種子模式）及切換命令；介紹獲得幫助和簡寫命令的方法。4.任務(wù)實施（40分鐘）分組操作：將學(xué)生分成小組，每組配備一臺交換機(jī)、計算機(jī)及配置線纜。教師演示：教師現(xiàn)場演示交換機(jī)配置全過程，包括連接設(shè)備、打開超級終端或第三方程序、進(jìn)入不同配置模式、執(zhí)行配置命令（設(shè)置交換機(jī)名稱、查看版本信息、配置端口參數(shù)、查看接口配置信息、配置管理地址、保存配置、查看配置信息、設(shè)置系統(tǒng)重啟）。學(xué)生實踐：學(xué)生按照教師演示步驟進(jìn)行操作，在操作過程中，教師巡視指導(dǎo)，及時解決學(xué)生遇到的問題，如連接失敗、命令輸入錯誤等。成果展示與點評：選取部分小組展示配置成果，其他小組進(jìn)行評價，教師總結(jié)點評，強(qiáng)調(diào)配置過程中的關(guān)鍵步驟和注意事項。（三）任務(wù)4.2：使用交換機(jī)擴(kuò)展局域網(wǎng)范圍（2課時）1.任務(wù)描述（5分鐘）模擬學(xué)校因招生數(shù)量增加，需將更多辦公區(qū)計算機(jī)接入校園網(wǎng)，組建多區(qū)域辦公網(wǎng)的情境。要求學(xué)生使用交換機(jī)級聯(lián)技術(shù)，實現(xiàn)多辦公區(qū)網(wǎng)絡(luò)連通，擴(kuò)展局域網(wǎng)范圍。2.任務(wù)分析（5分鐘）引導(dǎo)學(xué)生分析任務(wù)，明確組建多區(qū)域辦公網(wǎng)需規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)、了解局域網(wǎng)通信機(jī)制、掌握交換機(jī)級聯(lián)方法，通過合理配置交換機(jī)和IP地址，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通。3.技術(shù)介紹（25分鐘）規(guī)劃多區(qū)域的辦公網(wǎng)：通過展示多辦公區(qū)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，講解多辦公區(qū)域網(wǎng)絡(luò)在簡單網(wǎng)絡(luò)上的擴(kuò)展方式，分析因設(shè)備增多帶來的廣播、沖突問題，以及對網(wǎng)絡(luò)訪問速度和穩(wěn)定性的影響，強(qiáng)調(diào)使用先進(jìn)交換機(jī)的必要性。了解局域網(wǎng)中通信機(jī)制：講解早期局域網(wǎng)廣播通信方式及“廣播風(fēng)暴”產(chǎn)生原因；通過動畫演示，說明網(wǎng)絡(luò)沖突產(chǎn)生過程及對傳輸效率的影響；介紹“載波監(jiān)聽多路訪問/碰撞檢測（CSMA/CD）”技術(shù)原理及工作過程，指出其在減少沖突方面的作用及局限性。構(gòu)建交換式辦公網(wǎng)：講解交換式局域網(wǎng)的產(chǎn)生背景及優(yōu)勢，展示交換機(jī)在交換式辦公網(wǎng)中的工作流程，即ASIC芯片檢測數(shù)據(jù)、依據(jù)MAC地址表轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的過程。介紹通過命令查詢交換機(jī)MAC地址表的方法，分析MAC地址表在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)中的作用。使用交換機(jī)優(yōu)化局域網(wǎng)傳輸：講解交換機(jī)的三個基本功能（智能學(xué)習(xí)、過濾式轉(zhuǎn)發(fā)、消除網(wǎng)絡(luò)環(huán)路）；通過對比集線器與交換機(jī)的連接方式和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)原理，強(qiáng)調(diào)交換機(jī)在提高傳輸效率方面的優(yōu)勢。使用交換機(jī)級聯(lián)網(wǎng)絡(luò)：講解交換機(jī)級聯(lián)的概念、作用（解決接口不足和延伸網(wǎng)絡(luò)距離），介紹級聯(lián)的兩種方式（Uplink口級聯(lián)和普通口級聯(lián)），展示級聯(lián)連接示意圖，說明級聯(lián)的限制及三級級聯(lián)架構(gòu)（核心交換機(jī)→匯聚交換機(jī)→接入交換機(jī)）。4.任務(wù)實施（40分鐘）分組規(guī)劃與連接：學(xué)生分組，根據(jù)IP地址規(guī)劃表，設(shè)計多辦公區(qū)網(wǎng)絡(luò)連接方案，使用網(wǎng)線完成交換機(jī)級聯(lián)和計算機(jī)與交換機(jī)的連接。配置IP地址：教師演示為計算機(jī)配置IP地址的步驟（打開網(wǎng)絡(luò)連接、選擇屬性、設(shè)置TCP/IPv4參數(shù)），學(xué)生按照規(guī)劃表為各計算機(jī)配置IP地址，確保同一局域網(wǎng)內(nèi)IP地址在同一網(wǎng)段且不重復(fù)。測試網(wǎng)絡(luò)連通：學(xué)生使用“ping”命令測試網(wǎng)絡(luò)連通性，檢查不同辦公區(qū)計算機(jī)之間是否能夠正常通信。若出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)不通情況，小組共同排查故障原因（如網(wǎng)線連接、IP地址配置、交換機(jī)級聯(lián)等問題）。成果展示與總結(jié)：各小組展示網(wǎng)絡(luò)組建成果，分享遇到的問題及解決方法。教師總結(jié)任務(wù)完成情況，強(qiáng)調(diào)交換機(jī)級聯(lián)和IP地址配置的關(guān)鍵要點，對學(xué)生表現(xiàn)進(jìn)行評價。（四）科技拓展（5分鐘）介紹教材中“科技之光”內(nèi)容——華為交換機(jī)研發(fā)史，通過視頻、圖片展示華為C&C08程控交換機(jī)研發(fā)背景、過程及意義，講解華為在通信領(lǐng)域的發(fā)展成就，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注國產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備技術(shù)創(chuàng)新，激發(fā)學(xué)生民族自豪感和學(xué)習(xí)動力。（五）評價與總結(jié)（5分鐘）任務(wù)評價：從知識掌握、操作技能、團(tuán)隊協(xié)作等方面對學(xué)生任務(wù)完成情況進(jìn)行評價。檢查學(xué)生對交換機(jī)工作原理、配置方法、級聯(lián)技術(shù)等知識的理解；觀察學(xué)生在交換機(jī)配置、網(wǎng)絡(luò)組建操作中的規(guī)范性和熟練程度；評價小組在任務(wù)完成過程中的協(xié)作表現(xiàn)。課堂總結(jié)：回顧本節(jié)課主要內(nèi)容，包括交換機(jī)優(yōu)化傳輸和擴(kuò)展局域網(wǎng)范圍的相關(guān)知識與技能，強(qiáng)調(diào)重點和難點知識。布置課后作業(yè)，鼓勵學(xué)生課后進(jìn)一步鞏固所學(xué)知識，積極探索網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用。六、課后作業(yè)基礎(chǔ)題：完成教材【認(rèn)證試題】，鞏固本節(jié)課所學(xué)知識點，加深對交換機(jī)及局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)的理解。實踐題：在家中嘗試使用交換機(jī)優(yōu)化家庭網(wǎng)絡(luò)，記錄優(yōu)化前后網(wǎng)絡(luò)速度變化，分析原因。拓展題：調(diào)研企業(yè)中大型局域網(wǎng)組網(wǎng)方案，分析其與本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容的異同，撰寫一篇調(diào)研報告。七、教學(xué)資源教材資料：單元4-了解局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)V8.0.doc。多媒體資源：交換機(jī)工作原理動畫、局域網(wǎng)通信機(jī)制動畫、交換機(jī)級聯(lián)示意圖、華為交換機(jī)研發(fā)史視頻、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D等。實驗設(shè)備：可網(wǎng)管交換機(jī)、計算機(jī)、網(wǎng)線、Console配置線纜、測線儀。軟件資源：Windows操作系統(tǒng)、超級