第7課域名解析換編碼（教學設計）人教版（2024）初中信息科技七年級全一冊

第2單元直播網(wǎng)絡我來建——第7課域名解析換編碼（教學設計）—20242025學年人教版2024信息科技七年級全一冊一、教學目標（一）知識與技能目標學生能夠清晰闡述域名解析的概念，準確說明域名與IP地址之間的轉換關系，理解域名解析在網(wǎng)絡通信中的重要作用。熟練掌握常見的域名系統(tǒng)（DNS）工作原理，包括遞歸查詢和迭代查詢過程，能夠通過簡單實例解釋DNS如何將用戶輸入的域名轉換為對應的IP地址。了解常見的字符編碼方式，如ASCII、Unicode、UTF8等，準確識別不同編碼方式的特點和適用場景，能夠運用相關工具進行字符編碼的轉換操作。學會運用模擬實驗、分析案例等方法，理解域名解析和字符編碼的工作機制，提升學生的信息理解與應用能力。（二）過程與方法目標通過創(chuàng)設網(wǎng)絡訪問情境，引導學生觀察、思考和討論，培養(yǎng)學生從實際網(wǎng)絡現(xiàn)象中歸納總結域名解析和字符編碼知識的能力。組織小組合作探究活動，讓學生在交流與協(xié)作中深入探討域名解析過程和字符編碼原理，提升團隊協(xié)作和問題解決能力。鼓勵學生自主嘗試域名解析查詢和字符編碼轉換實踐，鍛煉學生自主學習和創(chuàng)新實踐能力。（三）情感態(tài)度與價值觀目標激發(fā)學生對網(wǎng)絡底層技術的探索興趣，培養(yǎng)學生的科學思維和創(chuàng)新精神。引導學生認識到域名解析和字符編碼技術對保障網(wǎng)絡正常運行和信息準確傳輸?shù)闹匾饬x，增強學生對信息技術基礎原理的尊重和重視。二、教學重難點（一）教學重點域名解析原理：詳細講解域名解析的概念，通過生活實例類比，如把域名比作學校地址，IP地址比作學校的具體經(jīng)緯度，說明域名是為了方便用戶記憶和使用，而IP地址是網(wǎng)絡設備在網(wǎng)絡中唯一標識的數(shù)字地址，域名解析就是將便于記憶的域名轉換為對應的IP地址的過程。深入講解域名系統(tǒng)（DNS）的工作原理，利用DNS服務器層次結構示意圖，介紹根DNS服務器、頂級域DNS服務器、權威DNS服務器等的作用。以用戶在瀏覽器中輸入“\t"s://doubao/chat/_blank"baidu”為例，詳細演示遞歸查詢過程：本地DNS服務器先向根DNS服務器查詢頂級域“”的權威DNS服務器地址，再向頂級域DNS服務器查詢“\t"s://doubao/chat/_blank"baidu”的權威DNS服務器地址，最后從“\t"s://doubao/chat/_blank"baidu”的權威DNS服務器獲取對應的IP地址，讓學生清晰理解DNS如何一步步完成域名到IP地址的解析。字符編碼方式：介紹常見的字符編碼方式，通過對比ASCII、Unicode、UTF8編碼表中的部分字符表示，講解ASCII編碼主要用于表示英文字符及部分控制字符，使用7位二進制數(shù)表示128個字符；Unicode編碼是為解決全球字符統(tǒng)一編碼問題而設計，能表示世界上幾乎所有的字符，但在存儲和傳輸時可能存在空間浪費；UTF8編碼是Unicode編碼的一種實現(xiàn)方式，它使用14個字節(jié)來表示不同范圍的字符，對ASCII字符仍使用1個字節(jié)表示，既兼容ASCII，又能高效存儲和傳輸非ASCII字符。展示不同編碼方式在網(wǎng)頁顯示、文本處理等場景中的應用實例，讓學生理解不同編碼方式的特點和適用場景。（二）教學難點理解DNS查詢過程的復雜性：引導學生理解DNS查詢過程中涉及多個DNS服務器之間的交互，以及遞歸查詢和迭代查詢兩種方式的差異和應用場景。遞歸查詢中，本地DNS服務器承擔全部查詢工作，直到獲取結果返回給用戶；迭代查詢中，本地DNS服務器逐步從其他DNS服務器獲取線索，最終找到目標IP地址。通過模擬DNS查詢過程的動畫演示、實際案例分析，如不同地區(qū)的用戶訪問同一網(wǎng)站時DNS查詢路徑的差異，幫助學生理解DNS查詢過程的復雜性和高效性，培養(yǎng)學生從網(wǎng)絡通信流程角度分析問題的能力。字符編碼轉換的原理與應用：幫助學生理解字符編碼轉換的原理，即不同編碼方式對字符的二進制表示不同，轉換過程需要根據(jù)編碼規(guī)則進行重新映射。例如，將ASCII編碼的文本轉換為UTF8編碼時，需要根據(jù)字符范圍進行相應的字節(jié)轉換。組織學生進行字符編碼轉換實踐，如使用文本編輯工具將一段英文文本從ASCII編碼轉換為UTF8編碼，觀察文件大小和字符顯示的變化；將包含中文的文本在不同編碼方式（如GB2312與UTF8）之間轉換，分析轉換過程中可能出現(xiàn)的亂碼問題及解決方法，提升學生對字符編碼轉換的實際操作和問題解決能力。三、教學方法情境教學法：運用圖片、動畫、網(wǎng)絡訪問實例等創(chuàng)設多樣化的網(wǎng)絡訪問情境，展示用戶在瀏覽器輸入域名訪問網(wǎng)站的過程，以及因域名解析錯誤或字符編碼不匹配導致的訪問失敗、頁面亂碼等問題，讓學生在情境中感受域名解析和字符編碼的重要性，激發(fā)學生的學習興趣和探究欲望。小組合作法：組織學生分組討論DNS查詢過程中的優(yōu)化策略、字符編碼在不同軟件系統(tǒng)中的兼容性問題等。小組成員分工協(xié)作，收集資料、分析問題、提出觀點，共同完成討論報告或思維導圖，培養(yǎng)團隊協(xié)作和溝通能力。模擬實驗法：利用DNS模擬軟件，讓學生在模擬環(huán)境中進行域名解析查詢操作，觀察DNS服務器之間的交互過程和查詢結果，加深對DNS工作原理的理解。安排字符編碼轉換實驗，讓學生使用編碼轉換工具（如在線編碼轉換網(wǎng)站、文本編輯軟件的編碼功能），對不同編碼格式的文本進行轉換操作，觀察轉換前后的變化，通過實驗操作強化學生對字符編碼知識的掌握。案例分析法：選取大量典型的域名解析和字符編碼案例，從成功案例中分析其在網(wǎng)絡通信中的作用和優(yōu)勢，如某大型網(wǎng)站通過優(yōu)化DNS設置提升訪問速度；從失敗案例中指出存在的問題和解決方法，如因字符編碼錯誤導致數(shù)據(jù)庫中存儲的中文數(shù)據(jù)出現(xiàn)亂碼。引導學生從案例中總結經(jīng)驗教訓，加深對域名解析和字符編碼知識的理解，提高學生運用知識解決實際問題的能力。四、教學過程（一）課程導入情境展示：播放一段學生在瀏覽器中輸入“\t"s://doubao/chat/_blank"taobao”訪問淘寶網(wǎng)站的視頻，展示頁面快速加載，商品琳瑯滿目。接著展示另一段視頻，學生輸入一個錯誤的域名，頁面提示無法訪問；再展示一個因字符編碼問題，網(wǎng)頁中文字顯示為亂碼的頁面截圖。提問引導：“同學們，在剛剛的視頻和圖片中，我們看到順暢的網(wǎng)絡訪問和遇到問題的情況。當我們輸入域名就能快速打開網(wǎng)站，背后是怎么做到的？而輸入錯誤域名或出現(xiàn)亂碼又是什么原因呢？這都和我們今天要學習的域名解析和字符編碼知識有關。讓我們一起揭開它們的神秘面紗?！保ǘ┯蛎馕龈拍钪v解概念引入：通過PPT展示一張地圖，上面標注了學校的位置，旁邊分別寫著學校的地址名稱和對應的經(jīng)緯度坐標。講解在網(wǎng)絡世界里，網(wǎng)站也有類似的兩種標識方式，域名就像學校地址名稱，方便我們記憶，比如“\t"s://doubao/chat/_blank"baidu”；而IP地址則像經(jīng)緯度坐標，是網(wǎng)絡設備在網(wǎng)絡中的唯一數(shù)字標識，像“180.101.49.11”。域名解析就是把我們輸入的域名轉換為對應的IP地址的過程。重要性說明：組織學生討論如果沒有域名解析，我們訪問網(wǎng)站需要記住復雜的IP地址，會給上網(wǎng)帶來多大的困難。以學生日常訪問網(wǎng)站的經(jīng)歷為例，強調(diào)域名解析在網(wǎng)絡通信中的橋梁作用，讓學生理解域名解析對于簡化網(wǎng)絡訪問、促進網(wǎng)絡普及的重要意義。（三）DNS工作原理講解DNS服務器層次結構介紹：利用PPT展示DNS服務器的層次結構示意圖，從根DNS服務器開始，介紹根DNS服務器是整個DNS系統(tǒng)的基礎，全球僅有13組根服務器（實際是由多個鏡像服務器組成）。講解頂級域DNS服務器，如負責“”“net”“org”等通用頂級域，以及各個國家和地區(qū)的頂級域（如“”代表中國）的服務器。再介紹權威DNS服務器，它保存著特定域名和IP地址的對應關系，由域名所有者或其授權機構管理。通過示意圖，讓學生清晰了解DNS服務器之間的層級關系。查詢過程演示：以用戶在瀏覽器中輸入“\t"s://doubao/chat/_blank"qq”為例，利用動畫演示遞歸查詢過程。首先，本地DNS服務器向根DNS服務器發(fā)送查詢請求，詢問“”頂級域DNS服務器的地址；根DNS服務器返回“”頂級域DNS服務器的地址。接著，本地DNS服務器向“”頂級域DNS服務器發(fā)送查詢請求，詢問“\t"s://doubao/chat/_blank"qq”權威DNS服務器的地址；“”頂級域DNS服務器返回“\t"s://doubao/chat/_blank"qq”權威DNS服務器的地址。最后，本地DNS服務器向“\t"s://doubao/chat/_blank"qq”權威DNS服務器發(fā)送查詢請求，獲取“\t"s://doubao/chat/_blank"qq”對應的IP地址，并將結果返回給用戶的瀏覽器。在演示過程中，詳細講解每一步的操作和服務器之間的交互，讓學生理解DNS查詢的具體流程。小組討論：將學生分成小組，討論迭代查詢與遞歸查詢的區(qū)別，并舉例說明在什么情況下可能會使用迭代查詢。教師巡視各小組討論情況，適時引導學生從查詢效率、服務器負載等方面進行思考。各小組討論結束后，選派代表發(fā)言，分享小組討論結果，教師進行總結點評，強化學生對DNS查詢方式的理解。（四）字符編碼方式講解ASCII編碼介紹：通過PPT展示ASCII編碼表的部分內(nèi)容，講解ASCII編碼是最早的字符編碼標準，使用7位二進制數(shù)表示128個字符，包括英文字母（大小寫）、數(shù)字、標點符號以及一些控制字符。以字符“A”為例，展示其ASCII編碼為“01000001”，說明ASCII編碼簡單高效，在早期的計算機系統(tǒng)和網(wǎng)絡通信中廣泛應用，但只能表示英文字符及部分符號。Unicode編碼講解：介紹Unicode編碼的產(chǎn)生背景，隨著全球信息化發(fā)展，需要一種能統(tǒng)一表示世界上所有字符的編碼方式，Unicode應運而生。講解Unicode為每個字符分配一個唯一的代碼點，如漢字“中”的Unicode代碼點是“U+4E2D”。展示Unicode編碼涵蓋的字符范圍極廣，包括各種語言文字、符號、表情等。但同時指出，Unicode編碼在存儲和傳輸時，如果直接使用固定長度表示所有字符，可能會造成空間浪費。UTF8編碼講解：講解UTF8編碼是Unicode編碼的一種實現(xiàn)方式，它采用可變長度字節(jié)表示字符。對于ASCII字符，UTF8仍使用1個字節(jié)表示，與ASCII編碼兼容；對于其他字符，根據(jù)字符范圍使用24個字節(jié)表示。以漢字“中”為例，展示其UTF8編碼為“E4B8AD”（三個字節(jié)），說明UTF8編碼在保證能表示所有字符的同時，對常用的ASCII字符保持高效存儲和傳輸，因此在互聯(lián)網(wǎng)應用中被廣泛采用。通過對比不同編碼方式對同一文本的存儲表示，讓學生理解UTF8編碼的優(yōu)勢。應用場景分析：展示一些網(wǎng)頁源代碼、文本文件屬性等實例，讓學生觀察不同場景下使用的字符編碼方式。組織學生討論在網(wǎng)頁開發(fā)、數(shù)據(jù)庫存儲、文本編輯等場景中，如何選擇合適的字符編碼方式，加深學生對不同字符編碼適用場景的理解。（五）實踐操作與案例分析DNS查詢實踐：讓學生打開電腦的命令提示符窗口（Windows系統(tǒng)）或終端（Linux、macOS系統(tǒng)），使用“nslookup”命令進行域名解析查詢實踐。例如，輸入“nslookup

\t"s://doubao/chat/_blank"sina”，觀察查詢結果，了解本地DNS服務器查詢過程中獲取的信息，包括查詢到的IP地址、DNS服務器地址等。教師巡視指導，幫助學生解決在操作過程中遇到的問題，如命令輸入錯誤、無法連接到DNS服務器等。學生完成查詢后，分享自己的查詢結果和發(fā)現(xiàn)的問題，共同討論DNS查詢結果的含義。字符編碼轉換實踐：讓學生使用在線編碼轉換網(wǎng)站（如“站長工具”中的編碼轉換功能）或文本編輯軟件（如Notepad++）的編碼轉換功能，進行字符編碼轉換實踐。首先，在文本編輯軟件中輸入一段包含英文和中文的文本，保存為ASCII編碼格式，觀察文件大小和字符顯示情況。然后，將該文件轉換為UTF8編碼格式，再次觀察文件大小和字符顯示變化。組織學生討論在轉換過程中，文件大小變化的原因以及字符編碼對文本顯示的影響。案例分析：展示一個因字符編碼問題導致網(wǎng)站頁面部分文字