第7課域名解析換編碼（教學(xué)設(shè)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(luò)我來建——第7課域名解析換編碼（教學(xué)設(shè)計）—20242025學(xué)年人教版2024信息科技七年級全一冊一、教學(xué)目標(biāo)（一）知識與技能目標(biāo)學(xué)生能夠清晰闡述域名解析的概念，準(zhǔn)確說明域名與IP地址之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，理解域名解析在網(wǎng)絡(luò)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(zhuǎn)換為對應(yīng)的IP地址。了解常見的字符編碼方式，如ASCII、Unicode、UTF8等，準(zhǔn)確識別不同編碼方式的特點和適用場景，能夠運用相關(guān)工具進(jìn)行字符編碼的轉(zhuǎn)換操作。學(xué)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(xué)生的信息理解與應(yīng)用能力。（二）過程與方法目標(biāo)通過創(chuàng)設(shè)網(wǎng)絡(luò)訪問情境，引導(dǎo)學(xué)生觀察、思考和討論，培養(yǎng)學(xué)生從實際網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)象中歸納總結(jié)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(xué)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(xué)生自主嘗試域名解析查詢和字符編碼轉(zhuǎn)換實踐，鍛煉學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新實踐能力。（三）情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)激發(fā)學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)底層技術(shù)的探索興趣，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新精神。引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到域名解析和字符編碼技術(shù)對保障網(wǎng)絡(luò)正常運行和信息準(zhǔn)確傳輸?shù)闹匾饬x，增強學(xué)生對信息技術(shù)基礎(chǔ)原理的尊重和重視。二、教學(xué)重難點（一）教學(xué)重點域名解析原理：詳細(xì)講解域名解析的概念，通過生活實例類比，如把域名比作學(xué)校地址，IP地址比作學(xué)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(luò)設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中唯一標(biāo)識的數(shù)字地址，域名解析就是將便于記憶的域名轉(zhuǎn)換為對應(yīng)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(wù)器層次結(jié)構(gòu)示意圖，介紹根DNS服務(wù)器、頂級域DNS服務(wù)器、權(quán)威DNS服務(wù)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(xì)演示遞歸查詢過程：本地DNS服務(wù)器先向根DNS服務(wù)器查詢頂級域“”的權(quán)威DNS服務(wù)器地址，再向頂級域DNS服務(wù)器查詢“\t"s://doubao/chat/_blank"baidu”的權(quán)威DNS服務(wù)器地址，最后從“\t"s://doubao/chat/_blank"baidu”的權(quán)威DNS服務(wù)器獲取對應(yīng)的IP地址，讓學(xué)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(jìn)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(shè)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(yīng)用實例，讓學(xué)生理解不同編碼方式的特點和適用場景。（二）教學(xué)難點理解DNS查詢過程的復(fù)雜性：引導(dǎo)學(xué)生理解DNS查詢過程中涉及多個DNS服務(wù)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(yīng)用場景。遞歸查詢中，本地DNS服務(wù)器承擔(dān)全部查詢工作，直到獲取結(jié)果返回給用戶；迭代查詢中，本地DNS服務(wù)器逐步從其他DNS服務(wù)器獲取線索，最終找到目標(biāo)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(xué)生理解DNS查詢過程的復(fù)雜性和高效性，培養(yǎng)學(xué)生從網(wǎng)絡(luò)通信流程角度分析問題的能力。字符編碼轉(zhuǎn)換的原理與應(yīng)用：幫助學(xué)生理解字符編碼轉(zhuǎn)換的原理，即不同編碼方式對字符的二進(jìn)制表示不同，轉(zhuǎn)換過程需要根據(jù)編碼規(guī)則進(jìn)行重新映射。例如，將ASCII編碼的文本轉(zhuǎn)換為UTF8編碼時，需要根據(jù)字符范圍進(jìn)行相應(yīng)的字節(jié)轉(zhuǎn)換。組織學(xué)生進(jìn)行字符編碼轉(zhuǎn)換實踐，如使用文本編輯工具將一段英文文本從ASCII編碼轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換，分析轉(zhuǎn)換過程中可能出現(xiàn)的亂碼問題及解決方法，提升學(xué)生對字符編碼轉(zhuǎn)換的實際操作和問題解決能力。三、教學(xué)方法情境教學(xué)法：運用圖片、動畫、網(wǎng)絡(luò)訪問實例等創(chuàng)設(shè)多樣化的網(wǎng)絡(luò)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(dǎo)致的訪問失敗、頁面亂碼等問題，讓學(xué)生在情境中感受域名解析和字符編碼的重要性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望。小組合作法：組織學(xué)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(dǎo)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(xué)生在模擬環(huán)境中進(jìn)行域名解析查詢操作，觀察DNS服務(wù)器之間的交互過程和查詢結(jié)果，加深對DNS工作原理的理解。安排字符編碼轉(zhuǎn)換實驗，讓學(xué)生使用編碼轉(zhuǎn)換工具（如在線編碼轉(zhuǎn)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(jìn)行轉(zhuǎn)換操作，觀察轉(zhuǎn)換前后的變化，通過實驗操作強化學(xué)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(luò)通信中的作用和優(yōu)勢，如某大型網(wǎng)站通過優(yōu)化DNS設(shè)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(dǎo)致數(shù)據(jù)庫中存儲的中文數(shù)據(jù)出現(xiàn)亂碼。引導(dǎo)學(xué)生從案例中總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，加深對域名解析和字符編碼知識的理解，提高學(xué)生運用知識解決實際問題的能力。四、教學(xué)過程（一）課程導(dǎo)入情境展示：播放一段學(xué)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(xué)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(dǎo)：“同學(xué)們，在剛剛的視頻和圖片中，我們看到順暢的網(wǎng)絡(luò)訪問和遇到問題的情況。當(dāng)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(xué)習(xí)的域名解析和字符編碼知識有關(guān)。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(biāo)注了學(xué)校的位置，旁邊分別寫著學(xué)校的地址名稱和對應(yīng)的經(jīng)緯度坐標(biāo)。講解在網(wǎng)絡(luò)世界里，網(wǎng)站也有類似的兩種標(biāo)識方式，域名就像學(xué)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(biāo)，是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的唯一數(shù)字標(biāo)識，像“180.101.49.11”。域名解析就是把我們輸入的域名轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的IP地址的過程。重要性說明：組織學(xué)生討論如果沒有域名解析，我們訪問網(wǎng)站需要記住復(fù)雜的IP地址，會給上網(wǎng)帶來多大的困難。以學(xué)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(luò)通信中的橋梁作用，讓學(xué)生理解域名解析對于簡化網(wǎng)絡(luò)訪問、促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)普及的重要意義。（三）DNS工作原理講解DNS服務(wù)器層次結(jié)構(gòu)介紹：利用PPT展示DNS服務(wù)器的層次結(jié)構(gòu)示意圖，從根DNS服務(wù)器開始，介紹根DNS服務(wù)器是整個DNS系統(tǒng)的基礎(chǔ)，全球僅有13組根服務(wù)器（實際是由多個鏡像服務(wù)器組成）。講解頂級域DNS服務(wù)器，如負(fù)責(zé)“”“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(wù)器。再介紹權(quán)威DNS服務(wù)器，它保存著特定域名和IP地址的對應(yīng)關(guān)系，由域名所有者或其授權(quán)機構(gòu)管理。通過示意圖，讓學(xué)生清晰了解DNS服務(wù)器之間的層級關(guān)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(wù)器向根DNS服務(wù)器發(fā)送查詢請求，詢問“”頂級域DNS服務(wù)器的地址；根DNS服務(wù)器返回“”頂級域DNS服務(wù)器的地址。接著，本地DNS服務(wù)器向“”頂級域DNS服務(wù)器發(fā)送查詢請求，詢問“\t"s://doubao/chat/_blank"qq”權(quán)威DNS服務(wù)器的地址；“”頂級域DNS服務(wù)器返回“\t"s://doubao/chat/_blank"qq”權(quán)威DNS服務(wù)器的地址。最后，本地DNS服務(wù)器向“\t"s://doubao/chat/_blank"qq”權(quán)威DNS服務(wù)器發(fā)送查詢請求，獲取“\t"s://doubao/chat/_blank"qq”對應(yīng)的IP地址，并將結(jié)果返回給用戶的瀏覽器。在演示過程中，詳細(xì)講解每一步的操作和服務(wù)器之間的交互，讓學(xué)生理解DNS查詢的具體流程。小組討論：將學(xué)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(dǎo)學(xué)生從查詢效率、服務(wù)器負(fù)載等方面進(jìn)行思考。各小組討論結(jié)束后，選派代表發(fā)言，分享小組討論結(jié)果，教師進(jìn)行總結(jié)點評，強化學(xué)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(biāo)準(zhǔn)，使用7位二進(jìn)制數(shù)表示128個字符，包括英文字母（大小寫）、數(shù)字、標(biāo)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(luò)通信中廣泛應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(xué)生理解UTF8編碼的優(yōu)勢。應(yīng)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(xué)生觀察不同場景下使用的字符編碼方式。組織學(xué)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(xué)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(xué)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(jìn)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(jié)果，了解本地DNS服務(wù)器查詢過程中獲取的信息，包括查詢到的IP地址、DNS服務(wù)器地址等。教師巡視指導(dǎo)，幫助學(xué)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(wù)器等。學(xué)生完成查詢后，分享自己的查詢結(jié)果和發(fā)現(xiàn)的問題，共同討論DNS查詢結(jié)果的含義。字符編碼轉(zhuǎn)換實踐：讓學(xué)生使用在線編碼轉(zhuǎn)換網(wǎng)站（如“站長工具”中的編碼轉(zhuǎn)換功能）或文本編輯軟件（如Notepad++）的編碼轉(zhuǎn)換功能，進(jìn)行字符編碼轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(xué)生討論在轉(zhuǎn)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(dǎo)致網(wǎng)站頁面部分文字