Возврат

Нина Дмитриевна Шумилина — учитель информатики Тверской гимназии № 6 рассказывает о своих уроках по теме “Как работает Интернет”.

На уроке у Нины Дмитриевны

На этой странице:

• Урок 1
• Урок 2
• Итоги изучения темы
• Схема маршрутизации и сценарий работы сети
• Задания бумажного зачёта

Число школьных уроков: 2 (или 3)

Замечание автора книги. Нина Дмитриевна уложила тему “Как работает Интернет” в 2 школьных урока. Но это потому, что тема систем счисления (изложенная в Зачётном классе № 2 этого и следующего книжных уроков) была опущена: дети Нины Дмитриевны эту тему уже проходили.

Как отмечалось во введении (раздел Как работать с книгой), уроки Нины Дмитриевы проходили весьма в специфических условиях, и их методика не может быть полностью скопирована в условия других школ.

Ученикам, которые изначально работают по курсу “Азы информатики”, автор настоятельно рекомендует посвятить один школьный урок системам счисления.

При этом можно поступить так: 25 минут (Зачётный класс № 2 книжного урока 2) вписать в тему “Как работает Интернет” и 20 минут (Зачётный класс № 2 книжного урока 3) вписать в тему “Электронная почта”.

Обоснование написано в разделе Как работать с книгой.

Урок 1

На доске — тема урока, основные “подтемы”, домашнее задание. На столах — распечатанные конспекты урока 2 для каждого ученика.

1. Пояснения порядка работы по теме

В начале урока показалось необходимым ещё раз сказать: каждый ученик будет сдавать мне бумажные зачёты по всем темам. Чуть позже, чуть раньше, но каждый и по всем темам! Поэтому прошу не игнорировать дома работу с конспектом (первый пункт домашнего задания).

Сдача бумажного зачёта проводится или перед работой по новому материалу, или в конце урока. Выбор — за учеником. Фамилии сдающих зачёт оглашаю сразу.

Интересно, что без всякого упоминания и принуждения ученики стали повторять материал парами так, как делали это на предыдущем уроке. Значит, не зря учим! :)

2. Повторение. Итоги предыдущего зачёта

Прежде, чем начинать новый материал, повторили вопросы по компьютерным сетям. Ведя опрос, ориентируюсь на конспект и ключевые понятия:

• Назначение и классификация сетей. Сколько существует классификаций (много, всё зависит от признаков, по которым сортируются объекты)? Можете ли вы предложить свою классификацию (нужно назвать признак, например, стоимость)? Назначение сетей предприятий и домовых сетей (не все знают).
  
  
• Понятие протокола. Протокол — это программа? устройство? описание? Каким должно быть это описание (оно должно быть строгим, формальным).
  
  
• Понятие сервера и клиента. Особенности сервера Интернета (соединён с другими серверами Интернета).
  
  
• Провайдер сетевых услуг, работа по трафику и по времени. Если платим за время, копирование информации — бесплатно (нет, на копирование нужно время)? Если платим за трафик, смотреть сайты можно бесплатно (нет, при просмотре сайта его страницы копируются на компьютер клиента)?
  
  
• Сетевой адаптер и модем. Модем — это адаптер (да)? Адаптер — это модем (не обязательно)?

Оглашаю результаты предыдущего бумажного зачёта. Критерии оценок (ориентировочные) были такими:

Получившие оценку 3 имеют право, а получившие оценку 2 — просто обязаны пересдать зачёт.

Основные ошибки возникают в заданиях с многовариантным ответом. Вероятно, дети привыкли к однозначным ответам в тестах. Что ж, надо быть внимательнее. Многокомпонентные ответы, конечно, сложнее.

При опросе по бумажному тесту возник неожиданный для меня вопрос от сильной ученицы: что такое множество компьютеров (в вопросе о типах сетей)? Два — это множество?

Множество может содержать и один элемент и даже быть пустым! Один компьютер и нуль компьютеров, сети не образуют, конечно, но этот факт не мешает выбору правильных ответов на вопрос (“Множество компьютеров, соединённых каналами связи, могут образовывать…”).

Ребята часто не обращают внимания на слова типа “могут” и “обычно” в заданиях. Важно разъяснить смысл этих указаний.

“Могут” — означает истину при каких-то условиях. Ответ на вопрос “все люди братья?” отрицательный, а ответ на вопрос “люди могут быть братьями?” — положительный.

“Обычно” — означает часто, но не всегда. Обычно люди обедают, но иногда остаются голодными. Иногда собаки встают на две лапы, но обычно они бегают на четырёх.

3. Введение в тему урока (устно)

Устное введение в новую тему опирается на порядок следования материала в учебнике:

1. Пакетная передача.
2. Два варианта адресации (доменная и IP).
3. Протоколы (базовые TCP/IP и прикладные).
4. Маршрутизация.
5. Сервисы (e-mail, www, ftp, …).

Предлагается записать тему урока и данный порядок подтем. Как вариант, можно проставить соответствующие номера в распечатанном конспекте.

Очень сжато объясняю материал. Опора на самые главные моменты.

Говоря об адресации, задаю вопрос на будущее обдумывание: “Какое максимальное десятичное число возможно в IP-адресе?” К этому вернёмся на следующем уроке.

Обращаю внимание на то, что понятие протокола в этом уроке уточняется, и те, кто хочет детально разобраться, может это сделать в разделе Академия (на будущее, сегодняшний урок очень плотный).

Прошу обратить внимание на порядок работы базовых протоколов, а тем самым на вопрос 8 Зачётного класса.

При разговоре о сервисах Интернета, спрашиваю о самых востребованных. Некоторые дети знают, что самый популярный сервис — электронная почта.

Обращаю внимание учеников на домашнее задание 2 на доске.

Это задание из списка домашних заданий к уроку 3 (“Электронная почта”) учебника, но мне показалось уместным дать его именно сегодня. Чтобы заранее перекинуть мостик к следующей важной теме.

Пусть ребята узнают об американском учёном Рэе Томлинсоне, изобретателе электронной почты, об истории появления широко известного символа “@” (собака!).

Прочитать об этом можно в книге А. П. Частикова “Архитекторы компьютерного мира” (БХВ-Петербург, 2002, с. 371–374). Информацию можно найти и в Интернете.

4. Конспект + Читальный зал урока 2 (за компьютером)

Рекомендуется:

1. Конспект. Прочитать по порядку кусочек конспекта (одну из 5 подтем).
2. Читальный зал. Найти и прочитать этот материал в Читальном зале.

Ученикам предлагается следовать описанному алгоритму, пока до конца урока не останется 10 минут. Затем перейти к электронному Зачёту (проверка продуктивности своей работы).

Замечаю, что дети стали серьёзнее работать с материалом Читального зала! Возможно, предстоящая сдача бумажного зачёта окончательно погасила желание подбирать ответы наугад в электронном варианте.

5. Зачёт в электронном учебнике (пробный вариант)

Основные проблемы — с вопросами 4, 5, 8. Некоторые находят ответы, другим (большинству) приходится помогать.

Именно здесь рождается важная рекомендация работать в нескольких окнах: в одном окне Читальный зал, в другом — Зачётный класс (можно открыть окно и с Конспектом). Не знаешь, как ответить на вопрос — ищи объяснение в учебнике!

Большинство не успевает добираться до конца. Но есть и получившие Профессора. Это радует: сильные ребята могут двигаться в быстром темпе.

Итоги урока

По теме урока 2 сделана попытка “окунуть” ребят в весь обширный материал сразу. В целом тактика, думаю, оказалась правильной. Получено общее представление, и полезное ощущение: не всё понятно, надо разбираться с материалом дальше. Зачёт оказался не прост!

Продолжаю удивляться и радоваться широкому простору в учебнике для сильных учеников!

А доходчивые формулировки и объяснения учебника помогают всем без исключения разобраться в непростых вопросах, например, в базовых протоколах Интернета.

Следующий урок по этой теме надо посвятить детальной проработке содержания.

Два основных впечатления:

• Были моменты во время урока, когда было бы слышно пролетавшую муху. Так внимательно читали!
• Детей невозможно было оторвать от компьютеров со звонком! Забавно! Азарт и увлечённость налицо.

Приятно удивила инструментальная компетентность Артёма: он стал использовать систему поиска браузера для нахождения ответа в Читальном зале.

Появилась мысль общего плана: учебник вполне можно использовать в старших классах.

Тема — самая, что ни на есть жизненная, нужная всем. Я бы не стала искать специальных учебников “по возрасту”. Хотя этот учебник нацелен на восьмой класс, но если тему надо пройти в 9, 10 или даже в 11 классе, учебник это позволит.

Мнения учеников

Решила побеседовать с отдельными сильными и вдумчивыми ребятами по материалу, ходу уроков и общим впечатлениям.

Илья. Диалоги в тексте непривычны по сравнению с другими учебниками. Пока привыкаем. Не сразу сообразишь, где искать ответ на вопрос.

Я добавляю:

— В обычных учебниках материал чаще даётся в виде “готовой” информации, а не рассуждения, почему и отчего. И обычно надо только запомнить то, что прочитал. “Рассудительный” подход требует больше времени, зато материал прочнее откладывается в памяти.

Спрашиваю:

— Может быть, читая учебник на диване, было бы как раз интереснее?

Илья. Возможно.

Николай. Весь материал прочитать полностью на уроке можно, но сложно по времени. Приходится переходить на выборочное чтение.

Сообразительный Вася (реальный), пропустивший первый урок, сразу попросил: “Дайте, пожалуйста, конспект!”.

Вот и перешла на новую тактику: раздаю конспекты, и работаем по алгоритму:

Повторять по количеству разделов:

1. Читать раздел в Конспекте.
2. Разбираться с разделом в Читальном зале.

Вопросы по материалу пока остались в стороне, хотя я их распечатала и положила около компьютеров. Они понадобятся позже.

Урок 2

На доске — тема урока, план урока, домашнее задание. К уроку подготовлены и распечатаны (по количеству столов) схема и сценарий отправки и получения информации в сети на основе протоколов TCP/IP.

1. Повторение

Динамичное повторение двух тем (компьютерные сети, Интернет). Разговор вроде бы о том же, но ведь уже на другом, более осознанном уровне. А потому глаза детей — другие, заинтересованности больше.

От философского “в чём смысл компьютерных сетей?” через парадоксальное “зачем придумали пакетную передачу, зачем городили этот «огород»?” до удивления от собственного знания-незнания: не всегда вспоминаются протоколы столь широко используемых сервисов, налицо неудовольствие от “приставаний” учителя с этим вопросом к активным “сетевикам”, а когда в голове все стыкуется, — улыбка: да, маху дал, не сообразил!

А я смотрю со стороны и удивляюсь: они практически уверенно “варятся” в пройденном материале! Даже “открытия” случаются: изобретена новая топология — “квадрат” (которая, конечно, совпадает с кольцом).

2. Демонстрация и проработка схемы маршрутизации

Первое желание было — сделать в классе игру, моделирующую передачу сообщений по сети. Это хотелось давно, и казалось — вот теперь всё получится. Но после некоторых размышлений стало ясно, что главное препятствие — время. Хочется побыстрее двинуться дальше, в новые темы, поэтому от этой идеи пришлось отказаться.

Но как продемонстрировать непростые вопросы работы протоколов и маршрутизации? С этого вопроса всё и началось: демонстрация!

Сценарий: посылка информации, обращение к DNS-серверу, работа протоколов по формированию пакетов, работа маршрутизаторов по таблицам, нарушение порядка прихода пакетов, восстановление испорченного, сборка в нужном порядке.

Схему составить оказалось не просто. Точное изложение — сложное, громоздкое, может запутать, а не прояснить вопрос.

После нескольких попыток рождается условная схема передачи информации от главного провайдера Твери на сервер Переславского провайдера. С условными таблицами маршрутизации.

В схеме не упоминаются порты (терминов и понятий более чем достаточно), но работа маршрутизаторов соответствует реальной.

Совершенно правильным оказалось использование распечатанных схем и сценария. Демонстрация реально укладывается в 15 минут!

Почему-то опять время от времени смотрю на нас со стороны и удивляюсь — получилось! Уложилось, понялось!

Описания схемы и сценарий работы с ней — ниже на этой странице:

Схема маршрутизации и сценарий работы с ней

3. Электронный учебник

Задание для всех — зачёт по второй теме на звание Профессора. Повторно опрашиваю по первому бумажному зачёту тех, кто получил ранее 2 и 3.

Несколько наблюдений.

“Сильные” немного без работы. При повторных электронных зачётах гораздо легче и большим количеством добираются до Профессора. Но теперь проявилась новая возможность: консультирование затруднений. Некоторые делают это с особым удовольствием!

Неожиданно обратили внимание на себя отдельные традиционно “слабые” ученики. Поскольку тем, у кого 3 усиленно предлагается подготовиться и пересдать темы, они не пренебрегают этой возможностью. Иногда образуются “тандемы” близких по уровню знаний.

И желание достичь лучшего результата, поиск и нахождение верного ответа и достижение звания Профессора теми, кого из года в год считают “слабыми”, дает им, по-моему, новое ощущение. Они понимают, что результат — с подсказкой, они не решаются “присвоить” это достижение себе в полной мере, слегка шутят над собой, но, думаю, получают порцию уверенности в себе и готовности приложить больше усилий в будущем. Разве это может не порадовать?

Итоги изучения темы

Никак не ожидала, что вторая тема так уверенно уложится в два школьных урока! При достаточно сложном для понимания материале: протоколы, пакетная передача, …

Отмечена повышенная заинтересованность некоторых, совсем не склонных к информатике учеников. С уверенностью отношу этот факт не только на счёт изучаемой темы, но, безусловно, на счет достоинств учебника. С ним работать интересно всем!

Домашние задания, даже в виде тем для творческих работ, выполняются плохо: у детей большая нагрузка, вне школы хочется перевести дух. Поэтому работаем практически без домашних заданий. Качество усвоения материала — в результатах прохождения тестов.

Схема маршрутизации и сценарий работы сети

Рассматривается фрагмент Интернета, в котором три сети S1, S2 и S3 соединяются при помощи маршрутизаторов M1, M2, M3. Ставится задача: промоделировать прохождение сообщения с сервера Твери (на схеме сервер A) до сервера Переславля (на схеме сервер C):

Схема сети и таблицы маршрутизаторов

Таблицы маршрутизаторов представлены ниже.

Варианты схемы и таблиц маршрутизаторов для редактирования и печати представлены ниже. Вариант 1 более красивый, а вариант 2 легче править.

Вариант 1. Схема сети и таблицы (Word)
Вариант 2. Схема сети и таблицы (Word)

Сценарий пересылки информации в сети на основе протоколов TCP/IP

Рассмотрим передачу информации от сервера А (tvcom.ru) к серверу С (pereslavl.ru).

1. Сервер A запрашивает у DNS-сервера IP-адреса отправителя и получателя:
   
   
   • tvcom.ru — 80.246.64.1
   • pereslavl.ru — 193.232.174.1
   
   
   
2. Протокол TCP разбивает информацию на пакеты (например, на 3) и нумерует их:
   
   
   • пакет № 1
   • пакет № 2
   • пакет № 3
   
   
3. Протокол IP добавляет каждому пакету заголовок, содержащий следующие поля:
   
   
   • Идентификация (например, 10010001 01001001). Идентификатор один и тот же во всех пакетах, принадлежащих одному сообщению.
   • Номер пакета. Реально записывается не номер, а смещение (в байтах) пакета от начала блока передаваемой информации (0000000000000 для пакета № 1).
   • Флаги. Один из флагов служит для установки признака последнего пакета (1 — пакет промежуточный, 0 — пакет последний).
   • Контрольная сумма (подсчитывается для пакета, например, 11110001 00001011). Служит для проверки целостности пакета при получении.
   • Адрес отправителя 80.246.64.1 (01010000 11110110 01000000 00000001)
   • Адрес получателя 193.232.174.1 (11000001 11101000 10101110 00000001)
   • Другую информацию.
   
   
4. Пакеты отправляются в сеть.
   
   
5. Пакет № 1 маршрутизатор М1 отправляет на M3 (по самому короткому пути). Протокол IP на сервере C передаёт полученный пакет протоколу TCP.
   
   
6. Во время передачи пакета № 2 произошёл обрыв связи на линии M1–M3, и этот пакет “потерялся”.
   
   
7. Линия связи M1–M3 по-прежнему не работает, и пакет № 3 отправляется на М2, а далее на М3.
   
   
8. Протокол TCP не получил пакет № 2. На сервер A отправляется сообщение об ошибке.
   
   
9. Пакет № 2 отправляется вновь и благополучно доходит до получателя по маршруту A–M2–M3–C (пакет № 2 получен последним).
   
   
10. Протокол TCP собирает исходное сообщение в правильном порядке (используя данные в полях Номер пакета полученных пакетов).

Вариант сценария пересылки информации в сети на основе протоколов TCP/IP для печати:

Сценарий пересылки информации в сети (Word)

Задания бумажного зачёта

Задания бумажного зачёта предлагаются в двух вариантах: HTML и Word.

Задания бумажного зачёта (HTML)

Задания бумажного зачёта (Word)

Возврат