江苏省盐城市时杨中学 刘苏梅
江苏省盐城市教育科学研究院 曹恒来
一、学习内容分析
《IP地址及其管理》是高中选修教材《网络技术应用》（教科版）第2章第3节的内容，在互联网中，作为通信对象的计算机只有通过IP地址才能被识别，IP地址是网络中计算机的身份标识。理解IP地址的格式及其分类，掌握IP地址的查看与设置方法，是将计算机正确接入网络的前提，因此这一节的教学旨在使学生理解IP地址的概念、格式及其分类，并注重培养学生解决问题的能力，习得解决一类问题的方法。例如查看与设置IP地址的方法，IP地址冲突的可能原因分析与解决方法等。
现行的IP地址版本为IPv4，大约能提供约40亿个独立IP地址，由于互联网的蓬勃发展，IP地址短缺问题越来越严重，且IP地址的分配地区差异明显，严重不均衡，我国互联网起步较晚，虽然人口众多，但所分得的IP地址大多是C类，总量也与美国相比有一定的差距，因此，使学生了解IP地址的管理与分配，体会到民族发展的危机感与紧迫感，也是这一节课需要解决的内容。
IPv4地址在2011年2月就已经全部分配完毕，IP地址的不足势必影响互联网的发展，而IPv6将地址空间从32位扩展到128位，将一劳永逸地解决IP地址不足的问题，并为物联网的发展做好保障，给过去在互联网技术开发上处于劣势的国家提供了想象的空间。因此这一节课的教学还旨在打开学生的眼界，展望IP地址发展的前景，了解IP地址的发展对社会发展的影响。
二、学习者分析
本案例的学习对象为高二学生ip地址怎么判断a类b类c类，高二学生思维活跃，因特网作为当今最流行、最受欢迎的传媒之一，对学生的吸引力也是相当大的。但学生平时都热衷于使用因特网的各种功能，而很少思考网络是如何联通的，在生活中也经常遇到网络故障等问题，但普遍缺乏对网络背后原理的思考，缺少解决网络故障等的知识储备与实际经验。
三、学习目标
（1）理解IP地址的概念、格式、分类，能根据给出的IP地址，判断其类型及网络规模。
（2）了解IP地址的分配方法，体会IP地址在网络中的重要地位。
（3）了解IP地址的发展对社会发展的影响，体会民族发展的危机感与紧迫感。
四、教学策略
本案例的教学主要采用情境设疑法、类比法、分析求解法。首先通过一个真实的案例设置悬念：“IP地址为什么能帮李女士找回女儿？”，在此悬念的激发下，逐步引导学生理解IP地址的概念、格式、分类及其管理，并经过本节课内容的学习，找到问题的答案。
IP地址对于学生来说是一个全新的概念，因此在教学上采用类比法：电话号码由区号与座机号组成，用来类比IP地址由网络标识和主机标识组成；相同地区的电话号码区号相同，相应的同一物理网络内的IP地址网络号相同。从而搭设支架，促进已有生活经验的迁移，帮助学生理解IP地址的概念。
本节课的教学所涉及的“数字”比较多，然而这些数字都由一定的原理形成的，为了避免将教学内容变成枯燥的数字的堆砌，因此在教学中没有采取直接给出数字的灌输式教学，而是强调学生在对原理了解的基础上，利用科学计算器计算得出这些数字，或者列出表达式，从而更好地理解各个数字的形成原因。例如IP地址的分类环节，引导学生根据分类原理，分析列出A、B、C类IP地址可支持的网络数目，以及网络可支持的主机数的表达式，并通过计算得出相应的数字，从本质上理解IP地址的分类原理及判定方法。
五、教学过程
（一）设置悬念，引入课题
引用一则新闻的内容：湖南常德李女士发现女儿从家里出走了，四处寻找未果。她怀疑女儿外出会网友的可能性很大，于是请人上网用QQ查找，发现女儿的IP地址显示在鹰潭，并确定在鹰潭火车站附近地区。李女士来到鹰潭向“110”民警求助，果然在鹰潭市区西湖路“快乐网吧”将女儿郭某找到。
师：李女士找到女儿的关键是什么？
生：IP地址。
随着网络的普及，网络犯罪和网络中的违法案例正呈逐年上升的趋势，查找主机IP地址是网络警察追查网上信息源、进而侦破案件的重要手段。那么IP地址究竟有什么神奇之处使它能够发挥如此大的作用呢？
设计意图：以一个真实的IP地址应用的案例，设置悬念，引出课题，并因本案例所呈现出来的技术性，激发学生的技术征服欲与求知欲，激发学生学习新知识、新技术的渴望。
（二） IP地址的概念
活动1：比较域名地址与IP地址。讨论删除DNS服务器后，IP地址可以访问网页而域名地址不可以访问的原因。
（1）打开两个浏览器窗口，分别输入和111.13.100.91，观察能否访问网站。
（2）删除DNS服务器后，再分别输入和111.13.100.91，观察能否访问网站。
结论：为域名地址，111.13.100.91为百度网服务器的IP地址，IP地址才是计算机在网络中的真正的地址，域名地址是为了方便记忆的一种地址方案，域名地址需要通过域名服务器解析成相应的IP地址才可以找到网络中的计算机。
活动2：查看本机IP地址，比较与周围同学计算机IP地址的异同。
表1 比较IP地址的异同点
计算机IP地址
相同处
不同处
本机
192.168.1.23
前三段数字相同
同学1
192.168.1.22
同学2
同学3
……
将IP地址与电话号码类比，理解IP地址的概念。
结论：因特网是由不同的物理网络互连而成，不同网络之间要实现计算机的相互通信，必须有相应的地址标识，这个地址标识被称为IP地址。IP地址可以标识出主机所在的网络及其在网络中的位置编号。
活动3：修改IP地址的最后一个数字，将本机IP地址改成某一同学机器的地址，讨论分析IP地址冲突的原因及其解决方法。
图1 IP地址冲突提示
结论：同一物理网络内IP地址不可以相同，否则会造成冲突，IP地址可以唯一标识出主机所在的网络及其在网络中的位置。
设计意图：IP地址对于学生是一个全新的概念，因此采用类比法，电话号码由区号与座机号组成，用来类比IP地址由网络标识和主机标识组成；相同地区的电话号码区号相同，相应的同一物理网络内的IP地址网络号相同。从而搭设支架，促进已有生活经验的迁移，帮助学生理解IP地址的概念。并通过一个修改IP地址造成冲突的实践活动，使学生直观地感受到IP地址于网络中的唯一性，在此过程中学会查看与设置IP地址的方法，学会分析与解决IP地址冲突此类问题的方法。
（三）IP地址的格式
传统的IP地址是由32个二进制位组成。由于二进制使用起来不方便，常用“点分十进制”来表示。将IP地址分为4个字节，每个字节以十进制来表示，各个数之间以圆点来分隔。
活动4：IP地址的进制转换。
(1) 借助科学计算器将IP地址11000000101010000000000100000011以“点分十进制”法表示。
(2) 修改IP地址中的某个数为大于255的值ip地址怎么判断a类b类c类，出现如图2所示的错误提示，讨论该错误成因。
图2 错误提示
结论：该IP地址转化为“点分十进制”为192.168.1.3。“点分十进制”的每个数值由8个二进制位转换而来，最小值 (00000000)2=(0)10，最大值(11111111)2=(255)10，因此，每个数值的取值范围为0~255。
（四）IP地址的分类
由于因特网上的网络规模有很大的区别，因此IP地址的编址方案将IP地址空间划分为A，B，C三种基本类型，如图3所示。
图3 IP地址编码
活动5：借助科学计算器， 分析计算A、B、C类IP地址的地址范围；列出表达式并计算A、B、C类IP地址可支持的网络数目与每个网络支持的主机数，了解其网络规模。
表2 A、B、C类IP地址的地址范围
IP地址
二进制前八位范围
十进制地址范围
A类
00000001
—011111110
（011111111为特殊用途）
1.x.y.z
—126.x.y.z
（127.x.y.z为特殊用途IP地址）
B类
10000000
—10111111
128.x.y.z
—191.x.y.z
C类
11000000
—11011111
192.x.y.z
—223.x.y.z
表3 A、B、C类IP地址可支持的网络数目与网络规模
IP地址
可支持的网络数目
（表达式）
每个网络支持的主机数
（表达式）
网络规模
A类
126
16777214(224-2)
大型网络
B类
16384（214）
65534(216-2)
中等网络
C类
2097152(221)
254(28-2)
小型网络
特殊的IP地址：字节为255的表示广播，如192.168.1.255）；字节为0的表示网络，如192.168.1.0。
练一练：判断计算机教室的IP地址类型，计算此网络最多可以允许连接多少台计算机。
设计意图：IP地址的格式与分类这一部分是个难点，所涉及的数字比较多，然而每个数字都有其成因，如果在教学上仅仅要求对这些数字强制记忆，不仅效果牵强，而且不利于理解IP地址的格式与分类。因此在教学上，引导学生分析其原理，利用计算机中的科学计算器进行计算，或者列出相应的表达式，从而知道各数字的形成原因，从本质上理解IP地址的格式、分类及判定方法。
（五）IP地址的分配与前景
给出IP地址分级管理图（如图4），体会IP地址分级管理的思想。
图4 IP地址分级管理图
活动6：打开某一IP地址查询网站，如“”，抽样输入A类IP地址，查看其归属国家，将所有同学的查询结果合并，讨论中国A类IP地址远远少于美国的原因。
学生思考讨论这一现象的成因：
表4 抽样的A类IP地址归属国查询表
A类IP地址
归属国家
12.56.36.2
美国
22.34.22.67
美国
32.23.124.66
美国
……
结论：因特网是从美国兴起并以美国为中心发展起来的，因此绝大多数IP地址已经被美国所占有，使原本有限的IP地址资源出现严重分配不均衡的局面；中国互联网起步较晚，因此中国作为世界上人口最多的国家，分得的大多是C类IP地址，几乎没有A类和B类地址，而且在总量上与美国相比还有一定差距。
IP地址短缺解决方案——正开发的下一代IP地址IPv6，将地址空间从32位扩展到128位，将一劳永逸的解决IP地址短缺的问题，到那时，每台网络中的计算机都可以分配一个的固定的IP地址，从而可以真正地实现网络实名，不仅计算机可以分配到IP地址，洗衣机、冰箱、汽车等物，都可以分配一个IP地址，从而为物联网的实现做好保障。IPv6给过去在互联网技术开发上处于劣势的国家提供了想象的空间。
设计意图：学生查询抽样A类IP地址的归属国家，发现A类IP地址大多在美国而中国很少的现象，并讨论这一现象的成因，直接体会到IP地址分配的不均衡，激发民族危机感与紧迫感。并在此基础上，进一步打开学生的眼界，展望IP地址的发展前景以及对社会生活所带来的影响。
（六）悬念释疑，课堂小结
IP地址为什么能够帮助李女士找回女儿呢？
原来IP地址在互联网中是唯一的，且我国IP地址的分级管理已经具体到市一级，可直接通过IP地址确定是在哪个市，再具体查找其分配给哪个用户，从而确定主机所在的位置。
设计意图：经过一节课的学习，学生对IP地址有了一定的理解，因此再来解决课堂初始提出的问题，很快就能找出答案所在，并在此过程中，体会IP地址对于网络的重要地位，体会IP地址的社会意义。
点 评
布鲁纳曾指出:“学生对所学材料的接受必然是有限的，怎样能使这种接受在他们以后一生的思考中有价值？回答是：不论他们选取什么学科，务必使学生理解该学科的基本结构。”信息技术课程教学也应该超越繁琐的操作训练，为理解而教， 理解信息技术所涉及的一般性原理、规则和社会意义。《IP地址及其管理》这一节课的教学包含很多原理性知识，如何促使学生理解这些知识，并理解IP地址技术背后的技术思想、技术价值呢？
1.技术支持学习，促进原理知识理解
信息技术既是学习的对象，更是支持学习的工具。在这一节课的教学中用到了很多技术方法，大多老师的教学停留在碎片化的操作技能的训练上，但本课并未刻意强调这些操作技能的训练，而是将这些技术方法融合在一定的实践活动中，来支持学生的学习，促进原理知识的理解。真正做到了不是教技术，而是引导学生去用技术。
这一节的教学涉及到很多的“数字”，而这些数字背后都是些原理知识，如果要求学生来进行计算，则计算量太大，刘老师在这节课中引入了科学计算器帮助学生进行进制转换以及一些复杂的计算，以技术服务教学，促进知识的理解。IP地址的分配现状问题，很多老师的教学往往停留在文本的浅述上，不能给学生留下深刻印象，刘老师在这里则创设了IP地址归属国查询这样一个活动，学生通过登录IP地址查询网站，如，查询抽样的A类IP地址的归属国，发现中国的A类IP地址数量远远少于美国，学生在这样的活动中，不仅学会了IP地址归属地的查询方法，更是深刻体会到了中国在互联网领域的落后局面，激发了民族的危机感与紧迫感。
2.积极创设情境，进行社会意义建构
合适的情境不仅可以激发学生的学习动机，还可以进行一定的社会意义的建构。上课初始借助一则新闻创设了“IP地址为什么能帮李女士找回女儿？”这一问题情境，并在课堂结尾进行了解答，在激发学生求知欲的同时，更是揭示了IP地址在生活中的应用，揭示了IP地址的社会意义，使学生理解技术背后所隐藏的技术价值。
很多教学环节并未止步于原理的理解，而是进一步的深化，通过实践活动生成真实的问题情境，再以此问题情境引导学生分析问题的成因，提升学生利用信息技术解决问题的能力。例如由“IP地址在网络中的唯一性”这一特征引申出来的IP地址冲突引发的网络掉线问题，“IP地址才是计算机在网络中的真正的地址”所引申出来的DNS缺失导致的域名地址不能访问的问题等。该课还就IP地址的短缺问题还提出了IPv6的概念，并引出“物联网”，以及“网络实名”的问题，引发学生思考：“为什么要使用IPv6地址技术”，从而进一步打开学生眼界，展望IP地址的未来，体会IP地址的社会意义。
（点评人：江苏省盐城市教育科学研究院信息技术教研员 曹恒来）
来源 |中国信息技术教育,2015(22)
编辑 |曹恒来
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