《計算機系統(tǒng)的組成》教學設計

崔翠萍

● 教學內(nèi)容

教育科學出版社《信息系統(tǒng)與社會》項目學習課題：《計算機系統(tǒng)的組成》。

● 學情分析

學生對計算機硬件的認識處于模糊階段，對硬件的性能參數(shù)認識不夠，在此基礎上活動需要符合學生的基本情況。

● 教學目標

（1）知道計算機系統(tǒng)的主要組成部分，能夠描述其工作原理。

（2）了解計算機硬件系統(tǒng)的組成，認識其主要的性能指標。

（3）了解計算機軟件系統(tǒng)的分類，區(qū)分各類軟件的主要功能。

● 教學過程

1.開門見山，直接引入

師：計算機系統(tǒng)處理信息的能力越來越強大，功能越來越豐富，外觀越來越多樣。但不管計算機系統(tǒng)如何發(fā)展，其基本組成都沒有發(fā)生變化。下面，我們將圍繞“探究計算機系統(tǒng)的基本組成”項目展開學習。

師：計算機系統(tǒng)是由哪些部分組成的呢？

師：請同學們打開身邊的主機箱，一起揭開主機箱內(nèi)黑匣子的秘密。

學生說出自己認識的部分。

教師補充計算機的基本組成，引出項目探究任務一：探究計算機系統(tǒng)的硬件組成。

2.自主實踐，探究新知

項目任務一：探究計算機系統(tǒng)的硬件組成

活動1：匹配數(shù)據(jù)類型與輸入輸出設備。

師：依靠多種設備，計算機系統(tǒng)能夠?qū)⒏鞣N信息輸入到計算機中，也能將不同類型的數(shù)據(jù)以不同的方式輸出。請同學們根據(jù)實際經(jīng)驗思考數(shù)據(jù)與設備的關(guān)系，并填寫表1。

學生展示交流：輸入設備和輸出設備是計算機硬件的組成部分。

活動2：比較內(nèi)部存儲器和外部存儲器。

師：我們剛才說到主機箱中有這樣兩個設備——內(nèi)存條和硬盤，都具有存儲功能，但它們有什么不同之處呢？內(nèi)存條我們稱為內(nèi)存，硬盤叫什么？外存。和硬盤功能相似的還有移動硬盤、U盤等，這些都稱為外存。內(nèi)存和外存我們統(tǒng)稱為存儲器。

師：請同學們查看學習材料“活動2資料”，小組共同討論并將得到的資料完善到存儲器參數(shù)資料表（如表2），并查找內(nèi)外存的特點。

學生展示交流。

教師小結(jié)：設備型號是生產(chǎn)廠商指定的，它是一種代號;從存儲容量上來說，內(nèi)存存儲容量小，外存存儲容量大;從存取速度上來說，內(nèi)存存取速度快，外存存取速度要小于內(nèi)存存取速度。（內(nèi)存>硬盤>移動硬盤>U盤）

過渡：存儲器是計算機系統(tǒng)的記憶裝置，那它是不是計算機的核心部件呢？不是。計算機的核心部件是CPU，即中央處理器，其性能在一定程度上反映了整個計算機系統(tǒng)的性能。

活動3：調(diào)查中央處理器的性能指標。

師：請同學們打開學習助手“活動3資料”，找出衡量中央處理器性能的指標，并填寫表3（至少兩項）。

師：中央處理器的性能指標很多，主要取決于其主頻和工作效率。綜合前面所了解的，計算機是由哪些部分組成的呢？

生：計算機由輸入設備、輸出設備、存儲器、中央處理器組成，中央處理器分為運算器和控制器。

交流：各部分有什么樣的作用呢？輸入設備：輸入信息;輸出設備：輸出信息;存儲設備：存儲信息;中央處理器：控制和處理信息。

過渡：計算機硬件是計算機的軀體，軟件是計算機的靈魂。你購買計算機后怎樣安裝、使用軟件呢？

項目任務二：體驗計算機系統(tǒng)的軟件組成

活動4：確定計算機軟件的安裝順序。

確定軟件的類別及安裝順序。

師：系統(tǒng)軟件是具有通用功能的軟件，是直接運行在“裸機”上的軟件，常見的操作系統(tǒng)有Windows、Linux、MacOS、Android等;應用軟件是為滿足不同領域、不同用戶需求而設計的軟件。下面我將為同學們唱一首歌曲，同時將聲音錄制到電腦中，我們該如何操作呢？需要使用什么硬件設備？錄音時還需要哪些軟件？

活動5：用錄音機程序錄制音頻。

錄音機程序是Windows系統(tǒng)自帶的“附件”中的一個程序。用錄音機程序可以將計算機外部的聲音錄制為音頻文件。

思考：在錄制聲音的過程中，計算機各組成部分是如何配合的？

生：計算機在接受指令后，由控制器指揮，從輸入設備頭戴麥克采集數(shù)據(jù)，傳送到內(nèi)存存儲器進行存放，再由控制器將需要參與運算的數(shù)據(jù)傳送到運算器，由運算器進行處理，處理后的結(jié)果保存在外存儲器中，最后由輸出設備音響輸出。

師：閱讀材料，根據(jù)結(jié)構(gòu)圖講解。

計算機的基本工作原理：馮·諾依曼原理。

3.總結(jié)交流，學以致用

知識樹——計算機系統(tǒng)的組成，如下圖所示。

拓展練習。①要長久保存5TB的視頻數(shù)據(jù)，應選擇的存儲設備是什么？②要將2GB容量的數(shù)據(jù)從家里的計算機轉(zhuǎn)移到學校的計算機，應選擇什么存儲設備？③分析觸摸屏為什么既是輸入設備又是輸出設備？

4.拓展延伸，深入提升

馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)拓展內(nèi)容。（具體內(nèi)容略）

● 教學反思

開門見山式的課堂情境使學生快速進入課堂學習狀態(tài)。用主機箱的秘密作為活動引入，學生親自觀察主機箱內(nèi)的零部件，以及主機箱的各種不同類型的接口，增強學生對計算機硬件的認識。真正從平時的課堂中的想一想轉(zhuǎn)到看一看、摸一摸，讓學生有自己的感知。

上課活動材料的準備使項目任務的完成更高效。活動2對不同類型的存儲器的了解和資料的選擇經(jīng)過加工重新呈現(xiàn)給學生。活動3中中央處理器的性能指標理解起來有難度，給學生準備的活動材料，目的明確，答案易找，多數(shù)的時間放在學生對性能指標含義的理解上，給學生提供兩款AMD公司和Intel公司的主流CPU的參數(shù)，提升學生對不同信息的敏感度和對有價值信息的選擇能力。給學生準備不同類型（如電子版和紙質(zhì)版）的學習材料，相關(guān)的硬件設備準備充分，麥克和主機箱的準備更是從學生的學情出發(fā)，體驗知識的生成過程。

教師聲音風采展示。教師為學生奉獻一首歌曲是本節(jié)課的一道風景線，拉近了師生之間的距離，使課堂別具趣味。

蒼山點題

不論我們怎樣認識新課標、新教材、新課程，信息技術(shù)課程正在一步步因此而往前推進，這是科技發(fā)展的必然，也是教育發(fā)展的需要。作為一線老師，我們應積極學習，勇敢嘗試，熱情地擁抱未來。

第一篇文章，以“實驗項目學習”為新的教學策略，綜合了實驗課、項目學習以及探究學習等多種方式，有機地把學習與探究相結(jié)合，把“組建傳感系統(tǒng)”這種新的教學內(nèi)容進行了很好的教學設計與課堂組織。根據(jù)我本人的觀課感受，我認為在學習本節(jié)課設計的過程中要注意幾個問題：第一，教學中涉及的硬件可以根據(jù)實際情況進行更換，并不局限于某種開源主板硬件;第二，教學中宜分組進行不同的實驗，降低難度，尤其是實驗三可以由較高水準的小組選做。

第二篇文章，以項目、任務、活動的靈活組合為新的教學策略，綜合了機箱內(nèi)的實物觀察、表格數(shù)據(jù)分析、討論交流以及思維導圖總結(jié)等方式，對傳統(tǒng)的計算機硬件、軟件系統(tǒng)基于計算機的基本原理進行了項目學習，把課堂環(huán)節(jié)進行了有效分割和有效測試，非常具有可操作性。在學習本節(jié)課的時候，我們要注意兩點：第一，計算機系統(tǒng)作為信息系統(tǒng)，其組成結(jié)構(gòu)要對硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)進行針對性的學習，既有區(qū)別也有聯(lián)系;第二，認識組成的硬件與軟件是第一層次，要晉升到認識計算機的基本工作原理，可以從馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)的視角結(jié)合實際的過程（如文字輸入、加工、打印，或者程序的數(shù)據(jù)輸入、計算與輸出）認知計算機的基本工作原理。

新課標、新教材、新課程、新課堂，一切都是新的，也許并不完美，但是因為創(chuàng)新會帶給信息技術(shù)課程不一樣的未來。