《计算机系统的组成》教学设计

崔翠萍

● 教学内容

教育科学出版社《信息系统与社会》项目学习课题：《计算机系统的组成》。

● 学情分析

学生对计算机硬件的认识处于模糊阶段，对硬件的性能参数认识不够，在此基础上活动需要符合学生的基本情况。

● 教学目标

（1）知道计算机系统的主要组成部分，能够描述其工作原理。

（2）了解计算机硬件系统的组成，认识其主要的性能指标。

（3）了解计算机软件系统的分类，区分各类软件的主要功能。

● 教学过程

1.开门见山，直接引入

师：计算机系统处理信息的能力越来越强大，功能越来越丰富，外观越来越多样。但不管计算机系统如何发展，其基本组成都没有发生变化。下面，我们将围绕“探究计算机系统的基本组成”项目展开学习。

师：计算机系统是由哪些部分组成的呢？

师：请同学们打开身边的主机箱，一起揭开主机箱内黑匣子的秘密。

学生说出自己认识的部分。

教师补充计算机的基本组成，引出项目探究任务一：探究计算机系统的硬件组成。

2.自主实践，探究新知

项目任务一：探究计算机系统的硬件组成

活动1：匹配数据类型与输入输出设备。

师：依靠多种设备，计算机系统能够将各种信息输入到计算机中，也能将不同类型的数据以不同的方式输出。请同学们根据实际经验思考数据与设备的关系，并填写表1。

学生展示交流：输入设备和输出设备是计算机硬件的组成部分。

活动2：比较内部存储器和外部存储器。

师：我们刚才说到主机箱中有这样两个设备——内存条和硬盘，都具有存储功能，但它们有什么不同之处呢？内存条我们称为内存，硬盘叫什么？外存。和硬盘功能相似的还有移动硬盘、U盘等，这些都称为外存。内存和外存我们统称为存储器。

师：请同学们查看学习材料“活动2资料”，小组共同讨论并将得到的资料完善到存储器参数资料表（如表2），并查找内外存的特点。

学生展示交流。

教师小结：设备型号是生产厂商指定的，它是一种代号;从存储容量上来说，内存存储容量小，外存存储容量大;从存取速度上来说，内存存取速度快，外存存取速度要小于内存存取速度。（内存>硬盘>移动硬盘>U盘）

过渡：存储器是计算机系统的记忆装置，那它是不是计算机的核心部件呢？不是。计算机的核心部件是CPU，即中央处理器，其性能在一定程度上反映了整个计算机系统的性能。

活动3：调查中央处理器的性能指标。

师：请同学们打开学习助手“活动3资料”，找出衡量中央处理器性能的指标，并填写表3（至少两项）。

师：中央处理器的性能指标很多，主要取决于其主频和工作效率。综合前面所了解的，计算机是由哪些部分组成的呢？

生：计算机由输入设备、输出设备、存储器、中央处理器组成，中央处理器分为运算器和控制器。

交流：各部分有什么样的作用呢？輸入设备：输入信息;输出设备：输出信息;存储设备：存储信息;中央处理器：控制和处理信息。

过渡：计算机硬件是计算机的躯体，软件是计算机的灵魂。你购买计算机后怎样安装、使用软件呢？

项目任务二：体验计算机系统的软件组成

活动4：确定计算机软件的安装顺序。

确定软件的类别及安装顺序。

师：系统软件是具有通用功能的软件，是直接运行在“裸机”上的软件，常见的操作系统有Windows、Linux、MacOS、Android等;应用软件是为满足不同领域、不同用户需求而设计的软件。下面我将为同学们唱一首歌曲，同时将声音录制到电脑中，我们该如何操作呢？需要使用什么硬件设备？录音时还需要哪些软件？

活动5：用录音机程序录制音频。

录音机程序是Windows系统自带的“附件”中的一个程序。用录音机程序可以将计算机外部的声音录制为音频文件。

思考：在录制声音的过程中，计算机各组成部分是如何配合的？

生：计算机在接受指令后，由控制器指挥，从输入设备头戴麦克采集数据，传送到内存存储器进行存放，再由控制器将需要参与运算的数据传送到运算器，由运算器进行处理，处理后的结果保存在外存储器中，最后由输出设备音响输出。

师：阅读材料，根据结构图讲解。

计算机的基本工作原理：冯·诺依曼原理。

3.总结交流，学以致用

知识树——计算机系统的组成，如下图所示。

拓展练习。①要长久保存5TB的视频数据，应选择的存储设备是什么？②要将2GB容量的数据从家里的计算机转移到学校的计算机，应选择什么存储设备？③分析触摸屏为什么既是输入设备又是输出设备？

4.拓展延伸，深入提升

冯·诺依曼体系结构拓展内容。（具体内容略）

● 教学反思

开门见山式的课堂情境使学生快速进入课堂学习状态。用主机箱的秘密作为活动引入，学生亲自观察主机箱内的零部件，以及主机箱的各种不同类型的接口，增强学生对计算机硬件的认识。真正从平时的课堂中的想一想转到看一看、摸一摸，让学生有自己的感知。

上课活动材料的准备使项目任务的完成更高效。活动2对不同类型的存储器的了解和资料的选择经过加工重新呈现给学生。活动3中中央处理器的性能指标理解起来有难度，给学生准备的活动材料，目的明确，答案易找，多数的时间放在学生对性能指标含义的理解上，给学生提供两款AMD公司和Intel公司的主流CPU的参数，提升学生对不同信息的敏感度和对有价值信息的选择能力。给学生准备不同类型（如电子版和纸质版）的学习材料，相关的硬件设备准备充分，麦克和主机箱的准备更是从学生的学情出发，体验知识的生成过程。

教师声音风采展示。教师为学生奉献一首歌曲是本节课的一道风景线，拉近了师生之间的距离，使课堂别具趣味。

苍山点题

不论我们怎样认识新课标、新教材、新课程，信息技术课程正在一步步因此而往前推进，这是科技发展的必然，也是教育发展的需要。作为一线老师，我们应积极学习，勇敢尝试，热情地拥抱未来。

第一篇文章，以“实验项目学习”为新的教学策略，综合了实验课、项目学习以及探究学习等多种方式，有机地把学习与探究相结合，把“组建传感系统”这种新的教学内容进行了很好的教学设计与课堂组织。根据我本人的观课感受，我认为在学习本节课设计的过程中要注意几个问题：第一，教学中涉及的硬件可以根据实际情况进行更换，并不局限于某种开源主板硬件;第二，教学中宜分组进行不同的实验，降低难度，尤其是实验三可以由较高水准的小组选做。

第二篇文章，以项目、任务、活动的灵活组合为新的教学策略，综合了机箱内的实物观察、表格数据分析、讨论交流以及思维导图总结等方式，对传统的计算机硬件、软件系统基于计算机的基本原理进行了项目学习，把课堂环节进行了有效分割和有效测试，非常具有可操作性。在学习本节课的时候，我们要注意两点：第一，计算机系统作为信息系统，其组成结构要对硬件系统和软件系统进行针对性的学习，既有区别也有联系;第二，认识组成的硬件与软件是第一层次，要晋升到认识计算机的基本工作原理，可以从冯·诺依曼体系结构的视角结合实际的过程（如文字输入、加工、打印，或者程序的数据输入、计算与输出）认知计算机的基本工作原理。

新课标、新教材、新课程、新课堂，一切都是新的，也许并不完美，但是因为创新会带给信息技术课程不一样的未来。