1、2.1.1 计算机硬件组成教学设计计算机硬件组成教学设计 一、教学设计模板一、教学设计模板 计算机硬件组成计算机硬件组成 教材内容：教材内容： 2.1.1 计算机硬件组成 适应的课程标准：适应的课程标准： 2.1 探讨信息技术对社会发展、科技进步以及人们生活、工作与学习的影响，描述信息社会的特 征，了解信息技术的发展趋势。 2.2 通过分析典型的信息系统，知道信息系统的组成与功能，理解计算机、移动终端在信息系统 中的作用，描述计算机和移动终端的基本工作原理。 教学目标：教学目标： 认识并理解计算机硬件的种类。 通过具体实例，分析计算机硬件的组成和 作用。 能结合生活经验，理解计算机硬件在整个
2、系统中的作用。 指向的核心素养：指向的核心素养： 信息意识：自觉、主动地寻求恰当的方式获取 与处理信息；在合作学习过程中，愿意与团队成 员共享信息。 计算思维：知道信息系统的组成与功能，并用 形式化的方法表述问题。 信息社会责任：认识信息系统在社会应用中的 优势，具有积极学习的态度、理性判断和负责行 动的能力。 课程标准课程标准 和和 教学目标教学目标 学习环境：学习环境：有教学控制软件的多媒体机房，装有思维导图软件。 建议课时：建议课时：1 课时 教学环节教学过程设计意图 教学活动教学活动 设计设计 情境导 入 教师引导学生针对以下问题进行思考、讨论回答。 导入 1：观看微视频，请学生思考一
3、台计算机主机 包含哪些硬件？ 设计意图：通过观看计算机主机硬件微视频，让 学生了解计算机主机内部结构与部分。让学生从 实际生活中的观察与认识对应起来，培养信息意 识。 导入 2：信息系统中的硬件是指系统中看得见、摸 得着的设备，它包含计算机硬件、移动终端硬件 和网络设备等。请同学们说说生活中还有哪些类 似的信息系统硬件？ （板书或 PPT 展示）超市电 子秤、商品条码扫描仪、POS 收银机、自动取票机、 引导学生观察生活，将思维拓展开 来，信息系统硬件形式不局限于计 算机外形，各类自动化设备都有信 息系统硬件。通过对比观察与思考 加深硬件知识，激发学习兴趣，引 导学生集中注意力观察与思考。 高
4、铁进站闸机等信息系统硬件。 知识讲 解1 计算机硬件主要由运算器、控制器、存储器、 输入设备和输出设备五大部件组成。从外观上 看，计算机一般由主机、显示器、键盘和鼠标 组成。 帮助学生了解计算机硬件组成及主 要部件，为后续小组合作完成任务 做好铺垫。通过观察让学生加深硬 件知识，激发学习兴趣。 学习任 务1 任务：以 2 人为小组通过搜索等技术手段， 请将计算机硬件结构与部件功能收集归类，并通 过思维导图工具绘制出层次结构图，绘制好后分 享交流。 任务驱动，支持学生自主学习，推 动小组合作完成任务,让学生将自己 了解或通过搜索引擎寻找硬件部分 及功能，形成图表知识，提升学生 有目的获取信息的能
5、力；通过思维 导图，让学生们信息处理能力有所 提升。 学习任 务2 问题与讨论：了解目前超级计算机的发展情 况，说说它对社会发展的影响。 目前超级计算机有我国“神威太湖之光”与 “天河二号”外，及美国的“泰坦”与“红杉” 、 日本的“京” 、美国的“米拉”和“三一” 、瑞士 的“代恩特峰” 、德国的“花尾榛鸡”和沙特阿拉 伯的“沙欣”等。超级计算机的应用领域其 实非常广阔，代码破解和核武器发展（核爆炸模 拟）等都需要高速处理大量复杂计算。在民用用 途上，超级计算机可以用在气候预报，石油勘探、 药物开发和汽车设计等方面。在医学领域，对人 体血流进行模拟与分析，可以及时有效地判定一 个病人是否会发
6、生脑梗塞的风险，超级计算机的 运算能力可以提供快速的预判。另外，我国庞大 的人口对网络公共设施造成的沉重负担也可能得 到解决。计算机软件种类繁多，为认识日常生活 中的各类软件，通过设计搜索软件并归类任务。 小组合作（2 人一组）找找身边常用的软件或通过 网络搜索，并归类，用 Inspiration 软件以思维 导图的方式将其画出来并回答相互之间的联系与 区别。选择 1-2 个小组介绍自己的成果，进行点 评。 本环节结合实际生活，引导学生了 解计算机发展的前沿动态，理解信 息系统对人们日常生活与社会发展 的重要作用，思考新技术所带来的 便利和新问题，激发学习兴趣，提 升学习能力。 课堂小 结 1
7、.学生回顾计算机硬件组成及其分类与功能特点。 2.总结信息系统计算机硬件组成与在社会发展中 的作用。 通过回顾总结帮助学生掌握计算机 硬件组成与功能特点，提高学习自 觉性和热情。 作业布 置 基础作业（面向所有学生）： 1.选择题（详见课后练习） 。 2. 简述计算机的发展历程。 3. 量子计算机的发展及对社会发展的影响？ 提升作业（面向学有余力学生）： 4.举例说明可以采用哪些方式将文字输入计算 机。想象一下，未来的输入方式将会是怎样的， 你想象的依据是什么？ 课后作业是课堂学习的延伸，是巩 固和升华知识点的有效途径。根据 学生的基础和能力设置不同难度的 作业，以满足不同层次的学生需求。 教
8、学设计教学设计 思路思路 本节课内容 1 课时完成，内容偏向事实性知识。从学生生活中熟悉的实际应用信息系统为例介 绍信息系统中硬件，重点理解计算机在信息系统中在数据存储、数据计算等方面所起的作用。学生 对计算机已经不在陌生，为了让学生们更直观的了解计算机的硬件，可以通过打开主机箱或多媒体 展示让学生们能够更近距离接触到、直观地观察计算机的内部结构，了解硬件的组成，认识输入/输 出、运算、控制和存储等各部件，并就超级计算机对社会发展的影响和未来文字输入方式等问题开 展讨论。本课通过设计情境完成 2 个任务，以任务驱动方式，让学生通过自主探究与小组合作学习 的形式，完成教学任务，实现教学目标。 首
9、先通过让学生观看计算机硬件组成微视频导入，帮助学生了解计算机的内部结构，了解硬件 的组成，引导学生观察生活，拓展思维，信息系统硬件形式不局限于计算机外形，各类自动化设备 都有信息系统硬件，介绍生活中的信息系统硬件，通过观察让学生加深硬件知识，激发学习兴趣， 为后续小组合作完成任务做好铺垫。 为帮助学生加深对计算机硬件主要部件及功能的了解，通过任务驱动法，要求小组合作（2 人一 组）网络搜索并归类，用思维导图的方式将其绘制出来并交流分享主要部件的功能与特点。提升学 生有目的获取信息的能力。通过思维导图，让学生们信息处理能力有所提升，帮助学生对比理解， 使点评更具价值。 通过问题与讨论任务：了解目
10、前超级计算机的发展情况，说说它对社会发展的影响。本环节结 合实际生活，引导学生了解计算机发展的前沿动态，理解信息系统对人们日常生活与社会发展的重 要作用，思考新技术所带来的便利和新问题，激发学习兴趣，提升学习能力。 针对针对 核心素养核心素养 培养的培养的 设计考虑设计考虑 核心素养的培养不可能泛泛而谈，而应落实在每一次引导、每一个活动之中，在仔细分析了本 课内容可以融入三类核心素养的培养，并且细致分析了各个核心素养的具体落点： 信息意识的落点在“自觉、主动地寻求恰当的方式获取与处理信息；在合作学习过程中，愿意 与团队成员共享信息。 ”本课主要讲授计算机硬件组成，了解计算机硬件的组成部件及其功
11、能，通过 任务设计，让学生通过搜索引擎等手段搜索信息并归类，提升学生有目的获取信息的能力。通过小 组讨论与合作学习，绘制思维导图，理清关系，提升学生们信息处理与信息共享能力。 计算思维的落点在“知道信息系统的组成与功能，并用形式化的方法表述问题。 ”本条要求学 生观察生活，拓展思维，信息系统硬件形式不局限于计算机外形，各类自动化设备都有信息系统硬 件。通过对比观察与思考加深硬件知识，激发学习兴趣，引导学生集中注意力观察与思考。通过搜 索引擎寻找硬件部分及功能，绘制硬件组成结构图表知识，培养计算思维能力。 信息社会责任的落点在“认识信息系统在社会应用中的优势，具有积极学习的态度、理性判断 和负责
12、行动的能力。 ”本课通过完成任务来了解计算机发展的前沿动态，理解信息系统对人们日常生 活与社会发展的重要作用，思考新技术所带来的便利和新问题，激发学习兴趣，提升学习能力。 2.1.2 计算机工作原理教学设计计算机工作原理教学设计 一、教学设计模板一、教学设计模板 计算机工作原理计算机工作原理 教材内容：教材内容： 2.1.2 计算机工作原理 适应的课程标准：适应的课程标准： 2.2 通过分析典型的信息系统，知道信息系统的组成与功能，理解计算机、移动终端在信息系统 中的作用，描述计算机和移动终端的基本工作原理。 教学目标：教学目标： 了解图灵机与存储程度式计算机工作方式。 能结合生活经验，理解计
13、算机工作原理。 指向的核心素养：指向的核心素养： 信息意识：自觉、主动地寻求恰当的方式获取 与处理信息；在合作学习过程中，愿意与团队成 员共享信息。 计算思维：描述信息系统常用终端设备（如计 算机、智能手机和平板电脑等）的基本工作原理。 信息社会责任：认识信息系统在社会应用中的 优势，具有积极学习的态度、理性判断和负责行 动的能力。 课程标准课程标准 和和 教学目标教学目标 学习环境：学习环境：有教学控制软件的多媒体机房，装有思维导图软件。 建议课时：建议课时：1 课时 教学环节教学过程设计意图 情境导 入 教师引导学生针对以下问题进行思考、讨论回答。 导入 1：内容回顾，请同学们回忆一下一台
14、计算机 包含哪些硬件？ 导入 2：请同学们说说计算机应该如何处理信息？ （板书或 PPT 展示） 通过回忆讲述，让学生熟悉计算机 主机结构组成。 引导学生开展想像，交流分享，引 出图灵机计算机的模型，激发学习 兴趣，引导学生集中注意力观察与 思考。 教学活动教学活动 设计设计 知识讲 解 数学家图灵提出计算的模型，用机器来模拟 人用纸笔进行数学运算，是现代计算机的计算模 型。 现代计算机是图灵机的工程实现，多采用 帮助学生了解图灵计算机模型、理 解存储程序式体系结构的计算机工 作原理。通过观察让学生加深硬件 知识，激发学习兴趣。 “存储程序式”结构，采用二进制形式来表示数 据和指令， “存储程
15、序式”结构的思想可以归纳为： （1）用二进制代替十进制。 （2）采用存储程序的 思想，将指令和数据以二进制形式存放在存储器 中。 （3）计算机从逻辑上分为五大部件。 （4）以 运算器为中心，输入设备和输出设备与存储器通 过运算器进行数据传送。 输入 设备 控制 器 运算 器 存储 器 输出 设备 控制流 数据/指令 流 学习任 务1 任务：通过信息手段了解 CPU 执行指令的工 作过程，请将计算机硬件结构与部件功能收集归 类，并通过思维导图工具绘制出层次结构图，绘 制好后分享交流。 计算机在运行时，先从内存中取出第一条指 令，通过控制器的译码，按指令的要求，从存储 器中取出数据进行指定的运算和
16、逻辑操作等加工， 然后再按地址把结果送到内存中去,接下来，再取 出第二条指令，在控制器的指挥下完成规定操作。 任务驱动，支持学生自主学习，推 动小组合作完成任务,让学生将自己 了解 CPU 工作过程及功能，提升学 生有目的获取信息的能力与信息处 理能力。 学习任 务2 实践与体验：计算机的性能主要由 CPU、存储 器等部件的性能指标决定。请通过评测软件评测 计算机的硬件性能。 完成实验填写评测报表： 硬件配置情况性能得分 CPU 内存 硬盘 显卡 本环节结合实践体验活动，帮助学 生理解计算机性能状态与主要部件 的关系，激发学习兴趣，提升学习 能力。 课堂小 结 1.学生回顾图灵机模型及存储程序
17、式体系结构计 算机工作原理。 设计意图：通过回顾总结帮助学生 掌握存储程序式体系结构计算机工 取指令 指令译 码 送操作数 地址 送操作 数 执行指 令 2.总结计算机工作原理与信息处理方式。作原理与特点，提高学习自觉性和 热情。 作业布 置 基础作业（面向所有学生）： 1.选择题（详见课后练习） 。 2.调查和了解你身边的信息系统，分析系统中 的硬件组成部分。 3.分析影响计算机性能的因素。要配置一台主 要用于视频图像处理的计算机，请你列出一份清 单，给出配置建议。 提升作业（面向学有余力学生）： 4.了解目前高性能个人计算机的 CPU，并与你 目前使用的计算机 CPU 的性能做比较。 课后
18、作业是课堂学习的延伸，是巩 固和升华知识点的有效途径。根据 学生的基础和能力设置不同难度的 作业，以满足不同层次的学生需求。 教学设计教学设计 思路思路 本节课内容 1 课时完成，内容偏向事实性知识。从学生生活中熟悉的实际应用信息系统为例介 绍信息系统中硬件，重点理解计算机在信息系统中在数据存储、数据计算等方面所起的作用。学生 对计算机已经不在陌生，了解硬件的组成，通过图示认识输入/输出、运算、控制和存储等各部件进 行信息处理来理解工作原理，并通过评测计算机硬件性能实践与体验活动巩固加深理解。本课通过 设计情境完成 2 个任务，以任务驱动方式，让学生通过自主探究与小组合作学习的形式，完成教学
19、任务，实现教学目标。 首先通过让学生观回顾计算机硬件组成，帮助学生巩固对计算机内部结构的认识，引导学生拓 展思维，开展想像计算机工作过程，交流分享，引出图灵机计算机的模型，激发学习兴趣，引导学 生集中注意力观察与思考。 为帮助学生加深对图灵机模型，借用多媒体展示图灵计算机工作图及存储式程序体系结构计算 机模型工作图并作讲解，引出现代计算机模型与图灵机的关系。通过任务驱动法，让学生将自己了 解 CPU 工作过程及功能，提升学生有目的获取信息的能力与信息处理能力。 通过实践与体验任务，帮助学生理解计算机性能状态与主要部件的关系，激发学习兴趣，提升 学习能力。同时引导学生了解计算机性能相关的硬件部件
20、及提升的方法，激发学习兴趣，提升学习 能力。 针对针对 核心素养核心素养 培养的培养的 设计考虑设计考虑 核心素养的培养不可能泛泛而谈，而应落实在每一次引导、每一个活动之中，在仔细分析了本 课内容可以融入三类核心素养的培养，并且细致分析了各个核心素养的具体落点： 信息意识的落点在“自觉、主动地寻求恰当的方式获取与处理信息；在合作学习过程中，愿意 与团队成员共享信息。 ”本课主要讲授计算机工作原理，了解图灵计算机模型、理解存储程序式体系 结构的计算机工作原理。通过任务设计，让学生通过搜索引擎等手段搜索信息并归类，提升学生有 目的获取信息的能力。通过合作学习，理清关系，提升学生们信息处理与信息共享能力。 计算思维的落点在“描述信息系统常用终端设备（如计算机、智能手机和平板电脑等）的基本 工作原理。 ”本条要求学生观察生活，拓展思维，理解存储程序式体系结构的计算机工作原理，了解 CPU 指令及信息处理过程。通过对比观察与思考加深硬件知识，激发学习兴趣，引导学生集中注意 力观察与思考，培养计算思维能力。 信息社会责任的落点在“认识信息系统在社会应用中的优势，具有积极学习的态度、理性判断 和负责行动的能力。 ”本课通过完成任务来了解计算机发展的前沿动态，理解信息系统对人们日常生 活与社会发展的重要作用，思考新技术所带来的便利和新问题，激发学习兴趣，提升学习能力。
