计算机硬件结构及软件系统教学设计

一、案例简介

主讲教师：云南大学附中 吴雁冰

授课内容：《中小学信息技术课程指导纲要(试行)》模块八计算机硬件结构和软件系统，《云南省普通高级中学实验教材信息技术》第一册第一章第三节计算机系统

教学对象：高中一年级学生

二、教学设计

（一）指导思想

理论与实践相结合，用理论指导实践，在实践中验证理论，归纳总结记忆知识。重视能力培养，学会思考、自己做出判断，具有掌握更新的信息技术的能力。首先，教师让学生明确学习目标，布置任务，提出实践方法建议。然后，学生在教师指导、监督下进行实地调查，探究、理解、记忆知识。接下来，在装机实验中消化吸收、加深知识，在教师辅助下用自己的语言和行为再现知识。最后，做到知识技能的迁移，利用所学知识，学习应用新知识，掌握新技能，解决新问题，达到应用的目的。

（二）背景分析

教学内容虽然安排在教课书的起始章节，但是实际教学是在学习了信息技术基础理论、操作系统、应用软件、网络等知识之后。内容贴近学生的实际生活，实践的可能性大，日新月异的电脑市场是广大的实践空间。经过一个多学期的学习，我校高一学生掌握了一些理论知识，会使用计算机上网查找资料，制作电子报刊、演示文稿和网页，渴望进一步了解计算机内部结构，工作原理等知识，部分学生已具备安装计算机的实战经验，迫切要求展示才技。

（三）教学目标

知识目标：

1．了解信息编码、ASCII码和汉字编码

2．理解计算机的系统结构和基本工作原理

技能目标：

1．能从外观上辨别微机的常见组件

2．能动手接插微机主机的各类接口

体验性目标：

提升信息素养，培养终身学习的能力和协作精神。

（四）教学内容

1．二进制数在计算机技术中的应用及应用的优越性

2．计算机系统结构和基本工作原理

（五）教学重点与难点

重点：1．二进制数基础、ASCII码和汉字编码

2．计算机系统结构和基本工作原理

3．辨别现行微机的常见部件，知道一般接口的连接方法

难点：1．计算机系统五个部分的相互关系

2．汉字编码

（六）教学流程

三、教学过程

学习目标：

1．理解二进制数的特点、进制转换规则及二进制数的算术运算规则

2．了解ASCII码和汉字编码

3．理解计算机的系统结构和基本工作原理，并能从外观上辨别微机的常见组件，能动手接插微机主机的各类接口

4．了解计算机的发展史和发展趋势

5．认识计算机病毒的定义、特性、传播及危害，掌握防治方法

6．了解计算机犯罪与安全

7．了解计算机使用道德规范

8．养成终身学习的习惯，培养自学能力

引入：点评调查时的方法应用、行为道德和小组合作精神，分析调查表的完成情况，表扬做得好的小组，展示内容正确、字迹工整的调查表。

呈现：利用冯机型结构图分析硬件5个组成部分的功能和相互关系，导出基本工作原理，讲解计算机硬件与软件的关系，信息的二进制表示、ASCII码、汉字编码、进制转换规则及二进制数的算术运算规则。

实践：电脑市场调查、装机实验及理论知识讲解。

应用：初步应用，学生自学理论知识指导配机。深入应用，使用自己的语言、行为讲解、演示如何装机、连线、调试等知识、技能，将课内知识的学习、应用扩展到课外知识的学习、应用。最高阶段，体会实践是关键，学会学习的方法，逐步培养终身学习的能力。

评价：过程性评价；考试评价。

学生任务：

任务一：个人填写预备知识表

准备：阅读教材第一章 第三节计算机系统P9~P16页内容，按要求自学理论。通过文字、图片资料，加上一个多学期的应用，对计算机有一个较全面的认识，为调查作理论指导。自学内容：计算机系统组成、发展史、发展趋势、冯机结构图。

问题：你对计算机发展史、发展趋势、系统组成、冯••诺依曼机型了解多少？你是如何获得这些资料的？准确性有多高？

解决：填写预备知识表（附录1）。

学习方法指导：从多渠道获取知识，并对比比较，归纳总结。平时注重常识的积累。

评价：获取信息的途径的广泛性和判断信息真伪的方法。

教师活动：提供计算机发展史、发展趋势、系统组成、冯机型5大部件结构图，提示学生利用网络更有效地学习，帮助学生形成正确的知识概念及培养自学能力。

任务二：小组调查电脑市场，填写调查表

准备：3-4人按男女和知识能力强、一般、弱的比例分为一组；填写计划表（附录2）。

问题：常见硬件有哪些？功能是什么？组装一台计算机需要哪些硬件和软件？

解决：观察、触摸实物，搜集相关资料，咨询有关人员，填写调查报告表（附录3）。

评价：获取信息的方法，加工信息的能力，合作精神，行为道德。

调查方法指导：注重观看实物，抓住其特点。首先查看电脑公司提供的配机单，从中了解配置一台计算机需要的主要配件及其主流产品、最新产品有哪些，然后观察触摸实物，选取产品宣传资料，或向导购员咨询各部件的功能、型号、价格等信息。接下来根据用途虚拟配机，填写调查表。

教师活动：创设自主探究的“境”，开放自主探究的“度”。调查前检查计划表，提出方法建议。调查后利用广播教学展示优秀调查表，从调查的方法、效率、态度、行为道德、调查表完成情况等方面总结活动情况，分析问题，提出改进建议。然后利用冯机型结构图分析硬件5个组成部分的功能和相互关系，导出基本工作原理，讲解计算机硬件与软件的关系，信息的二进制表示、ASCII码、汉字编码、进制转换及二进制数的算术运算规则。

任务三：小组装机实验及理论知识讲解

说明：装机包括硬件插接及软件安装，其中操作系统安装时间过长，因此用课件演示关键环节即可。应用软件安装以安装Office为例，也可用游戏软件安装激发学生学习兴趣。

准备：预习实验报告（附录4），明确实验目的，确定实验方法和步骤；搜集、整理资料，编写演示文稿，拟定讲解流程。讲解内容包括：各类硬件的功能，技术指标，安装方法和注意事项，各类接口的标准和连接方法，各种软件的作用，安装方法，安装顺序。

问题：计算机各硬件设备是怎样连接的？各类接口的连线方法是什么？各部件如何协调工作？

解决：每班选取4~5名同学重新组成一组在教师辅助下演示装机，讲解相关理论知识，其余小组观察演示，完成装机实验，填写实验报告。

评价：动手能力、解决问题的能力、表达能力。

学法指导：学习硬件的安装要分清各类插槽、接口的形状，了解其作用，注意其匹配性。技能的掌握要通过实际的操作练习，总结经验，必要时记录方法步骤和注意事项。学习时最好在小组内、小组间交流信息，切磋技艺，尽量缩短学习的过程，加快掌握的速度，争取在最短时间内学会最多的知识、技能。

教师活动：观察学生操作，引导信息交流，与同学分享交流的信息，记录知识性错误和不规范操作，点评小组演示，纠正错误。

任务四：理论知识笔试考核

准备：复习计算机发展史、发展趋势、系统组成、工作原理、信息编码、二进制及进制转换、进制运算。自学计算机病毒与安全和使用道德规范。

问题：你掌握了多少有关计算机系统的知识？

考核：以云南省高中会考要求和全国等级考试一级Windows为标准命题考试。

评价：以分数定等级，进行等级评价。

学法指导：学会归纳总结，区分容易混淆的知识点，反复记忆不熟悉的知识。

教师活动：一对一考核，进行质量分析，找出“南郭先生”及时辅导。

任务五：理论知识学习网站建设

说明：这是拓展任务，在全年级选出部分有特长和兴趣的学生，2~3人负责一个模块的建设，由教师辅导提前并深入学习相关知识，然后制作网页，为其他同学提供自学的资料和环境，为自己的兴趣发展开辟空间。模块分为：信息技术基础、计算机系统组成、计算机安全、计算机使用道德、计算机网络、程序设计、数据库、多媒体制作、人工智能等。

目标：把学生获得的第一手资料和搜集的大量资料整理、发布，作为学习的资源。为电脑爱好者、特长生提供自我发现、创新、表达的空间。

四、教学后记

计算机系统属信息技术教学内容的基础模块，理论抽象，难理解，不易于记忆。经过教学实践总结：学生多接触实物，通过观察、触摸、实验不仅能够掌握课内知识，而且可以学会课外知识，获得最新的信息。在实践过程中教师起指导、辅助的作用，学生的实践能力和创新精神得到培养和锻炼，逐渐具有适应终身学习的基础知识、基本技能，养成终身学习的习惯，掌握终身学习的方法。

教学时教师先创设自主探究的“境”，布置任务，提出学习方法建议。再从知识掌握程度、学习方法、应用能力等方面评价完成任务的情况，讲解知识要点难点。然后指导、辅助学生交流信息，展示学习成果。学生先认识硬件的结构和用途，软件的组成和用途，再了解硬件的逻辑结构和相互联系，软件的相互联系，软件和硬件的关系。先识别设备，再讲演组成及关系，最后应用所学知识技能学习新知识，掌握新技能，解决新问题。知识层层递进，应用逐步加深。学生始终是教学的主体，教师只是点拨提示、辅助。分组学习互帮互学友好合作，充分发挥自主性。方法指导和自学能力的培养尤为重要。

附录1：

计算机系统预备知识表

班级          姓名            性别       学号      

附录2：

计算机设备调查计划表

班级       组长姓名          组员姓名                  

附录3：

常见计算机设备调查表

班级        组长姓名          组员姓名                   

附录4：

装机实验报告

班级        组长姓名          组员姓名