第一单元 任务1-2 计算机的分类、应用及工作原理（教案）-《计算机软件与硬件基础》（高等教育出版社）同步精品课堂

《计算机软件与硬件基础》教案 课 题 《第一单元 任务1-2 计算机的分类、应用及工作原理》 课 型 讲授 课 时 2 授课班级 计算机专业学生 授课时间 授课教师 教材分析 本课程采用的教材是高等教育出版社出版的《计算机软件与硬件基础》，是浙江省中职计算机高考的指定教材。本节为第一单元“计算机概述”的任务1“初识计算机”中的第二小节，主要内容为计算机的分类、几种常见的计算机、计算机的应用以及计算机的工作原理等。其中，计算机的分类和应用属于了解性质的知识，在课程讲授的过程中列举具体的例子，拓宽学生的知识面；计算机的工作原理既是本课的重点也是本课的难点，要从冯诺依曼的“程序存储和程序控制”入手，帮助学生理解和掌握计算机的工作原理。 学情分析 本课的授课对象是中职计算机专业的学生，在学习本课之前，学生已经学习了计算机的发展、特点及性能指标等知识，对计算机的基本知识有了初步的认识和了解，也为本课的学习打好了学习基础。在讲解计算机的分类和应用时，要注重图文并茂，吸引学生注意力，强化学生学习兴趣。通过本节的学习，学生能够对计算机有进一步的了解，能够理解计算机的基本工作原理，为后续的学习打好基础。 学习目标 了解不同标准下的计算机分类；了解几种常见的计算机；了解计算机的应用；理解程序存储和程序控制的概念；掌握冯诺依曼原理。 学习重难点 重点：程序存储和程序控制；冯诺依曼原理 难点：冯诺依曼原理 教学方法 讲授法、任务驱动法 课前准备 教学课件、思维导图、相关图片和视频资料 教学媒体 PPT 教学过程 教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图 活动一： 创设情境 生成问题 展示不同性能、不同用途的计算机图片，引导学生思考这些不同类型的计算机，它们的硬件组成是什么样子的，它们的体系结构是否是一致的。引出本课主题：计算机有不同的分类和应用，但有着相同的工作原理。 观看计算机的相关图片，思考计算机有哪些分类方式、计算机有哪些常见应用，回答教师提问。 用提问的方式导入本课主题，引导学生思考计算机的分类和应用有哪些。 活动二： 调动思维 探究新知 子任务一：计算机的分类 1、计算机可以根据不同的标准进行分类： ①按用途分类：通用计算机和专用计算机【以ATM机为例，讲解专用计算机的特点】 ②按规模分类：巨型机、大型机、小型机和微型机【展示不同性能指标的计算机图片与相关介绍】 ③按使用环境分类：服务器、客户机、嵌入式计算机【展示三种不同使用环境的计算机的图片和相关介绍】 2、几种常见的计算机 着重介绍微型机、巨型机、服务器和嵌入式计算机等几种常见的计算机。 听教师讲解计算机按不同标准的分类，理解不同计算机分类的依据。 了解几种常见的计算机。 拓宽学生的知识面，引导学生了解不同分类标准下的计算机。 活动三： 调动思维 探究新知 子任务二：计算机的应用 1、计算机的7个方面的应用 提问：平时通常使用计算机做哪些事情？（音乐、游戏、制作文档、上网等）；在公共场合中，你见过哪些计算机应用的例子？（汽车自助购票机、图书馆查阅书目、医院自助挂号机等） 讲述：计算机的应用已渗透到各行各业，主要有以下7个方面： ①科学计算（数值计算）： · 定义：计算机在科学研究和工程技术中完成复杂数值分析、高性能计算及模拟建模。 · 地位：是计算机的传统应用领域，也是重要应用领域之一。 · 特点：计算量大、数值变化范围广 · 举例：卫星轨迹的计算、大规模天气预报、空气动力学模拟、药物设计、全球气候模型 【此处联系ENIAC诞生的时代背景】 ②数据处理（信息处理）： · 定义：对原始数据进行收集、存储、分类、加工、输出等处理过程，最终形成有用的信息。 · 地位：是目前计算机应用的主要领域。 · 举例：办公自动化（OA）、图书管理、会计电算化、金融数据分析、地理信息系统（GIS）、交通流量管理 ③过程控制（实时控制）： · 定义：计算机作为控制部件，对单台设备或整个生产过程进行实时监控与调节。 · 功能： a. 采集运行参数，监控分析，通过算法调节（精确控制、模糊控制）。 b. 采用分布式控制系统（模块化、冗余设计），提升自动化水平。 · 优势： a. 提高生产效率、控制精准性、稳定性及可靠性。 b. 改善劳动条件，提升质量，节能降本。 · 应用趋势： a. 结合物联网、人工智能、大数据等技术，向自动化、智能化发展。 b. 推动新质生产力升级，广泛应用于各领域。 · 举例：数控机床、航天飞机升天、石油炼制过程、发电厂运行监控、交通灯控制 ④计算机辅助系统： 定义：计算机辅助系统是指利用计算机技术对各个专业领域的工作进行支持、模拟、优化等。 举例：计算机辅助设计CAD、计算机辅助制造CAM、计算机辅助测试CAT、计算机辅助工程CAE、计算机辅助教学CAI ⑤人工智能（AI）： · 定义：模拟人脑的推理与决策思维，基于计算机存储的定理和规则，通过程序实现自动求解。 · 地位：是计算机应用研究的前沿科学。 · 举例：机器人、自动驾驶、自然语言处理、计算机视觉、游戏AI。 【补充：目前流行的AI应用，如deepseek、豆包、ChatGPT、自动驾驶、智能家居、人脸识别、AI绘画等，拓展学生知识面】 ⑥网络应用： · 定义：20世纪60年代诞生，20世纪90年代以来飞速发展，由计算机技术和现代通信技术支持，已渗透到人们生活和工作的每一个角落。 · 地位：计算机网络的广泛应用，改变了人们的生活方式，极大地提高了工作效率和信息传递的速度。 · 举例：信息检索、电子商务、远程教育、协作办公、视频会议、在线游戏、移动支付、远程医疗、物联网等。 ⑦多媒体应用： 集文字、声音、图像、视频、通信等多项技术于一体，采用计算机的数字记录和传输传送方式，对各种媒体进行处理。 举例：互动电视、数字图书馆、视频监控、虚拟现实VR与增强现实AR等 2、计算机应用的交叉融合 随着计算机各个学科领域的交叉融合，许多应用都会涉及到多个领域。 远程医疗：计算机网络、多媒体技术 地理信息系统：多媒体技术、计算机网络、科学计算 卫星发射过程：科学计算、实时控制 3、计算机的应用领域举例 序号 举例 应用领域 1 天气预报 科学计算 2 空气动力学模拟 科学计算 3 仓储管理 数据处理 4. 机器人 人工智能 5 CAD 计算机辅助系统 6 远程医疗 网络应用、多媒体应用、人工智能 7 智能农业系统 过程控制、人工智能、网络应用 练习生活实际，回想计算机在生活中的应用。 阅读ENIAC诞生的时代背景相关资料，理解科学计算是计算机的传统应用领域 理解过程控制和数据处理的区别。 了解几个常见的计算机辅助系统 思考平时所接触的AI应用 思考几个交叉融合的例子中分别有哪些应用，思考还有哪些交叉融合的例子。 回答几个常见的计算机应用所属的应用领域。 问题导入，激发学生学习兴趣 展示课外资料作为补充，拓宽学生的知识面，帮助学生更好地理解相关知识点 理解AI的定义，了解AI的应用。 理解交叉融合的原因 活动四： 调动思维 探究新知 子任务三：计算机的工作原理 1、程序和指令 指令定义：计算机完成某个操作所发出的命令称为指令，一条指令规定计算机执行一个基本的操作。 程序定义：一系列指令的有序集合就称为程序。 教师以“从座位上起身去开水间处打完开水后再回到教室座位上”为例，类比讲解程序和指令的概念。 2、冯诺依曼原理 介绍早期计算机采用硬件进行程序编写的过程，向学生提问：这样的编程有何弊端？（程序和数据是分开的，每次编写程序都需要进行大量的旋钮和接插线的位置组合，程序是作为硬件存在的，非常不方便） 讲解程序存储和程序控制的原理：程序和数据都以二进制形式存储在存储器中，计算机通过顺序取出指令并交由控制器执行，实现了程序从硬件实现到软件实现的转变，使硬件设计与软件设计相分离。 展示冯.诺依曼的人物简介，讲解他提出的“程序存储和程序控制”的计算机体系设计思想： (1)计算机硬件设备由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成 (2)计算机内部采用二进制 (3)程序存储和程序控制（核心思想） 教师展示冯诺依曼原理的结构图，根据图示一一讲解计算机的运行原理及计算机内各组成部件的分工与合作。 思考平时去开水间灌水的流程，将整个流程分解为一个一个的动作。 理解指令与程序的定义。 听教师讲解，思考用硬件实现编程有什么弊端，回答教师提问。 学习冯诺依曼原理，理解冯诺依曼体系结构给计算机带来的突破。 用生活化的例子帮助学生理解计算机指令和程序的概念，化抽象为具体。 讲解之前的硬件实现程序转变为软件实现程序给计算机带来的变化，提升学生信息技术学科素养。 活动五： 巩固练习 素质提升 思考： 1、 计算机有哪几种分类方式 2、 计算机有哪几种应用 3、 简要描述程序存储和程序控制 思考并回答教师提问，回顾本堂课所学知识点 回顾所学，巩固知识点 课堂小结 作业布置 课堂小结：讲解思考题，引导学生回顾本节所学知识。 作业：1、完成课后习题 2、完成思维导图的绘制。 3、查阅资料，对计算机的应用具体例子进行补充。 板书设计 教学反思 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$