2.1 计算机系统的组成教学设计-2025-2026学年教科版高中信息技术必修二

该高中信息技术教学设计聚焦计算机系统的组成，以“点餐信息处理”情境导入，巧妙关联生活实际，引导学生从感知数据流动到理解硬件功能，再通过实物观察、归类建构与性能探究，层层递进地搭建起“硬件—软件—工作原理”的知识框架，形成清晰的学习支架。 本设计亮点突出，融合信息意识、计算思维与数字化学习与创新三大核心素养。例如，通过虚拟装机活动培养学生自主动手解决问题的意识，强化对软硬件协同工作的理解，体现计算思维中的抽象与建模能力；借助视频情境和小组协作提升信息敏感度与团队沟通力，落实信息社会责任中的技术伦理认知。教学过程环环相扣，既突破冯·诺依曼体系结构这一难点，又激发学生探究兴趣，助力教师高效达成教学目标，实现学科育人价值。

计算机系统的组成 一、教材分析 教科版信息技术《必修2 信息系统与社会》第2单元 2.1节《计算机系统的组成》，教材逻辑清晰，采用“硬件系统”与“软件系统”二分法，详细阐述了五大逻辑部件（输入、输出、存储、运算器、控制器）的功能与关系，并通过“调查CPU性能指标”、“比较存储器”等活动引导学生探究，理论性强。 二、学情分析 高中生对计算机硬件（如内存、硬盘）和软件（如游戏、APP）有感性认识，具备一定的抽象逻辑思维能力，但知识是零散的，对“软硬件如何协同工作”缺乏系统理解，仍需借助直观体验来构建复杂概念。 三、教学目标 1.知道计算机系统的两大组成部分（硬件系统、软件系统） 2.了解计算机硬件五大基本部件的功能及其相互关系 3.理解冯·诺依曼体系结构，理解计算机系统的组成与工作原理 4.能区分系统软件和应用软件 四、教学重难点 重点：计算机硬件系统的五大基本组成及其功能；软件系统的分类及作用。 难点：理解冯·诺依曼“存储程序”原理（计算机工作原理） 五、教学过程 （1）情境导入 情境：生活中去餐厅吃饭，点餐的时候都是通过手机扫码的方式，采用数字化的形式，提问：“顾客点餐后，信息是如何被处理并最终传到厨房的？这一切的核心设备是什么？”（播放点餐的视频） 观看视频，思考并回答：通过事务处理系统（TPS），采用手机进行数据采集，通过服务器进行处理和信息输出。其中信息处理设备（手机、服务器）是核心的设备。 （2）案例互动 分组观察废旧主机箱或者播放主机箱的相关视频，识别并记录看到的所有硬件设备。 小组合作，观察、讨论并记录部件名称（如主板、CPU风扇、内存条、硬盘等）。通过实物的认识，将抽象名词与具体实物关联，激发兴趣，化解神秘感。 （3）归纳建构 1）这些五花八门的部件，可以分为几类？ 小组代表汇报发现的硬件，尝试归类到五大部件中（如硬盘->存储器，显卡->输出设备），五大部件：输入设备、运算器、控制器（两类合为CPU<中央处理器>）、存储器和输出设备。 2）计算机系统的组成与工作原理（图1） 图1 计算机系统的组成与工作原理 计算机工作原理：计算机在接受指令后，由控制器指挥，从输入设备采集数据，传送到内存储器进行存储，再由控制器将需要参加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存储器中，最后由输出设备输出。（构建知识框架） （4）性能探索 引导各小组查阅五大部件（存储器和CPU）的性能参数（如主频、容量、转速等等），并记录在表格中，提问：“这些参数如何影响计算机性能？” 存储器指标 性能指标名 含义 参数举例 CPU指标 性能指标名 含义 参数举例 对计算机性能的影响如下： 1.内存容量足够大时，程序加载和运行速度加快，多任务处理更流畅，响应速度提升。 2.内存频率越高，读写操作越快，提高运行效率和响应速度，对多任务处理尤为重要。 3.主频越高，CPU在单位时间内能完成的指令周期数越多，直接影响计算机的运算速度。 4.核心数表示CPU能同时处理的任务数，多核心能提高多任务处理能力。 5.缓存是CPU中的短暂存储区，其容量直接影响CPU获取内存数据的速度。 （5）系统探究 提问：“只有刚才我们看到的这些硬件，计算机能工作吗？” 思考并回答：不能，需要安装软件（操作系统）。制造认知冲突，自然引出软件系统的重要性。 1)软件系统探究 软件系统的分类（系统软件、应用软件）。举例说明（Windows/Linux vs. WPS/游戏）。完善计算机系统组成图。强调：“硬件是躯体，软件是灵魂。” 2)生活案例 “请为一台预算4000元的主机选择配件，并完成虚拟组装。” 小组合作，根据性能需求和预算，在平台上选择CPU、内存、硬盘等配件，拖拽完成虚拟组装。 六、板书设计 一情境导入：点餐信息处理核心设备 二案例互动：识别记录硬件设备 三归纳建构：硬件分类与工作原理 四性能探索：性能参数及影响 五系统探究：软件重要性及组装 七、教学评价设计 采用过程性评价与总结性评价相结合的方式设计评价表： 评价维度 评价内容 备注 教学目标 能准确说出计算机系统两大组成部分 教学目标、重点、难点 能正确描述硬件五大部件及其功能 教学目标、难点 能正确区分系统软件与应用软件并举例 过程与方法 在小组活动中积极参与，动手操作规范 能与小组成员有效沟通、协作运用所学知识分析、解决问题 情感态度 表现出对探究计算机系统的浓厚兴趣，严谨、科学的态度。 八、教学反思 优点：整合了多版本教材的优势，形成了“理论-实物-虚拟-原理”的立体化学习体验，学生参与度极高。通过虚拟装机动手环节，有效突破了教学重点和难点，将抽象概念具象化。小组合作学习模式培养了学生的协作精神和沟通能力。缺点：需要虚拟环境或者互动课件的支持。 学科网（北京）股份有限公司 $