2.1计算机硬件教学设计2026-2027学年浙教版高中信息技术必修二

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2.1 计算机硬件 教学设计

课题

2.1 计算机硬件

教材版本

浙教版(2019)必修2《信息系统与社会》

所在单元

第二章 信息系统的支撑技术

课型

新授课

课时安排

1课时(40分钟)

授课对象

高中一年级学生

授课教师

 

授课时间

 

教材分析

本节是第二章的开篇,介绍信息系统最基础的硬件支撑。教材从计算机发展历程切入,重点讲解冯·诺依曼结构的五大部件、工作原理及主要性能指标,为后续学习软件、传感与网络等支撑技术打基础。

 

一、教学目标

1.信息意识:了解计算机的发展历程,认识硬件是信息系统运行的物质基础;知道计算机主要性能指标的含义,能根据需求初步判断硬件配置是否合适。

2.计算思维:理解冯·诺依曼「存储程序」思想和五大部件的协作关系,能说出指令从取到执行的大致流程,建立"硬件按程序工作"的基本认识。

3.数字化学习与创新:通过识别主机箱内主要部件、查看本机配置的实践活动,学会用数字化工具观察和分析计算机硬件;能在小组讨论中提出自己对硬件选型的看法。

4.信息社会责任:了解我国在处理器等核心硬件领域的发展,增强自主创新意识和科技强国信念;认识硬件技术进步对信息社会发展的推动作用。

5.合作育人:通过小组观察、讨论与分享,培养团队协作能力与表达交流能力。

二、教学重点与难点

教学重点:计算机硬件的五大组成部件;冯·诺依曼「存储程序」工作原理;主频、字长等主要性能指标。

教学难点:CPU 中运算器与控制器的分工协作;存储器层级(主存、缓存、外存)的关系;指令执行的基本过程。

 

三、教学方法与教学准备

教学方法:情境导入法、任务驱动法、小组讨论法、演示讲解法。

教学准备:教师准备多媒体课件、打开主机箱的台式机实物(或各部件拆解图片)、CPU 与内存条实物;学生准备教材、笔记本,课前预习本节内容。

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四、教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

情境导入
(4分钟)

播放一段「双十一」智能物流仓库里机器人搬运、分拣包裹的短视频。提问:机器人能够精准识别、搬运包裹,背后靠的是什么?引导学生意识到所有智能活动最终都要依靠硬件来执行,引出本节课题——计算机硬件。

观看视频,思考并回答老师提出的问题,说说自己眼中计算机由哪些部分组成。

以贴近生活的智能场景引入,激发学习兴趣,让学生感受硬件是一切信息处理的物质基础。

探究一
计算机的
发展历程
(8分钟)

1.讲解世界上第一台电子计算机 ENIAC:1946 年诞生于美国宾夕法尼亚大学,用了约 1.8 万只电子管,重 30 吨,每秒可完成约 5000 次加法运算。
2.按时间顺序依次讲解计算机发展的四个阶段:第一代电子管计算机、第二代晶体管计算机、第三代集成电路计算机、第四代大规模及超大规模集成电路计算机。
3.引导学生归纳发展趋势:体积越来越小、速度越来越快、功耗越来越低、可靠性越来越高。

认真听讲,在教材上标注四个发展阶段及关键元件;小组讨论"为什么计算机能越做越小、越做越快",派代表发言。

以历史发展为主线,让学生了解计算机技术演进的脉络,建立技术不断进步的整体印象。

探究二
计算机
硬件的
五大部件
(12分钟)

1.出示台式机主机箱实物或拆解图,依次讲解冯·诺依曼结构的五大部件:运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。
2.重点讲解:①运算器实施算术与逻辑运算,控制器指挥协调各部件工作,两者合起来构成中央处理器 CPU,是计算机的核心部件,内含浮点运算单元 FPU 和高速缓存 Cache;②存储器存放程序与数据,分为内存储器(主存 RAM 与 ROM)和外存储器;③输入设备(键盘、鼠标、扫描仪、传感器)把外部信息转为二进制;④输出设备(显示器、打印机、音箱)把处理结果呈现出来。
3.组织小组活动:观察主机箱内各部件,尝试指出 CPU、内存条、硬盘、主板的位置。

观察实物或图片,在笔记本上画出五大部件关系简图;以小组为单位指认机箱内主要部件,说说它们各属于五大部件中的哪一类。

通过实物观察和画图,把抽象的硬件结构具象化,帮助学生建立部件之间协作关系的直观认识。

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