探索計(jì)算機(jī)的奧秘

周顯勝

這是高一的第一堂理論課。根據(jù)筆者多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生對(duì)理論課不太“感冒”，如果呆板地照本宣科，必將自己置于尷尬境地。于是，筆者通過(guò)真實(shí)事例來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，借助淺顯易懂的數(shù)學(xué)計(jì)算來(lái)分析計(jì)算機(jī)的

系統(tǒng)組成，并充分利用小組合作學(xué)習(xí)，讓學(xué)生自主探究各種硬件的功能。

一、教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)目標(biāo)：認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)的硬件組成，掌握其功能，并能對(duì)各種硬件進(jìn)行識(shí)別。

能力目標(biāo)：培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)、探究問(wèn)題、動(dòng)手實(shí)踐的能力。

德育目標(biāo)：通過(guò)合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)團(tuán)結(jié)協(xié)作的意識(shí)。

二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

重點(diǎn)：計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的組成及功能。當(dāng)出示硬件的實(shí)物或圖片時(shí)，學(xué)生能回答出它們的名稱和基本作用。

難點(diǎn)：CPU和存儲(chǔ)設(shè)備的主要參數(shù)。

三、教學(xué)準(zhǔn)備

計(jì)算機(jī)硬件、Internet、學(xué)生每人一臺(tái)計(jì)算機(jī)、自制的介紹計(jì)算機(jī)硬件組成的課件。

四、教學(xué)過(guò)程

1.創(chuàng)設(shè)情境引入課題

師：2008年9月25日，我國(guó)神舟七號(hào)載人航天飛船發(fā)射成功。我們共同見(jiàn)證了這一歷史時(shí)刻，真是讓人激動(dòng)不已。請(qǐng)問(wèn)，飛船在太空航行，地面上的人們是通過(guò)哪些設(shè)備來(lái)控制它呢？

學(xué)生興奮了起來(lái)，開(kāi)始七嘴八舌地議論。

生：我看到北京指揮控制中心有好多臺(tái)計(jì)算機(jī)喲，人們一定是通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)控制天上的飛船的。

師：對(duì)。飛船能夠成功發(fā)射，計(jì)算機(jī)功不可沒(méi)。同學(xué)們喜歡計(jì)算機(jī)嗎？

生（異口同聲）：喜歡。

師：那讓我們一起來(lái)探索計(jì)算機(jī)的奧秘吧。今天，我們先學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)（板書課題）。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)回顧學(xué)生關(guān)注的真實(shí)事件來(lái)激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生的求知欲，順利引入課題。

2.以“易”導(dǎo)學(xué) 分析主題

師：同學(xué)們還眷戀小學(xué)生活吧？今天，我們就穿越時(shí)光隧道再次回到小學(xué)課堂，來(lái)計(jì)算一道數(shù)學(xué)題。請(qǐng)同學(xué)們準(zhǔn)備好草稿紙（故意的，其實(shí)不需要），計(jì)算9+6÷3=？（板書）。

生1：等于11。

師：你真聰明，恭喜你答對(duì)了。說(shuō)說(shuō)看，你是怎樣得出結(jié)果的呢？

生1驚訝狀。

師：大家想一想，要計(jì)算這道題需要幾個(gè)步驟？

生2（在教師的引導(dǎo)下）：第一步，通過(guò)眼、耳等感覺(jué)器官將信息輸送到大腦并存儲(chǔ)起來(lái)；第二步，對(duì)這一信息進(jìn)行加工處理（先算出6÷3=2，再算出9+2=11）；第三步，由大腦控制人把最終結(jié)果以某種方式（用嘴描述或用手書寫）表達(dá)出來(lái)。

師：正確。計(jì)算機(jī)正是模仿人腦進(jìn)行工作的。首先，通過(guò)輸入設(shè)備將程序和原始數(shù)據(jù)送入內(nèi)存，告訴計(jì)算機(jī)要做哪些事、按什么步驟去做。然后，計(jì)算機(jī)從內(nèi)存中取出指令送到控制器去識(shí)別，分析該指令要做什么事?？刂破鞲鶕?jù)指令的含義發(fā)出相應(yīng)的命令，控制各部分的工作。當(dāng)運(yùn)算任務(wù)完成后，根據(jù)指令將結(jié)果通過(guò)輸出設(shè)備輸出。由此可見(jiàn)，計(jì)算機(jī)計(jì)算這道題應(yīng)該經(jīng)歷的工作過(guò)程是？

生3：輸入→存儲(chǔ)→運(yùn)算→輸出。

師：那么，計(jì)算機(jī)要想完成這樣的工作過(guò)程，必須有支持它的硬件設(shè)備，即輸入設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備、控制設(shè)備、運(yùn)算設(shè)備和輸出設(shè)備。由于廠家在生產(chǎn)時(shí)把運(yùn)算器與控制器集成到一起了，我們又稱集成的部分為中央處理器，簡(jiǎn)稱CPU。

設(shè)計(jì)意圖：要想讓學(xué)生更好地理解計(jì)算機(jī)的硬件組成，應(yīng)該先讓學(xué)生知道計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程。如果僅憑簡(jiǎn)單枯燥的講述，學(xué)生不能產(chǎn)生深刻的體會(huì)。在這個(gè)環(huán)節(jié)，教師巧妙安排，讓學(xué)生先來(lái)看一看人是如何解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的，再引申到計(jì)算機(jī)，從而更容易地理解計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的組成。

3.小組合作探討功能

（1）分配任務(wù) 自主探究

教師將學(xué)生分為四個(gè)小組，每個(gè)小組推薦一人擔(dān)當(dāng)小組長(zhǎng)。每個(gè)小組借助教師準(zhǔn)備的資源，探究一部分任務(wù)，分工如表1。

在這個(gè)過(guò)程中，教師深入到每個(gè)小組中進(jìn)行指導(dǎo)和點(diǎn)撥。由于給了學(xué)生充分的自主探究的機(jī)會(huì)，他們的積極性較高。

（2）交流成果 總結(jié)任務(wù)

師：現(xiàn)在我們請(qǐng)每個(gè)小組展示自己的成果，然后大家討論。

教師總結(jié)，學(xué)生將結(jié)果填入表中（見(jiàn)表2）。

設(shè)計(jì)意圖：本環(huán)節(jié)采用分小組、分任務(wù)自主探究的方式，充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，培養(yǎng)他們自主探究、動(dòng)手實(shí)踐及團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力。

4.全課總結(jié)提煉精華

師：現(xiàn)在我們一起把前面得出的結(jié)論總結(jié)一下。

學(xué)生總結(jié)，教師板書：

師：上面是計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的組成，同學(xué)們明白什么是計(jì)算機(jī)的硬件了嗎？

生：構(gòu)成計(jì)算機(jī)看得見(jiàn)、摸得著的部件稱為計(jì)算機(jī)硬件。

師：光有硬件能構(gòu)成完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)嗎？

生：不能。

師：為什么？

學(xué)生發(fā)表各自的觀點(diǎn)。

師：光有硬件的計(jì)算機(jī)，我們叫它“裸機(jī)”，就像是“植物人”，不能做任何事情。只有安裝上軟件系統(tǒng)才能稱得上是完整的計(jì)算機(jī)。同學(xué)們想更好地學(xué)習(xí)軟件系統(tǒng)，那就期待下一節(jié)課的講解吧。

5.拓展延伸學(xué)以致用

師：請(qǐng)同學(xué)們應(yīng)用今天所學(xué)的知識(shí)在周末做一次市場(chǎng)調(diào)查，那就是“如何配置一臺(tái)經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的家庭電腦”。請(qǐng)

同學(xué)們將配置清單發(fā)送到老師的電子郵箱中（出示教師的信箱地址）。

（作者單位：重慶黔江中學(xué)校）