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高中信息技术教科版 (2019)必修2 信息系统与社会第2单元 信息系统的集成2.1 计算机系统的组成教案及反思
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这是一份高中信息技术教科版 (2019)必修2 信息系统与社会第2单元 信息系统的集成2.1 计算机系统的组成教案及反思，共10页。教案主要包含了学科核心素养，学业要求，项目目标分析，项目内容分析，教学目标，教学重，教学策略，教学准备等内容，欢迎下载使用。
1.信息意识：根据解决问题的需要，自觉、主动地寻求恰当的方式、技术及计算机系统组成的方案来获取与处理信息，提高工作效率；在合作解决实际问题的过程中，愿意与团队成员共享信息，实现信息的更大价值。
2.计算思维：在信息活动中能够根据需求采用与信息系统相关的设备与技术，界定问题、抽象特征、建立结构模型、合理组织数据、组建信息系统，高效地解决问题；通过判断、分析与综合各种信息资源，运用合理的方案组建信息系统，科学合理地为生活、学习提供更优化的方式。
3.数字化学习与创新：能够按照需求提出合理化的硬件采购方案，达成高性价比。在组建计算机系统的过程中，掌握涵盖数字化学习系统、学习资源与学习工具的操作技能，适应信息系统所营造的数字化学习环境，认识其优势和局限。
4.信息社会责任：针对需求合理选择软件，为不同人员的需求服务，提高计算机系统的运行效率和安全保障。
二、学业要求
通过本单元的学习，能够进一步认识信息系统，理解计算机、移动终端设备在信息系统中的作用，描述其工作原理；理解计算机硬件系统和软件系统在信息系统中的作用，积极利用各种信息系统促进学习与发展。
三、项目目标分析
通过探究计算机系统的硬件组成，了解计算机硬件系统的组成及个部分主要的性能指标；进一步理解计算机的基本工作原理。
通过体验计算机系统的软件组成，了解计算机软件系统的分类，能区分各类软件的主要功能。
在项目实施过程中，理解硬件是计算机的躯体，体验软件是计算机的灵魂，能科学地评价、采购、维护、升级计算机系统。
四、项目内容分析
本节要求学生了解计算机系统的硬件组成和软件组成，并能描述其基本工作原理。关于计算机系统的硬件组成，我们可以通过观察主机箱内部的结构，了解计算机结构的五大硬件组成。在认识计算机硬件的基础上，理解各部分之间的工作原理。教科书中提及了内存储器、外存储器和中央处理器的性能指标，可通过互联网获取相关数据，了解各个性能指标的特点，由此理解计算机系统的组成及各部分之间的工作原理。通过各部分设备列举实例，加深对各部分功能的认识，进一步理解计算机体系结构的存储控制原理，这是本节的重点内容之一。
在认识计算机硬件系统的基础上体验计算机系统的软件组成，让学生了解硬件和软件的关系，通过系统软件的安装使用，感受计算机各部分之间的协调配合关系，为下一步计算机互联的学习做好知识铺垫。
五、教学目标
1.知道计算机系统的主要组成部分，能够描述基本工作原理。
2.了解计算机硬件系统的基本组成，认识其主要的性能指标。
3.了解计算机软件系统的分类，能区分各类软件的主要功能。
六、教学重、难点
教学重点：计算机系统的主要组成
教学难点：计算机系统的基本工作原理
七、教学策略
1.项目教学
2.体验教学
八、教学准备
1.网络教室
2.PPT、学案
九、项目实施流程图
十、教学过程设计
（一）新课导入，引入项目（5分钟）
教师活动：老师首先播放一段KFC里顾客点餐的视频
学生活动：思考，KFC的电子点餐系统中，你认识哪些硬件设备？
设计意图：从学生身边熟悉的日常生活入手，引入项目，激发学生兴趣。
（二）任务一：探究KFC点餐系统的硬件
活动1 认识KFC点餐系统中的计算机设备（8分钟）
如下图所示
教师活动：依靠多种设备，计算机系统能够将各种信息输入到计算机中，也能将不同类型的数据以不同的方式输出。
学生活动：打开学案，对照图片根据自己生活实际经验，分组讨论数据与设备的关系，填写表格1
知识技能：
1.计算机系统由硬件系统和软件系统组成。其中，硬件系统由输入设备、运算器、控制器、存储器和输出设备组成；软件系统由系统软件和应用软件组成。
2.常见输入设备有：键盘、鼠标，触摸屏，扫描仪，麦克风等
3.常见输出设备有：显示屏，打印机 ，音响等
4.平板电脑、智能手机等是电子点餐信息系统中的移动终端，用于实现移动点餐。移动终端自带通信模块，可通过无线通信设备，在网络通畅的情况下，帮助顾客实现随时随地点菜下单。移动终端(Mbile Terminal,MT)指可以在移动中使用的计算机设备。
拓展思考：哪些设备既是输入设备又是输出设备？
设计意图：让学生从已知的经验和已掌握的知识入手，去探求未知的知识，树立信息意识，建立学习自信心。
活动2：分析KFC点餐系统的工作原理（15分钟）
教师活动：KFC点餐信息系统以点餐数据为核心，其信息处理的过程包括点餐数据的输入、存储、处理和输出，这一过程需要计算机各部件协同工作。教师通过展示PPT图片，帮助学生分析计算机各个组成部分的工作原理，并给出CPU（中央处理器）主要性能的阅读资料，帮助学生完成任务。
学生活动：根据教师给的资料，结合自己电脑CPU性能的参数（右键打开桌面“计算机”属性窗口，查看自己的计算机中央处理器（CPU）的性能参数）。填写表格2
知识技能：
计算机系统的运算器和控制器合在一起被称为中央处理器（CPU）。中央处理器是计算机的核心部件，它的功能主要包括解释计算机指令及处理计算机软件中的数据。
（1)运算器（ALU: Arithmetical and Lgical Unit）运算器的主要功能就是对二进制数据进行算术运算和逻辑运算，所以也称算术逻辑单元。
（2)控制器（CU：Cntrl Unit）控制器是整个计算机的控制枢纽，用于控制计算机各部件协调地工作。
（3）中央处理器是整个计算机运作的核心部件。计算机处理速度很大程度上取决于中央处理器的性能。中央处理器的主要性能指标有以下几个（阅读资料）：
字长：指中央处理器同时处理的二进制数位。字长越大表示中央处理器在一定周期内处理的数据越多。例如，64位的中央处理器可同时处理64位的数据，而32位的中央处理器只能同时处理32位的数据。
主频率：指中央处理器运算时的工作频率。它以1秒内发生的同步脉冲数来度量，一个同步脉冲也称为一个时钟周期。时钟频率的度量单位是赫兹(Hz)、兆赫兹(MHz)、吉赫兹(GHz)。1MHz=1000Hz，1GHz=1000MHz。时钟频率越高，中央处理器的运算速度越快。
核心数：指中央处理器含有内核的数量。每个内核都包含独立的控制器、运算器寄存器和高速缓存。中央处理器相当于把多个独立的处理器封装在一起。一般来说，同等条件下，核心数越大，CPU性能越好。
缓存容量：中央处理器的运算速度高于内存存取速度，高速缓存则用于缓解中央处理器与内存之间的速度差异。通常高速缓存的容量比内存小很多，但是读取速度却比内存快得多。缓存容量越大，中央处理器性能越好。
2.存储器：存储器是计算机系统的记忆装置,它的主要功能是存放程序和数据。
计算机中的存储器主要有寄存器、高速缓存、主存储器(内存)、辅助存储器(外存)等，如下图所示。
(1)内部存储又称主存，安装在计算机内部，很具存储性质不同，可分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。例如，“4GB,DDR4,2400MHz”是某内存条的规格，4GB表示存储容量(1B为1个字节，1KB=1024字节，1MB=1024KB，1GB=1024MB，1TB=1024GB)；DDR4表示第四代动态随机存取存储器；2400MHz表示内存所能达到的最高工作频率。
(2)辅助存储器（外存）用来储存需要长久保存的大量数据和程序，常用的外部存储器有硬盘（机械硬盘和固态硬盘）、U盘、光盘、磁带等。
设计意图:通过分析KFC点餐系统的工作原理，认识计算机系统的各个组成部分及功能，了解计算机内数据的采集、传输、处理及存储的过程。
（三）任务二、体验点餐系统的软件组成（15分钟）
教师活动：周末中午，小明和小毛相约到KFC就餐，小明使用的是国产pp手机，小毛使用的是苹果手机，问题1：下列软件中，你认识哪些软件，有什么用？问题2：从点餐到下单支付，小明和小毛的手机上分别该安装哪些软件？
微软Windws10、 B.办公软件WPS、 C.PS、 D.苹果系统（iOS）、 E.安卓系统（Andrid ）、 F.鸿蒙系统（HarmnyOS）、 G.Linux、H.macOS、 I.微信APP、 J.支付宝、 K.KFC手机APP
学生活动：①分组讨论，认识各个软件及其用途，然后完成表格3。
②在电脑上利用腾讯手游或者雷电模拟器，模拟手机安装相关软件，体验KFC的点餐过程。
知识技能：
计算机系统的软件按功能分为系统软件和应用软件。系统软件是具有通用功能的软件，包括操作系统、语言处理程序、数据库管理系统等。操作系统（Operating System，OS）是管理和控制计算机硬件与软件资源的计算机程序，是直接运行在“裸机”上的最基本的系统软件，任何其他软件都要在操作系统的支持下才能运行。操作系统是用户和计算机的接口，同时也是计算机硬件和其他软件的接口。应用软件是为满足用户不同领域、不同问题的应用需求而设计的软件，如各类办公软件、多媒体加工软件、即时通信软件等都是应用软件。
设计意图：学生通过自己动手，体验软件的安装和使用，体验数字化学习方式，培养学生创新力。
（四）项目小结（2分钟）
利用思维导图，总结计算机系统的组成。（学生先总结，教师补充）
设计意图：由学生回顾整个教学过程，通过分析学习KFC点餐系统的硬件组成和软件组成，总结知识点，加深印象。
十一、拓展练习
1.计算机系统的硬件系统由哪几部分组成？请举例说明计算机常用硬件的评价指标有哪些。
2.在计算机软件系统中，计算机语言 Pythn 属于什么软件？
3.要长久保存 5TB 的视频数据，应选择的存储设备是什么？
4.要将 2GB 容量的数据从家里的计算机转移到学校的计算机，应选择什么存储设备？
5.观察并比较手机和计算机的输入方式有何异同。
6.分析触摸屏为什么既是输入设备又是输出设备。
十二、教学反思
我设计这节课的灵感来自课题中“系统”两个字。在以前的老教材中也出现过“计算机的组成”，但是没有“系统”两个字，再反观第二章的课题“信息系统的集成”。所以，我设计的这节课就以教师、学生们都熟悉的“肯德基的点餐系统”为项目案例来分析，贯穿整个教学过程。而且也可以延伸到第二章后面的章节“计算机系统互联”“无线局域网的组建”等乃至第三章“信息系统的设计”去使用，使得以“肯德基点餐系统”这个项目的研究学习，形成完整的知识链。树立学生信息意识，能在自主探究，动手实践的过程中，以数字化学习方式，提升创新力，开拓计算思维。
各种信息
数据类型
输入设备
输出设备
菜品价格
文本数据
音响里播放的音乐
屏幕上的宣传片
菜单图片
性能指标
含义
主流 CPU 的性能指标参数值举例(自己计算机CPU参数)
字长
主频
内核个数
缓存容量
属于系统软件的有
属于应用软件的有
1.信息意识：根据解决问题的需要，自觉、主动地寻求恰当的方式、技术及计算机系统组成的方案来获取与处理信息，提高工作效率；在合作解决实际问题的过程中，愿意与团队成员共享信息，实现信息的更大价值。
2.计算思维：在信息活动中能够根据需求采用与信息系统相关的设备与技术，界定问题、抽象特征、建立结构模型、合理组织数据、组建信息系统，高效地解决问题；通过判断、分析与综合各种信息资源，运用合理的方案组建信息系统，科学合理地为生活、学习提供更优化的方式。
3.数字化学习与创新：能够按照需求提出合理化的硬件采购方案，达成高性价比。在组建计算机系统的过程中，掌握涵盖数字化学习系统、学习资源与学习工具的操作技能，适应信息系统所营造的数字化学习环境，认识其优势和局限。
4.信息社会责任：针对需求合理选择软件，为不同人员的需求服务，提高计算机系统的运行效率和安全保障。
二、学业要求
通过本单元的学习，能够进一步认识信息系统，理解计算机、移动终端设备在信息系统中的作用，描述其工作原理；理解计算机硬件系统和软件系统在信息系统中的作用，积极利用各种信息系统促进学习与发展。
三、项目目标分析
通过探究计算机系统的硬件组成，了解计算机硬件系统的组成及个部分主要的性能指标；进一步理解计算机的基本工作原理。
通过体验计算机系统的软件组成，了解计算机软件系统的分类，能区分各类软件的主要功能。
在项目实施过程中，理解硬件是计算机的躯体，体验软件是计算机的灵魂，能科学地评价、采购、维护、升级计算机系统。
四、项目内容分析
本节要求学生了解计算机系统的硬件组成和软件组成，并能描述其基本工作原理。关于计算机系统的硬件组成，我们可以通过观察主机箱内部的结构，了解计算机结构的五大硬件组成。在认识计算机硬件的基础上，理解各部分之间的工作原理。教科书中提及了内存储器、外存储器和中央处理器的性能指标，可通过互联网获取相关数据，了解各个性能指标的特点，由此理解计算机系统的组成及各部分之间的工作原理。通过各部分设备列举实例，加深对各部分功能的认识，进一步理解计算机体系结构的存储控制原理，这是本节的重点内容之一。
在认识计算机硬件系统的基础上体验计算机系统的软件组成，让学生了解硬件和软件的关系，通过系统软件的安装使用，感受计算机各部分之间的协调配合关系，为下一步计算机互联的学习做好知识铺垫。
五、教学目标
1.知道计算机系统的主要组成部分，能够描述基本工作原理。
2.了解计算机硬件系统的基本组成，认识其主要的性能指标。
3.了解计算机软件系统的分类，能区分各类软件的主要功能。
六、教学重、难点
教学重点：计算机系统的主要组成
教学难点：计算机系统的基本工作原理
七、教学策略
1.项目教学
2.体验教学
八、教学准备
1.网络教室
2.PPT、学案
九、项目实施流程图
十、教学过程设计
（一）新课导入，引入项目（5分钟）
教师活动：老师首先播放一段KFC里顾客点餐的视频
学生活动：思考，KFC的电子点餐系统中，你认识哪些硬件设备？
设计意图：从学生身边熟悉的日常生活入手，引入项目，激发学生兴趣。
（二）任务一：探究KFC点餐系统的硬件
活动1 认识KFC点餐系统中的计算机设备（8分钟）
如下图所示
教师活动：依靠多种设备，计算机系统能够将各种信息输入到计算机中，也能将不同类型的数据以不同的方式输出。
学生活动：打开学案，对照图片根据自己生活实际经验，分组讨论数据与设备的关系，填写表格1
知识技能：
1.计算机系统由硬件系统和软件系统组成。其中，硬件系统由输入设备、运算器、控制器、存储器和输出设备组成；软件系统由系统软件和应用软件组成。
2.常见输入设备有：键盘、鼠标，触摸屏，扫描仪，麦克风等
3.常见输出设备有：显示屏，打印机 ，音响等
4.平板电脑、智能手机等是电子点餐信息系统中的移动终端，用于实现移动点餐。移动终端自带通信模块，可通过无线通信设备，在网络通畅的情况下，帮助顾客实现随时随地点菜下单。移动终端(Mbile Terminal,MT)指可以在移动中使用的计算机设备。
拓展思考：哪些设备既是输入设备又是输出设备？
设计意图：让学生从已知的经验和已掌握的知识入手，去探求未知的知识，树立信息意识，建立学习自信心。
活动2：分析KFC点餐系统的工作原理（15分钟）
教师活动：KFC点餐信息系统以点餐数据为核心，其信息处理的过程包括点餐数据的输入、存储、处理和输出，这一过程需要计算机各部件协同工作。教师通过展示PPT图片，帮助学生分析计算机各个组成部分的工作原理，并给出CPU（中央处理器）主要性能的阅读资料，帮助学生完成任务。
学生活动：根据教师给的资料，结合自己电脑CPU性能的参数（右键打开桌面“计算机”属性窗口，查看自己的计算机中央处理器（CPU）的性能参数）。填写表格2
知识技能：
计算机系统的运算器和控制器合在一起被称为中央处理器（CPU）。中央处理器是计算机的核心部件，它的功能主要包括解释计算机指令及处理计算机软件中的数据。
（1)运算器（ALU: Arithmetical and Lgical Unit）运算器的主要功能就是对二进制数据进行算术运算和逻辑运算，所以也称算术逻辑单元。
（2)控制器（CU：Cntrl Unit）控制器是整个计算机的控制枢纽，用于控制计算机各部件协调地工作。
（3）中央处理器是整个计算机运作的核心部件。计算机处理速度很大程度上取决于中央处理器的性能。中央处理器的主要性能指标有以下几个（阅读资料）：
字长：指中央处理器同时处理的二进制数位。字长越大表示中央处理器在一定周期内处理的数据越多。例如，64位的中央处理器可同时处理64位的数据，而32位的中央处理器只能同时处理32位的数据。
主频率：指中央处理器运算时的工作频率。它以1秒内发生的同步脉冲数来度量，一个同步脉冲也称为一个时钟周期。时钟频率的度量单位是赫兹(Hz)、兆赫兹(MHz)、吉赫兹(GHz)。1MHz=1000Hz，1GHz=1000MHz。时钟频率越高，中央处理器的运算速度越快。
核心数：指中央处理器含有内核的数量。每个内核都包含独立的控制器、运算器寄存器和高速缓存。中央处理器相当于把多个独立的处理器封装在一起。一般来说，同等条件下，核心数越大，CPU性能越好。
缓存容量：中央处理器的运算速度高于内存存取速度，高速缓存则用于缓解中央处理器与内存之间的速度差异。通常高速缓存的容量比内存小很多，但是读取速度却比内存快得多。缓存容量越大，中央处理器性能越好。
2.存储器：存储器是计算机系统的记忆装置,它的主要功能是存放程序和数据。
计算机中的存储器主要有寄存器、高速缓存、主存储器(内存)、辅助存储器(外存)等，如下图所示。
(1)内部存储又称主存，安装在计算机内部，很具存储性质不同，可分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。例如，“4GB,DDR4,2400MHz”是某内存条的规格，4GB表示存储容量(1B为1个字节，1KB=1024字节，1MB=1024KB，1GB=1024MB，1TB=1024GB)；DDR4表示第四代动态随机存取存储器；2400MHz表示内存所能达到的最高工作频率。
(2)辅助存储器（外存）用来储存需要长久保存的大量数据和程序，常用的外部存储器有硬盘（机械硬盘和固态硬盘）、U盘、光盘、磁带等。
设计意图:通过分析KFC点餐系统的工作原理，认识计算机系统的各个组成部分及功能，了解计算机内数据的采集、传输、处理及存储的过程。
（三）任务二、体验点餐系统的软件组成（15分钟）
教师活动：周末中午，小明和小毛相约到KFC就餐，小明使用的是国产pp手机，小毛使用的是苹果手机，问题1：下列软件中，你认识哪些软件，有什么用？问题2：从点餐到下单支付，小明和小毛的手机上分别该安装哪些软件？
微软Windws10、 B.办公软件WPS、 C.PS、 D.苹果系统（iOS）、 E.安卓系统（Andrid ）、 F.鸿蒙系统（HarmnyOS）、 G.Linux、H.macOS、 I.微信APP、 J.支付宝、 K.KFC手机APP
学生活动：①分组讨论，认识各个软件及其用途，然后完成表格3。
②在电脑上利用腾讯手游或者雷电模拟器，模拟手机安装相关软件，体验KFC的点餐过程。
知识技能：
计算机系统的软件按功能分为系统软件和应用软件。系统软件是具有通用功能的软件，包括操作系统、语言处理程序、数据库管理系统等。操作系统（Operating System，OS）是管理和控制计算机硬件与软件资源的计算机程序，是直接运行在“裸机”上的最基本的系统软件，任何其他软件都要在操作系统的支持下才能运行。操作系统是用户和计算机的接口，同时也是计算机硬件和其他软件的接口。应用软件是为满足用户不同领域、不同问题的应用需求而设计的软件，如各类办公软件、多媒体加工软件、即时通信软件等都是应用软件。
设计意图：学生通过自己动手，体验软件的安装和使用，体验数字化学习方式，培养学生创新力。
（四）项目小结（2分钟）
利用思维导图，总结计算机系统的组成。（学生先总结，教师补充）
设计意图：由学生回顾整个教学过程，通过分析学习KFC点餐系统的硬件组成和软件组成，总结知识点，加深印象。
十一、拓展练习
1.计算机系统的硬件系统由哪几部分组成？请举例说明计算机常用硬件的评价指标有哪些。
2.在计算机软件系统中，计算机语言 Pythn 属于什么软件？
3.要长久保存 5TB 的视频数据，应选择的存储设备是什么？
4.要将 2GB 容量的数据从家里的计算机转移到学校的计算机，应选择什么存储设备？
5.观察并比较手机和计算机的输入方式有何异同。
6.分析触摸屏为什么既是输入设备又是输出设备。
十二、教学反思
我设计这节课的灵感来自课题中“系统”两个字。在以前的老教材中也出现过“计算机的组成”，但是没有“系统”两个字，再反观第二章的课题“信息系统的集成”。所以，我设计的这节课就以教师、学生们都熟悉的“肯德基的点餐系统”为项目案例来分析，贯穿整个教学过程。而且也可以延伸到第二章后面的章节“计算机系统互联”“无线局域网的组建”等乃至第三章“信息系统的设计”去使用，使得以“肯德基点餐系统”这个项目的研究学习，形成完整的知识链。树立学生信息意识，能在自主探究，动手实践的过程中，以数字化学习方式，提升创新力，开拓计算思维。
各种信息
数据类型
输入设备
输出设备
菜品价格
文本数据
音响里播放的音乐
屏幕上的宣传片
菜单图片
性能指标
含义
主流 CPU 的性能指标参数值举例(自己计算机CPU参数)
字长
主频
内核个数
缓存容量
属于系统软件的有
属于应用软件的有
相关教案
高中信息技术教科版 (2019)必修2 信息系统与社会第1单元 信息系统的组成与功能1.1 信息系统的组成教案及反思： 这是一份高中信息技术教科版 (2019)必修2 信息系统与社会第1单元 信息系统的组成与功能1.1 信息系统的组成教案及反思，共4页。教案主要包含了进行课前5分钟教育，考勤并进行课前测评，引入，总结交流，小结等内容，欢迎下载使用。
高中信息技术教科版 (2019)必修2 信息系统与社会2.1 计算机系统的组成优质教案： 这是一份高中信息技术教科版 (2019)必修2 信息系统与社会2.1 计算机系统的组成优质教案，共7页。教案主要包含了教材分析，教学目标，教学重点和难点，教学过程等内容，欢迎下载使用。
高中信息技术2.1 计算机系统的组成精品教学设计及反思： 这是一份高中信息技术2.1 计算机系统的组成精品教学设计及反思，共7页。教案主要包含了导入等内容，欢迎下载使用。
