计算机的发展及其特点教案

计算机的发展及其特点教案一、教学目标1.知识与技能目标学生能够了解计算机的发展历程，包括不同阶段的标志性事件和主要特点。掌握计算机各个发展阶段的代表机型及其性能指标。理解计算机发展过程中硬件和软件的相互关系及协同发展。熟悉计算机在不同领域的应用，并能举例说明其特点和优势。2.过程与方法目标通过查阅资料、小组讨论等方式，培养学生自主学习和合作探究的能力。引导学生分析计算机发展历程中的关键因素，培养其逻辑思维和分析问题的能力。通过案例分析，让学生学会运用所学知识解决实际问题，提高实践能力。3.情感态度与价值观目标激发学生对计算机科学的兴趣，培养其对科技发展的关注和探索精神。使学生认识到计算机技术对社会发展的巨大推动作用，增强其社会责任感。培养学生的创新意识和团队合作精神，鼓励他们在未来的学习和工作中勇于创新。二、教学重难点1.教学重点计算机发展的四个阶段及其主要特点。各阶段代表机型的特点和性能指标。计算机在不同领域的应用实例。2.教学难点理解计算机硬件和软件在不同发展阶段的相互关系和协同发展。引导学生分析计算机发展历程中的技术创新和社会需求之间的互动关系。三、教学方法1.讲授法：系统讲解计算机发展的历史、特点及应用等知识，确保学生获得全面准确的信息。2.讨论法：组织学生分组讨论计算机发展过程中的相关问题，激发学生的思维，促进学生之间的交流与合作。3.案例分析法：通过实际案例分析，让学生深入理解计算机在不同领域的应用及其特点，提高学生解决实际问题的能力。4.演示法：利用多媒体设备展示计算机发展历程中的图片、视频等资料，直观地呈现教学内容，增强教学效果。四、教学过程（一）导入（5分钟）1.展示一些现代计算机应用的图片或视频，如超级计算机模拟天气、智能手机处理各种事务、人工智能在医疗领域的诊断等。2.提问学生："这些强大的功能都是由计算机实现的，那你们知道计算机是如何发展到今天这个样子的吗？它都经历了哪些阶段？"引导学生思考计算机的发展历程，从而引出本节课的主题计算机的发展及其特点。（二）计算机的发展历程（20分钟）1.第一代计算机（电子管计算机，19461957年）讲授：介绍世界上第一台电子计算机ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndComputer），它于1946年在美国宾夕法尼亚大学诞生。ENIAC使用了18000多个电子管，重达30吨，占地170平方米，运算速度为每秒5000次加法运算。展示：通过图片或视频展示ENIAC的外观，让学生直观感受第一代计算机的庞大体积。分析特点：第一代计算机的特点是体积庞大、能耗高、可靠性差、运算速度相对较慢，但它奠定了计算机发展的基础，标志着计算机时代的开始。2.第二代计算机（晶体管计算机，19581964年）讲授：随着晶体管的发明，计算机进入了第二代。晶体管计算机体积减小、重量减轻、能耗降低、可靠性提高，运算速度提升到每秒几十万次。以IBM7094为例，介绍其性能指标和应用领域。对比：将第二代计算机与第一代计算机进行对比，让学生更清晰地了解计算机在这一阶段的发展变化。强调：指出晶体管的发明是计算机发展史上的一个重要里程碑，它为计算机的小型化和高性能化奠定了基础。3.第三代计算机（集成电路计算机，19651970年）讲授：集成电路的出现使计算机进一步发展。第三代计算机采用了中小规模集成电路，体积更小、速度更快、功能更强，运算速度可达每秒几百万次。如IBMSystem/360系列，介绍其系统结构和广泛的应用场景。举例：通过一些实际应用案例，如企业财务管理系统、科研数据处理等，说明第三代计算机在当时的重要作用。总结：强调集成电路技术的应用对计算机发展的巨大推动作用，使计算机开始广泛应用于各个领域。4.第四代计算机（大规模和超大规模集成电路计算机，1971年至今）讲授：大规模和超大规模集成电路的发展使计算机进入了第四代。这一阶段计算机的性能得到了极大提升，体积更小、价格更低、可靠性更高、智能化程度不断提高。以个人计算机（PC）的发展为例，介绍从最初的简单配置到如今高性能、多功能的变化过程。展示：展示不同时期的个人计算机图片，让学生了解计算机外观的演变。展望：提及当前计算机技术仍在不断发展，如人工智能、量子计算等前沿技术，引导学生关注计算机技术的未来发展趋势。（三）计算机发展各阶段的特点总结（15分钟）1.组织学生分组讨论计算机四个发展阶段的特点，每个小组围绕硬件、软件、性能、应用等方面进行分析总结。2.每个小组推选一名代表进行发言，分享小组讨论的结果。教师对各小组的发言进行点评和补充，形成完整的计算机发展各阶段特点总结：硬件方面：从电子管到晶体管，再到集成电路，最后发展到大规模和超大规模集成电路，计算机的体积不断减小，重量不断减轻，能耗不断降低，可靠性不断提高。软件方面：随着计算机硬件的发展，软件也不断丰富和完善。从最初的机器语言到汇编语言，再到高级程序设计语言，软件的功能越来越强大，编程越来越方便。性能方面：运算速度从每秒几千次提升到每秒数十亿次甚至更高，存储容量不断增大，处理能力不断增强。应用方面：计算机的应用领域不断拓展，从最初的科学计算逐渐应用到数据处理、工业控制、人工智能、网络通信等各个领域，对社会发展产生了深远影响。（四）计算机发展历程中的硬件与软件协同发展（15分钟）1.提出问题："在计算机的发展过程中，硬件和软件是如何相互影响、协同发展的？"引导学生思考硬件和软件之间的关系。2.结合计算机发展的四个阶段，分析硬件和软件的协同发展：第一代计算机：硬件采用电子管，软件主要是机器语言，硬件的局限性决定了软件功能的简单性。第二代计算机：晶体管的应用使硬件性能提升，软件出现了汇编语言，硬件的发展为软件的进步提供了基础，软件的发展也促进了硬件的进一步应用。第三代计算机：集成电路的出现使硬件更加集成化，软件方面高级程序设计语言得到广泛应用，硬件和软件相互配合，推动计算机在各个领域的应用。第四代计算机：大规模和超大规模集成电路使硬件性能飞速发展，操作系统、数据库管理系统等软件不断完善，硬件和软件的协同发展使计算机成为人们生活和工作中不可或缺的工具。3.通过案例分析，如Windows操作系统与英特尔处理器的协同发展，进一步说明硬件和软件协同发展的重要性。让学生理解只有硬件和软件相互配合、共同进步，计算机技术才能不断向前发展。（五）计算机在不同领域的应用（20分钟）1.科学计算讲授：介绍科学计算是计算机最早的应用领域之一，主要用于解决科学研究和工程技术中的复杂数学问题，如天气预报、地震预测、航天航空等领域的数值计算。举例：以天气预报为例，说明计算机如何通过收集大量气象数据，运用复杂的数学模型进行计算，从而预测天气变化。2.数据处理讲授：数据处理是指对各种数据进行收集、存储、整理、分类、统计、加工、利用等一系列活动的统称。计算机在数据处理方面具有速度快、精度高、存储容量大等优势，广泛应用于企业管理、金融、医疗、教育等领域。案例分析：以银行的客户信息管理系统为例，分析计算机如何实现客户信息的快速录入、存储、查询、统计等功能，提高银行的运营效率和服务质量。3.工业控制讲授：计算机在工业控制领域发挥着重要作用，通过实时监测和控制生产过程中的各种参数，实现自动化生产，提高生产效率和产品质量，降低生产成本。展示：展示一些工业生产线上计算机控制的图片或视频，如汽车制造、电子芯片生产等，让学生直观感受计算机在工业控制中的应用。4.人工智能讲授：介绍人工智能是计算机科学的一个分支，旨在让计算机模拟人类的智能行为，如学习、推理、决策等。人工智能在语音识别、图像识别、自然语言处理、专家系统等方面取得了显著成果，广泛应用于智能家居、智能交通、智能医疗等领域。举例：以智能语音助手为例，说明人工智能如何实现语音交互、智能问答等功能，为人们的生活带来便利。5.网络通信讲授：计算机网络是计算机技术与通信技术相结合的产物，通过网络，计算机可以实现资源共享、信息传递等功能。互联网的发展使计算机网络应用更加广泛，如电子商务、在线教育、社交网络等。案例分析：以阿里巴巴的电子商务平台为例，分析计算机网络如何支持商家和消费者之间的交易活动，促进商业的发展。（六）课堂小结（5分钟）1.与学生一起回顾本节课的主要内容，包括计算机的发展历程、各阶段的特点、硬件与软件的协同发展以及计算机在不同领域的应用。2.强调计算机技术对社会发展的重要性，鼓励学生关注计算机技术的未来发展，培养创新意识和探索精神。（七）课后作业1.查阅资料，了解计算机未来可能的发展趋势，并撰写一篇短文进行介绍。2.思考计算机技术的发展对社会、经济、文化等方面产生了哪些影响，举例说明。五、教学资源1.多媒体课件，包含计算机发展历程中的图片、视频、文字资料等。2.相关的参考书籍和文献，如《计算机科学导论》《计算机发展简史》等。3.在线学习资源，如中国大学MOOC平台上的计算机相关课程、计算机专业网站等。六、教学反思通过本节课的教学，学生对计算机的发展历程及其特点有了较为全面的了解