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“计算机硬件测评”高中信息技术学科研究性学习教学案例

“计算机硬件测评”高中信息技术学科研究性学习教学案例

一、教学内容的选择和设计

上海市中小学课程教材改革第二轮试验中,将课程分为三类:基础性、提高性和研究性课程。在二十一世纪信息技术学科行动纲领中,现有的课程标准侧重于以任务驱动教学的方法,培养学生的学科基础知识和基本实际操作等基本应用能力。但对于学生在信息技术方面的研究能力的培养,显然难于运用任务驱动教学法加以实施。培养学生的创新精神和实践能力是素质教育和课程教材改革的重点,而实施研究性学习课程是培养学生创新精神和实践能力的重要手段。为此,我们对高中信息技术的研究性学习课程进行了初步探索。

1.教学目的和特点

高中信息技术课程研究性学习课程的教学目的是,在本学科的基础性课程学习的基础上,学生通过研究性学习课程的学习,进一步提高信息技术的知识水平、锻炼计算机软、硬件的操作技能,同时具备良好的科学研究和团队协作精神,基本掌握科学研究的一般方法。

高中信息技术学科研究性学习课程的教学,体现了“学生研究课题自主确定”、“学生研究课题互动研究”以及“课题研究成果科学评价”的特点。

在课题研究过程中,要求学生亲自实验证明、归纳分析,以完成课题的研究,要充分地进行交流,相互提高,共享大家的研究成果。同时,在对课题研究成果进行评价时,注重对研究过程的评价,并且贯彻全面性评价原则。

2.教学内容的确定

高中信息技术课程的教学内容,总体来说仍偏重于计算机常用软件的操作方法、基本算法和简单程序设计语言的学习。而对于信息技术主要装备之一的计算机硬件的介绍,则显得比较单薄。

现在大多数教材在介绍计算机硬件时,大多直接告诉学生计算机硬件的种类,最多配上一些照片说明,学生对计算机硬件没有感性认识。而且,计算机硬件的发展迅速,再新的教材也很难跟上飞速发展的计算机硬件的变化,无法反映最新的计算机硬件。所以,必须要让学生了解真正的计算机硬件,掌握计算机硬件的基本判别方法。

现有的信息技术课程无法满足学生对计算机硬件知识的渴求,应该建立新型的研究性学习课程,丰富高中信息技术课程中有关计算机硬件的教学内容,完善研究性学习的教学方法。

将计算机硬件的测评作为学习计算机硬件知识的切入口,能够调动学生的学习积极性和主动能动性,有利于学生自己探求计算机知识,培养学生计算机的实际操作能力,以及分析问题、处理问题的能力。因此,开展“计算机硬件测评”的教学,是高中信息技术课程中,开展研究性学习较好的途径之一。

3.教学方案的设计

计算机硬件有许多种类,在教学内容的设计时,就需要充分考虑到学生的实际情况,既要满足学生的求知欲望,也要考虑到时间和设备的条件限制,不可能面面俱到。所以,我们确定了以下的教学方案:

(1)在教师的指导下,每位同学确定一个自己特别感兴趣的硬件;

(2)所有测试相同或类似硬件的同学组成一个测试小组;

(3)分小组查找有关的资料,在充分交流的基础上确定测试软件和方法;

(4)小组成员按确定的测试方法,个别或合作进行测试,并将测试数据汇总;

(5)每位同学根据自己的研究计划,对数据进行分析、处理;

(6)每位同学完成自己的研究报告,并在小组内进行交流、评价和修改;

(7)对优秀的研究论文进行班内答辩。

二、课程背景资料

在“计算机硬件测评”研究性学习课程开始阶段,教师应该提供一些有关计算机硬件的基础知识介绍,比如硬件的种类和发展,常用的测试软件和基本测试指标等,还可以提供一些参考书目和相关网址。但只是给出部分参考内容,不直接提供具体的研究课题,希望同学在了解了这些计算机硬件的基本知识后,通过自己查阅书籍、上网检索,并与同学交流以后,根据自己使用的计算机的硬件情况,确定自己感兴趣的研究课题。

1.计算机硬件介绍

目前,一套完整的个人计算机的组成部分有:系统主板、中央处理器CPU、内存条、硬盘驱动器、光盘驱动器、软盘驱动器、显卡、显示器、调制解调器Modem、声卡、音箱、键盘、鼠标、机箱等。

2.主要硬件的性能指标

(1) 衡量CPU性能的主要依据有数据传送位数、主频和一级缓存容量等。

(2) 内存储器的性能主要表现在内存容量和内存存储速度等方面。

(3) 硬盘的性能指标主要有主轴转速、平均寻道时间、数据传输率、接口方式、高速缓存容量和单碟容量等几个方面。

(4) CD-ROM(只读光盘存储器)的主要性能指标是光驱的读取速度、读取方式、数据缓冲区大小和寻道时间。

(5) 衡量显示器性能的指标主要有:分辨率、点距、刷新频率、场频、行频和带宽。

(6) 显示卡的性能指标主要有显示内存容量、核心频率、显示内存频率、像素填充率、纹理填充率、内存带宽等。

(7) 打印机的主要技术指标为:打印分辨率、打印速度。

(8) 调制解调器MODEM的主要技术指标是传输速率,即每秒传输的二进制位数bps (bit per second)。

(9) 衡量数字相机的主要性能指标有:CCD像素数、最大分辨率、色彩深度、镜头变焦范围、电池工作时间和存储卡容量(可保存照片数)等。

(10) 扫描仪的主要性能指标有:分辨率、灰度、色彩位数、扫描速度和幅面大小。

3.常用的硬件测试工具

计算机硬件种类有很多,有些硬件的性能指标比较简单,通过阅读说明本就能基本了解大致的情况,而有些硬件的性能必须要通过严格的测试实验才能得出结论。硬件测试工具软件是一些专门用于测试全部或部分计算机硬件性能,对计算机硬件的性能进行量化评价的计算机专用软件。通过硬件测试工具,就能用具体的数值,在相同类型的计算机硬件中,对不同型号和品牌的硬件进行比较。

目前,用于计算机硬件测试的工具软件比较多,主要有HARDiNFO 2001、HWiNFO32、Madonion PCMark2002、SiSoft Sandra Standard、PassMark Performance Test、PC-CONFIG、WinBench99、3Dmark 2001、Fresh Diagnose、TestCPU等几种。

4.参考书目

电脑商情报(家用电脑)、中国计算机报、中国计算机教育报、上海计算机报、电脑报、各类计算机书籍、微型计算机杂志、中国大百科全书(计算机篇)、大英百科全书(中文版)。

5.相关网址

赛迪评测:http://product.ccidnet.com/

天虎网测试软件:http://down.tyfo.com/down/soft/p ... /index_bydate.shtml

中国电脑教育报网站:http://www.cce.com.cn

电脑之家:http://www.pchome.net

华军软件园:http://www.newhua.com

Chinabyte:http://www.chinabyte.com

小熊在线:http://www.beareyes.net

倚天IT门户:http://www.pcbirds.com

终极硬件购买指南:http://Hard.salon.com.cn

核心地带:http://www.corezone.net

显卡之家:http://www.3dinfo.net

走进中关村:http://www.intozgc.com

太平洋电脑信息:http://www.pconline.com.cn

TOM硬件:http://www.tomshardware.com

电脑商情报网站:http://www.cbinews.com

以及各大网站的计算机硬件频道。

三、典型课题分析

计算机硬件的发展日新月异,新的硬件层出不穷,我们都可以对它们进行硬件性能的测试。其中,一些常用的硬件,会更多地引起学生的注意。学生比较有兴趣的硬件有CPU、硬盘、显示器、显示卡、光驱、MODEM等。总的来说,学生的课题可分为两大类,一类是通过硬件测试实验,用测试数据进行比较分析,从而说明问题;另一类是通过资料分析处理,解决一部分硬件选购中的实际问题。

1. 光驱的测评(实验研究法)

光驱测评研究课题的主要内容是:

进行光驱测评的学生,对多种品牌和型号的光驱,从读取速度,缓存方式,容错能力,噪音,平均寻道时间,震动等方面,使用SAN99和CD SPEED99等测试软件,对性能进行了测试。在测试过程中,学生们选用了《海阔天空》、《牛津百科全书》、《办公室英语》、《开心单词》、《大富翁》、CD唱片和VCD电影等十多种资料、软件光盘作为测试用光盘。

最终得到的结论是:高倍数光驱在读盘时的速度明显高于低倍速的光驱,然而高倍速光驱的高速所带来的负面影响也比低倍速光驱大。例如:高速光驱对CPU的利用率远高于低倍速的,这使其不足更明显,但低倍速的光驱的不足在于其读盘速度不够快,虽然其CPU的利用率没有高倍速的高,但其速度远不能令人们满意。

2. 显示器对人体的影响(资料研究法)

通过资料研究,参加这类课题研究的同学,研究了显示器可能对人体造成的影响,诸如“对健康的影响”、“对怀孕的负面作用”、“对眼睛的影响”、“对皮肤的影响”等。

通过研究学生发现,宝贵的眼睛长时间面对显示屏不会受到辐射过多的伤害,而且对身体健康也不会造成有害的影响。

学生们根据目前掌握的信息,对如何进一步减少显示器可能对人体的影响,提出了一些技术解决方案。同时,也指出,现在市场上一些所谓的减少辐射产品,没有任何实用价值。

四、实施过程和评价

本研究性学习课程,每周两课时共24课时,分四个阶段实施。

1.资料收集阶段(4课时)

(1) 通过各类计算机刊物和计算机互联网,学生自己收集各类计算机硬件的资料,要求大致了解计算机硬件的基本组成。

(2) 学生在自己的计算机上逐一认识计算机硬件的各个部件,每位同学独自写出各自计算机的硬件配置表。

(3) 每位学生在班上进行介绍、交流,让所有同学都了解每位同学计算机的硬件情况,为确定研究课题作好准备。

2.课题确定阶段(4课时)

(1) 在所有学生充分了解每位同学计算机的硬件配置的基础上,每位学生自主确定一个自己感兴趣的研究课题。

(2) 每位学生根据自己的课题,与研究相似课题的同学组成若干个研究小组。

(3) 在这期间,学生遇到的一些技术问题不太清楚,可以在校园网的BBS上向指导教师和同学求助。

(4) 撰写开题报告,编制研究计划。

(5) 将开题报告公布在校园网上,与其他同学共享交流。

3.课题研究阶段(10课时)

(1) 每个课题研究小组分别收集、整理有关本研究小组研究课题的资料,主要包括有关的硬件数据、技术发展方向、测评参数、使用的测评工具、现有的测评资料等。

(2) 个课题研究小组的成员在各自的计算机上安装同一种测评工具软件,对相同的测评参数分别进行测量,对所测数据进行统计分析。每位同学的测评数据提供给同小组的其它成员供其参考。

(3) 指导教师对每个研究小组和每位同学进行个别辅导,帮助解决技术问题,指导具体的操作方法。

(4) 在进行实际测试的基础上,每位同学独自撰写测评报告,初搞完成后,在各个小组中进行交流、修改,要求按照科学研究论文的一般格式进行撰写。

(5) 每位学生的测评报告上传到校园网中,供其他同学参考,并进行交流。

4.答辩评价阶段(6课时)

(1) 测评报告完成后,由指导教师组织在各个课题研究小组内进行逐个答辩,其它小组同学进行旁听学习。

(2) 每位学生根据一定的评价标准,对自己研究课题的成果进行自我评价。

(3) 其他同学根据每位同学课题完成的情况和答辩质量,对其进行评价。

(4) 指导教师根据每位学生课题研究过程中的学习态度、课题完成的质量以及答辩的表现,对其进行总体评价。

(5) 每位学生撰写课题小结。

(6) 最后,将测评报告汇集成辑,指导教师在每篇测评报告后附点评意见。

对研究课题进行科学的评价,是科学研究的一个重要组成部分。

在课题评价中,需要遵守三个基本原则:全面性、过程性和科学性,需要发挥课题研究中三个主体的作用,即学生本人、指导教师和同组同学。所以,最终的课题评价由三部分组成:学生评价、教师评价和相互评价。

因此,我们制订了六个标准来对学生的课题进行评价,即:

(1) 课题的科学性(课题界定清晰,研究方案可行,研究报告严密)

(2) 课题的创新性(方法、手段有改进,观念、作品有新意;在现有知识和技能水平上有突破)

(3) 课题的切合性(课题与学生目前的知识能力相适应)

(4) 课题的应用性(有应用价值或能为知识的传播有所贡献)

(5) 课题的过程性(研究过程痕迹清晰,完成各阶段的研究任务)

(6) 课题的完整性(高质量完成研究报告和答辩报告)

五、实施研究性学习课程的教学体会

通过实施高中信息技术学科的研究性课题的教学,感到要特别注意以下几个方面的问题:

1.在研究性课程的实施过程中,要坚持以学生为本的基本原则,以学生作为本课程实施的主体,所有的工作都应该由学生独自或相互帮助完成。

2.指导教师主要起到一个组织、协调的作用,侧重于指导学生把握研究的总体方向、研究进度,审核研究方法,辅导学生完成测评报告等。

3.由于学生的基础和能力的差异,在进行研究性课程的教学中更加应该注意分层教学,根据学生的不同情况,进行不同要求的培养,要因人而异。

4.在确定高中信息技术研究性课程的研究课题时,既要照顾到学生的原有知识基础和计算机的应用能力,又要考虑学校和学生家中计算机硬件的具体条件。

5.对高中学生来说,进行研究性课程的学习,重点是要求掌握进行科学研究的一般方法,培养良好的科学研究精神,而不苛求具体的结果。同时,要加强研究的过程管理,在每一个研究的重点阶段进行检查,重点检查研究数据的有效性、资料的权威性和科学性等。