Компьютер как универсальное вычислительное устройство
Цели и задачи
- Цель урока по SMART: к концу урока учащиеся смогут объяснить назначение основных компонентов компьютера, различать оперативную и долговременную память, устройства ввода и вывода, а также обосновывать выбор носителя данных для конкретной ситуации с точностью не менее 80%.
- Образовательная задача: систематизировать представления о компьютере как универсальном устройстве, работающем по программе, и установить связь между процессором, памятью, устройствами ввода и вывода.
- Развивающая задача: развивать умение сравнивать характеристики устройств, анализировать жизненные ситуации, работать с информацией учебника и аргументировать технический выбор.
- Метапредметная задача: формировать навыки парной работы, постановки вопросов, выделения существенных признаков и проверки гипотез с использованием цифровых материалов.
- Воспитательная задача: формировать ответственное отношение к технике, соблюдение правил безопасности и понимание роли компьютерных технологий в будущей профессиональной деятельности.
Планируемые результаты
Личностные
- Проявляют познавательный интерес к устройству компьютеров и современным цифровым технологиям.
- Осознают значение безопасной и ответственной работы с компьютерной техникой.
- Связывают изучаемые характеристики компьютера с возможными профессиями и повседневными цифровыми задачами.
- Уважительно относятся к мнению партнёра при обсуждении технического выбора.
Метапредметные
- Сравнивают объём и скорость доступа для разных носителей по заданным характеристикам.
- Извлекают информацию из схемы, таблицы, учебного текста и цифровой презентации.
- Формулируют гипотезу, проверяют её по материалам урока и корректируют первоначальный вывод.
- Распределяют действия в паре, аргументируют решение и осуществляют взаимопроверку по критериям.
Предметные
- Знать назначение процессора, оперативной и долговременной памяти, устройств ввода и вывода.
- Уметь объяснять, что тактовая частота и разрядность характеризуют процессор, не сводя производительность только к одному показателю.
- Уметь различать устройства ввода, вывода и сенсорные устройства, приводить примеры датчиков мобильных устройств и биометрической аутентификации.
- Уметь сравнивать носители данных по объёму и скорости доступа и выбирать подходящий вариант для конкретной задачи.
- Понимать, что компьютер выполняет программу, получает данные, обрабатывает их, хранит и выдаёт результат.
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Определяют личную значимость знаний о компьютерах для учёбы, общения и будущей профессии.
- Осознают необходимость соблюдения правил техники безопасности при работе с цифровыми устройствами.
- Проявляют самостоятельность при выборе уровня задания и способа представления ответа.
- Оценивают собственную готовность безопасно и осмысленно использовать компьютерную технику.
Регулятивные УУД
- Принимают учебную цель: установить, как взаимодействуют основные компоненты компьютера.
- Планируют последовательность анализа устройства и распределяют роли в паре.
- Проверяют ответы по эталону и исправляют неточности в классификации устройств.
- Оценивают результат по критериям и фиксируют вопрос, который требует дополнительного изучения.
Познавательные УУД
- Выделяют существенные признаки процессора, памяти, носителей и периферийных устройств.
- Строят модель информационного обмена: ввод данных — обработка — хранение — вывод результата.
- Сравнивают объекты по нескольким основаниям и устанавливают причинно-следственные связи.
- Используют таблицу, схему и учебный текст для подтверждения или опровержения гипотезы.
Коммуникативные УУД
- Распределяют роли в паре: аналитик характеристик и докладчик.
- Формулируют уточняющие вопросы о назначении компонентов и характеристиках устройств.
- Аргументируют выбор носителя или типа компьютера, ссылаясь минимум на два признака.
- Согласуют общий ответ и корректно реагируют на альтернативную позицию одноклассника.
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить презентацию или интерактивную схему с блоками: ввод, обработка, хранение, вывод; отдельно показать процессор, оперативную память и накопитель.
- Подготовить таблицу сравнения жёсткого диска, твердотельного накопителя, флеш-накопителя и карты памяти по объёму, скорости, мобильности и назначению.
- Распечатать карточки трёх уровней сложности: базовые на классификацию устройств, повышающие на сравнение характеристик, дополнительные на анализ современной тенденции.
- Распечатать по одной карточке на пару и по одному листу самооценки на каждого ученика.
- Подготовить изображения персонального компьютера, смартфона, встроенного компьютера автомобиля и суперкомпьютера.
- Вывести на доску схему «Ввод — обработка — хранение — вывод» и памятку по технике безопасности.
- Подготовить компьютер учителя, проектор или интерактивную доску, таймер и при наличии безопасный демонстрационный набор устройств или их фотографий.
- Подобрать фрагмент учебника с описанием компонентов компьютера, поколений компьютеров, мобильных датчиков и параллельных вычислений; номера страниц не фиксировать.
- Проверить, что на рабочих местах нет повреждённых кабелей, жидкостей и лишних предметов, а экран и стулья расположены эргономично.
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и мотивация (3 мин)
Цель этапа: включить учащихся в деятельность и вызвать интерес к вопросу о том, как компьютер превращает вводимые данные в результат.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель приветствует класс и проверяет готовность: "Здравствуйте, ребята. Сегодня мы будем рассматривать компьютер не как набор отдельных деталей, а как систему, которая принимает данные, обрабатывает их, хранит и выдаёт результат. Проверьте, что на столе есть тетрадь и ручка, а рабочее место организовано безопасно: провода не натянуты, рядом нет напитков." | Проверяют рабочее место, убирают лишние предметы, открывают тетради и записывают дату. |
2 мин | Учитель показывает на экране фотографию смартфона, банкомата и компьютера автомобиля и задаёт проблемный вопрос: "Что общего у этих устройств? Можно ли назвать компьютером только системный блок с монитором? Какая последовательность действий позволяет устройству выполнить задачу?" Учитель фиксирует гипотезы без оценки. | Формулируют предположения: "Все устройства обрабатывают информацию", "Они работают по программе", "У них есть ввод, обработка и вывод данных". |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы увидели, что компьютер может иметь разные формы и размеры, но выполнять общую информационную работу. Теперь проверим, какие знания помогут описать эту работу точнее."
Этап 2. Актуализация знаний и выявление затруднения (6 мин)
Цель этапа: актуализировать знания о компонентах компьютера и обнаружить необходимость их систематизации.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель проводит приём "Подумай — обсуди в паре — поделись": "Сначала самостоятельно назовите устройства, которые получают информацию, выводят результат и хранят данные. Затем обсудите ответы с соседом. Не просто называйте устройство, а объясняйте его функцию." | Записывают по одному примеру для ввода, вывода и хранения, затем обсуждают в паре и предлагают варианты: "клавиатура — ввод", "монитор — вывод", "флеш-накопитель — хранение". |
3 мин | Учитель выводит на экран четыре утверждения: "Оперативная память хранит данные без электропитания"; "Процессор обрабатывает команды программы"; "Сенсорный экран может быть устройством ввода и вывода"; "Чем выше тактовая частота, тем всегда быстрее любой компьютер". Учитель просит отметить верные утверждения и объяснить сомнения. | Отмечают утверждения знаками «верно», «неверно», «нужно уточнить». Объясняют: оперативная память теряет данные при отключении питания; сенсорный экран выполняет две функции; последнее утверждение требует учёта других характеристик. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы вспомнили основные группы устройств, но обнаружили, что некоторые характеристики нельзя оценивать изолированно. Сформулируем учебную задачу и построим модель работы компьютера."
Этап 3. Постановка проблемы и целеполагание (4 мин)
Цель этапа: сформулировать цель урока и определить план исследования.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель предлагает ситуацию: "Представьте, что вы выбираете устройство для трёх задач: хранить семейный архив фотографий, быстро запускать программы на ноутбуке и переносить небольшие файлы между компьютерами. Один ли носитель подойдёт для всех случаев? Какие характеристики нужно сравнить?" | В парах называют признаки: объём, скорость доступа, мобильность, надёжность и стоимость. Формулируют: "Нужно сравнивать носители по нескольким характеристикам". |
2 мин | Учитель направляет формулировку цели: "Сегодня мы установим назначение основных компонентов компьютера, сравним оперативную и долговременную память, разберём характеристики процессора и применим эти знания к выбору устройства. В конце вы должны будете объяснить путь данных от ввода до результата." | Записывают тему и цель в тетрадь, предлагают план: классифицировать устройства, изучить память и процессор, сравнить носители, применить знания в ситуации. |
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Цель определена: не запомнить список деталей, а понять взаимодействие компонентов и использовать это понимание. Начнём с общей модели работы компьютера."
Этап 4. Открытие нового знания с использованием ИКТ и учебника (10 мин)
Цель этапа: сформировать целостное представление о компьютере, его компонентах, памяти и процессоре.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
4 мин | Учитель показывает на экране схему и комментирует: "Посмотрите на последовательность: устройства ввода передают данные компьютеру, процессор выполняет команды программы и обрабатывает данные, оперативная память временно хранит выполняемые данные, долговременная память сохраняет файлы, а устройства вывода представляют результат человеку. Например, при наборе текста клавиатура вводит символы, процессор обрабатывает команду, память хранит документ, а экран показывает результат." | По схеме называют этапы обработки информации и составляют пример для фотографии или голосового сообщения: ввод с камеры или микрофона, обработка процессором, хранение, вывод на экран или в наушники. |
3 мин | Учитель предлагает открыть соответствующий фрагмент учебника и найти сведения о процессоре и памяти: "Найдите, что обозначают тактовая частота и разрядность процессора. Обратите внимание: тактовая частота показывает количество тактов в секунду, а разрядность связана с объёмом данных, обрабатываемых за один такт. Сделайте вывод, почему одного показателя недостаточно для сравнения компьютеров." | Читают фрагмент, выделяют определения, записывают: "Процессор выполняет команды программы"; "тактовая частота измеряется в герцах"; "разрядность показывает размер обрабатываемых порций данных". Формулируют вывод о комплексном сравнении. |
3 мин | Учитель демонстрирует таблицу носителей: "Сравним жёсткий диск, твердотельный накопитель, флеш-накопитель и карту памяти. Посмотрите на объём, скорость доступа и мобильность. Почему для архива большого размера важен объём, а для запуска программ — скорость доступа?" | Заполняют в тетради две строки сравнительной таблицы и объясняют: "Для архива нужен большой объём; для запуска программ важна высокая скорость; для переноса данных важны компактность и мобильность". |
Запись в тетрадях
- Компьютер получает данные, обрабатывает их по программе, хранит и выдаёт результат.
- Оперативная память хранит данные и команды во время работы; при отключении питания её содержимое обычно теряется.
- Долговременная память сохраняет программы и файлы независимо от текущей работы компьютера.
- Процессор характеризуется, в частности, тактовой частотой и разрядностью; производительность зависит от совокупности характеристик.
- Сенсорный экран совмещает функции устройства ввода и вывода.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Теперь у нас есть модель и ключевые понятия. Проверим их на конкретных примерах, где потребуется не воспроизвести определение, а применить его."
Этап 5. Первичное закрепление в парах (7 мин)
Цель этапа: закрепить классификацию устройств и выбор компонентов через парную работу разной сложности.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель раздаёт карточки базового уровня: "Распределите устройства по группам: клавиатура, монитор, микрофон, принтер, камера, динамик, сенсорный экран, флеш-накопитель. В таблице должны появиться устройства ввода, вывода, хранения и устройства двойного назначения. Обсудите каждое спорное решение." | В парах раскладывают карточки и записывают классификацию. Обосновывают: "Сенсорный экран вводит прикосновение и выводит изображение". |
3 мин | Учитель раздаёт карточки повышенного уровня: "Выберите носитель для каждой задачи: хранение видеотеки дома, перенос презентации, ускорение загрузки ноутбука. Укажите два аргумента для каждого выбора. Не называйте только устройство — связывайте ответ с объёмом, скоростью и мобильностью." | Выбирают варианты: большой накопитель для видеотеки, флеш-накопитель для переноса, твердотельный накопитель для ускорения загрузки. Записывают по два аргумента. |
2 мин | Учитель предлагает желающим дополнительную карточку: "Объясните, почему современный смартфон можно считать компьютером. Используйте не менее четырёх признаков: программа, ввод, обработка, память, вывод, датчики." | Формулируют ответ: "Смартфон работает по программам, получает данные через сенсорный экран, камеру и датчики, обрабатывает их процессором, хранит файлы и выводит результат на экран или в наушники". |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Вы применили модель к разным устройствам и увидели, что один компонент может выполнять несколько функций. Теперь каждый самостоятельно проверит, насколько уверенно умеет использовать новые понятия."
Этап 6. Самостоятельная работа с самопроверкой (8 мин)
Цель этапа: диагностировать индивидуальное понимание материала и обеспечить коррекцию ошибок.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
5 мин | Учитель выдаёт индивидуальные задания по выбору уровня. Базовый вариант: "Соотнесите компонент и функцию: процессор, оперативная память, монитор, клавиатура, накопитель". Повышенный вариант: "Сравните оперативную и долговременную память по двум признакам и объясните, где будет находиться несохранённый текст". Дополнительный вариант: "Объясните, почему параллельные вычисления могут ускорить обработку задачи, если она разделяется на независимые части". | Индивидуально выполняют выбранный вариант. В базовом задании соединяют пары «компонент — функция»; в повышенном составляют сравнение; в дополнительном приводят пример независимых вычислений. |
3 мин | Учитель показывает эталон на экране: "Проверьте не только итог, но и объяснение. За каждое верное соответствие поставьте один балл, за корректное сравнение или объяснение — дополнительные баллы. Ошибку не стирайте сразу: подчеркните место и рядом запишите исправленный вариант." | Сверяют работу с эталоном, подсчитывают баллы, исправляют одну ошибку и отмечают в листе самооценки: «могу объяснить», «нужна помощь», «нужно повторить». |
Эталон решения
Процессор — выполняет команды и обрабатывает данные; оперативная память — временно хранит данные и команды работающих программ; монитор — выводит информацию; клавиатура — вводит текст и команды; накопитель — долговременно хранит файлы. Несохранённый текст во время работы находится в оперативной памяти и может быть потерян при отключении питания. Параллельные вычисления эффективны, если задача разделяется на независимые части, которые одновременно обрабатываются несколькими вычислительными ядрами.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Самостоятельная работа показала, что определения становятся полезными только тогда, когда помогают объяснить ситуацию. Осталось связать сегодняшние знания с историей и современными направлениями развития компьютеров."
Этап 7. Включение знаний в систему и рефлексия (7 мин)
Цель этапа: обобщить материал, показать развитие компьютерной техники и оценить достижение цели урока.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель показывает ленту времени с поколениями компьютеров и изображения современных устройств: "Компьютеры развивались от машин на электронных лампах к транзисторным, затем к интегральным схемам, микропроцессорам и современным многопроцессорным системам. Сегодня используются персональные, встроенные и суперкомпьютеры. Как изменялись размеры, скорость и области применения?" | Сравнивают изображения и формулируют вывод: "Компьютеры стали компактнее, быстрее и доступнее; встроенные системы работают внутри других устройств, а суперкомпьютеры решают сложные научные задачи". |
2 мин | Учитель задаёт вопросы о мобильных устройствах: "Какие датчики есть в смартфоне? Для чего нужны отпечаток пальца или распознавание лица? Почему биометрическая аутентификация удобна, но требует защиты персональных данных?" | Называют акселерометр, гироскоп, датчик приближения, освещённости, камеру и навигационный модуль. Объясняют назначение биометрии и отмечают необходимость защиты данных. |
2 мин | Учитель проводит приём "Светофор": "Покажите зелёную карточку, если можете объяснить путь данных; жёлтую — если путаете оперативную и долговременную память; красную — если требуется повторение. Запишите один вопрос, который хотите уточнить." | Показывают карточку, фиксируют личный результат и записывают вопрос. Несколько учеников формулируют ответы на вопросы одноклассников. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Сегодня мы рассмотрели компьютер как систему, работающую по программе: ввод, обработка, хранение и вывод. Вы научились связывать назначение компонента с конкретной задачей и увидели, как развитие технологий привело к мобильным, встроенным и суперкомпьютерам."
Критерии оценивания практической работы
- «5» — правильно классифицированы не менее 7 из 8 устройств, обоснован выбор трёх носителей, корректно объяснены различия оперативной и долговременной памяти и приведён пример работы компьютера по программе.
- «4» — правильно выполнены задания на классификацию и сравнение, допущена одна неточность в характеристиках процессора, памяти или носителей, но общий ход рассуждения верный.
- «3» — правильно выполнена базовая классификация не менее чем наполовину, названы основные функции процессора и памяти, однако объяснение выбора носителя неполное или содержит существенную ошибку.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Что нового вы узнали о взаимодействии процессора, памяти и устройств ввода и вывода? | Выявление осознания системной модели компьютера. |
Чем оперативная память отличается от долговременной и где находится несохранённый файл? | Проверка понимания ключевого предметного различия. |
Какой носитель вы выбрали бы для архива фотографий и почему? | Проверка умения применять характеристики объёма, скорости и мобильности. |
Какое задание оказалось самым сложным и какую помощь вы бы выбрали? | Выявление точек затруднения и формирование навыка самооценки. |
Завершающее слово учителя
"Сегодня мы увидели, что компьютер — это не только монитор и клавиатура, а система, которая получает данные, обрабатывает их по программе, хранит и выводит результат. Важно не путать оперативную память с долговременной и не оценивать процессор только по тактовой частоте. Вы научились выбирать устройства по назначению и характеристикам. На следующем уроке мы подробнее разберём программное обеспечение и то, как программы управляют аппаратными компонентами компьютера."
Домашнее задание
Уровень | Что задать | Зачем |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Составить таблицу из 8 компонентов компьютера: указать название, назначение и принадлежность к вводу, выводу, обработке или хранению. Отдельно сравнить оперативную и долговременную память по двум признакам. | Закрепляет основные понятия; при проверке смотреть на точность функций и различение временного и постоянного хранения. |
Средний (повышающий) | Решить 3 ситуационные задачи: выбрать носитель для большого архива, для быстрой загрузки программ и для переноса файлов; каждый выбор обосновать минимум двумя характеристиками. | Формирует функциональную грамотность и умение применять знания об объёме, скорости и мобильности. |
Продвинутый (дополнительный) | Подготовить краткое сообщение или схему «Компьютер будущего»: описать одну тенденцию, например параллельные вычисления, встроенные системы, сенсорный ввод или биометрическую аутентификацию, и указать её пользу и возможное ограничение. | Развивает анализ, самостоятельный поиск информации и умение оценивать современные технологии. |
Контрольные вопросы перед выходом: «Какую функцию выполняет процессор? Чем оперативная память отличается от долговременной? Почему сенсорный экран относится к устройствам ввода и вывода? Какие два показателя нужно учесть при выборе носителя данных? Почему смартфон можно считать компьютером, работающим по программе?»
