Компьютер – универсальное вычислительное устройство, работающее по программе. Техника безопасности и правила работы на компьютере
Цели и задачи
- Цель: сформировать представление о компьютере как универсальной системе обработки информации и обеспечить соблюдение норм ТБ.
- Образовательная: изучить архитектуру фон Неймана и принцип программного управления, актуализировать знания для подготовки к ОГЭ.
- Развивающая: развивать навыки анализа структуры технических систем через сравнение с биологическими объектами (межпредметная связь).
- Воспитательная: воспитывать ответственное отношение к школьному имуществу и собственному здоровью при работе с цифровой техникой.
Планируемые результаты
Личностные
- Формирование ответственного отношения к обучению, готовности к саморазвитию на основе мотивации к обучению.
- Осознание важности соблюдения правил безопасности для сохранения здоровья своего и окружающих.
- Развитие критического мышления в оценке возможностей и ограничений вычислительной техники.
Метапредметные
- Познавательные: умение выделять главное в тексте, строить логические цепочки «вход-процесс-выход».
- Регулятивные: владение навыками самоконтроля в процессе выполнения заданий формата ОГЭ.
- Коммуникативные: умение работать в паре, распределять обязанности и аргументировать свою точку зрения.
Предметные
- Знать основные блоки компьютера и их функции (процессор, память, устройства ввода-вывода).
- Понимать суть принципа программного управления и универсальности ЭВМ.
- Соблюдать правила техники безопасности при работе в компьютерном классе.
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Установка на здоровый образ жизни (правильная осанка, режим работы за монитором).
- Ориентация в социальных ролях (пользователь, программист, системный администратор).
Регулятивные УУД
- Планирование пути достижения цели при решении расчетных задач.
- Оценка правильности выполнения учебной задачи, собственные возможности её решения.
Познавательные УУД
- Создание обобщений, установление аналогий между работой компьютера и деятельностью человека.
- Извлечение необходимой информации из системных характеристик ОС.
Коммуникативные УУД
- Организация учебного взаимодействия в паре при выполнении практического задания.
- Умение слушать и вступать в диалог по проблемным вопросам архитектуры ЭВМ.
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить презентацию «Архитектура ЭВМ и ТБ в кабинете».
- Распечатать карточки для парной работы «Верю — не верю» (15 шт. на класс).
- Проверить работоспособность рабочих станций и наличие доступа к свойствам системы.
- Подготовить плакат с правилами ТБ для демонстрации.
- Выписать на доску номера заданий из демоверсии ОГЭ по информатике, связанных с темой (Задание 1, Задание 13).
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и ТБ (5 мин)
Цель этапа: актуализировать правила безопасного поведения в кабинете и настроить на рабочий лад.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | "Здравствуйте, девятиклассники! В этом году информатика для многих из вас станет экзаменационным предметом. Но прежде чем мы начнем штурмовать ОГЭ, давайте вспомним 'кодекс выживания' в этом кабинете. Посмотрите на свои рабочие места. Все ли в порядке?" Учитель проводит краткий инструктаж, акцентируя внимание на проводах, расстоянии до монитора и запрете на еду/воду. | Приветствуют учителя, проверяют чистоту стола, убирают лишние предметы (сумки, бутылки с водой) в сторону от ПК. |
3 мин | Приём "Светофор ТБ". Учитель зачитывает утверждения: "Если я вижу искру в розетке, я должен залить её водой", "Расстояние до экрана должно быть 50-70 см", "Можно трогать тыльную сторону системного блока влажными руками". Учитель: "Если утверждение верное — поднимите зеленую ручку, если ложное — красную". | Ученики реагируют на утверждения, поднимая ручки соответствующего цвета. Аргументируют ошибки: "Водой тушить нельзя — ударит током", "Влажные руки проводят ток, это опасно". |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Безопасность — это фундамент. Теперь, когда мы защищены правилами, перейдем к самому устройству, которое будет нашим инструментом весь год."
Этап 2. Актуализация и мотивация (5 мин)
Цель этапа: создать проблемную ситуацию, связав тему с форматом ОГЭ.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель выводит на экран слайд с изображением современного смартфона, суперкомпьютера и контроллера стиральной машины. "Ребята, перед вами три разных устройства. Но с точки зрения информатики — это одно и то же. Почему? Что делает их 'компьютерами'?" Учитель подводит к понятию универсальности. | Выдвигают гипотезы: "Они все работают на электричестве", "У них есть память", "Они выполняют команды". Приходят к выводу, что все они работают по программе. |
2 мин | "В ОГЭ есть задание №19, где нужно обрабатывать огромные таблицы данных. Смогли бы мы это сделать без компьютера? А почему компьютер справляется быстрее человека? Сегодня мы разберемся в его 'анатомии', которая не менялась уже 70 лет." | Слушают учителя, фиксируют связь темы с экзаменом, записывают дату и тему урока в тетрадь. |
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы привыкли пользоваться техникой, но чтобы сдать экзамен и стать профи, нужно понимать, как 'думает' машина."
Этап 3. Открытие нового знания (15 мин)
Цель этапа: изучить архитектуру фон Неймана и принцип программного управления через аналогию с человеком.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
5 мин | Учитель вводит понятие архитектуры фон Неймана. Использует межпредметную связь с биологией: "Давайте сравним человека и компьютер. У человека есть органы чувств — это устройства ввода. Мозг — это процессор. Память у нас тоже есть. А что является 'программой' для человека? Например, рецепт блинов или инструкция по сборке LEGO". Учитель рисует на доске схему: Процессор <-> Память <-> Устройства ввода/вывода. | Зарисовывают схему в тетрадь. Обсуждают аналогию: "Программа — это алгоритм действий, который мы загружаем в память". |
10 мин | Приём "Инсерт" (работа в парах). Учитель раздает текст об основных принципах фон Неймана (двоичное кодирование, однородность памяти, адресность). "Прочитайте текст в парах. Поставьте значки на полях: 'V' — знал, '+' — новое, '?' — хочу спросить. Обсудите с соседом то, что выделили знаком '+'". | Работают с текстом. В парах обсуждают: "Я не знал, что данные и команды хранятся в одной и той же памяти". Формулируют вопросы по непонятным моментам (например, про адресность памяти). |
Запись в тетрадях
- Архитектура ЭВМ — это описание устройства и принципов работы компьютера, достаточное для понимания пользователя и программиста.
- Принципы фон Неймана: 1) Программное управление; 2) Однородность памяти; 3) Адресность.
- Магистрально-модульный принцип: все устройства подключаются к общей шине (магистрали).
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Итак, компьютер универсален, потому что его 'железо' не меняется, а меняются только программы в памяти. Теперь проверим, как это знание помогает в задачах ОГЭ."
Этап 4. Первичное закрепление и связь с ОГЭ (7 мин)
Цель этапа: отработать понимание характеристик памяти и процессора на типовых задачах.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
4 мин | Учитель: "В Задании 1 ОГЭ нам нужно считать информационный объем текста. Помните, мы говорили об адресности памяти и двоичном коде? Давайте решим задачу: 'Статья, набранная на компьютере, содержит 32 страницы, на каждой странице 40 строк, в каждой строке 64 символа. Определите информационный объём статьи в Кбайтах, если каждый символ кодируется 8 битами'." | Один ученик решает у доски, остальные в тетрадях. Применяют формулу: V = k * i. Переводят биты в Кбайты (делят на 8, затем на 1024). |
3 мин | Учитель задает вопрос: "А если мы заменим процессор на более мощный, изменится ли объем этой статьи в памяти? А если добавим оперативной памяти?" Учитель подводит к пониманию разницы между скоростью обработки и объемом хранения. | Отвечают: "Объем статьи не изменится, так как он зависит от количества символов и кодировки. Но мощный процессор обработает её быстрее". |
Эталон решения
1) Находим общее количество символов: $32 \times 40 \times 64 = 2^5 \times (5 \times 2^3) \times 2^6 = 5 \times 2^{14}$ символов.
2) Объем в битах: $V = 5 \times 2^{14} \times 8 = 5 \times 2^{14} \times 2^3 = 5 \times 2^{17}$ бит.
3) Перевод в Кбайты: $V = (5 \times 2^{17}) / 2^3 / 2^{10} = 5 \times 2^4 = 80$ Кбайт.
Ответ: 80.
2) Объем в битах: $V = 5 \times 2^{14} \times 8 = 5 \times 2^{14} \times 2^3 = 5 \times 2^{17}$ бит.
3) Перевод в Кбайты: $V = (5 \times 2^{17}) / 2^3 / 2^{10} = 5 \times 2^4 = 80$ Кбайт.
Ответ: 80.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Как видите, понимание устройства памяти напрямую конвертируется в баллы на экзамене."
Этап 5. Практическая работа «Исследование характеристик ПК» (8 мин)
Цель этапа: научиться определять технические характеристики реального компьютера через интерфейс ОС.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель: "Теперь пересядьте за компьютеры. Ваша задача в парах — выяснить 'паспортные данные' вашего рабочего места. Нам нужно узнать модель процессора, его частоту и объем оперативной памяти (ОЗУ). Кто знает, где это посмотреть?" | Пересаживаются за ПК. Предлагают варианты: "Свойства системы", "Диспетчер задач". |
6 мин | Учитель дает алгоритм: 1. Правой кнопкой на 'Этот компьютер' -> Свойства. 2. Найти пункты 'Процессор' и 'Установленная память'. 3. Записать данные в тетрадь. "Сравните свои данные с данными соседа. У кого компьютер мощнее?" | Выполняют действия. Записывают, например: "Intel Core i5-10400, 2.9 GHz, 8 GB RAM". Обсуждают в парах, на что влияют эти цифры (частота — на скорость, объем — на количество одновременно открытых программ). |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Теперь вы не просто пользователи, вы — исследователи, которые знают возможности своего инструмента."
Этап 6. Рефлексия (3 мин)
Цель этапа: оценить уровень усвоения материала и эмоциональное состояние.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель использует приём "Билет на выход". "На маленьких листочках напишите ответ на один вопрос: 'Какая часть компьютера самая важная и почему?'. Без этого 'билета' я вас не выпущу на перемену. Будьте субъективны!" | Пишут ответы. Варианты: "Процессор, потому что это мозг", "Память, без неё негде хранить программы", "Человек, потому что он пишет программы". |
Критерии оценивания практической работы
- "5" — ученик верно определил все 3 характеристики ПК (процессор, частота, ОЗУ), безошибочно решил задачу на объем памяти и соблюдал правила ТБ.
- "4" — допущена одна ошибка в характеристиках или в расчетах задачи, соблюдались правила ТБ.
- "3" — ученик смог найти характеристики только с помощью учителя, задача решена с серьезными ошибками.
Рефлексия (для учителя)
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Какое правило ТБ кажется вам самым трудновыполнимым? | Выявление скрытого пренебрежения правилами и зон риска. |
Что общего у архитектуры фон Неймана и рецепта пирога? | Проверка понимания принципа программного управления через аналогию. |
Насколько вы уверены в решении задачи №1 из ОГЭ после урока? | Оценка уровня тревожности перед экзаменом и эффективности закрепления. |
Завершающее слово учителя
"Сегодня мы убедились, что компьютер — это не магия, а строго логичное устройство, работающее по правилам, которые придумали люди. Мы начали путь к успешной сдаче ОГЭ, разобрав базу — архитектуру и ТБ. На следующем уроке мы углубимся в программное обеспечение и узнаем, как ОС управляет всем этим 'железом'. Всем спасибо за работу, берегите зрение и не забывайте делать гимнастику для глаз!"
Домашнее задание
Уровень сложности | Задания | Описание |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Параграф 1.1 учебника, вопросы 1-5. | Прочитать текст, устно ответить на вопросы в конце параграфа. |
Средний (повышающий) | Решить 3 задачи из открытого банка ОГЭ (Задание 1). | Отработка навыка перевода единиц измерения информации (биты -> Кбайты). |
Продвинутый (дополнительный) | Мини-эссе «Компьютер 2050 года: изменится ли архитектура?» | Творческое задание на анализ перспектив квантовых или нейроморфных компьютеров. |
Контрольный вопрос: «В чем заключается принцип однородности памяти фон Неймана?» (проверка перед уходом).
