上篇 基础模块

1.任务提出（10分钟）

教师提出具体的工作任务——学习计算机发展史的相关知识；学习计算机的应用、特点及分类等相关知识。

使学生明确本单元学习任务是了解计算机的发展及应用领域。

2.知识讲授与操作演示（50分钟）

（1）教师讲授计算机发展史的相关知识。

背景资料：计算机发展历史

① 第一代计算机（1946—1957年）。

第一代计算机使用的基本的电子元件是电子管。其特点是体积大、功耗高、价格昂贵、可靠性差、存储容量小。第一代计算机使用机器语言或汇编语言进行程序的编写，主要应用于军事和科学研究领域。

② 第二代计算机（1958—1963年）。

第二代计算机使用的基本的电子元件是晶体管。晶体管的发明大大促进了计算机的发展，晶体管代替了体积庞大电子管，电子设备的体积不断减小。随着晶体管在计算机中的使用，晶体管和磁芯存储器技术的发展促使了第二代计算机的产生。第二代计算机的特点是体积小、速度快、功耗低、性能更稳定。

软件方面，在这一时期形成了操作系统的雏形。另外，COBOL（Common Business-Oriented Language）和 FORTRAN（Formula Translator）等高级程序语言的产生，以单词、语句和数学公式代替了二进制机器码，使计算机编程更容易。计算机的应用也从军事和科学研究领域扩展到了数据处理、过程控制等其他领域中。

③ 第三代计算机（1964—1972年）。

第三代计算机使用的基本的电子元件是集成电路。集成电路（IC）技术的产生使科学家能够将大量的元件集成到单一的半导体芯片上。于是，计算机变得更小，功耗更低，可靠性和运算能力进一步提高。在这一时期分时操作系统开始出现，高级程序语言逐渐增多，美国的APPANET网计划也基本完成。计算机得到了越来越广泛的应用。

④ 第四代计算机（1972年至今）。

第四代计算机使用的基本的电子元件是大规模或超大规模集成电路。出现集成电路后，唯一的发展方向是扩大规模。大规模集成电路（LSI）可以在一个芯片上容纳几百个元件。到了20世纪80年代，超大规模集成电路（VLSI）在芯片上容纳了几十万个元件，而后来的特大规模集成电路（ULSI）技术将此数字提高到了百万级。可以在硬币大小的芯片上容纳如此数量的元件使得计算机的体积和价格不断下降，而功能和可靠性不断增强。同时随着操作系统、高级语言、数据库管理系统和应用软件的日益完善，以及Internet的迅速发展，使计算机的应用渗透到了我们工作、生活和学习的各个领域，信息时代从此到来。

（2）教师讲授计算机的应用、特点及分类等相关知识。

背景资料：计算机应用领域

① 科学计算。

科学计算是指利用计算机来完成科学研究和工程技术中提出的数学问题的计算。在现代科学技术工作中存在大量复杂的科学计算问题。利用计算机的高速计算、大存储容量和连续运算能力，可以实现人工无法解决的各种科学问题的计算。

② 信息处理。

信息处理或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、利用和传播等一系列活动的统称。据统计，80%以上的计算机主要用于数据处理，这决定了计算机应用的主导方向。

③ 辅助技术。

计算机辅助设计是利用计算机系统辅助设计人员进行工程或产品设计，以实现最佳设计效果的一种技术，简称 CAD。计算机辅助制造是利用计算机系统进行生产设备的管理、控制和操作的过程，简称 CAM。计算机辅助教学是利用计算机系统使用课件来进行教学，简称CAI。

④ 实时控制。

实时控制或过程控制是指利用计算机及时采集检测数据，按最优值迅速地对控制对象进行自动调节或自动控制。采用计算机进行过程控制，不仅可以大大提高控制的自动化水平，而且可以提高控制的及时性和准确性，从而改善劳动条件、提高产品质量及合格率。因此，计算机过程控制已在机械、冶金、石油、化工、纺织、水电、航天等部门得到了广泛的应用。

⑤ 人工智能。

人工智能是指计算机模拟人类的智能活动，如感知、判断、理解、学习、问题求解和图像识别等。现在人工智能的研究已取得了不少成果，有些已开始走向实用阶段。

⑥ 网络应用。

计算机技术与现代通信技术的结合构成了计算机网络。计算机网络的建立，不仅解决了一个单位、一个地区、一个国家中计算机与计算机之间的通信问题，而且能够使各种软、硬件资源得到共享，大大促进了文字、图像、视频和声音等各类数据的传输与处理。

背景资料：计算机的特点

① 运算速度快。目前最快的巨型机每秒能进行数百万亿次运算。

② 计算精度高。计算机内部采用二进制运算，数值计算非常精确，一般有效数字可以达到几十位。

③ 具有记忆和逻辑判断功能。计算机的存储设备可以把原始数据、中间结果、计算结果、程序执行过程等信息存储起来供再次使用。存储能力取决于所配置的存储设备的容量。

④ 具有自动执行功能。由于数据和程序存储在计算机中，用户一旦向计算机发出运行指令，计算机就能在程序的控制下，自动按事先规定的步骤执行，直到完成指定的任务为止。

3.学生讨论（10分钟）

（1）教师提出讨论的问题。未来的计算机将如何发展？你在日常生活中接触到了哪些类型的计算机？它们的主要用途是什么？讨论未来的计算机可能会有什么样的应用？基于计算机的特点，分析计算机得到广泛应用的原因。

（2）学生以小组为单位进行讨论。

（3）教师在此过程中不讲授任何内容，完全由学生带着问题自己来完成讨论过程，教师只充当咨询师的角色，并认真检查记录学生讨论的情况，以便考核学生。

4.完成工作任务（10分钟）

学生整理小组讨论的结果。

5.总结评价（10分钟）

（1）教师依据学生讨论及完成的讨论记录，挑选出具有代表性的几个小组的工作成果，随机抽取几个学生对其进行点评，说出优点与不足之处。

（2）教师对任务完成情况进行总结。

（3）学生对自己完成的工作进行总结与反思，主要写出自己在小组讨论中的收获，并提交书面总结报告。