計(jì)算機(jī)硬件測(cè)評(píng)”高中信息技術(shù)學(xué)科研究性學(xué)習(xí)教學(xué)案例
一、教學(xué)內(nèi)容的選擇和設(shè)計(jì)
中小學(xué)課程教材改革第二輪試驗(yàn)中，將課程分為三類：基礎(chǔ)性、提高性和研究性課程。在二十一世紀(jì)信息技術(shù)學(xué)科行動(dòng)綱領(lǐng)中，現(xiàn)有的課程標(biāo)準(zhǔn)側(cè)重于以任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)的方法，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)和基本實(shí)際操作等基本應(yīng)用能力。但對(duì)于學(xué)生在信息技術(shù)方面的研究能力的培養(yǎng)，顯然難于運(yùn)用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法加以實(shí)施。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力是素質(zhì)教育和課程教材改革的重點(diǎn)，而實(shí)施研究性學(xué)習(xí)課程是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的重要手段。為此，我們對(duì)高中信息技術(shù)的研究性學(xué)習(xí)課程進(jìn)行了初步探索。
1．教學(xué)目的和特點(diǎn)
高中信息技術(shù)課程研究性學(xué)習(xí)課程的教學(xué)目的是，在本學(xué)科的基礎(chǔ)性課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，學(xué)生通過(guò)研究性學(xué)習(xí)課程的學(xué)習(xí)，進(jìn)一步提高信息技術(shù)的知識(shí)水平、鍛煉計(jì)算機(jī)軟、硬件的操作技能，同時(shí)具備良好的科學(xué)研究和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，基本掌握科學(xué)研究的一般方法。
高中信息技術(shù)學(xué)科研究性學(xué)習(xí)課程的教學(xué)，體現(xiàn)了“學(xué)生研究課題自主確定”、“學(xué)生研究課題互動(dòng)研究”以及“課題研究成果科學(xué)評(píng)價(jià)”的特點(diǎn)。
在課題研究過(guò)程中，要求學(xué)生親自實(shí)驗(yàn)證明、歸納分析，以完成課題的研究，要充分地進(jìn)行交流，相互提高，共享大家的研究成果。同時(shí)，在對(duì)課題研究成果進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，注重對(duì)研究過(guò)程的評(píng)價(jià)，并且貫徹全面性評(píng)價(jià)原則。
2．教學(xué)內(nèi)容的確定
高中信息技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容，總體來(lái)說(shuō)仍偏重于計(jì)算機(jī)常用軟件的操作方法、基本算法和簡(jiǎn)單程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的學(xué)習(xí)。而對(duì)于信息技術(shù)主要裝備之一的計(jì)算機(jī)硬件的介紹，則顯得比較單薄。
現(xiàn)在大多數(shù)教材在介紹計(jì)算機(jī)硬件時(shí)，大多直接告訴學(xué)生計(jì)算機(jī)硬件的種類，最多配上一些照片說(shuō)明，學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)硬件沒(méi)有感性認(rèn)識(shí)。而且，計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展迅速，再新的教材也很難跟上飛速發(fā)展的計(jì)算機(jī)硬件的變化，無(wú)法反映最新的計(jì)算機(jī)硬件。所以，必須要讓學(xué)生了解真正的計(jì)算機(jī)硬件，掌握計(jì)算機(jī)硬件的基本判別方法。
現(xiàn)有的信息技術(shù)課程無(wú)法滿足學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)硬件知識(shí)的渴求，應(yīng)該建立新型的研究性學(xué)習(xí)課程，豐富高中信息技術(shù)課程中有關(guān)計(jì)算機(jī)硬件的教學(xué)內(nèi)容，完善研究性學(xué)習(xí)的教學(xué)方法。
將計(jì)算機(jī)硬件的測(cè)評(píng)作為學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)硬件知識(shí)的切入口，能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)能動(dòng)性，有利于學(xué)生自己探求計(jì)算機(jī)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)的實(shí)際操作能力，以及分析問(wèn)題、處理問(wèn)題的能力。因此，開(kāi)展“計(jì)算機(jī)硬件測(cè)評(píng)”的教學(xué)，是高中信息技術(shù)課程中，開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)較好的途徑之一。
3．教學(xué)方案的設(shè)計(jì)
計(jì)算機(jī)硬件有許多種類，在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)時(shí)，就需要充分考慮到學(xué)生的實(shí)際情況，既要滿足學(xué)生的求知欲望，也要考慮到時(shí)間和設(shè)備的條件限制，不可能面面俱到。所以，我們確定了以下的教學(xué)方案：
（1）在教師的指導(dǎo)下，每位同學(xué)確定一個(gè)自己特別感興趣的硬件；
（2）所有測(cè)試相同或類似硬件的同學(xué)組成一個(gè)測(cè)試小組；
（3）分小組查找有關(guān)的資料，在充分交流的基礎(chǔ)上確定測(cè)試軟件和方法；
（4）小組成員按確定的測(cè)試方法，個(gè)別或合作進(jìn)行測(cè)試，并將測(cè)試數(shù)據(jù)匯總；
（5）每位同學(xué)根據(jù)自己的研究計(jì)劃，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理；
（6）每位同學(xué)完成自己的研究報(bào)告，并在小組內(nèi)進(jìn)行交流、評(píng)價(jià)和修改；
（7）對(duì)優(yōu)秀的研究論文進(jìn)行班內(nèi)答辯。
二、課程背景資料
在“計(jì)算機(jī)硬件測(cè)評(píng)”研究性學(xué)習(xí)課程開(kāi)始階段，教師應(yīng)該提供一些有關(guān)計(jì)算機(jī)硬件的基礎(chǔ)知識(shí)介紹，比如硬件的種類和發(fā)展，常用的測(cè)試軟件和基本測(cè)試指標(biāo)等，還可以提供一些參考書(shū)目和相關(guān)網(wǎng)址。但只是給出部分參考內(nèi)容，不直接提供具體的研究課題，希望同學(xué)在了解了這些計(jì)算機(jī)硬件的基本知識(shí)后，通過(guò)自己查閱書(shū)籍、上網(wǎng)檢索，并與同學(xué)交流以后，根據(jù)自己使用的計(jì)算機(jī)的硬件情況，確定自己感興趣的研究課題。
1．計(jì)算機(jī)硬件介紹
目前，一套完整的個(gè)人計(jì)算機(jī)的組成部分有：系統(tǒng)主板、中央處理器CPU、內(nèi)存條、硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、顯卡、顯示器、調(diào)制解調(diào)器Modem、聲卡、音箱、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、機(jī)箱等。
2．主要硬件的性能指標(biāo)
（1）衡量CPU性能的主要依據(jù)有數(shù)據(jù)傳送位數(shù)、主頻和一級(jí)緩存容量等。
（2）內(nèi)存儲(chǔ)器的性能主要表現(xiàn)在內(nèi)存容量和內(nèi)存存儲(chǔ)速度等方面。
（3）硬盤(pán)的性能指標(biāo)主要有主軸轉(zhuǎn)速、平均尋道時(shí)間、數(shù)據(jù)傳輸率、接口方式、高速緩存容量和單碟容量等幾個(gè)方面。
（4）CD-ROM（只讀光盤(pán)存儲(chǔ)器）的主要性能指標(biāo)是光驅(qū)的讀取速度、讀取方式、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)大小和尋道時(shí)間。
（5）衡量顯示器性能的指標(biāo)主要有：分辨率、點(diǎn)距、刷新頻率、場(chǎng)頻、行頻和帶寬。
（6）顯示卡的性能指標(biāo)主要有顯示內(nèi)存容量、核心頻率、顯示內(nèi)存頻率、像素填充率、紋理填充率、內(nèi)存帶寬等。
（7）打印機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)為：打印分辨率、打印速度。
（8）調(diào)制解調(diào)器MODEM的主要技術(shù)指標(biāo)是傳輸速率，即每秒傳輸?shù)亩M(jìn)制位數(shù)bps (bit per second)。
（9）衡量數(shù)字相機(jī)的主要性能指標(biāo)有：CCD像素?cái)?shù)、最大分辨率、色彩深度、鏡頭變焦范圍、電池工作時(shí)間和存儲(chǔ)卡容量（可保存照片數(shù)）等。
（10）掃描儀的主要性能指標(biāo)有：分辨率、灰度、色彩位數(shù)、掃描速度和幅面大小。
3．常用的硬件測(cè)試工具
計(jì)算機(jī)硬件種類有很多，有些硬件的性能指標(biāo)比較簡(jiǎn)單，通過(guò)閱讀說(shuō)明本就能基本了解大致的情況，而有些硬件的性能必須要通過(guò)嚴(yán)格的測(cè)試實(shí)驗(yàn)才能得出結(jié)論。硬件測(cè)試工具軟件是一些專門(mén)用于測(cè)試全部或部分計(jì)算機(jī)硬件性能，對(duì)計(jì)算機(jī)硬件的性能進(jìn)行量化評(píng)價(jià)的計(jì)算機(jī)專用軟件。通過(guò)硬件測(cè)試工具，就能用具體的數(shù)值，在相同類型的計(jì)算機(jī)硬件中，對(duì)不同型號(hào)和品牌的硬件進(jìn)行比較。
目前，用于計(jì)算機(jī)硬件測(cè)試的工具軟件比較多，主要有HARDiNFO 2001、HWiNFO32、Madonion PCMark2002、SiSoft Sandra Standard、PassMark Performance Test、PC-CONFIG、WinBench99、3Dmark 2001、Fresh Diagnose、TestCPU等幾種。
4．參考書(shū)目
電腦商情報(bào)（家用電腦）、中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào)、中國(guó)計(jì)算機(jī)教育報(bào)、上海計(jì)算機(jī)報(bào)、電腦報(bào)、各類計(jì)算機(jī)書(shū)籍、微型計(jì)算機(jī)雜志、中國(guó)大百科全書(shū)（計(jì)算機(jī)篇）、大英百科全書(shū)（中文版）。
5．相關(guān)網(wǎng)址
賽迪評(píng)測(cè)：http://product.ccidnet.com/
天虎網(wǎng)測(cè)試軟件：http://down.tyfo.com/down/soft/p ... /index_bydate.shtml
中國(guó)電腦教育報(bào)網(wǎng)站：http://www.cce.com.cn
華軍軟件園：http://www.newhua.com
計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展日新月異，新的硬件層出不窮，我們都可以對(duì)它們進(jìn)行硬件性能的測(cè)試。其中，一些常用的硬件，會(huì)更多地引起學(xué)生的注意。學(xué)生比較有興趣的硬件有CPU、硬盤(pán)、顯示器、顯示卡、光驅(qū)、MODEM等?？偟膩?lái)說(shuō)，學(xué)生的課題可分為兩大類，一類是通過(guò)硬件測(cè)試實(shí)驗(yàn)，用測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，從而說(shuō)明問(wèn)題；另一類是通過(guò)資料分析處理，解決一部分硬件選購(gòu)中的實(shí)際問(wèn)題。
1．光驅(qū)的測(cè)評(píng)（實(shí)驗(yàn)研究法）
光驅(qū)測(cè)評(píng)研究課題的主要內(nèi)容是：
進(jìn)行光驅(qū)測(cè)評(píng)的學(xué)生，對(duì)多種品牌和型號(hào)的光驅(qū)，從讀取速度，緩存方式，容錯(cuò)能力，噪音，平均尋道時(shí)間，震動(dòng)等方面，使用SAN99和CD SPEED99等測(cè)試軟件，對(duì)性能進(jìn)行了測(cè)試。在測(cè)試過(guò)程中，學(xué)生們選用了《海闊天空》、《牛津百科全書(shū)》、《辦公室英語(yǔ)》、《開(kāi)心單詞》、《大富翁》、CD唱片和VCD電影等十多種資料、軟件光盤(pán)作為測(cè)試用光盤(pán)。
最終得到的結(jié)論是：高倍數(shù)光驅(qū)在讀盤(pán)時(shí)的速度明顯高于低倍速的光驅(qū)，然而高倍速光驅(qū)的高速所帶來(lái)的負(fù)面影響也比低倍速光驅(qū)大。例如：高速光驅(qū)對(duì)CPU的利用率遠(yuǎn)高于低倍速的，這使其不足更明顯，但低倍速的光驅(qū)的不足在于其讀盤(pán)速度不夠快，雖然其CPU的利用率沒(méi)有高倍速的高，但其速度遠(yuǎn)不能令人們滿意。
2．顯示器對(duì)人體的影響（資料研究法）
通過(guò)資料研究，參加這類課題研究的同學(xué)，研究了顯示器可能對(duì)人體造成的影響，諸如“對(duì)健康的影響”、“對(duì)懷孕的負(fù)面作用”、“對(duì)眼睛的影響”、“對(duì)皮膚的影響”等。
通過(guò)研究學(xué)生發(fā)現(xiàn)，寶貴的眼睛長(zhǎng)時(shí)間面對(duì)顯示屏不會(huì)受到輻射過(guò)多的傷害，而且對(duì)身體健康也不會(huì)造成有害的影響。
學(xué)生們根據(jù)目前掌握的信息，對(duì)如何進(jìn)一步減少顯示器可能對(duì)人體的影響，提出了一些技術(shù)解決方案。同時(shí)，也指出，現(xiàn)在市場(chǎng)上一些所謂的減少輻射產(chǎn)品，沒(méi)有任何實(shí)用價(jià)值。
四、實(shí)施過(guò)程和評(píng)價(jià)
本研究性學(xué)習(xí)課程，每周兩課時(shí)共24課時(shí)，分四個(gè)階段實(shí)施。
1．資料收集階段（4課時(shí)）
（1）通過(guò)各類計(jì)算機(jī)刊物和計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)，學(xué)生自己收集各類計(jì)算機(jī)硬件的資料，要求大致了解計(jì)算機(jī)硬件的基本組成。
（2）學(xué)生在自己的計(jì)算機(jī)上逐一認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)硬件的各個(gè)部件，每位同學(xué)獨(dú)自寫(xiě)出各自計(jì)算機(jī)的硬件配置表。
（3）每位學(xué)生在班上進(jìn)行介紹、交流，讓所有同學(xué)都了解每位同學(xué)計(jì)算機(jī)的硬件情況，為確定研究課題作好準(zhǔn)備。
2．課題確定階段（4課時(shí)）
（1）在所有學(xué)生充分了解每位同學(xué)計(jì)算機(jī)的硬件配置的基礎(chǔ)上，每位學(xué)生自主確定一個(gè)自己感興趣的研究課題。
（2）每位學(xué)生根據(jù)自己的課題，與研究相似課題的同學(xué)組成若干個(gè)研究小組。
（3）在這期間，學(xué)生遇到的一些技術(shù)問(wèn)題不太清楚，可以在校園網(wǎng)的BBS上向指導(dǎo)教師和同學(xué)求助。
（4）撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告，編制研究計(jì)劃。
（5）將開(kāi)題報(bào)告公布在校園網(wǎng)上，與其他同學(xué)共享交流。
3．課題研究階段（10課時(shí)）
（1）每個(gè)課題研究小組分別收集、整理有關(guān)本研究小組研究課題的資料，主要包括有關(guān)的硬件數(shù)據(jù)、技術(shù)發(fā)展方向、測(cè)評(píng)參數(shù)、使用的測(cè)評(píng)工具、現(xiàn)有的測(cè)評(píng)資料等。
（2）個(gè)課題研究小組的成員在各自的計(jì)算機(jī)上安裝同一種測(cè)評(píng)工具軟件，對(duì)相同的測(cè)評(píng)參數(shù)分別進(jìn)行測(cè)量，對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。每位同學(xué)的測(cè)評(píng)數(shù)據(jù)提供給同小組的其它成員供其參考。
（3）指導(dǎo)教師對(duì)每個(gè)研究小組和每位同學(xué)進(jìn)行個(gè)別輔導(dǎo)，幫助解決技術(shù)問(wèn)題，指導(dǎo)具體的操作方法。
（4）在進(jìn)行實(shí)際測(cè)試的基礎(chǔ)上，每位同學(xué)獨(dú)自撰寫(xiě)測(cè)評(píng)報(bào)告，初搞完成后，在各個(gè)小組中進(jìn)行交流、修改，要求按照科學(xué)研究論文的一般格式進(jìn)行撰寫(xiě)。
（5）每位學(xué)生的測(cè)評(píng)報(bào)告上傳到校園網(wǎng)中，供其他同學(xué)參考，并進(jìn)行交流。
4．答辯評(píng)價(jià)階段（6課時(shí)）
（1）測(cè)評(píng)報(bào)告完成后，由指導(dǎo)教師組織在各個(gè)課題研究小組內(nèi)進(jìn)行逐個(gè)答辯，其它小組同學(xué)進(jìn)行旁聽(tīng)學(xué)習(xí)。
（2）每位學(xué)生根據(jù)一定的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)自己研究課題的成果進(jìn)行自我評(píng)價(jià)。
（3）其他同學(xué)根據(jù)每位同學(xué)課題完成的情況和答辯質(zhì)量，對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)。
（4）指導(dǎo)教師根據(jù)每位學(xué)生課題研究過(guò)程中的學(xué)習(xí)態(tài)度、課題完成的質(zhì)量以及答辯的表現(xiàn)，對(duì)其進(jìn)行總體評(píng)價(jià)。
（5）每位學(xué)生撰寫(xiě)課題小結(jié)。
（6）最后，將測(cè)評(píng)報(bào)告匯集成輯，指導(dǎo)教師在每篇測(cè)評(píng)報(bào)告后附點(diǎn)評(píng)意見(jiàn)。
對(duì)研究課題進(jìn)行科學(xué)的評(píng)價(jià)，是科學(xué)研究的一個(gè)重要組成部分。在課題評(píng)價(jià)中，需要遵守三個(gè)基本原則：全面性、過(guò)程性和科學(xué)性，需要發(fā)揮課題研究中三個(gè)主體的作用，即學(xué)生本人、指導(dǎo)教師和同組同學(xué)。所以，最終的課題評(píng)價(jià)由三部分組成：學(xué)生評(píng)價(jià)、教師評(píng)價(jià)和相互評(píng)價(jià)。因此，我們制訂了六個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)對(duì)學(xué)生的課題進(jìn)行評(píng)價(jià)，即：
（1）課題的科學(xué)性(課題界定清晰，研究方案可行，研究報(bào)告嚴(yán)密)
（2）課題的創(chuàng)新性(方法、手段有改進(jìn)，觀念、作品有新意；在現(xiàn)有知識(shí)和技能水平上有突破)
（3）課題的切合性(課題與學(xué)生目前的知識(shí)能力相適應(yīng))
（4）課題的應(yīng)用性(有應(yīng)用價(jià)值或能為知識(shí)的傳播有所貢獻(xiàn))
（5）課題的過(guò)程性(研究過(guò)程痕跡清晰，完成各階段的研究任務(wù))
（6）課題的完整性(高質(zhì)量完成研究報(bào)告和答辯報(bào)告)
五、實(shí)施研究性學(xué)習(xí)課程的教學(xué)體會(huì)
通過(guò)實(shí)施高中信息技術(shù)學(xué)科的研究性課題的教學(xué)，感到要特別注意以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：
1．在研究性課程的實(shí)施過(guò)程中，要堅(jiān)持以學(xué)生為本的基本原則，以學(xué)生作為本課程實(shí)施的主體，所有的工作都應(yīng)該由學(xué)生獨(dú)自或相互幫助完成。
2．指導(dǎo)教師主要起到一個(gè)組織、協(xié)調(diào)的作用，側(cè)重于指導(dǎo)學(xué)生把握研究的總體方向、研究進(jìn)度，審核研究方法，輔導(dǎo)學(xué)生完成測(cè)評(píng)報(bào)告等。
3．由于學(xué)生的基礎(chǔ)和能力的差異，在進(jìn)行研究性課程的教學(xué)中更加應(yīng)該注意分層教學(xué)，根據(jù)學(xué)生的不同情況，進(jìn)行不同要求的培養(yǎng)，要因人而異。
4．在確定高中信息技術(shù)研究性課程的研究課題時(shí)，既要照顧到學(xué)生的原有知識(shí)基礎(chǔ)和計(jì)算機(jī)的應(yīng)用能力，又要考慮學(xué)校和學(xué)生家中計(jì)算機(jī)硬件的具體條件。
5．對(duì)高中學(xué)生來(lái)說(shuō)，進(jìn)行研究性課程的學(xué)習(xí)，重點(diǎn)是要求掌握進(jìn)行科學(xué)研究的一般方法，培養(yǎng)良好的科學(xué)研究精神，而不苛求具體的結(jié)果。同時(shí)，要加強(qiáng)研究的過(guò)程管理，在每一個(gè)研究的重點(diǎn)階段進(jìn)行檢查，重點(diǎn)檢查研究數(shù)據(jù)的有效性、資料的權(quán)威性。
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