静态、动态存储单元教学设计

教学设计 方案

课 题： 静态、动态存储单元 学 校： 教 师：

《静态、动态存储单元》教学设计方案

一、选题背景

《计算机原理》是中等职业技术学校计算机及其应用专业的一门主干专业课程。学生在学习本课程的过程中，通过对计算机各功能部件的逻辑组成、工作机制的理解掌握建立完备的计算机整机概念，通过了解计算机软件工作原理，理解计算机解决问题的基本方法，再通过对计算机网络的了解，延伸到对多机的分布式处理模型的理解。为学生将来从事计算机系统软件的设计和计算机维护管理工作打下基础，也为学生进一步学习其他专业知识、提高专业技能、适应就业需求和职业变化奠定基础。

二、课题分析

1、第五章涉及的内容有：存储器分类及存储系统的层次结构，静动态存储器的组成及工作原理，CPU读写存储器的基本过程，静态存储器的扩充及与CPU的连接，高速缓冲存储器Cache的基本原理、地址映射方法，虚拟存储器的基本概念及原理。其中“静、动态存储器的组成及工作原理”是课程教学一个重难点部分。

2、“存储单元”电路分析是该课程唯一涉及到电路分析的一部分内容，这对培养计算机专业学生分析电路有很重要的意义。在实际中看电路、分析电路也是应用相当广泛，与生活实际紧密相连，具有普遍的实用价值。（如在省中职计算机检测、维修与数据恢复技能大赛中，就有这样的实际要求，要会看懂电路、分析电路、检测电路、找出故障）

3、目前“移动互联网”的理念正影响和带动着教育体系做出变革，而 “蓝墨云班课”的开发和推广作为进行这场变革的有力武器，为本次课程讲授增加了新型的教学手段，使得传统意义的多媒体教学锦上添花。

三、教学环境及资源准备

1、教学场所及设备 教学场所：多媒体教室。

辅助设备：教师和学生各准备智能手机1台，手机上需提前下载“蓝墨云班课”客

户端APP，并加入由任课教师创建的班课。

2、教学软环境要求

提供开放校园网、WIFI或个人热点。

四、学情分析

从知识结构层面看：学生之前已经学习了计算机基础知识，对计算机的硬件结构和工作原理有一定了解。但本节内容是唯一涉到电路分析的一节内容，对学生而言没有相应的电子电路基础知识，跨度有点大，学习起来有一定的难度。经过本课学习，对学生进一步了解半导体存储单元电路工作原理的、分析电路、增强对电子元件组成的电路图识别和分析能力有很大帮助。

从性格特点层面看：进入中职学习的学生入校成绩通常较低，他们没有正确的学习方法和良好的学习习惯，自律能力普遍较差，缺乏学习能动性，对新内容怀有“恐惧”心理，对于纯理论教学更是“敬而远之”。

中职学生有较强的自我表现意识和参与精神，对与生活实际相关的知识很有兴趣。他们是在网络环境下成长起来的，伴随着“移动互联网”时代的到来,他们更依赖网络，能从网络等信息渠道获得大量的知识。

五．教学目标

知识目标：了解静、动态存储单元电路工作原理和区别。 能力目标：1、初步培养学生的电路识图、分析能力。

2、掌握静、动态存储单元电路的组成及工作原理

素养目标：1、培养学生细致、认真的学习态度。

2、养成主动学习、拓展学习的精神。

六．重点和难点

教学重点：静、动态存储单元电路的组成及工作原理 教学难点：静、动态存储单元电路的组成及工作原理

七、教学策略

中职教育的目的是让学生学技能，考查学生是看能力。针对本课题重点和难点，同时为充分调动学生的学习主动性，加深学生对问题的理解，使专业课上得生动、有趣、高效，我选择和设计了以学为主的教学设计原则与教学策略，强调以学习者为中心、强调“情境”对课题的作用、强调“协作”学习、用各种信息资源支持“学”。

在“教”与“学”过程中主要采用如下策略： 1、教法设计

“教无定法，贵在得法”，本课题采用多种教学方法支持下的问题教学法，把教材的知识点以问题的形式呈现在学生的面前，以提出问题、分析讨论问题、解决问题为线索，让学生在寻求和探索解决问题的思维活动中，掌握知识、发展智力、为培养技能奠定理论基础，充分体现学生的主体地位，能有效地激发学生自主学习的主动性和积极性。

（1）多媒体课件

多媒体教学以其独有的画面生动、色彩鲜明、直观高效，在课堂教学中施展出独特的魅力。在教学中，我将自制的PPT课件引入课堂，像一条无形的链条，从课程开始到结束贯穿整个教学环节，多方面地辅助课堂教学，充分发挥其多种优越功能。通过教师进行PPT演示，培养学生的观察能力，使学生获得清晰、生动、形象的感性认识，加深对理论知识的理解和记忆，帮助学生形成正确的概念，对激发学生兴趣，吸引学生积极主动地参与课堂教学活动，高效利用有限的课堂时间效果十分显著。

（2）课堂板书

学生通过课堂板书，能够清楚地领会教学内容的思路和结构，掌握教学内容的重点和难点，牢固地保持对知识的记忆，为以后进一步提高学习能力奠定了基础。在条件允许的前提下，将传统板书和现代教学媒体呈现方式有机结合，互相取长补短，是非常好的教学方式。

（3）讨论式合作学习

小组合作讨论式学习是同学之间互教互学、彼此交流知识和情感的过程。通过让学生分组合作对某一内容进行讨论，营造民主和谐的课堂教学气氛，促进了学生交往能力的提高，培养了学生的创新精神、合作意识和团队精神，促进学生的全面发展。对于作为学习主体的学生来说，伴随着探究发现过程，或是伴随着问题解决过程，会将一些同学的思维导向一个新的领域，出现一些新的视角，使学生把被动学习变为主动参加，发展学生的多元智能，努力回归教育的本源，实现教育的科学发展。素质教育、创新教育的实质就是让学生能够自主学习，探究发现，合作学习，资源共享。通过小组合作学习，学生学习的主动性和积极性增强了，参与欲提高了，由过去的“要我学”的被动局面转变为今天的“我要学”、“我乐学”的自主学习局面。

（4）引入“蓝墨云班课”头脑风暴

在网络支持下，各讨论小组可以通过蓝墨云班课“头脑风暴”活动，利用手机将讨论结果及时、多次反复上传给教师，省去了大量汇报阐述的时间。讨论过程中，教师根据各组的讨论结果进行同步点评，重在鼓励，指出不足，提出建议，激发学生内能，提出更完美的结论。

2、学法设计

“授之以鱼”不如“授之以渔”，本课题教给学生的是围绕“提出问题──探究问题——解决问题──深化问题”的学习方法。

（1）问题学习法

带着问题去听课，有利于集中注意力，目的明确，这既是有意学习的要求，也是发现学习的必要条件。

（2）合作讨论法

用分组讨论的学习方式，来营造一个学生之间互动、老师与学生之间互动的合作情境，引导学生积极主动地想办法解决问题以及培养团队协作能力，使学生从合作中感受学习的乐趣。

（3）反思学习法

“学而不思则罔，思而不学则殆。”教师利用“得寸进尺”的问题深化，教给学生要在学习的基础上认真深入进行思考，把学习与思考结合起来。如果只是单纯记忆一些知识，而不通过思考加以消化，这只能是抽象的理解，抓不住事物要领。

（4）观察法

在教师演示过程中，学生带着问题进行观察，能启发思维、扩大感性认识、养成观察习惯，形成观察的灵敏性。

课前准备

【教师活动】

1、蓝墨云班课平台，上传《静、动态存储单元电路》的学习任务单。 2、上传课前微视频“场效应管的开关作用”和“电容的充放电”。

3.电容、场效应管实物图展示（让学生有个感性认识电子元件）。

【学生活动】

1. 根据学习任务单，借助网络、教学资源库等多种途径收集资料，并上传至云班课，与同学、老师相互沟通交流。

2. 观看课前微视频，交流学习“电容”和“场效应管的开关作用”的特性。 3. 学习《静、动态存储单元电路》。 【设计意图】

一是根据学习任务单引导学生自主学习，培养学生自学和收集整理信息的能力，自学的成果为课程实施创设情境。二是通过微视频，了解存储单元的工作原理。三是通过分析电路工作原理，确定A、B点的信息存取，并对比静态和动态存储单元的结构不同，

分析两者导致的性能的差别。

教学过程设计

1、教案首页

课题基本信息 课 题 教 材 授课班级 静、动态存储单元电路 高等教育出版社 武马群《计算机原理》 2015级计算机应用班 课 型 授课教师 班级人数 新授课 15人 课时分配 1学时 授课时间 2017年3月30日 授课地点 多媒体教室 教学内容和对象 课题来源：本课题选自中等职业教育课程改革国家规划新教材，由全国中等职业教育教材审定委员会审定通过，武马群主编的《计算机原理》第五章第二节：内存储器。 课题内容地位：本课程是计算机应用专业必修的专业基础课程，“静态和动态存储单元”电路分析是该课程唯一涉及到电路分析的一部分内容，这对培养计算机专业学生分析电路有很重要的意义。 课题内容作用：经过本课学习，有利于学生进一步了解存储单元电路的工作原理，知道计算机的中信息是如何存取的，并为后续存储体的构成打下基础。 知识结构：学生之前已经学习了计算机基础知识，对计算机的硬件结构和工作原理有一定了解。 性格特点：进入中职学习的学生入校成绩通常较低，他们没有正确的学习方法教材分析 学情分析 和良好的学习习惯，注意力容易分散，缺乏学习能动性，对新内容怀有“恐惧”心理，对于纯理论教学更是“敬而远之”。但他们有较强的自我表现意识和参与精神，对与生活实际相关的知识有兴趣，有从网络渠道搜索快速获得大量知识信息的能力。 1、结合教学安排和教学资源的实际使用情况，对教材内容顺序作出调整，将第五章的5.2.1的“随机存储器”中的第5点“动态随机存储器”提前与第1点“静态随机存储器”的内容进行合并，对比教学，“其他的内容”放于本节教材处理 课程之后。 2、本课题对教材进行拆分、合并进行，不但使内容更具对比性，而且能使学生更加清楚了解两者之间的区别。 大纲要求及教学目标设定 知识目标 了解静、动态存储单元电路工作原理 能力目标 1、初步培养学生的电路识图、分析能力。 2、掌握静、动态存储单元电路的组成及工作原理 素养目标 1、培养学生细致、认真的学习态度。 2、养成主动学习、拓展学习的精神。 教学重点与难点 教学重点 教学难点 教学关键 静、动态存储单元电路的组成及工作原理 静、动态存储单元电路的组成及工作原理分析。 通过电路的初步识图，培养学生分析思维。

教法与学法 教学方法 “任务驱动+教师讲授+多媒体课件+分析小结” 等多种教学方法支持下的问题教学法。 围绕“提出问题──探究问题——解决问题──深化问题”的“问题+讨论+反思+小结”的学习方法。 CPU的主要参数 学习方法 复 习、检 查 课后作业 1、观看“云班课”相关视频资源——动态单管存储单元电路，拓展所学知识。 2、完成“云班课”学习任务单中的习题，加强知识点的巩固。 3、观看“云班课”相关视频资源，预习存储体相关内容。

2、教学过程设计

教学环节 教师活动 1、创建“云班课”活动，要求学生说说两款CPU参数几乎一样，但为什么价格相差很多，并在“云班课”中提交原因。 学生活动 设计意图 时间分配 1、通过查阅资料，1、通过在“云班在“云班课”中提交查阅结果。 推送视频资源进行预习。 课”中提交查阅结果，督促学生联系实际，引发学习欲望。 络资源预习新知识，培养学生的自主学习能力。 集中学生注意力，不占用上课时间。 课前2、推送“云班课”视频资源——场效应管准备 开关作用、电容充放电以及静态、动态存储单元电路，便于学生随时预习。 2、观看“云班课”2、组织学生利用网 组织 师生问好，开启“蓝墨云班课”签到功能，利用“云班课”手。 机签到。 教学 落实缺勤情况，定时关闭签到功能，【PPT】展示P4 2.0A和C4 2.0两款CPU的图片。 【讲述】这两款CPU同为英特尔公司生产，工艺相同且主频和字长等参数都一样，但价格相差很大。 【引导】带领学生参照对比图，分析两者之间的参数异同点，及时肯定学生的积极表现。 【提问】通过前面的学习我们知道，衡量一调整上课状态。（规范手机在课堂上的使用） 2分钟 观看、倾听、思考 观看、思考 回忆、回答 跟随教师讲述 观看、倾听、思考 联系生活 引发兴趣 引导学生 积极参与 复习巩固 提出问题，激发学生探究欲望。 5分钟 提出问题 导入课题 款CPU性能高低的主要参数有主频和字长，但是影响CPU性能的参数还有那些呢？ 【讲述】CPU的主要参数有主频、字长、高速缓存等，尤其是高速缓存对CPU的性能影响很大。 【PPT】对比两者之前的不同点，为什么两者之间的缓存容量都不并不是很大，同规格的缓存容量相比较主存容量而言，几乎可以忽略，但是高速缓存成本为什么这么高呢？（那是因为构成“高速缓存”和“主存”的基本电路不同） 【引出课题】高速缓存：静态存储器，主存：动态存储器 【讲述】今天我们就一起来学习静态、动态存储单元电路，了解信息是如何存储在随机存储器内的。 【课题】静态、动态存储单元 【PPT】静态随机存储器(SRAM)的存储单元中MOS管的开关功能及电路符号 【布置】PPT展示同时，让同学们观察PPT上MOS管实物和电路符号的结构特点。 【讲述】MOS管是一种场效应器件，有源极(S)、栅极(G)和漏极(D)，栅极和源极、漏极都是绝缘的，如图所示。当栅极上加高电位时，栅极绝缘层下面的感应电荷，在源漏之间形成一个导电沟道，使管子导通，源漏电位相等。当栅上加低电位时，不能形成导电沟道，S，D不导通，管子截止。 【设问】计算机中的二进制信息在随机存储器中是如何保存的呢？ 【讲述】用6个MOS管子，可构成一个静态 观看PPT，简要了解场效应管 听讲、思考 思考、听讲 跟随教师讲述 观看教学视频 结合电路分析工作过程 结静态存储单元 切入动态存储单元电路 特别要重点说明的是栅极有电压，即S极和D极就导通，无电压截止。 与生活中的门开关作用相比较类似，学生易于接受，便于识读实际电路。 利用预先通知提问的手段来集中学生注意力，加强授课效果。 板书：课题 结合视频，在分析工作过程了解信息的存储，便于学生接受。 通过小结，进一步了解该存储单元的工作特点。 教师讲述，直接过渡切入动态存储单元电路 30分钟 讲授 的存储单元，存储一位二进制信息。引入静新课 态存储单元电路二级课题。 探究【课题】1、静态存储单元电路 问题 【PPT、微课、讲述】PPT展示，6管MOS静态存储单元电路图，演示结构组成情况，强调MOS管的开关功能。同时提醒学生“要集中注意力， 看清各MOS管之间的连线和MOS管的导通截止状态”。 【提问、引导】提问MOS的导通和截止是由那个来决定的？引导学生结合PPT讲解分析写入、保持和读出时1和0信息时，各MOS管的工作情况。 【PPT、总结】结合PPT总结6管MOS静态引导学生进行小结得出该电路的一些特性：保持的信息状态是否稳定、是否是破坏性读出等。） 【讲述、过渡课题】：静态SRAM是用双稳态触发器来存储信息；而动态DRAM则是依赖于电容充电电荷来存储信息的。通过刚才的分析，我们了解了静态存储单元电路（高速缓存），那接下来我们学习下动态存储单元存储单元电路工作特点。（教师结合电路图，紧跟教师引导，小如：组成、定义、工作过程、信息存储部件、电路特点。 电路。 【课题】2、动态存储单元电路 【PPT、讲述】组成动态单元电路的有4管方案、3管方案和单管方案，以4管为例来进行分析。 PPT展示4MOS管动态存储单元电路图。 【引导】比较6管静态和4管静态存储单元电路图看下异同点。 【讲述】4个MOS管单元电路是由6管SRAM电路基础上发展而来的。增加了电容，了解电容具有充电放电特性（课前视频或动画）。 【PPT、微课、讲述】PPT展示，4管MOS动态存储单元电路图，演示结构组成情况，强调电容的充电放电过程。提醒学生要注意MOS管的导通截止和电容充电放电过程及保持电荷的状态”。 【提问、引导】提问动态存储单元电路，要始终有电源维持吗，A、B点的状态是由那个来维持的？引导学生结合PPT讲解分析写入、保持和读出时1和0信息时，各MOS管和电容的工作情况。 【PPT、总结】结合PPT总结4管MOS动态存储单元电路工作特点。（教师结合电路图，引导学生对照静态电路分析进行小结得出该电路的一些特性：如：定义、信息存储部件、保持的信息状态是否稳定、是否是破坏性读出等。） 我们了解了静、动态存储单元的工作原理，试着说说静、动态存储器的优、缺点？ （教师汇总学生搜集信息）  静态RAM（SRAM） 由MOS电路构成的双稳触发器保存二进制信息； 优点：访问速度快，只要不掉电可以永久保存信息； 缺点：集成度低，功耗大，价格高；  动态RAM（DRAM） 由MOS电路中的栅极电容保存二进制信息； 优点：集成度高，功耗约为SRAM的1/6，价格低； 缺点：访问速度慢，电容的放电作用会使信息丢失，要长期保存数据必须定期刷新存储单元； 通过与刚学习的静态存储电路相比较，看看有那些改变，让学生分析思考？ 倾听、思考 回忆、思考 集中注意力 观看视频 使用手机上网查 跟随教师引导，小结静动态存储器的特点。 板书：课题 课前预备知识要充分准备，新课需要相应的知识储备。 利用预先通知提问的手段来集中学生注意力，加强授课效果。 结合视频，在分析工作过程了解信息的存储，便于学生接受。 通过小结，进一步了解该存储单元的工作特点。 在收集相关知识信息的过程，锻炼学生从互联网获取信息的能力，同时也会加深对该电路特性理解的。 倾听、思考、分析 询，云班课内提交 【比较】比较静态和动态存储单元电路特点，我们不难理解，为什么高速缓存速度快，功耗高，价格高，面动态随机存储器，速度较慢，功耗低，单位价格也相对较低。 【讲述】特别指出的是当社会的科技进步，都在朝高速、低能耗方面发展，而我们平时在生活中也要注意节能减耗，尽量减少能源浪费。（如家用电器待机） 组成动态单元电路的有4管方案、3管方案和单管方案，最常用的是单管方案。 3、单管MOS存储单元 尽管教材中没有单管相应的内容，但为了学习的系统性，（让学生到更清楚认识到动态存储电路简单、节省器件、制造成本低、易集成等特性）因些有必要让学生学习了解，进行对比。 【分组讨论】动态存储单元上电容电荷存在泄漏，每隔几毫秒就要补充电荷进行刷新操这一方法是否可取，说说理由？ 【PPT】利用表格让学生完成对比静态和动态存储单元，完成后利用手机提交作业。 教师讲述 倾听、思考 培养学生比较、分析的能力。结合实际，突出分析意义。（理论联系实际） 节能环保 意识渗透 锻炼学生的自学能力 教师根据各组的讨论结果进行同步点评，指出不足，提出建议，择优点赞，激发学生内能，提出更完美的结论。 在前面所学知识的基础上，根据在“资源库”内推送的资源，这部分内容可让学生课后自学，按照学习任务单完成该电路分析过程。 利用手机将讨论结果及时、多次反作，为了减少刷新次数，我们加大电容容量，复上传给教师。 课堂 【课堂总结】结合PPT板书，总结静态动态相对应，让学生参倾听，并在教师带总结 存储单元电路电路结构、工作原理和特性。 与总结，疏理知识领下疏理知识点。 解决 点，使知识系统问题 化。 总结与学习目标5分钟