“任務驅動”教學法在《計算機系統結構》教學中的應用

王 治

[摘要]《計算機系統結構》課程是一門實踐性很強、具有明顯的與計算機硬件結合緊密特點的課程。在《計算機系統結構》課程教學中,充分應用“任務驅動”的方法,使得學生在教師的組織引導下,用不同的方法完成 “任務”,教學效果良好。

[關鍵詞]任務驅動任務《計算機系統結構》教學自主學習

中圖分類號:G42文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)1110155-01

一、“任務驅動”法的概念及其意義

所謂“任務驅動”就是在學習的過程中,學生在教師的幫助下,緊緊圍繞一個共同的任務活動中心,在問題動機的驅動下,進行自主探索和互動協作的學習,并在完成既定任務的同時,引導學生產生一種學習實踐活動。“任務驅動”是一種建立在建構主義教學理論基礎上的教學法,要求“任務”的目標性和教學情境的創建,使學生帶著真實的任務在探索中學習。

“任務驅動”教學法適用于培養學生的獨立分析問題、解決問題和動手創新能力的能力。任務在“驅動”教學中要體現以“學生為中心、教師為主導”的教學策略,要求師生改變傳統的觀念和角色。學生在學習中起主導作用,教師在教學中起引導、控制、咨詢的作用。“任務驅動”教學法符合計算機系統的層次性和實用性,提出了由表及里逐層深入的學習途徑,便于學生循序漸進地學習知識和技能。

二、驅動任務的有效設計

《計算機系統結構》課程是一門實踐性強且與計算機硬件結合緊密特點的課程。在該課程教學中,學生在教師的組織引導下,用不同的方法完成活動“任務”,其思維技能得到鍛煉。

在設計“任務”時,必須考慮到學生現有的知識結構和能力水平。其認知目標一般可以采用了解、理解、掌握三個層次。了解指能夠記住或復現已學過的知識和操作方法。理解指對已經學習過的知識及操作方法,能用自己的語言進行表述、判斷和運用;掌握指能用所學過的知識和法去解決簡單問題。操作目標一般可以采用初步學會、學會、熟練三個層次的學習水平。在本課程中,初步學會指能理解基本的硬件工作原理;學會指能進行硬件分析并且能完成實驗;比較熟練指能夠按要求設計硬件電路并且在做實驗時能有錯誤能立即自我糾正。因此,筆者設計如下任務:

第一個任務:計算機的硬件組成

1.組成計算機的五大基本部件是什么?并簡述各部分的功能(確定整個課程的教學主線索)。2.總結:符合五大部分組成結構及工作原理的計算機稱作:馮·諾依曼體系結構的計算機,也是研究對象。

第二個任務:中央處理器的功能及原理

1.中央處理器在整個計算機系統中的地位是怎樣的?(明確定義)。2.中央處理器能完成哪些運算?如何完成?(引導出結構:運算器和控制器。運算器在控制器的時序信號的控制下完成算術和邏輯運算)。3.為了完成運算,數據格式如何規定?(引導出數據的二進制表示方法)。4.運算的具體實現過程及軟硬件的支持是怎樣的?

第三個任務:計算機存儲器的功能及原理

1.為什么需要存儲器?2.動態隨機存儲器如何能保存和輸出數據?3.ROM如何保存數據?它克服了RAM的哪些不足?4.操作系統如何管理存儲器?如何提高存儲器的訪問速度?

第四個任務:計算機總線系統的結構和功能

1.什么是總線?為什么需要總線?2.總線的結構是怎樣的?衡量的參數有哪些?3.PCI總線有什么特點?

第五個任務:計算機輸入/輸出(I/O)系統組成

1.為什么需要I/O系統?I/O設備如何與總線連接?2.I/O設備有哪些?衡量的性能參數有哪些?

三、根據任務構建高效的“任務驅動”教學模式

(一)創設情境、提出任務。在課程的任務提出過程中,筆者利用多媒體計算機,將上述設計的問題全部提出。這種學習任務使學生在情境中探索實踐,激發學生聯想、判斷,從而加深對問題的理解。

在使用任務驅動法教學時,首先向學生布置本課程、本單元的學習任務,要求學生帶著任務或帶著問題去學習,以探索問題來引起和維持學生的學習興趣和動機。

(二)分析任務。提出任務之后,筆者并不急于講解,而讓學生分析任務,提出完成任務需要做哪些事情,即提出問題。提出的問題中,對于已經學習過的問題學生自己就會給出解決方案;另一些是沒有學習過的,即穩含在任務中的新知識點,這也正是這個任務所要解決的問題。在學生最初還沒有適應這種教學方式時,筆者給予適當的提示。根據實際情況,提出問題時,要采用先粗后細,逐步求精的方法。對于一些學生只有親自做到那一步才有可能提出問題,在完成任務的過程中再去解決。

(三)探索研究。問題提出后,學生可以先通過自主探索或者互助協作開展探究活動。然后,圍繞主題查閱資料,嘗試探索,完成對問題的理解、知識的應用和意義的建構。最后,進行課堂講解和進一步討論以及課程實驗完成教學任務。在完成任務的過程中,學生還會提出這樣那樣的問題,教師要隨時解答學生提出的問題。

(四)評價檢查。根據《計算機系統結構》課程的特點,應關注學生參與教學活動的態度,解決問題的能力和創造性,以及獲取知識的經驗與教訓,使其真正得到提高。不應過多地看重學生所獲得知識的對與錯。筆者的做法是,每個學生每完成一個任務,都必須交流展示,大家討論評點,及時對學生的學習情況做出反饋。評價的內容包括:是否完成了對新知識的理解、掌握、熟練應用;學生自主學習的能力;同學間相互協作的能力;創造性解決問題的能力等。

四、總結

基于“任務驅動”的教學模式有很多種,在實際教學中需按不同的情況區別對待。在《計算機系統結構》課程中體現“任務驅動”教學法,就是讓學生在一個個典型的硬件工作原理和硬件處理“任務”的驅動下展開教學活動,引導學生由簡到繁、由易到難、循序漸進地完成一系列“任務”,從而得到清晰的思路、方法和知識的脈絡,在完成“任務”的過程中,培養分析問題、解決問題以及掌握計算機硬件工作和處理信息的原理。在這個過程中,學生進一步理解計算機軟件和硬件的協同工作機制,從而更大地激發他們的求知欲望,逐步形成一個從硬件結構到硬件對軟件運行支持,進而改良硬件和設計硬件的良性循環,從而培養出自學能力。

參考文獻:

[1]馮毅,《任務驅動教學法的應用》,《成都教育學院學報》,2003,Vol.17,No.7,P.27-28.

[2]鄧家宏,《試論基于任務驅動的信息技術課程教學法》,《四川教育學院學報》,2005,Vol.21,No.z1,P.170-171.

[3]苗玥,《任務驅動教學法在Visual Basic課程中的應用》,《電腦知識與技術(技術論壇)》,2005,No.12,P.222-224.

[4]梅君芬,《對英語任務驅動型教學方法的認識與思考》,《江西教育科研》,2004,No.6,P.39-41.