《計算機組成原理》課程多媒體教學實踐與探討

摘要:《計算機組成原理》課程教學中使用多媒體技術，能解決教學中存在的一些問題，課程中非常抽象的原理和指令、程序，要用很直觀的形式表現(xiàn)出來，使學生在短時間內(nèi)掌握這些概念，獲得好的學習效果，從而改變傳統(tǒng)教學模式存在的問題。強調(diào)從教學手段的改革入手，以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力、交流能力和協(xié)作能力，并針對計算機技術更新快的問題提出改革教學內(nèi)容以適應社會需求的看法。

關鍵詞:多媒體;計算機組成原理;實驗教學

一、 引 言

《計算機組成原理》這門課程是計算機專業(yè)學生的核心硬件課程，屬于必修的專業(yè)基礎課，在人才培養(yǎng)目標的定位上起著舉足輕重的作用。它既有自身的理論體系，又有很強的實踐性。該課程要求學生在熟悉計算機各功能部件的基本組成及工作原理的基礎上，掌握計算機的工作過程及各部分之間的聯(lián)系，明確數(shù)據(jù)流和控制流在機內(nèi)的流動，從而建立起整機概念，為學習其他專業(yè)基礎課和專業(yè)課打下一個良好的基礎，并通過面向問題求解能力的培養(yǎng)提高學生的創(chuàng)新能力。在教學過程中普遍反映難教、難學，概念比較抽象。同時其教學內(nèi)容難以通過課堂講授和硬件實驗被理解掌握，現(xiàn)有硬件實驗裝置也達不到全面培養(yǎng)學生能力的目的。我在學校教授《計算機組成原理》課程已有三個學期，針對本課程特點，我認為要上好計算機組成原理這門課，可以從教學手段方面進行改革。要加大實驗教學的力度，切實加強理論與實踐的聯(lián)系以幫助學生提高學習興趣，加深對各部件工作原理的認識。

二、 應用多媒體技術來處理教學中存在的問題

(1)引入多媒體課件的必然性。從第一臺計算機的誕生迄今，計算機系統(tǒng)飛速發(fā)展，它的硬件和軟件不斷更新。該課程理論上需要補充許多相關的內(nèi)容，如再采用傳統(tǒng)的板書，勢必無法完成本課程的教學任務。因此很有必要采用多媒體教學手段，提高授課效率，加大課堂信息的輸出量;而且采用多媒體課件形象直觀地表達課程中的重點難點，有利于學生集中精力于知識的理解，可避免抄筆記造成的精力分散。比如在講指令系統(tǒng)時，傳統(tǒng)的教學就是老師在黑板上描述出內(nèi)存的形象，用不同顏色的筆來畫出指令執(zhí)行前后的不同。老師講得費勁，學生聽得暈乎!后來隨著幻燈片、投影儀、VCD等輔助教學的啟用，雖帶來了一定的改善，但還是解決不了“填鴨式”的教學。它們?nèi)狈`活的交互功能，對那些看不見、摸不著的指令和執(zhí)行順序難以理解，部分學生對此失去了學習興趣。隨著多媒體計算機的產(chǎn)生，多媒體技術以其形象、生動、多動能、動態(tài)演示等新穎的特點，給老師提供了最好的教學手段，給學生提供了全新的學習方法，有效地激發(fā)了學生的學習興趣。

(2)使用多媒體教學手段制作課件。針對《計算機組成原理》課程知識面廣、內(nèi)容多、難度大的特點，要求教師要充分備課，對基本概念和各部件的工作原理要清楚，講課時要具有較強的系統(tǒng)性。要將多媒體教學與傳統(tǒng)教學方式相結合。我使用Authorware和Flash的軟件制作了《計算機組成原理》課程部分章節(jié)的課件。課件以多媒體的方式把書本內(nèi)容表現(xiàn)出來，使學生可以清晰地學會課件里所講解的內(nèi)容，激發(fā)他們的學習興趣和想象力，充分發(fā)揮他們的學習積極性和創(chuàng)造性。比如我在用課件上課時，他們很有興趣地問我課件是如何做出來的。我把相關的軟件告訴他們，他們很有興趣。教師通過多媒體可以非常形象直觀地講述清楚過去比較抽象、難以理解、語言不易描述、某些規(guī)律難以捕捉、需要學生反復練習的課程內(nèi)容等，而且學生可以更形象地去理解和掌握相應的教學內(nèi)容。

(3)多媒體技術的設計提供了一個“互動”的教學環(huán)境。交互性是多媒體的一大特性和優(yōu)勢。多媒體從本質(zhì)上說，就是對信息進行數(shù)字化處理和交互式處理。人機之間缺少“友好”的交往，嚴格來說還稱不上多媒體。多媒體課件的交互性大體表現(xiàn)在以下四個方面:一是檢索方便。無論你需要哪一個課件，哪一部分內(nèi)容，只要一按鼠標，計算機就會把你需要的內(nèi)容推送到你的面前。二是控制速度。實際過程發(fā)生在瞬間，然而，為了講清原理，必須分解動作，多媒體能夠完全受控地適宜于不同的教師與學生，可以放慢運動速度，也可以加快，可以分解動作，也可連續(xù)運作。三是分步提示。學生采用多媒體課件自學或解答某些難題時，計算機能分步提示學生，按照不同學生的不同學習進度，循序漸進，引導和指導學生學習。四是自動批閱試題。計算機能隨機出題，對于學生的解答能立即批閱，給學生及時反饋，及時解決疑難問題，極大地提高學生的學習興趣，有利于學生生動活潑主動地學習，為個別化教學和因材施教提供了條件。在傳統(tǒng)的教學環(huán)境中，往往是學生被動地接受知識，要激發(fā)學生的學習積極性，必須創(chuàng)造一個“互動”的教學環(huán)境。在課堂教學中讓學生活起來，充分發(fā)揮主體作用，變“坐”中學為“做”中學。現(xiàn)有傳統(tǒng)教學手段無法直觀、形象地描述計算機內(nèi)部組成的工作過程和原理。由于電路的集成度越來越高，很多部件和電路往往被封裝在一個芯片內(nèi)。學生不能很好地理解教學內(nèi)容，往往依賴于死記硬背。而計算機科學與其他學科不同，它是一門快速發(fā)展的學科，3～4 年就淘汰一代產(chǎn)品。如果學生不是從原理上理解教學內(nèi)容，幾年以后其知識就會被淘汰。

三、 使用多媒體技術加強實驗教學的環(huán)節(jié)

計算機組成原理實驗課程為將書本知識應用于實踐提供一個訓練環(huán)境，使學生在課堂上所設計的單部件或整機系統(tǒng)能在實驗中得以實現(xiàn)，從而培養(yǎng)學生的實際動手能力和分析問題、解決問題的能力。①比如在介紹實驗操作方法時，其教學目標是為了使學生掌握各實驗器件連接方法和步驟，所以使用視頻媒體表述最為清楚、直觀。而介紹實驗內(nèi)容和設備組成時，教學目標是使學生了解實驗裝置的構成、位置、功能等，所以使用配音動畫媒體比較合適。②又如在黑板上展示實驗儀器會使學生感覺到很枯燥，分組講解又使教師感覺到工作量特別大而且很抽象。所以，實驗前首先通過顯示屏以圖片的形式介紹實驗儀器，能使學生將抽象思維變形象思維;其次介紹與學生所選實驗內(nèi)容有關的模塊的圖片和框圖，附上文字說明及聲音講解;再次介紹實驗步驟和實驗要求;最后為了能讓學生了解實驗過程中數(shù)據(jù)的流動通路，可利用多媒體軟件動畫的特點將實驗過程中每一步的信息流動的過程以生動形象的方式展示在學生面前，這一點在演示整機的工作過程時尤為重要，它可讓學生更清楚地了解實驗的進行過程和實驗結果、更好地掌握集成電路的使用。采用這種方式向學生傳授知識，比教師在傳統(tǒng)的黑板上書寫板書更直觀、更形象、更具有吸引力、更能發(fā)揮學生的能動性、提高學生的學習興趣，使本來枯燥乏味的教學變得生動活潑、本來很抽象的概念變得十分明確、本來很復雜的關系變得十分簡單、本來難以想象的問題變得十分直觀了。③《計算機組成原理》是一門理論結合實際、培養(yǎng)學生動手能力和解決實際操作能力的課程，在學科中占有重要地位。學生在學完“指令系統(tǒng)和匯編語言格式”后就要開始由淺入深地編寫小程序段，并在計算機上運行。在實驗課件中，也加入了用DEBUG調(diào)試程序做的很多小程序，并從DEBUG的每一條命令的運用讓學生們了解和掌握DEBUG的功能，加強他們自己動手編程序、自己動手調(diào)試程序的能力。

21世紀是迎接知識經(jīng)濟挑戰(zhàn)的時期，實現(xiàn)課堂教學素質(zhì)化，使用多媒體技術制作高質(zhì)量的教學軟件，是創(chuàng)造性人才培養(yǎng)的需要，也是課堂融入教育改革的需要。創(chuàng)新是一個民族進步的靈魂，是一個國家興旺發(fā)達的不竭動力。立足課堂進行“課堂革命”，積極培養(yǎng)具有創(chuàng)造能力和創(chuàng)新精神的人才，這是知識經(jīng)濟時代對我們每一個教師發(fā)出的呼喚。

(江陰職業(yè)技術教育中心校)