基于多媒體模擬實驗，開展信息技術教學實踐

馮巨恒

摘 要：多媒體模擬實驗具有逼真直觀、生動形象等特點，越來越被廣泛應用于自然學科的教學實踐中。將以初中信息技術課中“計算機硬件及工作原理”一節為例，探討基于多媒體模擬實驗開展信息技術教學實踐的方法過程，并分析其教學反思，旨在提高信息技術教學質量。

關鍵詞：多媒體模擬實驗；信息技術教學；實踐

多媒體模擬實驗指的是利用計算機多媒體技術模擬真實現象或實驗現象，以探求規律，要求學生通過一系列操作和實驗建立模型，或在給定的模型條件下檢驗其適用范圍并進行模型修正。多媒體模擬實驗有著逼真直觀、生動形象、經濟安全等諸多優點，被廣泛應用于物理、化學、生物等自然學科的教學實踐中。信息技術作為一門新興且信息更新較快的學科，在教學手段與教學方法上也應不斷去創新。信息技術課堂中，傳統的上機操作并非學生學習知識的固有模式，也不是學生掌握技能的唯一方法。在合適的教學內容中恰當運用多媒體模擬實驗進行教學，往往能夠取得意想不到的效果。本文將以初中信息技術課中“計算機硬件及工作原理”一節為例，探討基于多媒體模擬實驗開展信息技術教學實踐的方法過程，并分析其教學反思。

一、多媒體模擬實驗教學適用于本節教學內容

“計算機硬件及工作原理”這一節內容講述的是計算機的基本知識，包括基本組成、軟硬件常識等以及計算機工作的一般原理。初一學生普遍能夠熟練使用計算機進行一些常用操作，但是對于計算機的內部組成結構仍然是一知半解，而對計算機的工作原理更是一無所知。要想讓學生對計算機內部組成結構和工作原理有更深入的了解，達到預期的教學目標，最好的方法是通過計算機組裝的具體實驗來實現。但現實情況是信息技術學科并不像物理、化學等學科那樣有專門的實驗室、實驗設備和實驗儀器等，學校往往只有用于上課的普通計算機房和普通計算機，不可能提供專門的計算機實驗室和足夠的用于實驗操作的計算機部件。那怎么辦呢？在此情況下，多媒體模擬實驗可以“大顯身手”了。

1.模擬真實的實驗環境，經濟、環保

通過計算機多媒體技術制作模擬實驗軟件，將實驗過程中所需要的環境以及計算機各部件虛擬出來，例如220V電壓電源、計算機主板、CPU、硬盤等。學生通過使用鼠標以及鍵盤對軟件進行操作，完成計算機組裝過程。這樣就不需要專門的計算機實驗環境和大量的計算機實驗部件，既能節約成本，又能減少實驗造成的污染。

2.模擬真實實驗操作，安全、省時

學生在完成計算機組裝后是要對計算機進行通電開機測試的，如果在真實的實驗過程中沒有老師的指導，就要花費不少時間，并且具有一定的危險性。多媒體模擬實驗能模擬加電測試環境，并且能把測試信息反饋給學生，幫助學生找出其中操作錯誤的地方，直到完成實驗。這樣的實驗，既保障了實驗的安全性，又節省了時間。

二、多媒體模擬實驗設置及實施

“計算機硬件及工作原理”一節教學需要2個課時來完成。教師共設置了兩個模擬實驗，第一個實驗是讓學生認識計算機常見硬件，并學會分類；第二個實驗是讓學生完成簡單計算機硬件組裝，了解計算機工作一般原理。兩個模擬實驗軟件都是由教師利用Flash軟件及通過腳本設計而成的。軟件界面友好，操作簡單，交互性好。

（一）實驗一（第1課時）：認識計算機常見硬件

1.實驗設計

（1）實驗目的與任務：熟識計算機的五大功能部件。通過鼠標點擊圖片了解常見的計算機硬件知識，通過拖曳的方法把常見的計算機硬件放到五大部件分類容器中。

（2）實驗原理：不管哪種類型的計算機，組成計算機硬件的基本部件都包括存儲器、運算器、控制器、輸入設備、輸出設備五大部件。五大部件各有各的功能作用，共同組成了計算機硬件系統，缺一不可。

（3）實驗裝置：利用Flash軟件及腳本編程設計而成的多媒體模擬實驗交互軟件（單機版），通過計算機操作完成。

（4）實驗結果要求：能準確說出常見計算機硬件的名稱、分類及其基本功能，能把常見的計算機硬件放到五大部件分類容器中，能準確計算出存儲容量的不同單位之間的數值轉換。

2.課堂組織及實施過程

教師先組織學生自主學習課本內容10分鐘，讓學生對課本知識有所了解，然后把模擬實驗軟件發送給每一個學生的電腦上，在演示簡單的操作方法后，讓學生按照要求獨立完成實驗。學生在操作過程中，教師巡堂，并給予學生適當指導，并掌握實驗過程的總體情況。

3.教學評價方式

（1）在完成模擬實驗后，軟件提供一個計算機存儲容量轉換計算練習，以測試學生學習效果。例如：3MB=（ ）B；2KB可存放（ ）個漢字等。

（2）另外，在操作完軟件后，教師在講臺上按順序放了主板、硬盤、內存條、CPU、光驅等幾個常見的計算機硬件實物，讓學生觀察，并完成下表：

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（二）實驗二（第2課時）：組裝計算機

1.實驗設計

（1）實驗目的與任務：了解計算機基本工作原理。按照計算機硬件組裝流程圖，通過鼠標點擊以及拖曳的方法把計算機硬件組裝在一起，并進行通電開機測試。若開機不成功則根據軟件的反饋信息進行修正，直到成功為止。

（2）實驗原理：計算機的基本工作原理——馮·諾依曼“存儲程序”的工作原理，如圖1。

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圖1

其中，計算機硬件組裝流程圖如圖2。

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圖2

（3）實驗裝置：利用Flash軟件及腳本編程設計而成的多媒體模擬實驗交互軟件（單機版），通過計算機操作完成。

（4）實驗結果要求：能說出計算機的基本工作原理，能完成計算機組裝并實現成功開機。

2.課堂組織及實施過程

教師在向學生講授完計算機基本工作原理后，將學生分成若干小組，每小組兩人。教師把模擬實驗軟件分發給學生，演示基本操作方法，讓學生進行小組合作，積極探索，共同完成模擬實驗。學生在操作過程中，教師巡堂，并給予適當指導，并掌握實驗過程的總體情況。

3.教學評價方式

（1）為增強實驗的趣味性和學生學習的積極主動性，教師特意在模擬實驗軟件中添加了一個實驗成績得分項。當學生完成實驗時，軟件會根據學生完成的時間以及需要安裝提示的次數等來計算出一個得分，總分是100分，沒有進行任何安裝操作的得0分。得分也直接反映出學生完成實驗的效率。

（2）理論是要結合實踐的。課前，教師準備好了一臺真實計算機的部件，在學生完成模擬實驗后抽取得分最高的那個小組的同學來進行真實計算機組裝，以檢驗學生學以致用的學習效果。教師在一旁進行適當指導，其他小組同學觀察、思考。

三、教學反思

1.教學效果分析

（1）“計算機硬件及工作原理”這一節的教學重點是熟識計算機的五大功能部件，教學難點是對計算機的工作原理的了解。通過模擬實驗開展本節的教學，輕松地突破教學重點、難點，順利完成教學任務。通過第1課時的學習，學生基本掌握了計算機五大功能部件的知識，都能順利完成模擬實驗一，準確完成教學評價中的檢驗；通過第2課時的學習，學生基本了解計算機的工作原理，大部分學生都能完成模擬實驗二，而通過老師的指導，進行真實計算機組裝實驗的學生最后也能完成任務。

（2）本節課的教學打破了傳統教學模式，注重模擬實驗與實踐的結合，注重學生的自主學習，加強了學生探索、求知、研究欲望，取得了較好的教學效果。學生在做模擬實驗的過程中，表現出極為濃厚的興趣，探索求知欲被充分激發，或通過獨立思考，或通過小組合作完成實驗，最后通過實踐的檢驗，達到學以致用的效果。

2.需要注意的問題

（1）多媒體模擬實驗只是一種實驗教學的輔助手段，基于多媒體模擬實驗開展信息技術教學實踐不能一味地熱衷于在計算機上模擬操作而忽視學生的實際操作，只有與傳統實驗手段相結合，才能調動學生的各種感覺系統，取得最佳的學習效果。如，在模擬實驗二中，模擬實驗只是模擬計算機安裝的一般過程的步驟，并沒有對其中的一些細節方法進行模擬，而在真實的組裝過程中這些細節方法是必須的，不能忽略的。在模擬實驗后進行的真實計算機組裝過程中，倘若沒有老師在旁的指導，恐怕學生也將難以完成任務。

（2）實驗是學生獲取知識的重要途徑之一。運用多媒體模擬實驗進行教學要適當，不能濫用。因為多媒體模擬實驗畢竟不是真實的實驗，在學生眼中它可信度并不高，如果在信息技術教學中長期要學生接受他們所懷疑的信息，那么必然也會使他們喪失質疑、創新的意識，不利于學生動手能力和求實創新能力的培養。因此，在信息技術教學中不能“為用而用”多媒體模擬實驗，必須把握“適”字原則，即適時，適量，適度。

利用多媒體技術手段進行教學有一定的優勢，在信息技術教學實踐中，基于多媒體模擬實驗開展教學要揚長避短，恰當運用，教學效果才能事半功倍。