“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”教學(xué)法在《計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》教學(xué)中的應(yīng)用

王 治

[摘要]《計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)、具有明顯的與計(jì)算機(jī)硬件結(jié)合緊密特點(diǎn)的課程。在《計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)中,充分應(yīng)用“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”的方法,使得學(xué)生在教師的組織引導(dǎo)下,用不同的方法完成 “任務(wù)”,教學(xué)效果良好。

[關(guān)鍵詞]任務(wù)驅(qū)動(dòng)任務(wù)《計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》教學(xué)自主學(xué)習(xí)

中圖分類號(hào):G42文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1671-7597(2009)1110155-01

一、“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”法的概念及其意義

所謂“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”就是在學(xué)習(xí)的過(guò)程中,學(xué)生在教師的幫助下,緊緊圍繞一個(gè)共同的任務(wù)活動(dòng)中心,在問(wèn)題動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下,進(jìn)行自主探索和互動(dòng)協(xié)作的學(xué)習(xí),并在完成既定任務(wù)的同時(shí),引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生一種學(xué)習(xí)實(shí)踐活動(dòng)?！叭蝿?wù)驅(qū)動(dòng)”是一種建立在建構(gòu)主義教學(xué)理論基礎(chǔ)上的教學(xué)法,要求“任務(wù)”的目標(biāo)性和教學(xué)情境的創(chuàng)建,使學(xué)生帶著真實(shí)的任務(wù)在探索中學(xué)習(xí)。

“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”教學(xué)法適用于培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題和動(dòng)手創(chuàng)新能力的能力。任務(wù)在“驅(qū)動(dòng)”教學(xué)中要體現(xiàn)以“學(xué)生為中心、教師為主導(dǎo)”的教學(xué)策略,要求師生改變傳統(tǒng)的觀念和角色。學(xué)生在學(xué)習(xí)中起主導(dǎo)作用,教師在教學(xué)中起引導(dǎo)、控制、咨詢的作用?！叭蝿?wù)驅(qū)動(dòng)”教學(xué)法符合計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次性和實(shí)用性,提出了由表及里逐層深入的學(xué)習(xí)途徑,便于學(xué)生循序漸進(jìn)地學(xué)習(xí)知識(shí)和技能。

二、驅(qū)動(dòng)任務(wù)的有效設(shè)計(jì)

《計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》課程是一門實(shí)踐性強(qiáng)且與計(jì)算機(jī)硬件結(jié)合緊密特點(diǎn)的課程。在該課程教學(xué)中,學(xué)生在教師的組織引導(dǎo)下,用不同的方法完成活動(dòng)“任務(wù)”,其思維技能得到鍛煉。

在設(shè)計(jì)“任務(wù)”時(shí),必須考慮到學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力水平。其認(rèn)知目標(biāo)一般可以采用了解、理解、掌握三個(gè)層次。了解指能夠記住或復(fù)現(xiàn)已學(xué)過(guò)的知識(shí)和操作方法。理解指對(duì)已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的知識(shí)及操作方法,能用自己的語(yǔ)言進(jìn)行表述、判斷和運(yùn)用;掌握指能用所學(xué)過(guò)的知識(shí)和法去解決簡(jiǎn)單問(wèn)題。操作目標(biāo)一般可以采用初步學(xué)會(huì)、學(xué)會(huì)、熟練三個(gè)層次的學(xué)習(xí)水平。在本課程中,初步學(xué)會(huì)指能理解基本的硬件工作原理;學(xué)會(huì)指能進(jìn)行硬件分析并且能完成實(shí)驗(yàn);比較熟練指能夠按要求設(shè)計(jì)硬件電路并且在做實(shí)驗(yàn)時(shí)能有錯(cuò)誤能立即自我糾正。因此,筆者設(shè)計(jì)如下任務(wù):

第一個(gè)任務(wù):計(jì)算機(jī)的硬件組成

1.組成計(jì)算機(jī)的五大基本部件是什么?并簡(jiǎn)述各部分的功能(確定整個(gè)課程的教學(xué)主線索)。2.總結(jié):符合五大部分組成結(jié)構(gòu)及工作原理的計(jì)算機(jī)稱作:馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī),也是研究對(duì)象。

第二個(gè)任務(wù):中央處理器的功能及原理

1.中央處理器在整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的地位是怎樣的?(明確定義)。2.中央處理器能完成哪些運(yùn)算?如何完成?(引導(dǎo)出結(jié)構(gòu):運(yùn)算器和控制器。運(yùn)算器在控制器的時(shí)序信號(hào)的控制下完成算術(shù)和邏輯運(yùn)算)。3.為了完成運(yùn)算,數(shù)據(jù)格式如何規(guī)定?(引導(dǎo)出數(shù)據(jù)的二進(jìn)制表示方法)。4.運(yùn)算的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程及軟硬件的支持是怎樣的?

第三個(gè)任務(wù):計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器的功能及原理

1.為什么需要存儲(chǔ)器?2.動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器如何能保存和輸出數(shù)據(jù)?3.ROM如何保存數(shù)據(jù)?它克服了RAM的哪些不足?4.操作系統(tǒng)如何管理存儲(chǔ)器?如何提高存儲(chǔ)器的訪問(wèn)速度?

第四個(gè)任務(wù):計(jì)算機(jī)總線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能

1.什么是總線?為什么需要總線?2.總線的結(jié)構(gòu)是怎樣的?衡量的參數(shù)有哪些?3.PCI總線有什么特點(diǎn)?

第五個(gè)任務(wù):計(jì)算機(jī)輸入/輸出(I/O)系統(tǒng)組成

1.為什么需要I/O系統(tǒng)?I/O設(shè)備如何與總線連接?2.I/O設(shè)備有哪些?衡量的性能參數(shù)有哪些?

三、根據(jù)任務(wù)構(gòu)建高效的“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”教學(xué)模式

(一)創(chuàng)設(shè)情境、提出任務(wù)。在課程的任務(wù)提出過(guò)程中,筆者利用多媒體計(jì)算機(jī),將上述設(shè)計(jì)的問(wèn)題全部提出。這種學(xué)習(xí)任務(wù)使學(xué)生在情境中探索實(shí)踐,激發(fā)學(xué)生聯(lián)想、判斷,從而加深對(duì)問(wèn)題的理解。

在使用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法教學(xué)時(shí),首先向?qū)W生布置本課程、本單元的學(xué)習(xí)任務(wù),要求學(xué)生帶著任務(wù)或帶著問(wèn)題去學(xué)習(xí),以探索問(wèn)題來(lái)引起和維持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)機(jī)。

(二)分析任務(wù)。提出任務(wù)之后,筆者并不急于講解,而讓學(xué)生分析任務(wù),提出完成任務(wù)需要做哪些事情,即提出問(wèn)題。提出的問(wèn)題中,對(duì)于已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的問(wèn)題學(xué)生自己就會(huì)給出解決方案;另一些是沒(méi)有學(xué)習(xí)過(guò)的,即穩(wěn)含在任務(wù)中的新知識(shí)點(diǎn),這也正是這個(gè)任務(wù)所要解決的問(wèn)題。在學(xué)生最初還沒(méi)有適應(yīng)這種教學(xué)方式時(shí),筆者給予適當(dāng)?shù)奶崾尽８鶕?jù)實(shí)際情況,提出問(wèn)題時(shí),要采用先粗后細(xì),逐步求精的方法。對(duì)于一些學(xué)生只有親自做到那一步才有可能提出問(wèn)題,在完成任務(wù)的過(guò)程中再去解決。

(三)探索研究。問(wèn)題提出后,學(xué)生可以先通過(guò)自主探索或者互助協(xié)作開(kāi)展探究活動(dòng)。然后,圍繞主題查閱資料,嘗試探索,完成對(duì)問(wèn)題的理解、知識(shí)的應(yīng)用和意義的建構(gòu)。最后,進(jìn)行課堂講解和進(jìn)一步討論以及課程實(shí)驗(yàn)完成教學(xué)任務(wù)。在完成任務(wù)的過(guò)程中,學(xué)生還會(huì)提出這樣那樣的問(wèn)題,教師要隨時(shí)解答學(xué)生提出的問(wèn)題。

(四)評(píng)價(jià)檢查。根據(jù)《計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》課程的特點(diǎn),應(yīng)關(guān)注學(xué)生參與教學(xué)活動(dòng)的態(tài)度,解決問(wèn)題的能力和創(chuàng)造性,以及獲取知識(shí)的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn),使其真正得到提高。不應(yīng)過(guò)多地看重學(xué)生所獲得知識(shí)的對(duì)與錯(cuò)。筆者的做法是,每個(gè)學(xué)生每完成一個(gè)任務(wù),都必須交流展示,大家討論評(píng)點(diǎn),及時(shí)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況做出反饋。評(píng)價(jià)的內(nèi)容包括:是否完成了對(duì)新知識(shí)的理解、掌握、熟練應(yīng)用;學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力;同學(xué)間相互協(xié)作的能力;創(chuàng)造性解決問(wèn)題的能力等。

四、總結(jié)

基于“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”的教學(xué)模式有很多種,在實(shí)際教學(xué)中需按不同的情況區(qū)別對(duì)待。在《計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》課程中體現(xiàn)“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”教學(xué)法,就是讓學(xué)生在一個(gè)個(gè)典型的硬件工作原理和硬件處理“任務(wù)”的驅(qū)動(dòng)下展開(kāi)教學(xué)活動(dòng),引導(dǎo)學(xué)生由簡(jiǎn)到繁、由易到難、循序漸進(jìn)地完成一系列“任務(wù)”,從而得到清晰的思路、方法和知識(shí)的脈絡(luò),在完成“任務(wù)”的過(guò)程中,培養(yǎng)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題以及掌握計(jì)算機(jī)硬件工作和處理信息的原理。在這個(gè)過(guò)程中,學(xué)生進(jìn)一步理解計(jì)算機(jī)軟件和硬件的協(xié)同工作機(jī)制,從而更大地激發(fā)他們的求知欲望,逐步形成一個(gè)從硬件結(jié)構(gòu)到硬件對(duì)軟件運(yùn)行支持,進(jìn)而改良硬件和設(shè)計(jì)硬件的良性循環(huán),從而培養(yǎng)出自學(xué)能力。

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