《信息交換方式——程序中斷》教學(xué)案例

董小莉

【摘 要】程序中斷方式是計算機(jī)原理信息交換方式中的重要內(nèi)容。教者把這節(jié)課的教學(xué)重點放在中斷處理的過程上，其教學(xué)設(shè)計遵循的是一條“概念—分析”的路子，教師預(yù)設(shè)在課堂上引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷由理性到感性、由抽象到直觀的思維過程，以便讓學(xué)生很容易地掌握中斷的處理過程。從教學(xué)方法上說，設(shè)想引導(dǎo)學(xué)生通過教師講解和自主探索而獲得對中斷處理的理解，學(xué)生走的是一條發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的道路。

【關(guān)鍵詞】計算機(jī)教學(xué)；課堂實錄；教學(xué)反思

想像力是學(xué)生的翅膀。有了想像力，再抽象的知識也能容易理解。課堂教學(xué)中教師要充分了解學(xué)生的心理活動，給學(xué)生插上想像的翅膀，才能切實提高課堂教學(xué)的效率。正如美國著名的教育心理學(xué)家Ausubel所指出的：影響學(xué)習(xí)的最重要因素是學(xué)生已經(jīng)知道了什么，我們應(yīng)該根據(jù)學(xué)生原有的知識狀況去進(jìn)行教學(xué)。

一、課堂實錄

師說：我們剛剛學(xué)習(xí)了信息交換方式中的程序查詢方式，此種方式適用于低速的外設(shè)設(shè)備，CPU等待的時間很長，因此此種方式的效率很低，假如你是一個計算機(jī)設(shè)計者，你用什么方法來提高外設(shè)和主機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換速度？

（設(shè)計目的：激發(fā)學(xué)生的想像力，讓學(xué)生自己去經(jīng)歷去粗存精的思維過程，最終獲得提高外設(shè)和主機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換速度的方法）

生A：外設(shè)的速度與CPU的速度相差太大，不管用哪種方法，CPU都要等待外設(shè)，除非快速的提高外設(shè)速度，若維持現(xiàn)狀，我不知道能有什么好方法？

師說：他的這一猜測似乎有一定的合理之處，但想法顯然過于狹窄了。

（生A的發(fā)言令教者頗感意外，一下子打亂了教學(xué)預(yù)想，課堂上有幾個學(xué)生也在悄悄細(xì)語，莫非他們跟學(xué)生A有同感？若直接給出答案，這樣灌輸，教學(xué)效果必然不好。面對學(xué)生的想像力缺乏，教者決定因勢利導(dǎo)，臨時改變教學(xué)設(shè)計。通過模擬CPU和外設(shè)，引導(dǎo)大家找到提高外設(shè)和主機(jī)之間數(shù)據(jù)交換速度的方法。）

師說：這樣吧，暫時不要去簡單的空想。我們來做個游戲。假設(shè)教師是CPU，生C是外設(shè)，生D計算時間，我們來模擬打印程序任務(wù)。

（看著教師與生C的表演，學(xué)生有的帶著笑，有的在沉思，更加感性的掌握了程序查詢方式的缺點所在。）

師說：現(xiàn)在要提高效率，而CPU與外設(shè)的速度沒變，怎么辦？

生E：在相同的時間內(nèi)多完成任務(wù)是否也是提高速度的一種方法？

師說：很好，他給了我們另一個思維角度，速度快和效率高有時有異曲同工之處。在不能提高速度的前提下，這種角度無疑是明智的。

生F：讓CPU與外設(shè)各做各的事，等外設(shè)準(zhǔn)備好后，CPU再來處理外設(shè)的事情，這樣在同樣的時間里完成的任務(wù)不是多嗎？

（生F的回答使很多同學(xué)恍然大悟，有兩名同學(xué)自告奮勇地用生F的方法模擬打印程序任務(wù)，果然，在相同的時間里，這種方法完成的任務(wù)更多些。）

師說：中斷處理方式就像他說的這樣，此時CPU處于被動，外設(shè)處于主動。當(dāng)外設(shè)準(zhǔn)備就緒后，就通知CPU來處理，這樣無疑提高了CPU與外設(shè)的數(shù)據(jù)處理速度。中斷處理有四個過程（略）

師（總結(jié)）：中斷處理過程與現(xiàn)實生活中的例子非常想像。比如我在看書，此時有人打電話給我，這是中斷請求；我準(zhǔn)備接電話并對看書的位置作了標(biāo)記，這是中斷響應(yīng)；我接了電話，這是中斷處理；打完電話后繼續(xù)看書，這是中斷返回。

程序中斷方式由軟件和硬件共同控制，此時CPU處于被動，外設(shè)主動，這樣的CPU的實時性得到了大大提高。

二、教學(xué)反思

1.尊重學(xué)生的主體地位，在課堂教學(xué)中把尊重學(xué)生真實的思維過程和思維特點落在實處。傳統(tǒng)教學(xué)過分關(guān)注教師的主導(dǎo)作用，讓學(xué)生沿著教師既定的線路前進(jìn)，這實際上是教師以自己的思維代替了學(xué)生的思維。教師要充分尊重學(xué)生的思維特點，在講解抽象問題時要采取一定的手段讓學(xué)生想象起來，否則學(xué)生的頭腦中有太多的困惑和不解，久而久之學(xué)生會喪失學(xué)習(xí)的主體性和主動性。中學(xué)生正處于求知欲旺盛的年齡，要不斷的引導(dǎo)學(xué)生提高思維品質(zhì)是教師教學(xué)工作的首要任務(wù)。本節(jié)課從暴露學(xué)生真實的思維活動入手，設(shè)計了一個激發(fā)學(xué)生想像力的游戲，讓學(xué)生自然地將抽象問題感性化，滿足了學(xué)生的思維需要和情感需要，體現(xiàn)了以人為本的教育理念。

2.職業(yè)教育課程背景下教師和學(xué)生的角色定位要求教師在組織者和引導(dǎo)者的位置上正確處理學(xué)生的知識、技能的掌握與學(xué)生的能力發(fā)展，以及創(chuàng)新意識養(yǎng)成之間的關(guān)系。學(xué)生是學(xué)習(xí)的主人。按照建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)理論，學(xué)生的知識學(xué)習(xí)并不能依靠外界硬塞而獲得，學(xué)生的學(xué)習(xí)主要是一種建構(gòu)式的學(xué)習(xí)，教師的重要責(zé)任是為學(xué)生的建構(gòu)學(xué)習(xí)搭建獲取知識的平臺。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生獲得的知識和技能并不多，但在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生親身經(jīng)歷了一次較為完整的知識產(chǎn)生過程，增強(qiáng)了想象力，學(xué)生的獲益是多層次的，從而實現(xiàn)了多維的教學(xué)目標(biāo)。

3.處理好專業(yè)課教學(xué)中教學(xué)與教育的矛盾關(guān)系是職業(yè)教育課程背景下教師專業(yè)發(fā)展的必須要求。計算機(jī)原理是一個相對抽象的學(xué)科，學(xué)生對它沒有絲毫的感性認(rèn)識，這要求我們在教學(xué)設(shè)計時一定要充分考慮學(xué)生的思維特點和可接受程度，思考采用怎樣的教學(xué)手段以便學(xué)生達(dá)到教學(xué)的目標(biāo)。

在這節(jié)課的教學(xué)實施中，學(xué)生對計算機(jī)原理問題進(jìn)行了充分的感知，既有對抽象問題的實際模擬，又有對中斷處理的歸納總結(jié)，這樣的教學(xué)既滿足了學(xué)生專業(yè)知識能力的發(fā)展要求，也符合學(xué)生的身心發(fā)展規(guī)律，較好地處理好專業(yè)與教育的關(guān)系，為學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)奠定了良好的智力基礎(chǔ)和情感支持。

【參考文獻(xiàn)】

[1]《計算機(jī)原理》高等教育出版社