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中圖分類號:G434 文獻標志碼:A 文章編號:1673-8454(2014)15-0046-04
一、微課程的興起及根源
1.微課程的興起
微課程與“MOOCs”、“翻轉課堂(Flipped Classroom)”、“移動學習”等一起,被眾多業內專家認為是2013-2014年度最具影響的教育技術。其中微課程(Micro-lecture)的雛形最早見于美國北愛荷華大學 LeRoy A.McGrew 教授所提出的 60 秒課程(60-Second Course),以及英國納皮爾大學 T.P.Kee 提出的一分鐘演講(The One Minute Lecture,簡稱 OML)。現今熱議的微課程概念是 2008 年由美國新墨西哥州圣胡安學院的高級教學設計師、學院在線服務經理 David Penrose 提出的。他提出建設微課程的五步驟:羅列教學核心概念;寫 15~30 秒的介紹和總結,為核心概念提供上下文背景;錄制長為 1~3 分鐘的視頻;設計引導學生閱讀或探索課程知識的課后任務;將教學視頻與課程任務上傳到課程管理系統。
在國內,自2010年廣東省佛山市教育局的胡鐵生基于現有教育信息資源利用率低的現狀,率先給出微課程概念以來,理論界和實務界都給予了高度關注。僅以“微課程”為關鍵詞進行檢索,在CNKI數據庫中的文獻就有650篇,涵蓋中小學教育、普通高等教育、特殊教育、成人教育以及職業教育等眾多領域,研究的內容包括微課程設計、開發、應用和評價等不同環節。在實踐層面來看,各種全國性的微課程大賽如火如荼,極大激發了人們對微課程建設的熱情。
隨著國內外微課實踐的不斷豐富和相關研究的逐步深化,人們對微課的認識也越來越深刻、全面,其概念內涵也在不斷發展、豐富。雖然目前微課程尚無統一定義,但是對微課程的主要描述基本一致,且具有如下特征:是一種新型數字化學習資源;以視頻為主要載體;短小,通常5~10分鐘;是一個簡短、完整的教學活動。
2.微課程興起的背后根源
微課程的出現,可謂教育領域的一場風暴,在吸引人們眼球的同時,也引發了一系列的質疑。人們關注微課程到底是一場教育領域的深刻變革還是突然掀起的一次“短時炒作”,它背后產生的根源有哪些。
(1)微時代學習者學習方式的改變,為微課程提供了現實條件。互聯網的飛速發展以及微博、微信、微電影風起云涌,使我們進入了“微時代”。同樣,教育領域也進入了微學習、微教學的變革之中,微課程的出現,是這一變革的典型代表。傳統的課堂實錄式視頻資源,不僅無法順應互聯網時代用戶的“注意力模式”,難以滿足一線教師和學生的實際需求;微課程以其“短小精悍”的特點,滿足了網絡時代學習者的學習要求,成為一種新型的數字化學習資源。
(2)科學技術的發展,為微課程的普及提供了技術支撐。帶寬和網速提升,眾多移動終端不斷普及,移動學習正在顛覆傳統的學習方式,這為微課程提供了技術條件。微課程具有時間短、內容精、容量小、模塊化、情境化、半結構化的特點,正好滿足了人們通過微型移動終端設備隨時隨地學習的愿望,在家里、校園里、高速公路上、地鐵上都能進行學習,實現“人人皆學、處處皆學、時時皆學”的學習愿景。
二、一種耦合:微課程與遠程教育的完美結合
1.微課程在遠程教育中的作用
從微課程的產生過程來看,最早應用于傳統教育尤其是中小學的教育中。事實上,在遠程教育中,微課程發揮的作用更大,應用前景更加光明。遠程教育與傳統教育最大的不同在于教學過程中師生的“時空分離”,在這種環境下,教學資源發揮的作用不可替代。遠程教育一直在探索和實踐中不斷完善。學習資源的內容和形式也發生著變化,從灌輸式的資源到強調互動性,從單純講授到即時性生成式資源,都體現了教學內容適應學生需求的特點。
由于遠程教育的學習者以成人為主,在生活節奏加快、工學矛盾突出的時代,移動學習與微型學習方式受到成人學習者的歡迎。可以說,微課程一出現,就天然地與遠程學習產生了聯系,二者相互促進,共同發展。
2.微課程在遠程教育中的應用現狀
作為中國遠程教育的探索者和實踐者,國家開放大學于2012年年底啟動5分鐘課程建設工程項目,建設目標是“人人可看,人人能懂”。取名“5分鐘課程”而不叫微課程,目的是更通俗易懂。通過已有資源改造、引進外部資源進行加工、新建開發三種方式,已經建設完成了4000多個五分鐘課程,課程時長5至10分鐘,涉及西方經濟學、公共經濟學、茶文化、百家姓、攝影、文學欣賞等近60個系列,涵蓋生活休閑、文學藝術、歷史文化、語言文字、經濟管理、教育體育、科學技術、農林牧漁、政治法律、哲學社科等10個一級大類。可以預見,在未來幾年內,微課程的建設和開發進度會大大加快,一大批高質量的微課程學習資源一定會在學生學習過程中發揮作用。
3.微課程存在的問題與爭議
不可否認,任何一種新鮮事物的出現,都會帶來一系列的問題并引來爭議。例如微課程在設計和應用中存在如下問題:①微課程的數量少和覆蓋程度低,遠遠不能適應學習者的需求。②缺乏統一的評價標準,微課程的質量有待提高。一方面,缺乏統一的評價標準,使微課程的質量參差不齊。另一方面,微課程過于追求形式,沒有根據不同課程的特點來進行有針對性的設計。③熱衷于評比和大賽,缺乏務實精神。通過各種微課大賽,一方面可以切磋高校教師間授課水平,展示教師個人風采而制作微課程,另一方面還能宣傳和推廣應用微課。但帶來的負面影響不可忽視,即為了在比賽中獲得成績而不計成本和支出制作出精良考究的微課作品,只是曇花一現。
微課程是對傳統教學的一種沖擊,但是在遠程教育中到底能夠發揮多大作用,尚無統一的認識。爭議的背后是對教育理念、學習理念的認知。微課程不僅僅是一種學習資源,還是對一種微學習理念的認識,是對傳統教育中系統學習理念的重新考量。我們現在對微課程存有一定的爭議,絕不意味著我們對微課程的否定,而是深入挖掘微課程背后帶來的學習理念的變革,以及教育者應該如何應對。
三、三個原則:促進微課程設計更加合理和完善
1.以學習者為中心,突出開放式的學習理念
任何類型的教育形式,都強調以學習者為中心,且教學設計都要從分析學習者需求開始。由于在遠程教育中,學習資源的重要性更為突出,而且不同背景特征、不同學習環境和不同學習任務的學習者,學習行為有很大差異,導致對學習資源的需求也不盡相同。因此,微課程設計的第一步,就是要對學習者的背景特征、學習環境和學習任務進行分析。除了設計環節外,開發、應用和評價環節,都要堅持以學生為中心的原則,考慮到學生的不同特征,滿足學生學習的需求。(見圖1)不僅如此,微課程資源的設計、開發、應用和評價等環節中,要始終突出以學習者為中心,強調學習者的學習體驗。
2.以教學目標為重心,強調內容重于形式
微課程與微視頻,從呈現方式上來看,二者好像沒有什么區別,都是一段簡短的視頻資料。但是,就內容而言,二者有本質的不同。(具體關系見圖2)微視頻,是微課程的主要表現方式,就視頻內容而言,并非針對一個完整主題;微課程,必須要滿足課程的有關特征,既是基于知識單元的,同時又是以問題為出發點和終結點的。“微課程是指在10分鐘以內,教學目標明確,教學內容短小,能集中說明一個問題的小課程。”(黎加厚)因此,微課程必須包含一個完整的教學過程,即要有教學目標、教學策略以及學習評價等方面的內容。
此外,為了更加突出教學內容,應該盡量減少與教學目標無關的素材。做到內容要聚焦,即一個微課只講解一個知識點,所有的內容都要為講述這個知識點服務。盡量發揮圖片和Flash的作用,使微課有趣味性,只有在課程內容對學生有吸引力的情況下,學生才會主動學習課程。視頻要背景干凈簡潔,無關信息不要出現在畫面上,以免分散學習者的注意力。
3.碎片化與整體性相統一,堅持課“微”力不微
微課程顯著的特點是碎片化的學習,在方便學習者學習的同時,也給學習者理解知識的全貌造成障礙。因此,要想做到微課程的課微而力不微,必須要使知識點的碎片化與整體性相統一,其中關鍵要在微課程背后有相關強有力的支撐。
一種支撐方式就是利用現有的網絡課程,以網絡課程作為平臺,給學習者提供一個學習的路徑,使學習者由“點”學習向“面”學習延伸。(見圖3)相比微課程而言,網絡課程更適合學習者進行完整系統的學習,但這不意味著網絡課程一定都要由完整的學習模塊構成,而可以由一些利于學習者分散學習的微課程單元組成。這樣微課程就可以借助網絡課程提供的平臺,發揮其短小、靈活的特點。因此,微課程在設計中要注重“重用性”原則,既要考慮微課程能在不同的場景下可以重復使用,這樣才能降低開發成本和提高應用效果。
另一種支撐方式就是利用新媒體工具,打造全媒體環境下課程學習體系。技術的進步正在使學習方式發生變化,尤其是最近出現的各種新媒體技術和移動終端,使學習者不再受到學習地點和空間的限制,移動學習已經變為現實。微課程的出現,適應了當前移動學習的需要,彌補了傳統網絡課程的不足。如何進一步發揮微課程的應用效果,一定要借助新媒體平臺,全力打造全媒體環境下課程學習體系。(見圖3)可以看出,課程是學習者學習的主要對象,在遠程環境下,網絡課程學習平臺是連接遠程學習者和教師的橋梁。
四、一種探索:基于翻轉課堂的應用模式
學習資源的應用效果是檢驗資源質量和有用性的重要標準。隨著我國微課程的數量和質量不斷提升,人們開始探索如何在實際教學活動中應用這些資源。下面我們就以會計學專業的實踐教學為例,探索一種基于翻轉課堂的微課程應用模式。
1.困惑:遠程教育中的會計專業實踐教學
會計學是一門實踐性很強的學科,實踐教學在整個教學環節中十分重要。特別是對于成人學習者而言,實踐技能水平的提高不僅促進學習者對理論知識的理解,更重要的是能夠滿足現實工作的需要。由于實踐類課程往往需要一定的場所和環境,遠程學習中的實踐教學受到很大挑戰。即使目前在國家開放大學中進行的遠程開放教育所采用的混合式教學方式,仍然以遠程學習為主,而且面授教學機會成本非常大,有限的面授時間內不能保證實踐教學的質量。學生往往要花一定的時間了解會計操作的環境和要點以及相關案例和基本要求,如果這些內容都要在面授課堂中完成,時間是極其緊迫的。因此,如何提高遠程教育中會計實踐教學的質量一直是令人困惑的地方。
2.機遇:翻轉課堂的出現
翻轉課堂(Flipped Classroom)又稱顛倒課堂,其教學理念最早可以追溯到19世紀中期西點軍校的培訓思想。后經不斷發展,其教育理念逐漸成熟,效果也得到了檢驗。2011 年末,《環球郵報》和《紐約時報》都登載了關于翻轉課堂的文章,從而使其名聲大噪,其他國家紛紛效仿。
翻轉課堂的核心理念就是翻轉了傳統的教學模式,將傳統的教師講、學生聽的授課方式,轉變為學生利用教師提供的學習資源事先進行課下學習。這樣課堂實踐則以學生為中心,通過師生活動、討論的形式,師生共同完成學習任務。可以說,翻轉課堂極好地體現了開放式的學習理念,大大釋放了傳統學習下的時間和空間,既提高了學生學習的主動性,又提高了學習效率。
3.實施:翻轉課堂的微課程在會計實踐教學中的應用
近一年來,國家開放大學加快了教學改革的力度,尤其對于實踐類的課程鼓勵多種形式的創新。經過與幾個教學分部的會計學教師共同探討并實踐后,總結了利用翻轉課堂形式組織會計模擬試驗的教學。基本流程如圖4所示:第一,輔導教師將以前完整的教學資源進行分化,制作成微課程資源,通過網絡平臺和微博、微信等途徑發送給學生;第二,學生接收到微課程資源后,利用空余時間進行自主學習,并將自己手工操作的賬簿通過微博和微信分享給小組的同學;第三,組內同學進行互評,并將討論結果上傳平臺。到此,參與《會計模擬實驗》課程的同學已經對手工記賬的基本要點、基本流程有了一定程度的了解,并進行了初步的嘗試;第四,組織一兩次面授教學,教師通過點評學生提供的資料,組織學生進行有針對性的操作。同時將整個過程生成微視頻,上傳到網絡平臺。
4.啟示:微課程是一種開放式的學習資源
以上我們以《會計模擬實驗》課程為例介紹了基于翻轉課堂的微課程在會計實踐教學中的應用,從整個教學過程看可以發現微課程具有如下幾個特點:
(1)微課程資源的提供者是開放式的,包括教師根據教學目標設計和提供的學習資料,同時還有學習者個體以及學習小組根據學習體驗和活動結果提供的分享性資源。
(2)微課程資源是循環使用,且處于不斷優化的過程。上一次教學過程形成的學習資料,經過一定的加工整理,會為下一次教學活動所使用。在每一次使用教學微課程資源的過程中,又是一個不斷豐富和完善的過程。因此,微課程資源是動態的,資源質量是不斷提高的。
(3)微課程資源是交流和分享的過程。一般來說,傳統學習是教師向學生提供學習資源,教師是主動方,學生是被動接受方。新媒體技術的出現,使微課程資源的傳遞呈現多向性,既包括師生之間的雙向傳遞,也包括同學之間的傳遞,即一人在微博或微信中后,可以由他人來評價和轉發。這樣給學習者提供了更加積極的學習氛圍,提高了學習效率。
參考文獻:
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【關鍵詞】微課程;翻轉課堂;自主學習;探究教學;多媒體
“翻轉課堂式教學模式”是從英語“Flipped ClassModel”翻譯過來的術語,一般被稱為“反轉課堂式教學模式”。微課程資源作為這種創新課堂教學方式的變革手段,是按照新課程標準及教學實踐要求,以教學視頻為主要載體,反映教師在課堂教學過程中針對某個知識點或教學環節而開展教與學活動的各種教學資源有機組合。它為“翻轉課堂式教學模式”的成功實施提供基礎,但不是教學的全部,教師應深入開展“微課程”設計與研究,將其與課堂教學相整合,提高初中英語課程質量。
1.充分利用微課程資源,培養初中生英語自主學習能力
“翻轉課堂”教學模式的成功實施本質上取決于教師建立能夠實現預期教育成果的學習經驗的能力,而每個學生都參與教學活動是前提。教師應從學生的角度出發,關注學生的學習策略。了解學生的性格、愛好、認知方式、生活環境和學習習慣,加強對學生學習策略的指導,使學生養成良好的學習習慣和形成有效的學習策略。教師依據人性化學習理論,把學習的內容制作成高質量的視頻,讓不同學習水平的學生可以根據自己的需求進行個性化的學習,然后再由教師進行一對一的輔導,讓學生內化、拓展。微課程有利于培養學生的自學能力。教育的目的就是實現自我教育,老師成功地培養學生具備自學的能力是最值得驕傲的。微課程具有技術上的很大優勢,可以反復播放,可以自主相應選擇適應自己的練習,可以自主選擇課程。
2.關注課堂合作探究模式,提高學生英語綜合運用能力
初中英語課程已從“知識本位”走向“綜合素質本位”,即走向知識、能力與情感、態度和價值觀融為一體的教育。在“翻轉課堂”的教學模式下,知識的掌握,可以通過課前的微視頻自學來高效地完成,課堂上多出來的時間,則可以更好地讓學生在合作探究中養成科學研究的態度,學會科學研究的方法和相應的技能。而英語語言的教學,則可以有更多的時間,讓學生在展示、辯論、討論與交流的使用過程中,提高學生的洞察力、思辨力和表達力,培養學生相應的情感、態度和價值觀。
3.體現英語課程的工具性和人文性,創建有特色的英語“翻轉課堂式”教學模式
義務教育英語課程標準(2011版)之課程性質明確提出“義務教育階段的英語課程具有工具性和人文性雙重性質”,二者不可偏廢。即英語課要在突出語言工具性和基礎性的教學過程中滲透人文教育,其目的是讓教學過程更生動有趣,以此來提高教育教學質量,與此同時陶冶學生性情,提升他們的人文素養,全方位提高學生綜合素質。因此,英語教學中教師應將人文性內容與基礎知識和基本能力的訓練教學相結合,借助語言文字這一平臺,在聽、說、讀、寫的過程中對學生施以潛移默化的人文素養的提升,而且需要與學生面對面地進行思想上的交流、觀點的交鋒、情感上的溝通才能取到良好的教學效果。教師可預先錄制好語法課程和聊天話題,這樣可騰出課堂時間用于學生練習和應用語言,諸如英語日常對話、戲劇表演、欣賞英語文學作品、用英語寫故事等。
4.充分運用多媒體技術,提升初中英語課程質量
“翻轉課堂”凸顯教育技術在教育現代化進程中的重要性。離開計算機網絡通訊技術,根本談不上個性化指導。學生可以根據自己的理解程度,反復觀看教學視頻和PPT,可以多次暫停,倒帶,做筆記或閱讀。然后利用課堂教學的時間進行深入的科學實驗或完成原本的家庭作業,教師在學生需要時給予個性化互動式指導,幫助學生弄清楚他們不懂的概念。多媒體技術有著許多無法比擬的教學優勢,它是教學發展和改革的趨勢,是計算機網絡技術應用到教育領域的一個重要體現。我們應該運用多媒體技術,提高英語教學視頻和課堂教學的質量。
5.開展小組合作學習,提高大班制授課的中國課堂翻轉的有效性
中國課堂普遍人數過多、空間擁擠,很難對學生進行有效的監督與管理。若推行“翻轉課堂”,如何確保每位學生都提前觀看視頻或閱讀指定材料?如何有效跟蹤學生學習進度?如何組織課堂活動吸引學生積極參與而不是漠視旁觀、濫竽充數。如何為學生提供個性化指導?“小組合作學習”的應用給“翻轉課堂式”英語教學注入了活力,它不僅可以使師生之間、學生之間更有效地進行語言交際,而且還可以培養學生的合作意識、團隊精神,進而促使學生相互學習,共同提高,有力地促進了翻轉課堂效率的提高。
6.尊重差異,逐步推進“翻轉課堂式”教學模式
我國地區之間、城鄉之間存在巨大差異。在發達地區,學生人手一臺平板電腦,而在西部農村地區一所學校也只有幾臺電腦。這就使得“翻轉課堂”的教學模式在中國的實施必須采取尊重差異、穩步發展的策略。在教育資源豐富的地區,名校名師積極探索,開發微視頻,可以較早獲得課堂翻轉的經驗。中西部農村地區可主動接受名校名師的輻射,利用微視頻,讓學生充分享受優質教育資源。沒有網絡條件,人們可以為農村學校提供光盤或U盤,學生可以提前學習微視頻。
【參考文獻】
[1]中華人民共和國教育部.義務教育英語課程標準[M].北京:北京師范大學出版社,2012
關鍵詞:遠程教育;教學資源;體育課
中圖分類號:G807.4 文獻標識碼:A 文章編號:1673-8500(2012)11-0121-01
促進素質教育的今天,現代教育技術實驗研究在教育領域的不斷擴大與深入,它使每個人都知道的優越性,現代教育技術的重要作用,在教育質量,以變得越來越重要。這是我們的教學方法改革,利用現代教育技術,提高教育教學質量。城市學校的視聽設備,不斷提高今年,越來越多的教師已經開始廣泛使用多媒體教學,多媒體教學各學科的“改革”的教學方法的廣泛使用,甚至教學概念不斷涌現,各種教育軟件為他們提供了一個方便,有效的教學方法。
體育教學的主要任務之一是使學生掌握一定的運動技能和靈活的應用,在此基礎上,創造新的運動技能,形成一個新的運動技能,精致的演講必須使用由教師講解技術要領示范動作過程中的學生聽,似乎意識到技術的過程中,“看”的主要來源是學生的信息。這就要求教師具有較高的技術水平和示范能力,示范行動將是很難做到很規范,這將直接影響學生的學習。體育教科書騰空技術,高速翻轉動作。學生對教師的釋放動作難以完成。教師只能反復論證,反復解釋,最終的結果是教學過程的影響。過多的講解和示范也很容易為學生創造一個認識上的誤區。我們還可以利用多媒體輔助教學的多媒體教學最大的優點是,給學生一個直觀的感受,圖片、照片、聲音等多媒體技術,為學生提供一個生動,逼真的圖像,并引導學生發展思維和幫助學生突破重難點,提高教學質量。口述的形式,過去達不到這樣的效果。例如:向學生介紹的技術動作前滾翻,傳統的示范,講解的教學方式,效果并不理想。因為后來在課堂上,老師會完成動作示范,講解,分析,并說一切是比較抽象的,沒有視覺上的直觀感受對學生是難以完全掌握。但是,如果學校使用多媒體輔助教學,前滾翻動作的教學軟件,通過屏幕展示教師預先錄制好的示范動作、圖形分解以及將蹲撐――兩手撐墊屈臂――低頭――兩腳蹬地――提臀收腹――重心前移團身滾動――枕骨、肩臀依次觸墊――抱小腿團身成蹲撐的文字解釋出示在相應動作的旁邊,屏幕上反復播放,解釋,與教師在課堂上示范,一個清晰完整的技術動作在大腦中形成印象,這樣就會使學生在實踐中會更加努力,更加積極主動,能夠直觀地了解動作要領也越來越快。學生的滾動操作的運動有一個初步的了解,從而激發學習興趣,這種做法前滾翻動作,以達到事半功倍的效果。
人們常說:體育養老“隨著年齡的增加,體育教師完成的行動能力會有所下降,教學內容的選擇,這將避免那些艱難的示范,技術動作,最終的后果影響的全面發展。此外,在目前的經濟條件下,對物質生活的改善,許多青年和中年體育教師,雖然不老,但大腹便便在行動上一定的障礙,改善如此,實際上阻礙了教師在教學事業的先鋒模范作用在選用課本同質化,簡單化。這種現象在傳統的體育教學模式,例如:當一個完整的教學單杠動作,可以說一直是困難的,由于身體狀況的限制,如果我們使用輔助的遠程教育資源,效果是明顯的。課件制作從體操比賽期間的行動,讓學生覺得體操的美,從而提高學生的學習興趣和信心。然后使用動畫演示的一半,再設置高桿的共同作用,并穿插的重點和難點。
然后演示給學生,并使用暫停,慢動作等手段,以提高學生的記憶。因此,在遠程教育資源彌補教師自身的缺點限制或條件,奠定了堅實的基礎教學的綜合性,這也符合直觀,有趣,新奇,更具有強烈的心理特點。又如:遠程教育教學資源,容易出現錯誤和糾正的方法也有顯著的作用。然后我們就可以使用教學資源,通過仔細觀察屏幕,演示了如何使用遠程教育。仔細分析和教師進行更正,然后再解釋錯誤的根源。此外,還有可能是一些最優秀的運動員的比賽錄像剪輯軟件,以發揮學生在課堂上,讓學生
興趣是最好的老師,興趣是學生學習的原動力,一旦學生成為對這項運動感興趣的,會花更多的精力在實踐中,大大提高了教學效果。比較模糊,引起學生注意的生理和心理發展。但是,如果漫畫,這種情況是完全不同的,他們會下來全班同學踴躍,這是因為動畫鮮艷的色彩和生動的故事吸引他們的注意力,激發他們的學習興趣,所以看完后特別深刻的印象。因此,我們可以利用多媒體教學動畫錄制有趣的教學,在課堂上的起到良好氛圍。學武術課的學生,他們可以充分利用遠程教育教學資源,通過在屏幕上播放,一邊聽老師解釋說,使學生掌握規范技術動作要領。最后讓學生比較和分析,結果一目了然。動畫課件,并伴隨著合適的音樂展現在學生面前,它是非常有吸引力的,使他們產生濃厚的學習興趣,學習效率會提高。
教學嘗試,我深深感到,利用遠程教育教學資源給體育教學帶來了許多好處,解決教學中存在的問題,我更加認識到的遠程教育教學資源在教學中逐漸占據重要地位。遠程教學資源是中學體育教學作為一個教學工具,作為一名教師“教”學生“學”提供了極大的方便。結合我們的教學理念,不斷創新遠程教育教學資源和教學方法,以承擔眾多的教學成果。體育教學應盡快種“師父教弟子”傳統的教學方法結束,我們的教師應積極把握遠程教育教學資源的技能,使傳統教育的補充,這樣才能真正進入現代的時代多媒體教學,為我們的體育課堂上增光添彩。
參考文獻:
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關鍵詞:微機原理;接口技術;教學方法;模型機
中圖分類號:G642文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2010)04-0922-02
Curriculum Teaching Practice on "Principle and Interface Technology of Microcomputer"
YUAN Bao-she
(College of Information Science & Engineering, Xinjiang University, Urumqi 830046, China)
Abstract: How to make students in big benefit within the finite classes, the reform in classroom teaching method is more necessary. The article introduces some practices and teaching methods which the writer accumulates in dealing with the right chapter and knowledge points. It is mostly emphasis on inquiry-based teaching and on "asking and solving problem" teaching model. The students participate in asking questions, so that they can have the desirability and consciousness to solve them. From inducting and enlightening step by step, the students could see the way to solve the problems, and positively participate in the course to solve them. Therefore the students' attention is attracted to the class, and it also greatly improves on the classroom teaching effects.
Key words: theory of Microcomputer; interface technology; teaching method; model machine
微機原理與接口技術課是計算機科學與技術專業重要的專業基礎課。由于本課程緊密結合目前社會上廣泛應用的微型計算機系統組織教學,學生畢業后接觸的也都是微型計算機系統,他們在計算機硬件及體系結構方面的知識也主要來自這門課程,可以說是一門受益面廣、影響力大的主干課程。
通過改進課堂教學方法,引入探討式、解決問題式的課堂教學模式。重視課堂提出問題,重視學生參與提出問題,積極引導學生探討解決問題,通過課堂演示實驗驗證解決問題[1],創造熱烈、互動的課堂教學氣氛,是提高課程教學質量的重要途徑。
我們強調互動式課堂教學模式,就是始終堅持讓學生參與課堂教學,把學生的注意力拉到課堂上來。本文介紹了作者在具體章節及知識點的處理上的一些具體教法,供交流。
1 一些章節的教學方法探討
1.1 關于計算機工作原理
為了深刻地理解與掌握計算機工作原理,最好是通過自己設計一個簡單的模型計算機。
首先開門見山地和學生一起設計一個簡單的模型計算機[2]。可以先提問學生咱們設計一個幾位的模型機?內存用多大?設計多少條指令等等。學生可能會說8位、16位、32位等,內存256M、512M等,指令100條200條等,你說都可以。但考慮到原理是一樣的,位數多并不直觀,就用8位吧。內存多少原理一樣,就用256字節吧。指令多少都行,考慮到課堂時間有限,就設計15條吧。這樣,就和學生達成了設計目標。
開始設計了。問學生計算機應該有哪些部件?學生說有運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備。
好了,你先和學生一起設計一個運算器。它包括一個8位的加法器,用兩個暫存器寄存參與運算的數,畫出示意框圖即可。然后再提出,最好多有幾個通用寄存器,用來寄存參與運算的數據或中間運算結果,可以避免過多的與內存交換數據。就設計3個吧,起個名字叫AL、BL、CL寄存器吧。
下一步,設計存儲器。你說8位的D型觸發器可以構成1字節的數據寄存器,如果有8個這樣的寄存器就可以構成8Bx8的存儲器(這里是為了形象)。那么,就需要3根地址線來選擇哪個單元。畫一個3-8線譯碼器,輸出選中8個寄存器。就有了存儲器的概念,有了地址線的數量與存儲單元數量關系的概念,有了存儲器讀寫的概念。256字節存儲器需要8根地址線,8根數據線,外加讀寫控制線。所以,地址寄存器應該是幾位的?程序計數器應該是幾位的?學生就知道了。
下一步,設計控制器。先說控制器的功能是取指令、分析指令、執行指令。取來的指令要放在一個寄存器中,叫指令寄存器。分析指令就是對指令譯碼,看是什么指令?講3-8線譯碼器等。咱們的15條指令用4位操作碼,只需要一個4-16譯碼器就可以分析出取來的指令是什么指令。執行指令就是發出控制信號,在時序電路配合下可以順序發出相應的控制信號。
把這3部分通過總線連接起來,就構成了計算機的核心部分。用一個373芯片連接8個開關做輸入設備,用一個273芯片連接8個LED做輸出設備,在地址寄存器下連接8個開關便于外部預置地址。這樣,就設計好了一臺模型計算機的硬件組成。
下面,你可以給總線起個名字,叫BUS吧。如果要把開關上的8位數送給AL寄存器,應該打開哪幾個門?這些門都有控制信號,叫微操作信號。給這些微操作信號起個名字吧,例如叫KBUS,BUSAL等。這樣,你就和學生畫出了全部的微操作信號,并給每個微操作(約20個)信號都起了名字。
在幻燈片上顯示該模型機的數據通道示意框圖,把全部微操作信號都畫上。讓學生講如果要把開關上的8位數送暫存器A,應該順序發哪些信號?如果要實現兩數相加,應該順序發那些信號?要求每個學生都搞懂應該順序發那些信號?然后再討論能不能讓控制器順序發這些信號。這就引入了時序電路,在時序信號的配合下順序發出這些控制信號,就可以完成指令的任務。
下面,設計指令系統。由于課時有限,實際設計的模型機一定要簡化,便于理解,幾條指令即可。例如有取立即數指令,存儲器存取數指令,寄存器傳送指令,加立即數指令,加寄存器指令等。用4位數表示操作碼,2位表示源寄存器,2位表示目標寄存器。8位二進制數就可以表示一條寄存器加指令了。以ADDAL,BL 指令為例,可以約定它的機器指令為 0111 0110,其中0111代表寄存器加指令的操作碼,其后的01代表AL寄存器,10代表BL寄存器,讓學生完全看明白了。
最后,舉一個只有幾條指令的小程序的例子,可以包括ADDAL,BL 指令。通過地址開關用手工的辦法把小程序的機器碼寫入內存,置上首地址,開始自動執行程序。在取指令時,將0111 0110 指令取到指令寄存器,譯碼器分別對操作碼譯碼知道是ADD指令,源、目標寄存器譯碼知道了是ADDAL,BL 指令。要執行這條指令,應該順序發哪些信號呢?學生們說出來了。然后,告訴學生用組合邏輯電路就可以產生這些信號,學生明白了。
模型機麻雀雖小,五臟俱全。要多花一點時間(至少5節課),完全搞懂一個簡單的單總線架構的模型計算機設計,確實搞懂計算機的程序存儲、自動執行的原理,把握計算機的本質,是學好本課的關鍵。
1.2 關于芯片引腳
學習芯片時不是簡單的介紹該芯片內部有什么?有那幾條腿?而是問學生,你認為該芯片內部應該有什么?應該有哪些腿?例如一個2KB×8的存儲器芯片,應該有8根數據線,11根地址線,1根片選線,1根讀寫控制線。一片8255,應該有哪些引腳?學生們看到,3個并行口就有3×8=24線,需要8根數據線,需要地址線,需要片選線、讀寫控制線等,一算,自己就推出來了,不用背。
1.3關于時序圖
教材上一開始就講到總線周期時序圖[3],學生感到不能理解。可以先從簡單的時序圖開始,搞懂一種,后面就都理解了。以存儲器讀寫時序為例,讓學生自己提出測試1KB×8的存儲器芯片的測試方案,然后教師用多媒體在屏幕上打出測試方案圖。10個開關做地址線,8個開關控制數據線,數據線上連8個指示燈做數據顯示。讓學生自己用語言描述測試步驟:先撥上地址,再置上數據,給出片選信號,發寫命令等。自己能用語言熟練的描述出來了,知道了先做什么?后做什么?就有了時序的概念。再畫出時序圖,就理解了。可以把例子舉得再細些,例如從內存1230H單元取一個數,設該單元原先存的數據是56H,則可以在地址總線上標注1230H。讀命令后,經過一定的時間,數據56H被讀出,在數據總線上標上56H。存儲器讀寫時序圖就看懂了。由此,可以引申到總線周期時序圖。
1.4 關于8253
關于定時器、計數器,不是一上來就講8253內部,而是先假設自己用J-K觸發器設計了一個8位的計數器芯片,畫一個示意框圖。它該有8根數據輸出線,8根數據預置線,1根計數脈沖輸入端,一根計數溢出輸出端,串行計數。先講加1計數,又講到減1計數,再講到予置數后減1計數。原理講清楚了,再談到能否用這個減1計數器當定時器?討論定時器與計數器是同一套電路,區別在哪里呢?知道了,計數器的輸入是已知的固定頻率時,就可以做定時器。然后,告訴同學們,我們很需要這樣的定時器、計數器,而且還需要好幾個。8253就是這樣的定時器、計數器。它包括3個獨立的計數器,因此就應該有哪些引腳?學生自己就知道了該有哪些引腳,內部該有哪些部件,該怎樣控制它工作。原理搞懂了,思路清晰了,編程序控制8253就容易了。
1.5 關于8237
每節課都要把單總線架構的微型機框圖畫出來,然后具體介紹其中的某一部分。使學生看到了我們今天的課講得是哪一部分?該部分在整個計算機中位置與作用? 根據原理它應該與哪些部件相連? 幫學生理清思路。在講解8237芯片時,先把單總線架構的計算機框圖的存儲器到I/O接口之間留一個空間,問學生,成塊數據傳送時如果用程序控制,是什么樣的?用中斷控制,是什么樣的?引入DMA原理,能不能搞一個芯片,放在存儲器到I/O接口之間,專門負責完成這件任務?如果應該,那么這個芯片應該是什么樣子的?學生自己就思考了。需要地址寄存器寄存存儲器的首地址,需要計數器控制傳送的字節數,需要方式寄存器約定工作方式,需要由這個控制器發出讀寫控制信號等等。在這個芯片工作時,需要控制總線,因此CPU應該放棄總線控制權。原理說清楚了,學生自己感覺到了,你再拿一個實際的8237去講,學生就明白了。
1.6 關于8251
講串行接口時先回顧并行接口。提出設計一個串行接口,考慮用一個并行寄存器,先把8位數存起來,然后再串行發出去。知道了需要在并行口的輸出端加一個串行移位器,移位器需要時鐘才能移位,這就是發送時鐘,在時鐘的同步下一位一位的發送或接收數據。因此,芯片應該有8位數據線,應該有移位輸出與移位輸入線,應該有移位時鐘線,應該有讀寫控制線及中斷請求線等等。收發雙方應該使用相同的移位頻率。這樣,就明白了8251的設計。
2 結束語
通過引入探討式課堂教學模式,強調了互動教學,引導學生從被動接受到主動去思考,從死板記憶到按原理分析記憶。學生們學習興趣高,理解的透,掌握的好,是提高課程教學質量的重要途徑。另外,所有的舉例都有學生參與,變數大,需要的課時多。這就要求教師非常熟悉教學內容,熟悉本課程相關的應用,并能把前期的課程的內容與后續課程的內容有機的結合。同時,要注意把握主次,核心思想掌握后,有些具體處理上的細節就不細介紹了,因為課時有限。
參考文獻:
[1] 袁保社.《微機原理與接口技術》課堂實驗教學方案設計[J].電腦知識與技術,2008(3):1361-1363.
一、機械原理課程教學現狀
機械原理課程涉及到機構學、機器動力學、機構設計等,對學生數學、物理、力學等基礎知識要求較高,而且機械原理課程具有理論性強、實踐性強,涉及內容廣泛等特點,因此學生在學習過程中會具有一定的困難,給教師帶來一定的教學困擾。
在傳統機械原理課程的教學中,教師為了提高教學效率,往往會直接將機械原理課程的問題、內容及結論直接傳遞給學生,并讓學生通過反復應用和死記硬背的方式,強行記住課程內容。然而這種教學方法會讓學生無法明白結論的緣由以及課程內容中涉及到的公式從何而來,從而導致學生在學習和應用所學內容時,只懂得生搬硬套,不知道結論和公式的意義,不利于培養學生的主觀能動性,并會讓學生漸漸失去學習機械原理課程的熱情。學生被動接受知識的教學方式,且在學習過程中缺乏主動思考,會影響學生的創新能力,與如今我國機械制造業需要創新性人才的要求不符。如今我國主張素質教育,致力于培養學生的創新意識和創新能力,因此機械原理教師需要加強對課程教學結構和教學方法的改進。
二、機械原理課程科學方法及科學思維教育途徑
(一)研究教學法
機械類專業學生在進行機械原理課程的學習時,不僅需要注重掌握課本知識,還需要注重掌握學習過程,從而獲得自主學習的能力。研究教學法主要是通過設置問題,并引導學生進行研究和探討,從而讓學生自主掌握相關知識的教學過程。在設置問題時,要注重問題的新穎性,確保可以引起學生的學習興趣。
如教師在進行機構組成教學時,首先可以引導學生了解機構組成原理,讓學生明確基本結構加若干個基本桿組可以組成任何平面機構。隨后教師可以通過多媒體播放一張機械機構的結構圖,并讓學生通過觀看該結構圖,分析此機構能否完成其工作,符合機械機構設計師的設計要求。這種通過將理論與實際結合起來的教學方法,可以很快提起學生的學習興趣,讓學生利用所學知識及課程知識,對該結構圖進行分析和討論,從而活躍了課堂氛圍,并讓學生進入主動思考模式中。教師需要引導學生分析該機構圖存在哪些問題,如何進行改進,讓學生有明確的思考方向,并在該方向中應用發散性思維進行教學內容的思考,并用于在課堂上發表自己對結構圖問題的看法,并提出改進措施。學生學過思考和討論之后,會更加具有學習熱情。
另外教師還可以讓學生通過參觀機構模型,讓學生將課本知識與實際機構模型結合在一起,從而將思維中比較模糊和抽象的知識,形成具象、生動的知識。學生在談論學習和參觀學習之后,會逐漸認識到機械原理是從機械應用逐漸發展而來,在提起學生學習興趣的同時,使學生的思維更加靈活和實際。
(二)理論與實踐結合
機械原理課程具有理論性強、實踐性強等特征,教師不僅需要讓學生掌握理論知識,還需要讓學生通過動手實踐,在提高動手能力的同時,鞏固理論知識。另外學生通過動手實踐,可以針對實際工程中存在的問題進行分析,使學生的思維更加靈活。
如教師在進行連桿機構的解析法運動教學時,如果只進行公示推導和求解,往往會讓學生不知所云,感到教學的枯燥和乏味。此時教師可以讓學生自主進行連桿機構的運動分析,并結合軟件編程,讓學生自主繪制出運動曲線,從而提高學生的實際應用能力,讓學生更加具有學習熱情。
(三)機械創新大賽
我國很多地區和學校都有機械創新大賽,教師可以組織學生成立創新設計小組,讓學生通過自主創新和實踐,設計出具有新穎性和實用價值的機械。為了讓設計小組有更加全面的思考方向,可以讓不同專業的學生給出設計意見,從而有效培養學生的思維創新能力和動手實踐能力。
如2012年曾有學生利用行星齒輪的自傳和公轉,設計出能夠全面無死角清洗鞋面的鞋面清洗機。該機械設計不僅具有創新性,還具有一定的實用價值,并可以讓其他學生進行參考和學習。
(四)論文考核
為了培養學生自主思考能力和創新能力,教師可以學生撰寫科研報告的形式,作為考核方式。學生可以根據教師提供的方向,自主進行課題的研究,并通過查閱相關資料和自主實驗獲得數據,從而撰寫科研報告。該種考核方式可以有效讓學生主動學習和探討,有效培養學生的創新能力,且學生在撰寫科研報告過程中,可以進一步鞏固課本知識。
關鍵詞:微課程;數據庫管理系統;理實一體化
中圖分類號: TP311.13-4;G712 文獻標識碼: A 文章編號: 1673-1069(2016)18-111-2
1 緒論
科技在發展,教學方式也在不斷更新,為適應“技能型”人才培養的要求,本文希望利用微課為輔助手段對《數據庫管理系統》課程采用“理實一體化”的教學模式,淡化理論(課堂)與實踐(上機)的界限,樹立理論為實踐服務的理念進行探索,并討論以任務驅動―案例教學―實踐為主的方法,以掌握數據庫應用技能為核心展開教學,培養學生數據庫管理技能和創新精神。“理實一體化” 教學模式能將理論知識、操作技能等很好的結合到一起,而傳統的教學模式中大都是理論和實踐相分離的,現代職業教育更多的是應該偏向動手實踐操作能力的培養,這樣才更能符合高職技術技能型人才的培養目標。微課程短小精悍,知識點重難點明確,學生在目前網絡如此發達的微時代可以隨時下載學習。能夠幫助學生更好的理解每一個理論知識點,為進一步實踐打好基礎。
2 深入理解微課程的含義
筆者認為,微課程設計的初衷是因為學生課堂注意力時間不夠長久,所以希望通過1分鐘,5分鐘的小課堂讓學生保持高度集中的注意力。對“微課程”這一概念的定義繁多。但總結起來,微課程就是要把老師的課程,用數字化手段進行數字化,這樣學生在任何時間,任何地點,可以反復來看。微課程并不是將文字教材變成有聲教材,而是教師個人對教學內容的深入理解,從而轉化到幫助學生理解的教育策略和教育方法。微課程在輔助知識點講解與鞏固課后起到了重要作用。
3 “理實一體化”教學的過程和優勢
“理實一體化”教學的關鍵在于理論與實踐穿行,如何將兩者有機融合,在教學實施中,其教學尺度難以把握,實踐過多,學生對基本理論知識的掌握不夠、不扎實。在教學過程中如何適時的穿插錄象、投影、板書、講述,教師的備課工作量大且必須較為周密的計劃與安排,否則教學尺度一旦把握不準,就難以達到一體化教學的要求。如果能很好的將兩者有機的結合,實現真正意義上的基于微課程的理實一體化教學,必將能充分調動學生的學習熱情和興趣。
高職學生在入學時分數普遍偏低,理論基礎較差,但他們形象思維能力較強,實際操作能力也比較強。如果從軟件生產過程的角度來評價,這只是教會學生獲得孤立的、靜態的“死”知識,與高職教育所強調的職業能力的重要組成部分――整體化工作流程中所必備的技能知識相差甚遠。同時,這樣的教授過程使得學生過多地倚重接受學習,卻忽視了發現學習、探究學習和行動學習在其專業能力培養過程中的價值,無利于學生對于軟件行業社會經驗的獲得以及實踐能力的形成。因此希望通過一些實際操作來更加形象化的引導學生。激發他們的主觀能動性和創新精神。
4 基于微課程的《數據庫管理系統》課程理實一體化教學探索
如何在平時的課程教學中運用好微課程,是信息化教學的一個新課題。老師們在平時教學中,特別是理論聯系實際比較緊密的課程中,經常會碰到一些難講,學生難理解的知識點,這就需要我們去探尋這些細小而真實的問題。當找到問題后,我們需要去尋找問題的真正原因,再去研究解決的策略。同時,將這些研究嵌入到自己的教學實踐中,經過這樣的研究過程,再結合PPT,將自己研究的成果通過文字、畫面、音頻或者視頻呈現給學生,這樣對于某門課程中某一個難以理解的知識點的形象講解就出來了,一堂微課也就隨之誕生了。
本文以《數據庫管理系統》課程為例,講解基于微課程的理實一體化教學的探索。數據庫是一門理論和實踐結合緊密的課程,如果不能將理論和實踐很好地結合起來,學生就很難理解抽象的理論,學生通過學習數據庫這門課程,除了掌握基礎的知識點、基本的概念和基本的技術外,更重要的是能夠設計規范化的數據庫,進而能完成完整的數據庫系統的建設。由于初學者對這門課程的知識點理解較抽象,因此我們設計微課程,盡可能使某些難以理解的知識可視化,使學生對數據庫的基礎知識有直觀和感性的認識,并使之系統化,加深學生對基本知識的掌握。
比如,在數據庫的學習中要學習數據模型,我們可以引入地圖飛機等具體的模型概念,讓學生知道模型是現實世界特征的模擬與抽象。數據模型也是一種模型,它是現實世界數據特征的抽象。
這是一架飛機模型,在我們人腦的反應就是:名稱:波音747,特征:重量10噸,長度:50米,產地:美國。但如果在計算機中表示,就如下所示:
[編號\&名稱\&類型\&重量\&長度\&產地\&001\&波音747\&客機\&10噸\&50米\&美國\&]
理解數據模型的基本概念對后面學習數據庫的設計打下很好的基礎。因此,通過微課程將每一個難點講解透徹,可以幫助學生更好的設計數據庫。
目前在很多學生盡管都學了數據庫這門課程,但卻不知道數據庫在真實的系統中是如何使用的,對數據庫系統沒有一個完整的直觀的認識。為此,我們嘗試在利用微課程簡單的介紹了數據庫的基本概念后,再布置一個數據庫設計的任務,在完成數據庫設計的過程中,再慢慢引入和講解數據庫的SQL語句以及數據庫的規范化。
“微課程”設計的核心思想是情境式教學,首先要創設情境,使學生用最短的時間去了解和掌握知識的要點和難點,這樣可以更好的提高學習效率。而調整教學,先讓學生設計數據庫,是為了更好、更真實的實現“理實一體化教學”。
按照這種方式學習,學生才能夠形成較清晰的知識體系架構。
5 結束語
“理實一體化”的教學模式,無論是對教學質量還是教學效果的提高都起到了很大的作用,而這種教學模式更多的適合用在有一定操作要求的課程上,“理實一體化”教學實質就是借助一定的手段,通過教師的傳授引導學生掌握理論知識和操作技能的過程。通過“理實一體化”教學,使學生從不知道到慢慢熟悉,從生疏到熟練到形成技能技巧。基于微課程的理實一體化教學是經過實踐證明,可以改變數據庫課程教學的較好方法。
參 考 文 獻
[1] 吳曉剛.基于項目驅動的數據庫課程自主探究式教學模式[J].計算機教育,2012.2:81-87.
[2] Slavin,R.E.Educational Psychology:Theory into Praction, Englewood Cliffs,NJ:Printice-Hall,1991.
[3] F?勞耐爾.學習領域課程開發手冊[M].北京:高等教育出版社,2007.
[4] YUAN Wentao, Qiao Ailing. The Research Based On the Ap-plication of the Formative Evaluation in the Basal Education Teaching [J]. Modern Educational Technology, 2007(11),89-92.
Teaching Design of Assembly Language and Microcomputer Principle course Based on Research-oriented Curriculum
CHENG Hong-bin, SUN Xia, LIANG Wei
(School of Computer Science and Engineering, Changshu Institute of Technology, Changshu 215500, China)
Abstract: Aiming at the problem that the inefficiency in the curriculum teaching of the assembly language and microcomputer principle, by building research-oriented curriculum, we select teaching content , improving teaching methods based on the knowledge system and students interested,, pay attention to the theory with practice, build simulation platform and design the simulation case.Through by strengthening the cultivation of practice ability, stimulate students' interest in learning, in order to improve teaching effect and student's innovation ability, then provide strong practice ability and innovation spirit of computer applied talents for the social culture.
Key words: research-oriented curriculum;Teaching design; case; simulation
《匯編語言與微機原理》課程是計算機專業的專業課程之一,目前普通高校的《匯編語言與微機原理》課程教學現狀不容樂觀,表現在理論與實際脫節、教學實驗效果欠佳等方面。當前的教學現狀不利于應用型人才的培養。為了提升課程的教學效果,我們從微機技術的特點和知識建構的基本規律出發,以培養學生的應用開發能力和創新素質為目標,引入研究性課程,精心設計匯編語言與微機原理課程的教學內容、教學方法和實驗。
1 課程設計思路
研究性課程是一種校本課程,它是學生研究性學習的基本內容。在匯編語言與微機原理課程教學中,通過在常規課程內容教學過程中滲透研究性學習的內容即研究性課程,并在教學實踐中使用Proteus和Keil工具實現微機系統的軟、硬件設計,在此基礎上,開展課外專題研究性教學。從而實現在培養學生的一般性能力的基礎上,加強學生的研究性素質、創新精神、意志品質和性格的培養,提高學生探索問題、解決問題能力[1-2]。
2 教學設計的關鍵點
構建研究性課程的關鍵點是:
1)基于物聯網工程專業的課程目標和培養研究性素質目標,合理選擇規劃課程的知識點,構建研究性學習的內容( 即研究性課程) 與非研究性學習的內容( 即常規的課程知識),制定適應普通本科應用型人才培養要求的知識模塊。采用互相包容和滲透的教學方法[3] 。
2)構建研究性學習的內容( 即研究性課程) 與非研究性學習的內容( 即常規的課程知識)相結合的教學模式。另外,教學中綜合運用類比法、動畫演示方法、比喻教學法、討論教學法,對課程知識點內容進行整理,依據不同知識點的特點設計相應的教學設計。并將課堂教學、自主學習有機地結合起來,設計豐富的教學手段。
3)基于虛擬仿真實驗系統Emu8086的匯編語言教學設計、基于proteus的微機原理教學設計。制定合適的基礎實驗和應用開發實驗項目,設計探索性的課外拓展實踐項目。
3 教學內容與教學方法
《匯編語言與微機原理》課程是物聯網工程專業的專業課程之一,課程內容比較繁雜、抽象,是一門基礎性、理論性非常強的課程,也是一門實踐性很強的綜合性課程。
課程從微機技術的特點和知識建構的基本規律出發,以培養學生的應用開發能力和創新素質為目標,以“學生為主體,教師為主導”為指導思想,通過構建研究性課程,基于課程知識體系和學生興趣合理選擇研究性教學內容,不斷改進教學方法、注重理論聯系實際,改善實踐教學條件和豐富實踐教學內容,加強實踐能力的培養,激發學生的學習興趣等改革措施,以期提高課程教學質量和學生的學習效果[4]。
3.1常規教學內容和研究性知識內容
《匯編語言與微機原理》課程原有課程體系下的基本內容主要分為:匯編語言和微機原理兩部分:
1)匯編語言部分包括:微機的基本軟硬件組成、8086微處理器、8086操作數的尋址方式、匯編語言及程序設計基礎、8086指令系統、匯編語言程序結構及設計。
2)微機原理部分包括:存儲系統、輸入輸系統、中斷系統、微機總線和接口技術。
通過構建研究性課程,我們將課程知識內容劃分為兩部分:研究性學習的內容與非研究性學習的內容( 即常規的課程知識)。其中:
1)研究性學習的內容包括:8086指令系統、匯編語言程序結構及設計、輸入輸系統、中斷系統和接口技術。
2)常規的課程知識包括:微機的基本軟硬件組成、8086微處理器、8086操作數的尋址方式、8086操作數的尋址方式、匯編語言及程序設計基礎、存儲系統、微機總線。
另外,基于物聯網工程專業應用型人才培養目標,對課程理論性較強的內容適當縮減。基于課程知識內容的選擇和劃分,為實現實踐能力的培養目標,針對研究性學習內容,在教學中以應用實踐案例、實踐任務開發為任務驅動,結合課程實驗和課外實踐環節,強化學生的實際軟硬件應用編程能力。
在各個研究性學習內容的實施過程中,盡可能的豐富基于知識點的實際案例的仿真演示,讓學生通過直觀的感性認識學習理解知識點。
3.2 教學方法
首先,教學中將研究性學習的內容( 即研究性課程) 與非研究性學習的內容( 即常規的課程知識)相結合。在課堂教學中引入研究性問題,使得學生在學習基本的常規課程知識基礎上,積極主動的深入課程內容,促進學生自主研究問題、探索知識的方法和能力的提高。
其次,針對本課程知識的抽象性和繁雜性,為了降低學生理解知識的難度,需要對課程的難點重點知識模塊進行不同的教學方法,比如采用比擬法講解、討論法和實例演示等進行深入講解,從而化解課程內容的枯燥性、復雜性和抽象性。
第三,在課堂教學過程中引入了仿真軟件進行教學。比如采用debug、emu8086、Proteus和Keil等軟件和仿真工具對課程的原理知識點講解、演示,對系統軟硬件設計進行輔助教學,在教學中堅持理論聯系實際,實現“教”、“學”、“做”的有機結合。
第四,引入專題研究性教學,積極開展課外自主學習,設置具有創新性的實踐項目,充分發揮學生的主觀能動性,學生獨立查閱資料、制訂方案、分組實施,最后總結整理、交流評價。
3.3 教學案例設計
采用Proteus和Keil軟件結合的硬件仿真平臺進行微機原理的教學,設計相關知識模塊的案例。對于教學知識點,通過案例教學法,引入知識點相關的項目案例、借助仿真實驗軟件演示微機硬件設計和匯編語言程序的運行結果,調動學生的學習興趣,提高微機原理的軟硬件知識的理解和掌握[5] [6]。在研究性教學中引入的仿真案例如下:
1)微機原理案例項目:開關控制led流水燈、NMI中斷實驗、數碼管實驗、點陣屏實驗、8255A并行接口實驗。
2)匯編語言案例項目:選擇分支、字符匹配、統計負數個數、查找A 的地址、密碼明文密文轉換實驗。
3.4 專題研究性案例設計
針對應用性人才培養目標和教學改革的設計情況,在理論課時壓縮的情況下,通過虛擬仿真實驗開發平臺開展課外專題案例實驗提高學生微機應用實踐能力。為學生設計合適的、具有挑戰性的創新實驗項目,充分調動學生的課外學習積極性,并培養學生的自主學習能力和團隊協作開發能力。實驗項目如:8255A交通燈實驗、行列式鍵盤實驗、8254A定時器實驗、8259A中斷實驗、圖形字符塊輸出實驗、小車移動實驗。
關鍵詞:微機原理;三本院校;接口技術
中圖分類號:F49 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3198(2014)15-0166-01
1 引言
“微機原理與接口技術”是電氣大類學科的主要專業基礎課程之一,是學習和掌握計算機硬件知識的入門課程。三本院校的學生基礎相對薄弱,而本課程具有知識點多,概念抽象難懂的特點,這就進一步增加了三本院校學生學習本課程的難度。為了解決這一問題,對本課程教學進行了一系列改革探索。
2 改革課程體系
課程團隊在充分調研的基礎上,結合三本院校培養目標及不同專業的特點對本課程在不同專業的開課設置和授課內容進行調整,完成各專業培養方案的調整以及教學大綱的修訂,根據專業特點完善課程體系。
3 完善教學手段及方法
為了解決學生反映的本門課程較抽象、難理解的問題,本課程采用多媒體方式授課,制作完善的課件和電子教案,在授課過程中教師更是突出學生的主體地位,采用引導式、互動式、討論式等多種教學方法,調動學生的積極性,提高教學效果。
4 加強實驗、實踐教學環節
為了學生更好地理解本課程的相關知識以及提高實際動手能力,課程團隊加大力度,完善微機原理與接口技術實驗室的建設工作。建立較完善和先進的軟、硬件實驗平臺。同時,教學團隊根據應用型人才培養目標組織課程團隊教師編寫《微機原理與接口技術實驗指導書》,指導書內容突出理論與創新的結合,更加注重學生的能力培養,每部分實驗內容分為基礎型實驗和創新型實驗兩部分,從而提高學生獨立解決問題的能力。課外開展學科競賽、大學生實踐創新(創業)訓練項目等不同層次的實踐環節逐步提高實際動手能力。
5 改革考試模式和考試內容
根據本門課程實踐性較強的特點,課程團隊對本課程考試模式和考試內容進行改革。加大了實驗和實踐環節在總成績中的比重,平時考核方式也采用測試、習題、作業、專題討論、實驗和實踐等多種形式開展,重在突出能力培養目標。
參考文獻
關鍵詞:計算機組裝與維護;教學體系;高職院校
隨著計算機的迅猛發展,對計算機系統與維護人才的需求成為眾多企業的當務之急。根據就業市場的信息表明,計算機組裝與維護技術是信息化社會從事電子信息類各項工作的基礎,是當今社會IT類專業人士所必備的基本技能。
一、《計算機組裝與維護》課程特點
1.教學內容多,知識點分散
本課程從微機的硬件結構入手,介紹微機的各個組成部件的分類、結構、工作原理、技術參數,硬件的安裝,BIOS參數設置,硬盤的初始化,軟件的安裝和設置,設備驅動程序的安裝和設置,硬盤的分區,微機的維護及常見故障的判斷和排除等內容。這些內容涉及的知識點多,且內容較獨立,知識點較分散。
2.內容應用性強
《計算機組裝與維護》課程與其他課程的最大不同點在于其教學內容的應用性較強。具體來說,該課程要求學生不僅要理解課堂講授的理論知識和實踐操作,而且要根據所學知識掌握計算機組裝與維護的實用技術,能夠有效判斷、處理和解決日常工作中計算機出現的各種軟硬件故障問題。
二、課堂教學模塊化
1.學生需要掌握的能力
根據本門課程的特點及社會對學生能力的要求,需要學生掌握以下十種能力:第一種是微機硬件識別與微機配置能力;第二種是微機硬件的組裝與硬件故障檢測處理能力;第三種是BIOS的設置與應用能力;第四種是硬盤的分區與格式化能力;第五種是操作系統及驅動程序的安裝能力;第六種是工具軟件的安裝與使用能力;第七種是windows注冊表的使用及系統優化能力;第八種是操作系統的備份與還原能力;第九種是數據恢復技術能力;第十種是計算機病毒的防治及軟件故障處理能力。以上能力要通過模塊化的方法逐一培養,并通過項目化訓練來提高和鞏固,最后通過過程導向化訓練達到社會需求。
2.課程模塊的劃分
根據教學能力培養的要求,把課堂教學分成十個模塊,如圖1所示:
模塊一:微機硬件識別與微機配置
這一模塊主要講述微機的主要配件,介紹如主板、CPU、內存、硬盤、顯示器及顯卡等配件的工作原理,主要性能參數以及市場上主流品牌。詳細介紹各種配件購買時需注意的問題,例如如何進行選購以及如何根據需求及市場價格變化制定適合自己的配置方案,讓學生能獨立配置性價比較高的組裝計算機。
模塊二:微機硬件的組裝與硬件故障檢測處理
這一模塊主要在了解各種硬件的基礎上,講述各種配件的安裝方法以及電腦硬件的安裝步驟和注意事項。打破傳統的把硬件故障檢測單獨列為一個模塊進行講授的教學模式,將微機硬件的組裝和硬件故障檢測處理放在同一個模塊進行講授。做出這種改革的原因在于如果單獨把硬件故障檢測放在一個模塊,會因為實驗環境的制約,導致很難找到故障的實例給學生進行講解和排除,造成實際效果不理想[2]。在硬件組裝講授過程中,學生進行通電檢測時,會遇到很多故障,在這種情況下,結合遇到的故障給學生進行講解,學生更容易理解和接受,進而取得良好的教學效果。
模塊三:BIOS的設置與應用
BIOS(BasicInput/OutputSystem)即基本輸入/輸出系統。它負責控制系統全部硬件的運行。BIOS設置是否合理在很大程度上決定著主板,甚至整臺計算機的性能。本模塊詳細介紹BIOS的基本概念,講述了AwardBIOS和AMIBIOS的設置技巧和方法,并以專題形式講述了CMOS密碼、BIOS優化設置、BIOS設置與超頻、BIOS升級、修改開機LOGO和開機畫面以及BIOS最新流行技術等內容,讓學生掌握BIOS的設置方法與技巧。
模塊四:硬盤的分區與格式化
這一模塊主要講述硬盤的分區原理及原則,讓學生掌握如何規劃分區的個數及大小。通過講述DM、分區魔術師及FDISK三種分區方法,讓學生了解各種分區方法的優點和缺點。講述FAT32及NTFS兩種不同文件系統的區別及優缺點,讓學生能根據操作系統正確選擇不同文件系統格式化硬盤。
模塊五:操作系統及驅動程序的安裝
這一模塊主要講述Windows系列操作系統,如Windows98、Windows2000、Windowsxp的安裝方法,通過硬件檢測軟件,檢測各種驅動的型號,掌握通過互聯網搜索及下載相關系統驅動程序,并掌握各種系統驅動的安裝方法。
模塊六:工具軟件的安裝與使用
這一模塊主要講述常用的工具軟件的安裝及使用,如壓縮解壓軟件、音頻視頻播放軟件、下載工具軟件等。通過讓學生上網下載相應的軟件,讓學生掌握如何通過互聯網搜索各種常用工具軟件,并能進行下載、安裝及使用。讓學生學會分析各種工具軟件的優缺點,能根據實際情況有針對性的選擇合適的軟件類型或版本。
模塊七:windows注冊表的使用及系統優化
Windows注冊表是幫助Windows控制硬件、軟件、用戶環境和Windows界面的一套數據文件,這一模塊主要講述windows注冊表的機構、功能、備份還原方法及應用技巧,同時結合windows優化大師和超級魔法兔子等軟件對windows系統進行優化。
模塊八:操作系統的備份與還原
本模塊主要講述windows操作系統的備份原則,通過系統自帶備份功能及相關備份軟件,如Ghost等,使學生掌握正確的系統備份方法,能根據不同的操作系統選擇合適的備份方法,并能將系統進行還原,從而解決一些因系統引起的軟件故障。
模塊九:數據恢復技術
本模塊主要講述計算機數據恢復技術,這里指的數據恢復主要指計算機數據沒有經過回收站直接被刪除,或硬盤的某個分區被進行快速格式化后的數據恢復。讓學生了解數據恢復的原理及步驟,掌握利用Easyrecovery、Finaldata等工具軟件對數據進行有效恢復,并掌握數據恢復完整性檢測方法。
模塊十:計算機病毒的防治及軟件故障處理
本模塊主要講述計算機病毒的相關知識,在了解病毒傳播途徑的基礎上讓學生掌握正確使用電腦的方法及通過系統設置降低計算機中病毒的機率,掌握常用的計算機殺毒軟件,學會分析各種殺毒軟件的優缺點,并能根據需求選擇合適的殺毒軟件。軟件故障通常是因為計算機用戶的不正確使用或計算機病毒引起的,因此本模塊還要教會學生掌握正確的軟件使用方法及軟件系統被破壞后的修復方法。
三、課堂實訓周教學項目化
1.編寫實訓項目指導手冊
在課堂實訓周階段,采取項目化教學法,根據課堂教學的10個模塊內容,結合實際的計算機維護經驗,安排相應的實訓項目內容,編寫實訓項目指導手冊,并制定實訓項目指導任務書。在實訓項目教學過程中,學生學會思考,通過分析問題,解決問題,解決一個個跟實際密切相關的實訓項目,達到強化動手能力的目的。
2.制定實訓項目考核體系
(1)綜合實訓項目:占總分的50%。該項考核是一個系統性及綜合性極強的考核項目,涉及內容廣泛全面,綜合了多個模塊教學的實訓項目內容,教師根據學生的考核項目完成情況給分。
(2)解決實際故障:占總分的50%。教師預先設置一些常見的計算機軟硬件故障,讓學生運用所學的知識來分析原因、解決問題,然后教師根據學生的熟練程度給分。
四、課外實訓教學過程導向化
1.組織學生進行社會調查和市場調查
微機知識更新快,新技術不斷涌現,硬件設備不斷的更新換代。這些新技術尤其是硬件設備的學習對初學者來說較難掌握,這就要求學生必須將所學知識與社會和市場緊密結合起來。通過社會調查和市場調研,學生能夠時刻掌握微機發展的新動向,提高學習的積極性和主動性。
2.成立計算機維護工作室
通過校企合作、校內實訓基地建設等多種途徑,成立計算機維護工作室,承接校內外項目,采取工學結合、實踐演練等形式,充分開發學習資源,讓學生逐步接觸真實的項目,給學生提供豐富的實踐機會,幫助學生積累實際工作經驗。另外,在課余時間,教師也可以指導學生為周邊院校或社區開展計算機維修服務,培養學生的團結協作精神,充分調動學生學習的積極性、主動性和創造性,也為學校贏得了較好的社會效益。
3.建立《計算機組裝與維護》學習網站
傳統的教學模式受時間和空間的限制。利用現代化的教學手段和教學資源,建立《計算機組裝與維護》學習網站可以作為傳統教學的延伸和補充,打破傳統教學模式的限制。
五、結束語
實踐證明,采取課堂教學模塊化,課堂實訓周項目化及課外實訓教學過程導向化的全方位教學體系,可以在教學過程中營造了良好的教學氛圍,提高了學生的積極性和主動性,激發了學生深入思考、主動實踐的學習興趣,增強了學生的計算機維護實用技術,能有效解決日常工作中遇到的計算機軟硬件問題,這對提高人才創新意識的培養具有重要的現實意義。
參考文獻: