本站原创摘 要：多媒体课件可以改变传统的教学模式,发挥学生主导学习地位作用,提高教学效率和质量；系统科学的教学设计是课程多媒体课件制作成功的前提.运用教学理论对课程系统进行教学设计,在多媒体课件制作过程中结合制作原则和教学设计理论成果,制作《计算机体系结构》课程多媒体课件,应用到课程教学、学生自主学习和知识评测之中,制作完成的课件由学生进行评价后改进.
关 键 词：计算机体系结构；教学设计；课件；Authorware；素材
中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1009-3044（2014）08-1754-03
1《计算机体系结构》教学设计分析
教学设计是现代教育技术的基础,也是计算机辅助教育最重要的基本原理,用教学设计理论指导计算机多媒体课件的设计是课件设计走向科学化的保证.教学设计是以教学过程为研究对象,运用系统方法分析教学问题和确定教学目标,建立解决教学问题策略方案,试行解决方案、评价执行结果和对方案进行修改的过程.教学设计以系统方法为指导,分析教学问题和需求,运用系统方法设计教学过程,确立解决的程序纲要,使之成为一种具有操作性的程序.《计算机体系结构》课程教学设计应用整体优化理论和系统科学方法,对课程系统进行分析、设计、开发和测评.
1.1学习者分析
认知理论认为,人的认知是在原有认知结构基础上,通过对外界刺激的反应,根据学习者态度、学习兴趣等,对当前学习内容作出选择的信息加工过程,学生是主动地对外部刺激所提供的信息进行选择和加工的主体.按照学院人才培养方案,《计算机体系结构》课程是计算机科学与技术专业本科的一门专业必修课,这门课开设时间为第三学年第二学期,学生已经先修了计算机组成原理、数据结构、操作系统、汇编语言程序设计等先修课程,掌握了计算机专业相关软硬件知识,为本课程的学习积累了前期基础；本专业学生求知欲旺盛,学习兴趣浓厚,自学能力强,并且思维活跃,能积极参与教师组织的活动.在教学内容的取舍上,根据先修课程,规划本课程内容侧重点；在教学活动的组织上,根据学生的学习特点,除基本概念和基本理论的阐述外,还应留有一定的课外探索性课题,让学生对计算机体系结构学科的最新发展有更全面了解.
1.2学习任务和学习目标分析
计算机体系结构是计算机领域的一门重要课程,学习计算机体系结构对认识计算机系统、建立计算机整机概念有重要的作用.本课程包括理论和实验教学环节.从教学大纲讲授章节来看,包括：述计算机体系结构的概念、计算机指令集结构设计、流水线技术、指令级并行、存储层次、输入输出系统、多处理机.对本科生而言,课程教学重点和难点是单机系统中指令集结构、流水线技术和存储层次.对流水线技术,可通过流水线相关实验对DLX流水线技术有更深入直观理解.学习计算机体系结构实验是不可缺少的,而这两章的学习,实验尤其重要.通过实验,可以更直观的了解流水线技术.
计算机体系结构教学目标是提高学生从总体、系统这一层次来研究和分析计算机系统的能力,帮助学生建立完整计算机系统的概念,使学生掌握计算机系统结构的基本概念、原理、结构和设计方法,掌握基本的性能分析方法.计算机体系结构课程强调培养学生的抽象思维能力和自顶向下、系统地分析和解决问题的能力,强调培养学生的创新思维和创新能力.
1.3情感、态度与价值观目标分析
情感态度和价值观是学习者内心所想：感受计算机体系结构给人类工作和生活带来的变化,感悟人类的聪明才智；在协作式的集体研究活动中,表现出成功解决问题的喜悦感、成就感,体会与他人交流、协作的乐趣；通过对计算机体系结构发展的探讨,激发更进一步学习计算机专业知识兴趣.
2计算机体系结构多媒体课件制作原则
多媒体课件以其形象、直观、快捷、高效方式,为优化课堂教学,起到了很大的作用.多媒体课件制作有其自身的规律,在课件制作过程中,只有遵循这些规律,才能使课件的制作切实地为教学改革发挥作用,进而提高教学效率.计算机体系结构的多媒体课件制作应遵循以下几条原则：
2.1教学性原则
教学性原则是指在多媒体课件设计过程中把教师的教与学生的学结合起来,课件除了能用于辅助教师教学,发挥教师的指导作用外,还应具备学生自主学习功能,体现学生的主体地位.《计算机体系结构》课程内容由于和计算机发展前沿技术密切相关,教学重难点多.教学中除采用以教师“教”的传统教学方式,应发挥多媒体课件教学性功能,引导学生针对课程知识积极探索.在计算机体系结构多媒体课件设计中遵循教与学的有机结合,可以使学生学习从被动接受传统模式转变为利用学生认知结构、学习兴趣和学习需求为主要目的的主动接受模式.
2.2集成性原则
多媒体课件是由文字、图形、图像、声音、动画等集成的多媒体制品,集成的特点使课件能提供多样性的外部刺激,有利于知识的获取与保持.实验心理学家特瑞赤拉（Treicher）做过一个关于人类获取信息的途径的著名实验,结果证实：人类获取的信息83%来自视觉,11%来自听觉,3.5%来自嗅觉,1.5%来自触觉,1%来自味觉.课设计过程中,应有效利用集成性特点,充分调动学生的各种感官,调动学生的注意力,使其更好地理解和掌握课堂教学内容.
在计算机体系结构的课件设计中,恰当选择素材,各种信息媒介的表达和组合优化设计、精心选择、相辅相成.本课件设计中采用大量的动画演示来分析抽象的概念和理论,如层次结构概念、流水线的实现中DLX指令的数据通路、定向路径等,Cache实现的相关问题这些都是课程的重难点知识点,动画的每一步过程都有说明解释,对难懂的理论知识直观、形象和详细的展示,也能吸引学生的注意力.同时课件素材在集成时不能喧宾夺主,画面不宜过于花俏以致忽略了课件教学性功能.
2.3交互性原则
课件的交互性是指所运用的课件和课件使用者间的信息传递是双向的,多媒体课件可以向学习者输出信息,也可以接收学习者的输入命令,并根据命令进行相应处理.交互性是多媒体课件的最基本的特点,有利于教师掌握学生的学习情况,调整学习内容,安排学习计划,也有利于学生的自主自学和自我学习状态的测试,多媒体课件设计应充分体现这一特点.
《计算机体系结构》课程多媒体课件制作过程,设置有大量控制按钮方便使用者控制课件内容的展示,对多级内容的展示可方便的返回上一级和进入下一级,课件中动画的播放设置多种播放速度,且可随意拖放播放内容.
3计算机体系结构课件设计
通过学习者分析和教学设计,在教育教学理论和课件理论的指导下,确定课件的总体框架,从而形成清晰而完备的制作模板.本课程在课件中呈现的课件总体结构和课件交互性图标界面如下：
4测试评价
课件设计后,提供给专业学生使用,同学们认为课件条理清晰、图文声像结合、界面优美,普遍反映本课件在创设情景、材料形象方面有较好的效果,课件的使用可扩大知识视野、帮助全面把握知识点,特别是准确理解重难点知识点,提高学习效率.要使多媒体教学模式在《计算机体系结构》课程教学中的作用,前提是选择或制作适用的多媒体课件,供课堂教学和学生学习、练习使用.