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大学计算机硬件课程教学方法改革的探讨与研究

发布时间:2016-11-21编辑:毕业论文
大学计算机硬件课程是大学计算机专业开设的一系列讲解计算机硬件原理的课程,在计算机专业课程中占主导地位,但目前由于教学手段、实验设备等原因,大多数计算机专业的学生对硬件课程不感兴趣。计算机技术的发展使得改革传统教学手段,用现代化教学手段取代传统授课方式成为必然。虽然现在许多硬件课程已经使用多媒体教室进行课堂教学,但这种改变,多是将原来写在黑板上的板书内容改用Powerpoint投影,部分教师在使用多媒体教学过程中还辅以实例演示,而有的教师上课一个字不写,光给学生念投影的内容,教学效果很差。因此,大部分学生认为使用现代化的教学手段教学的效果并不好。但这并不是现代化教学本身的原因,而是因为仅仅改变了教学手段,而缺乏对现代化教学手段特殊性的研究,更缺乏对学生的学习行为的研究,使得课堂教学的效果受到一定程度的影响。我们常常有一种感觉,在多媒体教室上课,学生的注意力更难控制。因此,在现代化教学环境中,如何充分利用丰富的表现手段,展现课程的内容和精髓,培养学生对硬件课程的兴趣成为有待探讨和解决的实际问题。
  使用传统的黑板加粉笔的教学手段时,学生按照教师讲课和在黑板上写板书的节奏听课、记笔记、进行思维。在教学过程中,教师位于教室中学生们视觉、听觉的中心,教师与学生的交流是吸引学生注意力的重要方面。而记笔记又可以看作是一个隐性的强制集中学生注意力的动作,客观上可以帮助或强制学生将注意力集中于课程内容上,这样即使学生在学习时发生短暂的注意力转移,他也能根据黑板上板书的内容前后呼应,比较容易的跟上课程的节奏。在多媒体教学环境中,光线一般比较暗,学生容易困倦。
  教师坐在讲台上的控制台后,教室中的视觉中心变为投影屏幕。以Powerpoint制作的电子教案在某种程度上难以达到教师与学生交流的效果。虽然使用电子教案可以省去教师的板书时间,加快授课节奏,但也挤掉了学生记笔记的时间;再加之教师的授课节奏加快,超出了学生理解课程内容进行思维所需的时间限度,极大的影响了学生的听课效果; 但如果教师在使用多媒体教学时有意的放慢授课速度,学生又失去了记笔记的强制性约束,他的注意力很容易发生转移,而当学生的注意力再次回到课程内容时,或许他已经错过了好几张幻灯片,被打断的思路难以接续,教学效果严重受到影响。因此,在使用多媒体教学手段时,必须要注意教学方式的改进,特别是要控制授课的节奏,吸引并保持学生的注意力。有位学者曾经说过,教师的巨大技巧在于集中学生的注意,并且保持他的注意。所以,在教学过程中,不论使用何种教学手段,教师都要努力做到这一点,特别是在多媒体教学环境中尤为重要。影响学生注意力的因素有很多,例如教室的环境条件、课程的内容、学生的作息情况、教师和学生的情绪、教师的教学方法与教学艺术等等。其中最关键的因素是教学方法与教学艺术。这就要求教师作为课堂教学的主体,必须设法保持学生的注意力。经过多年的教学,笔者认为课堂上要保持学生的注意力,须做到以下几点:精心组织教学内容,增强学生的学习兴趣。如果教学内容生涩、枯燥、或深度、广度不够,或缺乏针对性,都会对学生的学习兴趣产生负面影响。由于硬件课程本身很抽象,较难理解,所以教师精心组织教学内容对硬件课程尤为重要。
  事实上,在教学过程中,我们应该肯定,传统的教学方法和多媒体教学方法都各有利弊。在传统的教学方法中,教师可以将解题过程逐行书写在黑板上,这个过程也是向学生展示解题思路的过程,教师还可以边写边问,与学生一起讨论与交流,有助于启发式教学。教师还可以根据课堂上学生的反映随时调整教授方式和板书的内容与布局,临场发挥的余地很大。但有时教师不停的演讲与演板,学生被动的忙于抄写,有些问题根本来不及思考消化,这样学生听起来就会乏味,教师很多时间背向学生,不利于师生之间的交流与交互。计算机多媒体教学方式可以采用文字、声音、图形、图像、动画和影视等多媒体综合教学,直观性强、生动有趣,信息量大,能极大的提高教学的密度,而且由于符合认知规律,能加速学习的进度,促进学生对知识的理解和记忆,激发学习的兴趣,在教学过程中可以将不可见的和难于解释的内容加以形象化和直观化,为学生提供大量的感性材料,有助于记忆的提高,同时多媒体技术可以用多种信息方式描述事物,使学生从不同侧面深入了解事物的本质,更有利于学生发展思维和想象力,使他们成为富有开拓能力和创新能力的有用人才。但使用多媒体教学也存在上述分析的这样那样的弊端,因此,在实际的教学过程中,教师不应该局限于一种教学手段,而应根据所教授的课程内容,将传统教学方法和多媒体教学方法结合起来,取长补短,精心设计课程内容,这样才能获得更好的教学效果。
  有人说,多媒体与信息高速公路是推动人类进入信息时代的两个技术杠杆。网络的发展,尤其是国际互连网的出现将信息时代的社会细胞连成了一体,实现了人类智慧的联网,并由此创造出全新的网络文化。大多数高校也顺应时代需要建设了校园网,开始了网络教学的尝试。在短短几年的发展过程中,网络教学取得了较理想的成效。经过长时间的教学,我们发现网络教学对计算机硬件课程尤为重要,这与计算机硬件课程本身的特点有很大关系。硬件课程本身很抽象,学生较难理解,而很多高校的硬件实验设施少,学生对硬件的理解很浅,最后导致学生对硬件课程失去了兴趣,而利用计算机网络,建立计算机硬件课程网络教学平台,可以在很大程度上解决这些问题。
  传统的以教师为中心的教学模式中,教师是整个教学活动的主宰,学生处于被动接受老师灌输知识的地位,教学的出发点和归宿是千方百计让学生掌握各种应试技巧。这种教学模式,从表面来看,它有利于系统的科学知识的传授,有利于对学生进行严格的训练和提高识记知识的效率,但实际上,对于枯燥无味的硬件课程来讲,这样的教学方法只能会让学生一天天失去上课的兴趣,最后导致不听课,严重抑制学生个性的发展,束缚对学生创新思维和实践能力的培养。随着网络教学的开展,建立一个计算机硬件课程网络教学平台,将硬件课程的知识内容讲解、答疑、作业以及讨论等环节全部放在网络上,学生由被动的接受知识变成了认知的主体,从被动地学到主动地学,从生搬硬套、死记硬背的学到带着任务解决实际问题学习,从按部就班的学习到自定步调自定目标的学习。网络教学让学生在实时上网的感觉中,开阔视野,提高能力,学会在互连网上浏览、查询、搜索有用的、课堂上难以理解的知识点,同时可以提高学生综合运用知识的能力和创造思维的能力。同时,教师的角色也发生了变化,由原来知识的讲授者变为学生的引导者、帮助者和促进者。
  教与学是两个互相制约、互相促进的过程,教师必须即时了解学生对所讲授知识的接受程度,才能获得教学相长的效果。在传统的教学方式下,这种了解只能是教师课后与学生短时间的交流,但这种交流是很有限的。对于计算机硬件课程来讲,学生的兴趣远不止课堂上所讲授的知识,他需要了解的知识很多,与教师需要交流也很多,但如果学生连课堂上所讲授的知识都听不懂,那么他就会失去对该课程的兴趣,以致失去对所有硬件课程的兴趣。因此及时获得学生对教学的反馈信息是非常重要的。通过网络教学平台,学生可以及时将自己对所学知识的接受情况、存在的疑问发布在网络上,教师也可以通过网络对学生的问题做及时解答,同时可以根据学生的反馈信息调整教学手段与教学进度,不断提高学生对课程学习的积极性。过去学生的作业都是通过作业本或者软盘交给老师,而通过网络就方便多了,而且使用网络,教师可以根据课程的需要,布置一些需要学生合作的大作业,提高学生的创新与开发能力。例如,在微机原理课程的接口部分,要完成一些特定的功能,就需要学生先画芯片连接电路图,以前只是让学生画在一张图纸上,也不可能画得太大,而使用计算机和网络,可以让多个学生合作完成一张复杂电路的设计,还可以让学生使用相关软件模拟电路的功能,这样学生的学习兴趣会大大提高。同时教师可以及时了解学生作业的完成情况,并可以对作业做出及时点评。
  在硬件课程网络教学平台上建立硬件课程测验和考试系统,巩固学生所学的知识,这样既方便教师,也会使学生受益。平时学生可以自己登录网站,随机抽题、组卷,进行测试并评分,检验自己的学习情况。教师可以在教学过程中,不断充实题库,将与课程相关的新的知识点填充到题库中,进一步检验学生对新知识的接受和了解情况。而且每学期的期末考试也变得简单了,试卷归整化,阅卷评分也更加标准化,这为教学工作的有利开展奠定了坚实的基础。将多媒体网络教室或校园网构建成Internet环境,设立BBS方式的讨论区,每个学生都可提出问题,也可回答问题,对课程内容的研究可由教师组织,学生参加讨论,这样可进一步调动学生学习的积极性和主动性,加深他们对课程内容重点、难点的理解。教师的教学示范仅是带路的向导,学生只有在自己实践的基础上,才能在没有向导时辨认前进的方向,在这种意义上,学生实践是不能被任何其他的教学手段和方法所代替的。硬件课程抽象、难以理解,如果再不实践,教学效果那是可想而知的,因此实践教学对硬件课程更为重要。目前一些高校硬件设施缺乏,硬件开发越来越少,这也是硬件课程教学效果不佳的原因之一。但无论如何,要想使硬件课程获得良好的教学效果,加强实践环节教学是必不可少的 。对所有硬件课程,让学生在完成规定的实验题目后,选择恰当的应用实验题目,让学生设计实施的方法和步骤,然后用实验去验证其方法和步骤是否正确和恰当,从不同角度去思考问题,解决问题,既锻炼了学生的创造性思维能力,又锻炼了实践能力。对较难的应用实验可以采用讨论质疑方式,教师引导学生对原理、方法、步骤及其先后顺序的合理性讨论质疑,以此培养学生的思维方式及方法,提倡学生多向思维,设计出改进型方案。同时,网络系统的交互性,既方便了同学之间的讨论与交流,也便于教师接受学习者对指定问题的回答,并对回答作出判断和评价,进而提供有针对性的反馈信息,找出最佳实施方案。
  此外,我们可以尝试利用网络将实验指导书上的验证性实验改为探索性实验,目的是进一步培养学生探索硬件知识的能力。学生在教师的正确指导下完成了自己的“发现”,做到实验分析与推理论证相印证,由知识的“探索者”成为知识的“发现者”。这样,学生所掌握的知识就不是教师硬灌的或者是课本上写的死知识,而是通过学生自己实践、探索,“发现”的活知识,抽象的内容变的具体了,难懂的内容在实践指导下易于理解了,学生学习兴趣大大提高了。

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