石俊萍

摘要：多媒體課件可以改變傳統(tǒng)的教學模式，發(fā)揮學生主導學習地位作用，提高教學效率和質(zhì)量；系統(tǒng)科學的教學設計是課程多媒體課件制作成功的前提。運用教學理論對課程系統(tǒng)進行教學設計，在多媒體課件制作過程中結合制作原則和教學設計理論成果，制作《計算機體系結構》課程多媒體課件，應用到課程教學、學生自主學習和知識評測之中，制作完成的課件由學生進行評價后改進。

關鍵詞： 計算機體系結構；教學設計；課件；Authorware；素材

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）08-1754-03

1 《計算機體系結構》教學設計分析

教學設計是現(xiàn)代教育技術的基礎，也是計算機輔助教育最重要的基本原理，用教學設計理論指導計算機多媒體課件的設計是課件設計走向科學化的保證。教學設計是以教學過程為研究對象，運用系統(tǒng)方法分析教學問題和確定教學目標，建立解決教學問題策略方案，試行解決方案、評價執(zhí)行結果和對方案進行修改的過程。教學設計以系統(tǒng)方法為指導，分析教學問題和需求，運用系統(tǒng)方法設計教學過程，確立解決的程序綱要，使之成為一種具有操作性的程序。《計算機體系結構》課程教學設計應用整體優(yōu)化理論和系統(tǒng)科學方法，對課程系統(tǒng)進行分析、設計、開發(fā)和測評。

1.1 學習者分析

認知理論認為，人的認知是在原有認知結構基礎上，通過對外界刺激的反應，根據(jù)學習者態(tài)度、學習興趣等，對當前學習內(nèi)容作出選擇的信息加工過程，學生是主動地對外部刺激所提供的信息進行選擇和加工的主體。按照學院人才培養(yǎng)方案，《計算機體系結構》課程是計算機科學與技術專業(yè)本科的一門專業(yè)必修課，這門課開設時間為第三學年第二學期，學生已經(jīng)先修了計算機組成原理、數(shù)據(jù)結構、操作系統(tǒng)、匯編語言程序設計等先修課程，掌握了計算機專業(yè)相關軟硬件知識，為本課程的學習積累了前期基礎；本專業(yè)學生求知欲旺盛，學習興趣濃厚，自學能力強，并且思維活躍，能積極參與教師組織的活動。在教學內(nèi)容的取舍上，根據(jù)先修課程，規(guī)劃本課程內(nèi)容側重點；在教學活動的組織上，根據(jù)學生的學習特點，除基本概念和基本理論的闡述外，還應留有一定的課外探索性課題，讓學生對計算機體系結構學科的最新發(fā)展有更全面了解。

1.2 學習任務和學習目標分析

計算機體系結構是計算機領域的一門重要課程，學習計算機體系結構對認識計算機系統(tǒng)、建立計算機整機概念有重要的作用。本課程包括理論和實驗教學環(huán)節(jié)。從教學大綱講授章節(jié)來看，包括：述計算機體系結構的概念、計算機指令集結構設計、流水線技術、指令級并行、存儲層次、輸入輸出系統(tǒng)、多處理機。對本科生而言，課程教學重點和難點是單機系統(tǒng)中指令集結構、流水線技術和存儲層次。對流水線技術，可通過流水線相關實驗對DLX流水線技術有更深入直觀理解。學習計算機體系結構實驗是不可缺少的，而這兩章的學習，實驗尤其重要。通過實驗，可以更直觀的了解流水線技術。

計算機體系結構教學目標是提高學生從總體、系統(tǒng)這一層次來研究和分析計算機系統(tǒng)的能力，幫助學生建立完整計算機系統(tǒng)的概念，使學生掌握計算機系統(tǒng)結構的基本概念、原理、結構和設計方法，掌握基本的性能分析方法。計算機體系結構課程強調(diào)培養(yǎng)學生的抽象思維能力和自頂向下、系統(tǒng)地分析和解決問題的能力，強調(diào)培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。

1.3 情感、態(tài)度與價值觀目標分析

情感態(tài)度和價值觀是學習者內(nèi)心所想：感受計算機體系結構給人類工作和生活帶來的變化，感悟人類的聰明才智；在協(xié)作式的集體研究活動中，表現(xiàn)出成功解決問題的喜悅感、成就感，體會與他人交流、協(xié)作的樂趣；通過對計算機體系結構發(fā)展的探討，激發(fā)更進一步學習計算機專業(yè)知識興趣。

2 計算機體系結構多媒體課件制作原則

多媒體課件以其形象、直觀、快捷、高效方式，為優(yōu)化課堂教學，起到了很大的作用。多媒體課件制作有其自身的規(guī)律，在課件制作過程中，只有遵循這些規(guī)律，才能使課件的制作切實地為教學改革發(fā)揮作用，進而提高教學效率。計算機體系結構的多媒體課件制作應遵循以下幾條原則：

2.1 教學性原則

教學性原則是指在多媒體課件設計過程中把教師的教與學生的學結合起來，課件除了能用于輔助教師教學，發(fā)揮教師的指導作用外，還應具備學生自主學習功能，體現(xiàn)學生的主體地位。《計算機體系結構》課程內(nèi)容由于和計算機發(fā)展前沿技術密切相關，教學重難點多。教學中除采用以教師“教”的傳統(tǒng)教學方式，應發(fā)揮多媒體課件教學性功能，引導學生針對課程知識積極探索。在計算機體系結構多媒體課件設計中遵循教與學的有機結合，可以使學生學習從被動接受傳統(tǒng)模式轉(zhuǎn)變?yōu)槔脤W生認知結構、學習興趣和學習需求為主要目的的主動接受模式。

2.2 集成性原則

多媒體課件是由文字、圖形、圖像、聲音、動畫等集成的多媒體制品，集成的特點使課件能提供多樣性的外部刺激，有利于知識的獲取與保持。實驗心理學家特瑞赤拉（ Treicher）做過一個關于人類獲取信息的途徑的著名實驗，結果證實：人類獲取的信息83%來自視覺，11%來自聽覺，3.5%來自嗅覺，1.5%來自觸覺，1%來自味覺。課設計過程中，應有效利用集成性特點，充分調(diào)動學生的各種感官，調(diào)動學生的注意力，使其更好地理解和掌握課堂教學內(nèi)容。

在計算機體系結構的課件設計中，恰當選擇素材，各種信息媒介的表達和組合優(yōu)化設計、精心選擇、相輔相成。本課件設計中采用大量的動畫演示來分析抽象的概念和理論，如層次結構概念、流水線的實現(xiàn)中DLX指令的數(shù)據(jù)通路、定向路徑等，Cache實現(xiàn)的相關問題這些都是課程的重難點知識點，動畫的每一步過程都有說明解釋，對難懂的理論知識直觀、形象和詳細的展示，也能吸引學生的注意力。同時課件素材在集成時不能喧賓奪主，畫面不宜過于花俏以致忽略了課件教學性功能。

2.3 交互性原則

課件的交互性是指所運用的課件和課件使用者間的信息傳遞是雙向的，多媒體課件可以向?qū)W習者輸出信息，也可以接收學習者的輸入命令，并根據(jù)命令進行相應處理。交互性是多媒體課件的最基本的特點，有利于教師掌握學生的學習情況，調(diào)整學習內(nèi)容，安排學習計劃，也有利于學生的自主自學和自我學習狀態(tài)的測試，多媒體課件設計應充分體現(xiàn)這一特點。

《計算機體系結構》課程多媒體課件制作過程，設置有大量控制按鈕方便使用者控制課件內(nèi)容的展示，對多級內(nèi)容的展示可方便的返回上一級和進入下一級，課件中動畫的播放設置多種播放速度，且可隨意拖放播放內(nèi)容。

3 計算機體系結構課件設計

通過學習者分析和教學設計，在教育教學理論和課件理論的指導下，確定課件的總體框架，從而形成清晰而完備的制作模板。本課程在課件中呈現(xiàn)的課件總體結構和課件交互性圖標界面如下：

4 測試評價

課件設計后，提供給專業(yè)學生使用，同學們認為課件條理清晰、圖文聲像結合、界面優(yōu)美，普遍反映本課件在創(chuàng)設情景、材料形象方面有較好的效果，課件的使用可擴大知識視野、幫助全面把握知識點，特別是準確理解重難點知識點，提高學習效率。要使多媒體教學模式在《計算機體系結構》課程教學中的作用，前提是選擇或制作適用的多媒體課件，供課堂教學和學生學習、練習使用。

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