“任务驱动”教学法在《计算机系统结构》教学中的应用

[摘 要]《计算机系统结构》课程是一门实践性很强、具有明显的与计算机硬件结合紧密特点的课程.在《计算机系统结构》课程教学中,充分应用“任务驱动”的方法,使得学生在教师的组织引导下,用不同的方法完成“任务”,教学效果良好.

[关 键 词]任务驱动任务《计算机系统结构》教学自主学习

中图分类号:G42文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1110155-01

一、“任务驱动”法的概念及其意义

所谓“任务驱动”就是在学习的过程中,学生在教师的帮助下,紧紧围绕一个共同的任务活动中心,在问题动机的驱动下,进行自主探索和互动协作的学习,并在完成既定任务的同时,引导学生产生一种学习实践活动.“任务驱动”是一种建立在建构主义教学理论基础上的教学法,要求“任务”的目标性和教学情境的创建,使学生带着真实的任务在探索中学习.

“任务驱动”教学法适用于培养学生的独立分析问题、解决问题和动手创新能力的能力.任务在“驱动”教学中要体现以“学生为中心、教师为主导”的教学策略,要求师生改变传统的观念和角色.学生在学习中起主导作用,教师在教学中起引导、控制、咨询的作用.“任务驱动”教学法符合计算机系统的层次性和实用性,提出了由表及里逐层深入的学习途径,便于学生循序渐进地学习知识和技能.

二、驱动任务的有效设计

《计算机系统结构》课程是一门实践性强且与计算机硬件结合紧密特点的课程.在该课程教学中,学生在教师的组织引导下,用不同的方法完成活动“任务”,其思维技能得到锻炼.

在设计“任务”时,必须考虑到学生现有的知识结构和能力水平.其认知目标一般可以采用了解、理解、掌握三个层次.了解指能够记住或复现已学过的知识和操作方法.理解指对已经学习过的知识及操作方法,能用自己的语言进行表述、判断和运用,掌握指能用所学过的知识和法去解决简单问题.操作目标一般可以采用初步学会、学会、熟练三个层次的学习水平.在本课程中,初步学会指能理解基本的硬件工作原理,学会指能进行硬件分析并且能完成实验,比较熟练指能够按要求设计硬件电路并且在做实验时能有错误能立即自我纠正.因此,笔者设计如下任务:

第一个任务:计算机的硬件组成

1.组成计算机的五大基本部件是什么并简述各部分的功能(确定整个课程的教学主线索).2.总结:符合五大部分组成结构及工作原理的计算机称作:冯诺依曼体系结构的计算机,也是研究对象.

第二个任务:处理器的功能及原理

1.处理器在整个计算机系统中的地位是怎样的(明确定义).2.处理器能完成哪些运算如何完成(引导出结构:运算器和控制器.运算器在控制器的时序信号的控制下完成算术和逻辑运算).3.为了完成运算,数据格式如何规定(引导出数据的二进制表示方法).4.运算的具体实现过程及软硬件的支持是怎样的

第三个任务:计算机存储器的功能及原理

1.为什么需要存储器2.动态随机存储器如何能保存和输出数据3.ROM如何保存数据它克服了RAM的哪些不足4.操作系统如何管理存储器如何提高存储器的访问速度

第四个任务:计算机总线系统的结构和功能

1.什么是总线为什么需要总线2.总线的结构是怎样的衡量的参数有哪些3.PCI总线有什么特点

第五个任务:计算机输入/输出(I/O)系统组成

1.为什么需要I/O系统I/O设备如何与总线连接2.I/O设备有哪些衡量的性能参数有哪些

三、根据任务构建高效的“任务驱动”教学模式

(一)创设情境、提出任务.在课程的任务提出过程中,笔者利用多媒体计算机,将上述设计的问题全部提出.这种学习任务使学生在情境中探索实践,激发学生联想、判断,从而加深对问题的理解.

在使用任务驱动法教学时,首先向学生布置本课程、本单元的学习任务,要求学生带着任务或带着问题去学习,以探索问题来引起和维持学生的学习兴趣和动机.

(二)分析任务.提出任务之后,笔者并不急于讲解,而让学生分析任务,提出完成任务需要做哪些事情,即提出问题.提出的问题中,对于已经学习过的问题学生自己就会给出解决方案,另一些是没有学习过的,即稳含在任务中的新知识点,这也正是这个任务所要解决的问题.在学生最初还没有适应这种教学方式时,笔者给予适当的提示.根据实际情况,提出问题时,要采用先粗后细,逐步求精的方法.对于一些学生只有亲自做到那一步才有可能提出问题,在完成任务的过程中再去解决.

(三)探索研究.问题提出后,学生可以先通过自主探索或者互助协作开展探究活动.然后,围绕主题查阅资料,尝试探索,完成对问题的理解、知识的应用和意义的建构.最后,进行课堂讲解和进一步讨论以及课程实验完成教学任务.在完成任务的过程中,学生还会提出这样那样的问题,教师要随时解答学生提出的问题.

(四)评价检查.根据《计算机系统结构》课程的特点,应关注学生参与教学活动的态度,解决问题的能力和创造性,以及获取知识的经验与教训,使其真正得到提高.不应过多地看重学生所获得知识的对与错.笔者的做法是,每个学生每完成一个任务,都必须交流展示,大家讨论评点,及时对学生的学习情况做出反馈.评价的内容包括:是否完成了对新知识的理解、掌握、熟练应用,学生自主学习的能力,同学间相互协作的能力,创造性解决问题的能力等.

四、总结

基于“任务驱动”的教学模式有很多种,在实际教学中需按不同的情况区别对待.在《计算机系统结构》课程中体现“任务驱动”教学法,就是让学生在一个个典型的硬件工作原理和硬件处理“任务”的驱动下展开教学活动,引导学生由简到繁、由易到难、循序渐进地完成一系列“任务”,从而得到清晰的思路、方法和知识的脉络,在完成“任务”的过程中,培养分析问题、解决问题以及掌握计算机硬件工作和处理信息的原理.在这个过程中,学生进一步理解计算机软件和硬件的协同工作机制,从而更大地激发他们的求知,逐步形成一个从硬件结构到硬件对软件运行支持,进而改良硬件和设计硬件的良性循环,从而培养出自学能力.