发现法在“汇编语言与接口技术”课程教学中的应用
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摘要:本文阐述了布鲁纳在“结构主义”教育思想中极力提倡的发现法,根据该方法,我们设计出符合“汇编语言与接口技术”课程的发现法教学模型,详细讨论了如何利用该方法提升“汇编语言与接口技术”课程教学质量。
关键词:发现法;教学模式;汇编语言与接口技术
中图分类号:G642 文献标识码:A
1引言
美国著名的认知教育心理学家布鲁纳(J.S.Bruner)被认为是“结构主义”教育大师,他在教育理论中极力提倡发现法。布鲁纳认为,发现是教育学生的主要手段,所谓发现法,就是教师向学生提出有关问题,引导学生学习、搜集有关资料,通过积极思考,自己体会、“发现”概念和原理。它是一种以培养学生独立思考、发展探究性思维为目标,以基本材料为内容,使学生通过再发现的步骤来进行学习的教学方法。“汇编语言与接口技术”作为是计算机科学与技术专业及相关专业本科教学的重要专业基础课程,具有“难”、“活”、“繁”等特点,根据“结构主义”教育思想给我们的启迪,教师要科学地安排教材结构,内容设计要新颖、循序渐进;鼓励学生大胆猜想,在发现中学习,培养学生主动的探索精神。教学的目标不再是为了“教会什么”,而是“教会如何学习”,完善学生的知识体系,培养学生的认知和探索能力,培养创新性人才。在教学过程中,我们灵活地引入了发现法教学,提高了本门课程的教学质量。
2发现教学法模型
发现教学要求学生利用教师提供的材料,独立思考,去发现教材的结构、结论和规律。布鲁纳提倡在教师指导下的、以学生为中心的学习,既强调学生的认知主体作用,又不忽视教师的指导作用。基于这个观点,我们构建出发现教学法的模型,如图1所示。
该教学模型以教学目标为导向,问题为主线,引导学生不断地探索领悟实质,发现规律,获得成果。教师根据教学目标向学生提出问题,让学生在一个个具体问题的驱动和目标引导下,通过自己的观察、思考收集资料,不断实践来解决问题,获得新的知识,培养学生的创新思维和创新能力。
作者简介:朱莹(1978-),女,吉林长春人,讲师,硕士,研究方向为多媒体信息处理。王让定(1962-),男,甘肃天水人,教授,博士,宁波大学信息科学与工程学院副院长,研究方向为信息隐藏、数字水印、嵌入式系统应用等领域。
该教学模型分两个层次和三个阶段进行,两个层次指发现教学和发现学习,所谓“发现学习”,是指学生的学习方法而言的。对教师的教学方法来说,那就是“发现教学”。“发现学习”与“发现教学”两者是密切联系的,是教学过程中相辅相成的两个方面。三个阶段包括创设情景阶段、探究阶段和评价阶段。创设情景阶段是根据教学目标,教师提出问题,创设教学情景。探究阶段主要是根据问题,展开探索,分析问题和解决问题,这个阶段是“发现”法的主要环节。在探究的过程中,学生可以通过自主或互相协作等多种形式展开探索。通过各种各样的探究活动,诸如观察、调查、网上资源搜索、图书查阅和上机验证等,发现解决问题的规律,从而达到教学目标。教师要及时启发诱导,以便使探究不断地进行下去,在经过努力以后,让学生有所发现和收获。评价阶段包括学生自我评价和教师教学评价。探究过程结束后,学生要对探究效果进行自我评价,如自己是否积极参与探究活动?有哪些收获?还存在哪些问题?是否达到了教学目标?老师也应针对全体学生和教师自身去评价整个探究过程,如是否达到了预期的教学目标?老师在教学的过程中启发和点拨是否到位?整个探究过程组织的是否有条不紊?学生表现如何?对学生的优点和成绩给予肯定,对存在的问题应多给一些鼓励,提出一些可行性的意见和建议。
实施发现教学法的过程中,教师必须深入研究教学内容,精心设计教学过程,组织好课堂教学,注重创设情景,引导学生去发现问题。
3.1在新授课程中运用发现教学法
教师在进入新的课程内容时,首先设置几个问题,让学生带着“负担”进入课程的学习,激发学生的求知欲。授课过程中适时提出问题,引发学生思考,所提出的问题要能激发学生的学习兴趣,比如在讲授第一章微型计算机系统的概述时,由于现在90%以上的学生都有自己的电脑,这样对电脑的操作已经很熟练了,在此基础上,教师可以提出下面的思考问题供学生探讨:1、如何配置一台满足你现阶段要求的性价比较高的微机?2、PC系列微机的总线经历了IBM-PC/XT的62线总线、ISA总线、PCI总线到AGP总线的不断变化,主板结构发生了哪些较大的变化?这两个问题的解决需要学生走向市场搜集并查阅资料,第2个问题的解决又依赖于第1个问题。教师可以组织同学专讲,同学讨论,讲解的同学不需要是学习最好的,只要是最熟悉微机组成的即可,事实证明这确实可提升学生的学习兴趣。
另外,当前微机发展如此迅速,知识点不断更新,但是受到课时的限制,不能面面俱到,这时候发现教学法能充分发挥作用。教师在理论教学过程中把握好主线,对基础和原理性东西讲透、讲彻,对先进的、高级的知识采用发现教学法效果很显著。我们在组织“汇编语言与接口技术”教学内容时,以8086/8088微机为主线,重点讲解8086/8088微处理器结构、指令系统和汇编语言程序设计、存储器结构、接口技术等。对于32位及以上的微处理器结构、高级汇编语言、先进的存储器结构、高速的总线等,灵活安排自主学习、开展课堂讨论或结合教师科研安排实践等,这样使学生学习不再拘泥于课本和老师的授课内容,与实际发展衔接,激发了学生的学习兴趣,也有利于培养学生自学能力。教师在整个过程中,主要是提供必要的参考资料,启发诱导,这时候师生关系是平等的,共同探讨,发现问题,得出结论。同时教师也要定时对学生的学习情况得到反馈信息,对教学效果做出评价,以便及时掌握学生的学习情况。
3.2在习题课程中运用发现教学法
在讲解习题时,发现教学法也不失是一种好的教学方法。教师诱导学生分析问题,不直接给出答案,要学生在作题的过程中再发现问题。比如讲解8253设计的一章课后有这样一道习题:已知8253A计数器0的工作时钟为1MHz,要求每隔1us产生一次中断,编写8253A的初始化程序。这个题目本身不难,8253的初始化包括两个部分:设置工作方式控制字和初值。根据Tout=NTclk,可以计算出初值,N=1*1M=1*103,然后解出问题。教师可以继续设置问题:如果要求每隔1s产生一次中断怎么办?这个时候同学会发现初值为1*106,根据前面知识已经知道8253A每个计数器的最大初值为65536,1*106超出了这个范围怎么办?学生讨论分析,最后得出可以两个计数器串连,问题解决了,同学们心情比较愉快,这时候教师继续设置问题,要求同学在前两个问题基础上,应用8253A设计出周期为高电平2us,低电平为8us的波形。有了前面的基础,同学会对这个问题很有兴趣,积极的思考开动脑筋。这样循序渐进、逐渐诱导,从简到繁,充分发挥学生的主体作用,调动学生的学习热情,使学生不断发现新的问题,灵活的掌握了所学的知识,并把所学的知识加以运用。
3.3在实践教学中运用发现教学法
“汇编语言与接口技术”的实验教学是很重要的教学环节,我们把实验内容分为验证性实验(基础实验)、综合性实验和创新性实验。在教学过程中,教师按照这三个实验层次,由浅入深的提出问题。比如,十字路通灯设计实验,交通灯是学生很熟悉的事物,知道红黄绿灯交替显示。利用8255A控制发光二极管,模拟十字路通灯。
要求1:用软件延时,模拟交通灯交替变化。这个问题的提出,学生对自己熟悉的事物会有比较大的兴趣,通过对8255A的结构和工作方式及工作过程的学习,比较容易实现。
要求2:要求准确计时,东西、南北两方向各50秒。
这样的问题,使学生受到激发,教师把学生分成4～6人学习小组,充分发挥团队的协作精神,共同探讨,可以找到问题的突破口,灵活应用8253、8259及七段数码管,交通灯的时间控制显示,以固定时间值预先“固化”,每次只是以一定周期交替变化。经过反复实验,发现问题、解决问题,学生成功模拟出了与实际情况非常接近的交通灯,同学为自己的成果感到欢欣鼓舞。这时候,教师要“趁热打铁”,提出第3点要求。
要求3:实际上不同时刻的车辆流通状况是十分复杂的,是高度非线性的、随机的,还经常受人为因素的影响。采用定时控制经常造成道路有效应用时间的浪费,出现绿灯方向车辆较少,红灯方向车辆积压。如何解决这个问题?
这个问题比较新颖,而且更加实用,目前这种交通灯也只是研究探讨阶段,还没有真正的应用。这样同学们一定会有更大的兴趣继续探讨研究下去,这时候要求教师提供参考资料,但是不限制同学的实现方法,鼓励学生查阅资料,进行调研。教师点拨:有一种使用“模糊控制”技术控制交通灯的方法。能够根据十字路口两个方向上车辆动态状况,自动判断红绿灯时间间隔,以保证最大车流量,
减少道口的交通堵塞。这样学习小组共同研究,分工合作,研究出的成果不一定真的实用,但是他们自己在不断探索中前进,享受学习过程的快乐,培养其创新和钻研的能力,也让学生学会沟通合作。
4结论
“发现”法的优点在于有利于激发学生的好奇心和探究未知事物的兴趣;有利于调动学生的内在动机和学习的积极性,最大限度地为学生提供自由回旋的余地;有利于掌握知识的体系和学习的方法;有利于学生批判性和创造性思维的发展;有利于知识、技能的巩固和迁移。发现教学法在“汇编语言与接口技术”课程教学中具有以下多方面的优势和合理性:软硬件的协同工作,提高综合能力;激发学生创造性;让学生学会如何学习;学会沟通与协作;对实际应用和新技术及时跟踪。
为了充分发挥发现教学法的积极作用,我们要不断完善教学的软硬件条件,比如创建开放性实验环境;增加自主学习时间,积极开展课内外讨论;完善网络教学平台,使师生之间有效的沟通。
发现教学法虽然有启迪学生思维,激发学生学习兴趣的一面,但是不可否认的是,它耗费时间和精力过多,而且一般的教师也不容易掌握好,如果使用过多或使用不当,就会影响教学进度,还会影响学生获取系统知识,因此,发现教学法只能适当采用,但是不能过分强调,更不能用它来代替其他教学方法。
参考文献:
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Discovery Method in the Course of Assembly Language and Microcomputer Interface
ZHU Ying, WANG Rang-ding, QIAN Jiang-bo, SHI Shou-dong
(Faculty of Information Science and Engineering, Ningbo University,Ningbo 315211,China)
Abstract: In this paper, we introduced the discovery method that Bruner had promoted strongly in his structuralism educational thought. In accordance with the method,we have designed discovery method of teaching model that fits the “Assembly Language and Microcomputer Interface” course. And we discussed in detail how to use the method to improve the quality of “Assembly Language and Microcomputer Interface” teaching.
Key words: discovery method; teaching model; Assembly Language and Microcomputer Interface