類比案例在中職計算機理論課中的設計與實踐

余挺挺

摘要：本研究提出，在中職計算機理論教學中，運用類比案例對學生不易理解的知識點進行設計，使其在教學過程中能夠有效地輔助教師的教與學生的學，做到讓學生聽懂、學會，從而提高整體教學效率。

關鍵詞：類比案例；中職；計算機；理論

中圖分類號：G434 ?文獻標識碼：A ?論文編號：1674-2117（2024）11-0110-03

引言

近年來，我國對職業教育的重視程度不斷提高，高職院校招生規模不斷擴大，針對中職學生的升學通道不斷被打開。高職考是衡量學生專業知識和技能水平的重要方式之一，而理論教學作為高職考的重要組成部分，對提高學生的理論知識水平和綜合素養具有重要意義。

計算機專業高職考理論教學的內容分為計算機基礎、計算機組裝與維護、計算機網絡及網頁設計、數據庫知識和數字媒體技術應用五個單元。其中的內容大多較為枯燥，導致學生很難集中注意力。同時，學生較難理解專業、過時的知識點。

自2016年浙江省高職考方案改革以來，高三第二學期的專業理論課教學課時數非常大（19節/周）。不少學校為了讓學生更好地適應高強度的專業學習，嘗試采用多名教師分單元教學的形式，但教學手段、教學內容基本沒有改變，學生仍較難接受；這些學校還嘗試采用理論講解加上機實操的方式進行教學，在機房中讓學生針對書本中的內容進行動手操作，但由于學生缺乏理論與實踐之間的轉換能力，也并沒有收到顯著效果。

類比案例的概念分析

筆者認為，要優化中職計算機專業理論課堂教學模式，必須對相應的知識點與教學大綱要求進行整合，并設計具體的學習目標。在教學環節，要對抽象的計算機理論知識進行重新加工，并結合學生的認知水平設計教學活動。類比案例將計算機專業理論中的抽象知識與學生生活中的常識聯系起來，從而幫助學生整合計算機知識點。基于類比案例的計算機專業理論教學以“聯想”為過程，以“相似”為引導，重視對學生信息分析能力的培養。對中職學生來說，合理應用類比案例有助于完成知識的遷移，即將生活常識融入到認知結構中，拓展思維的寬度，形成全新的知識結構。

中職計算機專業教學中的類比案例應用

1.知識點及案例的選取

在計算機理論知識的教學中，運用類比案例教學可以幫助學生更好地理解和掌握抽象的理論知識，提高學生的學習興趣和學習效果。因此，相關知識點和類比案例的設計尤為重要。筆者認為，知識點及案例的選取應注意以下幾點：①圍繞教學目標選擇知識點。教學目標是教學的出發點和歸宿，所有的教學內容和方法都應該服務于教學目標。②考慮案例的難度。案例的難度直接影響到學生的學習效果。如果案例太難，學生可能會產生困惑和有挫敗感，無法從案例中學到知識；如果案例太簡單，學生可能會覺得無聊和無趣，無法激發學習的興趣和動力。③考慮案例與理論知識的相關性。一個好的案例應該能夠讓學生將案例中所討論的問題與課堂講授的知識聯系起來，從而加深對理論知識的理解。④考慮案例的實用性。一個好的案例不僅要有理論深度，還要有實際應用價值。只有讓學生看到他們所學的知識在實際中有所應用，才能真正激發他們的學習興趣和動力。

2.類比案例的應用舉例

（1）“馮·諾依曼計算機結構”知識點

在教材中，針對“馮·諾依曼計算機結構”給出了一張圖示（如圖1），并配有相應的描述內容：在計算機運行過程中，數據從存儲器讀入運算器進行運算，中間結果也要存入存儲器中，最終將結果經輸出設備輸出程序。這句話看似簡單，但筆者根據以往的教學經驗發現，學生對運算器、控制器、存儲器這三個部分之間的工作流程以及數據與指令的概念等并不清楚。

為了讓學生深入理解這一知識點，教師引入學生較為熟悉的“餐廳后廚”作為類比案例。將CPU比作廚房，其中廚師就是控制器，用來做菜的廚具就是運算器；將廚房的倉庫部分比作計算機的主存，里面的貨架按序進行編號，用來存放食客點的菜單、要用到的所有原材料和廚師剛做好的菜品，如圖2所示。這樣，就可以將計算機的工作過程描述為：食客（用戶）在餐廳點單（將數據或指令從輸入設備輸入到計算機），訂單按順序放在廚房倉庫的貨架上（指令暫時存放在存儲器中），原材料也有序存放在倉庫的貨架上（數據暫時存放在存儲器中）。廚師根據食客下的菜單選擇原料、廚具準備進行菜品制作，并通知服務員準備出餐（控制器從存儲器中讀取相關指令后向其他部件發出控制信息），在廚具中完成菜品制作后暫時放入倉庫（在運算器中進行運算后，將中間結果存入存儲器中），由服務員從倉庫中將制作好的菜品送至食客餐桌（最終將結果從存儲器中經輸出設備輸出）。

（2）分時操作系統與實時操作系統知識點

教材對分時操作系統的描述是：系統把主機時間分成若干時間片，采用時間片輪轉法處理用戶的服務請求，給每個用戶分配一段CPU時間進行處理。而教材對實時操作系統的描述是：計算機能及時響應外部事件的請求，嚴格在規定的時間內完成對該事件的處理，并控制所有實時設備和實時任務協調一致地工作。

這兩種操作系統的特點是學生經常容易出錯的地方，因此可以通過生活中的案例進行類比幫助學生更好地掌握這兩個知識點。

教師采用餐廳中顧客與服務員之間的關系來類比這兩個操作系統的特點。對于實時操作系統可以描述為：在餐廳中，每個顧客都有自己的訂單和要求，如點菜、加菜、換菜等。如果服務員沒有及時處理這些請求，就會導致顧客不滿意甚至投訴。因此，餐廳需要有一個高效的管理系統來確保每個顧客的需求都能得到及時滿足，這就是實時操作系統的特點，它能夠對外部事件做出快速響應，并保證任務的執行時間不超過預設的限制。而對于分時操作系統可以描述為：在餐廳中，多個顧客可以同時就餐，但是服務員需要按照一定的順序為每個顧客提供服務。如果服務員同時為多個顧客服務，可能會導致服務質量下降或者出現混亂的情況。因此，餐廳需要有一個合理的調度系統來協調各個顧客的服務順序，這就是分時操作系統的特點，它能夠將CPU的時間分配給多個任務，并且按照一定的優先級進行調度，以保證系統的公平性和效率性。

（3）分布處理和負載平衡知識點

教材對計算機網絡的分布處理和負載平衡這兩大功能的描述是：分布處理是指用戶可以合理選擇計算機網絡內的資源進行相應的數據處理，對于較復雜的問題，還可以通過算法將任務分交給不同計算機；而負載平衡是指運行任務被相對均勻地分配給網絡上的各臺計算機，系統能根據計算機運行負載的大小來轉移任務，從而實現計算機網絡的負載平衡。

學生在答題時，難以區分試題中的描述到底屬于哪一種，即對分布處理和負載平衡的實際功能并不清楚。

以餐廳為例來類比這兩個網絡功能，可以將分布處理描述為：餐廳的菜單非常復雜，有各種各樣的菜品。為了提高效率，餐廳決定將菜單分成幾個部分，每個部分由一個專門的團隊負責，如一個團隊專門負責前菜，另一個團隊負責主菜，還有一個團隊負責甜點。當客人下單時，最近的團隊會立即開始準備，這樣可以大大縮短客人等待的時間。而對于負載均衡，可以描述為：一個繁忙的餐廳里有多張桌子供客人就餐，為了確保每張桌子的利用率都很高，餐廳經理決定讓所有的服務員都圍繞桌子輪流服務。當一張桌子的客人吃完飯離開后，就近的服務員會立即過去收拾并服務下一位客人。這樣，每個服務員的工作壓力都是相對平均的，而且客人也不用等待太久。

類比案例的應用效果

在計算機理論教學中，通過類比案例的學習，學生可以將抽象的理論知識與具體的實際問題相結合，從而加深對理論知識的理解，提高學習效率。同時，類比案例還可以幫助學生發現理論知識中的規律和聯系，使其更加系統和完整。類比案例通常涉及多個領域的知識，學生在學習過程中可以接觸到不同的知識和技能，從而拓寬自己的視野，為將來的學習和工作打下良好的基礎。此外，類比案例還可以幫助學生了解計算機技術在各個領域的應用和發展動態，使其思維更具前瞻性和創新性。

筆者在兩個平行班中開展實踐教學，A班采用傳統的方式進行知識點講授，B班采用類比案例進行教學。經測試后發現，B班學生在采用類比案例進行教學的知識點上得分率普遍高于A班學生，由此證明，類比案例在中職計算機理論課中的設計和實踐是成功的。

結語

類比案例實現了多元計算機理論知識的對比與整合，在積極推動中職計算機理論課堂教學模式創新的過程中，實現了學生與知識點之間的有效互動。所以，教師要合理選擇類比案例，弄清新知識與舊認知之間的區別，將計算機理論與生活實際聯系起來，創新課堂，實現認知、實踐、探索多元合一。

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