類比案例在中職計(jì)算機(jī)理論課中的設(shè)計(jì)與實(shí)踐

余挺挺

摘要：本研究提出，在中職計(jì)算機(jī)理論教學(xué)中，運(yùn)用類比案例對(duì)學(xué)生不易理解的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，使其在教學(xué)過(guò)程中能夠有效地輔助教師的教與學(xué)生的學(xué)，做到讓學(xué)生聽(tīng)懂、學(xué)會(huì)，從而提高整體教學(xué)效率。

關(guān)鍵詞：類比案例；中職；計(jì)算機(jī)；理論

中圖分類號(hào)：G434 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ?論文編號(hào)：1674-2117（2024）11-0110-03

引言

近年來(lái)，我國(guó)對(duì)職業(yè)教育的重視程度不斷提高，高職院校招生規(guī)模不斷擴(kuò)大，針對(duì)中職學(xué)生的升學(xué)通道不斷被打開(kāi)。高職考是衡量學(xué)生專業(yè)知識(shí)和技能水平的重要方式之一，而理論教學(xué)作為高職考的重要組成部分，對(duì)提高學(xué)生的理論知識(shí)水平和綜合素養(yǎng)具有重要意義。

計(jì)算機(jī)專業(yè)高職考理論教學(xué)的內(nèi)容分為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)和數(shù)字媒體技術(shù)應(yīng)用五個(gè)單元。其中的內(nèi)容大多較為枯燥，導(dǎo)致學(xué)生很難集中注意力。同時(shí)，學(xué)生較難理解專業(yè)、過(guò)時(shí)的知識(shí)點(diǎn)。

自2016年浙江省高職考方案改革以來(lái)，高三第二學(xué)期的專業(yè)理論課教學(xué)課時(shí)數(shù)非常大（19節(jié)/周）。不少學(xué)校為了讓學(xué)生更好地適應(yīng)高強(qiáng)度的專業(yè)學(xué)習(xí)，嘗試采用多名教師分單元教學(xué)的形式，但教學(xué)手段、教學(xué)內(nèi)容基本沒(méi)有改變，學(xué)生仍較難接受；這些學(xué)校還嘗試采用理論講解加上機(jī)實(shí)操的方式進(jìn)行教學(xué)，在機(jī)房中讓學(xué)生針對(duì)書(shū)本中的內(nèi)容進(jìn)行動(dòng)手操作，但由于學(xué)生缺乏理論與實(shí)踐之間的轉(zhuǎn)換能力，也并沒(méi)有收到顯著效果。

類比案例的概念分析

筆者認(rèn)為，要優(yōu)化中職計(jì)算機(jī)專業(yè)理論課堂教學(xué)模式，必須對(duì)相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)與教學(xué)大綱要求進(jìn)行整合，并設(shè)計(jì)具體的學(xué)習(xí)目標(biāo)。在教學(xué)環(huán)節(jié)，要對(duì)抽象的計(jì)算機(jī)理論知識(shí)進(jìn)行重新加工，并結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知水平設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)。類比案例將計(jì)算機(jī)專業(yè)理論中的抽象知識(shí)與學(xué)生生活中的常識(shí)聯(lián)系起來(lái)，從而幫助學(xué)生整合計(jì)算機(jī)知識(shí)點(diǎn)。基于類比案例的計(jì)算機(jī)專業(yè)理論教學(xué)以“聯(lián)想”為過(guò)程，以“相似”為引導(dǎo)，重視對(duì)學(xué)生信息分析能力的培養(yǎng)。對(duì)中職學(xué)生來(lái)說(shuō)，合理應(yīng)用類比案例有助于完成知識(shí)的遷移，即將生活常識(shí)融入到認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，拓展思維的寬度，形成全新的知識(shí)結(jié)構(gòu)。

中職計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)中的類比案例應(yīng)用

1.知識(shí)點(diǎn)及案例的選取

在計(jì)算機(jī)理論知識(shí)的教學(xué)中，運(yùn)用類比案例教學(xué)可以幫助學(xué)生更好地理解和掌握抽象的理論知識(shí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果。因此，相關(guān)知識(shí)點(diǎn)和類比案例的設(shè)計(jì)尤為重要。筆者認(rèn)為，知識(shí)點(diǎn)及案例的選取應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①圍繞教學(xué)目標(biāo)選擇知識(shí)點(diǎn)。教學(xué)目標(biāo)是教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)和歸宿，所有的教學(xué)內(nèi)容和方法都應(yīng)該服務(wù)于教學(xué)目標(biāo)。②考慮案例的難度。案例的難度直接影響到學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。如果案例太難，學(xué)生可能會(huì)產(chǎn)生困惑和有挫敗感，無(wú)法從案例中學(xué)到知識(shí)；如果案例太簡(jiǎn)單，學(xué)生可能會(huì)覺(jué)得無(wú)聊和無(wú)趣，無(wú)法激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)力。③考慮案例與理論知識(shí)的相關(guān)性。一個(gè)好的案例應(yīng)該能夠讓學(xué)生將案例中所討論的問(wèn)題與課堂講授的知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，從而加深對(duì)理論知識(shí)的理解。④考慮案例的實(shí)用性。一個(gè)好的案例不僅要有理論深度，還要有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。只有讓學(xué)生看到他們所學(xué)的知識(shí)在實(shí)際中有所應(yīng)用，才能真正激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力。

2.類比案例的應(yīng)用舉例

（1）“馮·諾依曼計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)”知識(shí)點(diǎn)

在教材中，針對(duì)“馮·諾依曼計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)”給出了一張圖示（如圖1），并配有相應(yīng)的描述內(nèi)容：在計(jì)算機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)器讀入運(yùn)算器進(jìn)行運(yùn)算，中間結(jié)果也要存入存儲(chǔ)器中，最終將結(jié)果經(jīng)輸出設(shè)備輸出程序。這句話看似簡(jiǎn)單，但筆者根據(jù)以往的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器這三個(gè)部分之間的工作流程以及數(shù)據(jù)與指令的概念等并不清楚。

為了讓學(xué)生深入理解這一知識(shí)點(diǎn)，教師引入學(xué)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(lái)做菜的廚具就是運(yùn)算器；將廚房的倉(cāng)庫(kù)部分比作計(jì)算機(jī)的主存，里面的貨架按序進(jìn)行編號(hào)，用來(lái)存放食客點(diǎn)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(jì)算機(jī)的工作過(guò)程描述為：食客（用戶）在餐廳點(diǎn)單（將數(shù)據(jù)或指令從輸入設(shè)備輸入到計(jì)算機(jī)），訂單按順序放在廚房倉(cāng)庫(kù)的貨架上（指令暫時(shí)存放在存儲(chǔ)器中），原材料也有序存放在倉(cāng)庫(kù)的貨架上（數(shù)據(jù)暫時(shí)存放在存儲(chǔ)器中）。廚師根據(jù)食客下的菜單選擇原料、廚具準(zhǔn)備進(jìn)行菜品制作，并通知服務(wù)員準(zhǔn)備出餐（控制器從存儲(chǔ)器中讀取相關(guān)指令后向其他部件發(fā)出控制信息），在廚具中完成菜品制作后暫時(shí)放入倉(cāng)庫(kù)（在運(yùn)算器中進(jìn)行運(yùn)算后，將中間結(jié)果存入存儲(chǔ)器中），由服務(wù)員從倉(cāng)庫(kù)中將制作好的菜品送至食客餐桌（最終將結(jié)果從存儲(chǔ)器中經(jīng)輸出設(shè)備輸出）。

（2）分時(shí)操作系統(tǒng)與實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)知識(shí)點(diǎn)

教材對(duì)分時(shí)操作系統(tǒng)的描述是：系統(tǒng)把主機(jī)時(shí)間分成若干時(shí)間片，采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法處理用戶的服務(wù)請(qǐng)求，給每個(gè)用戶分配一段CPU時(shí)間進(jìn)行處理。而教材對(duì)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的描述是：計(jì)算機(jī)能及時(shí)響應(yīng)外部事件的請(qǐng)求，嚴(yán)格在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)該事件的處理，并控制所有實(shí)時(shí)設(shè)備和實(shí)時(shí)任務(wù)協(xié)調(diào)一致地工作。

這兩種操作系統(tǒng)的特點(diǎn)是學(xué)生經(jīng)常容易出錯(cuò)的地方，因此可以通過(guò)生活中的案例進(jìn)行類比幫助學(xué)生更好地掌握這兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)。

教師采用餐廳中顧客與服務(wù)員之間的關(guān)系來(lái)類比這兩個(gè)操作系統(tǒng)的特點(diǎn)。對(duì)于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)可以描述為：在餐廳中，每個(gè)顧客都有自己的訂單和要求，如點(diǎn)菜、加菜、換菜等。如果服務(wù)員沒(méi)有及時(shí)處理這些請(qǐng)求，就會(huì)導(dǎo)致顧客不滿意甚至投訴。因此，餐廳需要有一個(gè)高效的管理系統(tǒng)來(lái)確保每個(gè)顧客的需求都能得到及時(shí)滿足，這就是實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的特點(diǎn)，它能夠?qū)ν獠渴录龀隹焖夙憫?yīng)，并保證任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間不超過(guò)預(yù)設(shè)的限制。而對(duì)于分時(shí)操作系統(tǒng)可以描述為：在餐廳中，多個(gè)顧客可以同時(shí)就餐，但是服務(wù)員需要按照一定的順序?yàn)槊總€(gè)顧客提供服務(wù)。如果服務(wù)員同時(shí)為多個(gè)顧客服務(wù)，可能會(huì)導(dǎo)致服務(wù)質(zhì)量下降或者出現(xiàn)混亂的情況。因此，餐廳需要有一個(gè)合理的調(diào)度系統(tǒng)來(lái)協(xié)調(diào)各個(gè)顧客的服務(wù)順序，這就是分時(shí)操作系統(tǒng)的特點(diǎn)，它能夠?qū)PU的時(shí)間分配給多個(gè)任務(wù)，并且按照一定的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行調(diào)度，以保證系統(tǒng)的公平性和效率性。

（3）分布處理和負(fù)載平衡知識(shí)點(diǎn)

教材對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分布處理和負(fù)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的資源進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理，對(duì)于較復(fù)雜的問(wèn)題，還可以通過(guò)算法將任務(wù)分交給不同計(jì)算機(jī)；而負(fù)載平衡是指運(yùn)行任務(wù)被相對(duì)均勻地分配給網(wǎng)絡(luò)上的各臺(tái)計(jì)算機(jī)，系統(tǒng)能根據(jù)計(jì)算機(jī)運(yùn)行負(fù)載的大小來(lái)轉(zhuǎn)移任務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載平衡。

學(xué)生在答題時(shí)，難以區(qū)分試題中的描述到底屬于哪一種，即對(duì)分布處理和負(fù)載平衡的實(shí)際功能并不清楚。

以餐廳為例來(lái)類比這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)功能，可以將分布處理描述為：餐廳的菜單非常復(fù)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(gè)部分，每個(gè)部分由一個(gè)專門的團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)，如一個(gè)團(tuán)隊(duì)專門負(fù)責(zé)前菜，另一個(gè)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)主菜，還有一個(gè)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)甜點(diǎn)。當(dāng)客人下單時(shí)，最近的團(tuán)隊(duì)會(huì)立即開(kāi)始準(zhǔn)備，這樣可以大大縮短客人等待的時(shí)間。而對(duì)于負(fù)載均衡，可以描述為：一個(gè)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(jīng)理決定讓所有的服務(wù)員都圍繞桌子輪流服務(wù)。當(dāng)一張桌子的客人吃完飯離開(kāi)后，就近的服務(wù)員會(huì)立即過(guò)去收拾并服務(wù)下一位客人。這樣，每個(gè)服務(wù)員的工作壓力都是相對(duì)平均的，而且客人也不用等待太久。

類比案例的應(yīng)用效果

在計(jì)算機(jī)理論教學(xué)中，通過(guò)類比案例的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以將抽象的理論知識(shí)與具體的實(shí)際問(wèn)題相結(jié)合，從而加深對(duì)理論知識(shí)的理解，提高學(xué)習(xí)效率。同時(shí)，類比案例還可以幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)理論知識(shí)中的規(guī)律和聯(lián)系，使其更加系統(tǒng)和完整。類比案例通常涉及多個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中可以接觸到不同的知識(shí)和技能，從而拓寬自己的視野，為將來(lái)的學(xué)習(xí)和工作打下良好的基礎(chǔ)。此外，類比案例還可以幫助學(xué)生了解計(jì)算機(jī)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展動(dòng)態(tài)，使其思維更具前瞻性和創(chuàng)新性。

筆者在兩個(gè)平行班中開(kāi)展實(shí)踐教學(xué)，A班采用傳統(tǒng)的方式進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)講授，B班采用類比案例進(jìn)行教學(xué)。經(jīng)測(cè)試后發(fā)現(xiàn)，B班學(xué)生在采用類比案例進(jìn)行教學(xué)的知識(shí)點(diǎn)上得分率普遍高于A班學(xué)生，由此證明，類比案例在中職計(jì)算機(jī)理論課中的設(shè)計(jì)和實(shí)踐是成功的。

結(jié)語(yǔ)

類比案例實(shí)現(xiàn)了多元計(jì)算機(jī)理論知識(shí)的對(duì)比與整合，在積極推動(dòng)中職計(jì)算機(jī)理論課堂教學(xué)模式創(chuàng)新的過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生與知識(shí)點(diǎn)之間的有效互動(dòng)。所以，教師要合理選擇類比案例，弄清新知識(shí)與舊認(rèn)知之間的區(qū)別，將計(jì)算機(jī)理論與生活實(shí)際聯(lián)系起來(lái)，創(chuàng)新課堂，實(shí)現(xiàn)認(rèn)知、實(shí)踐、探索多元合一。

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