智愛娟　劉雅琴　侯鳳云

摘要：教學(xué)設(shè)計(jì)是為了提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量，根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求和教學(xué)對(duì)象的特點(diǎn)，將教學(xué)諸要素有序安排，形成教學(xué)方案的設(shè)想和計(jì)劃。本文通過對(duì)教材和學(xué)情的分析，從學(xué)什么，為什么學(xué)，如何學(xué)三方面探討了《計(jì)算機(jī)組成原理》課程“DMA方式”一節(jié)的教學(xué)設(shè)計(jì)，利用該教學(xué)設(shè)計(jì)形成的教學(xué)方案在河南省教育系統(tǒng)教學(xué)技能競(jìng)賽中得到了學(xué)生和同行的好評(píng)。

關(guān)鍵詞：教學(xué)設(shè)計(jì);DMA方式;教學(xué)目標(biāo);教學(xué)案例

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2021）12-0170-02

1 引言

美國(guó)教育家加涅（R.M.Gagne）1988年在《教學(xué)設(shè)計(jì)原理》中提出：教學(xué)設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)化（systematic）規(guī)劃教學(xué)系統(tǒng)的過程。教學(xué)設(shè)計(jì)要從“為什么學(xué)”入手，確定“學(xué)什么”“如何學(xué)”，最后通過對(duì)學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)，修正各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，最終力求獲得最佳的教學(xué)效果。

《計(jì)算機(jī)組成原理》是我校信息技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)和網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，主要講述計(jì)算機(jī)五大部件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理。課程內(nèi)容枯燥乏味、抽象難懂。因此，教師在課前要針對(duì)學(xué)生情況對(duì)講述的知識(shí)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，化難為易、循序漸進(jìn)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入知識(shí)環(huán)境，將抽象知識(shí)具體化，激發(fā)學(xué)生產(chǎn)生興趣，共同完成教學(xué)任務(wù)。本文以“DMA方式”為例探討教學(xué)設(shè)計(jì)的方法。

2 “DMA方式”教學(xué)設(shè)計(jì)

2.1 教材分析和學(xué)情分析

1）教材分析

本節(jié)課內(nèi)容選自高等教育出版社出版的《計(jì)算機(jī)組成原理（第2版）》（唐碩飛編著）中的第5章輸入輸出系統(tǒng)的第6節(jié)。在講授本節(jié)課之前學(xué)生剛學(xué)習(xí)了程序中斷方式接口電路的基本組成，以及程序中斷方式下主機(jī)和外部設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)的原理，為本節(jié)課的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。本節(jié)課是繼續(xù)講述DMA接口電路的基本組成以及DMA的工作過程的基礎(chǔ)，也對(duì)后續(xù)課程《微機(jī)原理與接口技術(shù)》中8259DMAC的理解和編程應(yīng)用起著知識(shí)鋪墊的作用。

2）學(xué)情分析

《計(jì)算機(jī)組成原理》是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的一門核心專業(yè)基礎(chǔ)課，本節(jié)課的學(xué)習(xí)對(duì)象為2018級(jí)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的本科生。本班學(xué)生在之前已經(jīng)完成了培養(yǎng)計(jì)劃中規(guī)定的如下課程的學(xué)習(xí)：大學(xué)物理、高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、電子技術(shù)、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)等。目前學(xué)生的專業(yè)知識(shí)、基礎(chǔ)知識(shí)和人文素養(yǎng)基礎(chǔ)都比較扎實(shí)，具備學(xué)好本課程的知識(shí)和能力;同時(shí)，本課程作為必修課和考研課，學(xué)生對(duì)本課程學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性也較強(qiáng)，有助于對(duì)于本課程知識(shí)的理解和掌握。

2.2 教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

根據(jù)對(duì)教材和學(xué)生情況的分析，確定本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)，教師在此過程中明確學(xué)生要“學(xué)什么”的問題。

1）教學(xué)內(nèi)容

① DMA的概念。

② DMA方式的特點(diǎn)。

③ DMAC與CPU共享主存的方法（即DMA與主存交換數(shù)據(jù)的方法）。

④ CPU出讓總線使用權(quán)的時(shí)間。

2）教學(xué)重點(diǎn)

① DMA方式的特點(diǎn)。

② DMAC與CPU共享主存的方法（即DMA與主存交換數(shù)據(jù)的方法）。

③ CPU出讓總線使用權(quán)的時(shí)間。

3）教學(xué)難點(diǎn)

① DMA方式的特點(diǎn)。

② DMAC與CPU共享主存的方法（即DMA與主存交換數(shù)據(jù)的方法）。

2.3 教學(xué)目標(biāo)

基于對(duì)學(xué)情和教材的分析，根據(jù)本節(jié)課是教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)的難點(diǎn)和重點(diǎn)確定知識(shí)、能力和情感態(tài)度三維教學(xué)目標(biāo)，在此過程中教師明確學(xué)生“為什么要學(xué)”的問題。

1）知識(shí)目標(biāo)

通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠掌握DMA的概念、DMA方式的特點(diǎn)、CPU和DMA接口共享主存的方法以及DMA方式下CPU出讓總線使用權(quán)的時(shí)間。

2）能力目標(biāo)

① 通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠理解高速外設(shè)為什么要采用DMA方式與主機(jī)傳輸數(shù)據(jù)？

② 通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠理解和掌握DMA方式下外設(shè)和主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c(diǎn)。

③ 通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠掌握DMA方式下接口和CPU共享主存的3種方法，以及各自的使用場(chǎng)合。

④ 通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠理解DMA方式下CPU出讓總線使用權(quán)的時(shí)間。

3）情感態(tài)度目標(biāo)

① 使學(xué)生感受DMA技術(shù)在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的最新應(yīng)用，享受跟隨時(shí)代的喜悅。

② 培養(yǎng)學(xué)生探索求知、激發(fā)獨(dú)立思考、主動(dòng)獲取新知識(shí)的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

2.4 “DMA方式”教學(xué)設(shè)計(jì)

本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容主要以理解和記憶為主，數(shù)據(jù)在高速外設(shè)和主存間的傳輸過程在計(jì)算機(jī)運(yùn)行過程中無法直觀地看到，內(nèi)容既抽象，又難以理解。因此，一開始教師利用現(xiàn)代多媒體手段，通過動(dòng)畫演示“中斷方式下主機(jī)和外設(shè)通信過程”說明在外設(shè)速度較高時(shí)存在的問題，之后帶領(lǐng)學(xué)生探求解決問題的思路和方法。在50分鐘的時(shí)間內(nèi)采用PPT和板書相結(jié)合的方式，將抽象問題具體化，方便學(xué)生理解和記憶。教學(xué)設(shè)計(jì)包括教學(xué)過程設(shè)計(jì)和板書設(shè)計(jì)兩部分，在此過程中明確教師怎樣主導(dǎo)，學(xué)生“怎么學(xué)”的問題。

1）教學(xué)過程設(shè)計(jì)

教學(xué)過程設(shè)計(jì)包括教學(xué)過程、內(nèi)容及時(shí)間分配、各環(huán)節(jié)采用的具體教學(xué)方法和手段等，具體設(shè)計(jì)過程如表1。

為了考查本節(jié)課的教學(xué)效果，布置了作業(yè)1和作業(yè)2：作業(yè)1的第27、28題是問答題，主要考查學(xué)生對(duì)“DMA特點(diǎn)”和“CPU對(duì)總線使用權(quán)出讓時(shí)間”的掌握情況;第30題是畫圖題，主要考查學(xué)生對(duì)“CPU和DMAC共享主存的方法”的掌握情況。作業(yè)2是選擇題和判斷題，主要考查學(xué)生對(duì)本節(jié)課的一些知識(shí)細(xì)節(jié)的掌握情況。

2）板書設(shè)計(jì)

由于教室黑板較小，授課內(nèi)容在PPT上基本上都有顯示，而且重點(diǎn)也有不同顏色標(biāo)識(shí)，故采用提綱挈領(lǐng)式板書設(shè)計(jì)，僅保留節(jié)標(biāo)題和主要內(nèi)容的標(biāo)題。

3 結(jié)束語(yǔ)

《計(jì)算機(jī)組成原理》課程的教學(xué)內(nèi)容抽象、難懂，因此，為了提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量，教師在教學(xué)過程中就要根據(jù)課程教學(xué)大綱和培養(yǎng)方案的要求，以及教學(xué)對(duì)象的特點(diǎn)，將教學(xué)諸要素進(jìn)行合理、有序安排，形成合適的教學(xué)設(shè)計(jì)方案。本文從教材分析、學(xué)情分析、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和重難點(diǎn)、教學(xué)設(shè)計(jì)五方面詳細(xì)探討了《計(jì)算機(jī)組成原理》課程“DMA方式”一節(jié)的教學(xué)設(shè)計(jì)，使教師在備課過程中明確學(xué)生“學(xué)什么”“為什么學(xué)”，“如何學(xué)”的問題，利用該教學(xué)設(shè)計(jì)形成的教學(xué)方案，通過課堂教學(xué)過程的實(shí)踐取得了良好的教學(xué)效果，得到了學(xué)生和同行的好評(píng)。

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【通聯(lián)編輯：王力】