基于多媒体模拟实验，开展信息技术教学实践

冯巨恒

摘 要：多媒体模拟实验具有逼真直观、生动形象等特点，越来越被广泛应用于自然学科的教学实践中。将以初中信息技术课中“计算机硬件及工作原理”一节为例，探讨基于多媒体模拟实验开展信息技术教学实践的方法过程，并分析其教学反思，旨在提高信息技术教学质量。

关键词：多媒体模拟实验；信息技术教学；实践

多媒体模拟实验指的是利用计算机多媒体技术模拟真实现象或实验现象，以探求规律，要求学生通过一系列操作和实验建立模型，或在给定的模型条件下检验其适用范围并进行模型修正。多媒体模拟实验有着逼真直观、生动形象、经济安全等诸多优点，被广泛应用于物理、化学、生物等自然学科的教学实践中。信息技术作为一门新兴且信息更新较快的学科，在教学手段与教学方法上也应不断去创新。信息技术课堂中，传统的上机操作并非学生学习知识的固有模式，也不是学生掌握技能的唯一方法。在合适的教学内容中恰当运用多媒体模拟实验进行教学，往往能够取得意想不到的效果。本文将以初中信息技术课中“计算机硬件及工作原理”一节为例，探讨基于多媒体模拟实验开展信息技术教学实践的方法过程，并分析其教学反思。

一、多媒体模拟实验教学适用于本节教学内容

“计算机硬件及工作原理”这一节内容讲述的是计算机的基本知识，包括基本组成、软硬件常识等以及计算机工作的一般原理。初一学生普遍能够熟练使用计算机进行一些常用操作，但是对于计算机的内部组成结构仍然是一知半解，而对计算机的工作原理更是一无所知。要想让学生对计算机内部组成结构和工作原理有更深入的了解，达到预期的教学目标，最好的方法是通过计算机组装的具体实验来实现。但现实情况是信息技术学科并不像物理、化学等学科那样有专门的实验室、实验设备和实验仪器等，学校往往只有用于上课的普通计算机房和普通计算机，不可能提供专门的计算机实验室和足够的用于实验操作的计算机部件。那怎么办呢？在此情况下，多媒体模拟实验可以“大显身手”了。

1.模拟真实的实验环境，经济、环保

通过计算机多媒体技术制作模拟实验软件，将实验过程中所需要的环境以及计算机各部件虚拟出来，例如220V电压电源、计算机主板、CPU、硬盘等。学生通过使用鼠标以及键盘对软件进行操作，完成计算机组装过程。这样就不需要专门的计算机实验环境和大量的计算机实验部件，既能节约成本，又能减少实验造成的污染。

2.模拟真实实验操作，安全、省时

学生在完成计算机组装后是要对计算机进行通电开机测试的，如果在真实的实验过程中没有老师的指导，就要花费不少时间，并且具有一定的危险性。多媒体模拟实验能模拟加电测试环境，并且能把测试信息反馈给学生，帮助学生找出其中操作错误的地方，直到完成实验。这样的实验，既保障了实验的安全性，又节省了时间。

二、多媒体模拟实验设置及实施

“计算机硬件及工作原理”一节教学需要2个课时来完成。教师共设置了两个模拟实验，第一个实验是让学生认识计算机常见硬件，并学会分类；第二个实验是让学生完成简单计算机硬件组装，了解计算机工作一般原理。两个模拟实验软件都是由教师利用Flash软件及通过脚本设计而成的。软件界面友好，操作简单，交互性好。

（一）实验一（第1课时）：认识计算机常见硬件

1.实验设计

（1）实验目的与任务：熟识计算机的五大功能部件。通过鼠标点击图片了解常见的计算机硬件知识，通过拖曳的方法把常见的计算机硬件放到五大部件分类容器中。

（2）实验原理：不管哪种类型的计算机，组成计算机硬件的基本部件都包括存储器、运算器、控制器、输入设备、输出设备五大部件。五大部件各有各的功能作用，共同组成了计算机硬件系统，缺一不可。

（3）实验装置：利用Flash软件及脚本编程设计而成的多媒体模拟实验交互软件（单机版），通过计算机操作完成。

（4）实验结果要求：能准确说出常见计算机硬件的名称、分类及其基本功能，能把常见的计算机硬件放到五大部件分类容器中，能准确计算出存储容量的不同单位之间的数值转换。

2.课堂组织及实施过程

教师先组织学生自主学习课本内容10分钟，让学生对课本知识有所了解，然后把模拟实验软件发送给每一个学生的电脑上，在演示简单的操作方法后，让学生按照要求独立完成实验。学生在操作过程中，教师巡堂，并给予学生适当指导，并掌握实验过程的总体情况。

3.教学评价方式

（1）在完成模拟实验后，软件提供一个计算机存储容量转换计算练习，以测试学生学习效果。例如：3MB=（ ）B；2KB可存放（ ）个汉字等。

（2）另外，在操作完软件后，教师在讲台上按顺序放了主板、硬盘、内存条、CPU、光驱等几个常见的计算机硬件实物，让学生观察，并完成下表：

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（二）实验二（第2课时）：组装计算机

1.实验设计

（1）实验目的与任务：了解计算机基本工作原理。按照计算机硬件组装流程图，通过鼠标点击以及拖曳的方法把计算机硬件组装在一起，并进行通电开机测试。若开机不成功则根据软件的反馈信息进行修正，直到成功为止。

（2）实验原理：计算机的基本工作原理——冯·诺依曼“存储程序”的工作原理，如图1。

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图1

其中，计算机硬件组装流程图如图2。

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图2

（3）实验装置：利用Flash软件及脚本编程设计而成的多媒体模拟实验交互软件（单机版），通过计算机操作完成。

（4）實验结果要求：能说出计算机的基本工作原理，能完成计算机组装并实现成功开机。

2.课堂组织及实施过程

教师在向学生讲授完计算机基本工作原理后，将学生分成若干小组，每小组两人。教师把模拟实验软件分发给学生，演示基本操作方法，让学生进行小组合作，积极探索，共同完成模拟实验。学生在操作过程中，教师巡堂，并给予适当指导，并掌握实验过程的总体情况。

3.教学评价方式

（1）为增强实验的趣味性和学生学习的积极主动性，教师特意在模拟实验软件中添加了一个实验成绩得分项。当学生完成实验时，软件会根据学生完成的时间以及需要安装提示的次数等来计算出一个得分，总分是100分，没有进行任何安装操作的得0分。得分也直接反映出学生完成实验的效率。

（2）理论是要结合实践的。课前，教师准备好了一台真实计算机的部件，在学生完成模拟实验后抽取得分最高的那个小组的同学来进行真实计算机组装，以检验学生学以致用的学习效果。教师在一旁进行适当指导，其他小组同学观察、思考。

三、教学反思

1.教学效果分析

（1）“计算机硬件及工作原理”这一节的教学重点是熟识计算机的五大功能部件，教学难点是对计算机的工作原理的了解。通过模拟实验开展本节的教学，轻松地突破教学重点、难点，顺利完成教学任务。通过第1课时的学习，学生基本掌握了计算机五大功能部件的知识，都能顺利完成模拟实验一，准确完成教学评价中的检验；通过第2课时的学习，学生基本了解计算机的工作原理，大部分学生都能完成模拟实验二，而通过老师的指导，进行真实计算机组装实验的学生最后也能完成任务。

（2）本节课的教学打破了传统教学模式，注重模拟实验与实践的结合，注重学生的自主学习，加强了学生探索、求知、研究欲望，取得了较好的教学效果。学生在做模拟实验的过程中，表现出极为浓厚的兴趣，探索求知欲被充分激发，或通过独立思考，或通过小组合作完成实验，最后通过实践的检验，达到学以致用的效果。

2.需要注意的问题

（1）多媒体模拟实验只是一种实验教学的辅助手段，基于多媒体模拟实验开展信息技术教学实践不能一味地热衷于在计算机上模拟操作而忽视学生的实际操作，只有与传统实验手段相结合，才能调动学生的各种感觉系统，取得最佳的学习效果。如，在模拟实验二中，模拟实验只是模拟计算机安装的一般过程的步骤，并没有对其中的一些细节方法进行模拟，而在真实的组装过程中这些细节方法是必须的，不能忽略的。在模拟实验后进行的真实计算机组装过程中，倘若没有老师在旁的指导，恐怕學生也将难以完成任务。

（2）实验是学生获取知识的重要途径之一。运用多媒体模拟实验进行教学要适当，不能滥用。因为多媒体模拟实验毕竟不是真实的实验，在学生眼中它可信度并不高，如果在信息技术教学中长期要学生接受他们所怀疑的信息，那么必然也会使他们丧失质疑、创新的意识，不利于学生动手能力和求实创新能力的培养。因此，在信息技术教学中不能“为用而用”多媒体模拟实验，必须把握“适”字原则，即适时，适量，适度。

利用多媒体技术手段进行教学有一定的优势，在信息技术教学实践中，基于多媒体模拟实验开展教学要扬长避短，恰当运用，教学效果才能事半功倍。