启发式教学在计算机硬件基础课程中的应用

王光伟

摘要：目前， 计算机硬件基础课程教学中普遍存在不能充分激发学生的学习兴趣的问题，影响了教学效果。采用启发式教学方法，通过创设问题情境，构建学生的认知冲突，激发学生的内在求知欲，教师通过思维引导、关键知识点拨等启发式教学手段辅助学生主动探索新知识，并能灵活运用所学知识，形成创新能力。

关键词： 启发式教学；计算机硬件基础；问题情境

中图分类号： TP314 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）18-4238-02

Application of Heuristic Teaching in the Courses of Computer Hardware Fundamentals

WANG Guang-wei

（The Department of Scientific Research of the Academy of Armored Forces Engineering， Beijing 100072， China）

Abstract： At present， the teaching can not fully stimulate students' interest in the courses of Computer Hardware Fundamentals is very common； it affects the effectiveness of teaching. Heuristic teaching method， through the creation of problem situations， builds students' cognitive conflicts and inspires students inherent curiosity. Teachers induce students thinking in important knowledge coaching， help students take the initiative to explore new. Students are able to utilize the knowledge and have the ability to innovate.

Key words： heuristic teaching； Computer Hardware Fundamentals； problem situation

计算机硬件基础课程是计算机基础教育系列课程中的核心课程之一，是高校工科各专业重要的基础必修课之一。课程主要研究计算机硬件的组成、一般原理和应用方法。课程内容主要包括计算机组成原理、汇编语言程序设计和微机接口技术三大部分[1]，目的在于培养学生应用能力和实践能力，使其具有运用计算机硬件技术解决本专业及相关领域中问题的能力。在内容多、课时少的现实情况制约下，教学任务很重，学生在知识的掌握上也存在很多难点需要突破，一些教师为了在课内系统地讲完课本知识，采用灌输式、注入式教学方法比较普遍，对学生的思维启发不够，导致学生学习积极性、主动性不够，影响了课程的教学质量。为解决这一问题，必须将以教师为主体转变为以学生为主体，将注入式教学转变为启发式教学，将注重知识的传授转变为注重思维的启发，是课程更加有利于学生能力的发展，促进学生独立思考、创新思维的锻炼与提高。

1 启发式教学

启发式教学是指教师在教学过程中以启发学生的思维为核心，通过采用各种教学方法和手段调动学生的学习主动性和积极性，最终达成教学目标的一种教学指导思想和教学方法。启发式教学古已有之，孔子说过“不愤不启，不徘不发。举一隅不以三隅反，则不复也”[2]，这句话概括了启发式教学的时机、方法和目的：教学时机是学生“愤”、“徘”的思维状态；方法是“启发”，即点拨思路、开启思维、循循善诱；目的是举一反三、灵活运用。古希腊思想家苏格拉底采用的启发式教学方法是从简单的问题出发，对学生回答中存在的错误进行反诘，从而使学生进入自相矛盾的境地，在思维上产生困惑，促使学生积极思索，然后辅以启发诱导，逐步帮助学生得出正确结论。在现代学习理论中，启发式教学在教学目标上，强调不仅传授知识，同时重视智能的培养及非智力因素的发展。在肯定教师主导作用的同时，更加强调学生的主体地位。在教学法的运用上，着眼于调动学生学习的积极性与主动性，使学生处于积极的学习状态；将教师教学活动的重点放在组织与指导学生的独立学习活动上，不断提高学生学习的独立性和自主性。

2 计算机硬件基础课程中应用启发式教学的方法

2.1 精选案例，创设启发情境

学生的疑惑是产生学习兴趣和积极性的基础，也是教师实施启发式教学的起点。学生对将要学习的内容有所知但不全知，似是而非、似懂非懂，面临疑惑，从而产生研究问题的欲望，处于思维活跃的求知状态。但是很多情况下学生积极的求知欲望状态并不是自然产生的，需要师生共同培育，作为教师，需要通过创造教学情境，主动生成疑惑，构建认知冲突，激发学生的内在求知欲。

在当前计算机硬件基础课程的教学中，一些教学内容与学生的生活实际有距离，如果此时教师在教学开始时不注重从现实生活出发，直接告诉学生学习内容，然后讲授课程内容，这样一开始就进入了注入式教学的路子，很容易导致学生失去学习兴趣。这样的教学从表面上看节约了教学时间，但是学生体会不到学习内容的价值，从内心感受不到学习需要，新学习的内容没有与学生已有的知识和观念建立实质性联系，会觉得教师教的内容抽象枯燥，从而失去兴趣，学生没有积极主动的思维活动，最终严重影响教学效果的达成。

一般来说，每次教学活动开始时，教师需要创造问题情境，引导出本次课程需要学习和研究的问题。比如教师可以从日常生活的情景创设问题，在讲授计算机的组成时，教师可以问学生：“如果网上采购个人电脑，你最关注的指标有哪些？是CPU的频率？还是内存的容量？为什么？”，从而激发学生学习这些内容的兴趣；在讲授定时器计数器知识时，首先问学生“日常生活中，空调、电视机等很多家用电器上都有定时功能，是如何实现的呢？”，这些问题情景是从日常生活中提炼的，贴近学生的思维认知现状，容易激发学生的学习兴趣，导入学习内容显得水到渠成，朴实自然。endprint

2.2知识铺垫，适时点拨启发

进行启发式教学的前提条件是：在知识结构上，学生要有所知，但不全知，这样才会激发学生的兴趣，教学内容对学生过于困难或过于简单，都不利于启发式教学的进行。这需要教师事先掌握学生的知识结构，在学生已掌握的知识和需要讲授的新知识之间创造认知上的“阶梯”， 使将要学习的新内容与学生目前的知识状况之间产生一种失衡状态，形成认知冲突，从而激发学生的求知热情。在新知识学习过程中教师的讲授不要追求面面俱到，平铺直叙，而应当讲授清楚新旧知识的逻辑关系，帮助学生理清思路，将重点放到学生存在疑惑的关键点上，打通思维的关键环节，加以适当的引导和点拨，促使学生主动思考，从现有的知识结构出发，通过研究和探索，掌握新知识。

当前计算机技术发展日新月异，各种新技术、新工艺、新产品层出不穷，而教材的更新速度跟不上计算机技术的发展，往往会出现课本上介绍的内容比较陈旧的现象，如果教师在授课时仍然照本宣科，自然不能激发学生的学习兴趣。教师应该及时向学生传递一些新的学科技术和应用信息，比如在计算机硬件技术方面，各主要硬件生产厂商新推出的CPU 类型，其中采用了什么新技术，市面上又出现了什么新型芯片和外设，有什么特点等，将有关信息及时融入课堂教学中，加快学生知识的更新，从而在学生已有知识和当前新技术之间建立认知上的失衡，促使学生关注新概念、新技术，激发学习兴趣。

2.3突出重点，“举一反三”强化

启发式教学的目的是学生能够举一反三，灵活运用。学生能够将学习到的思维方式和解决问题的方法在相同或类似的场景中灵活使用，这种举一反三的运用说明学生对知识已经掌握，具备了分析解决问题的能力，达到了启发式教学的目的。

在计算机硬件基础课程教学中，很多知识点具有内在的相似性，教师没有必要一一介绍，而只需要选择一个有代表性的知识点讲授明白，与之相似的内容可以安排学生自学。比如80x86 的指令系统的教学，如果教师按照教材顺序逐条讲解各条指令的格式和功能，容易使课堂教学枯燥乏味，课堂气氛也会比较沉闷，学生的思维活动得不到积极调动[3]。而如果教师先对几类主要指令进行概要性地介绍，然后重点就如何理解和使用各类指令的方法进行讲解，然后布置一些指令应用的作业题，指导学生进行自学，即可达到熟悉主要指令的教学目标，这种教师讲授核心内容与全部内容由教师讲授的教学方法相比，既节省了时间，又提高了学生的自学能力，事半功倍。再比如讲授可编程接口芯片教学内容时，需要介绍8259A、8255A、8254等多种接口芯片，每种接口芯片都要学习芯片的基本功能、内部结构与外部引脚、内部端口寻址、应用编程四个方面的内容，在这部分内容的教学中教师只需要选择一种芯片作为典型讲解透彻，其他几种接口芯片安排学生按照同样的思路进行自学即可，最后通过安排接口芯片的实验，对学生所学的理论知识进一步深化并综合应用，培养学生的实际动手能力和创新能力。

3 总结

为了改进计算机硬件基础课程的教学效果，针对当前灌输式、注入式教学存在的问题，采用启发式教学方法改进授课过程：精心选择学生感兴趣的问题引入新课，通过创设问题情境激发学生的兴趣；辅助启发学生对教学内容的知识点进行逻辑上的梳理，根据学生的认知现状在关键环节进行引导、启发和点拨，使学生的思维得到训练；重新设计和组织教学内容，突出重点，对相似的知识可以安排学生自学，使学生能够举一反三，灵活运用。这些改进措施已经在教学实践中采用，结果表明有助于提高学生的学习兴趣，提高学生学习的积极性和主动性，充分表明采用启发式教学能够锻炼学生的思维能力，有利于学生创新能力的培养和综合素质的提高。

参考文献：

[1] 邹逢兴，陈立刚.计算机硬件技术基础（第2版）[M].北京：高等教育出版社，2006.

[2] 李 萌.略论启发式教学[J].长春师范学院学报（人文社会科学版），2005（9）：142.

[3] 邹逢兴.关于创新计算机硬件技术基础课程教学的实践和思考[J].计算机教育，2004（2）：82-84.endprint