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浅谈学习迁移理论在计算机硬件教学中的应用

1迁移理论与计算机教学研究

学生的学习目的不仅是把知识、经验储存在大脑之中，而且是要将所学的知识经验应用于实际的各种不同情境中，去解决现实生活中的各种问题。

学习迁移是指先前学习对后继学习的影响，但后继学习对先前学习也会起作用，因此，有人将迁移定义为：

在一种情境中获得的技能、知识或形成的态度对另一种情境中的技能、知识的获得或态度形成的影响。

简言之，就是一种学习对另一种学习的影响。

另外，运用所学的知识技能去解决问题也是一种迁移。

在我国，计算机教育者对学习迁移理论的实践性研究多集中在某一门课程的教学方法改良上，如编译原理、软件工程、计算机组成原理、程序实训、网络课程、单片机、计算机基础等。

，李民政等在学习迁移视角下审视了计算机硬件类课程教学，提出教学内容、教学资源建设与科技实训相结合的立体化教学思路，张晓青提出信号处理课程群的迁移教学应用思路，葛晓滨提出博元教学法并应用于电子商务系列课程教学。

虽然这些课程的尝试取得了一些积极的效果，但对能力培养而言具有一定的倾向性，割裂了专业素养培养过程的连续性、衔接性，不利于迁移能力的训练。

单独一门课的研究必然存在局限性，虽然关注到了教学过程中的学习迁移理论的应用，但是没有过多地关注到学习过程的诸多环节。

2制约计算机硬件学习迁移的主要因素

现代认知迁移理论认为学习者认知结构的清晰性、稳定性、概括性、包摄性和辨别性影响学习迁移，此外，教师对学生学习方法的指导作用也不容忽视。

2.1影响认知结构的根本因素是计算思维

学习迁移的目标是处理问题、解决问题能力的培养。

计算思维强调的是问题模型化的能力，将问题逐步分解抽象成计算机能够自动处理的能力。

计算思维是信息时代人们学习的基本素质，是应用计算机技术解决问题的客观思维模式。

人们运用计算机来解决问题是对人类活动过程的抽象模拟。

人类往往是先提出问题、明确问题，然后提出假设、检验假设。

而计算机解决问题则是从具体的问题抽象出一个适当的数学模型，设计算法，然后编码执行，验证结果。

计算思维能力要求学生具有层次抽象的能力以及层次细化的能力，这决定着学生在信息领域发展的空间和深入的程度。

2.2计算机硬件学习过程的3个阶段

计算机是由硬件、软件系统构成的复杂数字系统。

硬件教学的目标在于数字系统的设计。

EDA（electronicdesignautomation，电子设计自动化）技术将传统的手工布线式电子电路设计方式改为计算机自动地完成。

设计者完全从系统布局、器件连接布线、调试与仿真等工作中解放出来，工作重心集中在设计上，即从系统分析、算法、协议等开始利用设计数字系统，具有可以通过软件编程对硬件结构和工作方式进行重构特点的可编程逻辑器件，使得硬件的设计就像软件设计一样便捷。

在虚拟仿真实验环境中，如果没有器件管脚、信号、布线、电路图等基本概念就直接面对EDA设计数字系统，也会由于理论与实践的跨度太大而无从下手，难以应付，根本谈不到理论的应用，更谈不到对学科的认知。

依据教育部计算机教指委制定的专业指导规范，IEEE-CS及ACM指导计划，硬件课程设置包括数字逻辑与数字系统、计算机组成、汇编语言程序设计、计算机接口技术、计算机维护、计算机体系结构。

要求结合数字电路的发展史，遵从循序渐进、逐步深入的原则，将3个学期要求的能力培养目标按抽象化程度分成3个阶段实现，依次是：

要求学生掌握数字系统的电路原理图设计;利用可编程逻辑器件软件化设计;利用集成芯片实现外围设备扩展。

这3个阶段分别对应数字系统设计的3种方法，虽各有特点但互不冲突，原理图非常直观，便于学生建立硬件系统的感官认识和体系模型，有利于组件式软件技术开发的转型。

3基于学习迁移的计算机硬件教学改革

计算机硬件教学要求学生利用软件技术设计出能运行自己系统的计算机。

这个任务要求学生自主完成，通过学习迁移，激发学生的潜能。

学生自主完成学习的迁移，需要对计算机硬件教学进行改革

3.1以学生计算思维为核心的教学体系构建

计算思维强调的是计算模型的抽象以及计算过程的自动化，因此，硬件的计算思维也就体现在问题求解的部件及计算模型建立和自动处理序列的实现。

这种能力的迁移离不开科学的教学体系支持，离不开教学过程诸要素，也离不开知识结构、教学内容、教学方法、教学过程设计和教学效果评价的有机结合。

第一，授课前，细化课程间的教学脉络，抽象出技术应用模型、问题求解可计算性模型和规范化的方法论，突出教学层次性，修订了教学大纲、教学内容和实践环节。

第二，授课中，规范课堂教学中选用的例子，将抽取的数字系统设计与分析的方法融入每一个实例，有意地训练学生硬件级进行问题描述、设计算法、评价结果的能力。

实验教学中，开发实验素材采取验证性与设计性实验并举的教学模式。

验证性实验引导学生掌握基本原理和基本技能，熟悉开发工具;设计性实验以项目驱动模式要求学生通过阅读文献，自己设计选题，写出设计方案，编写具体代码，自己调试并解释运行结果。

第三，考核中，实验与综合题目相结合，考查学生的应用能力。

3.2以学生为中心的教学方法的改革

以学习迁移理论为指导，学生的学习过程是一个积极主动、自我迁移的过程。

在教师的教授和学生的学习过程中，让学生做课堂的主人，积极参与知识传授的过程和学习迁移的过程，培养学生的自我学习能力，有助于学生掌握知识点，进行正确的迁移。

3.3注重实践教学

学习的目的在于应用，是把学习的知识、技能迁移到新的情境中解决问题，计算机硬件课程要求学生将课堂所学的理论、技能迁移到实际系统的研发中，达到学以致用的目标。

以数字逻辑课程设计为例，首先，选取的题目全部来自现实生活，如多功能计算器、交通灯控制器、空调控制器、洗衣机控制器、自动售货机、电梯控制器等。

其次，明确要求底层用硬件描述语言实现，顶层采用原理图实现。

第三，指导教师督促学生按照__软件工程的思想规范化地开展工作，从需求分析、功能模块划分开始明确任务、解决步骤、部件设计、原理图设计和成果验收。

最后，学生撰写实验报告。

3.4构建多元化的教学评价体系

学生学习效果一方面来自实验的成功，另一方面来自教师客观、积极、肯定的评价。

鼓励学生去挖掘自身的潜力、克服学习的困难是教学的首要基本点。

科学的评价机制在客观评价学生能力的同时应鼓励学生的学习热情。

教学中，采取理论考试、实验报告、科技作品等相结合的多元化教学评价策略，同时融入形成性评价并及时反馈给学生，通过学习态势的感知进行学习调整。

3.5鼓励学生积极参加第二课堂

第一课堂是基础知识的积累，第二课堂是基础知识的拓展与运用。

计算机硬件的学习应当把课堂知识迁移到各种技能竞赛、作品设计等活动中，依托第二课堂的活动，为学生的技能展示提供一个平台，学以致用，用以创新。

只有让学生将所学知识用于实践，才能达到学习迁移的目的。

4结束语

学习迁移理论在计算机硬件教学中得到了很好的应用，学习迁移的主动性和自主性较高，形象思维到逻辑思维转型较为顺利，也形成了良好的学习习惯。

随着时代的变迁，人们需要学习的内容发生了巨大的变化，相应的学习理念也需要与时俱进，做出相应的调整，才能取得好的学习效果。

作为高等学校教师，懂得学习迁移规律并积极应用，是十分必要和重要的，可以极大地促进教学活动的深入开展，有效提高教学质量。

b光缆开剥与接续多媒体课件制作

摘要本文简要介绍了光纤通信发展的历史及现状,较全面的向大家展现了制作光缆开剥与接续多媒体课件的过程。

与此同时,还对课件制作过程中使用的工具和器材及作者的心得体会作了基本介绍,希望能给读者以启发.

关键词光纤通信软件开发制作过程开剥接续封合

正文

一、前言

光纤通信自问世以来,通过其通信容量大、传输距离长、抗电磁干扰、保密性好、重量轻、资源丰富等优点,已经广泛应用于市内局间中继,长途通信和海底通信等公用通信网以及铁道、电力等专用通信网,同时在公用电话、广播和计算机专用网中得到应用.并已逐渐用于用户系统.光缆将取代过去用户系统无法实现宽频信息传输的传统线路,这样便可提供高质量的电视图像和高速数据等新业务,以满足人们广泛的生活和业务的需要.

光缆线路,是光纤通信系统组成的重要部分.光缆线路的建设质量是确保光通信系统性能良好和长期稳定的关键,而光缆开剥接续则是光缆线路施工中工程量大,技术要求复杂的一道重要工序,其质量好坏直接影响线路的传输质量和寿命,光缆开剥、接续、封合的快慢将影响整个工期的进程,对于的历史,它的发展以1960年美国人Mainman发明的红宝石激光器和1966年英籍华人高琨博士提出利用SIO2石英玻璃可制成低损耗光纤的设想为基础,直到1970年美国康宁公司研制出损耗为的时间中,以从0.85um短波长多模光纤发展到1.31um-1.55um的长波长单模光纤,同时开发出许多新型光电器件,激光器寿命已达十万小时甚至百万小时,许多国家相继建成了长距离的光纤通信系统.

80-90年代是光纤通信大发展的年代,在世界各国都是按照两步来走的第一步是长途干线缆化;第二步是进入用户家.发达国家在80年代就实现了长途输干线光缆化.现在正在研究光纤到用户的问题.近年来,我国的光纤通信有突飞猛进的发展,80年代来,邮电部计划在1990----1995年用近5年的时间实现全国通信干线光缆化,具体安排打三大战役:

首战中轴,为京广、京沪东南沿海开放地区;攻坚两翼,左翼为郑州、西安至成都,右翼为东北三省成网;第三战役为横穿东西,有南北两条东西走向的干线,北线为北京、包头、兰州至乌鲁木齐,南线为福州、杭州、南昌、长沙、贵阳、重庆、成都.三大战役光缆目前已在全国长途直拨自动电话网中发挥良好的作用.

九五期间我国新的光缆干线将全部采用同步数字体制技术,以高速率、大容量干线为主.这一阶段的特点是建设周期短,采用技术新.全部敷设完成后,将在全国形成大容量干线网,具备数字、数据信道、可输电话、电报、数据、传真、图像等.并可为计算机网及各专用网提供所需要的信道.

2-2发展动向

光通信以它独特的优点被认为是通信史上的一次革命性的变革,光纤通信网将在长途通信网与市话通信中代替现用的电缆通信网,这已成为各国所公认.在未来的住信息社会中,交换大量信息的信息网络将由光纤网路来构成.

光纤通信作为一门新学科来讲,其发展的速度与潜力在通信历史上很少有其他技术能与之相比.目前,单模光纤的生产以完全实用化,它的传输频带达几十GHZ以上.在1.31um窗口的损耗是0.5db/KZ,在1.51um窗口的损耗是0.2--0.3db/KZ,已接近理论极限值.

三、多媒体CAI的认识

十年前,多媒体这个名词,对绝大多数人来说连听也没有听说过.不知从什么时候开始,这个名词同信息高速公路CD-ROM等一起,连同与他们相关的专栏、评价、广告,如同潮水一般地涌上电视和报刊,成为人们茶前饭后最感兴趣的话题,计算机多媒体技术之所以受到人们的关注和青睐,是因为它有以下特点:

一、超媒体结构。

传统的体,不论是书本报刊还是音录像,都只以线性的方式,顺序地组织内容,而人的思维常常是跳跃的、联想的,唯有计算机才能够提供超媒体的结构形式,可以按照人的思维习惯组织信息.

二、表现力强.信息除了有文字、声音、视频影像以外,还可以创造出MIDI音乐、图像、动画这些新型的信息载体.行为心理学认为,学习起因于对刺激的反应,认为把学习者置于一个稳定的环境中,给它以特殊性刺激,当它做出明确反应时,也就已经产生相应的效果.利用丰富的媒体既具有特殊性的学习方法,又能使学生更接近学习的内容.另外,利用CAI课件,易于进行重复练习,促进学生记忆.而且.CAI课件所提供的反馈信息有很好的强化作用和引导作用.

三、交互性强.人类正在进入高速发达的信息化社会,人们已不满足于那种传统的,被动的接收信息的方式.他们要求参与创新,追求个性发展,也唯有计算机可以提供多种的人机交互手段,以满足这种需求.认识理论认为,刺激作用于学习者的感官,是神精系统产生相应的活动.它是从内部心理过程来解释人类的行为相互作用的结果.概括这种理论,学习过程就是每个人根据自己的志愿、需要、兴趣和爱好并利用过去的知识和经验对当前的学习内容做出主动的、有选择余地的信息加工过程.

CAI课件所提供的响应环境与各种丰富的媒体方法的刺激,更能激发学生的兴趣,提高学生的学习主动性.交互性是CAI课件优越性的最主要的原因之一.通过CAI课件的交互,能确保学习者对接收到的信息和课程特点的注意,能促进具有认知联系的回答,能补救错误的回答,恰当的刺激回忆,有效的让使用者使用控制,能及时对做出的回答进行反馈.

四、可以进行网上传输.当今的世界已构建起一个以光纤为骨干的全球通讯网,随着信息压缩和传输技术的改进,计算机多媒体无疑将成为网上最重要也最具有表现力的信息载体.

四、软件开发平台的介绍

4.1硬件平台介绍

CPU:

Cyrix6x86200;

内存:

32M;

显卡:

CirrusLogic5446PCI,支持1024*768分辨率,因为现在计算机的配置都比以前有了较大的提高,分辨率一般在800*600以上,所以本系统选用了800*600的分辩率;

4.2软件平台介绍

4.2.1软件平台概述

早期的教学软件开发工作主要利用通用程序设计语言,如BASIC、PASCAL等语言来完成.但采用这种制作方式需要依赖专业的系统分析员,而且这种方式费时、费力、效率低、成本高.因此,就很需要有一些开发工具来帮助我们摆脱传统的工作方式,使得课件的制作人员能够把精力放在主题的表达、交互特性的设计、用户界面的设计等方面.有了这些工具,即使没有计算机专业知识的人员也能够方便的开发课件.

多媒体创作系统正是满足这一要求的一种特殊工具的软件,它使开发周期短.创作系统对于多媒体（包括文字、图画、动画等）的实现提供了完美的服务功能,最大限度地发挥了其面向对象的特点,使编程变得直观,可称为所见即所得,同时使结构变得更清晰明了,为编程人员提供了良好的、轻松有趣的环境.

在制作中主要运用的这种多媒体创作工具软件是Authorware5.0,另外也选用了其它辅助工具软件,如:

动画制作软件:

3DStudioMaxFlash5.0

动画处理软件:

Animitor5.0

图片处理软件:

Potoshop5.0

视频、声音处理软件:

RidoEdictor

4.2.2多媒体软件开发工具---Authorware5.0

一Authorware5.0的特点:

Authorware5.0是一个富有创造力的、用于集多媒体信息的多媒体程序创作工.Authorware5.0使用户能够制作基于数据库的售货系统、个人及商业简报、广告制作基于计算机交互培训（Computer--basedtraining）以光盘的主画面等.Authorware5.0具有制作逼真的仿真系统和超媒体参考字目的能力,其强大的交互功能更加倍受用户青睐,制作的程序可以通过刻录的光盘的方式永久地保存下来,也可以打包的形式在互联网上发行,实现多媒体的远程教学方式.

二Authorware5.0的新增功能:

1、外部素材

Authorware5.0允许发者将声音图形及电影文件与Authorware文件分开存储.由于增强了连接功能,甚至可以将这些媒体文件存储在Web页上,每次更改多媒体作品时无需重新导入这些文件.

2、ActiveX控件

所有的ActiveX控件都可以用于Authorware5.0项目中,本软件在背景音乐的播发上就利用了外部的ActiveX控件.

3.交叉平台兼容能力

Authorware5.0是唯一能使用户在Windows及Macintwsh这两种平台上开发及发布的多媒体程序的创作工具,便于了用户的使用.

4、对图像文件的支持

Authorware5.0支持如下格式TIFF、BMP、DIB、RLE、GIF、JPGE、LRG、PICT、JGA、WM和FPOTOSHOP格式,正是由于这些特点,才使得在多媒体中大量应用图像,完成各种效果成为现实.

三Authorware开发课件的一般步骤

任何一个Authorware项目的成功与否取决于计划的完善,一个好的多媒体课件,其开发的一般分为四个阶段:

第一阶段:

确定项目范围

无论是独立开发集体开发,完全理解Authorware项目的范围是非常重要的.任何没有弄清的总是在开发Authorware项目之前都应当考虑以下问题:

1.开发项目的目的是什么?

2.谁是目标用户?

3.哪些演示组件是必要的?

4.用户需要何种类型的交互?

5.产品的注意事项是什么?

第二阶段:

设计

在准备进行时,做好如下工作:

1.收集所有的信息并确保没有任何遗漏.

2.将产品中将要出现的图形、声音和电影文件组织好,充分考虑效果与文件大小之间的关系.

3.对素材文件进行编号.并确保这些文件夹的文件名及其扩展名无误,最好将相同文件格式的文件放在一个文件夹中.

4.用Storyboad（故事板）或自动化的工具软件包,如DesignersEdge记录程序的设计方案.

第三阶段:

开发产品

其主要有:

1.界面的设计;2.图形的制作;3.声音录制;4.数字视频制作;5.创作.

第四阶段:

测试与发布

使用测试与发布的方法需要特别注意的内容如下:

1.查找在使用过程中出现的错误或不良效果.

2.运行环境以及设备的要求.

3.在网络上的可用性.

4.在不同机型上的兼容性.

五.软件的制作过程

多媒体CAI课件本质上是一种计算机应用软件,它的开发过程与一般的软件开发过程有着许多相同的地方.一方面,多媒体课件的开发过程具有一般多媒体项目的许多共性;另一方面,由于多媒体课件是面向教学应用的,它在内容选择、结构组织、控制策略、交互特性以及评价标准等诸多因素上均与其他的多媒体应用有所不同,所以它的开发方法具有某些特性.在过程中教学设计、脚本编写和媒体制作三个步骤显尤为重要.

5.1教学设计。

教学设计是多媒体课件开发不同于其它我媒体应用软件开发的一个特别步骤,也是决定课件质量的关键五一节,主要包括:

细化目标

目标排序

制定教学策略

决定教学模块

决定媒体的选择和组合

确定评估的方法等

5.2编写脚本

为了组织好信息,编写好脚本是成功的第一步.各种媒体结构需要仔细安排,必须对屏幕进行设计,确定

各种媒体的排放位、朴素关系、各种按钮的名称、排放方法,以及各类能引起系统动作的元素的位置,激活方式等.在时间方式上也要充分安排好,何时出音乐、何时出伴音,应恰到好处,这实际上是一个创意的过程.多媒体开发系统的功能越来越强大,上手很容易,创意的好坏往往直接决定了软件质量的高低.

5.3媒体制作

5.3.1在Authorware中搭建程序的整体框架.

在编写好脚本以后,应当对脚本细化,根据其逻辑关系在多媒体开发平台Authorware中搭建框架,使结构清晰化.

5.3.2软件的素材积累

图片的积累:

主要利用数码相机拍摄,再经过PHOTOSHOP处理.

按钮的积累:

通过PHOTOSHOP的绘图工具制作,再适当运用PHOTOSHOP外部滤镜插件处理.

影像文件的积累:

1.运用了3DStudioMax进行仿真制作.2.实际操作部分应用数字摄像机进行摄像,再通过VidioEdictor进行视频处理

5.3.3框架内容的充实和完善

这一过程是要体制作的关键,其内容是否充实和表现手法是否独到、新颖直接关系到整个课件的效果,在创作的过程中做法如下.

1、对文字的处理

在处理文字时,如果直接采用Authorware显示图标中的文字工具,输入一段文字,在字体比较大的时候,产生锯齿形边界,影响展示效果.采用Photoshop处理,在文字编辑对话框时,在[Style]文字类型域中处理Anti-Alialed,可以消除锯齿形,但导入Authorware中以后又会产生很难看的白边.同样严重影响效果,解决引问题基本方法是:

在Photoshop中设置文字文件的调色板,选择菜单命令Image-Mode,一般选IndexedColor,在[Coloos]域给出当前文件所包含的最少颜色,根据值来确定,[ColorDepty]应该选的参数,如[Colors]域值为151.就应该选择大于该值的最比特值8bits/pixel.

2、对动画的处理

在制作动画的时候,应用Flash5.0或其软件制作avi格式的数字影像,可以直接导Authorware中,但出现的总是是其动画的背景不透明,导致动画与Authorware中的背景不能够很好地融合在一起,处理的办法是应用Animitor4.0导入数字化影像,对每一贴进行处理,选择背景颜色,将背景颜色置为全黑（色彩设置为256）然后利用菜单命令[File]中的[Expored]生成具有透明模式的.flc数字化影像格式,再在Authorware中引入.

3、在Authorware中采用的几种特殊方法

为了增强多媒体的展示效果,在细小的环节上做了一些特殊的处理:

4、对介面上按钮的处理

在介面上旋转按钮的一般方法是直接放置,这们在每进入一个有按钮的介面时,都会先出现按钮,介面产生晃动.解决的方法是在制作背景的时候,先将按钮放到背景中,而后在Authorware中,采用精确对准,让按钮覆盖往背景上的按钮.

5、对于擦除图标的使用

在程序的过程中大量使用了擦除图标,从一个介面跳转到另一介面时,按一般的处理方法,先擦除后跳转,在跳转的过程中避免不了会出现一段黑屏.处理的方法是:

在Authorware中利用层值的概念,设置将要擦除介面的层值,再在擦除图标之前先显示将要显示的介面,这样虽然将要显示的介面先显示了,但由于层值较低,会被覆盖掉.

6、LAYER的要领及运用

Layer的要领是一个看似不太起眼的要领.其实只要弄懂它的要领并熟练掌握、体会。

在课件的制作过程中省时省力,并能增色不少.

Layer在Authorware中出现很多地方,显示图标、移动图标这两个经常用到的图标都涉及到层的运用.人们往往忽视层的设置,其结果便是,当引入了一幅图片层,并没有达到预先设想的效果,最直接的后果便会是引入的图片从未出现过!

这便是只顾着往流水线上放显示图标,没有设置层所带来的结果.在上述两个图标的对话框中有一个让用输入数值的地方:

Layer-------可在其中输入一个大于0的数值,此值越大则相关图形离你的眼睛越近（因显示屏是一个面的要领,不能涉及到层次问题,但在这里,为了说明问题,引入远近的说法）,离你近的图形当然就要挡住离你远的图形（如果没有设置特殊的蒙板（MASK模式）.其应用比较灵活,视实际情况加以运用.

7、子程序的使用:

子程序的使用是编写高级语言程序经常涉及到的一个问题,在Authorware的相关参考资料中不常见,但Authorware提供了非常丰富的子程序调用功能以完善自己的功能.例如:

程序中须要完成复杂的计算,则可用函数JUMPQUTRETURE调用外部程序并在外部程序执行完毕后返回Authorware,诸如此类的函数:

JUMPQUIT（跳转到外部非Authorware程序）.JUMPPRINTRETURN（调用外部程序并打印指定的某个文件可用来借用外部程序完成精美的打印功能）,JUMPFILE（跳转到其他的Authorware文件）,JUMPFILERETURN（调用其它的Authorware文件,相应的功能调用容易,但功能非常强大,使用得当,会