浅析迁移理论在计算机硬件教学中的合理应用

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1、浅析迁移理论在计算机硬件教学中的合理应用现代学习理论要求学习的目标之一是学生能够做到举一反三，能够运用所学知识解决类似或同类课题，因此学习迁移的研究十分重要。现代教学心理学认为，学习要经过知识的理解、记忆、迁移和运用4个阶段，而学习的理解、记忆和运用都离不开迁移。学习过程中，能不能发生迁移、迁移的效果如何，直接影响着学习的进程与效率。迁移能力不仅是一种重要的学习能力体现，更是学生掌握专业技能具有终身学习能力的体现。联合国教科文组织在《学会生存》报告中指出：未来的文盲是那些没有学会怎样学习的人。可见，

2、大学生学习能力的高低是决定其日后发展的关键性因素之一。　　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

3、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、X络课程、单片机、计算机基础等。　　2013年，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

4、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

5、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(electronic　

6、design　automation，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

7、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

8、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