15：学术
■江西职业技术大学 凌明民 周明雨 熊建
基于认知负荷理论设计计算机组成原理VR课件，它可以实现对课程中某些抽象难懂知识痛点的简化以及深度分析，并且降低交互成本，尤其对于动态疑难问题实现简化处理，具有较高的可操作实用价值。本文探讨基于认知负荷理论的计算机组成原理VR课件设计与框架构建过程，以供相关领域人员参考。
一、认知负荷理论中的计算机组成原理VR课件核心设计应用原则
第一，对外在认知负荷进行降低与优化的过程中，能够实现沉浸式可视化操作，科学运用3D模型，对可视化数据进行动态展示，从而合理解释静态原理图，通常情况下红色光点表示电流，可以在寄存器间实现有效流动。需要注意的是，在冗余数据设计方面，需要加大对VR课件界面的关联设计，争取在CPU结构中将无关联电路隐藏，从而简化数据变化动态流程。此流程可以运用语音引导模式，直接输入关键词，实现精准语音提示，从而增强寄存器的可靠操作性。
在进行理论优化时，教师可以采用分模块学习方式，结合体系拆解法能够保障其VR模块实现独立运行，以此促进VR课件中控制器可操作的流畅性。换言之，就是优先建立学生的感性认知，以此提高学生对抽象疑难知识点的理解能力。
第二，教师可以开展多维度关联实验，增强认知负荷理论中的计算机组成原理VR课件高级语言汇编指令，以此保障各信号能够有效传输，实现多窗口同步亮灯。对于存在的错误操作指令问题，可以观察总线冲突所导致的崩溃过程，直接反映出学生对知识点的理解程度，从而实现对学生的精准化课程指导。
二、基于认知负荷理论的计算机组成原理VR课件的框架构建
首先，教师需要注重数字逻辑基础，拖拽手柄能够提高对色彩编码的负荷辨识度，一旦出现错误连接，电路会即时出现黑眼提示。
其次，在进行CPU流水线功能设计时，需要进行多级分离处理，以此能够避免各功能模块的时间冲突，保证各模块结构运行的流畅性。
最后，在进行存储器模块设计时可以根据实际物理尺度进行有效设计，以此保障储存层次有序性。在这一环节，学生可以参与所有模块类别的手动调整。
三、基于认知负荷理论的计算机组成原理VR课件设计评估机制
（一）科学制定实时监测指标
基于认知负荷理论的计算机组成原理VR课件设计需要科学制定实时监测指标，可以通过传输指令完成优化路径的实验操作，以此能够体现出眼动仪的监测效应，有效避免概念混淆，可以对整体负荷等级进行有序处理，合理隐藏非核心元件，顺利融合VR课件内容，保障整体画面动态播放，合理降低交互复杂度，通过手动操作可以灵活调整向导模式。另外，教师在进行VR课件设计时需要充分发挥可视化功能优势，保障数据依照正常设计轨迹运行，根据实际情况对学生进行分布引导，以此保障各教学任务点能够独立完成，提高整体教学水平。
（二）合理制定自适应调节策略
在发现学生出现控制器跳过操作时，可以根据学生的实际学情，合理降低学习任务难度，依照整体任务目标进行分层次分解设计，由简入繁完成复杂实验测试，保障自适应调节策略的合理制定。
首先，教师可以对基于认知负荷理论的计算机组成原理VR课件设计过程需要完成基线校准，可以结合拼图任务完成初始校准，以此奠定基准负荷阈值。
其次，需要完成动态校准，在滑动窗口完成基线校准，能够有效避免外在环境干扰。对此，可以利用AR进行辅助降负荷，顺利完成自启动，以此奠定VR课件框架的构建基础，对于初始训练数据可以根据学生的仿真行为自动生成，以此能够灵活调整VR界面的眼动模式。
四、基于认知负荷理论的计算机组成原理VR课件设计的应用场景案例
（一）传统教学难点
由于基于认知负荷理论的计算机组成原理知识点经常存在抽象状态混淆的问题，这加大了学生对知识点的理解难度，能够为教师后续设计VR课件提供参考依据。
（二）VR课件设计解决方案
第一，教师可以根据学生的实际学情，制定标识牌，了解学生对知识难点的理解程度，当学生对核心数据进行修改时，能够及时触动警告提示，对VR环境进行自动化调整，学生可以手动翻转学习状态牌，以便于教师及时了解学生的学习状况。
第二，系统一旦出现错误提示，VR环境能够出现协议违反报告，教师可以直接通过课件看板了解到学生认知负荷图谱，从而了解到学生个人的知识薄弱点，在储存器上能够直接反映出来。
第三，在进行VR课件跨平台扩展时，可以根据模型制作AR指导卡片，学生只需要进行移动端扫描，就能直接了解到计算机CPU内部组成情况，完善构建故障库，一旦出现故障问题，师生可以及时完成诊断操作，特别是辅助学生完成即时学习任务。
五、结语
综上所述，基于认知负荷理论的计算机组成原理VR课件设计，能够合理将抽象难懂的知识点实现简化转化，以便学生深度理解学习内容，有效降低认知负荷。教师基于认知负荷理论的计算机组成原理构建VR课件框架能够营造出良好的VR教学环境，让学生体验沉浸式学习氛围，实现对关联负荷理论的物理交互，为后续优化认知负荷监测模型奠定扎实基础。
课题名称：江西职业技术大学校级课题-基于虚拟现实技术的《计算机组成与体系结构》的课程资源的开发。
作者简介：
凌明民（1986.12-），男，汉族，安徽省安庆市，硕士，工程师，研究方向：软件工程、智能物联网以及边缘嵌入式。
周明雨（1987.05-），男，汉族，吉林省长春市，硕士，助教，研究方向：物联网、嵌入式、模式识别及算法。
熊建（1997.04-），男，汉族，江西省九江市，硕士，助教，研究方向：数据挖掘。