“計算機組織與體系結(jié)構(gòu)”教學方法探討

文章編號：1672-5913(2008)06-0094-02

摘要：本文介紹了我院在“計算機組織與體系結(jié)構(gòu)”課程教學實踐中逐步摸索出的一套行之有效的教學方法。

關(guān)鍵詞：計算機組織與體系結(jié)構(gòu)；教學實踐；啟發(fā)式教學

中圖分類號：G642

文獻標識碼：B

1強調(diào)理論與實踐相結(jié)合，提高學生的學習興趣

對于“計算機組織與體系結(jié)構(gòu)”這門課程，大家普遍認為非常抽象，理論內(nèi)容和概念較多，教師授課感覺單調(diào)、乏味，學生聽起來也比較困難。但實際上本課程和實踐聯(lián)系較為密切，因為計算機現(xiàn)在非常普及，各種部件大家也都熟知，只不過對各部件的工作原理以及相互之間的通信方式還不是太了解，所以有些無所適從。因此，我們在開始講授這門課時，首先從興趣入手，引導學生運用自己以前所學的知識和了解到的一些市場行情，去寫出一臺計算機的配置，看看都需要哪些部件，怎樣配置才是最優(yōu)最合理的。這樣可以使學生更直觀、更全面、更深入地理解本課程的教學目的，然后再結(jié)合教學輔助軟件將計算機的硬件進行分割、拆卸，如硬盤、軟驅(qū)、光驅(qū)、主機、打印機、顯示器等，將其內(nèi)部結(jié)構(gòu)展現(xiàn)出來，使學生能夠更好地了解計算機功能部件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其之間的聯(lián)系。通過這種方式，學生們普遍感到計算機的組成結(jié)構(gòu)原來離自己是很近的，消除了畏懼心理，從主觀上開始重視這門課程，并帶著問題和興趣去學習，這樣就為講好這門課打下了基礎(chǔ)。

2突出重點，講清難點，注意層次分明

在授課過程中把重點放在基本原理和基本概念上，采用總體與局部相結(jié)合的教學方法。例如，對于計算機的各個功能部件，應(yīng)著重講解它在整個計算機系統(tǒng)中的作用，然后再具體了解工作原理。由于有了前面初步的整機概念，在進行功能部件學習時，對一些基本概念就不會感到陌生，對一些信息的流向及控制也易于理解。在了解了各部件之后，再從整機角度出發(fā)，綜合分析計算機的組成原理及設(shè)計方法。經(jīng)過這樣一個由整體到部件，再由部件到整體的“迂回戰(zhàn)術(shù)”后，學生一般都能建立起對計算機的整機概念，掌握計算機的工作實質(zhì)，加深課程的理解。

在講課時，注意條理清楚，重點突出，比喻形象。教學手段采用多媒體教學與傳統(tǒng)教學相結(jié)合的形式。對適合課堂演示的動態(tài)模擬內(nèi)容，比如像講解“存儲器的讀寫操作”時就采用直觀的多媒體形式；而對于概念性和推理性很強的內(nèi)容，比如像講解“補碼的加減法”時，則采用板書結(jié)合教師的手勢和形體語言，以吸引學生的注意力。

在教學過程中盡量采用“形象教學法”，對于難以理解的內(nèi)容，用生活中的一些生動形象的具體實例加以解釋說明。比如，中央處理器一章中的流水技術(shù)原理，初學者理解起來也比較困難，我們就舉了一個“多人搬磚”的例子：十個人排成一隊，經(jīng)過第一個人取磚、中間八個人傳遞、第十個人輸出，這樣幾個過程連續(xù)進行就可以完成搬磚任務(wù)。這樣學生就很容易理解，而且與流水線相關(guān)的概念比如吞吐率、流水效率、數(shù)據(jù)相關(guān)等也就可以迎刃而解了。

3注意啟發(fā)式教學

(1) 以問促學

為了實現(xiàn)教學互動，在授課過程中，我們故意設(shè)置一些問題“陷阱”，多問幾個為什么，引導學生和教師一起思考，變被動式教為主動式學。例如，在存儲系統(tǒng)一章中，講述主存儲器是由半導體讀寫存儲器RAM和半導體只讀存儲器ROM組成，RAM是易失性存儲器，ROM是非易失性存儲器，RAM又分為靜態(tài)和動態(tài)兩種。為什么靜態(tài)RAM不需要刷新，而動態(tài)RAM需要刷新？為什么放大器讀出的信息不會送到數(shù)據(jù)線上？將這樣一系列的問題留給學生討論，調(diào)動學生的積極性，讓他們各抒己見，最后得出正確的答案。這樣，不僅活躍了課堂氣氛，提高學習的趣味性，還便于教師及時發(fā)現(xiàn)學生存在的問題，達到教學相長的目的。

(2) 培養(yǎng)學生自學能力

對一些簡單的教學內(nèi)容，要求學生自學，教師只做提示或針對自學內(nèi)容提出幾個具體問題，由學生討論自己解決。例如在講授中央處理器一章中的傳統(tǒng)CPU一節(jié)時，考慮到學生前面已學習CPU的基本組成和功能原理，這一節(jié)內(nèi)容可要求學生自學，并且布置習題要求學生課下完成。

(3) 加強習題討論課教學

組織學生對階段教學中一些尚未透徹理解，容易混淆的概念以及學生自學中沒有解決的問題進行討論。例如，存儲系統(tǒng)一章中的存儲器的字位擴展是一個非常重要的問題，學生在解題時很容易把字擴展和位擴展中的地址線畫錯。我們就針對這個問題進行舉一反三，通過仔細分析，加深學生對基本概念和基本理論的理解，達到觸類旁通，有助于學生解題能力的提高。

4加強實踐環(huán)節(jié)，促進理論教學，培養(yǎng)學生實際水平

在講授基本概念、基本原理和基本方法的同時，給學生提出一個實際問題，讓他們通過各種信息渠道獨立解決，收到了較好的效果。除此之外，我們還吸收了一部分有興趣的學生組成大學生科研訓練小組，參加教師的科研開發(fā)工作。這樣不僅提高了學生的動手能力，而且能及時聽取他們學習過程中的意見反饋，及時發(fā)現(xiàn)問題，同時也能測驗他們將所學知識轉(zhuǎn)化為實際能力的水平，為保障教學的順利進行提供了寶貴資料。

這門課程是理論性和實踐性都很強的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，因此課程教學與實驗上機相結(jié)合顯得尤為必要。為了輔助課程教學，我們使用復(fù)旦大學設(shè)計生產(chǎn)的FD—CES計算機組織與體系結(jié)構(gòu)實驗儀，共安排了12學時的實驗上機。實驗內(nèi)容包括驗證性實驗和設(shè)計性實驗，比如運算器實驗就是一個驗證性實驗，其目的是讓學生了解實驗儀的基本使用方法和基本原理，同時驗證74181的基本功能。存儲器系統(tǒng)實驗是一個設(shè)計性的實驗，學生可以自己設(shè)計一個存儲系統(tǒng)，實現(xiàn)存儲器的基本讀寫操作。通過這些實驗，學生對計算機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有了更明確的了解，同時對計算機的硬件特性也有了比較全面的認識。另外，我們還要求每個學生在獨立完成實驗之后，寫出合格的實驗報告以總結(jié)實驗的過程和結(jié)論。

5穿插介紹本學科的動向

在授課過程中，我們利用適當?shù)臋C會向?qū)W生介紹本學科發(fā)展的新動向、新技術(shù)，這樣有助于引導學生牢固樹立為探求技術(shù)發(fā)展而努力學習的信心和決心。另外，我們注意引導學生閱讀相關(guān)參考書目和外文資料，培養(yǎng)學生及時查閱新資料、跟蹤新技術(shù)的能力。

參考文獻

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