新考綱下計(jì)算機(jī)組成原理教學(xué)探索與實(shí)踐研究

李智楠

摘 要:在計(jì)算機(jī)專業(yè)課中,計(jì)算機(jī)組成原理是一門核心課程,是硬件基礎(chǔ)。2009年計(jì)算機(jī)專業(yè)碩士研究生考試同以往有所改變,計(jì)算機(jī)組成原理作為一門重要的專業(yè)課在考試中占有較高的地位。在新考綱下,計(jì)算機(jī)組成原理的教學(xué)與實(shí)踐問題值得探討。文章就新考綱下計(jì)算機(jī)組成原理的教學(xué)與實(shí)踐進(jìn)行探討,重點(diǎn)從教學(xué)內(nèi)容,教學(xué)方法,教學(xué)手段和實(shí)踐教學(xué)等方面提出教學(xué)的措施。

關(guān)鍵詞:新考綱;計(jì)算機(jī)組成原理;教學(xué)方法;教學(xué)手段;實(shí)踐教學(xué)

中圖分類號(hào):G424文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-3044(2009)22-pppp-0c

計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展,對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)的教學(xué)模式和人才培養(yǎng)模式提出了新的挑戰(zhàn)。2009年開始計(jì)算機(jī)專業(yè)碩士研究生考試的專業(yè)課實(shí)行全國(guó)統(tǒng)考,《計(jì)算機(jī)組成原理》是四科考試科目之一,而且是專業(yè)的核心課程,是本專業(yè)中最基礎(chǔ)、最關(guān)鍵的課程,它的先導(dǎo)課程包括“模擬電子技術(shù)”、“數(shù)字電子技術(shù)”“匯編語(yǔ)言”,后續(xù)課程有“計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)”、“計(jì)算機(jī)接口技術(shù)”、“單片機(jī)”等之間的過渡課程, 關(guān)系較為密切的課程還有操作系統(tǒng)、電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化等。本論文主要從教學(xué)內(nèi)容,教學(xué)方法,教學(xué)手段,實(shí)踐教學(xué)方面進(jìn)行計(jì)算機(jī)組成原理教學(xué)與實(shí)踐研究。

1 教學(xué)內(nèi)容的組織

1.1 教材的選取

目前,計(jì)算機(jī)專業(yè)本科使用的《計(jì)算機(jī)組成原理》教材較多,要滿足考研學(xué)生的需求,選取的教材應(yīng)能講清重要概念、基本原理和系統(tǒng)結(jié)構(gòu), 重點(diǎn)突出。我們選用唐朔飛編著的《計(jì)算機(jī)組成原理》第二版作為教材。

1.2 教學(xué)內(nèi)容

《計(jì)算機(jī)組成原理》從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概念出發(fā),計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分構(gòu)成,其硬件部分包括運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大功能部件,通過總線構(gòu)成一個(gè)完整的硬件系統(tǒng)。教學(xué)內(nèi)容以五大部件內(nèi)容為主線,以其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理為重點(diǎn),講清計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在教學(xué)過程中適當(dāng)補(bǔ)充當(dāng)今流行的計(jì)算機(jī)新原理、新技術(shù),以及新信息、新知識(shí),體現(xiàn)課程的與時(shí)俱進(jìn)。

2 課堂教學(xué)方法的探索

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)的飛速發(fā)展, 計(jì)算機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜、龐大和高度集成化, 使《計(jì)算機(jī)組成原理》課程具有知識(shí)面廣、內(nèi)容多、更新快的特點(diǎn), 并且理論課程的教學(xué)是介紹當(dāng)代計(jì)算機(jī)組成與實(shí)現(xiàn)、性能設(shè)計(jì)的基本技術(shù)和方法。所以學(xué)生普遍感到理論課程難學(xué),概念抽象,針對(duì)這一問題,提出幾種教學(xué)方法。

1)應(yīng)用“啟發(fā)式”教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生分析各個(gè)部件的功能,結(jié)構(gòu)以及工作原理,形成“整機(jī)”的概念。例如在講解控制單元時(shí),從組合邏輯設(shè)計(jì)和微程序設(shè)計(jì)的比較分析,總結(jié)出CPU中控制單元的設(shè)計(jì)思路及設(shè)計(jì)方法。

2)應(yīng)用“提問式”教學(xué)。教學(xué)過程中首先向?qū)W生提出問題讓其帶問題學(xué)習(xí),然后講解課程內(nèi)容,建立學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)模式。例如在講解加法器時(shí),我提出一系列問題,ALU內(nèi)部有加法器,內(nèi)部有減法器嗎?沒有減法器怎么完成減法操作的?和以前的知識(shí)點(diǎn)有什么聯(lián)系?補(bǔ)碼出現(xiàn)的原因和意義?利用補(bǔ)碼在計(jì)算機(jī)中如何實(shí)現(xiàn)減法?通過一連串問題,讓學(xué)生更主動(dòng)地思考,掌握知識(shí)點(diǎn),而且學(xué)生更容易將前后知識(shí)點(diǎn)結(jié)合起來,形成完整的知識(shí)體系。

3)課后習(xí)題的討論與講解。理論知識(shí)點(diǎn)比較雜而且多,容易混淆,我布置相應(yīng)的課后習(xí)題對(duì)課堂的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行鞏固和提高。例如在學(xué)習(xí)指令系統(tǒng)時(shí),理論的內(nèi)容在課堂講解,學(xué)生容易當(dāng)時(shí)聽懂,但是沒有深刻掌握,如尋址方式比較容易混淆,以一定數(shù)量的習(xí)題做輔助教學(xué),以實(shí)際例子帶動(dòng)學(xué)習(xí),加強(qiáng)學(xué)生對(duì)相近知識(shí)點(diǎn)的辨別能力。

4)培養(yǎng)學(xué)生探索研究能力。我在教學(xué)過程中提出問題,主要是設(shè)計(jì)問題,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析和解決問題的能力。例如在微程序設(shè)計(jì)中,提出設(shè)計(jì)要求,在設(shè)計(jì)過程中會(huì)出現(xiàn)一系列問題,學(xué)生與老師,學(xué)生與學(xué)生之間互相探討、研究,找出解決問題的方法,調(diào)動(dòng)學(xué)生思考問題的能力,也極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力,這種方式尤其適合實(shí)驗(yàn)的教學(xué)。

3 教學(xué)手段的研究

3.1 信息技術(shù)的使用。該課程內(nèi)容多,涉及面廣,概念抽象,實(shí)踐性強(qiáng),運(yùn)用板書的形式不能很好地描述計(jì)算機(jī)各個(gè)部件的工作過程和原理,教學(xué)內(nèi)容學(xué)生也不容易接受,所以在教學(xué)過程中充分采用多媒體技術(shù),制作PPT課件,Flash動(dòng)畫等進(jìn)行輔助教學(xué),使抽象的概念變得直觀、形象,學(xué)生更容易理解和掌握,提高課堂學(xué)習(xí)質(zhì)量。例如在講解指令周期的數(shù)據(jù)流時(shí)可用動(dòng)態(tài)手段進(jìn)行模擬,使理論知識(shí)形象生動(dòng)地描述,學(xué)生更容易理解和掌握,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

3.2 利用網(wǎng)絡(luò)開展教學(xué)。理論教學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)CAI教學(xué)模式,并建設(shè)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)互助形式,即建立考研專業(yè)課的教學(xué)網(wǎng)站。在教學(xué)網(wǎng)站上介紹考研專業(yè)課的復(fù)習(xí)知識(shí)要點(diǎn)、復(fù)習(xí)注意事項(xiàng)及相關(guān)教學(xué)資料;建設(shè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)題庫(kù)與重難點(diǎn)解析;收集考研真題并且分析試題的出題范圍和考查的知識(shí)點(diǎn);也可進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)模擬考試,使學(xué)生隨時(shí)掌握自己的學(xué)習(xí)情況,分析自己學(xué)習(xí)的盲點(diǎn),繼續(xù)后續(xù)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)。利用網(wǎng)絡(luò)手段開展教學(xué)使學(xué)生提高學(xué)習(xí)興趣,深入學(xué)習(xí)本課程。

3.3 定期研討開展教學(xué)。計(jì)算機(jī)組成原理作為計(jì)算機(jī)專業(yè)碩士研究生專業(yè)課全國(guó)統(tǒng)一考試4個(gè)科目之一,知識(shí)點(diǎn)復(fù)雜而且廣泛,不容易掌握,學(xué)習(xí)方法及學(xué)習(xí)心得都有待于探索和交流。對(duì)于考研班學(xué)生,學(xué)習(xí)時(shí)間比較緊張,應(yīng)著重研究如何提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。每隔一段時(shí)間,組織學(xué)生開展研討會(huì),老師介紹學(xué)習(xí)方法,學(xué)生總結(jié)學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和學(xué)習(xí)體會(huì),老師與學(xué)生,學(xué)生與學(xué)生之間加強(qiáng)交流,互相學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn),找出自己學(xué)習(xí)的漏洞,在以后的學(xué)習(xí)中加以彌補(bǔ),進(jìn)而提高學(xué)習(xí)效率,提高學(xué)習(xí)成績(jī)。

4 實(shí)踐教學(xué)的研究

本門課程在我院為考研班學(xué)生開設(shè),準(zhǔn)備計(jì)算機(jī)專業(yè)碩士研究生專業(yè)課全國(guó)統(tǒng)一考試,主要關(guān)注學(xué)生的筆試能力,這就造成了學(xué)生重視理論,動(dòng)手能力較差。本課程實(shí)踐性較強(qiáng),在教學(xué)強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)的同時(shí),要注重實(shí)踐。

理論與實(shí)踐在課程教學(xué)中同等重要,在教學(xué)安排時(shí)盡量讓兩部分的課時(shí)均等,提高實(shí)踐課的地位,讓學(xué)生從心里上重視實(shí)踐課。由于是考研班學(xué)生,教學(xué)時(shí)間有限,所以在實(shí)踐課時(shí)要做到精講,多練。首先帶領(lǐng)學(xué)生認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)箱,熟識(shí)實(shí)驗(yàn)箱中的各個(gè)芯片和電子器件的功能、原理,并且掌握他們之間的連接和工作方式。之后在不同的學(xué)習(xí)階段,布置從易到難的解決實(shí)際問題的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì),這樣學(xué)生不必要死記硬背,也加深了對(duì)理論知識(shí)的理解,學(xué)習(xí)效果顯著。

5 結(jié)束語(yǔ)

計(jì)算機(jī)專業(yè)碩士研究生專業(yè)課考試實(shí)行改革以后,考研專業(yè)課的教學(xué)問題迫在眉睫,教學(xué)方法和教學(xué)方式有待探索,以上觀點(diǎn)僅為我在教學(xué)中的一點(diǎn)體會(huì)。

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