電類專業(yè)計算機課程的教學模式改革與探索

居偉駿，鄔正義

（常熟理工學院 物理與電子工程學院，江蘇 常熟 215500）

電子科學與技術(shù)、電子信息工程、光電信息工程以及自動化等工科電類專業(yè)一般都要開設(shè)計算機課程，例如《微機原理與接口技術(shù)》、《C語言程序設(shè)計》、《單片機技術(shù)》等。開設(shè)這些課程，主要是為了使工科非計算機專業(yè)的學生了解和掌握微型計算機軟硬件的基本工作原理，為今后從事本專業(yè)的技術(shù)工作打下基礎(chǔ)。由于工科類專業(yè)的課程已經(jīng)較多，不可能像計算機專業(yè)那樣按部就班地系統(tǒng)設(shè)置大量計算機類課程。因此，如何使學生通過有限的幾門課程較好地掌握計算機工作原理和程序設(shè)計方法，是一項具有挑戰(zhàn)性的工作。

一、優(yōu)化理論教學方法

應(yīng)用型本科工科專業(yè)的培養(yǎng)目標是具有良好的專業(yè)基礎(chǔ)和較強的實踐能力的一線工程師，在校期間必須重視理論教學，只有具備了扎實的理論基礎(chǔ)，才可能在實際的工程應(yīng)用實踐中解決問題。但是，理論知識的學習往往比較枯燥乏味，因此很多學生對理論知識的學習缺乏興趣，這就要求教師在教學過程中能夠針對課程特點，靈活運用各種教學手段和方法，提高學生的學習興趣，只有學生想學了，才可能真正地學好。

（一）合理利用多媒體教學手段

多媒體的教學手段現(xiàn)在在各高校中都得到了廣泛的應(yīng)用和推廣。生動的視頻、形象的動畫、漂亮的圖片以及各種各樣的課件制作軟件等正越來越多地被我們應(yīng)用到課堂教學過程之中，這無疑極大地豐富了我們的教學手段。

多媒體課件的優(yōu)點在于它的生動和直觀，在表達一些復雜內(nèi)容時能夠節(jié)約大量的課堂時間，也更便于學生的理解。在《微機原理與接口技術(shù)》這門課程的教學過程中就可以充分發(fā)揮這一優(yōu)勢。例如在講授計算機發(fā)展過程時可以放入各個時期計算機的照片，在講授8086CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)，典型接口芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)等內(nèi)容時可以利用色彩豐富的圖片，用不同的顏色區(qū)分不同的結(jié)構(gòu)模塊。例如圖1所示的8086CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，如果用板書來完成，會耽誤較多的時間。在課件上使用這個圖，非常直觀地可以看出8086CPU內(nèi)部可以分為EU和BIU兩部分，以及這兩部分各自所包含的模塊、它們之間的相互聯(lián)系。再結(jié)合這個圖對各個功能模塊進行詳細的分析講解，這樣做能使我們的課堂教學變得更加生動活潑，從教和學兩方面來說都更易接受。

但是，只有多媒體課件而沒有其他手段的課堂教學，也已經(jīng)被實踐證明是不可行的。我們必須合理利用多媒體教學手段，結(jié)合傳統(tǒng)的板書方式才有可能達到較好的課堂教學效果。板書的優(yōu)點主要體現(xiàn)在其能夠突出課程整體層次結(jié)構(gòu)和重點內(nèi)容，另外在做過程類分析時也更加靈活。

圖1 8086CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

多媒體課件有時缺乏整體性和重點，而這些恰恰可以利用板書來彌補。在黑板上可以隨著講授過程逐步地簡要列出這堂課的主要層次脈絡(luò)以及重要知識點，這樣能讓學生在整堂課完成時對這一堂課的內(nèi)容有一個整體的把握。

另外，在進行一些數(shù)學推導和過程分析時，多媒體課件往往顯得笨拙而效果較差，比如《C語音程序設(shè)計》課程中，在講授過程中勢必要分析大量的例程，具體的程序指令序列可以通過多媒體課件來呈現(xiàn)，但是對于程序的整體結(jié)構(gòu)以及每一句指令的具體分析，通過板書來進行則效果更佳。例如分析如下程序執(zhí)行過程：

應(yīng)該在黑板上將每次循環(huán)過程中的i，j，k以及數(shù)組賦值情況詳細列出：

第一次循環(huán)給數(shù)組賦值 i=0；j=0；k=1；因此a[0][0]=1；

第二次循環(huán)給數(shù)組賦值 i=1；j=1；k=2；因此a[0][1]=2；a[1][0]=3；

……

用板書和學生一起逐次分析循環(huán)的執(zhí)行過程、退出條件等內(nèi)容，對學生理解和掌握循環(huán)語句，特別是for語句是很有幫助的。如果用多媒體課件直接給出，由于缺少和學生共同分析的過程，不利于學生的理解、掌握。

因此，對于多媒體課件的使用一定要控制在一個合理的范圍內(nèi)，我們既要看到它的優(yōu)點，又要承認它的不足，只有恰當?shù)厥褂枚嗝襟w課件和板書才能達到較好的教學效果。

2）聚乙烯管件所用混配料的基本性能必須符合AS/NZS 4129/AMD 3—2005規(guī)定的要求（詳見表2）。

（二）適當利用雙語教學方法[1]

計算機類課程涉及到計算機、網(wǎng)絡(luò)及其接口等相關(guān)的知識，這些知識大部分都有大量的專有名詞以及英文縮寫的內(nèi)容，對這些內(nèi)容的講授最好能夠結(jié)合一定的英文原文。例如8086CPU的ALE管腳實際是“Address Latch Enable”的縮寫，匯編指令SHL是“Shift Left”的縮寫，標志寄存器CF是“Carry Flag”的縮寫等等。類似的內(nèi)容很多，講解時給出英文原文，再給予一定的講解，這樣既有利于學生理解，又便于學生記憶，同時還能讓學生在學習的過程當中多掌握一些專業(yè)名詞，提高他們以后閱讀英文原文以及書寫專業(yè)英文文獻資料的能力。

（三）開展討論式教學

在教學過程中，教師應(yīng)該扮演好引導者的角色，而不僅僅是知識的傳播者?；A(chǔ)知識的傳播是必須的，但更重要的是引導學生自己思考、探索、發(fā)現(xiàn)，要鼓勵學生大膽提出問題，改變過去講得過細、過透，不給學生留有思考余地的教學方法[2]。

討論式教學是一種很好的方式。例如，講授匯編語言程序設(shè)計舉例時有一個例題是在10個數(shù)中統(tǒng)計負數(shù)個數(shù)并在屏幕上顯示出統(tǒng)計結(jié)果。從結(jié)構(gòu)上來說程序應(yīng)該分為統(tǒng)計個數(shù)和屏幕顯示兩大部分。統(tǒng)計個數(shù)的核心是判斷負數(shù)的方式，這里就可以利用討論式教學的方式，引導學生思考通過各種不同的指令來實現(xiàn)，例如TEST、CMP、AND等。在完成基本例程分析的基礎(chǔ)上，還可以引導學生分析統(tǒng)計正數(shù)的方法，統(tǒng)計偶數(shù)、奇數(shù)的方法。另外，如果總的個數(shù)超過10個時如何解決等等問題，并對這一類的問題進行歸納和總結(jié)。通過這種課堂上集體討論分析的方式來進行授課，往往能夠充分活躍課堂氣氛，提高學生的學習興趣。

（四）緊密聯(lián)系實際內(nèi)容

計算機教學的內(nèi)容跟實際的結(jié)合是非常緊密的。在課堂講授過程中，如果能將學生日常使用的一些與計算機技術(shù)直接相關(guān)的內(nèi)容很好地融入教學內(nèi)容之中，對提高教學效果是很有幫助的。比如在存儲器一章中關(guān)于RAM和ROM的知識就可以結(jié)合內(nèi)存和U盤，分析它們斷電以后的存儲情況；關(guān)于虛擬存儲的內(nèi)容可以結(jié)合Windows下（如圖2所示）的關(guān)于虛擬存儲的相關(guān)設(shè)置來講授。由于這些內(nèi)容是學生平時所接觸的，因此，無論對于教師的講授還是學生的理解掌握，都能起到事半功倍的作用。

圖2 虛擬內(nèi)存設(shè)置窗口

二、精煉實踐教學模式

計算機課程的實踐性一般都很強，而且實踐教學環(huán)節(jié)是整個教學體系中不可或缺的重要環(huán)節(jié)。通過實踐和實驗不僅可以培養(yǎng)學生的動手能力，還可以幫助他們更好地理解理論知識，提高分析和解決實際問題的能力[3]。

（一）實驗項目的選擇要有難度梯度

由于學生的基礎(chǔ)不完全相同，能力和水平的差距也會很明顯。這就要求教師在教學過程中能夠因材施教，有區(qū)別地進行教育和要求[4]，在實驗教學過程中這一點顯得尤為重要。

現(xiàn)有實驗設(shè)備雖然提供了驗證型實驗，設(shè)計型實驗以及綜合型實驗等不同難度的實驗，但這樣的設(shè)置主要考慮的是逐步提高實驗難度，從而不斷提高學生的動手能力，具體每一個實驗的要求還是一樣的，因此不能很好地解決對不同能力的學生因材施教的問題。

如果某一個實驗項目難度較大，一些能力較差的學生，往往會覺得束手無策；如果難度偏小，一些能力較強的學生，他們又會覺得實驗沒什么價值，起不到太大的作用。 因此可以考慮對同一個實驗也設(shè)置出不同的難度要求，讓學生根據(jù)自己的能力，自由選擇不同難度要求的實驗。

比如在做程序設(shè)計實驗時，可以出一個關(guān)于統(tǒng)計10個數(shù)中奇數(shù)個數(shù)的題目，這個實驗的最基本要求只需要根據(jù)課堂的例題稍作修改就可以完成，難度較低。在此基礎(chǔ)上可以要求顯示這10個數(shù)，以及最后找到的奇數(shù)。還可以要求從鍵盤輸入這10個數(shù)，而不是在數(shù)據(jù)段中預先定義。最后還可以要求從鍵盤輸入任意多個數(shù)，并要求對輸入的正確性進行判斷等內(nèi)容。

這樣階梯式的設(shè)置一個實驗的不同難度，可以適合不同學生的具體情況，保證每一個學生都至少能夠獨立完成其中的一部分，而不會由于實驗項目過難或者過易而對做實驗失去興趣，有利于提高學生做實驗的自信心和成就感。

（二）精心安排課程設(shè)計

課程設(shè)計是在理論課程結(jié)束之后安排的一次大型實踐性教學，基礎(chǔ)是相應(yīng)的理論課程和實驗，目的是鞏固和加深對理論知識的理解，增強學生設(shè)計微機應(yīng)用系統(tǒng)和調(diào)試應(yīng)用軟件的能力[5]。

課程設(shè)計的內(nèi)容可采用分組完成的形式，每3～4人為一組，每組完成各自不同的課題，小組成員分工協(xié)作，共同努力，完成之后提交一份課程設(shè)計報告，并對每一位同學進行答辯。這樣的安排有下述益處：

1.分組以后總的題目數(shù)量不會太多，便于教師指導。而盲目要求每生一題，實際上很難完成，是不切實際的。

2.分組完成可以培養(yǎng)學生的團隊意識和分工合作的能力，這對于他們以后的工作是非常有幫助的。

3.完成課程設(shè)計報告以及答辯的過程實際也是在為畢業(yè)設(shè)計做準備。報告的各項基本要求和格式規(guī)范完全可以和畢業(yè)論文的要求一致。學生在整個大學學習過程中，實際撰寫報告的機會是不多的，而從實際情況來看，學生在這方面的能力還比較缺乏，工科的學生不能只會動手應(yīng)用，不會行文表達。

4.答辯的過程應(yīng)該比畢業(yè)答辯簡單一些，以一個教師能夠勝任為度。但是必須對每個學生都進行答辯，這樣可以盡量避免有些學生完全依賴其他小組成員，自己袖手旁觀的不良現(xiàn)象出現(xiàn)。

實踐證明，課程設(shè)計在提高學生獨立工作能力，團隊協(xié)作能力和知識應(yīng)用能力等方面都大有益處。

三、結(jié) 語

隨著我國經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，國家對教育事業(yè)的投入不斷提高，加快了我國高等教育大眾化的進程，近幾年，工科電類學生招生數(shù)增長較快，對教師的教學水平和教學能力提出了更高的要求，如何使學生養(yǎng)成良好的學習習慣、培養(yǎng)學生的邏輯思維和發(fā)散思維能力，這些都要求教師不斷學習，大膽創(chuàng)新，努力提高教學藝術(shù)修養(yǎng)，不斷探索更加適合現(xiàn)代高等教育的教學模式[6-7]。

沒有一種具體的教學模式是能夠適用所有情況的，對于教學方式的探索是沒有盡頭的。所謂“教無定法”，在實際的教學中一定要根據(jù)學生的實際情況，結(jié)合教師自己的特點，采用合適的教學方式。對于不同的學生，不同的教學內(nèi)容，綜合應(yīng)用各種教學方式，只有這樣才有可能真正達到教學目的。

[1]齊亮.《微機原理與接口技術(shù)》教學改革的探索[J].科技信息，2009，36：14.

[2]袁偉.《微機原理與接口技術(shù)》教學改革與探討[J].科技信息，2009，34：384.

[3]梁慧軍.計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學的改革與創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)[J].南陽師范學院學報，2010（12）：107-109.

[4]鄔正義，馮金福.以先進的教學理念引領(lǐng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)[J].中國電力教育，2010（12）：1-4.

[5]李哲.淺談《微機原理》的課程設(shè)計[J].教學評析，2010，9：60-61.

[6]田海梅，張燕.基于任務(wù)驅(qū)動的計算機專業(yè)教學模式[J].實驗技術(shù)與管理，2011（5）：145-147.

[7]范瑜，潘啟勇，鄔正義，浦煒.“高頻電子線路”的教學現(xiàn)狀與改革思路[J].電氣電子教學學報，2009（8）：20-21.