《計算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)》課程研究型教學(xué)實踐

摘要：本文總結(jié)了《計算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)》課程研究型教學(xué)的方法，并將其應(yīng)用到實際教學(xué)中.所制定的研究型教學(xué)實施方案對深入課程教學(xué)改革和創(chuàng)新人才的培養(yǎng)有指導(dǎo)作用.

關(guān)鍵詞：計算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)；研究型教學(xué)；創(chuàng)新能力

中圖分類號：TP3-4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9599 （2012） 20-0000-02

1 引言

如何激勵學(xué)生的創(chuàng)新意識，鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，是高等教育改革的重要課題之一[1]。在大學(xué)的計算機(jī)教學(xué)中提倡研究型教學(xué)，目的就是要培養(yǎng)創(chuàng)新型科技人才。由于計算機(jī)科學(xué)是所有學(xué)科中發(fā)展速度最快的學(xué)科之一，該學(xué)科本身具有太多的未被開發(fā)的領(lǐng)域和容易產(chǎn)生新技術(shù)的地方，因而研究型教學(xué)正好符合計算機(jī)科學(xué)發(fā)展的特點[2]。本文主要探討在計算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)課程教學(xué)中開展研究型教學(xué)實踐，期望通過教學(xué)與研究、實踐的結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)造性地運用知識和經(jīng)驗，自主地發(fā)現(xiàn)問題、研究問題和解決問題，在研討中積累知識、培養(yǎng)能力和鍛煉思維，同時養(yǎng)成科學(xué)研究的精神和科學(xué)態(tài)度[3]。

《計算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)》是計算機(jī)專業(yè)的一門硬件專業(yè)課，該課從基礎(chǔ)、組成和系統(tǒng)三個方面介紹了計算機(jī)的基本組成原理和機(jī)器結(jié)構(gòu)，是學(xué)生學(xué)習(xí)后繼專業(yè)課或相關(guān)專業(yè)課的重要基礎(chǔ)課程。

這門課根據(jù)我校教學(xué)計劃被安排在第二年級的第二學(xué)期，這時的計算機(jī)專業(yè)學(xué)生雖然已經(jīng)過一年多計算機(jī)專業(yè)知識的學(xué)習(xí)，但對計算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)仍然較為陌生，由于計算機(jī)中的硬件越來越集成化，人們根本看不到其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，即使能看到，也很難理解其結(jié)構(gòu)和原理。因此，學(xué)生普遍不喜歡學(xué)這門課，覺得該課的內(nèi)容太抽象，不容易學(xué)習(xí)；另外，許多同學(xué)認(rèn)為他們將來的工作一般不會是系統(tǒng)硬件級設(shè)計，而只可能是作些硬件方面的維護(hù)，根本不用詳細(xì)了解計算機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)[4]。針對這些情況，我們在教學(xué)中從以下幾個方面進(jìn)行研究型教學(xué)的嘗試。

2 轉(zhuǎn)變教與學(xué)的觀念

在教學(xué)目標(biāo)方面，研究型教學(xué)實現(xiàn)單一性向多元性的轉(zhuǎn)變，即研究型教學(xué)從傳統(tǒng)的單向知識傳授模式向知識傳授與探索和研究相結(jié)合轉(zhuǎn)變。這就要求教師和學(xué)生共同轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，師生互動，調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生求知欲和創(chuàng)新欲望，使學(xué)生有興趣地學(xué)習(xí)、快樂地學(xué)習(xí)。

因此，課程教學(xué)伊始，即講授計算機(jī)發(fā)展史上具有里程碑意義的知識，目的就是要讓學(xué)生知道，計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)發(fā)展積累了大量的理論、技術(shù)和工程實現(xiàn)的經(jīng)驗，一直沿用至今。當(dāng)代計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步以及高性能的獲得，與創(chuàng)造性的應(yīng)用這些技術(shù)是分不開的。這些知識的介紹，激勵了學(xué)生，引起他們對這些計算機(jī)技術(shù)的濃厚興趣[5]。還要向?qū)W生講清楚本課程的學(xué)習(xí)目的與作用；課程知識與能力培養(yǎng)的關(guān)系，及如何在教學(xué)過程中的實施；最后明確考核及評價方式，讓學(xué)生明白本課程的考核較靈活，重點記載他們平時的學(xué)習(xí)表現(xiàn)與成效，不能僅靠死記硬背或?qū)W期末的臨時抱佛腳。

3 教師隊伍建設(shè)

開展研究型教學(xué)對教師有較高的要求，教師從傳授教學(xué)型轉(zhuǎn)化為教學(xué)科研型，需要對教師尤其是年輕教師進(jìn)行培訓(xùn)，具體措施包括：對新上崗的青年教師進(jìn)行講授能力的培訓(xùn)。經(jīng)常安排青年教師聽有經(jīng)驗的教師課堂講授，培養(yǎng)青年教師知識講解以及靈活駕馭課堂的能力。定期召開教研活動，進(jìn)行集體備課，討論課程知識的重難點，針對課程講授過程中遇到的內(nèi)容、講解方式等問題進(jìn)行討論，以便及時改進(jìn)教學(xué)方法。要求課程組各教師積極外出學(xué)習(xí)并參與課程建設(shè)。幾年來課程組完成了試題庫系統(tǒng)的設(shè)計、試卷庫的建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)課程的建設(shè)；進(jìn)行了雙語課程建設(shè)的申請與立項；完成了課程設(shè)計與實驗指導(dǎo)書的編制。通過校級精品課程評審。注重教師科研能力的培養(yǎng)，通過定期開展的學(xué)術(shù)討論，就國內(nèi)外本課程的相關(guān)熱點問題進(jìn)行研究，從而使教師的視野得到開闊，能夠深入理解課程中涉及的相關(guān)領(lǐng)域的新知識、新技術(shù)[6]。

4 教學(xué)實施

研究型教學(xué)剛開始實施時，教師根據(jù)課程中各章知識特點，選取單個知識章節(jié)進(jìn)行研究型教學(xué)。這就要求在教師備課時，一定要做深入細(xì)致地準(zhǔn)備。經(jīng)過幾年的實踐總結(jié)，待教師的教學(xué)水平提高、教學(xué)經(jīng)驗豐富、教學(xué)資料齊備時，則可以隨時通過研究型學(xué)習(xí)的模式，去調(diào)動學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)的積極性，完成好課程的教學(xué)任務(wù)[3]。

在整個教學(xué)活動過程中都要立足于學(xué)生的知識經(jīng)驗背景，實施的關(guān)鍵在于創(chuàng)設(shè)問題情境，通過這一途徑，使學(xué)生明確探究的目標(biāo)；產(chǎn)生研究的思維動力[8]。然后學(xué)生再通過觀察、實驗、分析、歸納、猜想、論證、社會實踐等方式進(jìn)行學(xué)習(xí)。當(dāng)然，從教學(xué)內(nèi)容的選擇、課題的確定、方案的設(shè)計與實施、結(jié)論的得出與論證，整個過程都是在教師指導(dǎo)下，由學(xué)生自己探索研究完成。就本課程而言，我們實施研究型教學(xué)的步驟如下[1，3，7]：

（1）選題。教師概括介紹本課程情況，指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自己的知識、能力和興趣愛好確定選題。教師可以預(yù)先讓學(xué)生分成若干小組，每組由3-5名學(xué)生組成。

（2）搜集資料。根據(jù)學(xué)生各自的選題，教師在實施教學(xué)過程中可以事先提出針對選題的若干問題，要求學(xué)生可以利用圖書館、資料室和互聯(lián)網(wǎng)查閱相關(guān)資料，對于疑難問題，教師可適當(dāng)給予指導(dǎo)。

（3）小組討論。同一組的學(xué)生可進(jìn)行課題分工，將自己搜集的資料整理，形成小組的研究成果或結(jié)論，在小組范圍內(nèi)展開討論，然后再作進(jìn)一步修改并完善。

（4）全班交流。各個小組推舉代表，先在全班會議上進(jìn)行交流發(fā)言，然后由其他組同學(xué)提問并討論。

（5）總結(jié)提高。討論結(jié)束后，可以由教師點評，點評要由點到面，由知識到能力，由思維到方法，作全面系統(tǒng)的評價，并介紹和補(bǔ)充相關(guān)的知識和信息，幫助學(xué)生實現(xiàn)知識的遷移。

5 教學(xué)效果分析

經(jīng)過幾年的課程建設(shè)與教學(xué)改革，在每學(xué)年的學(xué)習(xí)總結(jié)中，大多數(shù)同學(xué)認(rèn)為，學(xué)習(xí)本課程后，“對計算機(jī)的基本原理有了一定的了解”，“對整機(jī)概念有了較深刻地理解”，“完成課程設(shè)計以后，懂得了努力學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)的重要性”，學(xué)生評價優(yōu)良。研究型教學(xué)的有關(guān)活動，使學(xué)生在課堂討論、網(wǎng)上學(xué)堂、開放實驗室、課程設(shè)計等教學(xué)過程中進(jìn)行了有效地學(xué)習(xí)。

6 結(jié)束語

研究型教學(xué)不僅是一種教學(xué)理念，也是一種教學(xué)方法，其運用適合于各層次學(xué)校的各類不同學(xué)科。教師要熟悉課程體系，針對不同課程，必須形成一個與課程相關(guān)的研究型教學(xué)方案，以完善課程內(nèi)容，有效實施教學(xué)活動。盡管計算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)改革研究有許多豐碩的成果，但在計算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展的時代，仍有許多工作要做，尤其是國內(nèi)計算機(jī)專業(yè)課程“重軟輕硬”的大環(huán)境與本校設(shè)備經(jīng)費投入不足的情況下，維持硬件類課程教學(xué)活動任重道遠(yuǎn)。

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[作者簡介]金紅軍（1975.10-），男；職稱：講師；研究方向：網(wǎng)絡(luò)編程與開發(fā)、軟件工程。