《計算機(jī)組成原理實(shí)驗》教學(xué)探索與研究

李娟 朱家興

[摘要]本文從《計算機(jī)組成原理實(shí)驗》教學(xué)的角度出發(fā)，對該實(shí)驗課程的實(shí)驗內(nèi)容、教學(xué)方法、考核辦法等方面進(jìn)行了探索和研究，力求提高學(xué)生參與的主動性。通過實(shí)驗，讓學(xué)生們能更好地靈活運(yùn)用所學(xué)理論知識分析問題、解決問題。

[關(guān)鍵詞]計算機(jī)組成原理 實(shí)驗教學(xué) 教學(xué)改革

[分類號]G642

實(shí)驗教學(xué)是本科教育的重要組成部分，它既是知識傳授、技能訓(xùn)練的手段，也是從理論到實(shí)踐、從實(shí)踐到理論知行統(tǒng)一的過程，更是素養(yǎng)和能力的培養(yǎng)途徑[1]。《計算機(jī)組成原理實(shí)驗》有利于學(xué)生把所學(xué)理論與實(shí)踐相結(jié)合，幫助學(xué)生加深對整機(jī)系統(tǒng)的理解。

一、《計算機(jī)組成原理實(shí)驗》教學(xué)的現(xiàn)狀

據(jù)調(diào)查，目前國內(nèi)高校開設(shè)的《計算機(jī)組成原理實(shí)驗》的教學(xué)內(nèi)容大致如下表1所示[2]：

表1：《計算機(jī)組成原理實(shí)驗》教學(xué)內(nèi)容

長期以來，《計算機(jī)組成原理實(shí)驗》實(shí)驗內(nèi)容和方法單一，基本或全部為驗證型實(shí)驗，局限了學(xué)生的思維，整個實(shí)驗過程先是教師講解，然后學(xué)生按照實(shí)驗指導(dǎo)書所列步驟依次進(jìn)行驗證，達(dá)不到鍛煉動手能力的效果，也不利于學(xué)生把理論知識靈活應(yīng)用到實(shí)踐中，導(dǎo)致學(xué)生們往往參與實(shí)驗的主動性、積極性不高。其次，縱觀實(shí)驗的內(nèi)容大部分均為單元實(shí)驗，即某個實(shí)驗就專門針對某個功能部件進(jìn)行驗證，前后實(shí)驗之間連續(xù)性不強(qiáng)。學(xué)生們通過實(shí)驗雖然可以了解一定的部件功能，但對于整機(jī)系統(tǒng)的把握，實(shí)驗并沒有起到其應(yīng)有的作用。

二、《計算機(jī)組成原理實(shí)驗》教學(xué)探索與研究

為了提高學(xué)生們參與實(shí)驗的主動性，更好地把理論知識應(yīng)用到實(shí)踐中來，從而進(jìn)一步地建立起計算機(jī)系統(tǒng)的概念，《計算機(jī)組成原理實(shí)驗》的教學(xué)探索與研究主要從以下幾方面開展：

（一）實(shí)驗內(nèi)容的選擇

由于本校開設(shè)的《計算機(jī)組成原理》課程主要針對計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生，這些學(xué)生具備一定的先修課程的知識，比如《數(shù)字邏輯電路》。在進(jìn)入《計算機(jī)組成原理實(shí)驗》課程之前已經(jīng)進(jìn)行過《數(shù)字邏輯電路實(shí)驗》的練習(xí)，積累了一定的電路知識，對于某些單元的基礎(chǔ)實(shí)驗，比如運(yùn)算器實(shí)驗（74181功能的驗證）已經(jīng)比較熟悉，那么在計算機(jī)組成原理實(shí)驗里就盡量減少或不安排這些內(nèi)容，把課時留給存儲器、控制器、數(shù)據(jù)通路等實(shí)驗，并在原來單一的驗證型實(shí)驗的基礎(chǔ)上添加一定的設(shè)計型實(shí)驗內(nèi)容，讓學(xué)生們在掌握各組成部件工作原理的同時又能進(jìn)一步地逐漸了解整機(jī)的工作機(jī)制。

（二）實(shí)驗教學(xué)方法的改變

和理論相聯(lián)系的實(shí)驗一般都要等理論教學(xué)完成一定的內(nèi)容后才能進(jìn)行，計算機(jī)組成原理也是如此。我們一般是在理論課程進(jìn)行了5周左右，學(xué)生具備了一定的理論知識后才開始進(jìn)行實(shí)驗課程的，這樣的話，學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗才能明白其原理。所以在實(shí)驗課程進(jìn)行之前，我們有足夠的時間把實(shí)驗指導(dǎo)書先發(fā)給學(xué)生，并要求學(xué)生們在進(jìn)實(shí)驗室之前進(jìn)行充分的預(yù)習(xí)，初步了解實(shí)驗?zāi)康?、?shí)驗內(nèi)容、實(shí)驗原理和步驟等，做好預(yù)習(xí)報告。那么教師就不再像以前一樣詳細(xì)地給學(xué)生們介紹和講解，而是改用提問的形式檢查學(xué)生們準(zhǔn)備的情況，對于出現(xiàn)的問題再引導(dǎo)他們共同討論，鼓勵他們自己通過實(shí)驗解決。這樣的話，學(xué)生們在實(shí)驗的過程中就能做到思路清晰，有的放矢，取得更好的實(shí)驗效果。由于學(xué)生們有了預(yù)習(xí)的準(zhǔn)備，在實(shí)驗中基本都能做到脫離教師的示范，充分發(fā)揮自己的能力獨(dú)立完成實(shí)驗，提高他們參與實(shí)驗的可能性和主動性。

其次，對于實(shí)驗操作的過程，只要保證儀器的正常使用，教師可以盡可能地放手讓學(xué)生自己發(fā)揮，便于他們自己發(fā)現(xiàn)問題。而對于學(xué)生實(shí)驗中提出的問題，教師不作正面的回答，而是積極引導(dǎo)學(xué)生自己思考或反復(fù)設(shè)計實(shí)驗加以驗證，鼓勵他們自己動手解決。這不僅使得學(xué)生對出現(xiàn)的問題認(rèn)識得更深刻、更透徹，還提高了他們分析問題、解決問題的能力。

（三）考核辦法的改變

以往對學(xué)生的實(shí)驗成績一般根據(jù)出勤率，提交實(shí)驗報告情況來考查，只要每次實(shí)驗都到了，實(shí)驗報告完整就能得不錯的成績。這樣做往往本末倒置，忽略了學(xué)生實(shí)際參與的程度和實(shí)際動手動腦的程度，無法公平地考核和評定學(xué)生的成績。為了突出考核學(xué)生的動手動腦程度，我們對實(shí)驗的考核辦法也進(jìn)行了修改。

首先，實(shí)驗報告不再要求學(xué)生把實(shí)驗?zāi)康摹?nèi)容、原理等等都一一羅列，這只會讓他們大段地摘抄實(shí)驗指導(dǎo)書，對于學(xué)生的動手能力沒有任何的提高，也不利于教師掌握學(xué)生實(shí)際的實(shí)驗情況[3]。因此，現(xiàn)在我們在增加了預(yù)習(xí)報告的基礎(chǔ)上，實(shí)驗報告實(shí)際上就是對整個實(shí)驗情況的描述和分析，沒有統(tǒng)一的版本，沒有現(xiàn)成的答案，學(xué)生得根據(jù)自己實(shí)際實(shí)驗的情況，詳細(xì)描述實(shí)驗的異常情況并做分析或得出解決的方案。這樣，學(xué)生們就不用再去盲目地追求實(shí)驗結(jié)果的統(tǒng)一，可以有自己的發(fā)揮，提高他們提出問題、分析問題和解決問題的能力。

其次，有些學(xué)生的出勤率不錯，每次都到了，可是每次都不用心完成，沒有達(dá)到實(shí)驗的目的和效果，出勤率不能準(zhǔn)確地反應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)結(jié)果。因此，在保證良好出勤率的前提下，最后一次實(shí)驗，我們會安排一次考試。從所做實(shí)驗項目中隨機(jī)抽取某一相應(yīng)的，但和實(shí)驗操作不雷同的內(nèi)容作為考題，學(xué)生們經(jīng)過實(shí)驗，通過口答或動手操作的形式予以解決，教師根據(jù)學(xué)生解決的情況再酌情給出考試成績。

最終，學(xué)生的實(shí)驗成績決定于四個方面：預(yù)習(xí)報告10%，實(shí)驗情況報告30%，出勤率10%，考試成績50%。實(shí)踐證明，改版后的考核辦法提高了學(xué)生們對實(shí)驗的參與程度和重視程度，調(diào)動了學(xué)生們動手動腦的積極性，促進(jìn)了實(shí)驗?zāi)康牡倪_(dá)成。

三、總結(jié)

通過對比《計算機(jī)組成原理實(shí)驗》課程實(shí)驗內(nèi)容、教學(xué)方法和考核辦法改變前后學(xué)生們的情況可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在學(xué)生們更愿意自覺地投入到實(shí)驗過程中來，積極地動手動腦自己發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。這樣通過實(shí)驗課程，對理論課程的理解也得到了加深，達(dá)到了實(shí)驗應(yīng)有的效果。

[參考文獻(xiàn)]

[1]張志宏.《計算機(jī)組成原理》實(shí)驗教學(xué)改革探討[J].科技信息，2007，18：（P10-11）.

[2]秦磊華，王小蘭，張園.“計算機(jī)組成原理”設(shè)計性實(shí)踐教學(xué)模式研究[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2009，4，Vol.31 No.2：（P68-70）.

[3]杜理明.加強(qiáng)“計算機(jī)組成原理”實(shí)驗環(huán)節(jié)的探討[J].甘肅科技.2009，7，Vol.25 No.14：（p181-182）.

（作者單位：紅河學(xué)院工學(xué)院 云南蒙自）