《計(jì)算機(jī)組成原理》教學(xué)改革研究

胡國(guó)華

摘要：結(jié)合《計(jì)算機(jī)組成原理》課程的特點(diǎn)和作者的教學(xué)實(shí)踐，提出：從整機(jī)概念出發(fā)，以計(jì)算機(jī)五大組成部件為主線的教學(xué)思想，以學(xué)生為主體；注重理論推導(dǎo)和強(qiáng)化實(shí)踐的教學(xué)過程；改變教學(xué)手段，提高學(xué)習(xí)效率；建立試題庫，夯實(shí)教學(xué)質(zhì)量；理論和實(shí)踐相結(jié)合，培養(yǎng)創(chuàng)新能力等觀點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)組成原理；建構(gòu)主義；啟發(fā)式教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2015）25-0069-02

《計(jì)算機(jī)組成原理》是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)及相關(guān)專業(yè)的一門專業(yè)必修課程，主要介紹計(jì)算機(jī)系統(tǒng)五大功能部件的工作原理，其主要教學(xué)任務(wù)是讓大學(xué)生認(rèn)識(shí)和掌握計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)的功能和培養(yǎng)相關(guān)應(yīng)用和開發(fā)能力，是《微機(jī)原理》、《操作系統(tǒng)》、《系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》等課程的前導(dǎo)課程，在計(jì)算機(jī)類專業(yè)的課程中起著承前啟后的重要紐帶作用。

傳統(tǒng)的《計(jì)算機(jī)組成原理》課程的教學(xué)，大多是以教師為中心，一般采用理論講授的教學(xué)方式，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目也大部分以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，學(xué)生對(duì)這門課普遍感到既抽象又枯燥，造成的結(jié)果是教師難教和學(xué)生畏學(xué)?；谝陨蠁栴}，我們進(jìn)行了課程教學(xué)改革，主要解決的問題是：在教學(xué)大綱規(guī)定的有限課時(shí)內(nèi)，緊緊把握課程的主線和重點(diǎn)，以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，充分激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，徹底改變當(dāng)前計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生存在的怕硬件的現(xiàn)象，使學(xué)生不僅掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)各部件的工作原理，而且具備較強(qiáng)的實(shí)踐動(dòng)手能力。

1 吃透教材，合理組織教學(xué)內(nèi)容

目前，高校《計(jì)算機(jī)組成原理》課程普遍存在“教學(xué)內(nèi)容多、課時(shí)少”的特點(diǎn)。作為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)及相關(guān)專業(yè)研究生全國(guó)統(tǒng)考的必考課程之一，為了讓學(xué)生全面掌握《計(jì)算機(jī)組成原理》的考研知識(shí)點(diǎn)，挑選一本內(nèi)容條理，組織得當(dāng)?shù)慕滩姆浅Ｖ匾?。按照我院教學(xué)計(jì)劃的安排，本著考研第一的教學(xué)理念，我們選擇了唐朔飛教授的編寫的《計(jì)算機(jī)組成原理》作為主要教材。

在教學(xué)內(nèi)容的編排上，從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)整體概念出發(fā)，以計(jì)算機(jī)五大組成部件為主線，按照教學(xué)大綱，對(duì)每一章的知識(shí)點(diǎn)都進(jìn)行分類，哪些是重點(diǎn)，哪些是難點(diǎn)，哪些要精講，那些要選講，在備課的過程中都做了詳細(xì)安排。精講的內(nèi)容主要由教師講授，對(duì)于一些細(xì)節(jié)一定要講透，讓學(xué)生徹底掌握。同時(shí)要求教師要了解與本課程有關(guān)的前沿知識(shí)，在課堂上作為知識(shí)的補(bǔ)充。這樣既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又彌補(bǔ)了教材的不足；對(duì)于選講部分，可讓學(xué)生利用課外時(shí)間進(jìn)行自學(xué)或討論，教師安排專門的時(shí)間進(jìn)行總結(jié)，既彌補(bǔ)了課時(shí)不足的缺點(diǎn)，又能培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。

2 以學(xué)生為主體、采用理論推導(dǎo)為主的教學(xué)方法

上世紀(jì)九十年代以后，“建構(gòu)主義”的教學(xué)模式逐漸發(fā)展起來。這種教學(xué)模式提倡“以學(xué)生為教學(xué)主體，在整個(gè)教學(xué)過程中，教師的作用是組織者、指導(dǎo)者、幫助者和促進(jìn)者，利用情境、協(xié)作、會(huì)話等學(xué)習(xí)環(huán)境要素充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性、積極性和首創(chuàng)精神，最終達(dá)到使學(xué)生有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前所學(xué)知識(shí)的意義建構(gòu)的目的”。

《計(jì)算機(jī)組成原理》是一門基礎(chǔ)理論課，內(nèi)容多而抽象，學(xué)生理解起來較難，很多學(xué)生在學(xué)完整個(gè)課程后仍似懂非懂，不得要領(lǐng)。究其原因，主要是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中處于被動(dòng)地位，他們被動(dòng)地聽老師講課，被動(dòng)地記憶一些知識(shí)點(diǎn)，被動(dòng)地做題，而不是主動(dòng)地參與到學(xué)習(xí)過程中去。所以對(duì)于知識(shí)點(diǎn)學(xué)生不能很好地整體把握，不能形成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的整體框架。

因此，在教學(xué)過程中，我們必須遵循“建構(gòu)主義”的教學(xué)思想，讓學(xué)生作為教學(xué)過程的主體，采用理論推導(dǎo)為主的教學(xué)方法來徹底改變的教學(xué)效果。

在具體實(shí)施過程中，對(duì)于每一個(gè)新內(nèi)容，教師在講授前都要對(duì)該內(nèi)容作簡(jiǎn)明扼要的介紹，關(guān)鍵要把該內(nèi)容與課程體系的關(guān)系告訴學(xué)生，幫助學(xué)生對(duì)新學(xué)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行定位。接下來承前啟后地提出每一節(jié)課將要解決的問題以及解決該問題要采用的方法，對(duì)于某些知識(shí)點(diǎn)，還可以漸進(jìn)地幫助學(xué)生分析用這種方法解決問題所存在的缺點(diǎn)，進(jìn)而提出還有哪些更先進(jìn)的方法。把這些作為每節(jié)課的任務(wù)布置給學(xué)生。學(xué)生就有了明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)和知識(shí)定位，就會(huì)在學(xué)習(xí)過程中充分發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性。這樣既節(jié)省了時(shí)間，又提高了學(xué)習(xí)效率，還能培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)新能力。

3 改變教學(xué)手段，提高學(xué)習(xí)效率

目前，大部分《計(jì)算機(jī)組成原理》教材雖然都配套多媒體教學(xué)課件，但只是對(duì)課本內(nèi)容的羅列，知識(shí)點(diǎn)較亂，重點(diǎn)不突出，實(shí)用性差。因此，要求教師在課下必須大量查閱相關(guān)資料，把了解和掌握的計(jì)算機(jī)科學(xué)發(fā)展的前沿技術(shù)作為必要的知識(shí)補(bǔ)充。備課時(shí)，教師要對(duì)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新梳理和歸納，按照自己的理解補(bǔ)充課件內(nèi)容，這樣才能充分發(fā)揮多媒體課件的優(yōu)勢(shì)，創(chuàng)造一個(gè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。

在實(shí)施過程中，我們以導(dǎo)學(xué)為主，以“任務(wù)驅(qū)動(dòng)法”、“啟發(fā)式教學(xué)法”、“案例教學(xué)法”等多種方法相結(jié)合為輔，貫穿于理論教學(xué)、課堂討論、集體答疑、實(shí)踐活動(dòng)等各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。在多媒體課件的輔助下，教師不再照本宣科，課堂教學(xué)不再枯燥無味，而是變得更加生動(dòng)形象，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣提高了，學(xué)生的積極性調(diào)動(dòng)起來了。同時(shí)，教師還必須加強(qiáng)對(duì)學(xué)生課外學(xué)習(xí)的輔導(dǎo)和督促，要督促學(xué)生獨(dú)立地完成作業(yè)和實(shí)驗(yàn)，教師要及時(shí)進(jìn)行評(píng)分并反饋給學(xué)生，對(duì)表現(xiàn)好的同學(xué)要表揚(yáng)，強(qiáng)化他們學(xué)習(xí)自主性的意識(shí)，對(duì)表現(xiàn)不好的學(xué)生要多鼓勵(lì)和幫助，引導(dǎo)他們自主學(xué)習(xí)。

4 建立試題庫，夯實(shí)教學(xué)質(zhì)量

為了讓學(xué)生更好地把握重點(diǎn)和難點(diǎn)，根據(jù)教材及大綱要求，建立了《計(jì)算機(jī)組成原理》課程的試題庫。試題庫共30份，包括填空題、選擇題、判斷題、簡(jiǎn)答題和計(jì)算題5種題型。我們教學(xué)的目的是讓學(xué)生掌握每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，所以試題庫要向?qū)W生公開。試題庫基本涵蓋了大綱規(guī)定的所有知識(shí)點(diǎn)，尤其是重點(diǎn)和難點(diǎn)，要從不同題型體現(xiàn)，才能讓學(xué)生真正掌握。學(xué)生如果對(duì)試題庫中的題目真正做到會(huì)選擇、會(huì)回答、會(huì)判斷、會(huì)計(jì)算，我們的教學(xué)目的就達(dá)到了。在期末考試試卷中，為了避免少數(shù)學(xué)生死記硬背題庫中的試題，在試卷中除了一部分題庫的試題外，還必須補(bǔ)充一定比例的新題。通過建立試題庫，學(xué)生明確了自己的學(xué)習(xí)目標(biāo)，教師減輕了工作量，教學(xué)質(zhì)量也得到了保證。

5 理論和實(shí)踐相結(jié)合，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

長(zhǎng)期以來，我們一直都重視課程的知識(shí)傳授，而對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、提高學(xué)生的綜合素質(zhì)卻做得遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。而創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，綜合素質(zhì)的提高，需要實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的加強(qiáng)。為此，經(jīng)過多方的調(diào)研，我們從2004年開始陸續(xù)購買了北京精儀達(dá)盛科技有限公司生產(chǎn)的《計(jì)算機(jī)組成原理》實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，逐漸建立并完善了《計(jì)算機(jī)組成原理》實(shí)驗(yàn)室，同時(shí)把《計(jì)算機(jī)組成原理》的課程教學(xué)分為理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)計(jì)三大模塊。

理論教學(xué)模塊包含的內(nèi)容如表1所示。

由于課時(shí)及相關(guān)知識(shí)欠缺等原因，對(duì)于《計(jì)算機(jī)組成原理》的課程設(shè)計(jì)，結(jié)合我系學(xué)生實(shí)際情況，我們?cè)凇队?jì)算機(jī)組成原理》相關(guān)課程全部開設(shè)后，在大三第二學(xué)期開設(shè)一門《硬件課程綜合設(shè)計(jì)》實(shí)踐課，旨在讓學(xué)生對(duì)硬件類課程的內(nèi)容梳理融合，進(jìn)行一些設(shè)計(jì)性試驗(yàn)。

由于學(xué)生基礎(chǔ)較弱，完成以上設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的難度很大，大部分同學(xué)在規(guī)定的課時(shí)內(nèi)不能按時(shí)完成，所有我們必須充分利用周六和周日來開放實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生有更多的時(shí)間完成實(shí)驗(yàn)，這樣就有效地解決了課時(shí)和能力培養(yǎng)之間的矛盾。

6 結(jié)束語

《計(jì)算機(jī)組成原理》的課程教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室的建立完善在我校都還是一個(gè)新的探索，幾年地努力，幾年的實(shí)踐 ， 讓我們深深體會(huì)到深化教學(xué)改革 ， 提高教學(xué)水平 ， 促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)與發(fā)展， 對(duì)學(xué)生工程技術(shù)能力的培養(yǎng)起到了的積極作用。今后，我們還需要不斷地努力進(jìn)取，才能使其日臻完善。

參考文獻(xiàn)：

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