淺析“理實(shí)一體化”視域下的高校計算機(jī)實(shí)驗課改革

張東

摘要：計算機(jī)學(xué)科具有應(yīng)用范圍廣、社會影響力大的特點(diǎn)，在當(dāng)前社會不斷發(fā)展的過程中逐漸成為了高校教改非常關(guān)注的一門學(xué)科。然而，當(dāng)前高校不斷借鑒國外高等教育的“雙元制”模式，所以開展的“理實(shí)一體化”教學(xué)改革越來越受到青睞。本文以《大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)》教材為主，根據(jù)實(shí)際情況提出“理實(shí)一體化”視閾下的高校計算機(jī)實(shí)驗課改革策略，旨在全面提升高校計算機(jī)實(shí)驗課的教學(xué)水平。

關(guān)鍵詞：高校；計算機(jī)；實(shí)驗課

高校計算機(jī)實(shí)驗教學(xué)的目標(biāo)是為了培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力，所以采取理實(shí)一體化教學(xué)模式具有非常重要的意義。理實(shí)一體化教學(xué)理念主要就是將理論教學(xué)內(nèi)容與實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容合理的融為一體，逐步突破傳統(tǒng)的理論與實(shí)踐教學(xué)的方法。理實(shí)一體化教學(xué)理念在應(yīng)用的過程中主要是強(qiáng)調(diào)老師的主導(dǎo)作用與學(xué)生的主觀能動作用，以素質(zhì)與能力培養(yǎng)為主要目標(biāo)，構(gòu)建豐富的教學(xué)環(huán)節(jié)，提高計算機(jī)實(shí)驗課程教學(xué)質(zhì)量。其中，在整個理實(shí)一體化的應(yīng)用過程中，理論指導(dǎo)語技能訓(xùn)練同步進(jìn)行，而知識傳授、技能訓(xùn)練和能力培養(yǎng)逐步融合為一體，以緊密結(jié)合和相互印證的原則傳遞課堂教學(xué)信息，從而真正做到理中有實(shí)、實(shí)中有理。在高校計算機(jī)實(shí)驗課程教學(xué)改革過程中采用理實(shí)一體化的方法，能夠充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而全面提升學(xué)生的動手能力和專業(yè)技能水平[1]。下面以《大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)》教材為主，深入分析理實(shí)一體化視閾下的高校計算機(jī)實(shí)驗課改革途徑。

一、教學(xué)實(shí)施思路

當(dāng)前部分大小所開設(shè)的計算機(jī)實(shí)驗課程的學(xué)時較少，且教學(xué)內(nèi)容非常復(fù)雜，而在高校計算機(jī)實(shí)驗課改革過程中，《大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)》教材、仿真實(shí)驗軟件和配套素材庫都非常適合采用理實(shí)一體化的教學(xué)模式。本文主要針對其中所涉及的：“一條指令的執(zhí)行過程”內(nèi)容為例，具體分析講授：“計算機(jī)基本工作原理”內(nèi)容的教學(xué)思路。在高校計算機(jī)實(shí)驗課改革過程中采取“理實(shí)一體化”方法，著重強(qiáng)調(diào)教學(xué)空間和教學(xué)時間的同一行，所以在整個過程中非常重要的一個要素就是教學(xué)場地的一體化。因此，應(yīng)盡量選擇在具有多媒體教學(xué)設(shè)備的計算機(jī)機(jī)房中展開教學(xué)，其具體的教學(xué)思路如下：

（一）簡要介紹計算機(jī)基本工作原理

首先應(yīng)該全面介紹計算機(jī)的各個部件名稱及功能；然后再具體講解計算機(jī)的兩個基本能力直接決定了計算機(jī)的工作方式。其中，計算機(jī)的兩個基本能力主要是指：能力存儲數(shù)據(jù)和能夠自動的執(zhí)行程序。程序就是將多條指令有效集合起來，而計算機(jī)主要就是在完成一條一條指令來完成程序而確定的功能。指令主要是由操作碼和操作數(shù)兩個部分組合而成，而每一條指令又主要分為了取指令、分析指令和執(zhí)行指令三個階段。因此，在高校計算機(jī)實(shí)驗課程改革過程中采取理實(shí)一體化教學(xué)方法，便需要學(xué)生深入掌握計算機(jī)指令的基本概念，明確了解各個指令的整個執(zhí)行過程，從而更加深入的理解程序自動執(zhí)行的基本原理。

（二）虛擬仿真實(shí)驗

由于計算機(jī)的基本工作原理具有較強(qiáng)的理論性和抽象性，所以在教學(xué)過程中很容易吸引學(xué)生的注意力。因此，在理實(shí)一體化的視閾下的高校計算機(jī)實(shí)驗課改革過程中，通過開展虛擬仿真實(shí)驗?zāi)軌虺浞旨ぐl(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。其中，通過利用BIT-VRLab軟件創(chuàng)建了虛擬仿真了：“一條加法指令的執(zhí)行過程”，并模擬了虛擬的仿真實(shí)驗界面。整個實(shí)驗的主界面主要是由上、下兩個部分組成。上半部分主要是由3組總線來連接CPU和存儲器，這是計算機(jī)在完成一條指令執(zhí)行過程中的核心部件；下半部分則主要是模擬器的具體操作區(qū)，主要是執(zhí)行人機(jī)交互和實(shí)驗程序控制的內(nèi)容[2]。

在整個計算機(jī)實(shí)驗過程中采用人機(jī)交互技術(shù)，并合理設(shè)計一條加法指令的全過程模擬器，即“指定操作數(shù)——取指令——指令譯碼——取操作數(shù)——加法計算”五個重要的環(huán)節(jié)。其中，在完成一條指令執(zhí)行的過程中進(jìn)行實(shí)驗展示，其儲存器、控制器和運(yùn)算器各個計算機(jī)的組成部件可通過人機(jī)交際技術(shù)，讓學(xué)生全面觀察每一條微指令的執(zhí)行狀態(tài)，便能夠讓學(xué)生更加全面深入的了解CPU的工作機(jī)制和計算機(jī)的基本原理。

（三）撰寫實(shí)驗報告

在科技實(shí)驗工作中，撰寫實(shí)驗報告占據(jù)著至關(guān)重要的位置，學(xué)生花費(fèi)25分鐘的時間撰寫實(shí)驗報告，認(rèn)真歸納總結(jié)實(shí)驗內(nèi)容，將虛擬仿真執(zhí)行一條加法指令的每一步運(yùn)行結(jié)果寫出來，并對計算機(jī)的基本工作原理進(jìn)行反思，從而對計算機(jī)求解問題本質(zhì)展開深入了解。

二、結(jié)論

開展以計算思維為基礎(chǔ)的大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)理實(shí)一體化教學(xué)模式改革，把理論知識與實(shí)踐教學(xué)結(jié)合到一起，讓學(xué)生在練習(xí)過程中對理論知識棧來深入了解，將學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體作用充分發(fā)揮出來，促使學(xué)生主動開展學(xué)習(xí)，在解決大學(xué)計算機(jī)課程中的表達(dá)問題用到計算思維。

參考文獻(xiàn)：

[1]呂小蓮，林植慧，吳衛(wèi)明，時曉杰.應(yīng)用型本科院校“理實(shí)一體化”教學(xué)模式的研究[J].大學(xué)教育，2016，07：23-25.

[2]李楠.高等學(xué)校模擬電子技術(shù)新教學(xué)模式探討——以理實(shí)一體化教學(xué)為例[J].電子世界，2014（02）：143-144.