PBL模式在《計(jì)算機(jī)組成原理》課程教學(xué)改革的應(yīng)用實(shí)踐

吳佩 郭盛剛

摘要：本文針對(duì)《計(jì)算機(jī)組成原理》課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，運(yùn)用PBL教學(xué)模式解決其問(wèn)題，并將該模式運(yùn)用于該課程的的教學(xué)實(shí)踐中。首先介紹了PBL模式用于《計(jì)算機(jī)組成原理》的實(shí)驗(yàn)步驟以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果等。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，相比于傳統(tǒng)教學(xué)而言，PBL模式具有更好的問(wèn)題分析能力、問(wèn)題解決能力，可以增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作，從而提高做事效率。

關(guān)鍵詞：PBL模式;計(jì)算機(jī)組成原理;教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：TP301-4;G642.0? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 文章編號(hào)：1672-9129（2020）02-0002-01

Abstract：This paper aims at the problems existing in the teaching of the course "Principles of Computer Composition"， USES PBL teaching mode to solve the problems， and applies this mode to the teaching practice of this course. Firstly， the experimental steps and results of PBL mode used in The Principle of Computer Composition are introduced. The experimental results show that compared with traditional teaching， PBL mode has better problem analysis ability and problem solving ability， and can enhance teamwork， thus improving work efficiency.

Key words：PBL mode; Principle of computer composition; The teaching reform

引言：計(jì)算機(jī)組成原理是整個(gè)計(jì)算機(jī)科學(xué)的綱要，這門課程的很多知識(shí)點(diǎn)深挖下去都會(huì)變成一個(gè)核心課程。例如：數(shù)字電路課程中計(jì)算是怎么實(shí)現(xiàn)的？計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)中CPU和存儲(chǔ)器系統(tǒng)是如何優(yōu)化的？

1? 《計(jì)算機(jī)組成原理》課程教學(xué)中所存在的問(wèn)題

二十世紀(jì)以來(lái)，隨著科技的快速發(fā)展，《計(jì)算機(jī)組成原理》可以算是很有難度的，不管是在教學(xué)還是學(xué)習(xí)上[1]。造成這種情況的主要原因主要有一下三個(gè)方面：首先，計(jì)算機(jī)行業(yè)非常具有發(fā)展前景，然而，在教育行業(yè)，對(duì)學(xué)生而言，能夠準(zhǔn)確反映出如今計(jì)算機(jī)發(fā)展的軟硬件領(lǐng)域的重要技術(shù)手段的優(yōu)秀教材實(shí)在太少，且課本上的內(nèi)容相對(duì)陳舊，使得《計(jì)算機(jī)組成原理》這一門課程，不能很好地跟上計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)悟的推陳出新的速度，最重要且最致命的是，《計(jì)算機(jī)組成原理》這門課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容所需要的設(shè)備和環(huán)境完全不能得到滿足，基本可以說(shuō)是沒(méi)有。其次，《計(jì)算機(jī)組成原理》這門課的內(nèi)容較為生硬，讓學(xué)生難以理解，授課教師在講課時(shí)會(huì)一直重復(fù)復(fù)習(xí)已學(xué)內(nèi)容，以保證學(xué)習(xí)質(zhì)量，但也因此使得課堂相對(duì)枯燥乏味，導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生消極態(tài)度，認(rèn)為這門課程沒(méi)有實(shí)用性，既然如此，自然沒(méi)有學(xué)下去的興趣和動(dòng)力了。最后，這本課程的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目多為比較固定的驗(yàn)證類的實(shí)驗(yàn)，不用自主思考，因此學(xué)生只需按部就班，按書上所寫依樣畫葫蘆，而不加以自己的理解和探究，以至于許多學(xué)生出色地做完了實(shí)驗(yàn)，卻不能理解該實(shí)驗(yàn)內(nèi)涵，缺失了創(chuàng)造力，學(xué)生并未真正的參與其中。

2? PBL教學(xué)模式

PBL教學(xué)法（Problem-Based Learning method），是一套設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)情境的教學(xué)方法;是指問(wèn)題式學(xué)習(xí)或者項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的教學(xué)方法，最早起源于20世紀(jì)50年代的醫(yī)學(xué)教育[2]。PBL教學(xué)法是改變傳統(tǒng)的以老師為中心的教學(xué)方式，讓學(xué)生處于主導(dǎo)地位，自由進(jìn)行思考和探索，老師只是起到了指導(dǎo)作用。同時(shí)因?yàn)槭菍W(xué)生自發(fā)思考的，能夠更好的鍛煉思維能力，問(wèn)題解決能力以及團(tuán)隊(duì)合作能力，使每一個(gè)人在團(tuán)隊(duì)中都能得到鍛煉的機(jī)會(huì)。

PBL教學(xué)模式具有以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：

（1）學(xué)習(xí)小組的組成。

（2）提出問(wèn)題。

（3）活動(dòng)實(shí)施。

（4）小組討論。

3? PBL教學(xué)模式的課程實(shí)習(xí)中的應(yīng)用實(shí)踐

3.1應(yīng)用實(shí)踐基本情況。50名計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的同學(xué)，分組進(jìn)行《計(jì)算機(jī)組成原理》課程的學(xué)習(xí)實(shí)踐，學(xué)習(xí)時(shí)間為一周。

3.2項(xiàng)目介紹。首先，需要向?qū)W生展示一些優(yōu)秀的項(xiàng)目，便于學(xué)生理解實(shí)踐，掌握計(jì)算機(jī)的部件的設(shè)計(jì)思想和體現(xiàn)計(jì)算機(jī)的完整的功能。這樣能讓學(xué)生對(duì)于PBL教學(xué)模式有個(gè)基本認(rèn)識(shí)，激發(fā)他們學(xué)習(xí)的欲望。因此，我們對(duì)學(xué)生提出新的項(xiàng)目目標(biāo)：

設(shè)計(jì)一個(gè)微程序控制的模型計(jì)算機(jī)，設(shè)置10到15條的基本指令，在這些之上進(jìn)行運(yùn)行測(cè)試。

在此階段，學(xué)生需要運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，技能，在教師的引導(dǎo)下，掌握計(jì)算機(jī)組成和簡(jiǎn)單完整計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)。

3.3組織安排和實(shí)施過(guò)程。

（1）小組成立。將50名學(xué)生分成 10個(gè)PBL小組，每組5人。并且組內(nèi)成員性格技能都要不盡相同，方便多層次多方面的思考問(wèn)題。教師明確教學(xué)任務(wù)，組內(nèi)明確分工、任務(wù)等，盡可能的調(diào)動(dòng)每一位組員都參與進(jìn)去，更好的完成任務(wù)。

（2）提出問(wèn)題。教師可以設(shè)計(jì)一些問(wèn)題來(lái)引導(dǎo)學(xué)生理解消化“教材”，例如：

①所設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)的功能，所需部件。（知識(shí)點(diǎn)：控制器，指令系統(tǒng)）

②如何實(shí)現(xiàn)信息在各部件間的傳輸？（知識(shí)點(diǎn)：數(shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu)，微命令）

③如何組裝、調(diào)試？（專業(yè)知識(shí)點(diǎn)：指令執(zhí)行的過(guò)程）

針對(duì)以上部分，運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)來(lái)解決各個(gè)部分針對(duì)以上問(wèn)題，學(xué)生充分運(yùn)用學(xué)過(guò)的知識(shí)來(lái)認(rèn)識(shí)了解部分，并給出題目。

（3）活動(dòng)實(shí)施。學(xué)生可以通過(guò)查閱互聯(lián)網(wǎng)，圖書館，參考書等眾多方式，解決老師提出的問(wèn)題。同時(shí)因?yàn)閷W(xué)生自己解決問(wèn)題，印象比老師上課硬性灌輸深得多，同時(shí)還調(diào)動(dòng)了學(xué)生得思維能力，開發(fā)了學(xué)生的潛能。

（4）小組討論。討論是是PBL模式教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，老師會(huì)指導(dǎo)學(xué)生針對(duì)他們進(jìn)行的任務(wù)開展討論，以學(xué)生為中心，通過(guò)六個(gè)W（Why？ What？ Where？ When？ How？ Whom？）。促使學(xué)生暢所欲言，思其所思，說(shuō)其所想，并且共同探索問(wèn)題，尋求答案，不斷改進(jìn)原先的思路和方法，推陳出新，共同進(jìn)步。

3.4項(xiàng)目評(píng)價(jià)和考核。項(xiàng)目評(píng)價(jià)是PBL 模式的重要特征。為了檢驗(yàn)該模式，可以通過(guò)報(bào)告和答辯互評(píng)的方式進(jìn)行考核，答辯內(nèi)容包括小組分工，完成情況，程序運(yùn)行等等。作為一個(gè)教師，其主要任務(wù)就是對(duì)學(xué)生完成的任務(wù)做出評(píng)價(jià)，并且能夠適時(shí)地給出一定地表?yè)P(yáng)，刺激學(xué)生地學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)習(xí)興趣，取得一定進(jìn)步。此外，同學(xué)之間相互評(píng)價(jià)，正是PBL模式的核心所在，極大地提高學(xué)習(xí)效率，凝聚團(tuán)隊(duì)力量。

4? 總結(jié)

綜上可以看出PBL模式得到大多數(shù)學(xué)生的認(rèn)可，尤其是提高學(xué)習(xí)能力、加強(qiáng)協(xié)作能力、增加學(xué)習(xí)效率和激發(fā)學(xué)習(xí)興趣等方面有顯著優(yōu)勢(shì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]田榮娜， 王蕓， 李長(zhǎng)花，等. 教學(xué)中PBL教學(xué)模式的應(yīng)用[J]. 濱州醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)， 2018， 041（001）：62-63.

[2]江濤. Research on the application of PBL teaching mode in the teaching of ＼＼"C++ Programming＼＼" in colleges%PBL教學(xué)模式在高校＼＼"C++程序設(shè)計(jì)＼＼"教學(xué)中的應(yīng)用研究[J]. 無(wú)線互聯(lián)科技， 2019， 016（006）：92-93.

作者簡(jiǎn)介：吳佩，出生年月—：1981年7月，性別：男，民族：漢，籍貫：武漢，學(xué)歷：碩士，研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用。

郭盛剛，出生年月—：1964年10月，性別：男，民族：漢族，籍貫：湖北省武漢市，職務(wù)/職稱：講師，學(xué)歷：本科，研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用。