導語：如何才能寫好一篇計算機組成原理知識點，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：計算機組成原理；知識點融合；研究生入學考試

中圖分類號：TP301-4

從2009年開始，作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課，《計算機組成原理》也成為了研究生入學考試中的考試內(nèi)容之一。然而，作為一門重要的課程，很多計算機專業(yè)學生在學習過程中普遍認為該課程內(nèi)容抽象，理論性強，知識點廣，在學習過程中很難激發(fā)學習興趣，考研復習時，該課程往往成為專業(yè)課程的軟肋。那么提高教學質(zhì)量，成為了擺在很多授課老師面前的一個問題。

1 課程特點及問題

《計算機組成原理》主要講述了計算機的各個部分的組成以及工作原理。在本科階段該課程既是《計算機導論》、《高級語言程序設(shè)計》、《電子技術(shù)》的后續(xù)課程，又是《操作系統(tǒng)原理》、《計算機網(wǎng)絡原理》等課程的先導課程；但是，現(xiàn)在的計算機內(nèi)部的集成度相當高，這些內(nèi)容太抽象，相對于學生難以理解和想象，在學習的過程當中很難有激發(fā)起學習興趣，且學生又覺得學了后沒多大用處，因此該課程學生的學習效果一直不盡人意，同時也對后續(xù)專業(yè)課程的學習造成了影響。

2 基于《計算機組成原理》課程的多知識點融合的教學內(nèi)容改革的探討

學生學習提不起興趣的根本原因有二：第一，學生不理解該課程在計算機整個知識體系中的重要性，第二，在計算機高集成度的今天，該課程中的知識相對抽象，學生在學習過程中經(jīng)常因概念理解不透徹而碰壁，無法提高學習積極性。

因此，在教學過程中，一方面可以嘗試用學生熟悉的內(nèi)容講解新知識，將先續(xù)課程中的知識融入到課程教學當中，另一方面，將后續(xù)課程中的知識點用生活中熟悉的例子加以必要的引入和講解，讓學生有一個感性認識，為后續(xù)課程做好鋪墊。本文以《計算機組成原理》的幾個基本知識點出發(fā)，對課程的知識融合進行嘗試，希望能探索出提高教學質(zhì)量的方法。

2.1 前導課程與計算機組成原理的結(jié)合

（1）計算機組成原理中IEEE754標準與浮點型變量在內(nèi)存中的存放形式的結(jié)合

授課問題：

IEEE754標準是我院學生在計算機專業(yè)學習當中碰見的第一個IEEE標準，在課程引入的時候如果直接介紹IEEE754學生會覺得十分突兀：感覺需要強記IEEE754標準中浮點數(shù)的存儲格式，學生就會先入為主的簡單認為后面的學習也是強記，從而失去學習的“積極性”，為后面的倦怠學習埋下伏筆。

解決方案：

在先導課程C語言中關(guān)于知識點浮點數(shù)的學習過程當中，浮點數(shù)的數(shù)據(jù)存放形式教材中有介紹。在課程引入的時候可以直接使用C語言學習中的例子作為知識點的導入，這樣省去了很多解釋工作，一方面提高的教學效率，另一方面也從例子本身告訴了學生課程之間是相互聯(lián)系的，引導學生將已有的知識和新知識結(jié)合起來學。

（2）計算機組成原理中的地址概念與C語言變量定義的結(jié)合

授課問題：

很多學生對地址的概念不是很清楚，比如地址的作用。僅僅通過課本上的解釋學生難以深入的了解地址的意義以及作用，需要通過C語言中的部分概念加強理解。

解決方案：

很多教師在講地址的時候喜歡打門牌號的比方，但是，C語言教材變量的描述中已明確說明“編譯系統(tǒng)給每一個變量名分配了對應的內(nèi)存地址。從變量中取值，實際上是通過變量名找到相應的內(nèi)存地址，從該存儲單元中讀取數(shù)據(jù)?！蓖ㄟ^對已有教材的知識點的強調(diào)，“喚醒”學生在學習過程中不太注意的問題，加強記憶、理解。

（3）計算機組成原理地址線與數(shù)字邏輯中的譯碼器之間的結(jié)合

授課問題：

存儲器的容量擴展是一個教學重點，但是這個內(nèi)容并不難，但是考試做畫圖題時，學生往往錯漏百出。地址的概念在數(shù)字電路中不止一次提到，它的根本在于譯碼器的使用。

解決方案：

存儲器的容量的擴展的實質(zhì)就是增加地址線，地址線的增加就是在原始地址線的基礎(chǔ)上加上譯碼器，地址的形成也是一個譯碼的過程，把這個概念點清楚了，剩下的問題就容易解決了。

（4）計算機組成原理中的總線與C語言中的指針的結(jié)合

授課問題：

計算機中的地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線中數(shù)據(jù)的輸入輸出的方向也是學生經(jīng)常忽視的內(nèi)容，在畫電路示意圖的時候往往隨意標注方向，尤其是畫地址線的時候經(jīng)常畫成雙向線。

解決辦法：

C語言中指針的設(shè)置的實質(zhì)就在于地址是不能修改的，但是可以通過自加自減的方式在不改變物理地址本身的情況下來訪問相鄰的內(nèi)存單元。通過對指針概括性的講述然后與計算機中的地址概念進行對比學習，學生對C語言以及計算機組成原理有了更進一步的理解。

用已學過的知識點甚至是實例來解釋新的概念，一方面提高了知識本身的“專業(yè)性”，加強了學生的專業(yè)素養(yǎng)，另一方面，提高學生綜合應用所學的知識解決實際問題的能力，為研究生階段學習打下一個更寬更堅實專業(yè)知識平臺。

2.2 后續(xù)課程與計算機組成原理之間的結(jié)合

和C語言、數(shù)字電路一樣，作為先導課程計算機組成原理中也有很多知識在后續(xù)課程中得到了印證。

（1）計算機組成原理與匯編語言類課程、接口類課程的結(jié)合

計算機組成原理課程中有一個專門的章節(jié)講述指令系統(tǒng)，這與80×86匯編語言中前面的內(nèi)容有一部分是重疊的，以其中的尋址方式知識點為例，在匯編語言以及硬件相關(guān)的后續(xù)課程中（單片機應用，嵌入式等課程）也出現(xiàn)了，但是確又不完全相同，學生在多次學習尋址方式以后對后續(xù)課程中該知識點早已失去學習的興趣，往往想當然的就把80×86中的尋址方式當成了其他機型里對應的尋址方式。

出現(xiàn)問題的原因在于計算機組成原理這門課主要是借助80×86機講清楚尋址方式的概念，但不是所有機型都與80×86機尋址方式一樣，在講尋址方式的時候要最好通過比較讓學生知道這樣的問題，通過說明尋址方式的必要性講出尋址方式的本質(zhì)，讓學生在后續(xù)的學習中能夠舉一反三。

（2）計算機組成原理與操作系統(tǒng)的結(jié)合

操作系統(tǒng)原本就是為了加強用戶的體驗在計算機硬件基礎(chǔ)上，加上了很多服務與功能。在講授計算機組成原理時可以通過列舉日常生活中常見的例子將操作系統(tǒng)相關(guān)知識融入進去，讓學生有一個感性的認識，當學生在學習操作系統(tǒng)的時候?qū)τ谶@些概念不至于太陌生。

例如，組成原理中并行處理的技術(shù)與操作系統(tǒng)中的程序并發(fā)執(zhí)行十分相似。操作系統(tǒng)的多任務處理在日常生活當中十分常見，在講并行處理技術(shù)的時候，可以將操作系統(tǒng)的多任務處理作為知識點的引入，通過對日常生活中常見的現(xiàn)象解釋，來講清楚相應的知識點。學生可以通過理解日?，F(xiàn)象的發(fā)生來理解硬件運行的實質(zhì)。

《計算機組成原理》課程的本質(zhì)是通過對80×86機工作原理的講授，希望學生了解到一般的計算機組成和工作原理。教學的最終目的是要學生將學到的知識舉一反三，能夠應用到各類計算機當中去，這一門課程既是專業(yè)課又是計算機知識普及課程，不僅僅要普及硬件知識，另外還要對相關(guān)的知識進行引入，讓學生對后續(xù)的專業(yè)知識有一個感性認識，為后續(xù)課程的講授打好基礎(chǔ)。

3 結(jié)束語

《計算機組成原理》課程理論性很強，多數(shù)內(nèi)容以理解為主，多專業(yè)課程相互結(jié)合，一方面讓學生明白課程與課程之間內(nèi)容交叉的現(xiàn)象，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神及綜合能力；另一方面還能提高教師的業(yè)務水平，提高學生在社會環(huán)境中的競爭力。

計算機專業(yè)的研究生考試自2009年起將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計算機組成原理、操作系統(tǒng)原理、計算機網(wǎng)絡原理課程進行了統(tǒng)考，雖然加大了考試的難度，但是，這恰好反映計算機各專業(yè)課之間是緊密聯(lián)系在一起的，缺了任何一門課程都不行，也反映了該專業(yè)對研究生在知識層面上的要求。這就要求學生在學習的過程當中不僅僅拘泥于課程本身，更重要的是對計算機專業(yè)知識在更高層次上作出整體的把握。所有的專業(yè)教師在授課過程中也應當遵循這樣的原則，即除了對本課程的知識掌握熟練以外，還應該對課程的知識外延要有一個全局的認識。

計算機領(lǐng)域本身就是一個講究一個團隊合作的領(lǐng)域，教師授課過程當中更要注重這一點，一方面應用學生已有的知識來解釋新的知識，另一方面，要做好服務意識，將本課程與后續(xù)課程中交叉的知識點利用日常的一些應用、現(xiàn)象加以介紹，為后續(xù)課程做好鋪墊，只有這樣高校才能培養(yǎng)出適合計算機專業(yè)發(fā)展的，能夠在計算機專業(yè)領(lǐng)域站穩(wěn)腳跟的綜合性人才。

參考文獻：

[1]陳華鋒.《計算機組成原理》教學中多課程知識融合探析[J].荊楚理工學院學報，2011（5）：70-72.

[2]許高攀，黃翠蘭，徐敏等.《計算機組成原理》教學改革探索電腦知識與技術(shù)[J].2007，1（3）：862-863.

[3]劉旭東，熊桂喜.《計算機組成原理》的課程改革與實踐[J].計算機教育，2009，7（7）：74-76.

[4]王丁磊.統(tǒng)考下的《計算機組成原理》教學方法探討[J].計算機教育，2010，8（6）：91-93.

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關(guān)鍵詞：計算機組成原理；教學方法；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）10-0205-02

《計算機組成原理》是計算機專業(yè)區(qū)別于其他專業(yè)的一門非常重要的課程，課程教學具有知識面廣、內(nèi)容多、難度大、更新快等特點[1]。其前導課程包括“模電”、“數(shù)電”，后續(xù)課程包括“微機原理及接口”、“單片機原理及應用”，等等，本課程在先導課與后續(xù)課之間起著重要的承上啟下作用[2]。因此如何充分利用計算機組成原理課堂教學的有限學時，更加高效地幫助學生理解計算機硬件組成知識，激發(fā)學生的主動學習能力非常值得探討。本文從教學方法的角度進行了探討。

一、教學中面臨的問題

計算機組成原理課程是偏向硬件的一門專業(yè)課，其內(nèi)容主要包括CPU、存儲器、運算器、外設(shè)等硬件的組成和工作原理。由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)很難分解給學生一個直觀的實物，學生會覺得課程知識比較抽象，學習難度很大；另外計算機中的運算方法與平時的運算方法有所不同，學生接受起來比較困難，以上都可能導致學生學習興趣不高，學習效果達不到要求。所以有必要針對這門課程的特點，在教學中引入與此相對應的教學方法，有目的的展開教學改革，幫助學生更好的掌握這門課程?，F(xiàn)結(jié)合多年的教學經(jīng)驗，淺談該課程中的教學思路和基本方法。

二、教學方法探討

1.啟發(fā)式方法。計算機組成原理的知識相對來說會比較抽象，所以學生在理解的時候會有些困難，因此可以在教學過程中，采用啟發(fā)式教學方法，由淺入深的掌握知識。比如在講解外設(shè)如何與主C進行數(shù)據(jù)交換時，可以對程序查詢方式、中斷方式和直接存儲器訪問方式輔以比喻。將教師比作CPU，學生比作外設(shè)，教師布置作業(yè)并要求學生完成。程序查詢方式就可以理解為是以下場景：教師布置一道作業(yè)后，就一直站在學生旁邊問：作業(yè)寫完了沒有。等學生寫完一道作業(yè)，繼續(xù)布置下條作業(yè)。這樣教師大多數(shù)的時間都花在等待和詢問上，效率低下。所以可以考慮以下方案：教師布置完一道作業(yè)后，自己去備課，學生完成一個作業(yè)后主動通知教師過來收作業(yè)并且布置下一個作業(yè)。這個方案就是中斷的思想?；蛘呓處熖α?，可以聘用一個教學助理，教師只布置作業(yè)總量，其他作業(yè)的細節(jié)事情都交由教學助理來打理，最后來檢查總體作業(yè)就行。通過這樣的比喻，學生對這三種數(shù)據(jù)交換方式的理解會更加深刻，也可以激發(fā)學生學習的興趣。

2.串聯(lián)式方法。計算機組成原理課程中的一些知識點相對零散，學生在學習時會覺得沒有頭緒，所以在教學過程中可以采用串聯(lián)式教學方法，將這些零散的知識點用一根知識主線串起來，幫助學生去記憶。比如在講半導體存儲器時，可以先講一個基本存儲器元的構(gòu)成及其讀寫方式，而后擴展到存儲器單元，并以存儲單元作為編址單位。存儲器單元只夠一個字符類型的數(shù)據(jù)存放，如果需要存放其他數(shù)據(jù)，需要多個存儲單元，在此引入編址規(guī)則并同時講解地址譯碼過程。將若干個存儲單元及其讀寫電路等封裝就構(gòu)成了相應的芯片，隨即引出芯片引腳的定義。而芯片的容量有限，一般都需要將芯片通過并聯(lián)、串聯(lián)、混聯(lián)的方式構(gòu)成最終的存儲器。通過這樣一條主線，可以將所有共性的知識串聯(lián)在一起，且前后聯(lián)系，一環(huán)扣著一環(huán)，這樣學生對知識的掌握就會比較透徹，會覺得知識的學習是連貫的。

3.設(shè)置陷阱法。在傳統(tǒng)的教學中，一般都是教師先講解知識點，然后給出相應例題，并強調(diào)易錯點。但是對于易錯點，學生接受效果甚微。如果將錯誤故意設(shè)置在教學中，則可以引起學生的好奇心，從而全身心的投入到錯誤中。例如，在講解補碼加減法運算時，假設(shè)機器字長為4位二進制，讓學生應用補碼規(guī)則分別計算“4+6”和“1-7”。學生計算完會發(fā)現(xiàn)兩個結(jié)果都一樣，會感到疑問和好奇，從而再去驗算結(jié)果。這時再讓學生把結(jié)果轉(zhuǎn)化為真值，學生就會發(fā)現(xiàn)第一個計算的結(jié)果為負值，在此引入溢出的原因和說法，學生會對這個知識點掌握的非常扎實，而且在以后遇到類似的知識點時，會特別注意計算機數(shù)據(jù)的表示范圍。

4.與其他課程結(jié)合。課程之間的知識點絕對不是獨立的，所以可以結(jié)合其他課程的知識點，輔助計算機組成原理的教學。例如在C語言課程中，標準TC環(huán)境下int數(shù)據(jù)類型的表示范圍是-32768~32767，學生對這個數(shù)據(jù)表示范圍比較熟悉，但對為什么是這個范圍一般不清楚，這個內(nèi)容就與計算機組成原理課程中的機器數(shù)相關(guān)。所以在課堂上可以先拋出這個問題，吸引學生注意力，而后用補碼的知識求解int數(shù)據(jù)類型的范圍。這樣做既可以說明數(shù)據(jù)范圍與分配的存儲空間相關(guān)，也可以通過范圍的不對稱性解釋清楚補碼的表示規(guī)則，從而對比原碼得出范圍不對稱的根本原因就是0的表示方法是唯一的。在講解大端次序和小端次序時，為了加深學生印象，可以在教師機上編寫一段C語言代碼，測試機器上的存儲數(shù)據(jù)方法。程序如下所示：

# include

void main（）

{

Int x = 1；

if（*（char *）&x == 1）

printf（"小端＼n"）;

else

printf（"大端＼n"）;

}

5.與實際應用結(jié)合?，F(xiàn)在電子產(chǎn)品越來越普及，所以在實際生活中，人們會發(fā)現(xiàn)計算機組成原理中學到的知識應用到了生活的各個角落。將這些實際應用與課程中的知識點相結(jié)合，會極大地提起學生的學習興趣，從而更加激發(fā)學生的學習主動性。比如在講解進制之間的轉(zhuǎn)換時，首先問一個問題：馬路上的紅燈，你等過最長的時間是多少秒？如果超過100秒，兩個LED顯示燈會怎么表示？這個問題會引起學生的極大興趣，能夠讓學生主動的思考，進而自然的引出十六進制，之后就可以告訴學生，如果顯示燈上為A9，那要等多少秒，問題就又轉(zhuǎn)化為進制之間的轉(zhuǎn)化了。

講解存儲器章節(jié)時，就可以問學生：你們平常用的U盤是多大空間？屬于ROM還是屬于RAM？另外還可以結(jié)合手機SD卡，與ROM和RAM相結(jié)合。手機這個話題學生比較感興趣，大多數(shù)同學不會再等著教師給出答案，而會自己主動查找答案，那學習效果就會明顯提高。

6.課上線下互動。課堂的主人應該是學生，所以在課堂上的互動非常關(guān)鍵，且互動對教學的推進非常重要?；邮浇虒W給教師提出了更高的要求，要求教師有淵博的知識和課堂的控制力，但是對于增強學生的學習效果非常好。例如在講解精簡指令集RISC和復雜指令集CISC知識點時，以性別分組提前布置預習任務，讓學生分別從概念、優(yōu)缺點、適用場合、編程等角度準備資料，然后針對這兩個知識開展課堂辯論。辯論的主題就是“RISC和CISC誰更優(yōu)？”教師就是這場辯論的主席，在辯論中需要仔細傾聽學生觀點的表述是否正確，內(nèi)容是否全面，同時還要能夠調(diào)控辯論的順序和氣氛，在結(jié)束總結(jié)中也要對不足進行補充；學生就是辯論選手，需要將事先準備的內(nèi)容在辯論中有針對性的展開。通過這樣的形式，教學就從課堂之內(nèi)擴展到了課堂之外，學生們的學習方式也轉(zhuǎn)化為部分自學的方式，且是帶著目的去學習。

7.加強實物和動畫展示。課程中主要講述的是計算機五大硬件的組織結(jié)構(gòu)和工作原理，如CPU、存儲器等，教學內(nèi)容相對比較抽象，學生對各部件缺乏直觀認識，因此不容易理解課堂教學內(nèi)容。如果學生因長時間不理解課堂教學內(nèi)容而處于消極學習狀態(tài)，就會使學習積極性和自信心大大降低[3]。為此可以在課堂上加強對組成部件的實物和動畫展示。例如在講到內(nèi)存相關(guān)內(nèi)容時，教師可以主動向?qū)W生展示幾款存儲器，并讓每個學生近距離觀察，引導學生思考：ROM和RAM最主要的區(qū)別是什么？RAM上的芯片是怎么排列的？問題結(jié)合實物演示，可以幫助學生理解硬件內(nèi)部的工作原理，同時也可以提高學生的學習興趣。

三、結(jié)語

計算機組成原理內(nèi)容抽象、知識點多、與多門課程存在內(nèi)容交叉，根據(jù)不同的內(nèi)容采用靈活多變的教學方式，才能激發(fā)學生學習興趣[4]，發(fā)揮主觀能動性，提高課堂教學效果。在今后的工作中，將繼續(xù)探討教學改革方法，進一步提高學習效果。

參考文獻：

[1]王昊.計算機組成原理教學改革和實踐[J].遼寧工業(yè)大學學報(社會科學版),2015,(3):117-119.

[2]u紅文,聶雅琳.計算機組成原理教學設(shè)計研究與實踐[J].洛陽理工學院學報(自然科學版),2008,(1):87-90.

[3]紀祿平,羅克露.計算機組成原理創(chuàng)新型教學方法設(shè)計[J].計算機教育,2011,(4):85-87.

[4]劉懷愚,葛方振,李Z,宋文.計算機組成原理教學方法探討[J].牡丹江師范學院學報(自然科學版),2015,(2):61-63.

Research on the Teaching Mode of Principle of Computer Composition

PENG Ya-qin,WANG Wan-sheng

(Department of Information Science and Engineering,Sanjiang University,Nanjing,Jiangsu 210012,China)

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關(guān)鍵詞：微課程 翻轉(zhuǎn)課堂 教學模式 計算機組成原理

一、微課程及翻轉(zhuǎn)課堂

（一）微課程

微課程是以視頻為主要載體，通過對教師在課程的課堂教學和課外實踐教學中圍繞某一個知識點進行的精彩的教學活動進行記錄形成的課程教學資源。

（二）翻轉(zhuǎn)課堂

翻轉(zhuǎn)課堂是指課程教師以互聯(lián)網(wǎng)以及信息技術(shù)為基礎(chǔ)，通過課前學生預習，課中觀看和學習學視頻等學習資源，師生互動交流實現(xiàn)知識傳授、知識內(nèi)化的顛倒安排。翻轉(zhuǎn)課堂的最大優(yōu)勢及成功之處在于它是以微課的微視頻為載體，采用全新的教學理念和教學方式，充分體現(xiàn)教師主導型和學生主體性。

二、當前中央廣播電視大學開放教育課程教學模式現(xiàn)狀

目前，廣播電視大學本科計算機科學與技術(shù)專業(yè)《計算機組成原理》的課程開設(shè)中，主要涉及到的教學媒體包括文字教材、錄像教材、流媒體（IP）課件、網(wǎng)上輔導、形考作業(yè)、網(wǎng)絡課程。為充分保證計算機科學與技術(shù)專業(yè)《計算機組成原理》課程教學成效和學生的自主學習成效，我校充分運用互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢，整合多種教學媒體，形成了具備本校特色的《計算機組成原理》網(wǎng)絡課程。具體分為如下環(huán)節(jié)：

①自學。課前閱讀《計算機組成原理》課程大綱，把握課程應掌握的重點和難點，了解課程教學大綱以及課程考核等。對《計算機組成原理（本科）》等文字教材進行預讀，預先熟悉章節(jié)內(nèi)容，思考，并對存在的疑問進行總結(jié)，集中在課堂上解疑。

②觀看課程視頻。帶著問題仔細觀看課程《計算機組成原理（本科）》的錄像，結(jié)合錄像講解釋疑，對仍存疑問的地方，集中在課堂上與學生交流、咨詢老師。

③流媒體（IP）課件網(wǎng)上輔導。學生通過中央電大電大在線課程學習平臺提供的流媒體（IP）課件結(jié)合課程視頻以及課前自學進行課程內(nèi)容的學習，并利用該平臺提供的網(wǎng)上輔導功能與教師針對存在疑問的地方進行集中輔導答疑。

④形考作業(yè)。廣播電視大學學生通過中央電大電大在線課程學習平臺，完成《計算機組成原理形成性考核作業(yè)冊》涉及的作業(yè)，實現(xiàn)學生階段性學習成效進行形成性考核。

⑤復習資料。學生期末依據(jù)《計算機組成原理期末復習指導》進行課程的復習，鞏固日常學習成果，認真復習章節(jié)練習、形考作業(yè)，對學習中存在的問題進行集中的咨詢，并利用網(wǎng)絡課程模擬測試欄目獨立測試，確定自己的掌握情況，查漏補缺。

⑥考試環(huán)節(jié)?？荚囍饕捎眯纬尚钥己撕徒K結(jié)性考試二者相集合的方式進行課程考核。

目前，廣播電視大學已形成了中央到基層的三級面授輔導與網(wǎng)上學習制度，形成了混合式的課程形態(tài)。

三、微課程下的翻轉(zhuǎn)教學模式案例研究――以《計算機組成原理》為例

《計算機組成原理》是計算機網(wǎng)絡、計算機系統(tǒng)結(jié)果以及操作系統(tǒng)等相關(guān)課程之間有機銜接的重要課程。微課程理念下構(gòu)建基于微課程理念的《計算機組成原理》翻轉(zhuǎn)教學模式應從如下幾個環(huán)節(jié)入手：

（一）加強微課程資源的設(shè)計與開發(fā)

微課程資源是《計算機組成原理》課程翻轉(zhuǎn)教學模式得以順利開展的基礎(chǔ)保證。為此，應加強廣播電視大學微課程資源庫建設(shè)，構(gòu)建具備廣播電視大學特色的微課程資源庫。一方面，可以引進同類院校在微課程資源建設(shè)方面取得的優(yōu)秀成果，與本校課程實際緊密結(jié)合，形成滿足專業(yè)需求的微課程資源體系；另一方面，微課程資源的設(shè)計與制作，不必拘泥于視頻，可以將文本、圖形、音頻、視頻、動畫等多種媒體形式進行展示。例如，一些學校在教學中，將流媒體課程資源作為一種有效地教學輔助手段，通過以實時、非實時壓縮處理制作整合以“流”的形式實時地在互聯(lián)網(wǎng)上播放。學生可以不受時間和地點的限制，即時進行點播和下載，從而成為了學生進行自主學習的一種重要資源。

（二）引導學生課前借助微課程自主學習

課堂教學前，教師與學生應分別做好兩點，具體如下：

第一，教師應結(jié)合《計算機組成原理》教學大綱，梳理該課程中學生應掌握的重點知識點，并結(jié)合課程教學重點和教學難點，制作微課程，通過教師間交流與討論確定最終版本后到微課程平臺上，供學生進行自主學習。

第二，學生要仔細閱讀文字教材、觀看電大責任教師錄制的微課程資源，理解和掌握該課程的基本內(nèi)容。學生可以通過微課程資源庫和中央電大電大在線課程學習平臺，對《計算機組成原理》課程的教學內(nèi)容、重點以及難點進行自主學習，并養(yǎng)成勤思考，勤記錄的習慣，將自主學習過程中遇到的問題進行匯總，在集中課堂中咨詢教師。

（三）合理組織和安排課堂師生互動

課堂教學中，教師應合理組織和安排教學活動，堅持集中指導和因材施教相結(jié)合。應從教師和學生兩方面入手：

首先，學生方面。學生通過課前自主學習《計算機組成原理》，明確學習過程中的疑問，針對疑問通過課堂教師面授釋疑，也可以通過與同學進行討論與交流來獲得問題的答案，實現(xiàn)個別化學習與協(xié)作學習的有機結(jié)合。其中，應充分發(fā)揮小組作用進行協(xié)作學習，通過協(xié)作學習創(chuàng)造良好學習氛圍，將課堂轉(zhuǎn)變交流學習和探討疑問的場所。

其次，教師方面。依據(jù)《計算機組成原理》課程要求和課程進度安排，做好學生的統(tǒng)一面授教學。同時，在學員自學的基礎(chǔ)上，由課程輔導教師進行有針對性的面授輔導，解決學習中存在的較為普遍的疑難問題。統(tǒng)一面授的所占學時應適當控制，將更多的學時安排在學生對學生的集中輔導和個別輔導上。此外，應做好課堂中學生分組學習和討論的組織安排，充分發(fā)、揮教師的組織者角色，引導學生發(fā)揮主體性作用進行自主學習。

（四）注重課程的形成性考核

《計算機組成原理》課程教學應注重形成性評價。形成性評價的開展，也應分學生和教師兩個方面進行。

首先，從學生方面，在完成課堂教學后，學生通過利用微課程進行鞏固性學習，并對《計算機組成原理》所學內(nèi)容進行階段性總結(jié)。

第二，從教師方面，應對學生完成的課程作業(yè)進行批閱和反饋，并總結(jié)學生學習課程的掌握情況，分析學生在學習中存在的不足，并給予學生針對性的反饋，對課程教學內(nèi)容和教學方式進反思，制定下一步的教學計劃。

總之，構(gòu)建基于微課程理念構(gòu)建翻轉(zhuǎn)課堂教學模式已成為廣播電視大學《計算機組成原理》課程的重要任務之一，這不僅關(guān)系著學生學習質(zhì)量的提升，更關(guān)系著該課程教學質(zhì)量的提升。

參考文獻：

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關(guān)鍵詞：計算機組成原理；設(shè)計性環(huán)節(jié)；教學實踐

中圖分類號：G642文獻標識碼：B

文章編號：1672-5913（2007）08-0003-03

1 引言

“計算機組成原理”課程是計算機專業(yè)的一門承前啟后、承上啟下的核心專業(yè)基礎(chǔ)課，由于涉及知識面廣、內(nèi)容多、更新快，學生在學習該課程時，普遍覺得內(nèi)容抽象、難于理解。為了最大限度發(fā)揮學生自主學習的能力，使學生對計算機基本原理和設(shè)計方法有一個清楚的了解，我們開設(shè)了配套的設(shè)計性實驗環(huán)節(jié)。通過親自設(shè)計計算機的各個關(guān)鍵部分，學生可以進一步融會貫通理論教學內(nèi)容，提高其綜合運用知識的能力。同時，設(shè)計性環(huán)節(jié)也為后續(xù)課程“計算機組成原理課程設(shè)計”的開設(shè)打下良好基礎(chǔ)，將理論課和實驗課的教學內(nèi)容更好的銜接，對培養(yǎng)學生的主動性、協(xié)作精神和創(chuàng)新能力具有積極的作用。

本文主要介紹在“計算機組成原理”課程中設(shè)計性環(huán)節(jié)的教學實踐工作，希望能對同行有一定的借鑒作用。

2 設(shè)計性環(huán)節(jié)的內(nèi)容

通過對“計算機組成原理”教學內(nèi)容的分析，并結(jié)合后續(xù)課程“計算機組成原理課程設(shè)計”的教學需要，我們設(shè)置了三個部分的設(shè)計內(nèi)容，每個部分都有明確的教學目標。第一部分為指令系統(tǒng)的設(shè)計；第二部分為控制單元的設(shè)計；第三部分為簡單計算機體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計。并要求每兩名學生為一組，共同完成各個部分的設(shè)計任務。

2.1 指令系統(tǒng)的設(shè)計

指令系統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容主要安排在“計算機組成原理”課程講授指令系統(tǒng)的過程中。這樣可以讓學生帶著問題和任務更主動地學習指令系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論知識，充分地理論聯(lián)系實際，根據(jù)設(shè)計中對計算機功能和組成的要求來完成對指令系統(tǒng)的設(shè)計，并可以在“計算機組成原理課程設(shè)計”實驗過程中進行完善。教學實踐表明，將計算機指令系統(tǒng)的設(shè)計任務安排在“計算機組成原理”講授指令系統(tǒng)的過程中，可以讓學生在理論和實踐相結(jié)合的基礎(chǔ)上更深入地理解機器指令和指令系統(tǒng)之間的關(guān)系，掌握指令系統(tǒng)的分析和設(shè)計方法，還有利于對“計算機組成原理”后續(xù)知識點的理解。

2.1.1 設(shè)計要求

要求為一個八位字長的計算機設(shè)計指令系統(tǒng)。該計算機數(shù)據(jù)通路、運算器都是八位的，具有256字節(jié)的存儲器、八個通用寄存器以及其他的必要部件。設(shè)計的指令系統(tǒng)要求必須包含如下指令和尋址方式：

（1）數(shù)據(jù)傳送指令：包括取數(shù)、存數(shù)，寄存器之間傳送數(shù)據(jù)等指令。取數(shù)、存數(shù)應具有立即數(shù)、存儲器立即尋址、寄存器立即尋址等方式。

（2）運算指令：包括加法、減法、自加1、移位、取反等算術(shù)運算指令。

（3）轉(zhuǎn)移指令：無條件轉(zhuǎn)移指令、條件轉(zhuǎn)移指令。

（4）停機指令。

2.1.2 確定指令系統(tǒng)及指令編碼

由于設(shè)計的是八位計算機的指令系統(tǒng)，可以采用單字長和雙字長指令。例如，八位計算機的指令格式可以為：

一個完備的指令系統(tǒng)必須包括數(shù)據(jù)傳送、算術(shù)邏輯運算、程序控制等指令，能夠?qū)崿F(xiàn)約20~30條指令和常用的尋址方式，例如：

（1）取指令 （雙字長指令）

MOV　AC, Mi　Mi-->AC?。ˋC為累加器，Mi為存儲器地址）

（2）加法運算指令（單字長指令）

ADD　AC，Ri　AC＋Ri-->AC　（AC為累加器，Ri為通用寄存器i）

根據(jù)設(shè)計要求，表1給出了設(shè)計指令系統(tǒng)的一種方案。

指令系統(tǒng)的性能決定了計算機的基本功能，因而指令系統(tǒng)的設(shè)計是計算機系統(tǒng)設(shè)計中的一個核心問題。一臺真實的計算機通常是非常復雜的，學生不可能在有限時間中設(shè)計出來。我們要求學生設(shè)計的計算機功能較簡單，基本指令簡單、典型，學生容易掌握，也有利于后續(xù)計算機系統(tǒng)設(shè)計的開展。

2.2 控制單元的設(shè)計

控制單元的設(shè)計是計算機系統(tǒng)設(shè)計的重點和難點?；究刂茊卧脑O(shè)計問題包括如何形成和連接受控部件的控制信號，以及在何時使這些控制信號有效。學生獨立地設(shè)計控制單元，不僅可以使學生剖析和體驗設(shè)計的基本思路和方法，為今后設(shè)計計算機打下初步基礎(chǔ)，而且可以培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力，使學生有更多的想象空間和發(fā)揮空間。

2.2.1 設(shè)計要求

控制單元的設(shè)計有組合邏輯和微程序控制兩種方法，我們要求用組合邏輯來產(chǎn)生控制指令執(zhí)行的控制信號序列。整個設(shè)計需要綜合考慮，根據(jù)每個微操作對應的邏輯表達式生成控制信號。

2.2.2 組合邏輯控制單元的設(shè)計

根據(jù)指令系統(tǒng)的設(shè)計，對每一條指令進行細化，對指令執(zhí)行過程進行分析，確定執(zhí)行每一條指令所需的微操作數(shù)及節(jié)拍數(shù)、確定系統(tǒng)時鐘節(jié)拍數(shù)、以及確定每個節(jié)拍對應的微操作，形成每條指令的微操作時間序列表。并根據(jù)微操作時間序列表，在節(jié)拍信號和指令譯碼信號的作用下，得到所有微操作的控制信號以及使該控制信號有效的條件，形成每個微操作對應的邏輯表達式。根據(jù)邏輯表達式及其對應的控制信號產(chǎn)生電路，就可以完成具有整個指令系統(tǒng)的控制單元的設(shè)計。

控制單元的設(shè)計內(nèi)容我們有意識地安排在“計算機組成原理”課程講授控制器的過程中。學生們對于課堂上講授的有關(guān)控制單元的原理、概念和設(shè)計方法并沒有直觀的印象，單純的理論學習難免枯燥，難以提起學生們的興趣。教學實踐證明，在“計算機組成原理”講授控制單元的過程中，學生們對自己在第一階段設(shè)計的指令系統(tǒng)中的每一條指令執(zhí)行過程進行分析，對八位字長計算機的控制單元進行初步設(shè)計，可以把控制單元中的各個知識點串起來，可以有效加深對計算機工作中數(shù)據(jù)流和控制流概念的理解，進一步弄清計算機內(nèi)部結(jié)構(gòu)的時空關(guān)系，并極大地調(diào)動了學生們的學習興趣。

2.3 體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計

在計算機系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn)階段，根據(jù)自頂向下的設(shè)計方法，首先設(shè)計整個計算機的大體框架，即總體結(jié)構(gòu)圖，以求有一個大體的框架，對以后的設(shè)計工作起到指導作用。再依據(jù)自頂向下的設(shè)計思想，把整個計算機劃分為多個模塊，對各個模塊進行設(shè)計，然后綜合，完成整個計算機的設(shè)計。

2.3.1 設(shè)計要求

要求設(shè)計一個八位字長的計算機的體系結(jié)構(gòu)，該計算機數(shù)據(jù)通路、運算器都是八位的，具有256字節(jié)的存儲器、八個通用寄存器以及其他必要部件。在功能上，要求該計算機能夠完成單字節(jié)或雙字節(jié)加/減、單字節(jié)無符號乘法、16位除以8位除法等多種基本運算。要求設(shè)計的計算機系統(tǒng)能完成指定的功能，功能較強而又簡潔。

2.3.2 總體設(shè)計

按照學生所設(shè)計的指令系統(tǒng)的要求，參考一般計算機的數(shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu)，圖2給出了八位計算機總體結(jié)構(gòu)框圖的一種設(shè)計方案，規(guī)定了各功能部件的功能和各功能部件之間數(shù)據(jù)通路的走向。

在圖2中，AR為地址寄存器，PC為程序計數(shù)器，IR為指令寄存器，AC為累加器，GR為通用寄存器組，ALU為算術(shù)邏輯運算單元。C標志寄存器用來寄存進位C標志，Z標志寄存器用來寄存結(jié)果為零的Z標志。另外在圖2中還有兩個四選一開關(guān)和一個二選一開關(guān)，其中的一個四選一開關(guān)是用于形成C標志的輸入，另一個四選一開關(guān)用于控制數(shù)據(jù)總線，二選一開關(guān)用于控制地址總線。

2.3.3 功能部件的設(shè)計

基于所設(shè)計的計算機總體結(jié)構(gòu)，確定每一個功能部件的功能、功能部件與外部的連接端口信號、各功能部件與數(shù)據(jù)總線連接方案。

（1）運算器的設(shè)計

運算器由ALU、通用寄存器堆GR、累加器寄存器AC及數(shù)據(jù)選擇開關(guān)等組成，具有進位（C）、結(jié)果為0（Z）等狀態(tài)標志位。

能實現(xiàn)最常用的算術(shù)運算（加、進位加、減、借位減、自加1、自減1等）、邏輯運算（邏輯與、或、非）及移位、數(shù)據(jù)傳送等功能。

（2）控制器的設(shè)計

控制器包括脈沖源、啟動電路、節(jié)拍發(fā)生器、程序計數(shù)器PC、指令寄存器IR、地址寄存器AR和控制信號產(chǎn)生部件。整個設(shè)計需要綜合考慮，根據(jù)每個微操作對應的邏輯表達式生成控制信號。

（3）數(shù)據(jù)總線

數(shù)據(jù)總線的數(shù)據(jù)源較多，在設(shè)計過程中要注意各個數(shù)據(jù)源在數(shù)據(jù)總線上是否沖突。

簡單計算機體系結(jié)構(gòu)和各個功能模塊的設(shè)計環(huán)節(jié)，有助于學生在理論和實踐相結(jié)合的基礎(chǔ)上，深入了解計算機系統(tǒng)各部分的工作原理及相互聯(lián)系，加深對計算機工作中數(shù)據(jù)流和控制流概念的理解，加深整機概念，進一步弄清計算機內(nèi)部結(jié)構(gòu)的關(guān)系。

3 結(jié)論

“計算機組成原理”是學習計算機系統(tǒng)的關(guān)鍵課程，在完成基本原理知識學習的同時，必須加強對學生的創(chuàng)新意識、實踐能力和設(shè)計能力的培養(yǎng)。正是基于此點，根據(jù)從事計算機組成原理的教學經(jīng)驗，我校在理論教學過程中引入了設(shè)計性環(huán)節(jié)，充分重視培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。不僅活躍了課堂氣氛、拓展了師生溝通的渠道，而且便于在教學中及時發(fā)現(xiàn)學生存在的問題，達到教學相長的目的。對提高教學質(zhì)量、加深學生對所學計算機組成原理知識的理解、增強學生開創(chuàng)能力是非常有益的，符合新時期人才培養(yǎng)的需要。

在“計算機組成原理”設(shè)計性環(huán)節(jié)的教學實踐中，我們發(fā)現(xiàn)不同的設(shè)計方案越來越豐富，反映出學生的求知欲望是很強的，而且富有創(chuàng)新精神。設(shè)計性環(huán)節(jié)的教學實踐使我們深深體會到，除理論教學外，設(shè)計性實驗也是一個非常重要的環(huán)節(jié)。通過學生自己動手提高其綜合運用知識的能力，是培養(yǎng)大學生專業(yè)素質(zhì)的重要環(huán)節(jié)和有效途徑，無疑將對學生能力的培養(yǎng)起到積極作用。

參考文獻：

[1] 王保恒,肖曉強.計算機原理與設(shè)計.高等教育出版社，2005，(1).

[2] 劉芳,王志英,戴葵,陸洪毅,王進.“計算機組成原理課程設(shè)計”的教學實踐[J]. 第一屆中國計算機教育與發(fā)展學術(shù)研討會，2006，(8).

[3] 趙碩,楊欣宇. 計算機組成原理課程的設(shè)計性實驗[J]. 高師理科學刊，2005，(5).

[4] 徐愛萍等.計算機組成原理課程教學改革研究[J]. 高等建筑教育，2004，(3).

收稿日期：2007-1-18

作者簡介：劉芳（1971-），女，博士，國防科技大學計算機學院講師。主講“計算機原理”與“計算機原理課程設(shè)計”兩門主干課。研究方向為計算機體系結(jié)構(gòu)和信息安全。

通信地址：湖南長沙 國防科技大學計算機學院601教研室

郵編：410073

篇5

關(guān)鍵詞:計算機組成原理;三級實驗體系;CAI教學法;建構(gòu)主義

中圖分類號:G642 文獻標識碼:A

1引言

“計算機組成原理”作為計算機專業(yè)硬件課的核心課程,地位重要,既要注重基礎(chǔ)性,又要體現(xiàn)時代性。目前學生就業(yè)以軟件設(shè)計為主,學生會疑問:學習本課對以后工作有什么用處?授課老師不能回避。David A. Patterons指出,“軟件系統(tǒng)性能取決于軟件設(shè)計者對系統(tǒng)中硬件的理解程度。操作系統(tǒng)設(shè)計者、更多的軟件工程師需要有較強的計算機組織與設(shè)計的背景知識?！币虼艘驹趯W生個人發(fā)展制高點上解釋本課程重要性和地位,改變“輕硬件”的錯誤觀念。

師生對本課程普遍反映“難教、難學”,是由本課自身的特點決定的。首先,計算機組成原理的技術(shù)描述占主要,既沒有類似離散數(shù)學的證明、推導,又沒有類似數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的算法介紹,學生會覺得“理論、規(guī)律性不強”。第二,概念多,比較抽象,加上計算機技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了很多新概念、新技術(shù)。同時,本課程是一門理論與實踐性很強的專業(yè)課,不但需要精心安排理論授課,還要高度重視實驗課的教學。

在國內(nèi)計算機硬件人才培養(yǎng)弱化的環(huán)境下,從培養(yǎng)應用性人才出發(fā),使學生既掌握計算機系統(tǒng)各部分的工作原理,又具有較強的實際動手能力,改變當前學生“重理論、輕實踐,重軟件、輕硬件”的狀況,就成為我們這次“計算機組成原理”課程改革的主要問題。

2教學改革與實踐

如何改革“計算機組成原理”課程,以提高其教學效果和教學質(zhì)量,使它跟上計算機技術(shù)的發(fā)展步伐,是我們當前亟待解決的問題。在多年的教學實踐基礎(chǔ)上,我們對這門課程的教學進行了一些探索,本文主要從五個方面討論和總結(jié)本課程教學改革實踐情況。

2.1根據(jù)教學大綱和計算機的最新發(fā)展合理組織教學內(nèi)容

在教學內(nèi)容的編排上,依據(jù)教學大綱,重點突出,詳略得當。每一章的內(nèi)容都分為精講和選講兩部分,選講部分放手讓學生自學或討論,既培養(yǎng)了學生的自學能力,又節(jié)約了課時,避免了全堂灌輸?shù)摹疤铠喿印笔浇虒W。精講部分則要求授課老師講細、講透,并結(jié)合當今計算機技術(shù)的最新發(fā)展動態(tài),適當增加有關(guān)計算機各部件的演變歷史和最新技術(shù)知識,既提高了學生的學習興趣,又彌補了教材與實際的脫節(jié),提高了這門課的使用價值。例如在講各個部件原理時候,結(jié)合《ACM圖靈獎――計算機發(fā)展史的縮影》和《IEEE計算機先驅(qū)獎――計算機科學與技術(shù)的發(fā)明史》兩本書,講述計算機部件或者重要原理的發(fā)明者或設(shè)計者是如何攻關(guān)和鉆研的,學生對結(jié)合歷史講解原理的方式非常有興趣,教師引導學生在制定個人專業(yè)發(fā)展目標上要有超越這些杰出人物的設(shè)想,從而引發(fā)學生強烈的專業(yè)學習興趣。

2.2加強三級實驗體系環(huán)節(jié),注重應用能力的培養(yǎng)

“計算機組成原理”課程屬于工程性、技術(shù)性和實踐性都特別強的一門課程,因此,在開展好理論教學的同時,對實驗教學環(huán)節(jié)必須給予足夠的重視。通過實驗課教學,使學生具有較強的分析問題和解決問題的能力,以適應科學技術(shù)的飛速發(fā)展。從2000年起,我系開設(shè)了“計算機組成原理”實驗,并為之配置了配套的清華大學儀器廠的實驗設(shè)備TEC-2、TEC-2000,通過近年7個班的近700名學生的實驗教學,總結(jié)出了“5+1”模式的三級實驗體系結(jié)構(gòu),即“5個分解實驗”加“1門課程設(shè)計”,“5個分解實驗”分別為:運算器、微程序控制器、主存儲器擴展、并行接口電路I/O實驗和多級中斷實驗,“一門課程設(shè)計”即整機組裝實驗。它們隨課程進度分散在不同階段完成,這樣可使學生對計算機的每一部分都有深入的了解,以加深理解理論知識。

2.2.1三級實驗體系

將上述實驗分為基礎(chǔ)模塊實驗、綜合性實驗、設(shè)計性實驗的三級實驗教學體系。

第一,基礎(chǔ)模塊實驗階段。學習基本實驗儀器的使用、基本實驗方法和技術(shù)、實驗機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的組成。通過設(shè)計一系列小實驗的驗證和應用,要求學生掌握實驗系統(tǒng)單元模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及相關(guān)電子芯片的基本邏輯,理解單元模塊的工作原理及該單元模塊在整機系統(tǒng)中的應用。

第二,綜合性實驗階段。學習“計算機組成原理”這門課程的主要目的是讓學生建立整機思想,在掌握單元模塊工作原理的基礎(chǔ)上掌握計算機整機系統(tǒng)地協(xié)調(diào)運行。為了達到這一教學目的,我們在教學內(nèi)容中安排了一定量的綜合設(shè)計實驗,要求學生通過一系列此類實驗掌握整機運行模式,讓學生通過實踐,建立牢固的整機思想,進一步深刻理解理論知識。

第三,設(shè)計性實驗階段。這一實驗階段是原理應用能力的培養(yǎng)階段。通過這一階段的系列實驗,要求學生能利用在第二階段建立的整機思想,對指導教師提出的課題任務,提出解決方案,陳述原理的應用,自主設(shè)計實驗所用的單元模塊以及實驗步驟,進而通過實踐得出實驗結(jié)論。學生在這一階段,通過自主實驗的設(shè)計,從成功與失敗中受到訓練,得到整體素質(zhì)提高。

2.2.2CAI實驗教學和合理考核

在上述三級實驗教學體系過程中,我們采用以下的教學方法和比例合適的考核方法。

第一,采用CAI實驗教學法,改變學生“手忙腳亂”的實驗習慣。

在實驗教學中,如果教師在黑板上使用板書展示實驗儀器,會使學生感覺到很枯燥,分組講解又使教師工作量特別大,而且很抽象,影響教學質(zhì)量。因此我們采用先進的多媒體教學手段,生動形象地反映出實驗教學的全過程,利用Authorware、Flash等多媒體開發(fā)軟件,自行設(shè)計、制作課件(計算機組成原理實驗),對實驗設(shè)備所提供的功能進行全方位的描述。TEC-2000實驗計算機系統(tǒng)是一臺高度集成化的實驗臺,在做手動控制實驗時,必須撥動較多開關(guān)、按鈕。以前幾十個學生圍擠在一臺儀器前聽講解,部分學生根本無法看清聽清,嚴重影響實驗教學效果。而采用先進的多媒體教學手段,如采用實物投影儀或計算機多媒體系統(tǒng),教師可將儀器設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖、實物圖、工作原理邏輯框圖等制成幻燈片,上課時把它投影到大屏幕上,再結(jié)合實驗設(shè)備進行講解,學生分散坐在自己座位上,結(jié)合實驗設(shè)備邊聽邊看,使過去復雜、單調(diào)的內(nèi)容變得直觀、生動,充分調(diào)動了學生的學習積極性,增強實驗效果,提高實驗教學質(zhì)量。

第二,科學合理的實驗操作流程和實驗成績考核方法。

在每一個實驗前,由教師布置實驗任務和目的,然后由學生設(shè)計并完成實驗,這就要求學生在每一個實驗之前查閱大量資料,做好設(shè)計工作,實驗之后能總結(jié)實驗結(jié)果寫出相應的實驗分析。期末理論考核成績占70%,實驗考核成績占20%和平時考核占10%。實驗成績分為實驗準備、實驗檢查和實驗報告,實驗準備占20%、實驗檢查占60%和實驗報告占20%。

2.3采用“建構(gòu)主義”的教學模式,理論推導為主的教學方法

所謂“建構(gòu)主義”,即以學生為中心,在整個教學過程中由教師起組織者、指導者、幫助者和促進者的作用,利用情境、協(xié)作、會話等學習環(huán)境要素,充分發(fā)揮學生的主動性、積極性和首創(chuàng)精神,最終達到使學生有效地實現(xiàn)對當前所學知識的意義建構(gòu)的目的。

“計算機組成原理”理論性強、概念多、抽象,很多學生一直到整個課程學習完畢,都不知道學了什么,似懂非懂,沒有真正參與到學習過程中去,完全靠死記硬背記住一些知識點,各個知識點之間無法銜接,也就無法形成該課程的整體框架。因此,要改變“計算機組成原理”的教學效果,就必須在教學過程中充分體現(xiàn)“建構(gòu)主義”的教學思想,以學生為中心,實行以理論推導為主的教學方法。在每一個新內(nèi)容講授之前,教師可以先對上一個內(nèi)容進行簡單扼要的總結(jié),然后承上啟下地誘導出“接下來的內(nèi)容將要解決的是什么問題”或者“既然用這一種方法來解決問題存在著這樣缺點,那么,還有什么更先進的方法”等問題,把它作為任務,交給學生去分析、討論,學生有了明確的學習目標,就會投入到學習中去,發(fā)揮自身的主觀能動性,這樣既抓住的課程的主線,又極大地培養(yǎng)了學生的自學能力、創(chuàng)新能力和協(xié)作能力。

2.4建立“計算機組成原理”試卷庫,提高教學質(zhì)量

根據(jù)教材及大綱要求,參考往年全國各高?？佳性囶}、2009年以后全國計算機專業(yè)課統(tǒng)考試題以及國外教材的習題,我們建立了60份專門提供給學生的“計算機組成原理”試卷庫,該試題庫每隔2年更新一次。試卷庫涵蓋了學生必須掌握的所有知識點,但各套試卷中題目并不相同,學生通過復習,如果對60套試卷中的題目達到“四會”(計算、回答、分析、設(shè)計),我們的教學目的也就達到了。為了避免少數(shù)學生死記硬背,教師手中的期末考試試卷中必須含有一定比例的隨機補充或更新試題,否則影響教學效果的評價。試卷庫的建立大大減輕了教師工作量,也保證了教學質(zhì)量,成為衡量教學效果的一個重要指標。

2.5改變傳統(tǒng)觀念,強化教師自我素質(zhì),提高教學能力

教學改革的成功關(guān)鍵是要提高授課教師的自我素質(zhì),以適應現(xiàn)代開放式教學和現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展。作為一個高校教師,應該通過不斷學習,強化自我素質(zhì),以期達到教學思想、教學理念的更新,教學模式、教學方法的更新,知識結(jié)構(gòu)、技術(shù)層次的更新,教學技術(shù)、教學手段的更新。例如2008年4月,本人帶隊參加了“產(chǎn)學研多核技術(shù)青年骨干教師高級研修班”,和兄弟院校及Intel公司技術(shù)人員進行了多核新知識體系的交流與學習,并且于2008年秋季學期對本課程進行了多核課程建設(shè)的初步嘗試。

3結(jié)束語

作為研究型大學,在培養(yǎng)學生過程中,要注意授課模式必須結(jié)合自身科研進行講解,授課教師要結(jié)合自己的科研、論文的具體示例來講解課程,提高學生的課堂聽課效率,讓學生從本科階段就關(guān)注如何進行科研活動,從而激發(fā)學生做一個研究型的學生。同時給學生布置1～2篇綜述性的小文章,讓學生通過利用網(wǎng)絡資源查閱相關(guān)文獻,在課程內(nèi)采用Seminar的形式討論交流,以提高學生分析與交流的能力,從而增強學生的研究動手能力。

總之,利用計算機教學中的創(chuàng)造性因素,大膽地讓學生自由發(fā)揮,從而改變“滿堂灌”的弊病,形成以學生為中心的生動活潑的學習局面,需要我們不斷地努力進取,優(yōu)化教學設(shè)計,以先進理論來展現(xiàn)全新的教學思路,從而在計算機硬件課程教學中探索出“扎實的理論基礎(chǔ)和創(chuàng)新技能相結(jié)合”教育的嶄新天地。

參考文獻:

[1] 王愛英.計算機組成與結(jié)構(gòu)[M].4版.北京:清華大學出版社,2008.

[2] David A. Patterons,John L. Hennesy. Computer Organization&Design[M]. America: Morgan Kaufmann,2004.

[3] 鄭文斌,陳曉竹,劉硯秋.“計算機組成原理”課程教學改革探索[J]. 計算機教育,2007(6).

[4] 謝俐,楊樂,楊魯. 引入建構(gòu)主義思想實行計算機公共基礎(chǔ)課程實踐教學改革[J]. 科技創(chuàng)新導報,2008(8).

[5] 方愷晴,張洪杰. 計算機組成原理實驗課程教學新方法的探討[J]. 計算機教育,2007(4).

[6] 陳金兒,王讓定,林雪明,等. 基于CC2005的“計算機組成原理與結(jié)構(gòu)”課程改革[J]. 計算機教育,2006(11).

[7] 陽建雄. 計算機組成原理實驗網(wǎng)絡化教學的探索與實踐[J]. 實驗室科學,2008(3).

[8] 張連華.《計算機組成原理》課程實踐教學目標設(shè)計[J]. 電力學報,2008(2).

Teaching Reform&Practice of the Course “Computer Organization Principles”

JIANG Yong-guo, GUO Zhong-wen, FENG Yuan, HONG Feng, XU Hui-min

(Information College, Ocean University of China, Qingdao 266100, China)

篇6

關(guān)鍵詞：計算機組成原理試驗課程；網(wǎng)絡在線試驗平臺；建設(shè)模式

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）16-0207-02

計算機系統(tǒng)類課程在信息類專業(yè)教學過程中具有舉足輕重的作用，尤其是系統(tǒng)類課程中的計算機組成原理課程的實驗教學過程對于學生系統(tǒng)觀念的形成具有無可替代的地位。計算機組成原理是非常重要的計算機系統(tǒng)類核心課程，其在工科的計算機系統(tǒng)性學習占有舉足輕重的作用。目前，計算機組成原理的實驗課程已不僅僅是理論課程的補充或附屬，而是作為一個重要的環(huán)節(jié)和關(guān)鍵組成部分越來越受重視。社會及信息技術(shù)的發(fā)展要求高校培養(yǎng)的人才不僅掌握扎實的理解知識，還要有很強的實踐動手能力及創(chuàng)新能力。

對于計算機組成原理課程來說，傳統(tǒng)在實驗室的實驗課程已不能滿足現(xiàn)有需求，需要新型實驗課程教學平臺來滿足課程的需求。因此，計算機組成原理的實驗教學改革是目前各高校面臨的一項重要任務。目前，雖然在實驗室的實驗教學可以激發(fā)學生實驗興趣和創(chuàng)新能力，但是實驗設(shè)備的緊缺與實驗室開放時段的限制，使得學生的實際動手設(shè)計與操作時間大大縮短，不能滿足學生學習的需求。

目前以MOOC課程為代表的網(wǎng)絡教學在給傳統(tǒng)教學模式帶來了極大挑戰(zhàn)的同時，卻給學生們的學習帶來了極大的便利，使他們足不出戶就可以學習到最好的教師講授的最好的課程。正是由于MOOC課程帶來的沖擊，目前基于網(wǎng)絡技術(shù)來展開教學的研究開始出現(xiàn)在教學改革與研究領(lǐng)域，但是目前所進行的網(wǎng)絡教學改革主要針對文化課程，鮮有針對實驗課程的嘗試。而計算機系統(tǒng)類課程的建設(shè)應采取網(wǎng)絡在線實驗系統(tǒng)平臺代替實際實驗平臺，將為學生提供可以遠程在線設(shè)計實驗的計算機系統(tǒng)類在線實驗課程平臺，使得學生可以在線完成課程實驗的綜合設(shè)計與仿真。打破由于實驗設(shè)備的緊缺與實驗室開放時段的限制，使得學生的實際動手設(shè)計與操作時間大大縮短，不能滿足學生學習需求的限制。因此，開展網(wǎng)絡在線實驗系統(tǒng)平臺建設(shè)對提高當前形勢下本科生的質(zhì)量極為重要。

但是目前鮮有研究涉及該領(lǐng)域，作者認為：在課程建設(shè)過程中，需要重視教學方式方法的改革以及網(wǎng)絡技術(shù)的應用和網(wǎng)絡資源平臺的建設(shè)。但是目前教學體系與模式存在以下問題，具體包括：①教學資源不完整。在有限課時情況下，要實現(xiàn)教師少講精講，又要完成教學內(nèi)容，尤其是實驗方面要求教師和學生用較少的課時完成必修的實驗，且要求學生能夠理解掌握，就必須提供足夠的基礎(chǔ)教學資源，以滿足學生課外自主學習的需要。限于技術(shù)原因，目前，有一些基礎(chǔ)教學資源仍不能在課程網(wǎng)站上實現(xiàn)共享。②缺乏溝通與互動平臺。知識的學習是通過“教”與“學”來完成，目前高校的授課模式注定了學生與教師的交流大多集中在課堂上，而課時的限制使得教師根本無法對學生的疑問進行一一的解答。這造成學生在課外自主學習時，尤其是硬件實驗設(shè)計，學生在線進行實驗仿真，遇到疑難知識點，無法及時與教師溝通。而目前學校使用的網(wǎng)絡教學平臺無法實現(xiàn)在線答疑和討論，師生之間的課外互動需要依靠QQ群、短信、飛信等公共網(wǎng)絡通訊平臺進行，給師生之間和學生之間實時快捷的深度互動帶來諸多不便。③缺少自測和實驗驗證平臺。雖然現(xiàn)有課程資源中有一些實驗設(shè)計例程，但尚缺乏對學生進行手把手進行實驗設(shè)計的教學視頻及對學生所學知識點掌握情況的測試例程，不便于師生對學生自主學習的效果進行即時評價；同時，對于一些大型課程作業(yè)，目前也缺乏師生間和學生間交流討論以及作業(yè)提交和評價的平臺。④缺少遠程實驗平臺。目前缺少可以供學生遠程實驗的實驗平臺，學生只能依靠實驗課有限的課時動手完成實驗，沒有可靠的遠程平臺供課前的預習，及課后的復習理解。對于計算機系統(tǒng)類課程，學生僅靠實驗課的有限時間無法提高動手實踐能力。因此，對于計算機系統(tǒng)類課程來說，亟需開發(fā)出可以供學生遠程體驗實驗課程的平臺。⑤無法管理與監(jiān)督?，F(xiàn)有課程網(wǎng)站只是實現(xiàn)了課程資源的網(wǎng)絡化，并不能實現(xiàn)課程教學的網(wǎng)絡化，即學生只是從課程網(wǎng)站上獲取一些基本課程資源，如課件、教學錄像等，但教師卻無法跟蹤和管理學生課外學習的情況，教師對每位學生課外自主學習的時間和效果缺乏考核評價方法。目前，教師對學生自主學習的情況只能根據(jù)課外作業(yè)、課堂提問和課堂討論時學生的表現(xiàn)加以評價，未能真正實現(xiàn)對學生學習過程的跟蹤與考察。

綜上所述，為滿足學生自主學習的需要，亟需建立一種基于網(wǎng)絡的在線實驗平臺，可以綜合提供并收集各種教學資源（收集功能來自于學生們提交的各種大型課程作業(yè)），滿足師生之間和學生之間深度互動和討論答疑的需要，記錄和統(tǒng)計學生自主學習情況和規(guī)律，并滿足學生對知識點掌握情況的自測和測試，以及大型作業(yè)的討論和提交。具體研究實施思路為：①現(xiàn)有教學資源在網(wǎng)絡教學綜合平臺上的合理匯交。擁有現(xiàn)成的教學資源和已經(jīng)建設(shè)的網(wǎng)絡教學平臺，并不是說簡單地將前者上傳到平臺上就能構(gòu)建適合本課程的網(wǎng)絡教學綜合平臺。因此，在收集并上傳現(xiàn)有教學資源的基礎(chǔ)上，根據(jù)本課程的特點，進行二者之間的兼容與適應性的調(diào)整是需要研究的主要內(nèi)容。②設(shè)計與建設(shè)系統(tǒng)設(shè)計在線平臺。利用現(xiàn)有網(wǎng)絡信息平臺，建成可供學生遠程實驗的在線平臺。該計算機系統(tǒng)類在線實驗平臺需要提供典型的演示實驗供學生觀摩學習，系統(tǒng)可提供平臺使用幫助說明，實驗結(jié)果需要能及時反饋供學生分析設(shè)計。③進一步完善課程資源。對知識點和重點、難點進行梳理，根據(jù)需要設(shè)計出三大類題目，構(gòu)建課程設(shè)計例程庫。第一類主要用于學生自測，設(shè)計為較簡單的設(shè)計例程，方便學生對在線平臺的熟悉，考查學生對單一知識點的復習與掌握；第二類題目用于考查學生綜合分析利用知識的能力，包括方案設(shè)計及綜合分析型實驗；第三類是大型作業(yè)和課程綜合實驗，分別實現(xiàn)簡化的CPU與編譯器，目的是培養(yǎng)和考查學生利用所學知識分析問題、解決問題的能力以及分工協(xié)作的團隊意識。④構(gòu)建在線自測、設(shè)計提交和評價平臺。對于以上各類知識點，將題目與答案分別存入計算機系統(tǒng)類在線實驗平臺。第一類知識點學生在完成題目后可進行自主學習的自我評價，并據(jù)此安排學習進度。如可能，在自測系統(tǒng)中，將設(shè)計類似目前大多網(wǎng)絡游戲中普遍采用的“沖關(guān)”模式，即以自測結(jié)果反饋控制學生是否可以進入下一環(huán)節(jié)的學習，以增加自主學習過程的樂趣；對于第二類題目，該平臺將提供學生在線提交和教師在線批改功能，同時對學生完成情況具有統(tǒng)計記錄和分析功能；對于第三類題目，平臺將提供分組、組內(nèi)討論以及師生間交流討論功能。⑤構(gòu)建在線答疑與互動平臺，實現(xiàn)師生間和學生間的深度互動。主要包括三個方面：一是師生可以針對某一問題，在線展開答疑與討論，這一點可以基于校園網(wǎng)絡教學綜合平臺實現(xiàn)，教師組成員負責答疑；二是可以找專門負責人員將對答疑問題進行統(tǒng)計和分析，反饋指導實驗教學重難點的梳理以及例程庫等教學資源的建設(shè)和完善；三是利用互動平臺，提高學生對課程設(shè)計網(wǎng)絡綜合平臺建設(shè)的參與度。一個有效的網(wǎng)絡平臺課程資源共享與利用機制需要教師和學生的完美結(jié)合和彼此間深度互動，因此，我們將利用互動平臺，調(diào)查學生自主學習過程中的需求，并使他們成為平臺質(zhì)量評價的最直接、最有力的監(jiān)督者。⑥構(gòu)建管理與跟蹤統(tǒng)計平臺，監(jiān)督指導學生自主學習。構(gòu)建出的“計算機系統(tǒng)類在線實驗平臺”，可以利用學?，F(xiàn)有的“江南大學網(wǎng)絡教學綜合平臺”課程登錄與管理的功能，統(tǒng)計學生在線學習次數(shù)、時間等基本信息，統(tǒng)計人員可重點關(guān)注這些統(tǒng)計數(shù)據(jù)以及學生參加答疑與互動討論的情況與其課程學習效果及自主學習能力培養(yǎng)之間的關(guān)聯(lián)性，以期總結(jié)出培養(yǎng)學生自主學習能力的一些基本方法和規(guī)律。

通過以上改革，可以實現(xiàn)學生自主學習所需要的教學資源以及學生自主學習管理評價的網(wǎng)絡化，構(gòu)建師生交流互動平臺，從而重構(gòu)實驗學習流程（教師課堂傳遞信息+學生實驗課前利用平臺仿真學生課前獲取、吸收、消化信息+教師實驗課堂互動討論），轉(zhuǎn)變實驗教學模式（教師課堂傳授知識為主學生課外獲取知識為主），革新實驗教學理念（以教師為中心以學生為中心），轉(zhuǎn)換師生角色（教師：主演導演；學生：配角主角），深化課程建設(shè)的內(nèi)涵，進一步提高教學質(zhì)量，培養(yǎng)具有自主學習和持續(xù)學習能力的高素質(zhì)人才。

參考文獻：

[1]肖娟，張雯霧，王嵩，等.虛擬實驗系統(tǒng)在計算機組成原理實驗教學改革中的應用[J].計算機教育，2014，（14）：33-36.

[2]許太安.MOOC發(fā)展及其對高等教育的挑戰(zhàn)[C]//第七屆全國高校計算機網(wǎng)絡教學暨網(wǎng)絡工程專業(yè)建設(shè)研討會，2014：98.

篇7

集成電路技術(shù)的發(fā)展，使集成電路和處理器的關(guān)系密不可分。隨著多核技術(shù)的出現(xiàn)，處理器已經(jīng)變成構(gòu)成系統(tǒng)級芯片（SoC）的基本單元，因此，從集成電路的功能級設(shè)計層面講，計算機系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)采用的方法就是大規(guī)模集成電路（VLSI）系統(tǒng)的設(shè)計方法。從卓越人才培養(yǎng)的角度，VLSI系統(tǒng)設(shè)計是微處理器的邏輯實現(xiàn)手段，而數(shù)字邏輯是計算機組成的物理實現(xiàn)基礎(chǔ)。學生的數(shù)字邏輯系統(tǒng)設(shè)計能力和VLSI系統(tǒng)設(shè)計能力直接決定了其計算機系統(tǒng)設(shè)計能力。因此提升學生計算機系統(tǒng)設(shè)計能力的關(guān)鍵是提升學生的數(shù)字邏輯系統(tǒng)設(shè)計能力和VLSI系統(tǒng)設(shè)計能力。為了切實提高計算機工程專業(yè)方向本科學生的計算機系統(tǒng)設(shè)計能力，教學改革研究工作的目標確定為：以數(shù)字邏輯設(shè)計方法為設(shè)計基礎(chǔ)、以硬件描述語言為設(shè)計工具、以硬件仿真系統(tǒng)為設(shè)計環(huán)境、以FPGA為系統(tǒng)實現(xiàn)手段、以計算機系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)為目標和主線，將計算機系統(tǒng)設(shè)計實踐完整地貫穿于專業(yè)核心課程之中；教學改革研究思路確定為：系統(tǒng)視角、整體優(yōu)先、設(shè)計牽引、講做結(jié)合、注重能力。該研究思路不同于一般的課程群，不是簡單的知識點的審視，是“自頂向下”的觀點和“自底向上”的實現(xiàn)的一種結(jié)合方法，最終目標是提升計算機工程專業(yè)方向本科學生的計算機系統(tǒng)設(shè)計能力。

2研究內(nèi)容

計算機工程專業(yè)方向的主干課程包括數(shù)字邏輯、計算機組成原理、匯編語言、計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、嵌入式系統(tǒng)、計算機設(shè)計與調(diào)試、計算機系統(tǒng)設(shè)計、VLSI系統(tǒng)設(shè)計等。課程各有目標，課程之間有宏觀上的先后順序，有微觀上的相互穿插，有內(nèi)容上的重疊。經(jīng)過近幾年的教學研究和改革，各門課程都發(fā)生了非常大的變化[1]：VLSI課程中會涉及算術(shù)邏輯單元的設(shè)計甚至處理器設(shè)計方面的內(nèi)容；匯編語言的作用已經(jīng)從編程工具轉(zhuǎn)變?yōu)槊枋龊屠斫庥嬎銠C系統(tǒng)工作原理的有效工具；HDL語言和仿真工具不再專屬于數(shù)字邏輯電路設(shè)計領(lǐng)域，已經(jīng)成為計算機系統(tǒng)設(shè)計的通用語言和工具。但是，由于總目標不明確，導致課程分頭講，實驗分頭做，總體學時不少，最終效果欠佳。筆者的主要研究內(nèi)容以計算機系統(tǒng)設(shè)計為目標，從能力培養(yǎng)的視角看待和理解數(shù)字邏輯、計算機組成原理、匯編語言、計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、嵌入式系統(tǒng)、計算機設(shè)計與調(diào)試、VLSI、計算機系統(tǒng)設(shè)計等課程，借鑒CDIO的思想，將系統(tǒng)設(shè)計思想和設(shè)計實踐貫穿整個計算機工程專業(yè)方向人才培養(yǎng)過程。

2.1重新審視和修訂教學計劃

在研究過程中，我們首先整理涉及的各門課程的全部知識點，對相互影響的重要知識點整體排序，整合相近和相似的知識點，歸并出一些重要的專題，提出有利于培養(yǎng)計算機系統(tǒng)設(shè)計能力的完整實踐教學體系，全線引入HDL語言，全線引入基于FPGA開發(fā)板的設(shè)計實驗，緊密配合理論課、設(shè)計方法課、實踐課，形成“學習—構(gòu)思—設(shè)計—實現(xiàn)”的完整過程。

2.2數(shù)字邏輯電路設(shè)計課程內(nèi)容的改革

數(shù)字邏輯電路設(shè)計課程改革的研究重點是設(shè)法強化和提升學生使用硬件描述語言說明硬件系統(tǒng)的能力，將硬件設(shè)計語言的介紹提前到課程的開始部分，使學生在學習數(shù)字邏輯電路設(shè)計過程中就開始使用硬件設(shè)計語言，相當于使學生掌握了一個設(shè)計工具，為計算機組成原理課程和計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程提供支持，另外，從教學上形成學習數(shù)字邏輯電路設(shè)計就是學習集成電路設(shè)計的理念。數(shù)字邏輯電路設(shè)計課程的實驗既有使用邏輯電路器件搭建實驗電路的傳統(tǒng)型實驗，又有使用FPGA開發(fā)板的設(shè)計實驗。

2.3計算機組成原理課程的教學改革

計算機組成原理課程借鑒“深入理解計算機系統(tǒng)”教材中的思想，調(diào)整了部分課程內(nèi)容和授課重點，比如，在數(shù)據(jù)表示部分增加了C語言的整數(shù)表示以及比較運算的示例，在存儲器部分增加了程序訪問局部性原理的C語言示例，在指令系統(tǒng)部分增加了尋址方式的C語言示例等。增加C語言的示例是進行教學視角調(diào)整的一種嘗試，由于學生已經(jīng)學習過C語言，已經(jīng)初步掌握了編程方法，但是并不清楚程序在計算機內(nèi)部，特別是在計算機系統(tǒng)底層硬件中是如何表示、如何執(zhí)行的。通過在計算機組成原理課程中增加一些C語言的示例，讓學生真正理解程序的執(zhí)行過程。

2.4計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程內(nèi)容的調(diào)整

計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程在課程內(nèi)容方面進行了一些調(diào)整，主要為了更好地與計算機組成原理和計算機設(shè)計與調(diào)試等課程銜接。增加多核處理器和多線程調(diào)度等方面的內(nèi)容；對教材中給出的一些具體處理器實例給予更多關(guān)注，比如Pentium、PowerPC和MIPS處理器實例等；重視向量運算和向量處理器部分的內(nèi)容。

2.5計算機設(shè)計與調(diào)試課程實踐教學改革

計算機設(shè)計與調(diào)試課程把以往讓學生設(shè)計實現(xiàn)一個有十幾條基本指令的微程序控制器改變?yōu)樵O(shè)計實現(xiàn)向量協(xié)處理器；以PowerPCRISC處理器的指令系統(tǒng)為參考，把設(shè)計PowerPC擴展指令協(xié)處理器AltiVec模塊中的VSFX指令部分作為教學內(nèi)容。整個設(shè)計任務分為8個相互聯(lián)系、難度逐步增加的子任務，通過教師引導、分組討論、學生實踐、實現(xiàn)設(shè)計、完成測試等一系列教學環(huán)節(jié)，讓學生完成協(xié)處理器中的部分設(shè)計工作并熟悉完整的協(xié)處理器的設(shè)計與調(diào)試方法。

2.6嵌入式系統(tǒng)設(shè)計課程實踐教學改革

嵌入式系統(tǒng)設(shè)計課程開發(fā)出嵌入式系統(tǒng)計算機結(jié)構(gòu)及相關(guān)軟件的綜合實驗，使硬件與軟件相結(jié)合，強化對學生計算機綜合開發(fā)應用能力的培養(yǎng)，提高學生的實踐能力。綜合實驗要求學生完成一個嵌入式系統(tǒng)開發(fā)實現(xiàn)的全過程，包括完成硬件、軟件的功能分配，進行主控數(shù)字系統(tǒng)硬件的設(shè)計和制作，設(shè)計驅(qū)動和功能軟件，硬件、軟件的分別測試與綜合測試等。

2.7VSLI系統(tǒng)設(shè)計課程實踐教學改革

VSLI系統(tǒng)設(shè)計課程的實踐教學改革，把實踐分為3種類型：課程實驗、自主實驗和課程設(shè)計，3種類型的實驗全部基于Nexys3FPGA開發(fā)板進行設(shè)計。課程實驗包括XilinxFPGA設(shè)計流程、Nexys3FPGA開發(fā)板主要模塊接口設(shè)計和基于IP的數(shù)字電路設(shè)計等。自主實驗部分的題目類型包括：串—并轉(zhuǎn)換電路、FIFO存儲器設(shè)計、大數(shù)加法器設(shè)計和FIR數(shù)字濾波器設(shè)計等。課程設(shè)計部分的題目類型包括密碼協(xié)處理器設(shè)計、數(shù)字信號協(xié)處理器設(shè)計和圖像處理協(xié)處理器設(shè)計等。

3實驗室建設(shè)

天津大學計算機科學與技術(shù)學院2006年建立了數(shù)字邏輯電路設(shè)計實驗室、計算機組成實驗室、計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實驗室、嵌入式系統(tǒng)實驗室，建立了超大規(guī)模集成電路設(shè)計與應用研究所。實驗室配備了數(shù)字邏輯實驗臺、計算機組成原理實驗臺、計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實驗臺（帶有FPGA模塊）、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計實驗臺等教學實驗設(shè)備。這些實驗室和實驗設(shè)備能夠滿足常規(guī)的計算機系統(tǒng)實驗，但對計算機系統(tǒng)設(shè)計能力培養(yǎng)的支持還不夠。為此，學院2013年與美國Xilinx公司合作，建立了天津大學—美國Xilinx公司計算機系統(tǒng)設(shè)計聯(lián)合實驗室，實驗室配備了50多塊Nexys3FPGA開發(fā)板，實驗時可以滿足每人一塊開發(fā)板的要求。超大規(guī)模集成電路設(shè)計與應用研究所于2012年引進BEECube公司先進的BEE3系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于計算機系統(tǒng)的第三代商用FPGA系統(tǒng)，包括4個Virtex5FXTFPGA芯片，以及高達64GB的DDR2ECCDRAM和8個用于模塊間通信的10GigE接口。有了Nexys3FPGA開發(fā)板和BEE3系統(tǒng)，我們具備了實現(xiàn)學生設(shè)計的各種計算機系統(tǒng)的設(shè)備平臺，為培養(yǎng)學生計算機系統(tǒng)設(shè)計能力提供了強有力的支撐。

4結(jié)語

篇8

關(guān)鍵詞：教學研究；計算機組成原理；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）29-0046-02

《計算機組成原理》是高校計算機科學與技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)工程等專業(yè)核心的基礎(chǔ)課程。該課程要求學生掌握計算機內(nèi)部各部件的主要組成結(jié)構(gòu)和基本工作原理，在整個計算機專業(yè)課的教學體系中具有承上啟下的作用。該課程具有知識面廣、內(nèi)容多、難度大等特點，教師教學難度高、學生學習難度大。因此對《計算機組成原理》課程進行教學研究，探索更有效的教學方法和教學手段是必不可少的。

一、課程教學中存在的問題

1.《計算機組成原理》課程的特點?！队嬎銠C組成原理》課程概念繁多、結(jié)構(gòu)復雜，涉及計算機內(nèi)部的運算器、控制器、存儲系統(tǒng)、指令系統(tǒng)和輸入輸出系統(tǒng)等各部件的組成結(jié)構(gòu)和工作原理，授課過程中需要分析各種運算方法、結(jié)構(gòu)圖、信號流程圖等，所講授的內(nèi)容都集中于芯片的內(nèi)部，看不見、摸不著，非常抽象。這些特點要求教師不僅對基本概念要清楚，還要有較強的系統(tǒng)性和邏輯性，同時要能及時反映計算機發(fā)展的新技術(shù)和新動向，更必須根據(jù)學生對課程教學的反應，總結(jié)經(jīng)驗和教訓，改進授課方法，使教與學達到完美的結(jié)合。

2.傳統(tǒng)教學模式的弊端。傳統(tǒng)教學模式更多的依賴“灌輸”式教學，教師將授課內(nèi)容通過課本、PPT原封不動的傳授給學生，學生被動接收這些抽象的計算方法、部件結(jié)構(gòu)和信號流程，難以理解、毫無興趣，漸漸失去了對課程的學習積極性，這非常不利于培養(yǎng)學生的自學能力和創(chuàng)新能力。所以針對課程的特點和傳統(tǒng)模式的弊端，教師必須吸取經(jīng)驗、揚長避短，在授課過程中注意對學生的引導，讓學生在學習過程中變被動為主動，學會主動思考，從而啟迪學生思維，激發(fā)學生學習的主動性，提高其學習興趣和學習效率。

3.實踐環(huán)節(jié)不夠重視。針對《計算機組成原理》課程的特點，學生要理解封裝在芯片內(nèi)的部件結(jié)構(gòu)和原理，模擬和實驗是非常重要的方法，所以實踐課程在整個教學工作中是必不可少的教學環(huán)節(jié)。但是傳統(tǒng)的教學過程中，對實踐環(huán)節(jié)仍然不夠重視，表現(xiàn)為：①實驗課時太少。將理論教學作為主要的教學環(huán)節(jié)，導致學生的實踐動手能力得不到充足的鍛煉。②實驗題目設(shè)置不夠合理。學生只做幾個驗證性實驗，缺乏設(shè)計性、綜合性實驗來培養(yǎng)學生的思考能力和動手能力。③實驗環(huán)境有待改善。實驗系統(tǒng)和裝置更新速度慢、技術(shù)落后，無法完成整機實驗和設(shè)計性、綜合性實驗，難以實現(xiàn)培養(yǎng)學生能力的目標。

二、教學改革的探索

1.精選教材、教參，合理組織教學內(nèi)容。首先，選好教材和教參是首要任務。目前《計算機組成原理》可選擇的教材很多，在課程的內(nèi)容安排、章節(jié)銜接、表述方式等方面都有所不同。我們選取白中英主編的《計算機組成原理》（科學出版社）作為主教材，該教材內(nèi)容全面、系統(tǒng)性強，使學生在掌握計算機的組成結(jié)構(gòu)和功能原理的基礎(chǔ)上能建立整機概念，有合理的知識結(jié)構(gòu)并力圖反映新技術(shù)和新動向，非常符合本門課程的教學要求。另外選用唐朔飛主編的《計算機組成原理》（高等教育出版社）作為輔助教材。其次，合理組織和安排各項教學內(nèi)容。針對《計算機組成原理》課程在課程體系中的地位和作用，在教學初始就要對授課內(nèi)容做好規(guī)劃。在課程內(nèi)容組織過程中注重其承上啟下的內(nèi)容安排，對于《數(shù)字邏輯電路》等先修課在課程教學之初即要求掌握，同時在教學過程中體現(xiàn)該課程對后續(xù)課《計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》、《微機原理與接口技術(shù)》、《嵌入式系統(tǒng)》等課程的重要性。必須嚴格要求課程教學大綱、教學日歷、教學課件和教案等各項教學文件，以課程大綱為基礎(chǔ)，明確教學要求和學時分配，合理組織各部分內(nèi)容，突出重點、說明難點，在教學日歷、課件和教案中具體體現(xiàn)。課程考核與成績評定也是課程教學的重要環(huán)節(jié)。對于該課程的考核，需要從學生的課堂表現(xiàn)、實驗情況以及期末考試等多個方面綜合考量，真正考查學生的掌握情況和理解程度，鍛煉學生解決問題的能力。

2.改革教學手段?！队嬎銠C組成原理》涉及的結(jié)構(gòu)圖和邏輯圖較多，抽象性和技術(shù)性非常強，學生很難理解。而對于在結(jié)構(gòu)圖上介紹的各組成部分的工作原理，學生學起來更是難上加難。如果是傳統(tǒng)的照本宣科的講解方式，只會抹殺學生的學習興趣。所以，我們將多媒體技術(shù)應用到課程教學當中。對于復雜的、抽象的邏輯結(jié)構(gòu)或工作流程，通過動畫演示的方式加以表述，原本枯燥生硬的內(nèi)容變得生動形象了，復雜難懂的結(jié)構(gòu)原理也變得簡單易懂，這大大提高了學生的學習積極性，教學效果明顯改善。另外，實物展示也是很好的教學輔助手段。在講解計算機的各個組成部分時，都可以通過展示實際部件來進行說明，從而讓學生主動探索各部件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和原理。

3.教學方法的改革。讓學生在學習過程中變被動為主動，需要教師正確引導學生，鼓勵學生多思考、多討論，鍛煉其解決問題的能力。因此我們在教學過程中，需要多種教學方法相結(jié)合，取長補短，以提高教學質(zhì)量。①采用啟發(fā)式教學方法。首先，突出重點、確定難點；其次，講解時針對重點難點知識提出問題，啟發(fā)學生主動思考；然后，再一起分析問題，由學生提出解決方案；最后解決問題。例如：在講解第五章“中央處理器”時，大部分人都知道CPU對于整個計算機的重要性，但是對CPU內(nèi)部的組成結(jié)構(gòu)與工作原理卻不清楚，而這部分卻是本門課程中非常重要的一個知識點。對這部分的講解可以通過幾條典型指令的指令周期來實現(xiàn)，這里就可以首先提出問題，讓學生考慮指定位置的指令怎么處理，并讓大家簡單描述處理過程，這時激發(fā)了學生的學習主動性，最后通過對典型指令處理過程的學習加深了學生對CPU工作原理的認識和理解。②采用形象化教學方法。將課程中復雜抽象的概念以及重要部件的結(jié)構(gòu)和原理，用通俗易懂的例子進行類比，或用生動形象的動畫效果來演示。例如：上面所說的CPU原理的講解，每一條指令的每一個處理過程都可以通過動畫效果演示給學生看，這大大提高了學生的學習興趣。另外在講解浮點運算器的流水技術(shù)時，可以以工業(yè)加工中的流水線做類比。將浮點運算的各個運算步驟對應到牛奶裝盒流水線，簡化現(xiàn)實牛奶裝盒流程，假設(shè)有封裝奶盒、殺菌消毒、蓋印日期三個步驟，對應浮點加減運算的對階、尾數(shù)加減、規(guī)格化三個步驟，類比講解流水技術(shù)的實現(xiàn)過程，使得課程中枯燥、抽象、難懂的內(nèi)容變得形象易懂，大大激發(fā)了學生的學習興趣，加深了學生的理解和認識。③運用討論式教學方法，培養(yǎng)學生的參與性。針對課程中的重點和難點知識，也可以通過討論的方式，讓學生各抒己見，提出解決辦法，從而加深對知識的理解和掌握，并鍛煉其思考能力和團隊意識。通過討論也培養(yǎng)了學生的獨立思考和分析判斷問題的能力。

4.強化實踐教學環(huán)節(jié)。為了讓學生學好理論知識，提高實踐動手能力，必須加強實驗教學改革。首先，改善實驗環(huán)境。我校針對組成原理課程，專門建設(shè)了計算機組成和結(jié)構(gòu)實驗室，可以完成基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗和研究性實驗，充分鍛煉學生的實踐動手能力，并培養(yǎng)其思考問題和解決問題的能力。其次，合理安排實驗教學課時。我們將組成原理課程的實驗課時設(shè)置為18學時，利用9周的時間可以讓學生不僅實現(xiàn)簡單的驗證性實驗，還能在此基礎(chǔ)上完成設(shè)計性實驗和綜合性實驗，讓學生對計算機的硬件組成和原理由淺到深逐步掌握。再次，合理劃分實驗小組，有效完成實驗考核。課后提交實驗報告，并做實驗總結(jié)。對于設(shè)計性和綜合性實驗，一般安排3人一組，每個小組做好分工。實驗老師課上檢查實驗成果，課后小組提交實驗報告，說明分工情況以及實驗過程，并做實驗總結(jié)。通過合理的分組和考核方式，每個學生都積極參與到實踐環(huán)節(jié)，動手能力大大提高，團隊意識得到加強。

《計算機組成原理》課程的教學研究和改革需要從教學活動的各個環(huán)節(jié)出發(fā)，作為一名教育工作者，一定要靜下心來、虛心請教，探索更加行之有效的教學方法和改革措施，這是一項需要嚴謹對待并持之以恒的長期工作，也是需要不斷學習的過程。

參考文獻：

[1]白中英.計算機組成原理[M].北京：科學出版社，2002.

[2]王忠華，屈會芳.“計算機組成原理”課程教學的改革與實踐[J].計算機教育，2007，（13）：251-252.

[3]陳越.《計算機組成原理》課程教學研究[J].福建電腦，2008，（2）：209.

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中圖分類號：G434；TP305-4

0 引言

計算機組裝與維護是高等職業(yè)技術(shù)學院計算機專業(yè)所特有的一門專業(yè)技能課程。課程以硬件組裝、軟件安裝為基礎(chǔ)，以系統(tǒng)維護和故障維修為主線，涵蓋了計算機硬件系統(tǒng)的組成、組裝，CMOS設(shè)置、操作系統(tǒng)與驅(qū)動程序的安裝，常用系統(tǒng)軟件的安裝、使用，以及系統(tǒng)優(yōu)化、維護及測試，常見故障的診斷和處理等內(nèi)容[1]。雖然學生多數(shù)擁有計算機，但類型、品種、型號各有不同，不利于授課和實操的標準化，同時，由于器件的損耗、使得所需硬件設(shè)備不可能在任何時刻為同學開放，因此，學生在課余期間進行課程實踐或理論學習成為了一個比較突出的問題。隨著網(wǎng)絡技術(shù)和多媒體技術(shù)的成熟、教學改革的不斷推進、網(wǎng)絡化教學的深化，近年高職院校越來越重視微課的推廣。微課教學能縮減教學內(nèi)容，有效促進課程簡化，提取課程知識點精華和抓住實踐操作的關(guān)鍵部分，使得內(nèi)容合理易懂，并能突破學習時間和空間的局限。 1 高等職業(yè)學校的教學現(xiàn)狀

筆者在教學經(jīng)歷中發(fā)現(xiàn)在高等職業(yè)學校的教學實踐中學生對于某一個問題或知識點從了解到理解再到運用自如平均需要4到5次重復性學習，在實驗課程中則平均需要3次親自操作，可見，知識點的重現(xiàn)以及個人操作的重復對于理論和實操性強的科目十分重要。此外，課程規(guī)定課時有限，設(shè)備開放給學生時間有限，加上設(shè)備的損耗，純粹的課堂教學已經(jīng)不能滿足學生知識充分汲取的需求。再者，隨著課程時間增加，學生的精力呈現(xiàn)下降趨勢，對于需要大量實操的計算機學科，課程結(jié)束后，學生只能留下部分操作片段，即使而親自操作，也隨著時間的流逝快速忘卻，這樣會嚴重影響教學效果。最后，課程的設(shè)置是一個系統(tǒng)的鏈條，環(huán)環(huán)相扣，一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)缺陷，會影響后續(xù)的授課。綜上所述，我們有必要尋找一種新的教學方式來升級我們課程的載體。

2 微課的特點

1）教學時間較短：教學視頻是微課的核心組成內(nèi)容。根據(jù)中小學生的認知特點和學習規(guī)律，時長一般為5至8分鐘左右。因此，相對于傳統(tǒng)的40分鐘的一節(jié)課的教學課例來說，課例片段更容易獲得學生的全程關(guān)注。

2）教學內(nèi)容較少：相對于較寬泛的傳統(tǒng)課堂，微課的問題聚集，主題突出，更適合教師的需要，"微課"的內(nèi)容更加精簡，一般就只講一個知識點，一個課程就一個主題。

3）資源容量較?。何⒄n以視頻為主，配套輔助資源為輔，總?cè)萘恳话阍趲资鬃笥?，師生可觀摩課例，查看教案、課件等輔助資源，視頻格式須支持網(wǎng)絡播放的流媒體；也可靈活方便地下載保存到設(shè)備上實現(xiàn)隨時隨地學習，同時方便教師的觀摩、評課、反思和研究[2]。

4）促進課程教學創(chuàng)新。微課內(nèi)容屬于輕量級，課程制作者成為課程的開發(fā)者。教師能從局部小范圍開始對課程進行思考、推演、驗證。課程研發(fā)內(nèi)容一定是自己感興趣的、有能力解決的問題。

5）成果簡化、多樣傳播。因為內(nèi)容具體、主題突出，所以，研究內(nèi)容容易表達、研究成果容易轉(zhuǎn)化；因為課程容量微小、用時簡短，所以，傳播形式多樣。

3 微課在計算機組裝與維護中的具體應用

全世界的智能手機用戶人數(shù)到2016年將超過20億，即超過全球1/4人口，智能手機增長的絕大部分份額將來自中國，已經(jīng)有超過5億智能手機用戶。當今的學生幾乎是人人都有智能手機，作為微課程最好的載體之一，學生的智能手機可轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€移動的學習平臺。這是一種教學改革，有效地提高教學效果，同時鼓勵學生自主學習，活躍課堂氣氛，豐富課余學習生活[3]。

計算機組裝與維護是一門實踐操作性很強的課程。計算機主機的拆裝、軟件的安裝卸載、系統(tǒng)配置都是課程重要的環(huán)節(jié)。有效地利用實踐課時，提高教學質(zhì)量和效率是我們的著重的方向。我們分別對課程核心知識點的理論講解和實踐、微課資源整合和教學效果的反饋、激發(fā)學生自主學習的興趣三個方向考慮，結(jié)合微課的特點，為計算機組裝與維護課程教學提供新的思路。

1）課程核心知識點的理論講解和實踐。課程歸納起來有十四章，其中理知識中包含很多計算機組成原理的內(nèi)容，包括CPU結(jié)構(gòu)、內(nèi)存容量計算、硬盤結(jié)構(gòu)、BOIS基本操作、總線時鐘、外部設(shè)置原理等，是計算機的理論基礎(chǔ)，需要重復多次，把重要的單個知識點進行微課制作，為學生提供課前課后學習；對于實踐操作部分，如電腦機箱的拆裝、系統(tǒng)安裝、病毒查殺、網(wǎng)絡連通配置等，除了把正確的示范操作制作為短視頻，還需要準備必須的輔助軟件，以及學生的追加創(chuàng)作。有了這些微課資源，學生可以有更多機會和時間去重復理論知識和實踐操作回顧，甚至有了比較明確的預習目標。

2）微課資源整合和教學效果的反饋。可以預見，一旦微課的資源積累逐漸完整，學生的學習效率也會逐漸體現(xiàn)，但這種體現(xiàn)的載體不能只反映在成績上，還應該有一套完整的、與微課程配套的教學效果反饋機制。微課通過移動設(shè)備應用軟件或者網(wǎng)絡門戶，為教學效果提供平臺。在實操環(huán)節(jié)，在教師的指導下，學生可把每次自己的動手操作過程以視頻模式保存在反饋平臺中。反饋平臺也成為教師和學生再次評估教學效果的另一種手段，也使微課資源趨于完善。另外，該平臺是電子模式，可以在網(wǎng)絡上無縫對接，可以在校園網(wǎng)上搭建資源庫以分享課程資料，促進教學改革。

3）激發(fā)學生自主學習的興趣。沒有樂趣的事情是無法吸引學生的注意力，教學應該注重教學過程的趣味性。微課中每個節(jié)點只有一個知識點，學生學習后會有記錄瀏覽的示意功能。參與者可以看出在整個課程知識點鏈上的學習攻克進度，從其中獲得成就感。其次，視頻形式生動直觀，配合理論講解很容易吸引參與者的注意力，并在注意力將要減退時完成教學，恰到好處。

4 結(jié)束語

在微課視角下，針對目前高職院校高等數(shù)學教學改革中所存在的問題，引入了微課這種新型的教學模式，不僅使的平時成績的考核更加有效，同時也落實了教學反饋的有效開展。工欲善其事，必先利其器，高職院校教學應該用最新的網(wǎng)絡技術(shù)來武裝自己，必須要重視新興高效的教學模式。我校在這個方面提供大力的支持，師生一致認為微課是適合當前教育改革發(fā)展方向，也是一個值得深入研究的課題。

參考文獻：

[1] 冉維原，楊新永. 計算機組裝與維護[M].北京：清華大學出版社，2013：9-1.

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關(guān)鍵詞：計算機組成原理；教學改革；啟發(fā)式教學

一

“計算機組成原理”是計算機專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，學生通過本課程的學習，可以從層次的觀點掌握計算機組成和運行機制方面的基本概念、基本原理、基本設(shè)計和分析方法等系統(tǒng)知識，奠定必要的專業(yè)知識基礎(chǔ)；可以從系統(tǒng)的觀點，理解提高計算機整機的軟硬件性能的各種可行途徑，了解計算機系統(tǒng)中軟件、硬件的功能劃分和相互配合關(guān)系；從計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的角度初步了解進一步提高系統(tǒng)性能的主體思想，能站在更高層次上思考和解決工作中遇到的問題。

本課程是計算機專業(yè)的核心課程之一，在整個計算機專業(yè)課教學中起著承上啟下的作用，為后續(xù)課程的學習打下重要的基礎(chǔ)。但是在實際教學過程中，往往不能達到預期的理想教學效果。主要包括以下一些問題：

一是課程內(nèi)容比較抽象，學生不易理解，且課程的內(nèi)容比較死板，往往無法激發(fā)學生的學習興趣。

二是與其他相關(guān)課程聯(lián)系緊密，在教學中往往會較多涉及其他相關(guān)課程的內(nèi)容，而受到課時限制不可能講授所有知識點。

三是課程有些內(nèi)容相對陳舊，跟不上計算機技術(shù)發(fā)展的最新趨勢，尤其實踐教學環(huán)節(jié)薄弱。

二

對“計算機組成原理”課程教學進行改革，提高課程的教學質(zhì)量、達到預期的教學效果是當前急需解決的問題。

1.合理安排教學內(nèi)容

一方面，“計算機組成原理”課程的特點是內(nèi)容較多、概念抽象，難學，難懂。為了搞好“計算機組成原理”的課程建設(shè)，教師必須與時俱進，改進教學內(nèi)容，對于教材的內(nèi)容做適當刪減和補充。比如在“指令格式”舉例中，教材所介紹的機型目前已經(jīng)很少使用了，可以適當縮減內(nèi)容；而對于一些應用比較多的機型的指令格式可以適當增加，這樣學生既了解了不同機器指令格式設(shè)計上的差別，也對當前應用較多的機器指令格式有所認識，具有更好的實用效果。

再比如在講解“存儲器”這部分內(nèi)容時，軟盤存儲器、磁帶存儲器等也已經(jīng)很少被使用，對這些內(nèi)容也可以適當刪減，而補充閃存的存儲原理，這樣學生在學習理論知識的同時也學到與實踐和應用相關(guān)的知識。

另一方面，“計算機組成原理”課程與其他一些專業(yè)課程密切相關(guān)，在安排教學內(nèi)容時要盡量考慮與其先修及后續(xù)課程的融合?！坝嬎銠C組成原理”課程的先修課程包括模擬電子技術(shù)、數(shù)字邏輯、匯編語言程序設(shè)計等；后續(xù)課為程操作系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡、計算機體系結(jié)構(gòu)，各專業(yè)課程知識之間是密切聯(lián)系的，如果教學只局限于本課程，就會造成學生知識結(jié)構(gòu)過于單一，不能很好地融會貫通，形成完整的科學體系，因此，講授中應重視與其他相關(guān)課程的銜接與融合。比如講解“虛擬存儲器”時，可以與操作系統(tǒng)課程中的多任務管理相結(jié)合；講解“指令系統(tǒng)”時，可以引用匯編程序設(shè)計課程中的一些80×86中的指令實例等。

2.采用啟發(fā)式教學方法

啟發(fā)式教學是教師啟發(fā)學生積極思維，使學生主動掌握知識的教學方法。啟發(fā)式教學應做到內(nèi)容突出，通過問題引出重點和難點內(nèi)容，然后分析問題并啟發(fā)學生解決問題，達到更好的效果。比如在講解“溢出”這部分內(nèi)容時，如果只是簡單介紹溢出的概念，學生就不容易理解。我們可以通過實際補碼加減運算時兩個正數(shù)相加結(jié)果為負數(shù)，以及兩個負數(shù)相加結(jié)果卻為正數(shù)來引入溢出的概念，引導學生分析溢出產(chǎn)生的原因是什么，這樣就會收到更好的教學效果。

教師在授課時應與學生互動，避免教師一味講解的情況發(fā)生，充分激發(fā)學生的主動性。對一些重點內(nèi)容，教師可以多提出一些問題讓學生思考，這樣當教師再講解答案時，學生可以有更深刻的印象。比如講解“尋址方式”這部分內(nèi)容時，可以讓學生比較各種尋址方式的特點，然后再講解各種尋址方式的主要應用領(lǐng)域，如此就容易記憶了。

“計算機組成原理”課程理論性強，概念比較多且比較抽象，由于計算機設(shè)計與實現(xiàn)的很多方法和技術(shù)就是來源于日常生活，因此，在講解時可以盡量拿日常生活中的一些例子來進行類比，幫助學生理解概念。比如可以用鐘表的時間校準來類比補碼的實現(xiàn)；用賓館的房間來類比存儲器單元的編址；用交通道路來類比總線；用員工職務高低來類比優(yōu)先級別等。教師對課程的內(nèi)容做到充分掌握，講課時就可以用一些通俗易懂的實例來解釋復雜的概念，真正提高教學質(zhì)量。

3.采用多媒體與黑板相結(jié)合的教學手段

充分采用多媒體的手段來授課是必要的，因為通過多媒體課件的演示，可以給學生一個感性、直觀的認識，使學生集中注意力加深對內(nèi)容的理解。比如在講解“指令周期”的數(shù)據(jù)流時，通過一個工作流程動畫的演示，從取指到分析譯碼到最后指令的執(zhí)行過程一目了然，學生很容易理解整個過程。但是教師并不能完全依賴于多媒體手段，而是要與黑板講授方式結(jié)合起來。因為某些推導過程如果通過多媒體課件來放映，不利于學生理解結(jié)果是如何推導出來的。比如Booth法，它是由校正法推導得來的，因此最好在黑板上講解整個推導過程，學生才能有深刻的印象。

4.實驗教學注重實用性

“計算機組成原理”這門課屬于工程性、技術(shù)性和實踐性都特別強的一門課。因此，在開展好課堂教學的同時，必須對實驗教學環(huán)節(jié)給以足夠的重視，要有充足的實驗學時，提供實驗性能良好的實驗計算機系統(tǒng)或?qū)嶒炑b置，能進行反映主要教學內(nèi)容的、水平較高的實驗項目。教學的整個過程中，在深化計算機各功能部件實驗的同時，加強對計算機整機硬件系統(tǒng)組成與運行原理有關(guān)內(nèi)容的實驗；在堅持以硬件知識為主的同時，加深對計算機系統(tǒng)中軟硬件的聯(lián)系與配合的認識。因此，在實踐教學中要注重做到：

（1）及時更新實驗設(shè)備，實驗設(shè)備的選擇要考慮是否能利用計算機新的技術(shù)，是否能開發(fā)學生的實踐能力。

（2）設(shè)置合理的實驗項目，實驗的內(nèi)容應與課程重點內(nèi)容相對應，除了運算器、存儲器、數(shù)據(jù)通路等基本驗證性實驗外。還應適當增加設(shè)計性實驗，以增強學生的實際動手能力。

（3）從根本上改變學生“重理論，輕實驗”的態(tài)度，要求大家必須完整記錄并整理實驗數(shù)據(jù)，認真完成實驗報告。

改進后的計算機組成原理實驗教學將應用性、技術(shù)的前沿性和趣味性很好地結(jié)合在一起，與課程內(nèi)容完全對應，使學生更容易理解相關(guān)理論知識。

計算機技術(shù)的發(fā)展日新月異，計算機教育也應該與時俱進，跟上計算機發(fā)展的步伐。作為一名教師，應該從課程的內(nèi)容，授課方法，教學手段等多方面積極進行改革，從而提高教學質(zhì)量，培養(yǎng)出優(yōu)秀的計算機人才。

參考文獻：

[1]唐朔飛.計算機組成原理(第2版)[M].北京：高等教育出版社,2008.