三本生《計算機組成原理》教學探討

田建立　張林中

在計算機及相關專業中，《計算機組成原理》是其專業基礎課程之一，它在先導課程數字電路以及后繼課程匯編語言程序設計、接口技術、單片機原理等之間起著承上啟下的作用。該課程主要研究單臺計算機的基本組成原理以及計算機常用的邏輯器件、部件的原理、參數及使用方法，概念抽象、內容多、難度大。民辦高校是新形勢下我國高等教育體制改革的產物。經過幾年的發展，民辦高校已經成為高等教育的重要組成部分，是延伸高等教育資源、滿足廣大人民群眾高等教育需求的有效途徑。但民辦高校的本科生是在三本線上錄取到的(以下簡稱“三本生”)。與一本和二本的學生相比，其綜合素質并不差，思想活躍、自我意識強，但是他們普遍基礎不扎實、自制能力、學習動力和自覺性不夠。

為了提高教學水平，完善教學質量，我們對在民辦高校三本生中《計算機組成原理》課程的教學進行了一些粗淺的研究和探討。結合三本生自身的知識水平、理解能力，擬就教材選擇、教學過程等方面略抒己見，以求教于專家同行。

一、教材選擇

在教學活動中，教材的地位舉足輕重。教師通過教材來實施教學大綱、組織教學活動。可以說教材的質量在很大程度上決定了教學的質量。所以要精選教材、合理組織教學內容。

1精選合適的教材

目前各個高校都在大量壓縮課時，而內容又不能減少，因此選擇一本主線清晰、組織銜接合理得當、難度適中、學生容易接受的合適的教材相當重要，在課下學生可以自己看書預習新知識。目前各大學選用的教材基本上都是國內外的著名教材，如：王愛英的<計算機組成與結構》；白中英的《計算機組成原理》等等，我們選用了白中英的《計算機組成原理》作為教材。

2合理組織教學內容

由于三本生基礎不扎實、理解能力相對較差，在講解一個概念、原理時需要更多的時間，同時也要畫一些原理圖配合學生理解。計算機的基本原理也在逐漸變動當中，因此講授的應該是現代計算機廣泛采用的一般組成原理，而不應該拘泥于某一特定機型，同時結臺當今計算機技術的發展，適當增加有關計算機各部件的演變歷史和最新技術的知識，這樣不但可以提高學生的學習興趣，還彌補了教材和實際的脫節，提高了這門課的使用價值。

內容組織應該強調并從“整機”概念出發，圍繞“存貯程序并順序執行”這一基本思想，以馮·諾依曼型計算機的五大部件為主線來組織教學內容。同時教材中用來闡釋的主機模型最好與學校現有的實驗機類型一致，否則會造成理論和實驗環節的脫節，影響實驗課的教學質量。

二、教學過程

1“以問促學”的啟發式教學

所謂啟發式教學，是指在課堂上激發學生思考問題，然后引導學生提出問題，又引導學生去思考如何解決這個問題的教學方式。

在《計算機組成原理>這種理論性較強而又抽象的專業課的教學過程中，要充分體現“以學生為主體”、“教師為指導者、幫助者和促進者的作用”的教學思想。激發學生的學習興趣，積極參與到學習過程中。每當一個新內容講授之前，教師可以先對上一個內容進行簡單扼要的總結．然后承上啟下地誘導出接下來的內容將要解決的是什么問題，或者說“既然用這一種方法來解決問題存在著缺點，那么，如何改進這些方法哪”，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，就掌握了學習的主動權。在學習過程中就能積極投入到問題的分析討論中，充分發揮自身的主動性，激發靈感，極大地培養了自學能力、創新能力、協作能力。例如，在講授機器碼時，可以向學生提出怎樣把真值中的正負符號在計算機中表示出來呢?從而引出了把符號位數值化了的原碼，又從原碼加減法的繁瑣引出補碼，因補碼的符號位可以參與運算，使運算簡單；再從由原碼直接求補碼的計算機實現過程過于繁瑣這一缺點引出反碼，反碼很容易求得。這樣把主線一拉，學生就會把這幾種原本枯燥無味的機器碼的定義、作用以及它們之間的運算都掌握了。

在學生分析討論問題過程中，要先讓學生獨立思考、討論，教師只在學生無法進行下去時予以啟發或引導。采用這種“以問促學”的啟發式教學方法以后，對某些問題學生可能會提出多種不同的解決方案，有的觀點還是非常新穎、很有參考價值的，這充分體現和激發了學生的創造性思維。因此我們在講課的過程中，要有意識地提出一些現象或問題，誘發學生思考。有時候并不要他們具體作答，只是引起他們思考．這樣學生在聽講過程中，能主動參與，他們就會將自己想的和教師講的作比較，對問題的理解會比較深刻。

2此喻教學

歷史上，某些科學技術的發明和創新往往來源于生活。而作為一名教師，將一些課程中的工作原理用生活中的某些例子加以形象比喻，將會使教學內容顯得生動活潑，使學生更易于接受，對三本生而言，可能更為適用。就(計算機組成原理)這門課的內容而言，這種比喻可說是比比皆是。唾手可得。

例如，在介紹“補碼”的概念時，可以從常用鐘表的順時針轉和逆時針轉等具體的實物來比喻，從這個具體的事例中引出“補碼”這個抽象的概念，學生就很容易理解了。

在計算機的輸入輸出方式中，其查詢控制方式和中斷控制方式在微機中是常用的輸八輸出方式。其工作原理的比喻例子就更多了，譬如說：一個排球教練對不同水平、不同速度的運動員進行接發球訓練。由于運動員水平不同、速度不同，該教練在訓練某個隊員時，不斷發問：問他是否作好了接球準備．若未準備好，教練員則等待，一旦得知該隊員準備好了，才將球打過去。由于教練員水平高、技術好．所以這種方式不能充分發揮教練員的工作效率，但這種方式倒是可以與不同速度的運動員達到速度上的匹配，這就是查詢輸出方式的工作原理。

3緊跟時代步伐，不斷添加新知識

由于現代計算機技術發展很快，而一本教材往往要使用幾年，有些新的內容未在教材中體現，這就要求教師平時注意收集、積累，把新知識補充到教學中去。例如講到某一種硬件(主存、輔助存儲器等)時，都要分析一下現在的這種器件發展到了什么階段，有了什么樣的創新，可以通過上網查詢或去硬件市場實地考察。在課堂上列舉出某種硬件的多種最新型號并解釋它們之間的差別。有了具體的實例，學生聽得津津有味，甚至有一部分同學還會主動參與進來，和老師一起討論、研究，對原來深奧的理論有了更深的理解。無形之中在書本和現實世界問架起一座橋梁，既拓寬學生的知識面，同時也讓他們更深刻理解本課程的現實意義。

三、利用多種教學工具進行教學

計算機內部組成的工作過程和原理，特別是現在的電路集成度越來越高，很多部件和電路往往被封裝在一塊芯片中，學生不易掌握。而計算機科學與其他學科不同，它是一門發展速度極快的學科。如果學生不從原理上理解教學內容，幾年后其知識就會忘記或因老化而被淘汰。我們可以利用計算機制作動態的多媒體課件，將計算機的工作原理動態地呈現出來，使模糊抽象的概念變得直觀、形象，這樣既增強了學生的感性認識又提高了學習興趣，極大地提高了教學效果。

但是，目前很多多媒體教學軟件都是“課堂演示型”的，多數都是將教師原來在黑板上的板書、講解、圖解以動態的方式在計算機中演示，并且可以反復演示，讓學生反復消化、理解。這種教學模式雖然能夠讓學生全面系統地學習知識，并在較短的時間內學到前人的經驗，但是它仍然是教師講授模式，是以教師的教為主體，并沒有充分激發學生的主觀能動性。

對于三本生來說，培養的目標不僅要求學生在就業時動手能力較強，并且要能夠在實踐中不斷提出創新思想。我們還可以在課下利用網絡實現答疑、提交作業、批改作業等，和學生互動的交流各種新的思想、方法，來充分調動學生的主觀能動性。

四、重視實驗教學，適當增大實驗課程的分量

為了使學生對基礎理論有更深入的了解，同時也為了發揮學生的主動性和創造性，我們加強了教學實踐環節的改革，要求任課教師和實驗教師同時到實驗課堂，以更好地解答學生的問題。

本門課程成績計算以前都是以筆試為主，輔以實驗考核。這就造成了許多學生重理論、輕實踐．動手能力比較差。現在我們建立了以學生解決實際問題的能力為標準的考核方式，讓學生在理解理論的同時勤于實踐，而不是讓他們在考前去死記硬背。期末總成績由平時成績(平時作業、課堂提問、出勤)、實驗成績(實驗報告、出勤、實驗考核)和期末考試成績組合而成，各占一定的百分比。這樣能公平合理的反映出學生的真實學習情況，打破了傳統的課程考試成績主要由期末一次性考試決定的單一做法，將學生期末突擊復習的學習習慣改變為將考試重點分散、學習時間合理分配的科學學習方法，真正達到素質教育的要求。

總之，在面向新世紀的高等教育改革中，教學內容和教學方法的改革是重中之重。采用以上的方法，在民辦高校三本生《計算機組成原理》教學中產生了良好的效果。