民辦院校計算機組成原理教學現狀分析及解決對策

　　摘 要： 本文分析了《計算機組成原理》課程的教學現狀，從教學內容、教學方法、教學手段和教學實踐環節等幾個方面，提出了教學改革策略。本文作者結合自身的教學實踐經驗，介紹了該課程的教學過程模式設計。
　　關鍵詞： 民辦院校 計算機組成原理 現狀 解決對策
　　
　　在計算機及相關專業中，《計算機組成原理》是一門非常重要專業基礎課程，具有理論性強、內容多、難度大、理解抽象等特點。民辦高校出于投入與產出的考慮，在教學資金投入方面更多考慮教學產業的收益，所以在教學投入普遍存在僅僅能滿足教學要求的現象，甚少考慮如何加大投入資金采購設備以提高教學效率。教師應就地取材和結合先進的教學方法，盡量在有效的教學資源支持下，緊密聯系學生，介紹有效的學習方式，爭取教學效率最大化。
　　一、民辦院校《計算機組成原理》課程教學現狀
　　1.教學環境資源匱乏，教學平臺不完善
　　由于資金投入不足，大部分民辦院校的計算機組成原理課程主要采用還是傳統的板書和多媒體輔助講授形式上課，學生學習方式也停留在傳統的課堂聽講、課后作業練習的模式。有限的教學資源導致教學手段單一，對課程中抽象的內容如何高效地講授缺少有效的手段。學生與教師之間的交流也僅僅建立在日常的課堂教學環境中，缺乏全方位的交互平臺。這種種現象必然導致教學效率不高，學生學習積極主動性下降，學習效果差等后果。
　　2.理論與實踐教學嚴重脫節
　　不少院校的計算機組成原理實踐教學方法單一，還停留在使用簡單的試驗箱基礎上。有些院校甚至把理論課和實驗課設置成兩門課程，造成了理論與實踐嚴重脫節，從而影響了實踐教學的質量。另外，實踐練習方式單一，基本沒有社會實踐進行知識拓展。
　　3.學校和學生對該門課程的重要性認識不足
　　計算機組成原理是計算機科學與技術系的一門核心專業基礎課程，從課程的地位來說，它在先導課和后續課之間起著承上啟下的作用。但是由于該課程偏重于理論性，課程成果產出不明顯，因此很多院校僅僅將其作為一門普通課程來開設。學生覺得該課程中講授的內容距離實際應用比較遠，與其學習計算機的內部電路和工作原理，還不如學習一些編程技術來的實用。基于以上原因，學生學習熱情不高，沒有做到全身心地投入到該課程的學習中。
　　4.缺乏穩定高效的課程教學團隊
　　民辦院校辦學歷史大多較短，很多院校的內涵建設不夠充分，院校教學團隊的建設沒有得到足夠的重視。教學科研能力偏弱和研究成功積累不足直接導致計算機組成原理課程建設的不完善，從而也影響課程教學的開展。
　　二、《計算機組成原理》課程教學設計
　　1.教學內容和學習資源設計
　　（1）建立以行為目標導向的課程組織結構
　　針對不同專業、不同層次的學生選擇合適的教材，以教材為中心，圍繞教材內容進行學習資源、教學活動、教學策略等方面的設計。
　　（2）設計課程的學習資源
　　學習資源即所有“可資學習之源”，指對學習者在學習過程中可以利用的一切資源，包括課程的補充學習材料、練習、測試題，以及網絡教師、學習伙伴、同步或異步交流內容、網絡外部鏈接，等等。在計算機組成原理的教學過程中可以考慮建設課程的教學網站，將學生學習過程中所能夠利用的各種結構化和非結構化的資源組織起來。教學網站提供課程的背景材料、講解性材料、課程案例、練習和測試題等資源。同時，在教學網站中搭建教學交流平臺，實現教師與學生、學習伙伴之間進行同步或異步的交流。
　　2.設計高效的開放式教學過程模式
　　“關于深化教育改革、全面推進素質教育的決定”指出“智育工作要轉變教育觀念，改革人才培養模式，積極實行啟發式和討論式教學，激發學生獨立思考和創新的意識，切實提高教學質量。要讓學生感受、理解知識產生和發展的過程，培養學生的科學精神和創新思維習慣，重視培養學生收集處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力、語言文字表達能力，以及團結協作和社會活動的能力”。
　　“決定”指明了教學模式改革在教學工作中的重要地位。教學過程模式的設計目標在于改變教師與學生傳統的教與學的觀念，達到使教師從傳統的中心地位走出來，培養以學生為中心的觀念；使學生從傳統的被動學習中解放出來，做到自主學習、獨立探索、提高創新能力。我經過不斷的教學探索和總結，結合“六步教學法”在計算機組成原理課程教學中設計多維一體四步教學過程模式，在教學資源網站平臺支持下，采用“導學—討論—實踐—總結”的教學流程。
　　（1）導學
　　在進入課程學習之前，將《計算機組成原理》課程的教學大綱、教學日歷、重點難點、實驗要求、預備知識，以及要達到的教學目的等內容介紹給學生，同時發布在教學網站上面，使他們了解、掌握與學習有關的所有情況，便于自主、能動學習。另外，在教學過程中，建立協作學習小組，在每章節教學開始之前為學生提出問題、確定假設、給出推理與驗證思路、指導資料獲取方法、引導學生順利學習好指定的學習內容。
　　（2）討論
　　經教師導學和協作學習小組自學之后，該章節內容開始講授之前和學生就相關內容展開討論。在討論中，教師和學生處于相同的地位，師生通過互動討論，建立感情，體現群體作用；同時，在課堂教學以外，通過教學網站的交流平臺也可以進行討論，以方便學生隨時遇到問題時能求得幫助。交流平臺以教材的章節編號來進行組織，使得交流范圍和內容更加具有針對性，也方便其他同學進行查閱。討論方案的設計要考慮點面結合，例如，介紹補碼運算之前可以對照原碼設計討論題目“補碼在計算機的使用意義”。通過討論，學生能夠自主地去了解和掌握補碼表示，從而引出補碼運算規則等內容。教師可通過討論式教學，引導學生養成正確的邏輯思維習慣。特別對于一些有質疑、值得爭辯的問題，要引導學生在課堂上即興討論，拋出大體思路，達到釋疑解惑的目的。
　　（3）實踐
　　這里是指對理論課堂教學中比較抽象的內容進行輔助實驗證明，或者通過作業和課程設計等進行檢驗或驗證，找出問題與差距，修改原設計方案，循環進行直到相對比較最好。例如，在學習原碼一位乘和補碼一位乘之后，布置任務要求學生通過編程實現模擬寄存器中如何移位，如何處理寄存器中位數限制的問題。通過親身體會和驗證，學生對知識的掌握更為深刻。
　　（4）總結
　　一是對討論內容的總結，二是對實踐環節的總結。方法可采用在教師指導下由學生進行，也可由教師完成。
　　“多維一體”的教學過程模式指在教與學的過程中以學生為主體，教師為輔助參與者，利用文字教材、音像、動畫、電子教案、教學網站等各種資源進行教學，同時也方便學生進行自主學習。
　　有研究指出：人的情感對學習的效果影響極大，有激情的學習可以使人很快進入最佳的學習狀態，而消沉抵觸的學習將影響學習者的學習能力的發揮，導致學習效果下降；基于人文主義就是在教與學的過程中，師與生建立起融洽的氛圍，從而激發學生的情感與潛能，可以促進學生的能動學習熱情，達到滿意的學習效果；群體合作可以使不同層次、不同年齡、不同閱歷、不同水平的學生通過分組研討和網上學習，共享資源、切磋經驗、展開競賽、情感交流、研究合作，使之經過討論和協商，在一種親和、認同、感染中取長補短，獲得最有效的學習指導和幫助，取得滿意的學習效果；利用多種媒體輔導是當今信息社會不可缺少的手段，在計算機網絡、尤其是Internet高度發展和普及的今天，利用網絡和多媒體技術進行學習是歷史的必然，通過這種方式的學習，不僅可以使學員學到應該學習的知識，而且可以使他們掌握現代學習技術和現代的學習方法。
　　
　　多維一體四步教學模式激發了學生的學習積極性、主動性和探索性；及時反饋、發現和掌握學習者情感和技能目標，提高教學質量和學習效果。
　　3.完善實驗教學
　　實驗教學是培養學生具有較強動手能力和創新意識的重要環節，是全面提高學生素質的有效途徑，在培養學生多種能力方面起著理論教學不可替代的作用。
　　目前高校計算機組成原理課程實驗方式主要有兩種［１］：一種是利用固定結構的實驗平臺，這些實驗平臺將CPU的各個組成部件全部做好，學生只需按要求連線、撥動相應輸入或控制開關來完成實驗；另一種是應用EDA技術進行實驗，利用軟件生產商提供的軟件先設計實驗電路，然后將實驗電路下載到實驗FPGA以后，利用實驗儀的相應硬件資源直觀地觀察實驗結果來驗證實驗電路的設計。這種固定結構的實驗平臺可幫助學生深刻理解計算機主要部件的工作原理，提高學生動手能力；但其缺點是都是驗證性實驗，實驗內容的擴展性不強，學生的設計難以突破實驗箱的限制。完善實踐平臺，在單一的以實驗箱做實驗的基礎上，增加軟件仿真環境豐富實驗項目。
　　除了完善校內的實驗環境，教師還可以組織學生參加各類相關的競賽，創造機會參加社會實踐拓展，尋求多樣化的實踐方式和機會，激發學生的學習熱情和提高動手能力、創新能力。
　　4.建立穩定的教學團隊
　　教育部［教高16號］文件指出：“‘十一五’期間，國家將建設一批優秀教學團隊，提高教師隊伍整體水平。”教學團隊建設已成為現階段高等院校教學改革的重中之重。課程教學團隊的建立，對提高教學質量具有重要的推動作用。《計算機組成原理》作為計算機專業中的基礎課，對《數字電路》、《操作系統》、《匯編語言程序設計》等課程的開設起到承前啟后的銜接作用，實際操作中可以將擔任該幾門課程教學的教師組成一個教學團隊，有利于教學開展。
　　三、結語
　　深化《計算機組成原理》課程教學改革，有利于提高教師的教學水平和教學質量，促進課程的建設與發展，提高學生的硬件設計能力。但是教學改革涉及教學活動的各個方面，教學方法、教學內容、教學手段等方面需要改革。因此在課堂教學中不僅要傳授書本知識，而且應旁征博引，增加相關的科技進展和科技動態等內容介紹，甚至穿插當前的時事政治和生活趣聞，使得課堂氛圍更加生動活潑。
　　
　　參考文獻：
　　［1］武法提.網絡課程設計與開發［M］.北京：高等教育出版社，2007.
　　［2］馬漢達，趙蕙.計算機組成原理實驗教學改革［J］.計算機教育，2010，（17）.
　　［3］魏星，穆振海，劉旭明.《計算機組成原理》課程教學改革初探［J］.桂林航天工業高等專科學校學報，2009，（4）.
　　［4］侯英梅，袁瑾洋，陳畑子.獨立學院教學改革初探［J］.科學之友（B版），2008，（2）.
　　［5］徐兆民，魏啟源，李維田主編.利用多種媒體的四步教與學過程模式設計與實踐.現代遠程教育教與學研究.遼寧大學出版社，2002，6.