淺談如何提高應(yīng)用型本科計算機組成原理課程教學(xué)效果

摘 要：計算機組成原理課程是計算機專業(yè)本科階段極其重要的核心課程。內(nèi)容多且難度大，在計算機專業(yè)課程體系中起著承上啟下的作用。從應(yīng)用型本科院校的現(xiàn)狀出發(fā)，結(jié)合《計算機組成原理》課程自身的特點，結(jié)合實際教學(xué)體會和經(jīng)驗，探討了提高本課程教學(xué)效果的途徑和方法。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型本科；教學(xué)改革 ；教學(xué)效果

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-291X（2012）06-0305-02

前言

《計算機組成原理》是計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，也是計算機學(xué)科的考研課程之一，在計算機專業(yè)的課程體系中有著十分重要的地位。計算機組成原理是我院信息技術(shù)系開設(shè)的課程，介于我院是培養(yǎng)應(yīng)用型專門人才為主要任務(wù)的特點，即使學(xué)生能盡快地融入到實際工作的應(yīng)用中。因此，該課程必須不斷地調(diào)整完善提高教學(xué)效果以適合實際需求。

一、《計算機組成原理》課堂教學(xué)效果的提高

1.培養(yǎng)目標(biāo)的確立。中國各個高校都根據(jù)自己學(xué)校的特點研究制定了自己學(xué)校的人才培養(yǎng)目標(biāo)。所培養(yǎng)出來的人才一般分為研究型、應(yīng)用型、實用型三種類型。培養(yǎng)應(yīng)用型人才的學(xué)校稱之為應(yīng)用型學(xué)校，培養(yǎng)應(yīng)用型人才的本科專業(yè)稱之為應(yīng)用型本科。應(yīng)用型人才將主要為社會承擔(dān)把科學(xué)理論和技術(shù)轉(zhuǎn)化為解決實際問題、服務(wù)生產(chǎn)的方法和方案的任務(wù)，其特點是學(xué)用結(jié)合、學(xué)做結(jié)合、學(xué)創(chuàng)結(jié)合。發(fā)展應(yīng)用型本科教育是社會發(fā)展的要求建設(shè)新時期，實現(xiàn)社會主義現(xiàn)代化，科技是關(guān)鍵，教育是基礎(chǔ)。國內(nèi)大多數(shù)的本科院校確定了以培養(yǎng)應(yīng)用型專門人才為主要任務(wù)，但是如何培養(yǎng)適合社會需求的應(yīng)用型專業(yè)人才還處于摸索研究階段，因此以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為教學(xué)目標(biāo)的普通高等學(xué)校，都必須積極進(jìn)行應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教學(xué)研究與改革。

2.教學(xué)內(nèi)容的改革。傳統(tǒng)上，《計算機組成原理》是計算機及相近專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，而《匯編語言》是計算機專業(yè)（本、專科）學(xué)生必備知識，其內(nèi)容往往體現(xiàn)在《匯編語言程序設(shè)計》或《微機原理與匯編語言程序設(shè)計》等課程中。以前，我院和許多院校一樣，將《計算機組成原理》單獨開設(shè)，另開設(shè)《匯編語言程序設(shè)計》或《微機原理與匯編語言程序設(shè)計》。一方面，《計算機組成原理》一直是一個比較難教、難學(xué)的課程，是一門內(nèi)容中技術(shù)性、工程性很強的課程。傳統(tǒng)的做法都是以教師課堂授課為主，學(xué)生被動地聽課，即主要通過教課方式向同學(xué)強行灌輸，教師往往按照教材的內(nèi)容一般性地講述原理，學(xué)生只是完成一些簡單的驗證性的教學(xué)實驗。課程內(nèi)容顯得抽象枯燥，學(xué)生學(xué)習(xí)后總感到有些朦朧，甚至于覺得本課程沒什么實用價值，沒有興趣學(xué)。而另一方面，匯編語言的學(xué)習(xí)和掌握與計算機的硬件組成與工作原理密切相關(guān)。因此，分設(shè)兩門課，一方面造成了部分內(nèi)容的重復(fù)講授，浪費了寶貴的學(xué)時， 另一方面給學(xué)生的學(xué)習(xí)造成了一定的困難。因此，在我院領(lǐng)導(dǎo)和教務(wù)處的大力支持下，自2006年開始，我系對這兩門課程進(jìn)行了課程改革試驗，先是在《計算機組成原理》課中增加匯編語言的內(nèi)容，并逐步增加匯編語言的有關(guān)內(nèi)容，課程名改為《計算機組成原理與匯編語言》。經(jīng)過對幾屆學(xué)生的教學(xué)實踐，效果明顯。一是學(xué)時數(shù)顯著減少，二是充分利用了二者之間的有機聯(lián)系，學(xué)生對知識的理解程度和運用能力有所提高。

3.傳統(tǒng)的教學(xué)手段和多媒體教學(xué)手段相互補充。傳統(tǒng)的教學(xué)手段是板書，這種方式的缺點就是教師要花很多時間進(jìn)行板書，學(xué)生看到的 是死板的黑底白字，其優(yōu)點是教師邊寫邊講，容易和學(xué)生形成互動，而學(xué)生在做筆記的過程中也能加深對所學(xué)內(nèi)容的理解，同時還能讓學(xué)生養(yǎng)成做筆記的良好習(xí)慣。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，絕大多數(shù)教師都利用多媒體課件進(jìn)行教學(xué)，這種手段改善了傳統(tǒng)教學(xué)的不足，但同時也出現(xiàn)了一些弊端。有些教師上課時過分依賴幻燈片，講課時就照著課件念，速度一快，學(xué)生根本沒有思考的余地，也沒法做筆記，直接后果就是學(xué)生也過分依賴教師的課件，大部分同學(xué)上課不做筆記，上課也不好好聽講，就等著下課以后把課件拷貝回去看，大大降低了課堂教學(xué)的效果。為此，我們在教學(xué)時采用“課件+板書”的教學(xué)手段，大部分內(nèi)容在課件上出現(xiàn)，但細(xì)節(jié)部分在黑板上給予適當(dāng)補充，而且課件內(nèi)容要保證重點突出，語言精練，這樣既能讓學(xué)生記下重點內(nèi)容，也能讓學(xué)生避開幻燈片的干擾，集中注意力聽教師的講解，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。

二、《計算機組成原理》實驗課教學(xué)效果的提高

為體現(xiàn)“學(xué)生主體地位”和“參與式教學(xué)”等教育理念，從“計算機組成原理”開課開始我們就我院培養(yǎng)應(yīng)用型人才的特點，加大了實驗課的比重，打破其他學(xué)校的慣例，按照1∶1的比例安排理論和實驗課，取得了很好的教學(xué)效果。我們重新整合的課程為《計算機組成原理與匯編語言》，增加了匯編程序部分的實驗。實驗部分繼而分成了計算機組成原理與匯編語言兩部分。

1.計算機組成原理實驗。目前高校計算機組成原理實驗方式主要有兩種：一種是利用固定結(jié)構(gòu)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(xué)生按要求連線、撥動相應(yīng)輸入或控制開關(guān)來完成實驗；另 一種是應(yīng)用 EDA 技術(shù)進(jìn)行實驗。我院購買了計算機組成原理實驗箱，采用了第一種形式。這種固定結(jié)構(gòu)的實驗平臺可幫助學(xué)生深刻理解計算機主要部件的工作原理。首先，學(xué)生可以實際動手操作。其次，學(xué)生可以把理論知識與社會生產(chǎn)實踐相結(jié)合，在實際工作中得到鍛煉和提高，使學(xué)有所用。這樣，一方面，可以進(jìn)一步深化學(xué)生對理論知識的理解和掌握；另一方面，可以培養(yǎng)學(xué)生的實際動手能力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強學(xué)生的創(chuàng)新意識。

2.匯編語言實驗匯編語言。實驗部分，采用上機編程的形式。通過實驗，使學(xué)生了解80x86計算機組織，掌握8086/8088指令系統(tǒng)和尋址方式，掌握匯編語言程序設(shè)計基本方法，能進(jìn)行匯編語言程序的設(shè)計、調(diào)試。對計算機組成原理有了全方位的認(rèn)識。實驗教學(xué)重點解決學(xué)生掌握硬件專業(yè)知識基礎(chǔ)、匯編語言基本設(shè)計方法和增加教學(xué)內(nèi)容實用性等三個方面。使學(xué)生通過對計算機各功能部件的邏輯組成、工作機制、程序設(shè)計的學(xué)習(xí)及實驗，建立完備的單臺計算機整機概念。使學(xué)生通過高性能計算機、新一代計算機等知識，進(jìn)一步學(xué)習(xí)了解計算機廣泛采用的新技術(shù)、新工藝、最新研究成果和發(fā)展應(yīng)用趨勢。使學(xué)生通過匯編語言程序設(shè)計的學(xué)習(xí)，了解所用計算機硬件及使用軟件擴大功能的實現(xiàn)方法，進(jìn)一步真正理解計算機的基本組成原理以及工作過程。并為后繼課程及今后工作中解決實際問題，打下一個良好的基礎(chǔ)。使學(xué)生通過實驗課的學(xué)習(xí)，受到軟硬件實驗的初步訓(xùn)練，實驗操作能力得到提高。掌握編程的基本方法，培養(yǎng)分析和解決問題的能力以及掌握使用計算機的基本技能。

三、考核方法及效果

為了進(jìn)一步調(diào)動學(xué)生的積極性，把每次實驗的成績列入平時成績，最終納入期末成績，總成績＝３０％平時成績 + ７０％期末考試成績。使學(xué)生不僅僅注重最后一張卷子，而是更注重平時的學(xué)習(xí)與積累，注重自己真正學(xué)到了知識和技能。這種方式也得到了學(xué)生的認(rèn)可。學(xué)生成績也有了大幅提高（見表1）。

四、加強課程認(rèn)識，建立完整的課程體系

由于學(xué)生正處于學(xué)習(xí)階段，對計算機組成原理這門課程在整個專業(yè)課程體系以及該課程與其他課程之間的聯(lián)系沒有一個直觀、感性的認(rèn)識，使得學(xué)生在思想上輕視了對這門課的學(xué)習(xí)。因此，上課時，教師首先應(yīng)該明確本課程的地位和重要性，讓學(xué)生從思想上重視起來。通常，教師在教學(xué)時基本上都有這個環(huán)節(jié)，但大部分只是“簡單的、概括性的”說明，沒有詳細(xì)地探討該課程和其他課程的聯(lián)系，學(xué)生有種“知其然，而不知其所以然”的感覺。為了加強學(xué)生對課程重要性的認(rèn)識，可以設(shè)置一些問題，通過對這些問題的思考，讓學(xué)生能深刻體會到本課程和其他課程的聯(lián)系，加深對該課程地位的感性認(rèn)識。并且我對該課程群中的相關(guān)課程在教學(xué)內(nèi)容上做了一次大跨度的整合、更新，開設(shè)出《嵌入式系統(tǒng)》課程，使課程群中的課程更能反映出現(xiàn)代計算機的新發(fā)展。

結(jié)論

要提高應(yīng)用型本科計算機組成原理課程教學(xué)效果，分析應(yīng)用型計算機專業(yè)人才特點，量身定做教學(xué)方案，使用先進(jìn)的教學(xué)手段，加之以科學(xué)的管理，是應(yīng)用型計算機專業(yè)人才培養(yǎng)的有效途徑。總之《計算機組成原理》課程教育也應(yīng)與時俱進(jìn)，開拓創(chuàng)新，不斷地研究改進(jìn)。課程一定要想方設(shè)法地吸引學(xué)生興趣，不斷改革教學(xué)內(nèi)容、方法及手段，采取多種途徑，提高教學(xué)效果是一個教育工作者永遠(yuǎn)的目標(biāo)和追求。

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[責(zé)任編輯 魏 杰]