計算機導論教學改革探討

【摘 要】《計算機導論》是引導計算機初學者如何學習計算機科學的一門基礎課程，當前《計算機導論》教材編輯內容不明確，教學方案比較隨意，有些學校把《計算機導論》這門課程當作計算機基礎技術來教學，該教學方案不能起到引導學生宏觀的對整個計算機科學學習的指導作用。本文針對以上不足，對《計算機導論》這門課程的教學內容及方法進行相關的分析及探討。

【關鍵詞】計算機導論 " "計算機基礎 " "宏觀指導

一、引言

《計算機導論》是計算機科學技術專業的先導學科，其開設本課程的目的是讓學生認識計算機的本質、如何學習計算機科學、熟悉計算機知識體系的結構與聯系及計算機在現實社會中的應用。當前很多《計算導論》教材內容不能較好地滿足引導初學者學習計算機學科的作用，教材內容過多的教導學生學習計算機的基本操作，如大篇幅的撰寫Office 的基本操作、基本的網絡瀏覽功能及基本的編程語言。個人認為《計算機導論》其目的是起到引導和指導的作用，而不是計算基礎操作。當前很多教材都把計算機導論當作計算機基礎操作技術進行撰寫[1]，而教師也就理所應當的按照教材給學生講解計算機的基礎知識。

本文主要討論如何能使計算機導論很好的引導計算機系學生去學習計算機。計算機專業的各門課程往往都是獨立授課，本文討論的主要內容如下：

1）計算機導論需要介紹計算機的裸機體系;

2）計算機導論需要介紹計算機的軟件體系;

3）計算機導論需要介紹計算機的工作原理;

4）計算機導論需要介紹計算機各學科對學好計算機的貢獻。

二、計算機導論教學改革

個人認為計算機導論教學過程中只教導計算機初學者一些基本的計算機操作是不夠的，要讓初學者理解計算機的本質，去認知計算機。讓學者宏觀理解從最簡單的單機實體工作到整個機群通信的具體過程。學者明白這些計算機的工作原理后，會有目的、有選擇地學習計算機有關知識。教學改革內容如下：

1. 介紹計算機的裸機體系

計算機科學技術專業的大學生課程中要開設計算機硬件知識，如微機接口技術、計算機組成原理等。在開設這些課程之前需要簡單地介紹如何學習計算機硬件知識、學習這門課之前需要了解什么內容，這是計算機導論應該有的內容。很多學者學習完計算機硬件知識之后，在主機板上找不到對應的模塊，不能理解計算機各個模塊的協調工作。因為他們在學習這些功能模塊時，把它們當作一個獨立的知識體，不能宏觀的去把握知識體系。計算機導論應該先介紹學習計算機組成原理之前，先了解數字/模擬電路及集成電路。這樣他們在學習硬件工作過程中不會太茫然，例如有些初學者認為硬盤在存儲文件時存儲的是字體或者是0/1二進制，有的初學者認為網絡通信過程中網線傳輸的是二進制。如果沒有先導知識，則學習過程不能深刻的去理解。如果他們熟悉集成電路、電子元件及信號，則他們在學習這些硬件知識時會主動聯系學過的內容，理解得比較深刻。

2. 介紹計算機的軟件體系

計算機專業大學課程中開設了不少應用軟件課程、系統軟件、編譯原理及軟件編程語言等軟件相關的知識。往往這些課程只針對這門課的具體內容進行詳細闡述，教師也是具體講解本門課的內容。學者學完這些課后， 只知道會用，但不知道其在計算機中是如何運行的。計算機導論應該在初學者學習這些軟件之前宏觀地對軟件運行過程加以介紹，介紹軟件是怎樣通過編譯/匯編，并通過操作系統與硬件打交道，硬件是怎樣將匯編過的機器語言通過電路進行相關的計算，然后將計算后的結果表示成機器語言，再通過操作系統及軟件平臺與人進行可視化的操作。學者知道這些工作原理后，在學習相關的知識時會有選擇地、用理解的思維去學習。

3. 介紹計算機的工作原理

計算機初學者如果能宏觀地了解計算機的工作原理，則他們在今后學習計算機相關課程時會很容易的將這些知識聯系成一個整體。很多計算機專業學者，不知道電腦從開機到進入桌面是怎么運行的過程，各種專業課沒有具體地講解這些內容，計算機導論應該介紹相關的知識，以便學者對后續的課程學習有更加深刻的理解。他們會依據計算機的運行原理逐步學習每個知識體，如計算機從開機到我們開到桌面這一過程會涉及以下知識[2][3]：從啟動電源——CUP供電——BIOS啟動——POST檢測（Power-On Self Test，加電后自檢）——顯示BIOS啟動畫面——BIOS檢測系統中安裝的一些標準硬件設備——系統BIOS更新ESCD（Extended System Configuration Data，擴展系統配置數據）——系統BIOS根據用戶指定的啟動順序從軟盤、硬盤或光驅啟動——系統BIOS讀取并執行啟動盤上的主引導記錄——讀取并執行IO.SYS——顯示出我們桌面。學者理解這些之后，他們對計算機維護及計算機硬件課程中的一些部件功能會掌握得更加牢固。在學習操作系統課程中能更加深刻地理解系統軟件與硬件之間的操作關系。

4. 介紹計算機各學科對學好計算機的貢獻

計算機初學者往往不知道自己為什么要學習某門課程，學這些課程對學習計算機有什么作用，某些課程處在計算機知識領域的哪個層次。如果計算機導論能簡單的介紹學習計算機課程的拓撲結構，則初學者在以后的學習過程中會的依據自己的背景知識有選擇地、分等級地去學習相關的知識。本文按照一般大學本科常規課程表[4]，簡單地歸納一下計算機專業知識課程的拓撲，如圖1所示。

圖1 "計算機本科專業知識拓撲圖

如圖1 所示，如果計算機初學者能夠大體了解所學專業課程在計算機專業知識體系中的位置及層次，則他們會更容易地將所學知識聯系起來，系統地去學習掌握所學課程。

三、結束語

本文介紹了計算機導論的作用，及在計算機領域的重要性，對計算機導論這門課的內容改革及教學方法改革提出了相關的探討。要對這門課程進行全面改革，擺脫只對計算機應用基礎內容教育的模式還需要很多工作要做。本文提出的建議希望能對這門課的改革起到推動作用。

【參考文獻】

[1]Lina Wang . Computational thinking and computer fundamental education[C]. International Conference of Computer Science and Service System （CSSS）， Piscataway， N.J.， USA： IEEE， 2011：1158-1159.

[2]http：//wenku.baidu.com/link？url=mVlyUx4BiJU46RkYH6RQXNZlTuYlWdIhiyuOGiE0yNpEbgp7V3lLaHme1hQBEd1YBvW_7PBOTDN9z9fuUyGLTo-0nm6L_RQJhBmQtSx-DDu.