面向人才培養(yǎng)目標(biāo)的《計算機組成原理》課程建設(shè)研究與實踐

高揚+宮兵+呂成國

摘要：本文從計算機專業(yè)人才培養(yǎng)的角度出發(fā)，分析了《計算機組成原理》課程建設(shè)中的不足，并提出了以人才培養(yǎng)方案為依據(jù)建設(shè)教學(xué)材料、以“問題驅(qū)動法”推動教學(xué)內(nèi)容實施、實踐與理論形成合力互為推動、能力考核與分段考核的解決方案。

關(guān)鍵詞：計算機組成原理；人才培養(yǎng)；課程建設(shè)

一、引言

《計算機組成原理》是計算機類各專業(yè)學(xué)生的必修核心基礎(chǔ)課之一，課程主要討論計算機系統(tǒng)中各大部件的基本組成、工作原理及其互連構(gòu)成整機系統(tǒng)的理論和技術(shù)，在計算機及相關(guān)專業(yè)的課程體系中起著承前啟后的重要作用。然而，根據(jù)我校《關(guān)于修訂2009版本科專業(yè)人才培養(yǎng)方案的原則意見》《2013年本科專業(yè)人才培養(yǎng)方案修訂工作方案》要求，培養(yǎng)方案修訂已經(jīng)進入全面實施階段，該課程在新版培養(yǎng)方案實施中問題不斷凸顯，亟待解決。

二、課程存在的不足

依據(jù)新版培養(yǎng)方案中計算機專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，課程建設(shè)要為專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)服務(wù)，課程教學(xué)內(nèi)容的實施要以知識為基礎(chǔ)，對學(xué)生進行專業(yè)能力與素質(zhì)的培養(yǎng)，使其不僅能夠掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識，更要具有較強的表達(dá)、溝通及團隊協(xié)作能力。《計算機組成原理》在新版培養(yǎng)方案實施中體現(xiàn)的主要問題如下：

（一）教學(xué)材料建設(shè)不夠

在新版人才培養(yǎng)方案中，已將《匯編語言程序設(shè)計》課程內(nèi)容并入《計算機組成原理》，并對課程的教學(xué)大綱、理論學(xué)時及實驗學(xué)時進行了大幅度調(diào)整，每個教學(xué)學(xué)時也由40分鐘調(diào)整為50分鐘。兩門課程的內(nèi)容要做到無縫銜接和真正融合才能做到為專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)服務(wù)，達(dá)到專業(yè)人才培養(yǎng)的目的。因此，教學(xué)材料的重新建設(shè)勢在必行。

（二）教學(xué)方法弊端凸顯

隨著現(xiàn)代化多媒體教學(xué)工具的廣泛使用，授課教師使用幻燈片、視頻進行教學(xué)已成為普遍現(xiàn)象，其主要優(yōu)勢是能夠提高課堂教學(xué)效率，但是其弊端也不斷涌現(xiàn)。例如：1.課程的教學(xué)內(nèi)容成為各章知識點的簡單羅列；2.課程內(nèi)容邏輯性較強，而學(xué)生在聽課時沒有時間進行充分的思考；3.學(xué)生對課件過分依賴，使其缺乏閱讀教材及查閱課外資料能力的鍛煉。

（三）實踐教學(xué)與理論教學(xué)相互促進不夠

實踐教學(xué)是課程中的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生可以通過實踐提高動手能力，增強對抽象理論內(nèi)容的理解，增強對計算機各部件的實感，培養(yǎng)專業(yè)學(xué)習(xí)興趣和大膽實踐的科學(xué)精神。但是，由于新版培養(yǎng)方案實驗學(xué)時的限制，要完成既定的實驗內(nèi)容，目前實驗教師只能采取教師講授、學(xué)生驗證的授課方案，綜合性、設(shè)計性項目無法開展，不利于學(xué)生綜合運用所學(xué)知識解決實際問題，不利于培養(yǎng)學(xué)生獨立分析并解決問題的能力。

（四）課程考核機制有待完善

課程考核不是目的，而是考查學(xué)生學(xué)習(xí)效果的手段。然而，在目前的教學(xué)中存在的普遍現(xiàn)象是：學(xué)生對考核內(nèi)容及方法的關(guān)注程度往往大于課程內(nèi)容本身，考核方式直接影響學(xué)生的學(xué)習(xí)方式和狀態(tài)。正因如此，要善用考核引導(dǎo)學(xué)生掌握專業(yè)學(xué)習(xí)必備的能力與素養(yǎng)，使課程的考核方式、考核內(nèi)容從知識點的考核轉(zhuǎn)為學(xué)生在完成本門課程學(xué)習(xí)后應(yīng)具備的專業(yè)技能與素養(yǎng)的考核。

三、課程建設(shè)與實踐

基于以上不足，計算機組成原理教學(xué)團隊針對新版培養(yǎng)方案的人才培養(yǎng)目標(biāo)對《計算機組成原理》課程進行了以下幾方面的建設(shè)并予以實踐：

（一）以新版培養(yǎng)方案為依據(jù)建設(shè)教學(xué)材料

教學(xué)內(nèi)容的組織與規(guī)劃是教學(xué)材料建設(shè)的重要依據(jù)，關(guān)系到能否使新方案中“匯編語言”與“組成原理”有效融合，是材料編寫的關(guān)鍵問題。經(jīng)過教學(xué)團隊研究與實踐，采用層次化和模塊化的內(nèi)容組織方法，將教學(xué)內(nèi)容分為軟件、硬件兩個層次，其中硬件部分又分為四個模塊，具體內(nèi)容安排如圖1所示：

計算機組成原理教學(xué)團隊立足計算機專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)并以新版培養(yǎng)方案為依據(jù)，根據(jù)以上總體內(nèi)容規(guī)劃，整合教學(xué)內(nèi)容，研制教學(xué)章節(jié)目錄，并建設(shè)完成了適應(yīng)新版培養(yǎng)方案的教學(xué)講義、教學(xué)課件、習(xí)題集、試題庫、考試出題系統(tǒng)等系列教學(xué)材料，為該課程的各個教學(xué)環(huán)節(jié)的實施提供了有力的教學(xué)資源保障。

（二）以問題驅(qū)動法推動教學(xué)內(nèi)容實施

本門課程具有抽象概念多、邏輯性強的特點，教學(xué)內(nèi)容如果缺乏主線、缺乏鮮活生動的實例，會導(dǎo)致學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣、難以跟進課程內(nèi)容，進而失去學(xué)習(xí)信心。在教學(xué)方法設(shè)計上，教學(xué)團隊采用問題驅(qū)動法貫穿課程始終。首先，在緒論中以實例引出本門課程要解決的問題及后續(xù)章節(jié)之間的層次關(guān)系；然后，在后續(xù)章節(jié)中層層遞進、逐一展開；最后，在控制器部分綜合運用各章內(nèi)容。在每一小節(jié)的教學(xué)設(shè)計上，選取學(xué)生感興趣的問題環(huán)環(huán)相扣，展開教學(xué)內(nèi)容，引起學(xué)生共鳴，使學(xué)生整堂課保持積極的心態(tài)去探索新知。

（三）實踐教學(xué)與理論教學(xué)形成合力、互為推動

實踐課與理論課要形成合力、相互推動，則實驗教師與理論課教師要有共同的教學(xué)目標(biāo)、相同的評價準(zhǔn)則約束學(xué)生，以達(dá)到事半功倍的教學(xué)效果。為此，教學(xué)團隊以新版培養(yǎng)方案教學(xué)目標(biāo)為依據(jù)研制了每個實驗項目的具體評價細(xì)則，達(dá)到了以下目的：

1.有助于教師間統(tǒng)一評價標(biāo)準(zhǔn)，課程組內(nèi)教師可以利用評分表進行學(xué)生實驗課學(xué)習(xí)情況評價，有助于同年級多個實驗分組之間評價標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。

2.有助于學(xué)生準(zhǔn)確把握實驗項目重點，指導(dǎo)學(xué)生依據(jù)重點學(xué)習(xí)實驗內(nèi)容，著重鍛煉相關(guān)能力與素質(zhì)。

3.學(xué)生可以利用評分細(xì)則進行實驗學(xué)習(xí)情況“自評”和“互評”，有助于引導(dǎo)學(xué)生進行自我評價，培養(yǎng)學(xué)生團隊協(xié)作能力，并減輕實驗教師繁重的評分任務(wù)。

此外，在“存儲器”“控制器”等教學(xué)環(huán)節(jié)，理論課教師授課時以實驗箱電路邏輯進行講授，為相關(guān)實驗環(huán)節(jié)做好理論鋪墊，為后期綜合及設(shè)計型實驗項目的開展、提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力提供了保障。

（四）能力考核與分段考核

課程考核要以考查學(xué)生能力為目標(biāo)，結(jié)合課程內(nèi)容特點采用多元化的分段考核方式，并要善用考核促進學(xué)生能力的養(yǎng)成。例如，在匯編語言部分的筆試中，要考核學(xué)生利用匯編語言進行程序設(shè)計的思想和能力，而不是單純地考查匯編指令的正確使用；在教師指導(dǎo)實驗或檢查實驗的過程中，可以采用答辯或問答的方式，讓學(xué)生鍛煉思辨、表達(dá)和溝通的能力。點滴的積累塑造符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的人才，也只有這樣才能達(dá)到為專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)服務(wù)的目的。

在新版培養(yǎng)方案中《計算機組成原理》總學(xué)時為100學(xué)時，是計算機專業(yè)學(xué)時最多的專業(yè)課，課程內(nèi)容和知識點較多，為全面考查學(xué)生學(xué)習(xí)效果、減輕學(xué)生期末復(fù)習(xí)壓力，課程采用的分段考核策略，具體方案如表1所示：

四、結(jié)語

通過以上改革方案的實施，有利推動了《計算機組成原理》課程教學(xué)材料的建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的優(yōu)化，使實踐教學(xué)與理論教學(xué)緊密結(jié)合、相互促進，課程考核機制得以完善，為計算機及相關(guān)專業(yè)學(xué)生后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)、專業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)奠定了堅實的基礎(chǔ)。

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