獨立學院“計算機組成原理”課程教學改革的研究

孟銳

摘 ?要： 闡述了獨立學院開設“計算機組成原理”課程的重要性，分析課程的教學現狀，介紹在授課過程中采用的提高教學效果的各種教學方法，如多媒體技術、對比式的教學、分組一幫一等。作者根據其教學實踐提出了針對該課程的一些教學改革措施和可行的考核方案。

關鍵詞： 計算機組成原理; 獨立學院; 教學改革; 考核

中圖分類號：G642.0 ? ? ? ? ?文獻標志碼：A ? ?文章編號：1006-8228（2019）10-78-02

Abstract： This paper expounds the importance of offering the "Principles of Computer Composition" course in independent colleges， analyses the current teaching situation of the course， and introduces various teaching methods used in the teaching of course for improving the teaching effect， such as multimedia technology， comparative teaching， grouped one help one， etc. According to the teaching practice， some teaching reform measures and feasible assessment schemes are put forward for the course.

Key words： principles of computer composition; independent colleges; teaching reform; assessment

0 引言

在工科院校計算機專業培養計劃中，計算機組成原理這門課程是一門必修的專業基礎課程，其在培養學生掌握計算機的基本組成及各個部件的功能方面起著舉足輕重的作用[1]。近年來隨著大規模集成電路以及門陣列芯片的廣泛應用，在教學過程中已經很少見到分立元器件，因此學生在學習過程中不能直觀地接觸和了解課程所涉及到的功能器件，使得學生的積極性大大降低，嚴重影響了教學效果，特別是在三本院校情況更是如此。本文結合作者自身多年來對該課程的授課經驗以及獨立學院學生的特點，探索能夠提高該課程教學效果的教學方法和手段。

1 獨立學院開設該課程的重要性及現狀

結合我院以培養實踐應用型人才為培養目標的培養計劃，在教學中注重培養學生的實踐動手能力，計算機組成原理課程在工科院校計算機專業是一門重要的硬件專業課程，對后續的軟硬件課程（接口、操作系統、軟件工程）產生著重要的影響。通過該課程的學習，使學生能夠了解計算機的各個組成部件及其工作原理，能夠建立一個完整的整機概念，讓學生能夠初步具備相應的軟、硬件設計開發能力。同時由于嵌入式的電子產品的普及，目前對于硬件方面的人才需求需求量較大。

目前各大院校都在不斷地進行教學改革、完善教學環境、更新教學實驗設備等，但是由于硬件課程有其自身的特點，比如學生對課程中所涉及的元器件沒有直觀的認識、課程教學目標不明確、教學實驗條件有限等，因此相對于軟件課程的教學改革效果不是很明顯，學生對硬件課程的積極性不高，三本院校情況更不理想。首先是硬件教學需要的經費、實驗條件、師資水平、科研氛圍等方面不足，對硬件教學的重視程度不夠，由于實驗條件所限基本只講理論或圖示實驗，學生根本不懂“接口”這一軟硬件結合的技術。其次，大部分學生從未打開過機箱，根本不認識CPU、總線、內存條，也不知道串口、并口在哪里。因此在獨立學院進行硬件課程的教學改革刻不容緩。

2 課程教學改革措施

2.1 教學內容的改革

大多數院校目前在該課程的內容安排上，主線以組成計算機的五大部件為主，包括了運算器和運算方法、現代多層次的存儲器、CPU、總線系統以及I/O接口等，介紹了每一個功能部件的基本工作原理及在整機系統中的作用。課程的內容仍然與過去大相徑庭，主要以8086為主體，不能與時俱進，陳舊的教學內容雖然比較成熟并具有代表性，但是同時也會影響學生學習的積極性。隨著電子技術的發展，嵌入式的電子產品層出不窮，技術在不斷地革新[2]。作為培養未來技術人才的高校當然不能停滯不前，教師需要不斷提高自身的專業素養在授課過程中引進一些目前比較流行的新技術、新理念、新架構，比如微處理器的雙核和多核技術、串口硬盤和并口硬盤有何區別、最具實用價值和發展前景的USB接口技術等。

2.2 教學方法及教學手段的改革

隨著互聯網技術的發展，現代化的教學平臺不斷涌現出來，有效地完善和改進了教學過程。由于課程本身原理性比較強、內容比較抽象、邏輯性差，因此在教學過程中容易造成學生興趣減少，影響教學效果。先進合理的教學方法和手段會收到事半功倍的效果，也是學生掌握教學內容的必要條件[3]。授課過程中采用多媒體教學已經常態化了，它能使學生直觀有重點地了解教學內容?，F在的多媒體不僅能制作靜態的文字演示，也能制作動畫，以動態的方式進行教學演示，例如在介紹運算器、CPU的控制器設計微程序控制器等內容時可以設計動態的演示畫面，機器指令的執行周期、CPU內容各個功能部件（PC、AR、IR、CU等）如何協同工作都能直觀演示出來，如圖1所示，加深學生的理解，提高學生的學習興趣。

采用對比式的教學方式，可以在授課中將課程與其他硬件課程如單片機、微機原理、嵌入式等進行對比介紹。同時也可以在內容講解的過程中進行比對介紹，例如在介紹指令系統時可以將教材中的模型機5條指令系統與當下常用的處理器進行對比介紹，使學生了解CPU的指令系統應該包括哪些基本類型及主要功能。

同時由于獨立學院學生學習程度參差不齊，教學中常常會出現學生對教學需求有較大不同。結合我院學生的實際，在教學中可以采用啟發式的引導教學和分組一幫一的教學，以啟發學生思考和提問為主，教師講解為輔，調動學生的學習積極性和主動性。同時采用一幫一的分組教學，讓學生之間互相影響、互相幫助，提高教學效果。

在課程的教學中引入翻轉課堂進行角色替換，讓學生由“被動接受者”變成“主動探究者”更有利于培養學生終生學習的能力。例如在總線系統這一部分內容針對總線的基本概念、連接方式、內部結構、總線接口、總線的仲裁等問題可以讓學生課前自主學習、分組討論提出問題、然后在課堂上由學生進行講解，根據學生提出的問題及講解中存在的問題，由教師進行點評和指導。學生通過獨立探索、協作學習、成果匯報等環節既可以加深對內容的理解，也激發出學習興趣，有助于學生找到自身在學習中存在的不足之處，從而達到意想不到的學習效果。

3 考試制度的改革

考試是整個教學過程的最后一個環節，是學生學習的指揮棒，以成績促進學習，使學生對課程充分重視起來。因此對課程的考核要摒棄傳統的單一閉卷考試形式。結合我院目前倡導的以學生為主的主題教學改革，充分重視過程考核，加大對學生平時學習過程的考查，采用每章節完成進行一次小測驗，成績計入最終總成績。同時秉承獨立學院以培養實踐應用型人才的目標，注重學生實踐動手能力的培養，側重考核學生的實驗動手能力。最終的成績組成為：卷面成績+過程考核成績+實驗成績。

4 結束語

本文根據作者多年從事計算機組成原理課程的教學體會，提出了針對獨立學院的學生在教學內容、授課方式、教學手段和課程考核方式等方面的一些觀點。通過在實際教學中的應用，對教學內容的選取以及采用對比式、一幫一分組式的教學都在教學過程中明顯地提高了學生的學習興趣，提高學生的學習成績。同時作為一門實踐性較強的計算機硬件專業基礎課程，更重要的還是要提高學生的動手設計能力，這也是作者后續在教學中要繼續深入研究的。

參考文獻（References）：

[1] 白中英.計算機組成原理[M].科學出版社，2015.

[2] 吳方等.獨立學院計算機專業嵌入式方向教學改革研究[J].教改縱橫，2008.8：150-151

[3] 王滿.計算機組成原理課程教學改革的探討[J].專題策劃，2008：7-8