《計算機組成原理》課程建設(shè)的改革及探索
《計算機組成原理》是計算機科學(xué)與技術(shù)及相關(guān)專業(yè)的一門專業(yè)必修課程，主要介紹計算機系統(tǒng)五大功能部件的工作原理，其主要教學(xué)任務(wù)是讓大學(xué)生認識和掌握計算機硬件結(jié)構(gòu)的功能和培養(yǎng)相關(guān)應(yīng)用和開發(fā)能力，是《微機原理》、《操作系統(tǒng)》、《系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》等課程的前導(dǎo)課程，在計算機類專業(yè)的課程中起著承前啟后的重要紐帶作用。
傳統(tǒng)的《計算機組成原理》課程的教學(xué)，大多是以教師為中心，一般采用理論講授的教學(xué)方式，實驗項目也大部分以驗證性實驗為主，學(xué)生對這門課普遍感到既抽象又枯燥，造成的結(jié)果是教師難教和學(xué)生畏學(xué)。基于以上問題，我們進行了課程教學(xué)改革，主要解決的問題是：在教學(xué)大綱規(guī)定的有限課時內(nèi)，緊緊把握課程的主線和重點，以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標，充分激發(fā)學(xué)生的主觀能動性，徹底改變當前計算機專業(yè)學(xué)生存在的怕硬件的現(xiàn)象，使學(xué)生不僅掌握計算機系統(tǒng)各部件的工作原理，而且具備較強的實踐動手能力。
1 吃透教材，合理組織教學(xué)內(nèi)容
目前，高校《計算機組成原理》課程普遍存在教學(xué)內(nèi)容多、課時少的特點。作為計算機科學(xué)與技術(shù)及相關(guān)專業(yè)研究生全國統(tǒng)考的必考課程之一，為了讓學(xué)生全面掌握《計算機組成原理》的考研知識點，挑選一本內(nèi)容條理，組織得當?shù)慕滩姆浅Ｖ匾０凑瘴以航虒W(xué)計劃的安排，本著考研第一的教學(xué)理念，我們選擇了唐朔飛教授的編寫的《計算機組成原理》作為主要教材。
在教學(xué)內(nèi)容的編排上，從計算機系統(tǒng)整體概念出發(fā)，以計算機五大組成部件為主線，按照教學(xué)大綱，對每一章的知識點都進行分類，哪些是重點，哪些是難點，哪些要精講，那些要選講，在備課的過程中都做了詳細安排。精講的內(nèi)容主要由教師講授，對于一些細節(jié)一定要講透，讓學(xué)生徹底掌握。同時要求教師要了解與本課程有關(guān)的前沿知識，在課堂上作為知識的補充。這樣既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又彌補了教材的不足；對于選講部分，可讓學(xué)生利用課外時間進行自學(xué)或討論，教師安排專門的時間進行總結(jié)，既彌補了課時不足的缺點，又能培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。
2 以學(xué)生為主體、采用理論推導(dǎo)為主的教學(xué)方法
上世紀九十年代以后，建構(gòu)主義的教學(xué)模式逐漸發(fā)展起來。這種教學(xué)模式提倡以學(xué)生為教學(xué)主體，在整個教學(xué)過程中，教師的作用是組織者、指導(dǎo)者、幫助者和促進者，利用情境、協(xié)作、會話等學(xué)習(xí)環(huán)境要素充分發(fā)揮學(xué)生的主動性、積極性和首創(chuàng)精神，最終達到使學(xué)生有效地實現(xiàn)對當前所學(xué)知識的意義建構(gòu)的目的。
《計算機組成原理》是一門基礎(chǔ)理論課，內(nèi)容多而抽象，學(xué)生理解起來較難，很多學(xué)生在學(xué)完整個課程后仍似懂非懂，不得要領(lǐng)。究其原因，主要是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中處于被動地位，他們被動地聽老師講課，被動地記憶一些知識點，被動地做題，而不是主動地參與到學(xué)習(xí)過程中去。所以對于知識點學(xué)生不能很好地整體把握，不能形成計算機系統(tǒng)的整體框架。
因此，在教學(xué)過程中，我們必須遵循建構(gòu)主義的教學(xué)思想，讓學(xué)生作為教學(xué)過程的主體，采用理論推導(dǎo)為主的教學(xué)方法來徹底改變的教學(xué)效果。
在具體實施過程中，對于每一個新內(nèi)容，教師在講授前都要對該內(nèi)容作簡明扼要的介紹，關(guān)鍵要把該內(nèi)容與課程體系的關(guān)系告訴學(xué)生，幫助學(xué)生對新學(xué)知識點進行定位。接下來承前啟后地提出每一節(jié)課將要解決的問題以及解決該問題要采用的方法，對于某些知識點，還可以漸進地幫助學(xué)生分析用這種方法解決問題所存在的缺點，進而提出還有哪些更先進的方法。把這些作為每節(jié)課的任務(wù)布置給學(xué)生。學(xué)生就有了明確的學(xué)習(xí)目標和知識定位，就會在學(xué)習(xí)過程中充分發(fā)揮自己的主觀能動性。這樣既節(jié)省了時間，又提高了學(xué)習(xí)效率，還能培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)新能力。
3 改變教學(xué)手段，提高學(xué)習(xí)效率
目前，大部分《計算機組成原理》教材雖然都配套多媒體教學(xué)課件，但只是對課本內(nèi)容的羅列，知識點較亂，重點不突出，實用性差。因此，要求教師在課下必須大量查閱相關(guān)資料，把了解和掌握的計算機科學(xué)發(fā)展的前沿技術(shù)作為必要的知識補充。備課時，教師要對計算機體系結(jié)構(gòu)進行重新梳理和歸納，按照自己的理解補充課件內(nèi)容，這樣才能充分發(fā)揮多媒體課件的優(yōu)勢，創(chuàng)造一個良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。
在實施過程中，我們以導(dǎo)學(xué)為主，以任務(wù)驅(qū)動法、啟發(fā)式教學(xué)法、案例教學(xué)法等多種方法相結(jié)合為輔，貫穿于理論教學(xué)、課堂討論、集體答疑、實踐活動等各個教學(xué)環(huán)節(jié)。在多媒體課件的輔助下，教師不再照本宣科，課堂教學(xué)不再枯燥無味，而是變得更加生動形象，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣提高了，學(xué)生的積極性調(diào)動起來了。同時，教師還必須加強對學(xué)生課外學(xué)習(xí)的輔導(dǎo)和督促，要督促學(xué)生獨立地完成作業(yè)和實驗，教師要及時進行評分并反饋給學(xué)生，對表現(xiàn)好的同學(xué)要表揚，強化他們學(xué)習(xí)自主性的意識，對表現(xiàn)不好的學(xué)生要多鼓勵和幫助，引導(dǎo)他們自主學(xué)習(xí)。
4 建立試題庫，夯實教學(xué)質(zhì)量
為了讓學(xué)生更好地把握重點和難點，根據(jù)教材及大綱要求，建立了《計算機組成原理》課程的.試題庫。試題庫共30份，包括填空題、選擇題、判斷題、簡答題和計算題5種題型。我們教學(xué)的目的是讓學(xué)生掌握每一個知識點，所以試題庫要向?qū)W生公開。試題庫基本涵蓋了大綱規(guī)定的所有知識點，尤其是重點和難點，要從不同題型體現(xiàn)，才能讓學(xué)生真正掌握。學(xué)生如果對試題庫中的題目真正做到會選擇、會回答、會判斷、會計算，我們的教學(xué)目的就達到了。在期末考試試卷中，為了避免少數(shù)學(xué)生死記硬背題庫中的試題，在試卷中除了一部分題庫的試題外，還必須補充一定比例的新題。通過建立試題庫，學(xué)生明確了自己的學(xué)習(xí)目標，教師減輕了工作量，教學(xué)質(zhì)量也得到了保證。
5 理論和實踐相結(jié)合，培養(yǎng)創(chuàng)新能力
長期以來，我們一直都重視課程的知識傳授，而對于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、提高學(xué)生的綜合素質(zhì)卻做得遠遠不夠。而創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，綜合素質(zhì)的提高，需要實驗教學(xué)環(huán)節(jié)的加強。為此，經(jīng)過多方的調(diào)研，我們從2004年開始陸續(xù)購買了北京精儀達盛科技有限公司生產(chǎn)的《計算機組成原理》實驗系統(tǒng)，逐漸建立并完善了《計算機組成原理》實驗室，同時把《計算機組成原理》的課程教學(xué)分為理論教學(xué)、實驗教學(xué)、課程設(shè)計三大模塊。
理論教學(xué)模塊包含的內(nèi)容如表1所示。
由于課時及相關(guān)知識欠缺等原因，對于《計算機組成原理》的課程設(shè)計，結(jié)合我系學(xué)生實際情況，我們在《計算機組成原理》相關(guān)課程全部開設(shè)后，在大三第二學(xué)期開設(shè)一門《硬件課程綜合設(shè)計》實踐課，旨在讓學(xué)生對硬件類課程的內(nèi)容梳理融合，進行一些設(shè)計性試驗。
由于學(xué)生基礎(chǔ)較弱，完成以上設(shè)計性實驗的難度很大，大部分同學(xué)在規(guī)定的課時內(nèi)不能按時完成，所有我們必須充分利用周六和周日來開放實驗室，讓學(xué)生有更多的時間完成實驗，這樣就有效地解決了課時和能力培養(yǎng)之間的矛盾。
6 結(jié)束語
《計算機組成原理》的課程教學(xué)和實驗室的建立完善在我校都還是一個新的探索，幾年地努力，幾年的實踐 ， 讓我們深深體會到深化教學(xué)改革 ， 提高教學(xué)水平 ， 促進了實驗室的建設(shè)與發(fā)展， 對學(xué)生工程技術(shù)能力的培養(yǎng)起到了的積極作用。今后，我們還需要不斷地努力進取，才能使其日臻完善。
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