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摘 要:在计算机专业课中,计算机组成原理是一门核心课程,是硬件基础。2009年计算机专业硕士研究生考试同以往有所改变,计算机组成原理作为一门重要的专业课在考试中占有较高的地位。在新考纲下,计算机组成原理的教学与实践问题值得探讨。文章就新考纲下计算机组成原理的教学与实践进行探讨,重点从教学内容,教学方法,教学手段和实践教学等方面提出教学的措施。
关键词:新考纲;计算机组成原理;教学方法;教学手段;实践教学
中图分类号:G424文献标识码:A文章编号:1009-3044(2009)22-pppp-0c
计算机技术的迅速发展,对计算机专业的教学模式和人才培养模式提出了新的挑战。2009年开始计算机专业硕士研究生考试的专业课实行全国统考,《计算机组成原理》是四科考试科目之一,而且是专业的核心课程,是本专业中最基础、最关键的课程,它的先导课程包括“模拟电子技术”、“数字电子技术”“汇编语言”,后续课程有“计算机体系结构”、“计算机接口技术”、“单片机”等之间的过渡课程, 关系较为密切的课程还有操作系统、电子设计自动化等。本论文主要从教学内容,教学方法,教学手段,实践教学方面进行计算机组成原理教学与实践研究。
1 教学内容的组织
1.1 教材的选取
目前,计算机专业本科使用的《计算机组成原理》教材较多,要满足考研学生的需求,选取的教材应能讲清重要概念、基本原理和系统结构, 重点突出。我们选用唐朔飞编著的《计算机组成原理》第二版作为教材。
1.2 教学内容
《计算机组成原理》从计算机系统概念出发,计算机系统由硬件和软件两部分构成,其硬件部分包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大功能部件,通过总线构成一个完整的硬件系统。教学内容以五大部件内容为主线,以其内部结构和工作原理为重点,讲清计算机系统结构。在教学过程中适当补充当今流行的计算机新原理、新技术,以及新信息、新知识,体现课程的与时俱进。
2 课堂教学方法的探索
随着计算机技术和电子技术的飞速发展, 计算机内部结构日趋复杂、庞大和高度集成化, 使《计算机组成原理》课程具有知识面广、内容多、更新快的特点, 并且理论课程的教学是介绍当代计算机组成与实现、性能设计的基本技术和方法。所以学生普遍感到理论课程难学,概念抽象,针对这一问题,提出几种教学方法。
1)应用“启发式”教学,引导学生分析各个部件的功能,结构以及工作原理,形成“整机”的概念。例如在讲解控制单元时,从组合逻辑设计和微程序设计的比较分析,总结出CPU中控制单元的设计思路及设计方法。
2)应用“提问式”教学。教学过程中首先向学生提出问题让其带问题学习,然后讲解课程内容,建立学生主动学习的学习模式。例如在讲解加法器时,我提出一系列问题,ALU内部有加法器,内部有减法器吗?没有减法器怎么完成减法操作的?和以前的知识点有什么联系?补码出现的原因和意义?利用补码在计算机中如何实现减法?通过一连串问题,让学生更主动地思考,掌握知识点,而且学生更容易将前后知识点结合起来,形成完整的知识体系。
3)课后习题的讨论与讲解。理论知识点比较杂而且多,容易混淆,我布置相应的课后习题对课堂的教学内容进行巩固和提高。例如在学习指令系统时,理论的内容在课堂讲解,学生容易当时听懂,但是没有深刻掌握,如寻址方式比较容易混淆,以一定数量的习题做辅助教学,以实际例子带动学习,加强学生对相近知识点的辨别能力。
4)培养学生探索研究能力。我在教学过程中提出问题,主要是设计问题,培养学生独立分析和解决问题的能力。例如在微程序设计中,提出设计要求,在设计过程中会出现一系列问题,学生与老师,学生与学生之间互相探讨、研究,找出解决问题的方法,调动学生思考问题的能力,也极大地激发了学生的学习兴趣,锻炼了学生的动手能力,这种方式尤其适合实验的教学。
3 教学手段的研究
3.1 信息技术的使用。该课程内容多,涉及面广,概念抽象,实践性强,运用板书的形式不能很好地描述计算机各个部件的工作过程和原理,教学内容学生也不容易接受,所以在教学过程中充分采用多媒体技术,制作PPT课件,Flash动画等进行辅助教学,使抽象的概念变得直观、形象,学生更容易理解和掌握,提高课堂学习质量。例如在讲解指令周期的数据流时可用动态手段进行模拟,使理论知识形象生动地描述,学生更容易理解和掌握,调动学生学习的积极性。
3.2 利用网络开展教学。理论教学与实践相结合,实现CAI教学模式,并建设网络教学互助形式,即建立考研专业课的教学网站。在教学网站上介绍考研专业课的复习知识要点、复习注意事项及相关教学资料;建设网络实训题库与重难点解析;收集考研真题并且分析试题的出题范围和考查的知识点;也可进行网络模拟考试,使学生随时掌握自己的学习情况,分析自己学习的盲点,继续后续理论知识的学习。利用网络手段开展教学使学生提高学习兴趣,深入学习本课程。
3.3 定期研讨开展教学。计算机组成原理作为计算机专业硕士研究生专业课全国统一考试4个科目之一,知识点复杂而且广泛,不容易掌握,学习方法及学习心得都有待于探索和交流。对于考研班学生,学习时间比较紧张,应着重研究如何提高学生的学习效率。每隔一段时间,组织学生开展研讨会,老师介绍学习方法,学生总结学习经验和学习体会,老师与学生,学生与学生之间加强交流,互相学习经验,找出自己学习的漏洞,在以后的学习中加以弥补,进而提高学习效率,提高学习成绩。
4 实践教学的研究
本门课程在我院为考研班学生开设,准备计算机专业硕士研究生专业课全国统一考试,主要关注学生的笔试能力,这就造成了学生重视理论,动手能力较差。本课程实践性较强,在教学强调理论知识的同时,要注重实践。
理论与实践在课程教学中同等重要,在教学安排时尽量让两部分的课时均等,提高实践课的地位,让学生从心里上重视实践课。由于是考研班学生,教学时间有限,所以在实践课时要做到精讲,多练。首先带领学生认识实验箱,熟识实验箱中的各个芯片和电子器件的功能、原理,并且掌握他们之间的连接和工作方式。之后在不同的学习阶段,布置从易到难的解决实际问题的实验项目,指导学生进行设计,这样学生不必要死记硬背,也加深了对理论知识的理解,学习效果显著。
5 结束语
计算机专业硕士研究生专业课考试实行改革以后,考研专业课的教学问题迫在眉睫,教学方法和教学方式有待探索,以上观点仅为我在教学中的一点体会。
参考文献:
[1] 蒋本珊.计算机组成原理[M].北京:清华大学出版社,2004.
[2] 白中英.计算机组成原理[M].北京:科学出版社,2006.
[3] 谭海军.《计算机组成原理》课程教与学[J].阿坝高等专业学校学报,2005.9.
[4] 唐硕飞.计算机组成原理[M].北京:高等教育出版社,2008.
关键词:新考纲;计算机组成原理;教学方法;教学手段;实践教学
中图分类号:G424文献标识码:A文章编号:1009-3044(2009)22-pppp-0c
计算机技术的迅速发展,对计算机专业的教学模式和人才培养模式提出了新的挑战。2009年开始计算机专业硕士研究生考试的专业课实行全国统考,《计算机组成原理》是四科考试科目之一,而且是专业的核心课程,是本专业中最基础、最关键的课程,它的先导课程包括“模拟电子技术”、“数字电子技术”“汇编语言”,后续课程有“计算机体系结构”、“计算机接口技术”、“单片机”等之间的过渡课程, 关系较为密切的课程还有操作系统、电子设计自动化等。本论文主要从教学内容,教学方法,教学手段,实践教学方面进行计算机组成原理教学与实践研究。
1 教学内容的组织
1.1 教材的选取
目前,计算机专业本科使用的《计算机组成原理》教材较多,要满足考研学生的需求,选取的教材应能讲清重要概念、基本原理和系统结构, 重点突出。我们选用唐朔飞编著的《计算机组成原理》第二版作为教材。
1.2 教学内容
《计算机组成原理》从计算机系统概念出发,计算机系统由硬件和软件两部分构成,其硬件部分包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大功能部件,通过总线构成一个完整的硬件系统。教学内容以五大部件内容为主线,以其内部结构和工作原理为重点,讲清计算机系统结构。在教学过程中适当补充当今流行的计算机新原理、新技术,以及新信息、新知识,体现课程的与时俱进。
2 课堂教学方法的探索
随着计算机技术和电子技术的飞速发展, 计算机内部结构日趋复杂、庞大和高度集成化, 使《计算机组成原理》课程具有知识面广、内容多、更新快的特点, 并且理论课程的教学是介绍当代计算机组成与实现、性能设计的基本技术和方法。所以学生普遍感到理论课程难学,概念抽象,针对这一问题,提出几种教学方法。
1)应用“启发式”教学,引导学生分析各个部件的功能,结构以及工作原理,形成“整机”的概念。例如在讲解控制单元时,从组合逻辑设计和微程序设计的比较分析,总结出CPU中控制单元的设计思路及设计方法。
2)应用“提问式”教学。教学过程中首先向学生提出问题让其带问题学习,然后讲解课程内容,建立学生主动学习的学习模式。例如在讲解加法器时,我提出一系列问题,ALU内部有加法器,内部有减法器吗?没有减法器怎么完成减法操作的?和以前的知识点有什么联系?补码出现的原因和意义?利用补码在计算机中如何实现减法?通过一连串问题,让学生更主动地思考,掌握知识点,而且学生更容易将前后知识点结合起来,形成完整的知识体系。
3)课后习题的讨论与讲解。理论知识点比较杂而且多,容易混淆,我布置相应的课后习题对课堂的教学内容进行巩固和提高。例如在学习指令系统时,理论的内容在课堂讲解,学生容易当时听懂,但是没有深刻掌握,如寻址方式比较容易混淆,以一定数量的习题做辅助教学,以实际例子带动学习,加强学生对相近知识点的辨别能力。
4)培养学生探索研究能力。我在教学过程中提出问题,主要是设计问题,培养学生独立分析和解决问题的能力。例如在微程序设计中,提出设计要求,在设计过程中会出现一系列问题,学生与老师,学生与学生之间互相探讨、研究,找出解决问题的方法,调动学生思考问题的能力,也极大地激发了学生的学习兴趣,锻炼了学生的动手能力,这种方式尤其适合实验的教学。
3 教学手段的研究
3.1 信息技术的使用。该课程内容多,涉及面广,概念抽象,实践性强,运用板书的形式不能很好地描述计算机各个部件的工作过程和原理,教学内容学生也不容易接受,所以在教学过程中充分采用多媒体技术,制作PPT课件,Flash动画等进行辅助教学,使抽象的概念变得直观、形象,学生更容易理解和掌握,提高课堂学习质量。例如在讲解指令周期的数据流时可用动态手段进行模拟,使理论知识形象生动地描述,学生更容易理解和掌握,调动学生学习的积极性。
3.2 利用网络开展教学。理论教学与实践相结合,实现CAI教学模式,并建设网络教学互助形式,即建立考研专业课的教学网站。在教学网站上介绍考研专业课的复习知识要点、复习注意事项及相关教学资料;建设网络实训题库与重难点解析;收集考研真题并且分析试题的出题范围和考查的知识点;也可进行网络模拟考试,使学生随时掌握自己的学习情况,分析自己学习的盲点,继续后续理论知识的学习。利用网络手段开展教学使学生提高学习兴趣,深入学习本课程。
3.3 定期研讨开展教学。计算机组成原理作为计算机专业硕士研究生专业课全国统一考试4个科目之一,知识点复杂而且广泛,不容易掌握,学习方法及学习心得都有待于探索和交流。对于考研班学生,学习时间比较紧张,应着重研究如何提高学生的学习效率。每隔一段时间,组织学生开展研讨会,老师介绍学习方法,学生总结学习经验和学习体会,老师与学生,学生与学生之间加强交流,互相学习经验,找出自己学习的漏洞,在以后的学习中加以弥补,进而提高学习效率,提高学习成绩。
4 实践教学的研究
本门课程在我院为考研班学生开设,准备计算机专业硕士研究生专业课全国统一考试,主要关注学生的笔试能力,这就造成了学生重视理论,动手能力较差。本课程实践性较强,在教学强调理论知识的同时,要注重实践。
理论与实践在课程教学中同等重要,在教学安排时尽量让两部分的课时均等,提高实践课的地位,让学生从心里上重视实践课。由于是考研班学生,教学时间有限,所以在实践课时要做到精讲,多练。首先带领学生认识实验箱,熟识实验箱中的各个芯片和电子器件的功能、原理,并且掌握他们之间的连接和工作方式。之后在不同的学习阶段,布置从易到难的解决实际问题的实验项目,指导学生进行设计,这样学生不必要死记硬背,也加深了对理论知识的理解,学习效果显著。
5 结束语
计算机专业硕士研究生专业课考试实行改革以后,考研专业课的教学问题迫在眉睫,教学方法和教学方式有待探索,以上观点仅为我在教学中的一点体会。
参考文献:
[1] 蒋本珊.计算机组成原理[M].北京:清华大学出版社,2004.
[2] 白中英.计算机组成原理[M].北京:科学出版社,2006.
[3] 谭海军.《计算机组成原理》课程教与学[J].阿坝高等专业学校学报,2005.9.
[4] 唐硕飞.计算机组成原理[M].北京:高等教育出版社,2008.