计算机组成原理课程改革的研究与实践

来源 :黑龙江教育·综合版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:meihong
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘要:“计算机组成原理”是计算机科学与技术专业及其相关专业的本科生必修的专业基础课程。本文针对该课程的教学特点,从教学内容、教学方法、教学手段、实践教学环节等几个方面进行了研究与实践,取得了较好的效果。
  关键词:计算机组成原理;课程改革;实践教学
  
  一、引言
  
  《计算机组成原理》是计算机科学与技术专业和软件工程专业的专业主干课,本课程围绕计算机的5大部件全面地阐述计算机的组成和工作原理,以及各大部件之间的关系,进一步引申出各大部件的设计实现方法。
  在教学过程中发现,学生在学习这门核心课程的过程中普遍感到很吃力,究其原因,是因为《计算机组成原理》这门课本身在计算机科学与技术专业的系列课程中起着承上启下的作用,涉及内容较多。另外,这门课程还是一门强调动手实践能力的课程,由于硬件课程实践本身的复杂性,从而降低了学生的学习兴趣,导致学生“重软件、轻硬件”的现象。为此,针对本课程教与学中存在的问题,《计算机组成原理》课程组全体教师对教学内容、教学方法、实践环节进行了改革,以提高教学质量和教学效果。
  
  二、教学内容的改革
  
  为了更好的提高教学效果,在教学内容上提出了:选用优秀教材,去繁就简强调基础,以“计算机整机的概念与设计”为核心,理论实践并重的教学理念。
  1.选用优秀的教材。
  教材是学生接触这门专业课程的第一份资料,教材的优劣直接影响到学生的学习兴趣。好的教材最基本的要求应该是具有良好的可读性。首先要求教材要主线清晰、组织衔接合理得当,应该能够把一个深奥的问题说的浅显易懂,这样,对于基础不深的学生也可以理解;其次要求教材应该涉及面广泛,尤其要及时引入本专业的前沿知识;第三要求教材具有权威性,要选用国家级规划教材。如果教材的可读性良好,学生自学也可以完成,那么无疑培养了学生自我学习的兴趣和能力,对以后他们的工作学习都会有极大的帮助。
  目前,我们选用的是普通高等教育“十一五”国家级规划教材,国家精品课程主讲教材《计算机组成原理(第二版)》,该教材出版于2008年1月,作者唐朔飞长期从事计算机科学研究工作,她主编的《计算机组成原理》曾经获得教育部2002年全国普通高校优秀教材二等奖,2005年以该教材为核心的“计算机组成原理”课程被评为国家精品课程。
  2.以知识结构为基础,合理安排教学内容。
  要很好地组织教学,必须合理地组织知识结构,研究课程内容的联系,精炼出课程、章、节等各层的知识结构,构建一个知识的层次框架,形成知识的逻辑关系,逐步展开各层次的知识点的教学。在组织教学过程中,应该合理安排教学内容,重点难点多讲细讲,重要概念、重要原理讲细讲透,使学生能很好地理解和掌握;易懂的内容少讲粗讲,有些问题交给学生课下解决。
  3.理论实践并重。
  教学实践是计算机组成原理课程教学内容的一个十分重要的环节,经过计算机组成原理的课程学习,学生应该了解整个计算机的组成原理、工作过程及设计方法。在课程的教学过程中,采用了理论指导实践、实践促进理论教学的改革方案。最典型的例子就是在讲授控制器原理的部分,为了便于学生理解,在课堂上为学生设计了一个与实验用模型相同的模型机,充分做到让学生了解计算机的每个部件。这样即促进了学生的理论学习,也促进了学生的实验学习,二者互补并重。同时,在设计CPU的过程中涉及到数据表示、指令系统、运算电路、控制方式、指令流程、微操作流程等等的知识恰好可以与此前所学的理论知识呼应,做到了“学而时习之”。
  此外,我们还时时注意在授课过程中引入新技术新理论,把基础理论知识和新技术、新知识有机的结合在一体。
  
  三、教学方法的改革
  
  在教学方法上我们提出了:采用“任务驱动”教学法拓展学生思维,采用CAI课件增加学生记忆,采用网络资源巩固学生知识的方法。
  1.采用“任务驱动”教学法拓展学生思维。
  为了提高学生对知识的理解,采用“任务驱动”的方式来拓展学生思维。具体方法是在学生充分掌握了基础知识的前提下,增加课堂讨论思考题目。
  例如:运算器是计算机组成的五大部件之一,是《计算机组成原理》这门课程的重要部分,由于教学时间紧张,我们在讲明运算器的工作原理的基础上,要求学生自行设计运算器电路,以及运算器中的移位器电路。学生在自己设计电路的过程中对运算器的工作原理进行深入思考,使细节问题清晰化明朗化,既学到了知识,又提高了创新能力。
  再例如:指令译码器是计算机控制器中的一个重要器件,通过它对指令进行译码,决定控制器对运算器的控制。译码器的电路直接影响到控制器的工作情况,也就影响整个CPU的效率,学生通过设计译码器,可以拓展思路,加深对控制器功能的思考,提高学习兴趣。
  通过这样的训练,提高了学生的创新能力,形成了教与学的互动。
  2.采用CAI课件增加学生记忆。
  《计算机组成原理》这门课中,涉及到的知识点多,运用的方法也比较复杂,为了能够让学生快速的记忆各个知识点,我们在讲授过程中结合实际情况适当增加了一些CAI课件辅助教学。
  例如在定点数乘法除法的运算中,增加了CAI课件使学生更直观地看到了该运算方法执行的过程,再例如在控制器部分,通过CAI课件显示出指令流、数据流流动的方向,便于学生加深对知识的理解。
  3.采用网络资源巩固学生知识。
  随着信息社会的发展,网络成为了一个新的巨大载体,各高校都组建了自己的校园网络。为了巩固学生所学的知识,我们也建立了《计算机组成原理》网络资源,资源中有教学笔记,教学课件,课后练习及答案等。教学笔记是课程组教师的学习笔记心得,即可以作为青年教师的教学指导也可以做学生的参考资料,更有利于对教材的理解。课后练习可以提供给学生一个自主练习的机会,因为每道习题都配有详细答案,充分弥补了课堂上讲解例题较少的缺憾。
  此外,我们还注重学生双语方面的能力,由于课程内容较难,我们只采取了关键词用双语的初级双语模式,为学生以后阅读外文资料奠定基础。
  
  四、实践教学的改革
  
  实验、课程设计环节是教学工作的一个重要环节,是学生把理论知识与实际应用结合的机会,作为计算机科学与技术专业的核心课程,《计算机组成原理》这门课程必须开设课程设计。
  课程组先后开发了《计算机组成原理创新性实验仿真系统》和《计算机组成原理课程设计实验仿真系统》,前者可以支持创新性实验,实现了让计算机硬件“动”起来的目的,后者可以在仿真系统上,进行CPU的设计,实现了一个能“算”起来的小型计算机系统。通过创新性实验和课程设计把原本枯燥的理论知识变成了灵活的应用,使学生的理解能力增强了,学习兴趣提高了。通过这些仿真系统进行课程设计,使学生综合分析问题和解决问题的能力得到了很大的提升,在这个环节中,教师可以因材施教,根据不同层次的学生安排相关难度的题目,充分发挥出学生的创新潜能。
  目前,学院开设了Verilog HDL硬件描述语言课程,课程组利用新的实验设备进行真正的CPU设计,实现真正的小型计算机系统。把学生分成若干小组,按CPU模型理论设计、CPU模型Verilog HDL软件设计、Verilog HDL软件调试分工,每组3人,共同设计一个8位或16位的计算机系统。此课程设计独立设课,独立核算学分。这不仅促进学生的理论知识、实践能力,也是对他们合作能力的一种考察。
  
  五、结束语
  
  近几年来,课程组全体教师对《计算机组成原理》课程进行改革与实践,本课程正朝着理论与实践结合更紧密,课程内容更完善的目标前进。2002年,《计算机组成原理创新性实验仿真系统》获黑龙江大学教学成果二等奖;2006年,《计算机组成原理》课程被评为黑龙江大学校级精品课;2007年,《计算机组成原理课程设计实验仿真系统》获黑龙江大学CAI课件成果二等奖。课程组全体教师正在为早日使《计算机组成原理》课程成为黑龙江省省级精品课而努力。
  
  参考文献:
  [1]唐朔飞.计算机组成原理(第2版)[M].北京:高等教育出版社,2008.
  [2]易小琳,彭一凡.基于Verilog HDL的流水线模型机的设计与实现[J].北京工业大学学报,2007(10):1096-1101.
  [3]易小琳,朱文军,鲁鹏程,等.计算机组成原理实践教学的研究[J].计算机教育,2006(8):152~154.
  编辑/刘文捷
其他文献
一 加拿大德育方法的理论基础    1.道德认知发展理论。  道德认知发展理论的代表人柯尔伯格认为:“一个在道德上受过教育的人应该是一个能够做出自主判断的人。”也就是说,评价道德教育的标准之一是受教育者道德判断能力的高低,而不是道德知识的多少。他把“促进儿童个人的道德判断和道德品质的发展”作为道德教育的一个重要的目的。仅仅有道德价值判断的能力是不行的,还需要把这种能力转化为实践,运用于实践。加拿大
期刊
摘要:本文根据心理学和教育学理论,结合自己的教学实践与新课标对化学教学方面的要求,并借鉴其他教师的宝贵经验,编制了“高中生化学学科兴趣问卷调查表”,并根据调查研究所收集的资料,对高中生化学学习兴趣的特点及变化情况进行了分析和解释,探讨了在高中化学教学过程中,提升高中生化学学习兴趣的作用以及具体的教学措施,进而指导化学教学实践活动。  关键词:新课标;化学学习兴趣;高中生;化学教学;途径    俗话
期刊
摘要:酿酒工业是食品饮料行业的重要组成部分,在国民经济发展中具有十分重要的作用。本文运用DEA模型及Malmquist生产力指数对中国16家主要酿酒业上市公司在2004年至2007年期间的生产效率进行了动态分析。实证结果显示,样本期间内酿酒企业的综合技术效率平均值偏低、综合技术效率总体上呈现出上升的态势;酿酒企业在样本期间内平均全要素生产率和各年度全要素生产率均呈现出不同程度的提高,且两者均得益于
期刊
一、一个好的电气工程师首先要有全面的专业知识,不仅要掌握强电各系统的内容及施工规范,还要有丰富的弱电各系统的知识和经验;同时,还必须熟悉国家最新颁发的火电厂电气安装技术规范,严格按照验收规程规范要求进行施工。尽管强电各系统的技术已比较成熟,但电气设备、材料及元件种类繁多,并且还在不断改进、更新换代。要想全面掌握各种电气产品的性能,不经过一定的努力、没有一定的经验积累是很难做到的。电气工程师必须不断
期刊
科学发展观是我国经济社会发展的重要指导方针,是发展中国特色社会主义必须坚持和贯彻的重大战略思想。坚持以科学发展观为统领,坚定不移地走科学发展之路,实现毕业生就业市场工作又好又快发展,是我们的必由之路。下面谈谈按照科学发展观的要求,做好毕业生就业市场工作的几点认识。    一、对科学发展观的认识    发展观是关于发展的本质、目的、内涵和要求的总体看法和根本观点,是党的执政理念的重要组成部分,在一定
期刊
摘要:经济大潮席卷全球,我国也随着这股麦浪的翻滚而不断的前进着。在众多行业中,唯有IT产业覆盖性强,涵盖量广,在自身专业性的基础上占据了主导地位。而在IT行业中,有一批成功人士脱颖而出。本篇论文致力于对这些成功人士经历的研究,从他们身上寻找到共同点,寻找到闪光点,并加以分析、概括总结,用大众的创新角度看周围的成功人士。基于现今经济危机的影响,本篇论文的研究方向、研究成果无疑带给创业的人们一份动力,
期刊
摘要:本文基于企业档案管理体制与模式探讨,分析了在社会转型和数字化大背景下的企业档案管理体制与模式的特征,提出了企业档案管理体制与模式的构想。   关键词:企业档案;知识管理;管理体制;生命周期     一、新时期企业档案管理体制、模式的建构背景     随着数字化、网络化的不断深入,档案本身也发生了转变。首先档案本身在数字化的冲击下,其形式由原先可视记录识别型转变依赖机器识别的代码型(电子档案)
期刊
摘要:本文主要是从加强院级教学档案收集工作的重要意义,以我校院级教学档案收集与管理工作为例,发现院级教学档案收集过程中存在的问题,进而提出院级教学档案收集的方法与对策,期待能够对我校以及各个高校院级教学档案的收集工作提供一些帮助。  关键词:院级教学档案;收集;对策    一、加强高校院级教学档案收集工作的重要性    所谓院级教学档案,是指高等院校各学院在教学管理和教学实践活动中直接形成的具有保
期刊
摘要:非计算机专业计算机基础教学改革和创新已经成为众多院校教学改革的重要内容,笔者结合所属学院的特点,针对课程的培养模式、教学方法和手段、考试形式改革等内容进行了阐述并提出了基本的操作方法。  关键字:计算机基础;教学改革;成教学模式;创新    随着信息技术的迅猛发展,计算机技术已经成为渗透力最强、发展最快、应用最为广泛的信息技术之一,在市场经济的高速发展中起到了关键性的作用。掌握计算机技术成为
期刊
摘要:课堂教学质量是人才培养过程中的重要环节,课堂教学质量的高低直接影响学生学习能力的培养与未来的发展。本文就课堂教学质量评价指标体系的构建及教学督导在课堂教学质量评价中的作用进行了探讨,以促进课堂教学质量的不断提高。  关键词:教学督导;课堂教学;质量评价    一、课堂教学评价的指标体系构建的原则    教学督导对课堂教学评价是否科学有效,是否能达到预期的目标并发挥积极的作用,确立科学合理的评
期刊