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摘要：在计算机专业教学中，计算机组成原理是一门专业核心基础课程，是一门硬件课程，起承上启下的作用。自2009年开始硕士研究生招生考试计算机专业采用统一命题，计算机组成原理所占比例较大。在新考纲下，计算机组成原理的教学与实践问题值得进一步地探讨：从教学内容、教学方法、教学手段和实践等方面进行探讨。
关键词：计算机组成原理；教学改革；教学探讨
中图分类号： G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2012）30-7267-02
《计算机组成原理》是计算机类专业学生的一门专业基础必修课，也是从2009年开始的研究生入学考试中的专业考试课之一。它在整个计算机类专业课的教学中，起着承上启下的作用，在计算机科学与技术专业人才培养方案中占据着重要地位。其主要教学任务是使学生能够系统、完整地理解计算机的基本组成结构和工作原理，掌握计算机各主要部件的硬件组成结构、相互联系和作用，以及计算机系统的基本设计技术，培养学生对计算机硬件结构的分析、应用、设计及其开发能力。但是在对计算机专业学生的《计算机组成原理》教学中却普遍遇到了这样的问题：《计算机组成原理》理论性的东西多；知识点广，学生觉得这是一门枯燥无用的课程；认为学了以后用不到。那么如何认识它在计算机专业中的作用和地位，如何进行教学与改革及提高教学质量呢？
1 课程特点及内容
《计算机组成原理》主要讲述了基于冯·诺依曼式机的五大部件的构成及其工作原理，包括控制器、运算器、存储器、输入输出设备。教材一般从概述、数据的表示及运算、存储器、指令系统、CPU和输入输出系统及各设备之间互连的部件总线这几方面进行介绍。理论性强，知识点多，难点、重点也多，且对学生来讲太抽象，现在的计算机内部已经高度集成，学生难以理解和想像，又不能直观地看到计算机内部结构和计算机的工作过程，且学生又觉得学了后没多大用，所以有些学生在课程结束时，还是似懂非懂不得要领。
因此这门课程在各个高校普遍存在“老师不好教，学生不好学”的现象，学生从本质上没有真正参与到学习中去。到考试时，靠死记硬背记住一些知识点和一些题型来应付考试，对于各个知识点之间的关系不能理解更不能衔接，就更无法形成一个整体。而从这几年的考研题型中来看，对于这门课程是要求学生对计算机有个整体的认识并能形成整机概念，要求学生对于各个知识点能融会贯通灵活运用。
2 《计算机组成原理》课堂教学改革的探索
了解了《计算机组成原理》特点及其内容，那么如何开展教学工作来提高教学质量呢？
2.1 激发学生的学习兴趣
首先让学生知道为什么学习《计算机组成原理》、《计算机组成原理》的特点及其重要性，从内心重视这门课程，明确课程学习的目的和意义。我院的《计算机组成原理》课程是开在大一的第二学期，学生对硬件的认识也就停留在有这个硬件，至于这个硬件是做什么、有什么作用就不知道了。所以在第一次上课时，首先要让学生对计算机硬件有个深入的认识，这可以向学生展示实物，让学生知道各个部件是做什么的，各个部件之间是如何进行联系的，引导学生一步一步地进行思考，从而诱发学生的学习兴趣。
培养学生的学习兴趣，要不断地改进教学方法，使他们从被动学习转变成主动学习。在课堂教学中要增强与学生的互动，举一些生活中常见的实例，将一些难以理解的进行形象化，与现实生活联系起来以助于学生理解，引发学生的学习兴趣。
2.2 教学方法探讨
如何在有限的教学时间内，在学生现有的知识水平上引入新的知识、新的技能，使学生形成一个计算机整体认识，是《计算机组成原理》这门课程教学改革的关键。
1） 合理组织教学内容、适当增减教材知识点。《计算机组成原理》从实质看就是指令的执行过程，依照这条主线可以将指令的执行分成两部分：指令流和数据流。指令要运行首先要将指令从内存读入CPU中，那么这时就要了解内存的组织结构，内存的读写原理、内存的性能指标，Cache等；指令要运行还得知道指令是怎样编码的，这就得理解指令系统；指令读入CPU中要进行分析译码，这就要理解CPU的工作过程。指令分析译码后要执行，所需要的数据是什么，来自于哪，怎样执行，执行后结果怎样处理？这就要了解数据在计算机中的表示与运算，数据的输入与存储，涉及到内存、外存、输入设备输出设备等知识。而这些部件之间要相互联系就要用到总线。所以在教学中可以依照指令流和数据流这两个部分来进行讲解，对于有些知识点不需要多讲，只要让学生明白就行，比如乘法和除法运算所涉及到的原码和补码的乘除运算等。
2） 构建教与学的互动教学模式。改进教学方法的目的是提高学生的学习兴趣，提高课堂教学效果。这就要求教师充分备课，认真设计课堂教学过程；也要求教师吃透课程，理解深刻，对教学内容表述才能自然流畅。教师要不断地学习充实自己，适应计算机技术的发展变化，在教学中不断总结经验和不足，不断地进行调整和改进，这样才能激发学生的学习兴趣，使学生达到学习目的。在教学中要强化学生的参与意识，改变学生习惯于被动听课、被动学习的状况，调动学生的学习积极性，营造学习氛围，引导学生积极思考，让学生主动学习，找到适合自己学习的方法，提高学习效率。
3） 采用启发式教学等教学方式。在课堂上讲解概念，将概念讲透，再通过概念一步一步诱导出下一个问题。比如讲CPU与外设进行数据传送的控制方式时，有程序查询方式、程序中断方式、DMA方式等，对于程序查询方式，学生已学过程序设计，能明白程序是什么，计算机是怎样运行程序的，那么讲清楚程序查询方式主要的步骤，再对学生提问：当外设工作速度慢时，CPU要反复查询外设工作状态，不能做其它事情，能不能有其它的方式来解决外设在准备时而CPU不要等待的问题？这样就引出程序中断方式。这样引导学生去思考，增加了课堂交互，调动学生学习积极性和主动性。
2.3 充分利用现代教育技术，提高教学质量 现代教育技术已经在教育教学中发挥了不可替代的作用。在《计算机组成原理》教学中也可充分运用现代教育技术，例如利用多媒体课件、网络教学交互平台等。利用多媒体课件，可以达到事半功倍的效果。在制作多媒体课件时要合理地选用教学内容，制作要突出中心，课件中可适当加入动画内容，吸引学生的学习兴趣。当然教学中仅仅使用多媒体课件是不够的，要充分结合板书，例如例题的讲解，可以将解题的过程在黑板上书写，有助于学生理解思考，从而提高教学效果。
虽然通过课堂教学和实践环节教学教师和学生能够进行相互交互，但这还是不够的。可以利用网络构建教学交互平台，将多媒体课件、视频教程、作业、教学计划等上传到网站上提供给学生下载，学生也可通过留言板与同学和教师相互讨论交流，从而大大调动学生的学习主动性和积极性。
还可以通过博客来加强学生的自主学习。现在博客在网上已十分流行，大部分网民都有自己的博客。就现在而言，博客已经成为一种继课件、积件、资源库、教育主题网站等信息化教学模式之后，一种新型的网络应用模式。通过博客可以很方便的进行学校内外网络学习资源的整合，搭建学习型的网络社区，让学生通过网络进行学习和交流，特别是在寒暑假期间将发挥更大的作用，也将在操作和实践中培养学生们的信息查询能力。它的出现改变了人们被动阅读，只读不写的学习方式。
2.4 重视实践，加强实验教学
《计算机组成原理》课程实践性很强，在课堂教学强调掌握理论知识的同时，也要注重实践性教学。理论知识与实践知识在课程教学中起着同等作用和地位，实践可以促进学生理解理论知识，而理论知识的提高又促进学生进行更深一层实践。在教学安排时要尽量让两部分的课时平衡，从而提高实践课的教学地位，让学生从心里上重视实践课。首先要带领学生认识实验平台，让学生熟练掌握实验平台中的各个部件芯片和电子器件的功能原理，并且掌握它们之间的工作方式和连接方式。然后在不同的教学阶段，设计从易到难的解决实际问题的实验项目，把实验从验证性逐渐过渡到设计性，指导学生进行设计，逐渐加大实验难度，让学生自己设计开发，激发学生的创新意思。这样学生就不必要死记硬背，也能加深对理论知识的理解，从而提高学习效果。
3 结束语
总之《计算机组成原理》课程学习难度较大，在计算机专业知识考研中所占比重也较大。
以上是在《计算机组成原理》教学过程中所得到的一点体会，有的是经验，有的是教训。但只有用心，综合运用各种方式，合理组织和实施教学过程，就会提高教学质量达到教学效果。
参考文献：
[1] 仇德成.计算机组成原理课程教学研究与实践[J]. 河西学院学报， 2009（5）：107-110.
[2] 邹红文，聂雅琳.《计算机组成原理》教学设计研究与实践[J]. 洛阳理工学院学报：自然科学，2008（1）：87-90.
[3] 唐朔飞.计算机组成原理[M]. 2版.高等教育出版社，2008.
[4] 白中英.计算机组成原理[M]. 4版.科学出版社，2009.
关键词：计算机组成原理；教学改革；教学探讨
中图分类号： G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2012）30-7267-02
《计算机组成原理》是计算机类专业学生的一门专业基础必修课，也是从2009年开始的研究生入学考试中的专业考试课之一。它在整个计算机类专业课的教学中，起着承上启下的作用，在计算机科学与技术专业人才培养方案中占据着重要地位。其主要教学任务是使学生能够系统、完整地理解计算机的基本组成结构和工作原理，掌握计算机各主要部件的硬件组成结构、相互联系和作用，以及计算机系统的基本设计技术，培养学生对计算机硬件结构的分析、应用、设计及其开发能力。但是在对计算机专业学生的《计算机组成原理》教学中却普遍遇到了这样的问题：《计算机组成原理》理论性的东西多；知识点广，学生觉得这是一门枯燥无用的课程；认为学了以后用不到。那么如何认识它在计算机专业中的作用和地位，如何进行教学与改革及提高教学质量呢？
1 课程特点及内容
《计算机组成原理》主要讲述了基于冯·诺依曼式机的五大部件的构成及其工作原理，包括控制器、运算器、存储器、输入输出设备。教材一般从概述、数据的表示及运算、存储器、指令系统、CPU和输入输出系统及各设备之间互连的部件总线这几方面进行介绍。理论性强，知识点多，难点、重点也多，且对学生来讲太抽象，现在的计算机内部已经高度集成，学生难以理解和想像，又不能直观地看到计算机内部结构和计算机的工作过程，且学生又觉得学了后没多大用，所以有些学生在课程结束时，还是似懂非懂不得要领。
因此这门课程在各个高校普遍存在“老师不好教，学生不好学”的现象，学生从本质上没有真正参与到学习中去。到考试时，靠死记硬背记住一些知识点和一些题型来应付考试，对于各个知识点之间的关系不能理解更不能衔接，就更无法形成一个整体。而从这几年的考研题型中来看，对于这门课程是要求学生对计算机有个整体的认识并能形成整机概念，要求学生对于各个知识点能融会贯通灵活运用。
2 《计算机组成原理》课堂教学改革的探索
了解了《计算机组成原理》特点及其内容，那么如何开展教学工作来提高教学质量呢？
2.1 激发学生的学习兴趣
首先让学生知道为什么学习《计算机组成原理》、《计算机组成原理》的特点及其重要性，从内心重视这门课程，明确课程学习的目的和意义。我院的《计算机组成原理》课程是开在大一的第二学期，学生对硬件的认识也就停留在有这个硬件，至于这个硬件是做什么、有什么作用就不知道了。所以在第一次上课时，首先要让学生对计算机硬件有个深入的认识，这可以向学生展示实物，让学生知道各个部件是做什么的，各个部件之间是如何进行联系的，引导学生一步一步地进行思考，从而诱发学生的学习兴趣。
培养学生的学习兴趣，要不断地改进教学方法，使他们从被动学习转变成主动学习。在课堂教学中要增强与学生的互动，举一些生活中常见的实例，将一些难以理解的进行形象化，与现实生活联系起来以助于学生理解，引发学生的学习兴趣。
2.2 教学方法探讨
如何在有限的教学时间内，在学生现有的知识水平上引入新的知识、新的技能，使学生形成一个计算机整体认识，是《计算机组成原理》这门课程教学改革的关键。
1） 合理组织教学内容、适当增减教材知识点。《计算机组成原理》从实质看就是指令的执行过程，依照这条主线可以将指令的执行分成两部分：指令流和数据流。指令要运行首先要将指令从内存读入CPU中，那么这时就要了解内存的组织结构，内存的读写原理、内存的性能指标，Cache等；指令要运行还得知道指令是怎样编码的，这就得理解指令系统；指令读入CPU中要进行分析译码，这就要理解CPU的工作过程。指令分析译码后要执行，所需要的数据是什么，来自于哪，怎样执行，执行后结果怎样处理？这就要了解数据在计算机中的表示与运算，数据的输入与存储，涉及到内存、外存、输入设备输出设备等知识。而这些部件之间要相互联系就要用到总线。所以在教学中可以依照指令流和数据流这两个部分来进行讲解，对于有些知识点不需要多讲，只要让学生明白就行，比如乘法和除法运算所涉及到的原码和补码的乘除运算等。
2） 构建教与学的互动教学模式。改进教学方法的目的是提高学生的学习兴趣，提高课堂教学效果。这就要求教师充分备课，认真设计课堂教学过程；也要求教师吃透课程，理解深刻，对教学内容表述才能自然流畅。教师要不断地学习充实自己，适应计算机技术的发展变化，在教学中不断总结经验和不足，不断地进行调整和改进，这样才能激发学生的学习兴趣，使学生达到学习目的。在教学中要强化学生的参与意识，改变学生习惯于被动听课、被动学习的状况，调动学生的学习积极性，营造学习氛围，引导学生积极思考，让学生主动学习，找到适合自己学习的方法，提高学习效率。
3） 采用启发式教学等教学方式。在课堂上讲解概念，将概念讲透，再通过概念一步一步诱导出下一个问题。比如讲CPU与外设进行数据传送的控制方式时，有程序查询方式、程序中断方式、DMA方式等，对于程序查询方式，学生已学过程序设计，能明白程序是什么，计算机是怎样运行程序的，那么讲清楚程序查询方式主要的步骤，再对学生提问：当外设工作速度慢时，CPU要反复查询外设工作状态，不能做其它事情，能不能有其它的方式来解决外设在准备时而CPU不要等待的问题？这样就引出程序中断方式。这样引导学生去思考，增加了课堂交互，调动学生学习积极性和主动性。
2.3 充分利用现代教育技术，提高教学质量 现代教育技术已经在教育教学中发挥了不可替代的作用。在《计算机组成原理》教学中也可充分运用现代教育技术，例如利用多媒体课件、网络教学交互平台等。利用多媒体课件，可以达到事半功倍的效果。在制作多媒体课件时要合理地选用教学内容，制作要突出中心，课件中可适当加入动画内容，吸引学生的学习兴趣。当然教学中仅仅使用多媒体课件是不够的，要充分结合板书，例如例题的讲解，可以将解题的过程在黑板上书写，有助于学生理解思考，从而提高教学效果。
虽然通过课堂教学和实践环节教学教师和学生能够进行相互交互，但这还是不够的。可以利用网络构建教学交互平台，将多媒体课件、视频教程、作业、教学计划等上传到网站上提供给学生下载，学生也可通过留言板与同学和教师相互讨论交流，从而大大调动学生的学习主动性和积极性。
还可以通过博客来加强学生的自主学习。现在博客在网上已十分流行，大部分网民都有自己的博客。就现在而言，博客已经成为一种继课件、积件、资源库、教育主题网站等信息化教学模式之后，一种新型的网络应用模式。通过博客可以很方便的进行学校内外网络学习资源的整合，搭建学习型的网络社区，让学生通过网络进行学习和交流，特别是在寒暑假期间将发挥更大的作用，也将在操作和实践中培养学生们的信息查询能力。它的出现改变了人们被动阅读，只读不写的学习方式。
2.4 重视实践，加强实验教学
《计算机组成原理》课程实践性很强，在课堂教学强调掌握理论知识的同时，也要注重实践性教学。理论知识与实践知识在课程教学中起着同等作用和地位，实践可以促进学生理解理论知识，而理论知识的提高又促进学生进行更深一层实践。在教学安排时要尽量让两部分的课时平衡，从而提高实践课的教学地位，让学生从心里上重视实践课。首先要带领学生认识实验平台，让学生熟练掌握实验平台中的各个部件芯片和电子器件的功能原理，并且掌握它们之间的工作方式和连接方式。然后在不同的教学阶段，设计从易到难的解决实际问题的实验项目，把实验从验证性逐渐过渡到设计性，指导学生进行设计，逐渐加大实验难度，让学生自己设计开发，激发学生的创新意思。这样学生就不必要死记硬背，也能加深对理论知识的理解，从而提高学习效果。
3 结束语
总之《计算机组成原理》课程学习难度较大，在计算机专业知识考研中所占比重也较大。
以上是在《计算机组成原理》教学过程中所得到的一点体会，有的是经验，有的是教训。但只有用心，综合运用各种方式，合理组织和实施教学过程，就会提高教学质量达到教学效果。
参考文献：
[1] 仇德成.计算机组成原理课程教学研究与实践[J]. 河西学院学报， 2009（5）：107-110.
[2] 邹红文，聂雅琳.《计算机组成原理》教学设计研究与实践[J]. 洛阳理工学院学报：自然科学，2008（1）：87-90.
[3] 唐朔飞.计算机组成原理[M]. 2版.高等教育出版社，2008.
[4] 白中英.计算机组成原理[M]. 4版.科学出版社，2009.