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篇1

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)組成原理；知識點(diǎn)融合；研究生入學(xué)考試

中圖分類號：TP301-4

從2009年開始，作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課，《計(jì)算機(jī)組成原理》也成為了研究生入學(xué)考試中的考試內(nèi)容之一。然而，作為一門重要的課程，很多計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中普遍認(rèn)為該課程內(nèi)容抽象，理論性強(qiáng)，知識點(diǎn)廣，在學(xué)習(xí)過程中很難激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，考研復(fù)習(xí)時，該課程往往成為專業(yè)課程的軟肋。那么提高教學(xué)質(zhì)量，成為了擺在很多授課老師面前的一個問題。

1 課程特點(diǎn)及問題

《計(jì)算機(jī)組成原理》主要講述了計(jì)算機(jī)的各個部分的組成以及工作原理。在本科階段該課程既是《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論》、《高級語言程序設(shè)計(jì)》、《電子技術(shù)》的后續(xù)課程，又是《操作系統(tǒng)原理》、《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理》等課程的先導(dǎo)課程；但是，現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)內(nèi)部的集成度相當(dāng)高，這些內(nèi)容太抽象，相對于學(xué)生難以理解和想象，在學(xué)習(xí)的過程當(dāng)中很難有激發(fā)起學(xué)習(xí)興趣，且學(xué)生又覺得學(xué)了后沒多大用處，因此該課程學(xué)生的學(xué)習(xí)效果一直不盡人意，同時也對后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)造成了影響。

2 基于《計(jì)算機(jī)組成原理》課程的多知識點(diǎn)融合的教學(xué)內(nèi)容改革的探討

學(xué)生學(xué)習(xí)提不起興趣的根本原因有二：第一，學(xué)生不理解該課程在計(jì)算機(jī)整個知識體系中的重要性，第二，在計(jì)算機(jī)高集成度的今天，該課程中的知識相對抽象，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中經(jīng)常因概念理解不透徹而碰壁，無法提高學(xué)習(xí)積極性。

因此，在教學(xué)過程中，一方面可以嘗試用學(xué)生熟悉的內(nèi)容講解新知識，將先續(xù)課程中的知識融入到課程教學(xué)當(dāng)中，另一方面，將后續(xù)課程中的知識點(diǎn)用生活中熟悉的例子加以必要的引入和講解，讓學(xué)生有一個感性認(rèn)識，為后續(xù)課程做好鋪墊。本文以《計(jì)算機(jī)組成原理》的幾個基本知識點(diǎn)出發(fā)，對課程的知識融合進(jìn)行嘗試，希望能探索出提高教學(xué)質(zhì)量的方法。

2.1 前導(dǎo)課程與計(jì)算機(jī)組成原理的結(jié)合

（1）計(jì)算機(jī)組成原理中IEEE754標(biāo)準(zhǔn)與浮點(diǎn)型變量在內(nèi)存中的存放形式的結(jié)合

授課問題：

IEEE754標(biāo)準(zhǔn)是我院學(xué)生在計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)習(xí)當(dāng)中碰見的第一個IEEE標(biāo)準(zhǔn)，在課程引入的時候如果直接介紹IEEE754學(xué)生會覺得十分突兀：感覺需要強(qiáng)記IEEE754標(biāo)準(zhǔn)中浮點(diǎn)數(shù)的存儲格式，學(xué)生就會先入為主的簡單認(rèn)為后面的學(xué)習(xí)也是強(qiáng)記，從而失去學(xué)習(xí)的“積極性”，為后面的倦怠學(xué)習(xí)埋下伏筆。

解決方案：

在先導(dǎo)課程C語言中關(guān)于知識點(diǎn)浮點(diǎn)數(shù)的學(xué)習(xí)過程當(dāng)中，浮點(diǎn)數(shù)的數(shù)據(jù)存放形式教材中有介紹。在課程引入的時候可以直接使用C語言學(xué)習(xí)中的例子作為知識點(diǎn)的導(dǎo)入，這樣省去了很多解釋工作，一方面提高的教學(xué)效率，另一方面也從例子本身告訴了學(xué)生課程之間是相互聯(lián)系的，引導(dǎo)學(xué)生將已有的知識和新知識結(jié)合起來學(xué)。

（2）計(jì)算機(jī)組成原理中的地址概念與C語言變量定義的結(jié)合

授課問題：

很多學(xué)生對地址的概念不是很清楚，比如地址的作用。僅僅通過課本上的解釋學(xué)生難以深入的了解地址的意義以及作用，需要通過C語言中的部分概念加強(qiáng)理解。

解決方案：

很多教師在講地址的時候喜歡打門牌號的比方，但是，C語言教材變量的描述中已明確說明“編譯系統(tǒng)給每一個變量名分配了對應(yīng)的內(nèi)存地址。從變量中取值，實(shí)際上是通過變量名找到相應(yīng)的內(nèi)存地址，從該存儲單元中讀取數(shù)據(jù)?！蓖ㄟ^對已有教材的知識點(diǎn)的強(qiáng)調(diào)，“喚醒”學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不太注意的問題，加強(qiáng)記憶、理解。

（3）計(jì)算機(jī)組成原理地址線與數(shù)字邏輯中的譯碼器之間的結(jié)合

授課問題：

存儲器的容量擴(kuò)展是一個教學(xué)重點(diǎn)，但是這個內(nèi)容并不難，但是考試做畫圖題時，學(xué)生往往錯漏百出。地址的概念在數(shù)字電路中不止一次提到，它的根本在于譯碼器的使用。

解決方案：

存儲器的容量的擴(kuò)展的實(shí)質(zhì)就是增加地址線，地址線的增加就是在原始地址線的基礎(chǔ)上加上譯碼器，地址的形成也是一個譯碼的過程，把這個概念點(diǎn)清楚了，剩下的問題就容易解決了。

（4）計(jì)算機(jī)組成原理中的總線與C語言中的指針的結(jié)合

授課問題：

計(jì)算機(jī)中的地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線中數(shù)據(jù)的輸入輸出的方向也是學(xué)生經(jīng)常忽視的內(nèi)容，在畫電路示意圖的時候往往隨意標(biāo)注方向，尤其是畫地址線的時候經(jīng)常畫成雙向線。

解決辦法：

C語言中指針的設(shè)置的實(shí)質(zhì)就在于地址是不能修改的，但是可以通過自加自減的方式在不改變物理地址本身的情況下來訪問相鄰的內(nèi)存單元。通過對指針概括性的講述然后與計(jì)算機(jī)中的地址概念進(jìn)行對比學(xué)習(xí)，學(xué)生對C語言以及計(jì)算機(jī)組成原理有了更進(jìn)一步的理解。

用已學(xué)過的知識點(diǎn)甚至是實(shí)例來解釋新的概念，一方面提高了知識本身的“專業(yè)性”，加強(qiáng)了學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)，另一方面，提高學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)的知識解決實(shí)際問題的能力，為研究生階段學(xué)習(xí)打下一個更寬更堅(jiān)實(shí)專業(yè)知識平臺。

2.2 后續(xù)課程與計(jì)算機(jī)組成原理之間的結(jié)合

和C語言、數(shù)字電路一樣，作為先導(dǎo)課程計(jì)算機(jī)組成原理中也有很多知識在后續(xù)課程中得到了印證。

（1）計(jì)算機(jī)組成原理與匯編語言類課程、接口類課程的結(jié)合

計(jì)算機(jī)組成原理課程中有一個專門的章節(jié)講述指令系統(tǒng)，這與80×86匯編語言中前面的內(nèi)容有一部分是重疊的，以其中的尋址方式知識點(diǎn)為例，在匯編語言以及硬件相關(guān)的后續(xù)課程中（單片機(jī)應(yīng)用，嵌入式等課程）也出現(xiàn)了，但是確又不完全相同，學(xué)生在多次學(xué)習(xí)尋址方式以后對后續(xù)課程中該知識點(diǎn)早已失去學(xué)習(xí)的興趣，往往想當(dāng)然的就把80×86中的尋址方式當(dāng)成了其他機(jī)型里對應(yīng)的尋址方式。

出現(xiàn)問題的原因在于計(jì)算機(jī)組成原理這門課主要是借助80×86機(jī)講清楚尋址方式的概念，但不是所有機(jī)型都與80×86機(jī)尋址方式一樣，在講尋址方式的時候要最好通過比較讓學(xué)生知道這樣的問題，通過說明尋址方式的必要性講出尋址方式的本質(zhì)，讓學(xué)生在后續(xù)的學(xué)習(xí)中能夠舉一反三。

（2）計(jì)算機(jī)組成原理與操作系統(tǒng)的結(jié)合

操作系統(tǒng)原本就是為了加強(qiáng)用戶的體驗(yàn)在計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)上，加上了很多服務(wù)與功能。在講授計(jì)算機(jī)組成原理時可以通過列舉日常生活中常見的例子將操作系統(tǒng)相關(guān)知識融入進(jìn)去，讓學(xué)生有一個感性的認(rèn)識，當(dāng)學(xué)生在學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)的時候?qū)τ谶@些概念不至于太陌生。

例如，組成原理中并行處理的技術(shù)與操作系統(tǒng)中的程序并發(fā)執(zhí)行十分相似。操作系統(tǒng)的多任務(wù)處理在日常生活當(dāng)中十分常見，在講并行處理技術(shù)的時候，可以將操作系統(tǒng)的多任務(wù)處理作為知識點(diǎn)的引入，通過對日常生活中常見的現(xiàn)象解釋，來講清楚相應(yīng)的知識點(diǎn)。學(xué)生可以通過理解日?，F(xiàn)象的發(fā)生來理解硬件運(yùn)行的實(shí)質(zhì)。

《計(jì)算機(jī)組成原理》課程的本質(zhì)是通過對80×86機(jī)工作原理的講授，希望學(xué)生了解到一般的計(jì)算機(jī)組成和工作原理。教學(xué)的最終目的是要學(xué)生將學(xué)到的知識舉一反三，能夠應(yīng)用到各類計(jì)算機(jī)當(dāng)中去，這一門課程既是專業(yè)課又是計(jì)算機(jī)知識普及課程，不僅僅要普及硬件知識，另外還要對相關(guān)的知識進(jìn)行引入，讓學(xué)生對后續(xù)的專業(yè)知識有一個感性認(rèn)識，為后續(xù)課程的講授打好基礎(chǔ)。

3 結(jié)束語

《計(jì)算機(jī)組成原理》課程理論性很強(qiáng)，多數(shù)內(nèi)容以理解為主，多專業(yè)課程相互結(jié)合，一方面讓學(xué)生明白課程與課程之間內(nèi)容交叉的現(xiàn)象，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神及綜合能力；另一方面還能提高教師的業(yè)務(wù)水平，提高學(xué)生在社會環(huán)境中的競爭力。

計(jì)算機(jī)專業(yè)的研究生考試自2009年起將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)組成原理、操作系統(tǒng)原理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理課程進(jìn)行了統(tǒng)考，雖然加大了考試的難度，但是，這恰好反映計(jì)算機(jī)各專業(yè)課之間是緊密聯(lián)系在一起的，缺了任何一門課程都不行，也反映了該專業(yè)對研究生在知識層面上的要求。這就要求學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程當(dāng)中不僅僅拘泥于課程本身，更重要的是對計(jì)算機(jī)專業(yè)知識在更高層次上作出整體的把握。所有的專業(yè)教師在授課過程中也應(yīng)當(dāng)遵循這樣的原則，即除了對本課程的知識掌握熟練以外，還應(yīng)該對課程的知識外延要有一個全局的認(rèn)識。

計(jì)算機(jī)領(lǐng)域本身就是一個講究一個團(tuán)隊(duì)合作的領(lǐng)域，教師授課過程當(dāng)中更要注重這一點(diǎn)，一方面應(yīng)用學(xué)生已有的知識來解釋新的知識，另一方面，要做好服務(wù)意識，將本課程與后續(xù)課程中交叉的知識點(diǎn)利用日常的一些應(yīng)用、現(xiàn)象加以介紹，為后續(xù)課程做好鋪墊，只有這樣高校才能培養(yǎng)出適合計(jì)算機(jī)專業(yè)發(fā)展的，能夠在計(jì)算機(jī)專業(yè)領(lǐng)域站穩(wěn)腳跟的綜合性人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳華鋒.《計(jì)算機(jī)組成原理》教學(xué)中多課程知識融合探析[J].荊楚理工學(xué)院學(xué)報(bào)，2011（5）：70-72.

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篇2

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)組成原理；教學(xué)方法；教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）10-0205-02

《計(jì)算機(jī)組成原理》是計(jì)算機(jī)專業(yè)區(qū)別于其他專業(yè)的一門非常重要的課程，課程教學(xué)具有知識面廣、內(nèi)容多、難度大、更新快等特點(diǎn)[1]。其前導(dǎo)課程包括“模電”、“數(shù)電”，后續(xù)課程包括“微機(jī)原理及接口”、“單片機(jī)原理及應(yīng)用”，等等，本課程在先導(dǎo)課與后續(xù)課之間起著重要的承上啟下作用[2]。因此如何充分利用計(jì)算機(jī)組成原理課堂教學(xué)的有限學(xué)時，更加高效地幫助學(xué)生理解計(jì)算機(jī)硬件組成知識，激發(fā)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)能力非常值得探討。本文從教學(xué)方法的角度進(jìn)行了探討。

一、教學(xué)中面臨的問題

計(jì)算機(jī)組成原理課程是偏向硬件的一門專業(yè)課，其內(nèi)容主要包括CPU、存儲器、運(yùn)算器、外設(shè)等硬件的組成和工作原理。由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)很難分解給學(xué)生一個直觀的實(shí)物，學(xué)生會覺得課程知識比較抽象，學(xué)習(xí)難度很大；另外計(jì)算機(jī)中的運(yùn)算方法與平時的運(yùn)算方法有所不同，學(xué)生接受起來比較困難，以上都可能導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，學(xué)習(xí)效果達(dá)不到要求。所以有必要針對這門課程的特點(diǎn)，在教學(xué)中引入與此相對應(yīng)的教學(xué)方法，有目的的展開教學(xué)改革，幫助學(xué)生更好的掌握這門課程?，F(xiàn)結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，淺談該課程中的教學(xué)思路和基本方法。

二、教學(xué)方法探討

1.啟發(fā)式方法。計(jì)算機(jī)組成原理的知識相對來說會比較抽象，所以學(xué)生在理解的時候會有些困難，因此可以在教學(xué)過程中，采用啟發(fā)式教學(xué)方法，由淺入深的掌握知識。比如在講解外設(shè)如何與主C進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時，可以對程序查詢方式、中斷方式和直接存儲器訪問方式輔以比喻。將教師比作CPU，學(xué)生比作外設(shè)，教師布置作業(yè)并要求學(xué)生完成。程序查詢方式就可以理解為是以下場景：教師布置一道作業(yè)后，就一直站在學(xué)生旁邊問：作業(yè)寫完了沒有。等學(xué)生寫完一道作業(yè)，繼續(xù)布置下條作業(yè)。這樣教師大多數(shù)的時間都花在等待和詢問上，效率低下。所以可以考慮以下方案：教師布置完一道作業(yè)后，自己去備課，學(xué)生完成一個作業(yè)后主動通知教師過來收作業(yè)并且布置下一個作業(yè)。這個方案就是中斷的思想。或者教師太忙了，可以聘用一個教學(xué)助理，教師只布置作業(yè)總量，其他作業(yè)的細(xì)節(jié)事情都交由教學(xué)助理來打理，最后來檢查總體作業(yè)就行。通過這樣的比喻，學(xué)生對這三種數(shù)據(jù)交換方式的理解會更加深刻，也可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

2.串聯(lián)式方法。計(jì)算機(jī)組成原理課程中的一些知識點(diǎn)相對零散，學(xué)生在學(xué)習(xí)時會覺得沒有頭緒，所以在教學(xué)過程中可以采用串聯(lián)式教學(xué)方法，將這些零散的知識點(diǎn)用一根知識主線串起來，幫助學(xué)生去記憶。比如在講半導(dǎo)體存儲器時，可以先講一個基本存儲器元的構(gòu)成及其讀寫方式，而后擴(kuò)展到存儲器單元，并以存儲單元作為編址單位。存儲器單元只夠一個字符類型的數(shù)據(jù)存放，如果需要存放其他數(shù)據(jù)，需要多個存儲單元，在此引入編址規(guī)則并同時講解地址譯碼過程。將若干個存儲單元及其讀寫電路等封裝就構(gòu)成了相應(yīng)的芯片，隨即引出芯片引腳的定義。而芯片的容量有限，一般都需要將芯片通過并聯(lián)、串聯(lián)、混聯(lián)的方式構(gòu)成最終的存儲器。通過這樣一條主線，可以將所有共性的知識串聯(lián)在一起，且前后聯(lián)系，一環(huán)扣著一環(huán)，這樣學(xué)生對知識的掌握就會比較透徹，會覺得知識的學(xué)習(xí)是連貫的。

3.設(shè)置陷阱法。在傳統(tǒng)的教學(xué)中，一般都是教師先講解知識點(diǎn)，然后給出相應(yīng)例題，并強(qiáng)調(diào)易錯點(diǎn)。但是對于易錯點(diǎn)，學(xué)生接受效果甚微。如果將錯誤故意設(shè)置在教學(xué)中，則可以引起學(xué)生的好奇心，從而全身心的投入到錯誤中。例如，在講解補(bǔ)碼加減法運(yùn)算時，假設(shè)機(jī)器字長為4位二進(jìn)制，讓學(xué)生應(yīng)用補(bǔ)碼規(guī)則分別計(jì)算“4+6”和“1-7”。學(xué)生計(jì)算完會發(fā)現(xiàn)兩個結(jié)果都一樣，會感到疑問和好奇，從而再去驗(yàn)算結(jié)果。這時再讓學(xué)生把結(jié)果轉(zhuǎn)化為真值，學(xué)生就會發(fā)現(xiàn)第一個計(jì)算的結(jié)果為負(fù)值，在此引入溢出的原因和說法，學(xué)生會對這個知識點(diǎn)掌握的非常扎實(shí)，而且在以后遇到類似的知識點(diǎn)時，會特別注意計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的表示范圍。

4.與其他課程結(jié)合。課程之間的知識點(diǎn)絕對不是獨(dú)立的，所以可以結(jié)合其他課程的知識點(diǎn)，輔助計(jì)算機(jī)組成原理的教學(xué)。例如在C語言課程中，標(biāo)準(zhǔn)TC環(huán)境下int數(shù)據(jù)類型的表示范圍是-32768~32767，學(xué)生對這個數(shù)據(jù)表示范圍比較熟悉，但對為什么是這個范圍一般不清楚，這個內(nèi)容就與計(jì)算機(jī)組成原理課程中的機(jī)器數(shù)相關(guān)。所以在課堂上可以先拋出這個問題，吸引學(xué)生注意力，而后用補(bǔ)碼的知識求解int數(shù)據(jù)類型的范圍。這樣做既可以說明數(shù)據(jù)范圍與分配的存儲空間相關(guān)，也可以通過范圍的不對稱性解釋清楚補(bǔ)碼的表示規(guī)則，從而對比原碼得出范圍不對稱的根本原因就是0的表示方法是唯一的。在講解大端次序和小端次序時，為了加深學(xué)生印象，可以在教師機(jī)上編寫一段C語言代碼，測試機(jī)器上的存儲數(shù)據(jù)方法。程序如下所示：

# include

void main（）

{

Int x = 1；

if（*（char *）&x == 1）

printf（"小端＼n"）;

else

printf（"大端＼n"）;

}

5.與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合。現(xiàn)在電子產(chǎn)品越來越普及，所以在實(shí)際生活中，人們會發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)組成原理中學(xué)到的知識應(yīng)用到了生活的各個角落。將這些實(shí)際應(yīng)用與課程中的知識點(diǎn)相結(jié)合，會極大地提起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而更加激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。比如在講解進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換時，首先問一個問題：馬路上的紅燈，你等過最長的時間是多少秒？如果超過100秒，兩個LED顯示燈會怎么表示？這個問題會引起學(xué)生的極大興趣，能夠讓學(xué)生主動的思考，進(jìn)而自然的引出十六進(jìn)制，之后就可以告訴學(xué)生，如果顯示燈上為A9，那要等多少秒，問題就又轉(zhuǎn)化為進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)化了。

講解存儲器章節(jié)時，就可以問學(xué)生：你們平常用的U盤是多大空間？屬于ROM還是屬于RAM？另外還可以結(jié)合手機(jī)SD卡，與ROM和RAM相結(jié)合。手機(jī)這個話題學(xué)生比較感興趣，大多數(shù)同學(xué)不會再等著教師給出答案，而會自己主動查找答案，那學(xué)習(xí)效果就會明顯提高。

6.課上線下互動。課堂的主人應(yīng)該是學(xué)生，所以在課堂上的互動非常關(guān)鍵，且互動對教學(xué)的推進(jìn)非常重要?；邮浇虒W(xué)給教師提出了更高的要求，要求教師有淵博的知識和課堂的控制力，但是對于增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果非常好。例如在講解精簡指令集RISC和復(fù)雜指令集CISC知識點(diǎn)時，以性別分組提前布置預(yù)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生分別從概念、優(yōu)缺點(diǎn)、適用場合、編程等角度準(zhǔn)備資料，然后針對這兩個知識開展課堂辯論。辯論的主題就是“RISC和CISC誰更優(yōu)？”教師就是這場辯論的主席，在辯論中需要仔細(xì)傾聽學(xué)生觀點(diǎn)的表述是否正確，內(nèi)容是否全面，同時還要能夠調(diào)控辯論的順序和氣氛，在結(jié)束總結(jié)中也要對不足進(jìn)行補(bǔ)充；學(xué)生就是辯論選手，需要將事先準(zhǔn)備的內(nèi)容在辯論中有針對性的展開。通過這樣的形式，教學(xué)就從課堂之內(nèi)擴(kuò)展到了課堂之外，學(xué)生們的學(xué)習(xí)方式也轉(zhuǎn)化為部分自學(xué)的方式，且是帶著目的去學(xué)習(xí)。

7.加強(qiáng)實(shí)物和動畫展示。課程中主要講述的是計(jì)算機(jī)五大硬件的組織結(jié)構(gòu)和工作原理，如CPU、存儲器等，教學(xué)內(nèi)容相對比較抽象，學(xué)生對各部件缺乏直觀認(rèn)識，因此不容易理解課堂教學(xué)內(nèi)容。如果學(xué)生因長時間不理解課堂教學(xué)內(nèi)容而處于消極學(xué)習(xí)狀態(tài)，就會使學(xué)習(xí)積極性和自信心大大降低[3]。為此可以在課堂上加強(qiáng)對組成部件的實(shí)物和動畫展示。例如在講到內(nèi)存相關(guān)內(nèi)容時，教師可以主動向?qū)W生展示幾款存儲器，并讓每個學(xué)生近距離觀察，引導(dǎo)學(xué)生思考：ROM和RAM最主要的區(qū)別是什么？RAM上的芯片是怎么排列的？問題結(jié)合實(shí)物演示，可以幫助學(xué)生理解硬件內(nèi)部的工作原理，同時也可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

三、結(jié)語

計(jì)算機(jī)組成原理內(nèi)容抽象、知識點(diǎn)多、與多門課程存在內(nèi)容交叉，根據(jù)不同的內(nèi)容采用靈活多變的教學(xué)方式，才能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣[4]，發(fā)揮主觀能動性，提高課堂教學(xué)效果。在今后的工作中，將繼續(xù)探討教學(xué)改革方法，進(jìn)一步提高學(xué)習(xí)效果。

參考文獻(xiàn)：

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[2]u紅文,聶雅琳.計(jì)算機(jī)組成原理教學(xué)設(shè)計(jì)研究與實(shí)踐[J].洛陽理工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2008,(1):87-90.

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Research on the Teaching Mode of Principle of Computer Composition

PENG Ya-qin,WANG Wan-sheng

(Department of Information Science and Engineering,Sanjiang University,Nanjing,Jiangsu 210012,China)

篇3

關(guān)鍵詞：微課程 翻轉(zhuǎn)課堂 教學(xué)模式 計(jì)算機(jī)組成原理

一、微課程及翻轉(zhuǎn)課堂

（一）微課程

微課程是以視頻為主要載體，通過對教師在課程的課堂教學(xué)和課外實(shí)踐教學(xué)中圍繞某一個知識點(diǎn)進(jìn)行的精彩的教學(xué)活動進(jìn)行記錄形成的課程教學(xué)資源。

（二）翻轉(zhuǎn)課堂

翻轉(zhuǎn)課堂是指課程教師以互聯(lián)網(wǎng)以及信息技術(shù)為基礎(chǔ)，通過課前學(xué)生預(yù)習(xí)，課中觀看和學(xué)習(xí)學(xué)視頻等學(xué)習(xí)資源，師生互動交流實(shí)現(xiàn)知識傳授、知識內(nèi)化的顛倒安排。翻轉(zhuǎn)課堂的最大優(yōu)勢及成功之處在于它是以微課的微視頻為載體，采用全新的教學(xué)理念和教學(xué)方式，充分體現(xiàn)教師主導(dǎo)型和學(xué)生主體性。

二、當(dāng)前中央廣播電視大學(xué)開放教育課程教學(xué)模式現(xiàn)狀

目前，廣播電視大學(xué)本科計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)《計(jì)算機(jī)組成原理》的課程開設(shè)中，主要涉及到的教學(xué)媒體包括文字教材、錄像教材、流媒體（IP）課件、網(wǎng)上輔導(dǎo)、形考作業(yè)、網(wǎng)絡(luò)課程。為充分保證計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)《計(jì)算機(jī)組成原理》課程教學(xué)成效和學(xué)生的自主學(xué)習(xí)成效，我校充分運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢，整合多種教學(xué)媒體，形成了具備本校特色的《計(jì)算機(jī)組成原理》網(wǎng)絡(luò)課程。具體分為如下環(huán)節(jié)：

①自學(xué)。課前閱讀《計(jì)算機(jī)組成原理》課程大綱，把握課程應(yīng)掌握的重點(diǎn)和難點(diǎn)，了解課程教學(xué)大綱以及課程考核等。對《計(jì)算機(jī)組成原理（本科）》等文字教材進(jìn)行預(yù)讀，預(yù)先熟悉章節(jié)內(nèi)容，思考，并對存在的疑問進(jìn)行總結(jié)，集中在課堂上解疑。

②觀看課程視頻。帶著問題仔細(xì)觀看課程《計(jì)算機(jī)組成原理（本科）》的錄像，結(jié)合錄像講解釋疑，對仍存疑問的地方，集中在課堂上與學(xué)生交流、咨詢老師。

③流媒體（IP）課件網(wǎng)上輔導(dǎo)。學(xué)生通過中央電大電大在線課程學(xué)習(xí)平臺提供的流媒體（IP）課件結(jié)合課程視頻以及課前自學(xué)進(jìn)行課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)，并利用該平臺提供的網(wǎng)上輔導(dǎo)功能與教師針對存在疑問的地方進(jìn)行集中輔導(dǎo)答疑。

④形考作業(yè)。廣播電視大學(xué)學(xué)生通過中央電大電大在線課程學(xué)習(xí)平臺，完成《計(jì)算機(jī)組成原理形成性考核作業(yè)冊》涉及的作業(yè)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生階段性學(xué)習(xí)成效進(jìn)行形成性考核。

⑤復(fù)習(xí)資料。學(xué)生期末依據(jù)《計(jì)算機(jī)組成原理期末復(fù)習(xí)指導(dǎo)》進(jìn)行課程的復(fù)習(xí)，鞏固日常學(xué)習(xí)成果，認(rèn)真復(fù)習(xí)章節(jié)練習(xí)、形考作業(yè)，對學(xué)習(xí)中存在的問題進(jìn)行集中的咨詢，并利用網(wǎng)絡(luò)課程模擬測試欄目獨(dú)立測試，確定自己的掌握情況，查漏補(bǔ)缺。

⑥考試環(huán)節(jié)?？荚囍饕捎眯纬尚钥己撕徒K結(jié)性考試二者相集合的方式進(jìn)行課程考核。

目前，廣播電視大學(xué)已形成了中央到基層的三級面授輔導(dǎo)與網(wǎng)上學(xué)習(xí)制度，形成了混合式的課程形態(tài)。

三、微課程下的翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式案例研究――以《計(jì)算機(jī)組成原理》為例

《計(jì)算機(jī)組成原理》是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)果以及操作系統(tǒng)等相關(guān)課程之間有機(jī)銜接的重要課程。微課程理念下構(gòu)建基于微課程理念的《計(jì)算機(jī)組成原理》翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式應(yīng)從如下幾個環(huán)節(jié)入手：

（一）加強(qiáng)微課程資源的設(shè)計(jì)與開發(fā)

微課程資源是《計(jì)算機(jī)組成原理》課程翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式得以順利開展的基礎(chǔ)保證。為此，應(yīng)加強(qiáng)廣播電視大學(xué)微課程資源庫建設(shè)，構(gòu)建具備廣播電視大學(xué)特色的微課程資源庫。一方面，可以引進(jìn)同類院校在微課程資源建設(shè)方面取得的優(yōu)秀成果，與本校課程實(shí)際緊密結(jié)合，形成滿足專業(yè)需求的微課程資源體系；另一方面，微課程資源的設(shè)計(jì)與制作，不必拘泥于視頻，可以將文本、圖形、音頻、視頻、動畫等多種媒體形式進(jìn)行展示。例如，一些學(xué)校在教學(xué)中，將流媒體課程資源作為一種有效地教學(xué)輔助手段，通過以實(shí)時、非實(shí)時壓縮處理制作整合以“流”的形式實(shí)時地在互聯(lián)網(wǎng)上播放。學(xué)生可以不受時間和地點(diǎn)的限制，即時進(jìn)行點(diǎn)播和下載，從而成為了學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)的一種重要資源。

（二）引導(dǎo)學(xué)生課前借助微課程自主學(xué)習(xí)

課堂教學(xué)前，教師與學(xué)生應(yīng)分別做好兩點(diǎn)，具體如下：

第一，教師應(yīng)結(jié)合《計(jì)算機(jī)組成原理》教學(xué)大綱，梳理該課程中學(xué)生應(yīng)掌握的重點(diǎn)知識點(diǎn)，并結(jié)合課程教學(xué)重點(diǎn)和教學(xué)難點(diǎn)，制作微課程，通過教師間交流與討論確定最終版本后到微課程平臺上，供學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。

第二，學(xué)生要仔細(xì)閱讀文字教材、觀看電大責(zé)任教師錄制的微課程資源，理解和掌握該課程的基本內(nèi)容。學(xué)生可以通過微課程資源庫和中央電大電大在線課程學(xué)習(xí)平臺，對《計(jì)算機(jī)組成原理》課程的教學(xué)內(nèi)容、重點(diǎn)以及難點(diǎn)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，并養(yǎng)成勤思考，勤記錄的習(xí)慣，將自主學(xué)習(xí)過程中遇到的問題進(jìn)行匯總，在集中課堂中咨詢教師。

（三）合理組織和安排課堂師生互動

課堂教學(xué)中，教師應(yīng)合理組織和安排教學(xué)活動，堅(jiān)持集中指導(dǎo)和因材施教相結(jié)合。應(yīng)從教師和學(xué)生兩方面入手：

首先，學(xué)生方面。學(xué)生通過課前自主學(xué)習(xí)《計(jì)算機(jī)組成原理》，明確學(xué)習(xí)過程中的疑問，針對疑問通過課堂教師面授釋疑，也可以通過與同學(xué)進(jìn)行討論與交流來獲得問題的答案，實(shí)現(xiàn)個別化學(xué)習(xí)與協(xié)作學(xué)習(xí)的有機(jī)結(jié)合。其中，應(yīng)充分發(fā)揮小組作用進(jìn)行協(xié)作學(xué)習(xí)，通過協(xié)作學(xué)習(xí)創(chuàng)造良好學(xué)習(xí)氛圍，將課堂轉(zhuǎn)變交流學(xué)習(xí)和探討疑問的場所。

其次，教師方面。依據(jù)《計(jì)算機(jī)組成原理》課程要求和課程進(jìn)度安排，做好學(xué)生的統(tǒng)一面授教學(xué)。同時，在學(xué)員自學(xué)的基礎(chǔ)上，由課程輔導(dǎo)教師進(jìn)行有針對性的面授輔導(dǎo)，解決學(xué)習(xí)中存在的較為普遍的疑難問題。統(tǒng)一面授的所占學(xué)時應(yīng)適當(dāng)控制，將更多的學(xué)時安排在學(xué)生對學(xué)生的集中輔導(dǎo)和個別輔導(dǎo)上。此外，應(yīng)做好課堂中學(xué)生分組學(xué)習(xí)和討論的組織安排，充分發(fā)、揮教師的組織者角色，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮主體性作用進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。

（四）注重課程的形成性考核

《計(jì)算機(jī)組成原理》課程教學(xué)應(yīng)注重形成性評價。形成性評價的開展，也應(yīng)分學(xué)生和教師兩個方面進(jìn)行。

首先，從學(xué)生方面，在完成課堂教學(xué)后，學(xué)生通過利用微課程進(jìn)行鞏固性學(xué)習(xí)，并對《計(jì)算機(jī)組成原理》所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行階段性總結(jié)。

第二，從教師方面，應(yīng)對學(xué)生完成的課程作業(yè)進(jìn)行批閱和反饋，并總結(jié)學(xué)生學(xué)習(xí)課程的掌握情況，分析學(xué)生在學(xué)習(xí)中存在的不足，并給予學(xué)生針對性的反饋，對課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式進(jìn)反思，制定下一步的教學(xué)計(jì)劃。

總之，構(gòu)建基于微課程理念構(gòu)建翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式已成為廣播電視大學(xué)《計(jì)算機(jī)組成原理》課程的重要任務(wù)之一，這不僅關(guān)系著學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量的提升，更關(guān)系著該課程教學(xué)質(zhì)量的提升。

參考文獻(xiàn)：

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關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)組成原理；設(shè)計(jì)性環(huán)節(jié)；教學(xué)實(shí)踐

中圖分類號：G642文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1672-5913（2007）08-0003-03

1 引言

“計(jì)算機(jī)組成原理”課程是計(jì)算機(jī)專業(yè)的一門承前啟后、承上啟下的核心專業(yè)基礎(chǔ)課，由于涉及知識面廣、內(nèi)容多、更新快，學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程時，普遍覺得內(nèi)容抽象、難于理解。為了最大限度發(fā)揮學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，使學(xué)生對計(jì)算機(jī)基本原理和設(shè)計(jì)方法有一個清楚的了解，我們開設(shè)了配套的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。通過親自設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)的各個關(guān)鍵部分，學(xué)生可以進(jìn)一步融會貫通理論教學(xué)內(nèi)容，提高其綜合運(yùn)用知識的能力。同時，設(shè)計(jì)性環(huán)節(jié)也為后續(xù)課程“計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)”的開設(shè)打下良好基礎(chǔ)，將理論課和實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)內(nèi)容更好的銜接，對培養(yǎng)學(xué)生的主動性、協(xié)作精神和創(chuàng)新能力具有積極的作用。

本文主要介紹在“計(jì)算機(jī)組成原理”課程中設(shè)計(jì)性環(huán)節(jié)的教學(xué)實(shí)踐工作，希望能對同行有一定的借鑒作用。

2 設(shè)計(jì)性環(huán)節(jié)的內(nèi)容

通過對“計(jì)算機(jī)組成原理”教學(xué)內(nèi)容的分析，并結(jié)合后續(xù)課程“計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)”的教學(xué)需要，我們設(shè)置了三個部分的設(shè)計(jì)內(nèi)容，每個部分都有明確的教學(xué)目標(biāo)。第一部分為指令系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；第二部分為控制單元的設(shè)計(jì)；第三部分為簡單計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。并要求每兩名學(xué)生為一組，共同完成各個部分的設(shè)計(jì)任務(wù)。

2.1 指令系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

指令系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容主要安排在“計(jì)算機(jī)組成原理”課程講授指令系統(tǒng)的過程中。這樣可以讓學(xué)生帶著問題和任務(wù)更主動地學(xué)習(xí)指令系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論知識，充分地理論聯(lián)系實(shí)際，根據(jù)設(shè)計(jì)中對計(jì)算機(jī)功能和組成的要求來完成對指令系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并可以在“計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)”實(shí)驗(yàn)過程中進(jìn)行完善。教學(xué)實(shí)踐表明，將計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)安排在“計(jì)算機(jī)組成原理”講授指令系統(tǒng)的過程中，可以讓學(xué)生在理論和實(shí)踐相結(jié)合的基礎(chǔ)上更深入地理解機(jī)器指令和指令系統(tǒng)之間的關(guān)系，掌握指令系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)方法，還有利于對“計(jì)算機(jī)組成原理”后續(xù)知識點(diǎn)的理解。

2.1.1 設(shè)計(jì)要求

要求為一個八位字長的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)指令系統(tǒng)。該計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通路、運(yùn)算器都是八位的，具有256字節(jié)的存儲器、八個通用寄存器以及其他的必要部件。設(shè)計(jì)的指令系統(tǒng)要求必須包含如下指令和尋址方式：

（1）數(shù)據(jù)傳送指令：包括取數(shù)、存數(shù)，寄存器之間傳送數(shù)據(jù)等指令。取數(shù)、存數(shù)應(yīng)具有立即數(shù)、存儲器立即尋址、寄存器立即尋址等方式。

（2）運(yùn)算指令：包括加法、減法、自加1、移位、取反等算術(shù)運(yùn)算指令。

（3）轉(zhuǎn)移指令：無條件轉(zhuǎn)移指令、條件轉(zhuǎn)移指令。

（4）停機(jī)指令。

2.1.2 確定指令系統(tǒng)及指令編碼

由于設(shè)計(jì)的是八位計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)，可以采用單字長和雙字長指令。例如，八位計(jì)算機(jī)的指令格式可以為：

一個完備的指令系統(tǒng)必須包括數(shù)據(jù)傳送、算術(shù)邏輯運(yùn)算、程序控制等指令，能夠?qū)崿F(xiàn)約20~30條指令和常用的尋址方式，例如：

（1）取指令 （雙字長指令）

MOV　AC, Mi　Mi-->AC　（AC為累加器，Mi為存儲器地址）

（2）加法運(yùn)算指令（單字長指令）

ADD　AC，Ri　AC＋Ri-->AC?。ˋC為累加器，Ri為通用寄存器i）

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，表1給出了設(shè)計(jì)指令系統(tǒng)的一種方案。

指令系統(tǒng)的性能決定了計(jì)算機(jī)的基本功能，因而指令系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一個核心問題。一臺真實(shí)的計(jì)算機(jī)通常是非常復(fù)雜的，學(xué)生不可能在有限時間中設(shè)計(jì)出來。我們要求學(xué)生設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)功能較簡單，基本指令簡單、典型，學(xué)生容易掌握，也有利于后續(xù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的開展。

2.2 控制單元的設(shè)計(jì)

控制單元的設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。基本控制單元的設(shè)計(jì)問題包括如何形成和連接受控部件的控制信號，以及在何時使這些控制信號有效。學(xué)生獨(dú)立地設(shè)計(jì)控制單元，不僅可以使學(xué)生剖析和體驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本思路和方法，為今后設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)打下初步基礎(chǔ)，而且可以培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，使學(xué)生有更多的想象空間和發(fā)揮空間。

2.2.1 設(shè)計(jì)要求

控制單元的設(shè)計(jì)有組合邏輯和微程序控制兩種方法，我們要求用組合邏輯來產(chǎn)生控制指令執(zhí)行的控制信號序列。整個設(shè)計(jì)需要綜合考慮，根據(jù)每個微操作對應(yīng)的邏輯表達(dá)式生成控制信號。

2.2.2 組合邏輯控制單元的設(shè)計(jì)

根據(jù)指令系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對每一條指令進(jìn)行細(xì)化，對指令執(zhí)行過程進(jìn)行分析，確定執(zhí)行每一條指令所需的微操作數(shù)及節(jié)拍數(shù)、確定系統(tǒng)時鐘節(jié)拍數(shù)、以及確定每個節(jié)拍對應(yīng)的微操作，形成每條指令的微操作時間序列表。并根據(jù)微操作時間序列表，在節(jié)拍信號和指令譯碼信號的作用下，得到所有微操作的控制信號以及使該控制信號有效的條件，形成每個微操作對應(yīng)的邏輯表達(dá)式。根據(jù)邏輯表達(dá)式及其對應(yīng)的控制信號產(chǎn)生電路，就可以完成具有整個指令系統(tǒng)的控制單元的設(shè)計(jì)。

控制單元的設(shè)計(jì)內(nèi)容我們有意識地安排在“計(jì)算機(jī)組成原理”課程講授控制器的過程中。學(xué)生們對于課堂上講授的有關(guān)控制單元的原理、概念和設(shè)計(jì)方法并沒有直觀的印象，單純的理論學(xué)習(xí)難免枯燥，難以提起學(xué)生們的興趣。教學(xué)實(shí)踐證明，在“計(jì)算機(jī)組成原理”講授控制單元的過程中，學(xué)生們對自己在第一階段設(shè)計(jì)的指令系統(tǒng)中的每一條指令執(zhí)行過程進(jìn)行分析，對八位字長計(jì)算機(jī)的控制單元進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，可以把控制單元中的各個知識點(diǎn)串起來，可以有效加深對計(jì)算機(jī)工作中數(shù)據(jù)流和控制流概念的理解，進(jìn)一步弄清計(jì)算機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的時空關(guān)系，并極大地調(diào)動了學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣。

2.3 體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)階段，根據(jù)自頂向下的設(shè)計(jì)方法，首先設(shè)計(jì)整個計(jì)算機(jī)的大體框架，即總體結(jié)構(gòu)圖，以求有一個大體的框架，對以后的設(shè)計(jì)工作起到指導(dǎo)作用。再依據(jù)自頂向下的設(shè)計(jì)思想，把整個計(jì)算機(jī)劃分為多個模塊，對各個模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后綜合，完成整個計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)。

2.3.1 設(shè)計(jì)要求

要求設(shè)計(jì)一個八位字長的計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)，該計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通路、運(yùn)算器都是八位的，具有256字節(jié)的存儲器、八個通用寄存器以及其他必要部件。在功能上，要求該計(jì)算機(jī)能夠完成單字節(jié)或雙字節(jié)加/減、單字節(jié)無符號乘法、16位除以8位除法等多種基本運(yùn)算。要求設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能完成指定的功能，功能較強(qiáng)而又簡潔。

2.3.2 總體設(shè)計(jì)

按照學(xué)生所設(shè)計(jì)的指令系統(tǒng)的要求，參考一般計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu)，圖2給出了八位計(jì)算機(jī)總體結(jié)構(gòu)框圖的一種設(shè)計(jì)方案，規(guī)定了各功能部件的功能和各功能部件之間數(shù)據(jù)通路的走向。

在圖2中，AR為地址寄存器，PC為程序計(jì)數(shù)器，IR為指令寄存器，AC為累加器，GR為通用寄存器組，ALU為算術(shù)邏輯運(yùn)算單元。C標(biāo)志寄存器用來寄存進(jìn)位C標(biāo)志，Z標(biāo)志寄存器用來寄存結(jié)果為零的Z標(biāo)志。另外在圖2中還有兩個四選一開關(guān)和一個二選一開關(guān)，其中的一個四選一開關(guān)是用于形成C標(biāo)志的輸入，另一個四選一開關(guān)用于控制數(shù)據(jù)總線，二選一開關(guān)用于控制地址總線。

2.3.3 功能部件的設(shè)計(jì)

基于所設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)總體結(jié)構(gòu)，確定每一個功能部件的功能、功能部件與外部的連接端口信號、各功能部件與數(shù)據(jù)總線連接方案。

（1）運(yùn)算器的設(shè)計(jì)

運(yùn)算器由ALU、通用寄存器堆GR、累加器寄存器AC及數(shù)據(jù)選擇開關(guān)等組成，具有進(jìn)位（C）、結(jié)果為0（Z）等狀態(tài)標(biāo)志位。

能實(shí)現(xiàn)最常用的算術(shù)運(yùn)算（加、進(jìn)位加、減、借位減、自加1、自減1等）、邏輯運(yùn)算（邏輯與、或、非）及移位、數(shù)據(jù)傳送等功能。

（2）控制器的設(shè)計(jì)

控制器包括脈沖源、啟動電路、節(jié)拍發(fā)生器、程序計(jì)數(shù)器PC、指令寄存器IR、地址寄存器AR和控制信號產(chǎn)生部件。整個設(shè)計(jì)需要綜合考慮，根據(jù)每個微操作對應(yīng)的邏輯表達(dá)式生成控制信號。

（3）數(shù)據(jù)總線

數(shù)據(jù)總線的數(shù)據(jù)源較多，在設(shè)計(jì)過程中要注意各個數(shù)據(jù)源在數(shù)據(jù)總線上是否沖突。

簡單計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)和各個功能模塊的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，有助于學(xué)生在理論和實(shí)踐相結(jié)合的基礎(chǔ)上，深入了解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)各部分的工作原理及相互聯(lián)系，加深對計(jì)算機(jī)工作中數(shù)據(jù)流和控制流概念的理解，加深整機(jī)概念，進(jìn)一步弄清計(jì)算機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的關(guān)系。

3 結(jié)論

“計(jì)算機(jī)組成原理”是學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的關(guān)鍵課程，在完成基本原理知識學(xué)習(xí)的同時，必須加強(qiáng)對學(xué)生的創(chuàng)新意識、實(shí)踐能力和設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)。正是基于此點(diǎn)，根據(jù)從事計(jì)算機(jī)組成原理的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，我校在理論教學(xué)過程中引入了設(shè)計(jì)性環(huán)節(jié)，充分重視培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。不僅活躍了課堂氣氛、拓展了師生溝通的渠道，而且便于在教學(xué)中及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在的問題，達(dá)到教學(xué)相長的目的。對提高教學(xué)質(zhì)量、加深學(xué)生對所學(xué)計(jì)算機(jī)組成原理知識的理解、增強(qiáng)學(xué)生開創(chuàng)能力是非常有益的，符合新時期人才培養(yǎng)的需要。

在“計(jì)算機(jī)組成原理”設(shè)計(jì)性環(huán)節(jié)的教學(xué)實(shí)踐中，我們發(fā)現(xiàn)不同的設(shè)計(jì)方案越來越豐富，反映出學(xué)生的求知欲望是很強(qiáng)的，而且富有創(chuàng)新精神。設(shè)計(jì)性環(huán)節(jié)的教學(xué)實(shí)踐使我們深深體會到，除理論教學(xué)外，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)也是一個非常重要的環(huán)節(jié)。通過學(xué)生自己動手提高其綜合運(yùn)用知識的能力，是培養(yǎng)大學(xué)生專業(yè)素質(zhì)的重要環(huán)節(jié)和有效途徑，無疑將對學(xué)生能力的培養(yǎng)起到積極作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王保恒,肖曉強(qiáng).計(jì)算機(jī)原理與設(shè)計(jì).高等教育出版社，2005，(1).

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[3] 趙碩,楊欣宇. 計(jì)算機(jī)組成原理課程的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)[J]. 高師理科學(xué)刊，2005，(5).

[4] 徐愛萍等.計(jì)算機(jī)組成原理課程教學(xué)改革研究[J]. 高等建筑教育，2004，(3).

收稿日期：2007-1-18

作者簡介：劉芳（1971-），女，博士，國防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院講師。主講“計(jì)算機(jī)原理”與“計(jì)算機(jī)原理課程設(shè)計(jì)”兩門主干課。研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)和信息安全。

通信地址：湖南長沙 國防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院601教研室

郵編：410073

篇5

關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)組成原理;三級實(shí)驗(yàn)體系;CAI教學(xué)法;建構(gòu)主義

中圖分類號:G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

1引言

“計(jì)算機(jī)組成原理”作為計(jì)算機(jī)專業(yè)硬件課的核心課程,地位重要,既要注重基礎(chǔ)性,又要體現(xiàn)時代性。目前學(xué)生就業(yè)以軟件設(shè)計(jì)為主,學(xué)生會疑問:學(xué)習(xí)本課對以后工作有什么用處?授課老師不能回避。David A. Patterons指出,“軟件系統(tǒng)性能取決于軟件設(shè)計(jì)者對系統(tǒng)中硬件的理解程度。操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)者、更多的軟件工程師需要有較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)組織與設(shè)計(jì)的背景知識。”因此要站在學(xué)生個人發(fā)展制高點(diǎn)上解釋本課程重要性和地位,改變“輕硬件”的錯誤觀念。

師生對本課程普遍反映“難教、難學(xué)”,是由本課自身的特點(diǎn)決定的。首先,計(jì)算機(jī)組成原理的技術(shù)描述占主要,既沒有類似離散數(shù)學(xué)的證明、推導(dǎo),又沒有類似數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的算法介紹,學(xué)生會覺得“理論、規(guī)律性不強(qiáng)”。第二,概念多,比較抽象,加上計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了很多新概念、新技術(shù)。同時,本課程是一門理論與實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課,不但需要精心安排理論授課,還要高度重視實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)。

在國內(nèi)計(jì)算機(jī)硬件人才培養(yǎng)弱化的環(huán)境下,從培養(yǎng)應(yīng)用性人才出發(fā),使學(xué)生既掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)各部分的工作原理,又具有較強(qiáng)的實(shí)際動手能力,改變當(dāng)前學(xué)生“重理論、輕實(shí)踐,重軟件、輕硬件”的狀況,就成為我們這次“計(jì)算機(jī)組成原理”課程改革的主要問題。

2教學(xué)改革與實(shí)踐

如何改革“計(jì)算機(jī)組成原理”課程,以提高其教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量,使它跟上計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展步伐,是我們當(dāng)前亟待解決的問題。在多年的教學(xué)實(shí)踐基礎(chǔ)上,我們對這門課程的教學(xué)進(jìn)行了一些探索,本文主要從五個方面討論和總結(jié)本課程教學(xué)改革實(shí)踐情況。

2.1根據(jù)教學(xué)大綱和計(jì)算機(jī)的最新發(fā)展合理組織教學(xué)內(nèi)容

在教學(xué)內(nèi)容的編排上,依據(jù)教學(xué)大綱,重點(diǎn)突出,詳略得當(dāng)。每一章的內(nèi)容都分為精講和選講兩部分,選講部分放手讓學(xué)生自學(xué)或討論,既培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力,又節(jié)約了課時,避免了全堂灌輸?shù)摹疤铠喿印笔浇虒W(xué)。精講部分則要求授課老師講細(xì)、講透,并結(jié)合當(dāng)今計(jì)算機(jī)技術(shù)的最新發(fā)展動態(tài),適當(dāng)增加有關(guān)計(jì)算機(jī)各部件的演變歷史和最新技術(shù)知識,既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,又彌補(bǔ)了教材與實(shí)際的脫節(jié),提高了這門課的使用價值。例如在講各個部件原理時候,結(jié)合《ACM圖靈獎――計(jì)算機(jī)發(fā)展史的縮影》和《IEEE計(jì)算機(jī)先驅(qū)獎――計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)明史》兩本書,講述計(jì)算機(jī)部件或者重要原理的發(fā)明者或設(shè)計(jì)者是如何攻關(guān)和鉆研的,學(xué)生對結(jié)合歷史講解原理的方式非常有興趣,教師引導(dǎo)學(xué)生在制定個人專業(yè)發(fā)展目標(biāo)上要有超越這些杰出人物的設(shè)想,從而引發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的專業(yè)學(xué)習(xí)興趣。

2.2加強(qiáng)三級實(shí)驗(yàn)體系環(huán)節(jié),注重應(yīng)用能力的培養(yǎng)

“計(jì)算機(jī)組成原理”課程屬于工程性、技術(shù)性和實(shí)踐性都特別強(qiáng)的一門課程,因此,在開展好理論教學(xué)的同時,對實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)必須給予足夠的重視。通過實(shí)驗(yàn)課教學(xué),使學(xué)生具有較強(qiáng)的分析問題和解決問題的能力,以適應(yīng)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展。從2000年起,我系開設(shè)了“計(jì)算機(jī)組成原理”實(shí)驗(yàn),并為之配置了配套的清華大學(xué)儀器廠的實(shí)驗(yàn)設(shè)備TEC-2、TEC-2000,通過近年7個班的近700名學(xué)生的實(shí)驗(yàn)教學(xué),總結(jié)出了“5+1”模式的三級實(shí)驗(yàn)體系結(jié)構(gòu),即“5個分解實(shí)驗(yàn)”加“1門課程設(shè)計(jì)”,“5個分解實(shí)驗(yàn)”分別為:運(yùn)算器、微程序控制器、主存儲器擴(kuò)展、并行接口電路I/O實(shí)驗(yàn)和多級中斷實(shí)驗(yàn),“一門課程設(shè)計(jì)”即整機(jī)組裝實(shí)驗(yàn)。它們隨課程進(jìn)度分散在不同階段完成,這樣可使學(xué)生對計(jì)算機(jī)的每一部分都有深入的了解,以加深理解理論知識。

2.2.1三級實(shí)驗(yàn)體系

將上述實(shí)驗(yàn)分為基礎(chǔ)模塊實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的三級實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。

第一,基礎(chǔ)模塊實(shí)驗(yàn)階段。學(xué)習(xí)基本實(shí)驗(yàn)儀器的使用、基本實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)、實(shí)驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的組成。通過設(shè)計(jì)一系列小實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證和應(yīng)用,要求學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)單元模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及相關(guān)電子芯片的基本邏輯,理解單元模塊的工作原理及該單元模塊在整機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用。

第二,綜合性實(shí)驗(yàn)階段。學(xué)習(xí)“計(jì)算機(jī)組成原理”這門課程的主要目的是讓學(xué)生建立整機(jī)思想,在掌握單元模塊工作原理的基礎(chǔ)上掌握計(jì)算機(jī)整機(jī)系統(tǒng)地協(xié)調(diào)運(yùn)行。為了達(dá)到這一教學(xué)目的,我們在教學(xué)內(nèi)容中安排了一定量的綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),要求學(xué)生通過一系列此類實(shí)驗(yàn)掌握整機(jī)運(yùn)行模式,讓學(xué)生通過實(shí)踐,建立牢固的整機(jī)思想,進(jìn)一步深刻理解理論知識。

第三,設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)階段。這一實(shí)驗(yàn)階段是原理應(yīng)用能力的培養(yǎng)階段。通過這一階段的系列實(shí)驗(yàn),要求學(xué)生能利用在第二階段建立的整機(jī)思想,對指導(dǎo)教師提出的課題任務(wù),提出解決方案,陳述原理的應(yīng)用,自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)所用的單元模塊以及實(shí)驗(yàn)步驟,進(jìn)而通過實(shí)踐得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。學(xué)生在這一階段,通過自主實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì),從成功與失敗中受到訓(xùn)練,得到整體素質(zhì)提高。

2.2.2CAI實(shí)驗(yàn)教學(xué)和合理考核

在上述三級實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系過程中,我們采用以下的教學(xué)方法和比例合適的考核方法。

第一,采用CAI實(shí)驗(yàn)教學(xué)法,改變學(xué)生“手忙腳亂”的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,如果教師在黑板上使用板書展示實(shí)驗(yàn)儀器,會使學(xué)生感覺到很枯燥,分組講解又使教師工作量特別大,而且很抽象,影響教學(xué)質(zhì)量。因此我們采用先進(jìn)的多媒體教學(xué)手段,生動形象地反映出實(shí)驗(yàn)教學(xué)的全過程,利用Authorware、Flash等多媒體開發(fā)軟件,自行設(shè)計(jì)、制作課件(計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)),對實(shí)驗(yàn)設(shè)備所提供的功能進(jìn)行全方位的描述。TEC-2000實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是一臺高度集成化的實(shí)驗(yàn)臺,在做手動控制實(shí)驗(yàn)時,必須撥動較多開關(guān)、按鈕。以前幾十個學(xué)生圍擠在一臺儀器前聽講解,部分學(xué)生根本無法看清聽清,嚴(yán)重影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。而采用先進(jìn)的多媒體教學(xué)手段,如采用實(shí)物投影儀或計(jì)算機(jī)多媒體系統(tǒng),教師可將儀器設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖、實(shí)物圖、工作原理邏輯框圖等制成幻燈片,上課時把它投影到大屏幕上,再結(jié)合實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行講解,學(xué)生分散坐在自己座位上,結(jié)合實(shí)驗(yàn)設(shè)備邊聽邊看,使過去復(fù)雜、單調(diào)的內(nèi)容變得直觀、生動,充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果,提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

第二,科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)操作流程和實(shí)驗(yàn)成績考核方法。

在每一個實(shí)驗(yàn)前,由教師布置實(shí)驗(yàn)任務(wù)和目的,然后由學(xué)生設(shè)計(jì)并完成實(shí)驗(yàn),這就要求學(xué)生在每一個實(shí)驗(yàn)之前查閱大量資料,做好設(shè)計(jì)工作,實(shí)驗(yàn)之后能總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果寫出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)分析。期末理論考核成績占70%,實(shí)驗(yàn)考核成績占20%和平時考核占10%。實(shí)驗(yàn)成績分為實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)檢查和實(shí)驗(yàn)報(bào)告,實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備占20%、實(shí)驗(yàn)檢查占60%和實(shí)驗(yàn)報(bào)告占20%。

2.3采用“建構(gòu)主義”的教學(xué)模式,理論推導(dǎo)為主的教學(xué)方法

所謂“建構(gòu)主義”,即以學(xué)生為中心,在整個教學(xué)過程中由教師起組織者、指導(dǎo)者、幫助者和促進(jìn)者的作用,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(dá)到使學(xué)生有效地實(shí)現(xiàn)對當(dāng)前所學(xué)知識的意義建構(gòu)的目的。

“計(jì)算機(jī)組成原理”理論性強(qiáng)、概念多、抽象,很多學(xué)生一直到整個課程學(xué)習(xí)完畢,都不知道學(xué)了什么,似懂非懂,沒有真正參與到學(xué)習(xí)過程中去,完全靠死記硬背記住一些知識點(diǎn),各個知識點(diǎn)之間無法銜接,也就無法形成該課程的整體框架。因此,要改變“計(jì)算機(jī)組成原理”的教學(xué)效果,就必須在教學(xué)過程中充分體現(xiàn)“建構(gòu)主義”的教學(xué)思想,以學(xué)生為中心,實(shí)行以理論推導(dǎo)為主的教學(xué)方法。在每一個新內(nèi)容講授之前,教師可以先對上一個內(nèi)容進(jìn)行簡單扼要的總結(jié),然后承上啟下地誘導(dǎo)出“接下來的內(nèi)容將要解決的是什么問題”或者“既然用這一種方法來解決問題存在著這樣缺點(diǎn),那么,還有什么更先進(jìn)的方法”等問題,把它作為任務(wù),交給學(xué)生去分析、討論,學(xué)生有了明確的學(xué)習(xí)目標(biāo),就會投入到學(xué)習(xí)中去,發(fā)揮自身的主觀能動性,這樣既抓住的課程的主線,又極大地培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力、創(chuàng)新能力和協(xié)作能力。

2.4建立“計(jì)算機(jī)組成原理”試卷庫,提高教學(xué)質(zhì)量

根據(jù)教材及大綱要求,參考往年全國各高?？佳性囶}、2009年以后全國計(jì)算機(jī)專業(yè)課統(tǒng)考試題以及國外教材的習(xí)題,我們建立了60份專門提供給學(xué)生的“計(jì)算機(jī)組成原理”試卷庫,該試題庫每隔2年更新一次。試卷庫涵蓋了學(xué)生必須掌握的所有知識點(diǎn),但各套試卷中題目并不相同,學(xué)生通過復(fù)習(xí),如果對60套試卷中的題目達(dá)到“四會”(計(jì)算、回答、分析、設(shè)計(jì)),我們的教學(xué)目的也就達(dá)到了。為了避免少數(shù)學(xué)生死記硬背,教師手中的期末考試試卷中必須含有一定比例的隨機(jī)補(bǔ)充或更新試題,否則影響教學(xué)效果的評價。試卷庫的建立大大減輕了教師工作量,也保證了教學(xué)質(zhì)量,成為衡量教學(xué)效果的一個重要指標(biāo)。

2.5改變傳統(tǒng)觀念,強(qiáng)化教師自我素質(zhì),提高教學(xué)能力

教學(xué)改革的成功關(guān)鍵是要提高授課教師的自我素質(zhì),以適應(yīng)現(xiàn)代開放式教學(xué)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。作為一個高校教師,應(yīng)該通過不斷學(xué)習(xí),強(qiáng)化自我素質(zhì),以期達(dá)到教學(xué)思想、教學(xué)理念的更新,教學(xué)模式、教學(xué)方法的更新,知識結(jié)構(gòu)、技術(shù)層次的更新,教學(xué)技術(shù)、教學(xué)手段的更新。例如2008年4月,本人帶隊(duì)參加了“產(chǎn)學(xué)研多核技術(shù)青年骨干教師高級研修班”,和兄弟院校及Intel公司技術(shù)人員進(jìn)行了多核新知識體系的交流與學(xué)習(xí),并且于2008年秋季學(xué)期對本課程進(jìn)行了多核課程建設(shè)的初步嘗試。

3結(jié)束語

作為研究型大學(xué),在培養(yǎng)學(xué)生過程中,要注意授課模式必須結(jié)合自身科研進(jìn)行講解,授課教師要結(jié)合自己的科研、論文的具體示例來講解課程,提高學(xué)生的課堂聽課效率,讓學(xué)生從本科階段就關(guān)注如何進(jìn)行科研活動,從而激發(fā)學(xué)生做一個研究型的學(xué)生。同時給學(xué)生布置1～2篇綜述性的小文章,讓學(xué)生通過利用網(wǎng)絡(luò)資源查閱相關(guān)文獻(xiàn),在課程內(nèi)采用Seminar的形式討論交流,以提高學(xué)生分析與交流的能力,從而增強(qiáng)學(xué)生的研究動手能力。

總之,利用計(jì)算機(jī)教學(xué)中的創(chuàng)造性因素,大膽地讓學(xué)生自由發(fā)揮,從而改變“滿堂灌”的弊病,形成以學(xué)生為中心的生動活潑的學(xué)習(xí)局面,需要我們不斷地努力進(jìn)取,優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì),以先進(jìn)理論來展現(xiàn)全新的教學(xué)思路,從而在計(jì)算機(jī)硬件課程教學(xué)中探索出“扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和創(chuàng)新技能相結(jié)合”教育的嶄新天地。

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Teaching Reform&Practice of the Course “Computer Organization Principles”

JIANG Yong-guo, GUO Zhong-wen, FENG Yuan, HONG Feng, XU Hui-min

(Information College, Ocean University of China, Qingdao 266100, China)

篇6

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)組成原理試驗(yàn)課程；網(wǎng)絡(luò)在線試驗(yàn)平臺；建設(shè)模式

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）16-0207-02

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)類課程在信息類專業(yè)教學(xué)過程中具有舉足輕重的作用，尤其是系統(tǒng)類課程中的計(jì)算機(jī)組成原理課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程對于學(xué)生系統(tǒng)觀念的形成具有無可替代的地位。計(jì)算機(jī)組成原理是非常重要的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)類核心課程，其在工科的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性學(xué)習(xí)占有舉足輕重的作用。目前，計(jì)算機(jī)組成原理的實(shí)驗(yàn)課程已不僅僅是理論課程的補(bǔ)充或附屬，而是作為一個重要的環(huán)節(jié)和關(guān)鍵組成部分越來越受重視。社會及信息技術(shù)的發(fā)展要求高校培養(yǎng)的人才不僅掌握扎實(shí)的理解知識，還要有很強(qiáng)的實(shí)踐動手能力及創(chuàng)新能力。

對于計(jì)算機(jī)組成原理課程來說，傳統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)課程已不能滿足現(xiàn)有需求，需要新型實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)平臺來滿足課程的需求。因此，計(jì)算機(jī)組成原理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是目前各高校面臨的一項(xiàng)重要任務(wù)。目前，雖然在實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣和創(chuàng)新能力，但是實(shí)驗(yàn)設(shè)備的緊缺與實(shí)驗(yàn)室開放時段的限制，使得學(xué)生的實(shí)際動手設(shè)計(jì)與操作時間大大縮短，不能滿足學(xué)生學(xué)習(xí)的需求。

目前以MOOC課程為代表的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)在給傳統(tǒng)教學(xué)模式帶來了極大挑戰(zhàn)的同時，卻給學(xué)生們的學(xué)習(xí)帶來了極大的便利，使他們足不出戶就可以學(xué)習(xí)到最好的教師講授的最好的課程。正是由于MOOC課程帶來的沖擊，目前基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來展開教學(xué)的研究開始出現(xiàn)在教學(xué)改革與研究領(lǐng)域，但是目前所進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)改革主要針對文化課程，鮮有針對實(shí)驗(yàn)課程的嘗試。而計(jì)算機(jī)系統(tǒng)類課程的建設(shè)應(yīng)采取網(wǎng)絡(luò)在線實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺代替實(shí)際實(shí)驗(yàn)平臺，將為學(xué)生提供可以遠(yuǎn)程在線設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)類在線實(shí)驗(yàn)課程平臺，使得學(xué)生可以在線完成課程實(shí)驗(yàn)的綜合設(shè)計(jì)與仿真。打破由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備的緊缺與實(shí)驗(yàn)室開放時段的限制，使得學(xué)生的實(shí)際動手設(shè)計(jì)與操作時間大大縮短，不能滿足學(xué)生學(xué)習(xí)需求的限制。因此，開展網(wǎng)絡(luò)在線實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺建設(shè)對提高當(dāng)前形勢下本科生的質(zhì)量極為重要。

但是目前鮮有研究涉及該領(lǐng)域，作者認(rèn)為：在課程建設(shè)過程中，需要重視教學(xué)方式方法的改革以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)資源平臺的建設(shè)。但是目前教學(xué)體系與模式存在以下問題，具體包括：①教學(xué)資源不完整。在有限課時情況下，要實(shí)現(xiàn)教師少講精講，又要完成教學(xué)內(nèi)容，尤其是實(shí)驗(yàn)方面要求教師和學(xué)生用較少的課時完成必修的實(shí)驗(yàn)，且要求學(xué)生能夠理解掌握，就必須提供足夠的基礎(chǔ)教學(xué)資源，以滿足學(xué)生課外自主學(xué)習(xí)的需要。限于技術(shù)原因，目前，有一些基礎(chǔ)教學(xué)資源仍不能在課程網(wǎng)站上實(shí)現(xiàn)共享。②缺乏溝通與互動平臺。知識的學(xué)習(xí)是通過“教”與“學(xué)”來完成，目前高校的授課模式注定了學(xué)生與教師的交流大多集中在課堂上，而課時的限制使得教師根本無法對學(xué)生的疑問進(jìn)行一一的解答。這造成學(xué)生在課外自主學(xué)習(xí)時，尤其是硬件實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，學(xué)生在線進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真，遇到疑難知識點(diǎn)，無法及時與教師溝通。而目前學(xué)校使用的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺無法實(shí)現(xiàn)在線答疑和討論，師生之間的課外互動需要依靠QQ群、短信、飛信等公共網(wǎng)絡(luò)通訊平臺進(jìn)行，給師生之間和學(xué)生之間實(shí)時快捷的深度互動帶來諸多不便。③缺少自測和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺。雖然現(xiàn)有課程資源中有一些實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)例程，但尚缺乏對學(xué)生進(jìn)行手把手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的教學(xué)視頻及對學(xué)生所學(xué)知識點(diǎn)掌握情況的測試?yán)?，不便于師生對學(xué)生自主學(xué)習(xí)的效果進(jìn)行即時評價；同時，對于一些大型課程作業(yè)，目前也缺乏師生間和學(xué)生間交流討論以及作業(yè)提交和評價的平臺。④缺少遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)平臺。目前缺少可以供學(xué)生遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)平臺，學(xué)生只能依靠實(shí)驗(yàn)課有限的課時動手完成實(shí)驗(yàn)，沒有可靠的遠(yuǎn)程平臺供課前的預(yù)習(xí)，及課后的復(fù)習(xí)理解。對于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)類課程，學(xué)生僅靠實(shí)驗(yàn)課的有限時間無法提高動手實(shí)踐能力。因此，對于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)類課程來說，亟需開發(fā)出可以供學(xué)生遠(yuǎn)程體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)課程的平臺。⑤無法管理與監(jiān)督?，F(xiàn)有課程網(wǎng)站只是實(shí)現(xiàn)了課程資源的網(wǎng)絡(luò)化，并不能實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)的網(wǎng)絡(luò)化，即學(xué)生只是從課程網(wǎng)站上獲取一些基本課程資源，如課件、教學(xué)錄像等，但教師卻無法跟蹤和管理學(xué)生課外學(xué)習(xí)的情況，教師對每位學(xué)生課外自主學(xué)習(xí)的時間和效果缺乏考核評價方法。目前，教師對學(xué)生自主學(xué)習(xí)的情況只能根據(jù)課外作業(yè)、課堂提問和課堂討論時學(xué)生的表現(xiàn)加以評價，未能真正實(shí)現(xiàn)對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的跟蹤與考察。

綜上所述，為滿足學(xué)生自主學(xué)習(xí)的需要，亟需建立一種基于網(wǎng)絡(luò)的在線實(shí)驗(yàn)平臺，可以綜合提供并收集各種教學(xué)資源（收集功能來自于學(xué)生們提交的各種大型課程作業(yè)），滿足師生之間和學(xué)生之間深度互動和討論答疑的需要，記錄和統(tǒng)計(jì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)情況和規(guī)律，并滿足學(xué)生對知識點(diǎn)掌握情況的自測和測試，以及大型作業(yè)的討論和提交。具體研究實(shí)施思路為：①現(xiàn)有教學(xué)資源在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)綜合平臺上的合理匯交。擁有現(xiàn)成的教學(xué)資源和已經(jīng)建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，并不是說簡單地將前者上傳到平臺上就能構(gòu)建適合本課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)綜合平臺。因此，在收集并上傳現(xiàn)有教學(xué)資源的基礎(chǔ)上，根據(jù)本課程的特點(diǎn)，進(jìn)行二者之間的兼容與適應(yīng)性的調(diào)整是需要研究的主要內(nèi)容。②設(shè)計(jì)與建設(shè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)在線平臺。利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)信息平臺，建成可供學(xué)生遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)的在線平臺。該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)類在線實(shí)驗(yàn)平臺需要提供典型的演示實(shí)驗(yàn)供學(xué)生觀摩學(xué)習(xí)，系統(tǒng)可提供平臺使用幫助說明，實(shí)驗(yàn)結(jié)果需要能及時反饋供學(xué)生分析設(shè)計(jì)。③進(jìn)一步完善課程資源。對知識點(diǎn)和重點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行梳理，根據(jù)需要設(shè)計(jì)出三大類題目，構(gòu)建課程設(shè)計(jì)例程庫。第一類主要用于學(xué)生自測，設(shè)計(jì)為較簡單的設(shè)計(jì)例程，方便學(xué)生對在線平臺的熟悉，考查學(xué)生對單一知識點(diǎn)的復(fù)習(xí)與掌握；第二類題目用于考查學(xué)生綜合分析利用知識的能力，包括方案設(shè)計(jì)及綜合分析型實(shí)驗(yàn)；第三類是大型作業(yè)和課程綜合實(shí)驗(yàn)，分別實(shí)現(xiàn)簡化的CPU與編譯器，目的是培養(yǎng)和考查學(xué)生利用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力以及分工協(xié)作的團(tuán)隊(duì)意識。④構(gòu)建在線自測、設(shè)計(jì)提交和評價平臺。對于以上各類知識點(diǎn)，將題目與答案分別存入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)類在線實(shí)驗(yàn)平臺。第一類知識點(diǎn)學(xué)生在完成題目后可進(jìn)行自主學(xué)習(xí)的自我評價，并據(jù)此安排學(xué)習(xí)進(jìn)度。如可能，在自測系統(tǒng)中，將設(shè)計(jì)類似目前大多網(wǎng)絡(luò)游戲中普遍采用的“沖關(guān)”模式，即以自測結(jié)果反饋控制學(xué)生是否可以進(jìn)入下一環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)，以增加自主學(xué)習(xí)過程的樂趣；對于第二類題目，該平臺將提供學(xué)生在線提交和教師在線批改功能，同時對學(xué)生完成情況具有統(tǒng)計(jì)記錄和分析功能；對于第三類題目，平臺將提供分組、組內(nèi)討論以及師生間交流討論功能。⑤構(gòu)建在線答疑與互動平臺，實(shí)現(xiàn)師生間和學(xué)生間的深度互動。主要包括三個方面：一是師生可以針對某一問題，在線展開答疑與討論，這一點(diǎn)可以基于校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)綜合平臺實(shí)現(xiàn)，教師組成員負(fù)責(zé)答疑；二是可以找專門負(fù)責(zé)人員將對答疑問題進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，反饋指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)教學(xué)重難點(diǎn)的梳理以及例程庫等教學(xué)資源的建設(shè)和完善；三是利用互動平臺，提高學(xué)生對課程設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)綜合平臺建設(shè)的參與度。一個有效的網(wǎng)絡(luò)平臺課程資源共享與利用機(jī)制需要教師和學(xué)生的完美結(jié)合和彼此間深度互動，因此，我們將利用互動平臺，調(diào)查學(xué)生自主學(xué)習(xí)過程中的需求，并使他們成為平臺質(zhì)量評價的最直接、最有力的監(jiān)督者。⑥構(gòu)建管理與跟蹤統(tǒng)計(jì)平臺，監(jiān)督指導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。構(gòu)建出的“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)類在線實(shí)驗(yàn)平臺”，可以利用學(xué)校現(xiàn)有的“江南大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)綜合平臺”課程登錄與管理的功能，統(tǒng)計(jì)學(xué)生在線學(xué)習(xí)次數(shù)、時間等基本信息，統(tǒng)計(jì)人員可重點(diǎn)關(guān)注這些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)以及學(xué)生參加答疑與互動討論的情況與其課程學(xué)習(xí)效果及自主學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)之間的關(guān)聯(lián)性，以期總結(jié)出培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的一些基本方法和規(guī)律。

通過以上改革，可以實(shí)現(xiàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)所需要的教學(xué)資源以及學(xué)生自主學(xué)習(xí)管理評價的網(wǎng)絡(luò)化，構(gòu)建師生交流互動平臺，從而重構(gòu)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)流程（教師課堂傳遞信息+學(xué)生實(shí)驗(yàn)課前利用平臺仿真學(xué)生課前獲取、吸收、消化信息+教師實(shí)驗(yàn)課堂互動討論），轉(zhuǎn)變實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式（教師課堂傳授知識為主學(xué)生課外獲取知識為主），革新實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念（以教師為中心以學(xué)生為中心），轉(zhuǎn)換師生角色（教師：主演導(dǎo)演；學(xué)生：配角主角），深化課程建設(shè)的內(nèi)涵，進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)具有自主學(xué)習(xí)和持續(xù)學(xué)習(xí)能力的高素質(zhì)人才。

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[2]許太安.MOOC發(fā)展及其對高等教育的挑戰(zhàn)[C]//第七屆全國高校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)暨網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)建設(shè)研討會，2014：98.

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集成電路技術(shù)的發(fā)展，使集成電路和處理器的關(guān)系密不可分。隨著多核技術(shù)的出現(xiàn)，處理器已經(jīng)變成構(gòu)成系統(tǒng)級芯片（SoC）的基本單元，因此，從集成電路的功能級設(shè)計(jì)層面講，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)采用的方法就是大規(guī)模集成電路（VLSI）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。從卓越人才培養(yǎng)的角度，VLSI系統(tǒng)設(shè)計(jì)是微處理器的邏輯實(shí)現(xiàn)手段，而數(shù)字邏輯是計(jì)算機(jī)組成的物理實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)。學(xué)生的數(shù)字邏輯系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力和VLSI系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力直接決定了其計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力。因此提升學(xué)生計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力的關(guān)鍵是提升學(xué)生的數(shù)字邏輯系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力和VLSI系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力。為了切實(shí)提高計(jì)算機(jī)工程專業(yè)方向本科學(xué)生的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力，教學(xué)改革研究工作的目標(biāo)確定為：以數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)方法為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、以硬件描述語言為設(shè)計(jì)工具、以硬件仿真系統(tǒng)為設(shè)計(jì)環(huán)境、以FPGA為系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)手段、以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)為目標(biāo)和主線，將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)踐完整地貫穿于專業(yè)核心課程之中；教學(xué)改革研究思路確定為：系統(tǒng)視角、整體優(yōu)先、設(shè)計(jì)牽引、講做結(jié)合、注重能力。該研究思路不同于一般的課程群，不是簡單的知識點(diǎn)的審視，是“自頂向下”的觀點(diǎn)和“自底向上”的實(shí)現(xiàn)的一種結(jié)合方法，最終目標(biāo)是提升計(jì)算機(jī)工程專業(yè)方向本科學(xué)生的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力。

2研究內(nèi)容

計(jì)算機(jī)工程專業(yè)方向的主干課程包括數(shù)字邏輯、計(jì)算機(jī)組成原理、匯編語言、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、嵌入式系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)與調(diào)試、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、VLSI系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。課程各有目標(biāo)，課程之間有宏觀上的先后順序，有微觀上的相互穿插，有內(nèi)容上的重疊。經(jīng)過近幾年的教學(xué)研究和改革，各門課程都發(fā)生了非常大的變化[1]：VLSI課程中會涉及算術(shù)邏輯單元的設(shè)計(jì)甚至處理器設(shè)計(jì)方面的內(nèi)容；匯編語言的作用已經(jīng)從編程工具轉(zhuǎn)變?yōu)槊枋龊屠斫庥?jì)算機(jī)系統(tǒng)工作原理的有效工具；HDL語言和仿真工具不再專屬于數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的通用語言和工具。但是，由于總目標(biāo)不明確，導(dǎo)致課程分頭講，實(shí)驗(yàn)分頭做，總體學(xué)時不少，最終效果欠佳。筆者的主要研究內(nèi)容以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)為目標(biāo)，從能力培養(yǎng)的視角看待和理解數(shù)字邏輯、計(jì)算機(jī)組成原理、匯編語言、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、嵌入式系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)與調(diào)試、VLSI、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)等課程，借鑒CDIO的思想，將系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)實(shí)踐貫穿整個計(jì)算機(jī)工程專業(yè)方向人才培養(yǎng)過程。

2.1重新審視和修訂教學(xué)計(jì)劃

在研究過程中，我們首先整理涉及的各門課程的全部知識點(diǎn)，對相互影響的重要知識點(diǎn)整體排序，整合相近和相似的知識點(diǎn)，歸并出一些重要的專題，提出有利于培養(yǎng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力的完整實(shí)踐教學(xué)體系，全線引入HDL語言，全線引入基于FPGA開發(fā)板的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，緊密配合理論課、設(shè)計(jì)方法課、實(shí)踐課，形成“學(xué)習(xí)—構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)”的完整過程。

2.2數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)課程內(nèi)容的改革

數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)課程改革的研究重點(diǎn)是設(shè)法強(qiáng)化和提升學(xué)生使用硬件描述語言說明硬件系統(tǒng)的能力，將硬件設(shè)計(jì)語言的介紹提前到課程的開始部分，使學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)過程中就開始使用硬件設(shè)計(jì)語言，相當(dāng)于使學(xué)生掌握了一個設(shè)計(jì)工具，為計(jì)算機(jī)組成原理課程和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程提供支持，另外，從教學(xué)上形成學(xué)習(xí)數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)就是學(xué)習(xí)集成電路設(shè)計(jì)的理念。數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)課程的實(shí)驗(yàn)既有使用邏輯電路器件搭建實(shí)驗(yàn)電路的傳統(tǒng)型實(shí)驗(yàn)，又有使用FPGA開發(fā)板的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。

2.3計(jì)算機(jī)組成原理課程的教學(xué)改革

計(jì)算機(jī)組成原理課程借鑒“深入理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”教材中的思想，調(diào)整了部分課程內(nèi)容和授課重點(diǎn)，比如，在數(shù)據(jù)表示部分增加了C語言的整數(shù)表示以及比較運(yùn)算的示例，在存儲器部分增加了程序訪問局部性原理的C語言示例，在指令系統(tǒng)部分增加了尋址方式的C語言示例等。增加C語言的示例是進(jìn)行教學(xué)視角調(diào)整的一種嘗試，由于學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過C語言，已經(jīng)初步掌握了編程方法，但是并不清楚程序在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，特別是在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)底層硬件中是如何表示、如何執(zhí)行的。通過在計(jì)算機(jī)組成原理課程中增加一些C語言的示例，讓學(xué)生真正理解程序的執(zhí)行過程。

2.4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程內(nèi)容的調(diào)整

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程在課程內(nèi)容方面進(jìn)行了一些調(diào)整，主要為了更好地與計(jì)算機(jī)組成原理和計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)與調(diào)試等課程銜接。增加多核處理器和多線程調(diào)度等方面的內(nèi)容；對教材中給出的一些具體處理器實(shí)例給予更多關(guān)注，比如Pentium、PowerPC和MIPS處理器實(shí)例等；重視向量運(yùn)算和向量處理器部分的內(nèi)容。

2.5計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)與調(diào)試課程實(shí)踐教學(xué)改革

計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)與調(diào)試課程把以往讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一個有十幾條基本指令的微程序控制器改變?yōu)樵O(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)向量協(xié)處理器；以PowerPCRISC處理器的指令系統(tǒng)為參考，把設(shè)計(jì)PowerPC擴(kuò)展指令協(xié)處理器AltiVec模塊中的VSFX指令部分作為教學(xué)內(nèi)容。整個設(shè)計(jì)任務(wù)分為8個相互聯(lián)系、難度逐步增加的子任務(wù)，通過教師引導(dǎo)、分組討論、學(xué)生實(shí)踐、實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、完成測試等一系列教學(xué)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生完成協(xié)處理器中的部分設(shè)計(jì)工作并熟悉完整的協(xié)處理器的設(shè)計(jì)與調(diào)試方法。

2.6嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程實(shí)踐教學(xué)改革

嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程開發(fā)出嵌入式系統(tǒng)計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)及相關(guān)軟件的綜合實(shí)驗(yàn)，使硬件與軟件相結(jié)合，強(qiáng)化對學(xué)生計(jì)算機(jī)綜合開發(fā)應(yīng)用能力的培養(yǎng)，提高學(xué)生的實(shí)踐能力。綜合實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生完成一個嵌入式系統(tǒng)開發(fā)實(shí)現(xiàn)的全過程，包括完成硬件、軟件的功能分配，進(jìn)行主控?cái)?shù)字系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)和制作，設(shè)計(jì)驅(qū)動和功能軟件，硬件、軟件的分別測試與綜合測試等。

2.7VSLI系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程實(shí)踐教學(xué)改革

VSLI系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程的實(shí)踐教學(xué)改革，把實(shí)踐分為3種類型：課程實(shí)驗(yàn)、自主實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)，3種類型的實(shí)驗(yàn)全部基于Nexys3FPGA開發(fā)板進(jìn)行設(shè)計(jì)。課程實(shí)驗(yàn)包括XilinxFPGA設(shè)計(jì)流程、Nexys3FPGA開發(fā)板主要模塊接口設(shè)計(jì)和基于IP的數(shù)字電路設(shè)計(jì)等。自主實(shí)驗(yàn)部分的題目類型包括：串—并轉(zhuǎn)換電路、FIFO存儲器設(shè)計(jì)、大數(shù)加法器設(shè)計(jì)和FIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)等。課程設(shè)計(jì)部分的題目類型包括密碼協(xié)處理器設(shè)計(jì)、數(shù)字信號協(xié)處理器設(shè)計(jì)和圖像處理協(xié)處理器設(shè)計(jì)等。

3實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

天津大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院2006年建立了數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室、計(jì)算機(jī)組成實(shí)驗(yàn)室、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室、嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室，建立了超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究所。實(shí)驗(yàn)室配備了數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)臺、計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)臺、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)臺（帶有FPGA模塊）、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)臺等教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備。這些實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)設(shè)備能夠滿足常規(guī)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，但對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的支持還不夠。為此，學(xué)院2013年與美國Xilinx公司合作，建立了天津大學(xué)—美國Xilinx公司計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)室配備了50多塊Nexys3FPGA開發(fā)板，實(shí)驗(yàn)時可以滿足每人一塊開發(fā)板的要求。超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究所于2012年引進(jìn)BEECube公司先進(jìn)的BEE3系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的第三代商用FPGA系統(tǒng)，包括4個Virtex5FXTFPGA芯片，以及高達(dá)64GB的DDR2ECCDRAM和8個用于模塊間通信的10GigE接口。有了Nexys3FPGA開發(fā)板和BEE3系統(tǒng)，我們具備了實(shí)現(xiàn)學(xué)生設(shè)計(jì)的各種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)備平臺，為培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力提供了強(qiáng)有力的支撐。

4結(jié)語

篇8

關(guān)鍵詞：教學(xué)研究；計(jì)算機(jī)組成原理；教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）29-0046-02

《計(jì)算機(jī)組成原理》是高校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)工程等專業(yè)核心的基礎(chǔ)課程。該課程要求學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)內(nèi)部各部件的主要組成結(jié)構(gòu)和基本工作原理，在整個計(jì)算機(jī)專業(yè)課的教學(xué)體系中具有承上啟下的作用。該課程具有知識面廣、內(nèi)容多、難度大等特點(diǎn)，教師教學(xué)難度高、學(xué)生學(xué)習(xí)難度大。因此對《計(jì)算機(jī)組成原理》課程進(jìn)行教學(xué)研究，探索更有效的教學(xué)方法和教學(xué)手段是必不可少的。

一、課程教學(xué)中存在的問題

1.《計(jì)算機(jī)組成原理》課程的特點(diǎn)?！队?jì)算機(jī)組成原理》課程概念繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，涉及計(jì)算機(jī)內(nèi)部的運(yùn)算器、控制器、存儲系統(tǒng)、指令系統(tǒng)和輸入輸出系統(tǒng)等各部件的組成結(jié)構(gòu)和工作原理，授課過程中需要分析各種運(yùn)算方法、結(jié)構(gòu)圖、信號流程圖等，所講授的內(nèi)容都集中于芯片的內(nèi)部，看不見、摸不著，非常抽象。這些特點(diǎn)要求教師不僅對基本概念要清楚，還要有較強(qiáng)的系統(tǒng)性和邏輯性，同時要能及時反映計(jì)算機(jī)發(fā)展的新技術(shù)和新動向，更必須根據(jù)學(xué)生對課程教學(xué)的反應(yīng)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，改進(jìn)授課方法，使教與學(xué)達(dá)到完美的結(jié)合。

2.傳統(tǒng)教學(xué)模式的弊端。傳統(tǒng)教學(xué)模式更多的依賴“灌輸”式教學(xué)，教師將授課內(nèi)容通過課本、PPT原封不動的傳授給學(xué)生，學(xué)生被動接收這些抽象的計(jì)算方法、部件結(jié)構(gòu)和信號流程，難以理解、毫無興趣，漸漸失去了對課程的學(xué)習(xí)積極性，這非常不利于培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)新能力。所以針對課程的特點(diǎn)和傳統(tǒng)模式的弊端，教師必須吸取經(jīng)驗(yàn)、揚(yáng)長避短，在授課過程中注意對學(xué)生的引導(dǎo)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中變被動為主動，學(xué)會主動思考，從而啟迪學(xué)生思維，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，提高其學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率。

3.實(shí)踐環(huán)節(jié)不夠重視。針對《計(jì)算機(jī)組成原理》課程的特點(diǎn)，學(xué)生要理解封裝在芯片內(nèi)的部件結(jié)構(gòu)和原理，模擬和實(shí)驗(yàn)是非常重要的方法，所以實(shí)踐課程在整個教學(xué)工作中是必不可少的教學(xué)環(huán)節(jié)。但是傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，對實(shí)踐環(huán)節(jié)仍然不夠重視，表現(xiàn)為：①實(shí)驗(yàn)課時太少。將理論教學(xué)作為主要的教學(xué)環(huán)節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生的實(shí)踐動手能力得不到充足的鍛煉。②實(shí)驗(yàn)題目設(shè)置不夠合理。學(xué)生只做幾個驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，缺乏設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)來培養(yǎng)學(xué)生的思考能力和動手能力。③實(shí)驗(yàn)環(huán)境有待改善。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和裝置更新速度慢、技術(shù)落后，無法完成整機(jī)實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)，難以實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生能力的目標(biāo)。

二、教學(xué)改革的探索

1.精選教材、教參，合理組織教學(xué)內(nèi)容。首先，選好教材和教參是首要任務(wù)。目前《計(jì)算機(jī)組成原理》可選擇的教材很多，在課程的內(nèi)容安排、章節(jié)銜接、表述方式等方面都有所不同。我們選取白中英主編的《計(jì)算機(jī)組成原理》（科學(xué)出版社）作為主教材，該教材內(nèi)容全面、系統(tǒng)性強(qiáng)，使學(xué)生在掌握計(jì)算機(jī)的組成結(jié)構(gòu)和功能原理的基礎(chǔ)上能建立整機(jī)概念，有合理的知識結(jié)構(gòu)并力圖反映新技術(shù)和新動向，非常符合本門課程的教學(xué)要求。另外選用唐朔飛主編的《計(jì)算機(jī)組成原理》（高等教育出版社）作為輔助教材。其次，合理組織和安排各項(xiàng)教學(xué)內(nèi)容。針對《計(jì)算機(jī)組成原理》課程在課程體系中的地位和作用，在教學(xué)初始就要對授課內(nèi)容做好規(guī)劃。在課程內(nèi)容組織過程中注重其承上啟下的內(nèi)容安排，對于《數(shù)字邏輯電路》等先修課在課程教學(xué)之初即要求掌握，同時在教學(xué)過程中體現(xiàn)該課程對后續(xù)課《計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》、《微機(jī)原理與接口技術(shù)》、《嵌入式系統(tǒng)》等課程的重要性。必須嚴(yán)格要求課程教學(xué)大綱、教學(xué)日歷、教學(xué)課件和教案等各項(xiàng)教學(xué)文件，以課程大綱為基礎(chǔ)，明確教學(xué)要求和學(xué)時分配，合理組織各部分內(nèi)容，突出重點(diǎn)、說明難點(diǎn)，在教學(xué)日歷、課件和教案中具體體現(xiàn)。課程考核與成績評定也是課程教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。對于該課程的考核，需要從學(xué)生的課堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)情況以及期末考試等多個方面綜合考量，真正考查學(xué)生的掌握情況和理解程度，鍛煉學(xué)生解決問題的能力。

2.改革教學(xué)手段?！队?jì)算機(jī)組成原理》涉及的結(jié)構(gòu)圖和邏輯圖較多，抽象性和技術(shù)性非常強(qiáng)，學(xué)生很難理解。而對于在結(jié)構(gòu)圖上介紹的各組成部分的工作原理，學(xué)生學(xué)起來更是難上加難。如果是傳統(tǒng)的照本宣科的講解方式，只會抹殺學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。所以，我們將多媒體技術(shù)應(yīng)用到課程教學(xué)當(dāng)中。對于復(fù)雜的、抽象的邏輯結(jié)構(gòu)或工作流程，通過動畫演示的方式加以表述，原本枯燥生硬的內(nèi)容變得生動形象了，復(fù)雜難懂的結(jié)構(gòu)原理也變得簡單易懂，這大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，教學(xué)效果明顯改善。另外，實(shí)物展示也是很好的教學(xué)輔助手段。在講解計(jì)算機(jī)的各個組成部分時，都可以通過展示實(shí)際部件來進(jìn)行說明，從而讓學(xué)生主動探索各部件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和原理。

3.教學(xué)方法的改革。讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中變被動為主動，需要教師正確引導(dǎo)學(xué)生，鼓勵學(xué)生多思考、多討論，鍛煉其解決問題的能力。因此我們在教學(xué)過程中，需要多種教學(xué)方法相結(jié)合，取長補(bǔ)短，以提高教學(xué)質(zhì)量。①采用啟發(fā)式教學(xué)方法。首先，突出重點(diǎn)、確定難點(diǎn)；其次，講解時針對重點(diǎn)難點(diǎn)知識提出問題，啟發(fā)學(xué)生主動思考；然后，再一起分析問題，由學(xué)生提出解決方案；最后解決問題。例如：在講解第五章“中央處理器”時，大部分人都知道CPU對于整個計(jì)算機(jī)的重要性，但是對CPU內(nèi)部的組成結(jié)構(gòu)與工作原理卻不清楚，而這部分卻是本門課程中非常重要的一個知識點(diǎn)。對這部分的講解可以通過幾條典型指令的指令周期來實(shí)現(xiàn)，這里就可以首先提出問題，讓學(xué)生考慮指定位置的指令怎么處理，并讓大家簡單描述處理過程，這時激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，最后通過對典型指令處理過程的學(xué)習(xí)加深了學(xué)生對CPU工作原理的認(rèn)識和理解。②采用形象化教學(xué)方法。將課程中復(fù)雜抽象的概念以及重要部件的結(jié)構(gòu)和原理，用通俗易懂的例子進(jìn)行類比，或用生動形象的動畫效果來演示。例如：上面所說的CPU原理的講解，每一條指令的每一個處理過程都可以通過動畫效果演示給學(xué)生看，這大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。另外在講解浮點(diǎn)運(yùn)算器的流水技術(shù)時，可以以工業(yè)加工中的流水線做類比。將浮點(diǎn)運(yùn)算的各個運(yùn)算步驟對應(yīng)到牛奶裝盒流水線，簡化現(xiàn)實(shí)牛奶裝盒流程，假設(shè)有封裝奶盒、殺菌消毒、蓋印日期三個步驟，對應(yīng)浮點(diǎn)加減運(yùn)算的對階、尾數(shù)加減、規(guī)格化三個步驟，類比講解流水技術(shù)的實(shí)現(xiàn)過程，使得課程中枯燥、抽象、難懂的內(nèi)容變得形象易懂，大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深了學(xué)生的理解和認(rèn)識。③運(yùn)用討論式教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的參與性。針對課程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)知識，也可以通過討論的方式，讓學(xué)生各抒己見，提出解決辦法，從而加深對知識的理解和掌握，并鍛煉其思考能力和團(tuán)隊(duì)意識。通過討論也培養(yǎng)了學(xué)生的獨(dú)立思考和分析判斷問題的能力。

4.強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。為了讓學(xué)生學(xué)好理論知識，提高實(shí)踐動手能力，必須加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。首先，改善實(shí)驗(yàn)環(huán)境。我校針對組成原理課程，專門建設(shè)了計(jì)算機(jī)組成和結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室，可以完成基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和研究性實(shí)驗(yàn)，充分鍛煉學(xué)生的實(shí)踐動手能力，并培養(yǎng)其思考問題和解決問題的能力。其次，合理安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時。我們將組成原理課程的實(shí)驗(yàn)課時設(shè)置為18學(xué)時，利用9周的時間可以讓學(xué)生不僅實(shí)現(xiàn)簡單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，還能在此基礎(chǔ)上完成設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生對計(jì)算機(jī)的硬件組成和原理由淺到深逐步掌握。再次，合理劃分實(shí)驗(yàn)小組，有效完成實(shí)驗(yàn)考核。課后提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并做實(shí)驗(yàn)總結(jié)。對于設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)，一般安排3人一組，每個小組做好分工。實(shí)驗(yàn)老師課上檢查實(shí)驗(yàn)成果，課后小組提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，說明分工情況以及實(shí)驗(yàn)過程，并做實(shí)驗(yàn)總結(jié)。通過合理的分組和考核方式，每個學(xué)生都積極參與到實(shí)踐環(huán)節(jié)，動手能力大大提高，團(tuán)隊(duì)意識得到加強(qiáng)。

《計(jì)算機(jī)組成原理》課程的教學(xué)研究和改革需要從教學(xué)活動的各個環(huán)節(jié)出發(fā)，作為一名教育工作者，一定要靜下心來、虛心請教，探索更加行之有效的教學(xué)方法和改革措施，這是一項(xiàng)需要嚴(yán)謹(jǐn)對待并持之以恒的長期工作，也是需要不斷學(xué)習(xí)的過程。

參考文獻(xiàn)：

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[2]王忠華，屈會芳.“計(jì)算機(jī)組成原理”課程教學(xué)的改革與實(shí)踐[J].計(jì)算機(jī)教育，2007，（13）：251-252.

[3]陳越.《計(jì)算機(jī)組成原理》課程教學(xué)研究[J].福建電腦，2008，（2）：209.

篇9

中圖分類號：G434；TP305-4

0 引言

計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)是高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)專業(yè)所特有的一門專業(yè)技能課程。課程以硬件組裝、軟件安裝為基礎(chǔ)，以系統(tǒng)維護(hù)和故障維修為主線，涵蓋了計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的組成、組裝，CMOS設(shè)置、操作系統(tǒng)與驅(qū)動程序的安裝，常用系統(tǒng)軟件的安裝、使用，以及系統(tǒng)優(yōu)化、維護(hù)及測試，常見故障的診斷和處理等內(nèi)容[1]。雖然學(xué)生多數(shù)擁有計(jì)算機(jī)，但類型、品種、型號各有不同，不利于授課和實(shí)操的標(biāo)準(zhǔn)化，同時，由于器件的損耗、使得所需硬件設(shè)備不可能在任何時刻為同學(xué)開放，因此，學(xué)生在課余期間進(jìn)行課程實(shí)踐或理論學(xué)習(xí)成為了一個比較突出的問題。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體技術(shù)的成熟、教學(xué)改革的不斷推進(jìn)、網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)的深化，近年高職院校越來越重視微課的推廣。微課教學(xué)能縮減教學(xué)內(nèi)容，有效促進(jìn)課程簡化，提取課程知識點(diǎn)精華和抓住實(shí)踐操作的關(guān)鍵部分，使得內(nèi)容合理易懂，并能突破學(xué)習(xí)時間和空間的局限。 1 高等職業(yè)學(xué)校的教學(xué)現(xiàn)狀

筆者在教學(xué)經(jīng)歷中發(fā)現(xiàn)在高等職業(yè)學(xué)校的教學(xué)實(shí)踐中學(xué)生對于某一個問題或知識點(diǎn)從了解到理解再到運(yùn)用自如平均需要4到5次重復(fù)性學(xué)習(xí)，在實(shí)驗(yàn)課程中則平均需要3次親自操作，可見，知識點(diǎn)的重現(xiàn)以及個人操作的重復(fù)對于理論和實(shí)操性強(qiáng)的科目十分重要。此外，課程規(guī)定課時有限，設(shè)備開放給學(xué)生時間有限，加上設(shè)備的損耗，純粹的課堂教學(xué)已經(jīng)不能滿足學(xué)生知識充分汲取的需求。再者，隨著課程時間增加，學(xué)生的精力呈現(xiàn)下降趨勢，對于需要大量實(shí)操的計(jì)算機(jī)學(xué)科，課程結(jié)束后，學(xué)生只能留下部分操作片段，即使而親自操作，也隨著時間的流逝快速忘卻，這樣會嚴(yán)重影響教學(xué)效果。最后，課程的設(shè)置是一個系統(tǒng)的鏈條，環(huán)環(huán)相扣，一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)缺陷，會影響后續(xù)的授課。綜上所述，我們有必要尋找一種新的教學(xué)方式來升級我們課程的載體。

2 微課的特點(diǎn)

1）教學(xué)時間較短：教學(xué)視頻是微課的核心組成內(nèi)容。根據(jù)中小學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和學(xué)習(xí)規(guī)律，時長一般為5至8分鐘左右。因此，相對于傳統(tǒng)的40分鐘的一節(jié)課的教學(xué)課例來說，課例片段更容易獲得學(xué)生的全程關(guān)注。

2）教學(xué)內(nèi)容較少：相對于較寬泛的傳統(tǒng)課堂，微課的問題聚集，主題突出，更適合教師的需要，"微課"的內(nèi)容更加精簡，一般就只講一個知識點(diǎn)，一個課程就一個主題。

3）資源容量較?。何⒄n以視頻為主，配套輔助資源為輔，總?cè)萘恳话阍趲资鬃笥?，師生可觀摩課例，查看教案、課件等輔助資源，視頻格式須支持網(wǎng)絡(luò)播放的流媒體；也可靈活方便地下載保存到設(shè)備上實(shí)現(xiàn)隨時隨地學(xué)習(xí)，同時方便教師的觀摩、評課、反思和研究[2]。

4）促進(jìn)課程教學(xué)創(chuàng)新。微課內(nèi)容屬于輕量級，課程制作者成為課程的開發(fā)者。教師能從局部小范圍開始對課程進(jìn)行思考、推演、驗(yàn)證。課程研發(fā)內(nèi)容一定是自己感興趣的、有能力解決的問題。

5）成果簡化、多樣傳播。因?yàn)閮?nèi)容具體、主題突出，所以，研究內(nèi)容容易表達(dá)、研究成果容易轉(zhuǎn)化；因?yàn)檎n程容量微小、用時簡短，所以，傳播形式多樣。

3 微課在計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)中的具體應(yīng)用

全世界的智能手機(jī)用戶人數(shù)到2016年將超過20億，即超過全球1/4人口，智能手機(jī)增長的絕大部分份額將來自中國，已經(jīng)有超過5億智能手機(jī)用戶。當(dāng)今的學(xué)生幾乎是人人都有智能手機(jī)，作為微課程最好的載體之一，學(xué)生的智能手機(jī)可轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€移動的學(xué)習(xí)平臺。這是一種教學(xué)改革，有效地提高教學(xué)效果，同時鼓勵學(xué)生自主學(xué)習(xí)，活躍課堂氣氛，豐富課余學(xué)習(xí)生活[3]。

計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)是一門實(shí)踐操作性很強(qiáng)的課程。計(jì)算機(jī)主機(jī)的拆裝、軟件的安裝卸載、系統(tǒng)配置都是課程重要的環(huán)節(jié)。有效地利用實(shí)踐課時，提高教學(xué)質(zhì)量和效率是我們的著重的方向。我們分別對課程核心知識點(diǎn)的理論講解和實(shí)踐、微課資源整合和教學(xué)效果的反饋、激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣三個方向考慮，結(jié)合微課的特點(diǎn)，為計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)課程教學(xué)提供新的思路。

1）課程核心知識點(diǎn)的理論講解和實(shí)踐。課程歸納起來有十四章，其中理知識中包含很多計(jì)算機(jī)組成原理的內(nèi)容，包括CPU結(jié)構(gòu)、內(nèi)存容量計(jì)算、硬盤結(jié)構(gòu)、BOIS基本操作、總線時鐘、外部設(shè)置原理等，是計(jì)算機(jī)的理論基礎(chǔ)，需要重復(fù)多次，把重要的單個知識點(diǎn)進(jìn)行微課制作，為學(xué)生提供課前課后學(xué)習(xí)；對于實(shí)踐操作部分，如電腦機(jī)箱的拆裝、系統(tǒng)安裝、病毒查殺、網(wǎng)絡(luò)連通配置等，除了把正確的示范操作制作為短視頻，還需要準(zhǔn)備必須的輔助軟件，以及學(xué)生的追加創(chuàng)作。有了這些微課資源，學(xué)生可以有更多機(jī)會和時間去重復(fù)理論知識和實(shí)踐操作回顧，甚至有了比較明確的預(yù)習(xí)目標(biāo)。

2）微課資源整合和教學(xué)效果的反饋。可以預(yù)見，一旦微課的資源積累逐漸完整，學(xué)生的學(xué)習(xí)效率也會逐漸體現(xiàn)，但這種體現(xiàn)的載體不能只反映在成績上，還應(yīng)該有一套完整的、與微課程配套的教學(xué)效果反饋機(jī)制。微課通過移動設(shè)備應(yīng)用軟件或者網(wǎng)絡(luò)門戶，為教學(xué)效果提供平臺。在實(shí)操環(huán)節(jié)，在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生可把每次自己的動手操作過程以視頻模式保存在反饋平臺中。反饋平臺也成為教師和學(xué)生再次評估教學(xué)效果的另一種手段，也使微課資源趨于完善。另外，該平臺是電子模式，可以在網(wǎng)絡(luò)上無縫對接，可以在校園網(wǎng)上搭建資源庫以分享課程資料，促進(jìn)教學(xué)改革。

3）激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣。沒有樂趣的事情是無法吸引學(xué)生的注意力，教學(xué)應(yīng)該注重教學(xué)過程的趣味性。微課中每個節(jié)點(diǎn)只有一個知識點(diǎn)，學(xué)生學(xué)習(xí)后會有記錄瀏覽的示意功能。參與者可以看出在整個課程知識點(diǎn)鏈上的學(xué)習(xí)攻克進(jìn)度，從其中獲得成就感。其次，視頻形式生動直觀，配合理論講解很容易吸引參與者的注意力，并在注意力將要減退時完成教學(xué)，恰到好處。

4 結(jié)束語

在微課視角下，針對目前高職院校高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革中所存在的問題，引入了微課這種新型的教學(xué)模式，不僅使的平時成績的考核更加有效，同時也落實(shí)了教學(xué)反饋的有效開展。工欲善其事，必先利其器，高職院校教學(xué)應(yīng)該用最新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來武裝自己，必須要重視新興高效的教學(xué)模式。我校在這個方面提供大力的支持，師生一致認(rèn)為微課是適合當(dāng)前教育改革發(fā)展方向，也是一個值得深入研究的課題。

參考文獻(xiàn)：

[1] 冉維原，楊新永. 計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2013：9-1.

篇10

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)組成原理；教學(xué)改革；啟發(fā)式教學(xué)

一

“計(jì)算機(jī)組成原理”是計(jì)算機(jī)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)，可以從層次的觀點(diǎn)掌握計(jì)算機(jī)組成和運(yùn)行機(jī)制方面的基本概念、基本原理、基本設(shè)計(jì)和分析方法等系統(tǒng)知識，奠定必要的專業(yè)知識基礎(chǔ)；可以從系統(tǒng)的觀點(diǎn)，理解提高計(jì)算機(jī)整機(jī)的軟硬件性能的各種可行途徑，了解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中軟件、硬件的功能劃分和相互配合關(guān)系；從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的角度初步了解進(jìn)一步提高系統(tǒng)性能的主體思想，能站在更高層次上思考和解決工作中遇到的問題。

本課程是計(jì)算機(jī)專業(yè)的核心課程之一，在整個計(jì)算機(jī)專業(yè)課教學(xué)中起著承上啟下的作用，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下重要的基礎(chǔ)。但是在實(shí)際教學(xué)過程中，往往不能達(dá)到預(yù)期的理想教學(xué)效果。主要包括以下一些問題：

一是課程內(nèi)容比較抽象，學(xué)生不易理解，且課程的內(nèi)容比較死板，往往無法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

二是與其他相關(guān)課程聯(lián)系緊密，在教學(xué)中往往會較多涉及其他相關(guān)課程的內(nèi)容，而受到課時限制不可能講授所有知識點(diǎn)。

三是課程有些內(nèi)容相對陳舊，跟不上計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的最新趨勢，尤其實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱。

二

對“計(jì)算機(jī)組成原理”課程教學(xué)進(jìn)行改革，提高課程的教學(xué)質(zhì)量、達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果是當(dāng)前急需解決的問題。

1.合理安排教學(xué)內(nèi)容

一方面，“計(jì)算機(jī)組成原理”課程的特點(diǎn)是內(nèi)容較多、概念抽象，難學(xué)，難懂。為了搞好“計(jì)算機(jī)組成原理”的課程建設(shè)，教師必須與時俱進(jìn)，改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容，對于教材的內(nèi)容做適當(dāng)刪減和補(bǔ)充。比如在“指令格式”舉例中，教材所介紹的機(jī)型目前已經(jīng)很少使用了，可以適當(dāng)縮減內(nèi)容；而對于一些應(yīng)用比較多的機(jī)型的指令格式可以適當(dāng)增加，這樣學(xué)生既了解了不同機(jī)器指令格式設(shè)計(jì)上的差別，也對當(dāng)前應(yīng)用較多的機(jī)器指令格式有所認(rèn)識，具有更好的實(shí)用效果。

再比如在講解“存儲器”這部分內(nèi)容時，軟盤存儲器、磁帶存儲器等也已經(jīng)很少被使用，對這些內(nèi)容也可以適當(dāng)刪減，而補(bǔ)充閃存的存儲原理，這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識的同時也學(xué)到與實(shí)踐和應(yīng)用相關(guān)的知識。

另一方面，“計(jì)算機(jī)組成原理”課程與其他一些專業(yè)課程密切相關(guān)，在安排教學(xué)內(nèi)容時要盡量考慮與其先修及后續(xù)課程的融合?！坝?jì)算機(jī)組成原理”課程的先修課程包括模擬電子技術(shù)、數(shù)字邏輯、匯編語言程序設(shè)計(jì)等；后續(xù)課為程操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)，各專業(yè)課程知識之間是密切聯(lián)系的，如果教學(xué)只局限于本課程，就會造成學(xué)生知識結(jié)構(gòu)過于單一，不能很好地融會貫通，形成完整的科學(xué)體系，因此，講授中應(yīng)重視與其他相關(guān)課程的銜接與融合。比如講解“虛擬存儲器”時，可以與操作系統(tǒng)課程中的多任務(wù)管理相結(jié)合；講解“指令系統(tǒng)”時，可以引用匯編程序設(shè)計(jì)課程中的一些80×86中的指令實(shí)例等。

2.采用啟發(fā)式教學(xué)方法

啟發(fā)式教學(xué)是教師啟發(fā)學(xué)生積極思維，使學(xué)生主動掌握知識的教學(xué)方法。啟發(fā)式教學(xué)應(yīng)做到內(nèi)容突出，通過問題引出重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容，然后分析問題并啟發(fā)學(xué)生解決問題，達(dá)到更好的效果。比如在講解“溢出”這部分內(nèi)容時，如果只是簡單介紹溢出的概念，學(xué)生就不容易理解。我們可以通過實(shí)際補(bǔ)碼加減運(yùn)算時兩個正數(shù)相加結(jié)果為負(fù)數(shù)，以及兩個負(fù)數(shù)相加結(jié)果卻為正數(shù)來引入溢出的概念，引導(dǎo)學(xué)生分析溢出產(chǎn)生的原因是什么，這樣就會收到更好的教學(xué)效果。

教師在授課時應(yīng)與學(xué)生互動，避免教師一味講解的情況發(fā)生，充分激發(fā)學(xué)生的主動性。對一些重點(diǎn)內(nèi)容，教師可以多提出一些問題讓學(xué)生思考，這樣當(dāng)教師再講解答案時，學(xué)生可以有更深刻的印象。比如講解“尋址方式”這部分內(nèi)容時，可以讓學(xué)生比較各種尋址方式的特點(diǎn)，然后再講解各種尋址方式的主要應(yīng)用領(lǐng)域，如此就容易記憶了。

“計(jì)算機(jī)組成原理”課程理論性強(qiáng)，概念比較多且比較抽象，由于計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的很多方法和技術(shù)就是來源于日常生活，因此，在講解時可以盡量拿日常生活中的一些例子來進(jìn)行類比，幫助學(xué)生理解概念。比如可以用鐘表的時間校準(zhǔn)來類比補(bǔ)碼的實(shí)現(xiàn)；用賓館的房間來類比存儲器單元的編址；用交通道路來類比總線；用員工職務(wù)高低來類比優(yōu)先級別等。教師對課程的內(nèi)容做到充分掌握，講課時就可以用一些通俗易懂的實(shí)例來解釋復(fù)雜的概念，真正提高教學(xué)質(zhì)量。

3.采用多媒體與黑板相結(jié)合的教學(xué)手段

充分采用多媒體的手段來授課是必要的，因?yàn)橥ㄟ^多媒體課件的演示，可以給學(xué)生一個感性、直觀的認(rèn)識，使學(xué)生集中注意力加深對內(nèi)容的理解。比如在講解“指令周期”的數(shù)據(jù)流時，通過一個工作流程動畫的演示，從取指到分析譯碼到最后指令的執(zhí)行過程一目了然，學(xué)生很容易理解整個過程。但是教師并不能完全依賴于多媒體手段，而是要與黑板講授方式結(jié)合起來。因?yàn)槟承┩茖?dǎo)過程如果通過多媒體課件來放映，不利于學(xué)生理解結(jié)果是如何推導(dǎo)出來的。比如Booth法，它是由校正法推導(dǎo)得來的，因此最好在黑板上講解整個推導(dǎo)過程，學(xué)生才能有深刻的印象。

4.實(shí)驗(yàn)教學(xué)注重實(shí)用性

“計(jì)算機(jī)組成原理”這門課屬于工程性、技術(shù)性和實(shí)踐性都特別強(qiáng)的一門課。因此，在開展好課堂教學(xué)的同時，必須對實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)給以足夠的重視，要有充足的實(shí)驗(yàn)學(xué)時，提供實(shí)驗(yàn)性能良好的實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或?qū)嶒?yàn)裝置，能進(jìn)行反映主要教學(xué)內(nèi)容的、水平較高的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。教學(xué)的整個過程中，在深化計(jì)算機(jī)各功能部件實(shí)驗(yàn)的同時，加強(qiáng)對計(jì)算機(jī)整機(jī)硬件系統(tǒng)組成與運(yùn)行原理有關(guān)內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)；在堅(jiān)持以硬件知識為主的同時，加深對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中軟硬件的聯(lián)系與配合的認(rèn)識。因此，在實(shí)踐教學(xué)中要注重做到：

（1）及時更新實(shí)驗(yàn)設(shè)備，實(shí)驗(yàn)設(shè)備的選擇要考慮是否能利用計(jì)算機(jī)新的技術(shù)，是否能開發(fā)學(xué)生的實(shí)踐能力。

（2）設(shè)置合理的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容應(yīng)與課程重點(diǎn)內(nèi)容相對應(yīng)，除了運(yùn)算器、存儲器、數(shù)據(jù)通路等基本驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)外。還應(yīng)適當(dāng)增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，以增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際動手能力。

（3）從根本上改變學(xué)生“重理論，輕實(shí)驗(yàn)”的態(tài)度，要求大家必須完整記錄并整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

改進(jìn)后的計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)將應(yīng)用性、技術(shù)的前沿性和趣味性很好地結(jié)合在一起，與課程內(nèi)容完全對應(yīng)，使學(xué)生更容易理解相關(guān)理論知識。

計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展日新月異，計(jì)算機(jī)教育也應(yīng)該與時俱進(jìn)，跟上計(jì)算機(jī)發(fā)展的步伐。作為一名教師，應(yīng)該從課程的內(nèi)容，授課方法，教學(xué)手段等多方面積極進(jìn)行改革，從而提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)出優(yōu)秀的計(jì)算機(jī)人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]唐朔飛.計(jì)算機(jī)組成原理(第2版)[M].北京：高等教育出版社,2008.