面向创新实践的“计算机系统结构”教学改革探索(全文).pdf

面向创新实践的“计算机系统结构”教学改革

探究

XX：1672-5913(20XX)08-0032-03

B

“计算机系统结构”是以计算机系统的外部特性为主来研究

计算机系统结构的一门学科，是计算机及相关学科的专业技术基

础课程。一方面它需要“计算机组成原理”、“编译原理”等一些

基础课程知识；另一方面又为“操作系统”、“嵌入式设计”、“并

行计算”等后继课程学习作铺垫，起着承上启下的作用。传统的

教学模式是教师在课堂用黑板讲授原理，学生课后在指定的实验

系统上完成简单的验证工作，教学方式呆板，教学手段落后，学

生缺乏学习兴趣和积极性。近几年，我校在云南省重点建设专业

(计算机科学与技术)项目的支撑下，针对本课程“封闭式、验证

性”的实验教学模式，在教学理念、教学内容、教学方法和手段

等方面进行了改革探究，目的是激发学生学习热情，培养学生创

新意识，提高实验教学效果。

经过几年的探究，我们逐渐形成了自己的教学方法，找到

一条可行的路子，取得了一定的成绩。

1转变教学理念，探究新的教学模式

本课程的目标是让学生从总体、系统这一层次来研究和分析

计算机系统的结构和性能，帮助学生建立整机系统的概念；使学

生掌握计算机系统结构的基本概念、基本原理、基本结构、基本

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设计方法，并对计算机系统结构的进展现状有所了解，为后续课

程打下基础。

要达到课程目标，教学理念就要创新，就必须在教学中渗透

设计思想和设计方法，很自然就必须选择与之相配套的教材，才

能事半功倍。我们根据学生基础实践能力弱的特点，选择GJ级

重点建设的西安电子科技大学出版社出版《计算机系统结构(第

三版)》作为授课教材，同时指定国外英文原版教材《计算机系

统结构：一种定量的方法(第二版)》作为参考教材，还制作了多

媒体课件，自编《计算机组成与系统结构实验指导书》，采纳启

发式课堂讲授、自主学习、专题研究学习三者并重的模式，使学

生不仅能对现代计算机广泛采纳的比较成熟的结构、方法和技术

等有所了解，还能够通过模拟实验对计算机系统结构的基本原理

有一个清楚的概念和认识，强化对知识的理解，调动学生学习的

积极性和主动性。

由于本课程概念抽象、难理解，课程内容又随着计算机软硬

件技术的进展而不断更新，学生很难将所学到的知识应用到具体

问题中，因而会产生畏惧、反感甚至厌恶。我们在教学中，充分

利用现代教育技术和资源，采纳多媒体教学法，精心设计和制作

了充分体现优秀教师教学思想的动画、课件、XX络课程和大量

资源，利用多媒体教室和XX络开展教学；采纳类比关联法，把

本课程中的一些概念、设计策略和思想与现实生活中的生动事例

进行关联和类比，使学生更容易理解和牢固掌握教学内容，抓住

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关键思想，同时又活跃课堂气氛，提高教学效果。教师通过讲述

现实社会中的一些策略，启发学生思考在计算机系统中可以采纳

的类似策略；通过介绍教师自己科学研究的经验和体会，启发学

生思考如何拓宽自己的思维空间等。同时，计算机系统结构实验

室在50台PC机上安装了本课程实验所需要的设计开发环境

(ISPDesignEXPERT8.0软件)，其中25台配备计算机组成与系

统结构硬件实验系统设备，还提供有关所用模拟器安装与使用的

详细资料，要求学生自己能够在课外完成具体知识的学习、实验

及交互模拟、专题研究学习等。

新的教学模式，不仅使教师自身的教学理念得到更新，也激

发了学生的学习兴趣。通过对学生的调查了解，学生普遍认为：

通过本课程的学习，一方面学习到了计算机体系结构的基本理论

知识；另一方面也培养了良好的动手能力，改变了不少学生认为

它是一门枯燥的理论说教课的看法。在教学考核中也表现出：(1)

教学目标明确，突出学生的能力培养。教师能根据学生的实际知

识水平，使前后知识和技能紧密衔接，把握有用、能用的原则，

注重学生动手能力的培养，注重学生分析问题和解决问题的能力。

(2)教学方法正确，注重启发式。注意引导学生发挥自己的主观

能动性和制造力。(3)教学内容精选。教师能选择有代表性的事