“计算机系统结构”课程改革与探索.doc

“计算机系统结构”课程改革与探索 　　文章编号：1672-5913(2009)10-0015-03 　　摘要：本文主要介绍了我院在“计算机系统结构”课程的教学实践中进行的改革措施，在分析了国内外高校在该门课程的教学模式的基础上，引入先进的教学理念，改革了教学模式中的教学方法、教学内容等多个方面。实践证明，该模式的改革取得了预期的良好效果，提高了学生的学习兴趣，增加了学生的知识宽度和深度。 　　关键词：计算机系统结构；教学模式；教学改革 　　中图分类号：G642 　　文献标识码：A 　　 　　1引言 　　 　　众所周知，“计算机系统结构”(Computer Architecture)历来是高校计算机科学与技术专业必修的主干专业基础课程之一。通过对“计算机系统结构”课程的学习，学生可以了解计算机系统的内部工作原理以及在软硬界面划分的权衡策略，从而建立起计算机软硬件整机的概念。由于该课程教学内容覆盖了“计算机组成原理”、“编译系统”、“操作系统”、“数据结构”、“数字逻辑”等计算机专业的重要课程，因此，国内外著名高校对这门课程都非常重视。 　　为了使学生能够真正将课本上的理论知识与实际的计算机系统结构融会贯通，我们在该课程的教学模式上进行了一系列的改革和尝试。在此过程中，我们学习和借鉴了国内外著名高校的有效经验，在教学内容、教学方法等多个方面进行了调整，取得了良好的预期效果。 　　 　　2引进国内外先进教学经验 　　 　　2.1教学内容及时更新 　　教学内容的及时有效更新主要体现在国外著名高校的教学当中。美国的麻省理工学院MIT(Massachusetts Institute of Technology)，卡内基-梅隆大学CMU(Carnegie Mellon University)，伊利诺伊大学厄巴纳香槟分校UIUC(University of Illinois - Urbana-Champaign)，斯坦福大学(Stanford University)等著名大学每年都采用一本最新的最权威的教材，如David A. Patterson等人编写的《Computer Architecture:：A Quantitative Approach》等。教材的更新并非做秀，他们在选择更新教材的同时，同样注重课程内容的更新。他们每年更新的内容约占总的教学内容的15%～20%。而这些更新的内容并非完全由学生进行课后消化，而是尽可能在课堂教学时抽出一定的比例进行讲解和介绍，并尽可能进行实物讲解或者模拟教学，从而加深了学生的理解，并提高了学生的学习兴趣。 　　我们目前在教学内容的更新上比起国外著名高校还有一定的距离，总的来看，国内的大学在“计算机系统结构”的教学方面，教材的更新和课程内容的更新普遍存在着“理论脱离实际”的状况，主要原因在于新技术的发展速度与课程讲授知识更新频度的不一致、不统一。而从教材本身的更新速度来看，目前我们国内是无法与国外相提并论的，因为在计算机系统结构领域的研究上，我们国家的发展远不如国外发展迅速，很多含有最新或者较新技术的教材或者教参还不能及时引入国内，而这正是制约我们培养该领域技术革新人才的重大瓶颈。为了尽量减少这方面的影响，我们课题组提出了争取教材每年更新、保证教参年年更新的要求，尽量缩小课堂教学与实际发展之间的差距，实际上，教材教参的更新对于课程组的授课教师们提出了更高的专业要求，所谓教学相长道理就在于此。 　　2.2课堂教学+自我调研的教学方法的运用 　　在教学方法上，我们借鉴了国内外一些著名高校的有效经验，总的来说可以归结为课堂教学+自我调研相结合的教学方法。 　　在课堂教学中，我们主要解决基本的概念和理论。比如：通过学习了解精简指令系统计算机(RISC)和复杂指令系统计算机(CISC)的体系结构特点和区别；掌握RISC处理器的设计原则和指令系统特征等等。而在自我调研的阶段，要求在老师的引导下，学生通过互联网自行搜集和整理当前在某个子领域最新的发展动向和最新产品的性能情况，并根据所学理论，进行横向和纵向的比较并得出自己的结论。最后形成一篇调研论文，并以平时成绩或者是考试成绩的一部分的形式进行考核。 　　通过这种方式的学习，一方面锻炼了学生自己动手查找最新科技资料的能力，另一方面也弥补了课堂教学在内容上的不足，同时还能增强学生对知识点的深入理解，提高学生的学习兴趣，可谓一举多得。而老师也通过该课程的教学网站将自己的调研所得与学生进行分享，学生的学习不仅仅局限于课堂，知识的获取途径增加了，知识的宽度和深度也增加了，学习质量和效果也就提高了。实践证明，这样的教学形式完全可行并且十分高效。 　　2.3加强实践教学环节的力度 　　说到实践教学，由于“计算机系统结构”课程具有抽象性、