“计算机组成原理”课程的教学改革与实践.doc

“计算机组成原理”课程的教学改革与实践 　　摘要:本文根据“计算机组成原理”课程具体情况,结合硬件教学特点,提出教学改革建议:动态合理组织和增删相关教学内容,加强三级实验体系环节,促进理论教学,对实验教学采用CAI教学法,采用“建构主义”的教学模式,建立试卷库,强化教师自我素质。 　　关键词:计算机组成原理;三级实验体系;CAI教学法;建构主义 　　中图分类号:G642 文献标识码:A 　　 　　1引言 　　 　　“计算机组成原理”作为计算机专业硬件课的核心课程,地位重要,既要注重基础性,又要体现时代性。目前学生就业以软件设计为主,学生会疑问:学习本课对以后工作有什么用处?授课老师不能回避。David A. Patterons指出,“软件系统性能取决于软件设计者对系统中硬件的理解程度。操作系统设计者、更多的软件工程师需要有较强的计算机组织与设计的背景知识。”因此要站在学生个人发展制高点上解释本课程重要性和地位,改变“轻硬件”的错误观念。 　　师生对本课程普遍反映“难教、难学”,是由本课自身的特点决定的。首先,计算机组成原理的技术描述占主要,既没有类似离散数学的证明、推导,又没有类似数据结构的算法介绍,学生会觉得“理论、规律性不强”。第二,概念多,比较抽象,加上计算机技术的发展,出现了很多新概念、新技术。同时,本课程是一门理论与实践性很强的专业课,不但需要精心安排理论授课,还要高度重视实验课的教学。 　　在国内计算机硬件人才培养弱化的环境下,从培养应用性人才出发,使学生既掌握计算机系统各部分的工作原理,又具有较强的实际动手能力,改变当前学生“重理论、轻实践,重软件、轻硬件”的状况,就成为我们这次“计算机组成原理”课程改革的主要问题。 　　 　　2教学改革与实践 　　 　　如何改革“计算机组成原理”课程,以提高其教学效果和教学质量,使它跟上计算机技术的发展步伐,是我们当前亟待解决的问题。在多年的教学实践基础上,我们对这门课程的教学进行了一些探索,本文主要从五个方面讨论和总结本课程教学改革实践情况。 　　2.1根据教学大纲和计算机的最新发展合理组织教学内容 　　在教学内容的编排上,依据教学大纲,重点突出,详略得当。每一章的内容都分为精讲和选讲两部分,选讲部分放手让学生自学或讨论,既培养了学生的自学能力,又节约了课时,避免了全堂灌输的“填鸭子”式教学。精讲部分则要求授课老师讲细、讲透,并结合当今计算机技术的最新发展动态,适当增加有关计算机各部件的演变历史和最新技术知识,既提高了学生的学习兴趣,又弥补了教材与实际的脱节,提高了这门课的使用价值。例如在讲各个部件原理时候,结合《ACM图灵奖――计算机发展史的缩影》和《IEEE计算机先驱奖――计算机科学与技术的发明史》两本书,讲述计算机部件或者重要原理的发明者或设计者是如何攻关和钻研的,学生对结合历史讲解原理的方式非常有兴趣,教师引导学生在制定个人专业发展目标上要有超越这些杰出人物的设想,从而引发学生强烈的专业学习兴趣。 　　2.2加强三级实验体系环节,注重应用能力的培养 　　“计算机组成原理”课程属于工程性、技术性和实践性都特别强的一门课程,因此,在开展好理论教学的同时,对实验教学环节必须给予足够的重视。通过实验课教学,使学生具有较强的分析问题和解决问题的能力,以适应科学技术的飞速发展。从2000年起,我系开设了“计算机组成原理”实验,并为之配置了配套的清华大学仪器厂的实验设备TEC-2、TEC-2000,通过近年7个班的近700名学生的实验教学,总结出了“5+1”模式的三级实验体系结构,即“5个分解实验”加“1门课程设计”,“5个分解实验”分别为:运算器、微程序控制器、主存储器扩展、并行接口电路I/O实验和多级中断实验,“一门课程设计”即整机组装实验。它们随课程进度分散在不同阶段完成,这样可使学生对计算机的每一部分都有深入的了解,以加深理解理论知识。 　　2.2.1三级实验体系 　　将上述实验分为基础模块实验、综合性实验、设计性实验的三级实验教学体系。 　　第一,基础模块实验阶段。学习基本实验仪器的使用、基本实验方法和技术、实验机系统结构的组成。通过设计一系列小实验的验证和应用,要求学生掌握实验系统单元模块的内部结构及相关电子芯片的基本逻辑,理解单元模块的工作原理及该单元模块在整机系统中的应用。 　　第二,综合性实验阶段。学习“计算机组成原理”这门课程的主要目的是让学生建立整机思想,在掌握单元模块工作原理的基础上掌握计算机整机系统地协调运行。为了达到这一教学目的,我们在教学内容中安排了一定量的综合设计实验,要求学生通过一系列此类实验掌握整机运行模式,让学生通过实践,建立牢固的整机思想,进一步深刻理解理论知识。 　　第三,设计性实验阶段。这一实验