文章編號：1672-5913(2008)08-0080-02

摘要：本文介紹了我校在“計算機(jī)組成原理”精品課程建設(shè)過程中加強(qiáng)師資隊伍建設(shè)、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式、改革實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)、建設(shè)立體化教材等幾個方面的改革實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：精品課程；立體化教材；教學(xué)改革；實(shí)踐

中圖分類號：G642

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

“計算機(jī)組成原理”是計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的主干硬件專業(yè)基礎(chǔ)課，是所有后續(xù)硬件專業(yè)課的基礎(chǔ)和支撐，在計算機(jī)整個課程體系中起著舉足輕重的作用。它既有自身的完整理論體系，又有很強(qiáng)的實(shí)踐性。具有知識面廣、內(nèi)容多、抽象枯燥、難理解、更新快等特點(diǎn)。因此，如何把握課程的主線和重點(diǎn)，使學(xué)生扎實(shí)掌握計算機(jī)系統(tǒng)各部分的工作原理，牢固建立整機(jī)概念，同時強(qiáng)化硬件實(shí)踐，培養(yǎng)創(chuàng)新理念和創(chuàng)新能力，成為該精品課程改革的重要和迫切議題。“計算機(jī)組成原理”課程組教師經(jīng)過多年的教改實(shí)踐，取得了令人滿意的成績?！坝嬎銠C(jī)組成原理”課程于2006年初獲學(xué)校精品課建設(shè)立項(xiàng)，2007年底經(jīng)學(xué)校驗(yàn)收通過，成績優(yōu)秀，并被推薦參加2008年山東省精品課評選。

本課程開設(shè)以來，課程組一直致力于教學(xué)改革，通過多年的探索和實(shí)踐，確立了課程建設(shè)的指導(dǎo)思想——“讓學(xué)生熟悉計算機(jī)各功能部件組成及工作原理，掌握計算機(jī)的工作過程及各部分之間的聯(lián)系，明確數(shù)據(jù)流和控制流在機(jī)內(nèi)的流動，建立整機(jī)概念，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程打下良好的基礎(chǔ)，并通過面向問題求解能力的培養(yǎng)，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力”；明確了課程建設(shè)的近期目標(biāo)——“夯實(shí)基礎(chǔ)－培養(yǎng)能力－省內(nèi)一流”。

1狠抓教學(xué)隊伍建設(shè)

精品課程建設(shè)的關(guān)鍵是師資隊伍的建設(shè)和師資素質(zhì)的提高。課程組8名教師中，教授1人，副教授3人，講師1人，專職實(shí)驗(yàn)教師2人。已形成以40歲左右的中青年教師為學(xué)科帶頭人，以一批年輕博士/碩士為學(xué)術(shù)骨干，老中青結(jié)合的充滿活力的教師隊伍。課程組教師集體備課，堅持每兩周一次教研活動，業(yè)務(wù)水平和教學(xué)能力在全院名列前茅。近年來，課程組在課程建設(shè)方面成果豐碩：主講教師獲學(xué)校青年教師講課比賽一等獎；獲學(xué)校優(yōu)秀教學(xué)成果一等獎1項(xiàng)，二等獎2項(xiàng)；獲學(xué)校優(yōu)秀CAI軟件一等獎1項(xiàng)；獲學(xué)校優(yōu)秀多媒體課件展評一等獎1項(xiàng)；公開發(fā)表教學(xué)研究論文12篇。

2優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

大幅度壓縮課內(nèi)學(xué)時，增加實(shí)驗(yàn)學(xué)時，增大學(xué)生學(xué)習(xí)自主權(quán)，擴(kuò)展個性發(fā)展空間。在縮減課時的情況下，針對課程在計算機(jī)學(xué)科中的承上啟下和支撐作用，精選本學(xué)科中最基本、最重要、最精華的部分作為教學(xué)內(nèi)容，明確重點(diǎn)和難點(diǎn)。授課時，以單處理機(jī)系統(tǒng)的組成原理與結(jié)構(gòu)及相關(guān)的基本理論和基礎(chǔ)知識為重點(diǎn)，以整機(jī)概念的建立為核心，從而保證課程內(nèi)容的基礎(chǔ)性和系統(tǒng)性。

課程教學(xué)始終緊跟學(xué)科發(fā)展前沿，利用課堂、課程網(wǎng)站等形式及時把新理論、新技術(shù)及成熟的科研成果納入到教材、教學(xué)內(nèi)容中，以保持課程內(nèi)容的時代性。如講“總線”時，及時補(bǔ)充USB、IEEE1394、PCI－Express等相關(guān)知識；講“CPU”時，又補(bǔ)充介紹AMD和Intel的 64位CPU；講“內(nèi)存”時，補(bǔ)充雙通道內(nèi)存、DDR內(nèi)存和硬盤優(yōu)化等知識。

3改革實(shí)踐環(huán)節(jié)

3.1創(chuàng)造實(shí)驗(yàn)環(huán)境

提高學(xué)生硬件動手能力，實(shí)驗(yàn)環(huán)境是關(guān)鍵。硬件實(shí)踐設(shè)備耗資大、專用性強(qiáng)，部分學(xué)校不愿投資，致使學(xué)生的硬件實(shí)踐場所缺乏。而我們的“計算機(jī)組成原理”精品課建設(shè)多年來一直得到學(xué)院和學(xué)校的大力支持，通過學(xué)校投資和教師自行研發(fā)，為學(xué)生創(chuàng)造了很好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。實(shí)驗(yàn)室面積寬敞，設(shè)備齊全，更新快。課程開設(shè)以來，不僅實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行了3次變革性的更新，還專門配備了2名專業(yè)實(shí)驗(yàn)教師，他們學(xué)歷高，業(yè)務(wù)精湛，都能獨(dú)立為學(xué)生設(shè)計和指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在這樣的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中能夠得到全面、系統(tǒng)的工程實(shí)踐訓(xùn)練，保證了動手能力的鍛煉和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。

3.2改革實(shí)踐教學(xué)模式

(1) 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容層次化

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為部件、綜合和整機(jī)三個層次：4個部件實(shí)驗(yàn)、1個綜合實(shí)驗(yàn)及1門課程設(shè)計。部件和綜合實(shí)驗(yàn)一人一組，部件實(shí)驗(yàn)配合課堂教學(xué)，加深學(xué)生對基礎(chǔ)理論的理解，培養(yǎng)學(xué)生的基本技能；綜合實(shí)驗(yàn)充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性和積極性，提高學(xué)生硬件學(xué)習(xí)的興趣；“模型機(jī)設(shè)計與組裝”課程設(shè)計2人一組，共同設(shè)計、調(diào)試，培養(yǎng)學(xué)生綜合設(shè)計能力，培養(yǎng)學(xué)生合作進(jìn)取的團(tuán)隊精神及創(chuàng)新精神。對硬件設(shè)計感興趣的同學(xué)，專門安排指導(dǎo)教師，利用開放實(shí)驗(yàn)室或畢業(yè)設(shè)計，進(jìn)行特別指導(dǎo)和訓(xùn)練，以提高他們的系統(tǒng)設(shè)計能力和科研能力。

(2) 實(shí)驗(yàn)任務(wù)層次化

實(shí)驗(yàn)任務(wù)分基礎(chǔ)和提高兩部分，基礎(chǔ)部分每位學(xué)生必須掌握，提高部分則由學(xué)生根據(jù)自己對知識的掌握程度、興趣愛好等實(shí)際情況選做。這樣，既使學(xué)生牢固掌握了應(yīng)學(xué)會的知識，又給“吃不飽”的學(xué)生提供了充分發(fā)揮能力的空間。

(3) 實(shí)踐模式層次化

在部件實(shí)驗(yàn)中，適當(dāng)開設(shè)“驗(yàn)證型”實(shí)驗(yàn)，多開設(shè)“設(shè)計型”實(shí)驗(yàn)。在綜合實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計中，則全部開設(shè)“綜合型”和“探索型”實(shí)驗(yàn)，形成了“驗(yàn)證型－設(shè)計型－綜合型－探索型”的多層次實(shí)踐教學(xué)模式。

為配合這一模式的實(shí)施，首先，全部更新 “實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書”為“實(shí)驗(yàn)任務(wù)書”。每次實(shí)驗(yàn)只給出實(shí)驗(yàn)任務(wù)、要求及實(shí)驗(yàn)條件，具體如何設(shè)計和實(shí)現(xiàn)全部由學(xué)生自主完成，鍛煉學(xué)生獨(dú)立分析問題、解決問題的能力，激發(fā)他們的創(chuàng)新思維。其次，針對硬件實(shí)驗(yàn)難度大、成本高、易出錯的特點(diǎn)，開發(fā)了實(shí)驗(yàn)?zāi)M軟件。先模擬學(xué)習(xí)，后實(shí)驗(yàn)演練。模擬軟件包括“仿真演示”和“交互實(shí)驗(yàn)”兩部分。學(xué)生通過“仿真演示”先學(xué)習(xí)熟悉實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，再通過“交互實(shí)驗(yàn)”類實(shí)驗(yàn)臺環(huán)境，演練真實(shí)實(shí)驗(yàn)過程。這不僅能加深學(xué)生對實(shí)驗(yàn)過程的理解，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且避免了直接做實(shí)驗(yàn)易造成的器材浪費(fèi)與損壞，節(jié)約了實(shí)驗(yàn)成本。最后，“主動放權(quán)”，把實(shí)驗(yàn)主動權(quán)全部交給學(xué)生，教師僅給以啟發(fā)和引導(dǎo)。例如，在“模型機(jī)設(shè)計和組裝”課程設(shè)計中，自始至終貫徹“主動放權(quán)”思想，按照“三有、兩嚴(yán)、一寬”的方針進(jìn)行。“三有”指有指導(dǎo)性的時間和內(nèi)容安排計劃、有加強(qiáng)能力培養(yǎng)的具體目標(biāo)、有切實(shí)可行的操作規(guī)程；“兩嚴(yán)”指嚴(yán)格要求學(xué)生自己動手設(shè)計方案、嚴(yán)格驗(yàn)收檢查；“一寬”指寬松的學(xué)習(xí)氛圍，學(xué)生可以自由組合(二人一組)，自主選擇(元器件、設(shè)備)，自主設(shè)計方案。這樣把主動權(quán)交給學(xué)生，使他們能夠快樂地學(xué)習(xí)。學(xué)生在實(shí)現(xiàn)了自己的設(shè)計方案后，都非常有成就感，學(xué)習(xí)的熱情更高漲，信心更飽滿，硬件工程實(shí)踐能力得到了強(qiáng)化和提高。

4建設(shè)立體化教材

4.1課程教材建設(shè)

課程開設(shè)初期，廣泛選用國內(nèi)名校名家的教材，并優(yōu)先選用國家優(yōu)秀教材。課程組在反復(fù)使用這些名校名家的教材后，充分吸取了這些教材的優(yōu)點(diǎn)，申請自編教材(已經(jīng)獲?！笆弧の濉币?guī)劃教材批準(zhǔn)立項(xiàng))。適合自己學(xué)生和特色的《計算機(jī)組成原理》教材已基本編寫完成，將于08年6月出版。

4.2實(shí)驗(yàn)教材建設(shè)

根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要，課程組自編了多種版本的《計算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)任務(wù)書》、《模型機(jī)設(shè)計與組裝實(shí)驗(yàn)任務(wù)書》等實(shí)驗(yàn)教材，以分別對應(yīng)不同時期的不同實(shí)驗(yàn)臺。這些實(shí)驗(yàn)教材隨著實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的變化一般每兩年修訂或更新一次。我們的配套實(shí)驗(yàn)教材也已獲?！笆弧の濉币?guī)劃教材批準(zhǔn)立項(xiàng)，將于08年6月與教材一起出版。

4.3電子教材建設(shè)

針對課程內(nèi)容抽象、原理復(fù)雜、難理解的特點(diǎn)，課程組自2000年起就引入了多媒體教學(xué)。課程組教師集體備課，統(tǒng)一教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計開發(fā)了多媒體課件。課件由授課課件和動畫模擬軟件兩部分組成。授課課件主要講解相關(guān)概念、工作原理和設(shè)計方法；動畫模擬軟件則包含“原理”和“實(shí)驗(yàn)”的所有內(nèi)容。原理部分僅提供“仿真演示”功能，實(shí)驗(yàn)部分有“仿真演示”和“交互實(shí)驗(yàn)”兩種形式。通過模擬軟件將教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)和抽象的知識直觀、形象、逼真地展示出來，極大地調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，教學(xué)效果較好。課件歷經(jīng)多年使用，不斷修改和完善，于2007年獲學(xué)校多媒體課件展評一等獎。

4.4課程網(wǎng)站建設(shè)

我校自04年秋開始實(shí)施東營－黃島兩地辦學(xué)。學(xué)生去黃島后師生當(dāng)面交流機(jī)會減少，為實(shí)現(xiàn)師生的遠(yuǎn)程交互，彌補(bǔ)兩地辦學(xué)帶來的不足，課程組于2004年春開發(fā)了課程網(wǎng)站。課程網(wǎng)站由指導(dǎo)說明、學(xué)習(xí)教程、動畫模擬、課后作業(yè)、作業(yè)上傳、最新動態(tài)、資料下載、試題庫、留言版等功能模塊組成，實(shí)現(xiàn)了在線學(xué)習(xí)、作業(yè)、練習(xí)、考試一條龍。課程網(wǎng)站是組成原理課程的網(wǎng)上資源庫，也是立體化教材的真實(shí)體現(xiàn)。它突破了原有課堂教學(xué)的局限，能借助自身獨(dú)立的雙向溝通功能，發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性，容納更大的信息量和多樣性，適應(yīng)教師和市場的需要。課程網(wǎng)站由于其完善的功能和良好的使用效果，于2005年獲學(xué)校優(yōu)秀CAI軟件一等獎。

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