陳皓

摘要：通過分析現(xiàn)階段計算機組成原理實驗教學(xué)存在的不足，提出了重點從實驗預(yù)習(xí)考核和實驗教學(xué)過程監(jiān)控出發(fā)對該課程進行實驗教學(xué)改革的基本思路。實踐證明通過新教學(xué)舉措，計算機組成原理的實踐教學(xué)效果取得了較為明顯的進步和提高。

關(guān)鍵詞：實踐教學(xué)改革；預(yù)習(xí)考核；過程控制

中圖分類號：G424 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）25-0057-02

Experiment Teaching Reform of Principles of Computer Composition

CHEN Hao

（Zhejiang Agricultural and Forestry University， Ling'an 311300， China）

Abstract： Through the analysis of the existing problems in the experimental teaching of “Principles of Computer Composition”， this article points out the shortage of the experimental teaching， and puts forward the teaching reform program form the experiment of preview and the process monitoring of experimental teaching. The practice of the reform actually promotes the whole experimental teaching of the course.

Key words： teaching reform； experiment preview； process monitoring

根據(jù)2012年國家教育部頒布的《關(guān)于加強高等學(xué)校實踐教學(xué)工作的若干意見》中所列的第八點“加強實踐育人環(huán)節(jié)”中重點所提出的“加強實踐教學(xué)管理，提高實驗、實習(xí)實訓(xùn)、實踐和畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量”，各個高校根據(jù)自身實際實施了一系列關(guān)于加強實踐教學(xué)的措施，增加了實踐教學(xué)比重，加大了對實驗設(shè)備的投入力度。以我校為例，近三年來，信息工程學(xué)院信息技術(shù)應(yīng)用實驗室擴建了4個實驗分室，設(shè)備投入達約70萬元。

提高實踐教學(xué)的質(zhì)量，除了在硬件設(shè)施等大環(huán)境上做出改善外，還需在主觀上改變學(xué)生 “重課堂理論輕實驗實習(xí)”的思想，切實改變實驗課堂上 “教師為主”現(xiàn)狀，轉(zhuǎn)變成為以“學(xué)生為主，教師為輔”實驗教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)以及創(chuàng)新能力。

本文以我校計算機組成原理實驗室為例，結(jié)合專業(yè)特點，探索實驗教學(xué)改革。我校計算機組成原理實驗室主要面向信息工程學(xué)院計算機科學(xué)與技術(shù)、信息管理與信息系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)等三個專業(yè)的本科生。在專業(yè)課程結(jié)構(gòu)中，計算機組成原理課程屬于必修的專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程能讓學(xué)生從底層剖析計算機的基本組成及工作原理，掌握基本的設(shè)計技術(shù)，提高解決數(shù)字系統(tǒng)的實際能力，為后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，是計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科生的核心課程之一，在計算機學(xué)科中處于承上啟下的地位[1]。計算機組成理論內(nèi)容比較抽象難懂，很多涉及計算機內(nèi)部的構(gòu)造、工作原理等難點只有通過實驗加以驗證，學(xué)生真正理解和掌握。而傳統(tǒng)的實踐教學(xué)方法效果不佳，學(xué)生感覺計算機硬件知識抽象，動手能力得不到鍛煉[2]。本文從計算機組成原理實驗的預(yù)習(xí)考核、實驗教學(xué)過程控制等方面出發(fā)，在實踐教學(xué)改革上做了一些有益的探索與嘗試，輔助教師有效的安排和組織實驗教學(xué)過程，彰顯實踐教學(xué)在人才培養(yǎng)中的主導(dǎo)作用。

1 存在的主要問題

1.1學(xué)生中普遍存在“重理論輕實踐”的觀點，實驗預(yù)習(xí)形同虛設(shè)

目前各個高校的實驗課程預(yù)習(xí)過程也缺乏模擬演練，都是學(xué)生閱讀一定的資料后就算完成，無法驗證對錯，只有在實際動手操作中才能驗證對實驗內(nèi)容的理解是否正確，如此預(yù)習(xí)方法效果不佳[3]。此外學(xué)生普遍對理論課程比較重視，而對實驗課程抱著敷衍的態(tài)度，實驗前沒有進行預(yù)習(xí)，實驗課上一般也是按照實驗指導(dǎo)書上的步驟，或者將其他同學(xué)的連線圖“依葫蘆畫瓢”。

1.2實驗過程缺乏監(jiān)控，導(dǎo)致實驗效果不理想

在實驗課堂上教師的指導(dǎo)任務(wù)很重，計算機組成原理實驗室一次課安排32名學(xué)生實驗。教師在實驗指導(dǎo)上難免顧此失彼，照顧不到所有學(xué)生，導(dǎo)致實驗教學(xué)效果差。所以考慮由實驗技術(shù)人員事先培養(yǎng)隨堂的勤工儉學(xué)學(xué)生或者學(xué)生志愿者做好教師的實驗助手工作。

1.3實驗課程結(jié)束，實驗室環(huán)境差。

實驗室課程安排緊密，一天里面多個班級做實驗，整潔的實驗室環(huán)境對于老師、學(xué)生以及實驗效果都會起到積極的作用。這樣尋找到切實可行的方法來加強學(xué)生的實驗儀器操作規(guī)范意識和環(huán)保意識就非常的重要。

2改革實施后的效果

2.1突破實驗空間的限制，輔助教師把好預(yù)習(xí)關(guān)

通過課題研究，課題組通過開發(fā)完成了基于PROTEUS軟件的網(wǎng)絡(luò)預(yù)習(xí)考核系統(tǒng)，該考核系統(tǒng)的界面如圖1所示。該考核系統(tǒng)運用虛擬實驗軟件來搭建計算機內(nèi)部各個部件的電路構(gòu)造，用以模擬實驗室現(xiàn)場真實的實驗環(huán)境，讓學(xué)生在系統(tǒng)所搭建的“虛擬實驗臺”上進行實驗連線，這樣完成實驗基本的操作步驟，并最終通過系統(tǒng)考核題后才允許進入實驗室進行實驗。這套網(wǎng)絡(luò)預(yù)習(xí)考核系統(tǒng)的運用使學(xué)生在進入計算機組成原理實驗室前已經(jīng)對接下來要做的實驗任務(wù)、所需設(shè)備和元器件有了一個初步的理解，進一步保障學(xué)生實驗預(yù)習(xí)的真實性和可靠性。同時作為學(xué)生實驗成績評定的一個參考，督促學(xué)生用好考核系統(tǒng)，認(rèn)真完成實驗預(yù)習(xí)。組成原理實驗預(yù)習(xí)考核系統(tǒng)功能模塊結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

圖1 實驗預(yù)習(xí)考核系統(tǒng)界面圖

圖2 預(yù)習(xí)考核系統(tǒng)功能模塊結(jié)構(gòu)圖

2.2 結(jié)合本實驗室特點，加強實驗教學(xué)的過程監(jiān)控

高校教學(xué)的過程監(jiān)控有很多環(huán)節(jié)，有學(xué)校學(xué)院的兩級督導(dǎo)制度，有學(xué)生對教師的網(wǎng)上測評系統(tǒng)等。同樣實踐教學(xué)需要良好的過程監(jiān)控手段，如果該過程控制一旦失衡，實踐教學(xué)就有可能流于形式形同虛設(shè)[4]。本文研究讓部分學(xué)生輔助教師完成實驗輔導(dǎo)的任務(wù)，從而實現(xiàn)加強實驗教學(xué)的過程監(jiān)控的目的。

在硬件實驗上，教師實驗指導(dǎo)任務(wù)繁重，其中硬件連線檢查和儀器設(shè)備使用指導(dǎo)工作占了很大比例。通過由實驗技術(shù)人員在課前預(yù)先培養(yǎng)基礎(chǔ)較好的學(xué)生來熟悉實驗環(huán)境，通過系統(tǒng)培訓(xùn)讓他們了解實驗內(nèi)容，熟悉實驗儀器設(shè)備的使用，解決實驗中出現(xiàn)的問題，這樣就有能力在實驗課程中去幫助同學(xué)解決問題。實踐證明，此方案的實施減輕了教師的指導(dǎo)工作量，提高了學(xué)生實驗的效率，同時也起到監(jiān)督其他同學(xué)端正實驗態(tài)度作用。

2.3結(jié)合本實驗分室特點，加強學(xué)生和實驗技術(shù)人員的實驗素養(yǎng)

將實驗課程涉及的儀器儀表的使用規(guī)章、注意事項等以“制度上墻”的方式進行規(guī)范。通過教師或者實驗技術(shù)人員在學(xué)期初第一次實驗課上對學(xué)生進行重點培訓(xùn)。建議教師將學(xué)生的實驗素養(yǎng)分?jǐn)?shù)記錄在冊，并在實驗成績里做出體現(xiàn)。

此外培養(yǎng)勤工儉學(xué)學(xué)生信息員。通過與學(xué)生辦公室相關(guān)老師溝通，每學(xué)期挑選實驗課程班級的學(xué)生參與勤工儉學(xué)，負(fù)責(zé)實驗結(jié)束后對實驗室進行快速整理工作，并在實驗課程過程中掌握實驗儀器的運行情況，及時與實驗技術(shù)人員溝通以保證實驗正常進行。

3結(jié)束語

計算機組成原理課程理論性強、硬件知識抽象，導(dǎo)致實驗效果不佳，課題組經(jīng)過2年的實踐積累，不斷總結(jié)經(jīng)驗，摸索出一系列計算機組成原理實驗教學(xué)的具體實施方案。通過在傳統(tǒng)的實踐教學(xué)上強化預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)，保障學(xué)生在實驗預(yù)習(xí)的真實性和有效性。通過培養(yǎng)學(xué)生信息員來輔助教師完成實驗輔導(dǎo)的任務(wù)，從而加強實驗教學(xué)的過程監(jiān)控的目的。實踐證明，改革后的實踐教學(xué)方法更能適應(yīng)相關(guān)專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點和水平，并且能提高學(xué)生的動手設(shè)計能力和創(chuàng)新能力，為我校培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新型人才打下了堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1] 張磊， 鄭榕， 田軍峰. 《計算機組成原理》實驗教學(xué)改革[J]. 實驗科學(xué)與技術(shù)， 2013（4）：221-224.

[2] 楊斐. “計算機組成原理”課程的創(chuàng)新性實踐教學(xué)探索[J]. 湖北理工學(xué)院學(xué)報， 2013（29）：67-69.

[3] 遲宗正，賴曉晨. 計算機組成原理實驗新教學(xué)模式研究[J]. 實驗技術(shù)與管理， 2015， 32（5）：232-234.

[4] 葉憲章，秦雄志. 遠程開放教育理工科實踐教學(xué)過程控制探析[J]. 廣州廣播電視大學(xué)學(xué)報， 2011（4）：25-29.