廖紹雯

（河西學院信息技術與傳媒學院，甘肅 張掖 734000）

“計算機組成原理”教學質量的改進*

廖紹雯

（河西學院信息技術與傳媒學院，甘肅 張掖 734000）

《計算機組成原理》是一門研究計算機的基本硬件組成和內部運行原理的課程，對計算機專業(yè)各專業(yè)課的學習具有重要的作用。但是，部分老師和學生沒有充分認識到該科目的重要性，使得教學質量下降。本文通過對該科目的現狀進行研究分析，從改進教學方法的角度來探討如何提高教學質量。

計算機系統(tǒng)結構,《計算機組成原理》教學方法；教學質量

《計算機組成原理》是計算機專業(yè)的一門研究計算機的基本硬件組成和內部運行原理的核心課程，在整個課程體系中具有承上啟下的作用。包括計算機五大部件的基本結構、工作原理、設計方法以及相互連接構成計算機整機的技術，具有理論性強、難度大、內容復雜抽象等特點，是計算機類專業(yè)的一門核心課程。它在一系列軟硬件課程中發(fā)揮著重要的作用，為后續(xù)硬件專業(yè)課的學習奠定了基礎。但是，近年來普遍存在“老師難教”、學生“重軟輕硬”的現象，教學效果不明顯，不能達到預期的教學目標，嚴重影響了后續(xù)硬件專業(yè)課的教學。針對本人在課堂教學中發(fā)現的問題，本文就如何提高該課程的課堂及實驗教學質量進行下列探討。

1 課程現狀

本課程能使學生系統(tǒng)地理解計算機硬件系統(tǒng)的組成結構和工作原理，幫助學生建立整機概念，培養(yǎng)學生分析、應用、設計和開發(fā)的能力。因此，在課堂教學過程中使用傳統(tǒng)教學方法往往很難達到預期的教學目標。如何通過改進教學方法來保證預期的教學質量，是我們日前必須解決的問題。通過對國內外多所高校中《計算機組成原理》課程教學質量的研究分析，發(fā)現國內外教學存在著較大的差異。

1.1 國外教學現狀

國外的教學大多采用學生自主學習的方式，如給學生指派研究型課題、仿真模擬性課題、閱讀類題目等[1-6]。教師通過這種將理論與實踐緊密結合的教學方式，使學生在學習的過程中有利于樹立工程理念、培養(yǎng)工程素養(yǎng)，能取得較好的教學效果從而達到實現本課程的教學目標。

1.2 國內教學現狀

國內普遍采用理論教學和實驗教學相結合的教學模式。目前許多《計算機組成原理》的實驗平臺是商業(yè)化產品，系統(tǒng)的設計與實現屏蔽了很多細節(jié)[1-6]，而學校的教學資源建設又相對落后，缺乏適用的教材及實驗設備，不能滿足老師和學生有效結合工程實踐理念進行設計和實現計算機系統(tǒng)的實驗，這種理論和實踐脫節(jié)的教學模式，導致教師難以達到《計算機組成原理》課程預期的教學目標。另外，學生對《計算機組成原理》課程的認識存在偏差，更加加重了這種問題的突出。

隨著我國高等教育體制的改革，學生的理論知識和動手實踐相結合能力的提高引起了教育部和各高校的高度重視。以下就從改革理論教學方法和完善實踐教學兩個方面進行了探索與實踐。

2 針對理論教學，尋求有效的教學方法

教學質量必須通過開展相關的教學工作來提高，筆者從合理選取教學內容、對教學方法的改革及如何合理安排實驗三個方面對提高教學質量進行了探索與實踐。

2.1 合理組織教學內容，增加內容的趣味性

目前，我校計算機專業(yè)開設該課程的是本科生,使用由科學出版社出版，白中英主編的教材。本教材既強調了基本概念和基礎知識,又注意與實際應

用相結合,并且對許多新技術和新的發(fā)展方向做了不同程度的介紹。同時，它是許多院校考研的制定參考書。本書的各章節(jié)中分別介紹了計算機的五大部件構成，在教學過程中存在學生將各章節(jié)的學習獨立化、不善于總結和貫穿全書內容的現象。教師可以采取學習完每一章節(jié)后，讓學生來總結整個章節(jié)的內容的方式來消除這種現象。另外，教師還可以在講課的過程中，聯系實際生活中的例子，讓學生對知識點的理解化抽象為具體。

2.2 靈活運用多種教學方法，充分利用多種教學手段

1）采用啟發(fā)式教學方法。啟發(fā)式教學方法指教師根據學生的實際學習情況和教學任務以啟發(fā)學生的思維為中心，注重學生對問題的思考能力的培養(yǎng)，以此來調動學生的學習主動性。這種教學方法強調了學生是學習的主體，教師通過設置與課堂內容相關的問題來組織課堂教學。授課過程中，教師在闡明一個問題時，應該將這個大的問題拆分為多個與之相關聯的小問題，教師通過這種引導學生一起思考、一起解決相關問題的方式，讓學生對教學內容有了由淺及深的了解和認識。課后，教師還應該給學生設置相關的研究探討性問題，讓學生通過查閱資料、自主實驗、合作探討等途徑來解決這些問題，從而加深了對教學內容的理解。

2）采用互動式教學方法。改進教學方法是為了提高課堂教學質量，教師在課前應該充分備課，對教學內容要有深刻的理解。在授課過程當中，教師應積極組織學生開展課堂討論，讓學生真正成為課堂教學過程中的主體，充分發(fā)揮教師的引導作用。進行課堂動畫、實物演示，讓學生對部分難以理解的知識點有一個動態(tài)的直觀感受，幫助學生減少對抽象知識點的疑惑。例如，在“外圍設備”章節(jié)的教學中，采用分組的方式，讓學生自己制作PPT，然后每組選出一名代表對外設的基本概念進行介紹，一些典型的外設，如硬盤、鍵盤、鼠標、顯示器、打印機等的講授交給其他學生完成，采用自愿報名、每人負責一項講解的方式，介紹其工作原理、最新技術和產品。最后，教師對介紹的不完整的內容進行補充性演示和指導。在此過程中，應注重老師演示、學生參與和學生演示、老師指導相結合的方式進行，不斷激發(fā)學生的學習積極性和改變學生習慣被動聽課學習的狀況，從而營造一個良好的學習氛圍，引導學生找到適合自己的學習方法來提高學習效率。

3）充分利用多媒體輔助教學手段。隨著科學技術的不斷進步，教學方式逐步變得豐富起來。在教學的過程中可以使用多媒體輔助教學，這種教學手段已經在教育教學中發(fā)揮了舉足輕重的作用，教學過程中使用的多媒體演示可以對宏觀和微觀的事物進行模擬，對抽象、無形的事物進行生動、直觀的表現等等[3]。例如：在本課程中數據通路、指令周期等比較抽象的概念，如果在黑板上畫圖，就會太過于繁瑣且會占用大量的課堂教學時間，如果使用多媒體FLASH動畫方式，便可以節(jié)省大量畫圖時間，而且通過生動形象的動畫效果進行教學演示，可以極大地改善本課程帶給大家的枯燥印象，同時教師也有時間可以觀察學生的反應，增加師生互動環(huán)節(jié)，使整個課堂氣氛生動、活潑。只有這樣才會取得高效率、高水平的教學效果。

4）利用網絡平臺增強互動。隨著網絡在各個領域的應用，網上學習已經成為人們學習的一種快速、有效的學習方式。教師可以通過建立自己的教學網站或個人博客，在網站中發(fā)布相關的教學課件、教學視頻及拓展資料，來指導學生利用網絡平臺進行學習，形成一個規(guī)范化、科學化和綜合化的個人教學網站。在網站中，逐漸形成相關試題庫、資料庫供學生查閱資料和進行自學。另外，設置專門的網上答疑區(qū)，學生在第一時間將學習中遇到的問題反饋給教師，有好的建議也可以隨時與教師進行交流和探討，提高學生的學習主動性[6]。教師還可以嘗試運用無紙化考試來促進考核的客觀性與公平性，同時節(jié)約了教師的出題、閱卷時間。

3 重視實踐、將實驗與課題訓練相結合

實踐教學可以深化課堂教學效果，讓學生對課堂教學的內容理解的更加深刻。更是鍛煉學生動手操作能力、培養(yǎng)創(chuàng)新意識的重要手段[7]。但是部分高校對《計算機組成原理》課程的實驗教學缺乏足夠的重視，甚至沒有相關的實驗設備。為了更好地達到實踐教學的目的，筆者從實驗課程的設置、實驗過程的管理及改革實驗考核方式三方面進行了科學的設計，以提高實驗教學效果。

3.1 強化實驗課程設置

在設置實驗內容時應遵循合理性、應用性、綜

合性等方式，有效的選取實驗內容，將實驗內容分為驗證性實驗、應用性實驗、綜合性實驗，讓學生在實驗過程中對相關的原理進行驗證，充分理解。如實驗項目主要包括運算器實驗、存儲器實驗、控制器實驗、總線實驗和模型機實驗。

3.2 加強實驗過程管理

實驗過程是實踐教學的核心，教師應該把握好上課和實驗的時間比例。首先，學生要理解實驗中涉及到的功能部件的工作過程，教師再演示實驗；其次，學生自己完成實驗內容，經過調試得到正確的設計結果，并記錄實驗結果。在實驗過程中，學生要嚴格遵守實驗規(guī)則，教師應在實驗的難點和重點部分給予相應的指導講解；實驗結束后，學生應總結實驗過程與實驗結果，寫好實驗報告[8]。

3.3 改革實驗考核方式

對于《計算機組成原理》實驗教學的考核方式應該多樣化，僅從實驗過程和實驗報告評價實驗是不全面的。實驗報告中存在多數學生相互抄襲；實驗過程反映了學生是否認證完成了實驗任務，可以從實驗過程中增設實驗答辯，加深學生對實驗的理解記憶，也可避免學生在做實驗的過程中渾水摸魚。

實驗課程的設置、實驗過程的管理及實驗考核方式的改革是能否達到《計算機組成原理》教學目標的關鍵環(huán)節(jié)，要充分認識到這三個環(huán)節(jié)的重要性，對實驗課程設置中存在的不足及時進行改進，不斷嚴格實驗過程管理和逐步改革實驗考核方式，從而真正實現實驗的目的。

4 結語

《計算機組成原理》課程是計算機類專業(yè)的核心課程，但近年來教學效果不明顯。本文就如何提高該課程的教學質量，分別從教學內容、教學方法及實踐教學等方面提出來一系列的改革思路和方法，對教學質量的改進具有一定的理論指導和實踐性作用，能讓學生在學習的過程中對該課程建立一個完整的學習架構，不斷提高學生的動手能力與創(chuàng)新能力，達到相應的教學目的。

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河西學院教學研究項目（HXXYJY-2015-025）。