《计算机组成原理》教学改革研究

胡国华

摘要：结合《计算机组成原理》课程的特点和作者的教学实践，提出：从整机概念出发，以计算机五大组成部件为主线的教学思想，以学生为主体；注重理论推导和强化实践的教学过程；改变教学手段，提高学习效率；建立试题库，夯实教学质量；理论和实践相结合，培养创新能力等观点。

关键词：计算机组成原理；建构主义；启发式教学

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）25-0069-02

《计算机组成原理》是计算机科学与技术及相关专业的一门专业必修课程，主要介绍计算机系统五大功能部件的工作原理，其主要教学任务是让大学生认识和掌握计算机硬件结构的功能和培养相关应用和开发能力，是《微机原理》、《操作系统》、《系统结构》等课程的前导课程，在计算机类专业的课程中起着承前启后的重要纽带作用。

传统的《计算机组成原理》课程的教学，大多是以教师为中心，一般采用理论讲授的教学方式，实验项目也大部分以验证性实验为主，学生对这门课普遍感到既抽象又枯燥，造成的结果是教师难教和学生畏学。基于以上问题，我们进行了课程教学改革，主要解决的问题是：在教学大纲规定的有限课时内，紧紧把握课程的主线和重点，以培养应用型人才为目标，充分激发学生的主观能动性，彻底改变当前计算机专业学生存在的怕硬件的现象，使学生不仅掌握计算机系统各部件的工作原理，而且具备较强的实践动手能力。

1 吃透教材，合理组织教学内容

目前，高校《计算机组成原理》课程普遍存在“教学内容多、课时少”的特点。作为计算机科学与技术及相关专业研究生全国统考的必考课程之一，为了让学生全面掌握《计算机组成原理》的考研知识点，挑选一本内容条理，组织得当的教材非常重要。按照我院教学计划的安排，本着考研第一的教学理念，我们选择了唐朔飞教授的编写的《计算机组成原理》作为主要教材。

在教学内容的编排上，从计算机系统整体概念出发，以计算机五大组成部件为主线，按照教学大纲，对每一章的知识点都进行分类，哪些是重点，哪些是难点，哪些要精讲，那些要选讲，在备课的过程中都做了详细安排。精讲的内容主要由教师讲授，对于一些细节一定要讲透，让学生彻底掌握。同时要求教师要了解与本课程有关的前沿知识，在课堂上作为知识的补充。这样既提高了学生的学习兴趣，又弥补了教材的不足；对于选讲部分，可让学生利用课外时间进行自学或讨论，教师安排专门的时间进行总结，既弥补了课时不足的缺点，又能培养学生的自学能力。

2 以学生为主体、采用理论推导为主的教学方法

上世纪九十年代以后，“建构主义”的教学模式逐渐发展起来。这种教学模式提倡“以学生为教学主体，在整个教学过程中，教师的作用是组织者、指导者、帮助者和促进者，利用情境、协作、会话等学习环境要素充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神，最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构的目的”。

《计算机组成原理》是一门基础理论课，内容多而抽象，学生理解起来较难，很多学生在学完整个课程后仍似懂非懂，不得要领。究其原因，主要是学生在学习过程中处于被动地位，他们被动地听老师讲课，被动地记忆一些知识点，被动地做题，而不是主动地参与到学习过程中去。所以对于知识点学生不能很好地整体把握，不能形成计算机系统的整体框架。

因此，在教学过程中，我们必须遵循“建构主义”的教学思想，让学生作为教学过程的主体，采用理论推导为主的教学方法来彻底改变的教学效果。

在具体实施过程中，对于每一个新内容，教师在讲授前都要对该内容作简明扼要的介绍，关键要把该内容与课程体系的关系告诉学生，帮助学生对新学知识点进行定位。接下来承前启后地提出每一节课将要解决的问题以及解决该问题要采用的方法，对于某些知识点，还可以渐进地帮助学生分析用这种方法解决问题所存在的缺点，进而提出还有哪些更先进的方法。把这些作为每节课的任务布置给学生。学生就有了明确的学习目标和知识定位，就会在学习过程中充分发挥自己的主观能动性。这样既节省了时间，又提高了学习效率，还能培养学生的自学能力和创新能力。

3 改变教学手段，提高学习效率

目前，大部分《计算机组成原理》教材虽然都配套多媒体教学课件，但只是对课本内容的罗列，知识点较乱，重点不突出，实用性差。因此，要求教师在课下必须大量查阅相关资料，把了解和掌握的计算机科学发展的前沿技术作为必要的知识补充。备课时，教师要对计算机体系结构进行重新梳理和归纳，按照自己的理解补充课件内容，这样才能充分发挥多媒体课件的优势，创造一个良好的学习环境。

在实施过程中，我们以导学为主，以“任务驱动法”、“启发式教学法”、“案例教学法”等多种方法相结合为辅，贯穿于理论教学、课堂讨论、集体答疑、实践活动等各个教学环节。在多媒体课件的辅助下，教师不再照本宣科，课堂教学不再枯燥无味，而是变得更加生动形象，学生的学习兴趣提高了，学生的积极性调动起来了。同时，教师还必须加强对学生课外学习的辅导和督促，要督促学生独立地完成作业和实验，教师要及时进行评分并反馈给学生，对表现好的同学要表扬，强化他们学习自主性的意识，对表现不好的学生要多鼓励和帮助，引导他们自主学习。

4 建立试题库，夯实教学质量

为了让学生更好地把握重点和难点，根据教材及大纲要求，建立了《计算机组成原理》课程的试题库。试题库共30份，包括填空题、选择题、判断题、简答题和计算题5种题型。我们教学的目的是让学生掌握每一个知识点，所以试题库要向学生公开。试题库基本涵盖了大纲规定的所有知识点，尤其是重点和难点，要从不同题型体现，才能让学生真正掌握。学生如果对试题库中的题目真正做到会选择、会回答、会判断、会计算，我们的教学目的就达到了。在期末考试试卷中，为了避免少数学生死记硬背题库中的试题，在试卷中除了一部分题库的试题外，还必须补充一定比例的新题。通过建立试题库，学生明确了自己的学习目标，教师减轻了工作量，教学质量也得到了保证。

5 理论和实践相结合，培养创新能力

长期以来，我们一直都重视课程的知识传授，而对于培养学生的创新能力、提高学生的综合素质却做得远远不够。而创新能力的培养，综合素质的提高，需要实验教学环节的加强。为此，经过多方的调研，我们从2004年开始陆续购买了北京精仪达盛科技有限公司生产的《计算机组成原理》实验系统，逐渐建立并完善了《计算机组成原理》实验室，同时把《计算机组成原理》的课程教学分为理论教学、实验教学、课程设计三大模块。

理论教学模块包含的内容如表1所示。

由于课时及相关知识欠缺等原因，对于《计算机组成原理》的课程设计，结合我系学生实际情况，我们在《计算机组成原理》相关课程全部开设后，在大三第二学期开设一门《硬件课程综合设计》实践课，旨在让学生对硬件类课程的内容梳理融合，进行一些设计性试验。

由于学生基础较弱，完成以上设计性实验的难度很大，大部分同学在规定的课时内不能按时完成，所有我们必须充分利用周六和周日来开放实验室，让学生有更多的时间完成实验，这样就有效地解决了课时和能力培养之间的矛盾。

6 结束语

《计算机组成原理》的课程教学和实验室的建立完善在我校都还是一个新的探索，几年地努力，几年的实践 ， 让我们深深体会到深化教学改革 ， 提高教学水平 ， 促进了实验室的建设与发展， 对学生工程技术能力的培养起到了的积极作用。今后，我们还需要不断地努力进取，才能使其日臻完善。

参考文献：

[1] 郑玉彤. 计算机组成原理课程实现的比较研究[J]. 中央民族大学学报（自然科学版）， 2003， 12（1）：79-82.

[2] 蔡文伟. 《计算机组成原理》教学实践中的几点思考[J]. 肇庆学院学报， 2004（4）：73-76.

[3] 唐朔飞. 计算机组成原理[M]. 北京： 高等教育出版社， 2009.