独立学院“计算机组成原理”课程教学改革的研究

孟锐

摘  要： 阐述了独立学院开设“计算机组成原理”课程的重要性，分析课程的教学现状，介绍在授课过程中采用的提高教学效果的各种教学方法，如多媒体技术、对比式的教学、分组一帮一等。作者根据其教学实践提出了针对该课程的一些教学改革措施和可行的考核方案。

关键词： 计算机组成原理; 独立学院; 教学改革; 考核

中图分类号：G642.0          文献标志码：A    文章编号：1006-8228（2019）10-78-02

Abstract： This paper expounds the importance of offering the "Principles of Computer Composition" course in independent colleges， analyses the current teaching situation of the course， and introduces various teaching methods used in the teaching of course for improving the teaching effect， such as multimedia technology， comparative teaching， grouped one help one， etc. According to the teaching practice， some teaching reform measures and feasible assessment schemes are put forward for the course.

Key words： principles of computer composition; independent colleges; teaching reform; assessment

0 引言

在工科院校計算机专业培养计划中，计算机组成原理这门课程是一门必修的专业基础课程，其在培养学生掌握计算机的基本组成及各个部件的功能方面起着举足轻重的作用[1]。近年来随着大规模集成电路以及门阵列芯片的广泛应用，在教学过程中已经很少见到分立元器件，因此学生在学习过程中不能直观地接触和了解课程所涉及到的功能器件，使得学生的积极性大大降低，严重影响了教学效果，特别是在三本院校情况更是如此。本文结合作者自身多年来对该课程的授课经验以及独立学院学生的特点，探索能够提高该课程教学效果的教学方法和手段。

1 独立学院开设该课程的重要性及现状

结合我院以培养实践应用型人才为培养目标的培养计划，在教学中注重培养学生的实践动手能力，计算机组成原理课程在工科院校计算机专业是一门重要的硬件专业课程，对后续的软硬件课程（接口、操作系统、软件工程）产生着重要的影响。通过该课程的学习，使学生能够了解计算机的各个组成部件及其工作原理，能够建立一个完整的整机概念，让学生能够初步具备相应的软、硬件设计开发能力。同时由于嵌入式的电子产品的普及，目前对于硬件方面的人才需求需求量较大。

目前各大院校都在不断地进行教学改革、完善教学环境、更新教学实验设备等，但是由于硬件课程有其自身的特点，比如学生对课程中所涉及的元器件没有直观的认识、课程教学目标不明确、教学实验条件有限等，因此相对于软件课程的教学改革效果不是很明显，学生对硬件课程的积极性不高，三本院校情况更不理想。首先是硬件教学需要的经费、实验条件、师资水平、科研氛围等方面不足，对硬件教学的重视程度不够，由于实验条件所限基本只讲理论或图示实验，学生根本不懂“接口”这一软硬件结合的技术。其次，大部分学生从未打开过机箱，根本不认识CPU、总线、内存条，也不知道串口、并口在哪里。因此在独立学院进行硬件课程的教学改革刻不容缓。

2 课程教学改革措施

2.1 教学内容的改革

大多数院校目前在该课程的内容安排上，主线以组成计算机的五大部件为主，包括了运算器和运算方法、现代多层次的存储器、CPU、总线系统以及I/O接口等，介绍了每一个功能部件的基本工作原理及在整机系统中的作用。课程的内容仍然与过去大相径庭，主要以8086为主体，不能与时俱进，陈旧的教学内容虽然比较成熟并具有代表性，但是同时也会影响学生学习的积极性。随着电子技术的发展，嵌入式的电子产品层出不穷，技术在不断地革新[2]。作为培养未来技术人才的高校当然不能停滞不前，教师需要不断提高自身的专业素养在授课过程中引进一些目前比较流行的新技术、新理念、新架构，比如微处理器的双核和多核技术、串口硬盘和并口硬盘有何区别、最具实用价值和发展前景的USB接口技术等。

2.2 教学方法及教学手段的改革

随着互联网技术的发展，现代化的教学平台不断涌现出来，有效地完善和改进了教学过程。由于课程本身原理性比较强、内容比较抽象、逻辑性差，因此在教学过程中容易造成学生兴趣减少，影响教学效果。先进合理的教学方法和手段会收到事半功倍的效果，也是学生掌握教学内容的必要条件[3]。授课过程中采用多媒体教学已经常态化了，它能使学生直观有重点地了解教学内容。现在的多媒体不仅能制作静态的文字演示，也能制作动画，以动态的方式进行教学演示，例如在介绍运算器、CPU的控制器设计微程序控制器等内容时可以设计动态的演示画面，机器指令的执行周期、CPU内容各个功能部件（PC、AR、IR、CU等）如何协同工作都能直观演示出来，如图1所示，加深学生的理解，提高学生的学习兴趣。

采用对比式的教学方式，可以在授课中将课程与其他硬件课程如单片机、微机原理、嵌入式等进行对比介绍。同时也可以在内容讲解的过程中进行比对介绍，例如在介绍指令系统时可以将教材中的模型机5条指令系统与当下常用的处理器进行对比介绍，使学生了解CPU的指令系统应该包括哪些基本类型及主要功能。

同时由于独立学院学生学习程度参差不齐，教学中常常会出现学生对教学需求有较大不同。结合我院学生的实际，在教学中可以采用启发式的引导教学和分组一帮一的教学，以启发学生思考和提问为主，教师讲解为辅，调动学生的学习积极性和主动性。同时采用一帮一的分组教学，让学生之间互相影响、互相帮助，提高教学效果。

在课程的教学中引入翻转课堂进行角色替换，让学生由“被动接受者”变成“主动探究者”更有利于培养学生终生学习的能力。例如在总线系统这一部分内容针对总线的基本概念、连接方式、内部结构、总线接口、总线的仲裁等问题可以让学生课前自主学习、分组讨论提出问题、然后在课堂上由学生进行讲解，根据学生提出的问题及讲解中存在的问题，由教师进行点评和指导。学生通过独立探索、协作学习、成果汇报等环节既可以加深对内容的理解，也激发出学习兴趣，有助于学生找到自身在学习中存在的不足之处，从而达到意想不到的学习效果。

3 考试制度的改革

考试是整个教学过程的最后一个环节，是学生学习的指挥棒，以成绩促进学习，使学生对课程充分重视起来。因此对课程的考核要摒弃传统的单一闭卷考试形式。结合我院目前倡导的以学生为主的主题教学改革，充分重视过程考核，加大对学生平时学习过程的考查，采用每章节完成进行一次小测验，成绩计入最终总成绩。同时秉承独立学院以培养实践应用型人才的目标，注重学生实践动手能力的培养，侧重考核学生的实验动手能力。最终的成绩组成为：卷面成绩+过程考核成绩+实验成绩。

4 结束语

本文根据作者多年从事计算机组成原理课程的教学体会，提出了针对独立学院的学生在教学内容、授课方式、教学手段和课程考核方式等方面的一些观点。通过在实际教学中的应用，对教学内容的选取以及采用对比式、一帮一分组式的教学都在教学过程中明显地提高了学生的学习兴趣，提高学生的学习成绩。同时作为一门实践性较强的计算机硬件专业基础课程，更重要的还是要提高学生的动手设计能力，这也是作者后续在教学中要继续深入研究的。

参考文献（References）：

[1] 白中英.计算机组成原理[M].科学出版社，2015.

[2] 吳方等.独立学院计算机专业嵌入式方向教学改革研究[J].教改纵横，2008.8：150-151

[3] 王满.计算机组成原理课程教学改革的探讨[J].专题策划，2008：7-8