计算机组成及系统结构课程思政融入国产龙芯元素的教学探索

叶倩 田宏伟 王旭东

（1、2 苏州大学应用技术学院，江苏 苏州 215000；3 苏州科达科技股份有限公司，江苏 苏州 215000）

一、引言

各大高校均提出并实施各类课程应该与思政理论课同向而行。计算机组成及系统结构是计算机类专业中一门重要的专业必修课程，在整个人才培养体系中有着承上启下的作用。在本课程教学中融入思政教育可以实现全程育人、全方位育人的理念。本文以“计算机组成及系统结构”课程为例，将思政教育贯穿融入到具体教学内容及活动中进行探索及实施。

二、教学目标及课程思政目标

课程从计算机系统概论、运算器和运算方法、存储系统、指令系统、中央处理器、总线系统、外围设备和输入输出系统共八个方面讲解计算机的基本组成、逻辑实现、设计方法及互连构成整机的技术，培养学生在计算机硬件系统的分析、设计、开发、使用和维护方面的能力。

课程的教学目的是使学生掌握计算机系统运算器、存储器、控制器、输入部件和输出部件五大部件的组成，最终达到从系统的角度、整机的角度，完整、准确的理解和掌握计算机系统的组成原理与内部运行机理，为学习其他专业基础课和专业核心课打下良好的基础。

课程的具体教学目标如下：

（1）掌握计算机系统各部件组成，各部件基本功能和工作原理；

（2）理解计算机系统各个组成部分的逻辑实现和设计方法；

（3）具备依据计算机原理认识和分析各种计算机系统的能力。

开展课程思政教育的总目标是引导大学生树立正确的世界观、价值观和人生观，培养运用正确思维方法分析和解决问题的能力。总目标和课程教学目标相结合，确定本课程的思政育人目标为：

（1）树立远大理想，坚定“四个自信”；

（2）分析计算机发展规律，培养辩证性思维；

（3）弘扬工匠精神，培养严谨求实工作作风；

（4）引导价值评判，培养工程伦理道德。

三、教学改革思路及设计

在新中国成立之前，科学技术的差距使得我们落后挨打，我国在科技领域尤其是在计算机CPU 研发方面奋勇直追，到现在我们有了麒麟、龙芯系列芯片，都是一代代科研人员，靠着坚定的理想和信念奋斗的结果。通过历史发展对比、典型案例讲解，引导学生树立科技强国意识、知识强国的理念、爱国报国的信念，更加坚定“四个自信”，增进爱国主义情感。引导鼓励学生运用思想政治课程中学到的唯物主义辩证法，分析计算机组成技术的发展规律，掌握计算机组成技术的发展特点，一方面有利于帮助学生理解计算机组成课程专业知识，另一方面也有利于帮助学生更深人地理解和掌握思想政治课程中学到的基本原理和方法，正确地认识和把握计算机技术的发展趋势。教学过程中，引入龙芯进行CPU 研发的案例，展现国内科研人员一贯严谨求实的工作作风。由此可将持续专注、开拓进取、精益求精、追求极致的“大国工匠精神”在教学过程中潜移默化地渗透在学生的心中，根植于他们的脑海。在社会发展过程中，计算机技术起到的主要作用是正面和积极的，但存在和潜在的负面影响，因此需要引导学生思考计算机技术应用中的价值评判和工程伦理道德问题，有利于培养他们对于计算机技术服务大众、服务社会、服务全人类的正确价值观。

在实际教学过程中，融入思政元素的课程设计如图1 所示：

本课程与先进的集成电路芯片相结合，理论与实际产品相结合，以我国自主研发的高性能通用系列处理器“龙芯”芯片进行讲解。国产“龙芯”自主研发LoongArch 指令集，在维持现有软件生态情况下，自建独立软件生态，“龙芯”还提供了教学设备，为本课程提供了爱国教育和工匠精神的素材。

以本学院计算机系学生为试点，设计基于龙芯产品的实验教学平台，以软件仿真和实验器材相结合的方式定制适合于学生理解的实验课程，如表1所示。

表1 基于龙芯产品的实验教学设计

以国产“龙芯”芯片为载体，专业教学与课程思政相结合，如图2 所示：

（1）以“龙芯”芯片发展历程导入并作为教学素材，引导学生树立远大理想，坚定“四个自信”；

（2）对国内外芯片、计算机及CPU发展过程，从“龙芯”的设计架构入手，分析计算机发展规律，培养辩证性思维；

（3）计算机组成理论与“龙芯”芯片的实验分析相结合，弘扬工匠精神，培养严谨求实工作作风。

（4）结合计算机和CPU 发展过程中的国内外正面反面典型案例，引导价值评判，培养工程伦理道德。

四、结束语

在教学实施过程中，预计教学实施后可达到的效果：

（一）使学生鉴定理想和信念进行奋斗，树立科技强国意识、知识强国理念、爱国报国信念，增进爱国情感。

（二）分析本课程的发展规律，掌握本课程的发展特点，理解掌握课程专业知识，更深入理解掌握龙芯的基本原理和方法，正确把握相关技术的发展趋势。

（三）培养学生科研严谨求实的工作作风，在学习案例过程中，渗透专注、精益求精的工匠精神。

（四）引导学生思考课程应用的价值和工程伦理道德，培养学生服务大众、社会的正确价值观。