導(dǎo)語：計算機組成原理教學(xué)改革分析一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：《計算機組成原理》在計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的課程體系中起到了承上啟下的作用，這套改革方案將這門課的重要性展現(xiàn)出來的同時還降低了這門課的教授難度，讓學(xué)生更加容易掌握課程并形成一定的計算機專業(yè)素養(yǎng)、自主學(xué)習(xí)能力和解決實際問題的能力。教師利用線上線下混合教學(xué)的教學(xué)方式教授理論課程，可以有效地提高課堂的質(zhì)量，幫助學(xué)生答疑解惑。同時在實驗課程中穿插使用Proteus等方便學(xué)生實驗的平臺，能有效地解決傳統(tǒng)使用實驗箱實驗課場地、設(shè)備等的限制帶來的困擾。本文通過調(diào)查學(xué)生課程滿意度證明了該教學(xué)方案在實踐中效果較好。

關(guān)鍵詞：教學(xué)改革;計算機組成原理;自主學(xué)習(xí)理論實踐結(jié)合;應(yīng)用型本科

《計算機組成原理》介紹了計算機的五大部件及其工作原理和設(shè)計方法等知識點。其作為計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的關(guān)鍵課程，為后續(xù)開設(shè)課程鋪墊了學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)，同時也是為了培養(yǎng)對計算機軟硬件系統(tǒng)認知和設(shè)計以及能快速入門新型技術(shù)等需求的計算機專業(yè)人才為目的而開設(shè)的基礎(chǔ)課程，充分體現(xiàn)了《計算機組成原理》一門課程的重要性。為了達到這一目的，國內(nèi)許多高校執(zhí)行了針對《計算機組成原理》課程的教學(xué)改革活動并取得了不錯的成效。這種方式極大地提升了學(xué)生的計算機專業(yè)素養(yǎng)，也體現(xiàn)了該課程創(chuàng)新改革的必要性。在如今社會經(jīng)濟發(fā)展的需求下，大量的高校正向應(yīng)用型本科轉(zhuǎn)型，社會需求與家長學(xué)生的需求產(chǎn)生了較大的分歧（如圖1所示），社會需求更注重技能型人才而學(xué)校的教育方式更傾向于于學(xué)術(shù)型人才。在這樣的性質(zhì)下，需要在教學(xué)中注重理論與實踐的結(jié)合并符合行業(yè)需求，注重理論在實踐中的應(yīng)用技巧、能力的培養(yǎng)。

一、課程教學(xué)重難點

明確課程教學(xué)重點是制定人才培養(yǎng)方案和實施教學(xué)方案改革的重要前置步驟?！队嬎銠C組成原理》課程開設(shè)在應(yīng)用型本科中。《計算機組成原理》其在計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)中的重要地位。該課程中體現(xiàn)的計算機是具備了表達、計算、儲存以及其他形式信息處理能力的復(fù)雜系統(tǒng)。所以在這門課程的教授中要有基本的理論知識，也要有培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計實現(xiàn)軟硬件等“解決問題”的能力。

二、教學(xué)方案改革措施

針對計算機專業(yè)人才的培養(yǎng)方案在企業(yè)、學(xué)校的情況可以進行大致的方案歸類，如圖2所示，根據(jù)這些方案可以有針對性地進行教學(xué)改革。布置任務(wù)理解任務(wù)提示要點團隊工作教學(xué)指導(dǎo)成果展示成果點評企業(yè)考核教師評價學(xué)生圖2教學(xué)流程方案常見的方案離不開以一個特定的CPU、特定的OS、特定的編譯器在比較同意的硬件實驗平臺上以MIPS或者ARM指令集為學(xué)生建立系統(tǒng)的觀念，讓學(xué)生能夠?qū)⒁酝鶎W(xué)習(xí)的計算機專業(yè)基礎(chǔ)課程知識聯(lián)系起來達到理解計算機系統(tǒng)概念、完善知識體系的目的。通常還結(jié)合教材讓學(xué)生能在掌握底層的原理機制之后能夠?qū)τ龅降挠嬎銠C頂層新問題能有較好的解決思路，進而利用這些原理機制寫出更高效的程序。1.課堂方式改革作者:單位:在移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新元素幫助課堂教學(xué)的時代里面，線下教學(xué)已經(jīng)不能只以理論化的方式來教學(xué)了。結(jié)合線上、線下的教學(xué)和討論的新教學(xué)模式能夠較好地解決學(xué)生預(yù)習(xí)難的問題，如圖3所示。線上的教學(xué)主要通過短視頻的形式。使用能夠體現(xiàn)當(dāng)堂課知識大綱和重點的短視頻，能夠讓學(xué)生能夠在開始學(xué)習(xí)時最有興趣的幾分鐘到十幾分鐘內(nèi)解決向?qū)W生介紹本堂課的重點、讓學(xué)生了解本堂課的講課大綱走向、讓學(xué)生清楚自己在學(xué)習(xí)什么等問題。而課堂的內(nèi)容應(yīng)更多地用于復(fù)習(xí)、拓展和討論，以達到培養(yǎng)學(xué)生自主思考能力的目的。2.教學(xué)方法改革作者:單位:因為《計算機組成原理》課程內(nèi)容抽象并且較多復(fù)雜的電路圖、時序圖，故為了達到提高教學(xué)效果的目的，可以使用多媒體教學(xué)把所需的硬件圖等內(nèi)容做成動態(tài)效果使用PPT展示出來，這樣可以將課程內(nèi)容中各種原理、過程等通過多彩和有吸引力的畫面展現(xiàn)出來，幫助學(xué)生直觀地理解各個部分工作的原理以及整機運行的機制等抽象的知識。在教授課程時多講解課程內(nèi)容與其他課程的關(guān)系以及和該課程如何做到課程上的承上啟下的，讓學(xué)生在清楚結(jié)構(gòu)之后更能真正理解整個系統(tǒng)的運行機制。3.實驗教學(xué)改革作者:單位:為了學(xué)生可以不受限制地熟悉所學(xué)內(nèi)容，可以考慮實驗課程在使用仿真試驗箱進行課程時穿插采用Proteus等仿真軟件，這樣可以極大地減少學(xué)生將自主想法實踐出來的難度，又可以使用這類軟件對課堂的知識及時預(yù)習(xí)、回顧，保障了學(xué)生的課程效果。在實驗課程中，對于模仿驗證的實驗而言，學(xué)生按照預(yù)定的流程步驟完成就可以得到實驗結(jié)果，如果跨度到自主設(shè)計的實驗將會出現(xiàn)學(xué)生難以理解實驗內(nèi)容目的、無法動手完成實驗等問題。為了解決這些問題，可以在前期的獨立部件實驗中應(yīng)該注重實驗過程的分解并且建立準(zhǔn)確評測實驗效果的評估體系。

三、人才培養(yǎng)實施方案

課程方案改進。針對教學(xué)改革措施中提到的教改需要達到的各種效果，課程大致可以進行如下方式修改：（1）運算部件的教學(xué)中為了達到讓學(xué)生可以設(shè)計一個CPU的課程目的還應(yīng)該著重講解標(biāo)志位的加法器。（2）在講解指令系統(tǒng)部分時添加匯編及反匯編的過程詳解，同樣可以達到提高學(xué)生興趣的目的。（3）主要是在講解儲存器體系結(jié)構(gòu)的部分時注意結(jié)合實際的C語言程序講解程序訪問的局部性和高速緩存命中率等重點。（4）實驗課程考慮在運算方法和運算器一章節(jié)中添加Proteus的仿真實驗。Proteus仿真實驗課程內(nèi)容具體包括一位全加器、行波進位加法器、行波進位減法器、BCD碼加法器、74LS181驗證實驗、兩片74LS181構(gòu)成8位運算器等實驗。

四、成效和結(jié)束語

為了檢驗該方案的教學(xué)效果，這里對計算機Ⅰ班和計算機Ⅱ班兩個教學(xué)班分別使用了教學(xué)改革前的教學(xué)方案和教學(xué)改革后的教學(xué)方案，調(diào)查結(jié)果顯示使用改革后的教學(xué)方案的Ⅱ班較不使用改革教學(xué)方案的Ⅰ班學(xué)生滿意度高出約20%。該課程是對實際的機器的理論知識補充，對改革也應(yīng)該采用實際的應(yīng)用相結(jié)合的方式，才能讓課程教學(xué)和效果更加適合當(dāng)今社會的技術(shù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]陳智勇.計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生系統(tǒng)能力培養(yǎng)的改革與實踐[J].計算機教育，2019

[2]黃庭培，鄭秋梅，劉新平，等.新工科背景下計算機組成原理課程教學(xué)改革探索[J].教育教學(xué)論壇，2018

[3]農(nóng)健，龔平.基于微課與翻轉(zhuǎn)課堂的“計算機組成原理”課程教學(xué)模式研究[J].梧州學(xué)院學(xué)報，2017

[4]張浩宇，惠麗，吳玲.計算機組成原理課程教學(xué)改革新探索[J].黑龍江教育（高教研究與評估），2016

[5]楊振華.“計算機組成原理”課程改革探索[J].中國電力教育，2008

[6]楊競菁.應(yīng)用型本科“計算機組成原理”課程教學(xué)改革探索[J].福建電腦，2018

[7]胡燕翔，趙晶，李驪，王春霞，鄭敏.網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺在《計算機組成原理》教學(xué)中的應(yīng)用探析[J].高教學(xué)刊，2019

[8]張銘泉，程曉榮.以能力培養(yǎng)為目標(biāo)的計算機組成原理教學(xué)研究[J].教育教學(xué)論壇，2019

作者:陳錦煌 陳釗淇 劉志洋 單位:中山大學(xué)新華學(xué)院