“計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)”研究性教學(xué)的探討

文章編號：1672-5913(2008)20-0100-04

摘 要：本文介紹了筆者自己在“計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)”研究性教學(xué)實(shí)施過程中的體會，同時總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，改進(jìn)不足，以便逐步完善和推廣研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)組成原理；研究性教學(xué)；創(chuàng)新人才

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

研究性教學(xué)是教師以課程內(nèi)容和學(xué)生的實(shí)際知識架構(gòu)為基礎(chǔ)，以轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式為目的，使其由要我學(xué)，變?yōu)槲乙獙W(xué)，從而引導(dǎo)學(xué)生自主地發(fā)現(xiàn)問題、研究問題和解決問題。在此過程中使其積累知識并強(qiáng)調(diào)一種主動探索和創(chuàng)新實(shí)踐的精神，著眼于傳授給學(xué)生終身受用的學(xué)習(xí)能力。但是，開展研究型教學(xué)受辦學(xué)條件、生源質(zhì)量、師資水平、考核改革、院校政策、教師待遇等諸多條件的影響，不同院校、院系、專業(yè)、課程、年級的差異往往較大。因此，如何從學(xué)生實(shí)際出發(fā)，以學(xué)生為本，依據(jù)課程特點(diǎn)開展研究性教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量，讓每個學(xué)生都有所收獲，是我們高校教師值得探索的問題。

本期學(xué)校首次舉行了研究性教學(xué)比賽，比賽程序是首先參賽教師上報(bào)教學(xué)實(shí)施方案；方案通過后經(jīng)學(xué)校督導(dǎo)團(tuán)教師現(xiàn)場聽課4次；學(xué)生填寫調(diào)查表；召開學(xué)生座談會聽取學(xué)生的反饋意見；召開教師座談會，參賽教師進(jìn)行匯報(bào)總結(jié)；最后，督導(dǎo)團(tuán)教師匯總經(jīng)綜合評定給出結(jié)果。筆者是全校22名參賽教師中唯一上實(shí)驗(yàn)課的，經(jīng)過一個學(xué)期的努力，所上的“計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)”課獲得了督導(dǎo)團(tuán)和學(xué)生的好評，排名第一。下面筆者從6個方面談?wù)勛约旱捏w會，借此機(jī)會與教師們共同探討研究性教學(xué)的實(shí)施；同時總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，逐步完善和推廣研究性教學(xué)，讓更多的學(xué)生受益。

1 “計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)”研究性教學(xué)的實(shí)施體會

(1) 課前準(zhǔn)備充足，制定詳盡的教學(xué)方案

研究性教學(xué)的重要特征是改變學(xué)習(xí)方法，使學(xué)生由被動學(xué)變?yōu)橹鲃訉W(xué)。它更多注重的是教學(xué)的組織。因此教師在開課之前必須做好充分準(zhǔn)備，考慮教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，制定詳盡的教學(xué)組織方案。

計(jì)算機(jī)組成原理是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，在計(jì)算機(jī)整個課程體系中起著舉足輕重的作用。具有知識面廣、內(nèi)容多、抽象、枯燥、難理解等特點(diǎn)，而我們開設(shè)的計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)課就是針對這些來幫助學(xué)生解決問題的。我們要達(dá)到的教學(xué)目標(biāo)是通過本期實(shí)驗(yàn)使學(xué)生掌握以下技能：理解CPU的組成及各組成部分的工作原理，牢固建立整機(jī)概念；CPU的設(shè)計(jì)調(diào)試方法；EDA工具軟件的使用；軟件仿真的技能；文檔資料的總結(jié)及論文的寫作技能。

依據(jù)教學(xué)目標(biāo)，開課前我們制定了詳盡的教學(xué)方案并建立了相應(yīng)文檔資料庫，內(nèi)容包括：教學(xué)大綱、課程運(yùn)行圖、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一覽表、課表、實(shí)驗(yàn)組織管理辦法、考核方式、各模塊的講稿(部分含F(xiàn)LASH演示案例、PPT等)、實(shí)驗(yàn)中學(xué)生遇到的問題(暫時空，每次實(shí)驗(yàn)時及時記錄并整理)、每次實(shí)驗(yàn)總結(jié)(暫時空，每個實(shí)驗(yàn)完后及時總結(jié))、測試安排、學(xué)生反饋意見調(diào)查表(全部實(shí)驗(yàn)完后學(xué)生填寫，從中聽取學(xué)生意見，以便下次改進(jìn))、教學(xué)總結(jié)(課程完后及時總結(jié))。有句話說得好：“不打無準(zhǔn)備的仗。”只有準(zhǔn)備充分了，我們才有可能上好一門課，特別是實(shí)驗(yàn)課。

(2) 改變傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法，自主研發(fā)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，開發(fā)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，自編教材

實(shí)驗(yàn)方法的研究是研究性教學(xué)的一個重要部分，實(shí)驗(yàn)教師應(yīng)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中不斷探索，要及時把最新技術(shù)傳授給學(xué)生。先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)方法能吸引學(xué)生，使學(xué)生緊跟時代步伐，掌握最新知識。在計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，傳統(tǒng)的方法是利用已經(jīng)全部做好的CPU各個組成部件的計(jì)算機(jī)模型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)來實(shí)驗(yàn)的。學(xué)生只需按要求連線，撥動開關(guān)就能完成實(shí)驗(yàn)。這種實(shí)驗(yàn)方法使得很多學(xué)生對實(shí)驗(yàn)過程不求甚解，只求結(jié)果，缺乏對實(shí)驗(yàn)的主動思考的能力，這樣做實(shí)驗(yàn)無法達(dá)到我們的預(yù)期教學(xué)目標(biāo)。

隨著EDA技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法必須改進(jìn)。是否可以通過數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)等基礎(chǔ)硬件實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生掌握最新的技術(shù)呢？基于以上考慮，我們研制并動手制作了DDA-I型實(shí)驗(yàn)箱，并開發(fā)了相關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，編寫并出版了教材。自己研制的實(shí)驗(yàn)箱是依據(jù)課程實(shí)驗(yàn)的要求而設(shè)計(jì)的，簡單明了，只需花幾分鐘的時間就能讓學(xué)生掌握它的使用方法，實(shí)驗(yàn)的開設(shè)具有自己的特色，能吸引學(xué)生，設(shè)備維護(hù)也簡單方便，總體來說能達(dá)到我們的教學(xué)目標(biāo)。

(3) 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排及對學(xué)生的要求體現(xiàn)層次性，給通才定規(guī)則，給天才留空間

研究性教學(xué)應(yīng)強(qiáng)調(diào)對于不同層次的學(xué)生提出不同的要求，也就是說給通才定規(guī)則，給天才留空間。在教學(xué)過程中，我們會在第一次的課堂上把實(shí)驗(yàn)課的相關(guān)事宜(內(nèi)容、組織方法、要求、考核等)告之學(xué)生。對于教學(xué)內(nèi)容要求學(xué)生分為三個層次掌握：一般基本要求，較高要求，以及更高要求。其中基本要求是讓學(xué)生掌握一個簡單的模型機(jī)的工作原理及設(shè)計(jì)；較高要求是實(shí)現(xiàn)教材中給定的模型機(jī)，并在此基礎(chǔ)上有所改進(jìn)(如增加指令等)；更高要求是用多種方法實(shí)現(xiàn)并改進(jìn)模型機(jī)的功能。我們會鼓勵學(xué)生提前完成基本內(nèi)容并依據(jù)自己能力實(shí)現(xiàn)較高要求或更高要求，并對于這些同學(xué)有相應(yīng)鼓勵機(jī)制(免測試、最后實(shí)驗(yàn)成績加分、推薦參加SIT、競賽等)，以此帶動全班同學(xué)對該門實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)的氣氛。這樣的安排，能讓各層次的學(xué)生依據(jù)各自的興趣與能力完成實(shí)驗(yàn)，讓每個學(xué)生都有成就感，樹立學(xué)生的信心，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。

(4) 改變教學(xué)觀念，堅(jiān)持“以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”的原則

研究性教學(xué)強(qiáng)調(diào)學(xué)生在掌握基本知識的同時，要挖掘其研究與創(chuàng)新的潛力。教師作為引導(dǎo)者應(yīng)尊重學(xué)生，精心發(fā)現(xiàn)學(xué)生的潛在能力。要做到這一點(diǎn)，教師要充分了解每個班的每位學(xué)生。可以通過多接觸、多談心、多融洽的方式了解學(xué)生的興趣，學(xué)習(xí)習(xí)慣，接受能力，理解水平，個別差異，弄清每個班的整體差異和特點(diǎn)，然后才能“以學(xué)論教”和“因材施教”。例如針對不同層次的班有不同的教學(xué)方法，對不同學(xué)生準(zhǔn)備不同問題等。這樣才能讓學(xué)生對你有信任感，并讓學(xué)生從思想上認(rèn)識到努力學(xué)習(xí)的重要性，從而引導(dǎo)他們立足于為自身的發(fā)展而學(xué)，使其從要我學(xué)，變?yōu)槲乙獙W(xué)。

本期上了3個班的課，學(xué)生層次有很大差別。其中一個班是成教生。成教生普遍基礎(chǔ)較差，學(xué)習(xí)態(tài)度也不是很認(rèn)真。對待這樣的學(xué)生一定要有耐心，適當(dāng)把要求降低。特別是第一次的實(shí)驗(yàn)不能太難，在教師的指導(dǎo)下大多數(shù)同學(xué)應(yīng)能做出來，并讓做出來的學(xué)生充當(dāng)小老師去指導(dǎo)其他學(xué)生。這樣，對前者是鼓勵而對后者來說也不會有畏懼感。完成實(shí)驗(yàn)后教師要及時表揚(yáng)學(xué)生，讓每位同學(xué)都有成就感，認(rèn)為自己還行，不是太差，這樣他們就會對以后的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生興趣，以便我們能順利指導(dǎo)他們完成以后的實(shí)驗(yàn)，達(dá)到教學(xué)目的。另外2個班是計(jì)算機(jī)通信專業(yè)的本科生，而通1班(19名同學(xué)選修此課)學(xué)習(xí)積極性高，每次實(shí)驗(yàn)總有6、7位同學(xué)能提前驗(yàn)收。對這些學(xué)生，我們在課堂上及時表揚(yáng)，并要求他們最后的模型機(jī)實(shí)驗(yàn)中機(jī)器指令集要改，而且要用不同的方法實(shí)現(xiàn)。及時的表揚(yáng)以及對他們提出的更高要求更加激勵了他們的學(xué)習(xí)興趣，課余時間經(jīng)常見他們泡在實(shí)驗(yàn)室，有時忘記了吃飯。在他們的帶動下，全班同學(xué)你追我趕，學(xué)習(xí)氣氛相當(dāng)濃厚。最后實(shí)驗(yàn)中班上大多數(shù)同學(xué)達(dá)到較高要求，全班三分之一的同學(xué)用兩種或兩種以上的方法實(shí)現(xiàn)了CPU。這次教學(xué)給我感觸很深，學(xué)生的潛力是相當(dāng)大的，看我們教師怎樣去挖掘，用心去教總會讓你很感動。

總之，教學(xué)中堅(jiān)持以“教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”的原則，通過研究性教學(xué)，提高學(xué)生獨(dú)立獲取知識的能力，為以后的學(xué)習(xí)和發(fā)展奠定基礎(chǔ)。在此過程中，作為教師應(yīng)鼓勵學(xué)生通過不斷體味、不斷探索，從而獲取新知識，培養(yǎng)科學(xué)研究的精神。

(5) 教學(xué)過程的摸索，推行開放與半開放相結(jié)合的教學(xué)模式

開展研究性教學(xué)的目的就是要提高教學(xué)質(zhì)量，讓更多的學(xué)生收獲更多。如何達(dá)到目標(biāo)這需要每位教師在自己的教學(xué)中主動摸索，積累經(jīng)驗(yàn)，找出最有效、最適用的方法。依據(jù)“計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)”課程的教學(xué)目的以及該課程的特點(diǎn)我們采用了半開放的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式：課堂上教師只是啟發(fā)性的講解組成CPU的各模快的工作原理，其余部分全部由學(xué)生獨(dú)立完成，實(shí)驗(yàn)過程中要求他們把自己實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題以及對這些問題的思考、解決方法及時記錄在實(shí)驗(yàn)日志中，培養(yǎng)學(xué)生自主的發(fā)現(xiàn)問題、獨(dú)立思考、獨(dú)立研究的習(xí)慣。學(xué)生每人一組獨(dú)立實(shí)驗(yàn)并根據(jù)自己的實(shí)際能力除在規(guī)定的上課時間內(nèi)完成必做的14個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目外，還有9個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可供選做，完成選做項(xiàng)目者可適當(dāng)加分。實(shí)驗(yàn)室全天開放，學(xué)生除上課時間外可自由來實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)。任課教師除上課時間外，每周還安排了多次答疑時間。

實(shí)驗(yàn)中的模塊我們只給出框圖，其具體內(nèi)容要求自己用電路圖或VHDL硬件描述語言完成。另外，學(xué)生也可以完全拋開所給的框圖全部重新設(shè)計(jì)。在編譯調(diào)試過程中遇到困難盡量由學(xué)生根據(jù)所學(xué)理論知識自己解決，并記錄在實(shí)驗(yàn)日志中，讓教師充分了解每位學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況。在每個模塊部分我們還安排了障礙讓學(xué)生修改，提高他們的實(shí)驗(yàn)興趣。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排遵循驗(yàn)證與設(shè)計(jì)相結(jié)合、注重基礎(chǔ)、突出應(yīng)用的原則。實(shí)驗(yàn)嚴(yán)格遵循課前預(yù)習(xí)、課堂訓(xùn)練、課后準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)調(diào)試(實(shí)驗(yàn)日志記錄)、驗(yàn)收、測試的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。做到課上課下相結(jié)合，切實(shí)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。

在教學(xué)實(shí)際操作過程中，學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和動手能力的差異較大，我們的宗旨是讓所有同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)，各自的實(shí)踐與動手能力都有所提高。不能只注重對好學(xué)生的培養(yǎng)，還應(yīng)注重學(xué)習(xí)接受能力差一點(diǎn)的學(xué)生，半開放式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式能顧及到各個層面的學(xué)生。課堂上我們針對多數(shù)同學(xué)講解基本知識要點(diǎn)，要求多數(shù)學(xué)生完成指定任務(wù)。接受能力差一點(diǎn)的學(xué)生可在課余時間內(nèi)來實(shí)驗(yàn)室，老師會耐心給予個別輔導(dǎo)，使他們能夠完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，這樣也會有成就感，樹立自信心。對于優(yōu)秀學(xué)生，課余時間也可以來實(shí)驗(yàn)室，教師會給他們提供一個最大限度的能力發(fā)揮空間，對學(xué)生提出更高的設(shè)計(jì)要求，并在考核中給予適當(dāng)加分以資鼓勵，增進(jìn)實(shí)驗(yàn)興趣。

(6) 依據(jù)教學(xué)目的，制定多元化的考核方式

考核是檢查和評價(jià)教學(xué)質(zhì)量的重要手段，采取何種考核方式是研究性教學(xué)的一個重要組成部分。相對理論教學(xué)，實(shí)驗(yàn)課的評價(jià)有其特殊性。對實(shí)驗(yàn)成績的考核，單純的操作考試與單純的筆試(口試)都有其片面性。前者盡管能直接檢測學(xué)生的實(shí)際操作能力，但畢竟考試時只能涉及到一個實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，考核評分很難把握，主觀因素不可避免；后者考試內(nèi)容雖然廣泛，但有可能導(dǎo)致學(xué)生死記硬背實(shí)驗(yàn)原理及相關(guān)內(nèi)容，達(dá)不到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹Ｒ虼耍瑸榱藢虒W(xué)質(zhì)量和學(xué)生成績有一個真實(shí)的評價(jià)，我們要因課制宜，依據(jù)不同實(shí)驗(yàn)課程的特點(diǎn)以及我們的教學(xué)目的制定多元化的綜合考核方式。

“計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)”的成績評定貫穿于課程開始直至課程結(jié)束全過程，每個環(huán)節(jié)我們都有跟蹤記錄。考核成績由每個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的課堂訓(xùn)練(電路的軟件設(shè)計(jì)及仿真)、硬件調(diào)試、實(shí)驗(yàn)文檔(預(yù)習(xí)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)日志、實(shí)驗(yàn)報(bào)告)、平時開放時間的實(shí)驗(yàn)情況和兩次測試等部分組成。具體如下：

① 實(shí)驗(yàn)總成績(100%)=平時成績1{實(shí)踐操作總成績(綜合考查課堂訓(xùn)練+實(shí)驗(yàn)操作驗(yàn)收，含驗(yàn)收時的答辯)40%}+平時成績2{預(yù)習(xí)報(bào)告總成績10%+實(shí)驗(yàn)日志及實(shí)驗(yàn)報(bào)告總成績30%}+測試成績(20%)

其中實(shí)踐操作總成績、預(yù)習(xí)報(bào)告總成績、實(shí)驗(yàn)日志及報(bào)告總成績(下全簡寫為總成績)計(jì)算公式如下：

總成績= 第I次實(shí)驗(yàn)成績=

說明：

：占實(shí)驗(yàn)總成績的比。即“實(shí)驗(yàn)驗(yàn)收操作總成績”為40%；“預(yù)習(xí)報(bào)告總成績”為10%；“實(shí)驗(yàn)日志總成績”為30%。

：第I次實(shí)驗(yàn)比重(百分比)。即：

：第I次實(shí)驗(yàn)成績(百分制)。ABCD等級制需要折算成百分制。

實(shí)驗(yàn)考核表格中的項(xiàng)目設(shè)置：

課堂訓(xùn)練、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)收：等級法表示，例：A等=0.9， B等=0.8，C等=0.7， D等=0.6。

預(yù)習(xí)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)日志及實(shí)驗(yàn)報(bào)告、測試成績：百分制。

每次實(shí)驗(yàn)完，我們及時將跟蹤記錄的各項(xiàng)成績登陸到下表，圖1為一個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)成績，各模塊實(shí)驗(yàn)以及測試結(jié)束后得出學(xué)生最終成績，圖2為最后的總成績：

圖1

圖2

② 文檔資料的總結(jié)以及論文寫作能力的培養(yǎng)是我們的教學(xué)目的之一。引導(dǎo)學(xué)生重視寫好報(bào)告，訓(xùn)練學(xué)生掌握論文、研究報(bào)告和寫作要求，使得總結(jié)材料具有條理性和科學(xué)邏輯性。為了達(dá)到目標(biāo)，我們提高了實(shí)驗(yàn)文檔資料整理在考核中所占比例，由原來的30%提升為40%，并采用任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。具體措施是“預(yù)習(xí)—日志—報(bào)告”三環(huán)相接。

實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)是實(shí)驗(yàn)順利完成的前提條件，我們要求學(xué)生的預(yù)習(xí)工作包括實(shí)驗(yàn)原理部分的敘述，要求用自己的語言簡要說明原理知識的關(guān)鍵點(diǎn)，學(xué)生必須多花時間認(rèn)真思考，才能對書本上的知識點(diǎn)進(jìn)行加工處理，寫出簡明扼要的原理說明。

實(shí)驗(yàn)日志是我們實(shí)行的新舉措。記實(shí)驗(yàn)日志能很好地反映實(shí)驗(yàn)的全過程，對學(xué)生順利完成設(shè)計(jì)任務(wù)起了很大的作用，對提高分析和解決問題的能力也很有幫助。在調(diào)試中，不斷地回頭動手找原因并把這一過程記錄下來，不僅培養(yǎng)了同學(xué)的耐心和相互之間的溝通能力，也培養(yǎng)了他們嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致、堅(jiān)持不懈的科學(xué)態(tài)度和良好的科研習(xí)慣。我們要求學(xué)生按時間順序主要記錄：實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中(包括課上與課后)發(fā)現(xiàn)的問題、遇到的問題、解決方法(必做)；回答實(shí)驗(yàn)教材中以及教師課堂上提出的思考題(必做)；學(xué)生由實(shí)驗(yàn)中的某部分引申開去，結(jié)合背景知識提出的一些看法(選做，老師視情況給予加分)；最后是實(shí)驗(yàn)感受和體會(必做)。實(shí)驗(yàn)日志是實(shí)驗(yàn)成功的咽喉，它將貫穿于整個實(shí)驗(yàn)階段，體現(xiàn)學(xué)生實(shí)際實(shí)驗(yàn)的情況，是學(xué)生獨(dú)立實(shí)驗(yàn)的一項(xiàng)重要證明。我們要求學(xué)生認(rèn)真對待，并給出手寫稿。這樣，一方面，學(xué)生課內(nèi)課外動手做實(shí)驗(yàn)，就會主動去發(fā)現(xiàn)問題，主動去解決問題，并經(jīng)過思考，及時記錄下來，有利于實(shí)驗(yàn)特別是大型設(shè)計(jì)的順利完成。這一舉措吸引了學(xué)生主動走入實(shí)驗(yàn)室，并帶動了同學(xué)之間相互討論問題的濃厚的學(xué)習(xí)氣氛。另一方面，也讓教師更多地了解每位同學(xué)的真實(shí)的實(shí)驗(yàn)情況，給出更加真實(shí)的考核成績。

③ 實(shí)驗(yàn)測試的安排是為了督促并讓全體同學(xué)都能掌握基本知識點(diǎn)與基本技能。其中一次測試安排在綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目微程序控制器中，要求學(xué)生寫出實(shí)驗(yàn)中每條微指令的代碼，因?yàn)榇a如何形成是本次也是整個CPU實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。第二次實(shí)驗(yàn)測試是一個綜合性的測試，安排在最后的模型機(jī)實(shí)驗(yàn)中，具體要求如下：對每位同學(xué)給出不同的題目，學(xué)生必須依據(jù)所給題目稍稍修改電路、編寫測試程序、最后下載到實(shí)驗(yàn)箱調(diào)試出正確的結(jié)果，演示并附加說明講解給教師聽。這種方式的測試大大減少了學(xué)生之間抄襲實(shí)驗(yàn)的惡習(xí)。其中對于每位同學(xué)所給的不同題目是題庫自動生成的，而題庫的設(shè)計(jì)者則是上屆實(shí)驗(yàn)做得好的并推薦進(jìn)行SIT計(jì)劃的同學(xué)。本期實(shí)驗(yàn)測試正式啟用，效果良好，減輕了教師出題的負(fù)擔(dān)，提高了效率。

④ 對于能提前完成規(guī)定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目或能完成較高要求、更高要求實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以及有一定創(chuàng)新思想的學(xué)生，給予適當(dāng)加分或免實(shí)驗(yàn)測試等鼓勵措施，并以實(shí)驗(yàn)綜合成績作為課程學(xué)習(xí)總評成績。

由于“計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)”的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目環(huán)環(huán)相扣，外加嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)考核，引起學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的重視，前面沒做好會影響到后面的實(shí)驗(yàn)效果。多元化的考核方式使得學(xué)生的學(xué)習(xí)由被動變主動，同時學(xué)生的實(shí)踐能力得到良好的培訓(xùn)和鍛煉，綜合素質(zhì)和創(chuàng)新精神也有很大提高。

2 總結(jié)與改進(jìn)

課程結(jié)束后，我們分發(fā)了問卷調(diào)查表，書面征求學(xué)生們的建議和想法。學(xué)生普遍認(rèn)為這門實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容安排由淺入深、系統(tǒng)性較強(qiáng)、各模塊環(huán)環(huán)相扣，使得初學(xué)者能夠

一步一步在清晰的思路下完成，同時又能吸引他們繼續(xù)深入，最終完成CPU的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。當(dāng)他們看到每一步指令的執(zhí)行結(jié)果在數(shù)碼管上顯示出來時，那種喜悅的心情無法用言語表達(dá)。有位學(xué)生在他的實(shí)驗(yàn)報(bào)告中寫過這樣的體會：計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)是我進(jìn)大學(xué)后做過的“最痛苦”、“最耗時”、“最快樂”、“最難忘”的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中我們采用的“預(yù)習(xí)—日志—報(bào)告”三環(huán)相接的方法以及手寫日志、報(bào)告及實(shí)驗(yàn)測試方法便于讓學(xué)生對實(shí)驗(yàn)理解得更加透徹，很大程度上減少了實(shí)驗(yàn)抄襲現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)室的開放又極大地方便了同學(xué)細(xì)心鉆研實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。很多學(xué)生反映這門課的實(shí)驗(yàn)方法鍛煉了獨(dú)立思考的能力，使他們能夠自主地查找資料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，特別是教師先讓他們嘗試如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，最后才為他們講解。這種實(shí)驗(yàn)的方法是值得肯定的，大學(xué)正是要培養(yǎng)這種自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考的能力。

通過問卷調(diào)查，我們也發(fā)現(xiàn)了不足之處，下面對此進(jìn)行總結(jié)，希望以后的教學(xué)中能有所改進(jìn)。

① 排課時間安排不合理：本期由于計(jì)算機(jī)通信專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程較多，實(shí)驗(yàn)課因?yàn)槭侨?jié)連上，部分班級只能安排在早上7：30-9：40，導(dǎo)致遲到現(xiàn)象常有發(fā)生；而排在中午的課12：50-15：10，學(xué)生和教師的精神都不是很好，特別是夏天；

② 有部分學(xué)生反映寫報(bào)告花的時間太多；這個問題我們考慮過，鑒于計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)實(shí)際上是完成一個大型的CPU設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，它的系統(tǒng)性、連貫性較強(qiáng)，因此決定下期實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求學(xué)生子模塊報(bào)告可簡化，即省略目的、實(shí)驗(yàn)器材等，原理部分用語言簡單總結(jié)即可，步驟可濃縮在波形仿真說明中。最后的模型機(jī)調(diào)試實(shí)驗(yàn)再要求學(xué)生寫份完整的報(bào)告。實(shí)驗(yàn)日志部分不能缺少，這樣可以適當(dāng)減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)。

③ 由于學(xué)院改革，部分理論課程的相關(guān)課程實(shí)驗(yàn)安排在實(shí)驗(yàn)室上，占用了較多實(shí)驗(yàn)室資源，使得開放的時間相對少了些。針對這個問題，實(shí)驗(yàn)室正在開發(fā)預(yù)約系統(tǒng)，希望系統(tǒng)運(yùn)行時能有效利用實(shí)驗(yàn)室資源。

④ 近期實(shí)驗(yàn)室又研制了DDA-III型實(shí)驗(yàn)箱，準(zhǔn)備新安裝QUARTUS軟件。下期計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)課準(zhǔn)備讓部分學(xué)生用新軟件和新實(shí)驗(yàn)箱完成實(shí)驗(yàn)，讓他們掌握更多的知識。

3 結(jié)束語

研究性教學(xué)的開展促使教師主動去探索并關(guān)注教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，更重要的是改變了傳統(tǒng)的教學(xué)理念。實(shí)踐教育的一個非常重要的特征是學(xué)生積極主動地學(xué)習(xí)，教師傳授給學(xué)生的是方法，是終身受用的學(xué)習(xí)能力。我們還將繼續(xù)對計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)的研究性教學(xué)以及它的“軟件、硬件”進(jìn)行進(jìn)一步探索，和廣大的教師、學(xué)生一起共同探討，完善和推廣研究性教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量，讓學(xué)生收獲更多。

參考文獻(xiàn)

[1] 方愷晴．關(guān)于提升“計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)”課程教學(xué)質(zhì)量的探討[J]．實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2008，(3):97-100.

[2] 田虹．本科研究性學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)[J]．吉林省教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，(3).

“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文”