“計(jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)”實(shí)踐教學(xué)改革與探討

摘要:“計(jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)”實(shí)踐教學(xué)在計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)和培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型IT人才過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用。我校課程組近年來(lái)從計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)方案入手，研究了計(jì)算機(jī)專業(yè)課程的設(shè)置問(wèn)題，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的指導(dǎo)思想、主要措施、教學(xué)內(nèi)容、方法改革進(jìn)行了初步探討。

關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)組成原理;實(shí)踐教學(xué);創(chuàng)新人才

吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)發(fā)展學(xué)院是民辦獨(dú)立院校，2000～2008年，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)總共招收本科生510人，最近5年每屆招收本科生約65人。按照現(xiàn)代教育思想來(lái)審視基礎(chǔ)理論與實(shí)際應(yīng)用、素質(zhì)與能力之間的辯證關(guān)系，我們發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)教育思想是以傳授知識(shí)為著眼點(diǎn)，而現(xiàn)代教育思想則以培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力為主要目的，培養(yǎng)綜合素質(zhì)高的創(chuàng)新型人才[1]。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，必須首先實(shí)現(xiàn)教育思想的轉(zhuǎn)變，還要把最新的計(jì)算機(jī)知識(shí)融入到課程體系中。我校課程組近年采取了一系列的實(shí)踐教學(xué)措施，在學(xué)生的知識(shí)獲取、能力提高和素質(zhì)培養(yǎng)等多方面進(jìn)行改革，以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)教育的培養(yǎng)目標(biāo)。

1創(chuàng)建課程實(shí)踐環(huán)境

“計(jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)”是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的一門核心和重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。它涉及的知識(shí)面廣、內(nèi)容多、難度大、更新快，在基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間起著承上啟下作用，該課程可以使學(xué)生建立計(jì)算機(jī)的整機(jī)系統(tǒng)概念，培養(yǎng)學(xué)生在硬件系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、使用和維護(hù)等方面的能力。教師通過(guò)傳授教材中的知識(shí)，使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)各功能模塊的工作原理，再互相聯(lián)系，開(kāi)發(fā)他們的智力。所謂“知識(shí)”，就是人們?cè)诟脑炜陀^世界和實(shí)踐中所獲得的認(rèn)識(shí)與經(jīng)驗(yàn)的總和，而智力是指感知到思維的心理過(guò)程，特別是人認(rèn)識(shí)客觀事物并運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，是在掌握人類知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和從事實(shí)踐活動(dòng)中發(fā)展的，由觀察、注意、記憶、想象、思考等要素構(gòu)成[2]。我們所營(yíng)造的環(huán)境對(duì)學(xué)生的智力發(fā)展起著決定作用，改革課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的方法可以促進(jìn)學(xué)生智力的發(fā)展，鍛煉超常的智力品質(zhì)，使學(xué)生學(xué)到更多的知識(shí)。為此，我們除了建設(shè)學(xué)校的實(shí)習(xí)基地外，還在校外建立了四個(gè)創(chuàng)新實(shí)踐基地，加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，提高他們分析和解決問(wèn)題的能力。 2改革實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容

我校專門制定了一套符合獨(dú)立院校發(fā)展，培養(yǎng)應(yīng)用型人才的、具有綜合能力教學(xué)指導(dǎo)思想、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目完整的實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，并對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行規(guī)范。這種規(guī)范培養(yǎng)學(xué)生基本程序設(shè)計(jì)素質(zhì)和良好的程序設(shè)計(jì)習(xí)慣，對(duì)訓(xùn)練科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)起到促進(jìn)作用。通過(guò)設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想的確立，讓師生明確在課程設(shè)計(jì)中要做些什么、了解什么、掌握什么、達(dá)到什么目的，建立完整的設(shè)計(jì)方案[3]。

3精心設(shè)計(jì)實(shí)踐過(guò)程

我們采取“理論—抽象—設(shè)計(jì)”的方式開(kāi)展上機(jī)實(shí)踐。根據(jù)不同的教學(xué)對(duì)象，精心設(shè)計(jì)了幾組不同類型的綜合性的問(wèn)題，不僅抓實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的輔導(dǎo)，還抓實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作和實(shí)驗(yàn)后的總結(jié)工作。

在設(shè)計(jì)方案中，讓學(xué)生了解、熟悉、掌握各種元器件的功能、原理和作用，靈活掌握不同元器件在不同電路中的作用，使設(shè)計(jì)出的電路原理簡(jiǎn)單、功能性強(qiáng)、使用方便，具有更好的互換性和實(shí)用性。通過(guò)邏輯框圖設(shè)計(jì)電路，按不同的要求使用各種元器件組裝、調(diào)試電路，通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定設(shè)計(jì)的合理性。

讓學(xué)生檢驗(yàn)和驗(yàn)證自己設(shè)計(jì)的電路，使用一個(gè)小程序運(yùn)行電路，檢驗(yàn)設(shè)計(jì)思想是否合理、元件的使用是否恰當(dāng)、電路是否簡(jiǎn)單以及能否實(shí)現(xiàn)邏輯功能等，從問(wèn)題中找出解決的辦法。

4提升學(xué)生綜合分析能力

課程設(shè)計(jì)是對(duì)學(xué)生的全面綜合訓(xùn)練，目的在于使學(xué)生通過(guò)課程設(shè)計(jì)掌握全課程的主要內(nèi)容，提高綜合應(yīng)用知識(shí)和軟件開(kāi)發(fā)的能力，加強(qiáng)寫作能力，為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)論文的撰寫奠定基礎(chǔ)[4]。在教師承擔(dān)的科研課題中，應(yīng)盡量多吸收學(xué)生參加，讓他們把所學(xué)理論知識(shí)應(yīng)用到設(shè)計(jì)實(shí)踐中，提高知識(shí)獲取、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，為將來(lái)的就業(yè)打下基礎(chǔ)。對(duì)于課程設(shè)計(jì)，最后每個(gè)學(xué)生都要進(jìn)行面試和答辯，提交課程設(shè)計(jì)報(bào)告，因此學(xué)生必須能夠清楚地介紹設(shè)計(jì)思路和主要技術(shù)手段，并回答問(wèn)題。

能力總是同成功地完成某項(xiàng)活動(dòng)或任務(wù)相聯(lián)系，是指一個(gè)人完成活動(dòng)或任務(wù)的本領(lǐng)。在教學(xué)實(shí)踐中，除了經(jīng)常性和有針對(duì)性地培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、專注能力、記憶能力、創(chuàng)造能力、想象能力和思考能力以外，還應(yīng)強(qiáng)調(diào)自學(xué)能力、獨(dú)立工作能力和科學(xué)研究能力，盡量讓學(xué)生自己思考、設(shè)計(jì)，啟發(fā)學(xué)生的思維，激發(fā)學(xué)生的求知欲。在設(shè)計(jì)中，雖然有的學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)不太理想，但也能自行設(shè)計(jì)，并能獨(dú)立完成調(diào)試工作，這使學(xué)生嘗試設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的艱辛和體驗(yàn)到成功的喜悅，建立集體創(chuàng)新攻關(guān)的概念，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)事求是的作風(fēng)，真正做到理論與實(shí)踐相結(jié)合，提高自學(xué)能力和獨(dú)立獲取知識(shí)的能力。

5結(jié)語(yǔ)

培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力是現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的要求。這是因?yàn)榭茖W(xué)技術(shù)發(fā)展十分迅速，知識(shí)更新周期大大縮短;學(xué)生在校期間不可能把一生所用的知識(shí)學(xué)到手;因此應(yīng)提高獨(dú)立工作能力，也就是運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，包括分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力、科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、設(shè)計(jì)能力、編寫技術(shù)資料與報(bào)告的能力、組織管理能力及硬件動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力[5]。通過(guò)教學(xué)和實(shí)踐，教師與學(xué)生、教學(xué)與科研、成果與教材、教育與發(fā)展形成一個(gè)有機(jī)鏈條，構(gòu)成互動(dòng)互利的整體，更新了知識(shí)結(jié)構(gòu)，把教學(xué)與課程建設(shè)、學(xué)科發(fā)展、科學(xué)研究、社會(huì)需要、人才培養(yǎng)、就業(yè)去向緊密結(jié)合。

總之，國(guó)家強(qiáng)盛靠人才，人才素質(zhì)靠教育，教育水平看能力，能力培養(yǎng)靠實(shí)踐。學(xué)生自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，自己動(dòng)手做設(shè)計(jì)，知識(shí)才能學(xué)活用活，真正提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，成為高質(zhì)量的人才。

參考文獻(xiàn):

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[2] 李紅，滕秀梅. 計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的思考與實(shí)踐[M]//大學(xué)計(jì)算機(jī)課程報(bào)告論壇組委會(huì). 大學(xué)計(jì)算機(jī)課程報(bào)告論壇論文集. 北京:高等教育出版社，2007:179-181.

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[5] 翟玉慶，鄧建明，曹久新. 計(jì)算機(jī)專業(yè)課程群建設(shè)探討與實(shí)踐[M]//大學(xué)計(jì)算機(jī)課程報(bào)告論壇組委會(huì). 大學(xué)計(jì)算機(jī)課程報(bào)告論壇論文集. 北京:高等教育出版社，2007:116-118.

Innovation and Discussion of Practice Teaching in \"Computer Organization and Architecture\"

YAO Yu-xia1，2 ; LIU Xiao-yan1 ; SUI Qing-ru1 ; ZHANG Yun1

(1.Faculty of Computing， Development School of Jilin Agricultural University， Changchun 130600，China;

2. Information and technology college of Jilin Agricultural University，Changchun 130118，China)

Abstract: Practice teaching in \"Computer Organization and Architecture\" in computer hardware and innovative high-quality IT professionals plays a vital role in the process. In recent years， curriculum unit has studied the computer training program ， the teaching in the experimental building of the guiding ideology， major initiatives， teaching contents and methods of reform are discussed.

Key words: computer organization; practical teaching; innovative talents

(編輯:張玥)