計算機(jī)導(dǎo)論教學(xué)改革探討

【摘 要】《計算機(jī)導(dǎo)論》是引導(dǎo)計算機(jī)初學(xué)者如何學(xué)習(xí)計算機(jī)科學(xué)的一門基礎(chǔ)課程，當(dāng)前《計算機(jī)導(dǎo)論》教材編輯內(nèi)容不明確，教學(xué)方案比較隨意，有些學(xué)校把《計算機(jī)導(dǎo)論》這門課程當(dāng)作計算機(jī)基礎(chǔ)技術(shù)來教學(xué)，該教學(xué)方案不能起到引導(dǎo)學(xué)生宏觀的對整個計算機(jī)科學(xué)學(xué)習(xí)的指導(dǎo)作用。本文針對以上不足，對《計算機(jī)導(dǎo)論》這門課程的教學(xué)內(nèi)容及方法進(jìn)行相關(guān)的分析及探討。

【關(guān)鍵詞】計算機(jī)導(dǎo)論 " "計算機(jī)基礎(chǔ) " "宏觀指導(dǎo)

一、引言

《計算機(jī)導(dǎo)論》是計算機(jī)科學(xué)技術(shù)專業(yè)的先導(dǎo)學(xué)科，其開設(shè)本課程的目的是讓學(xué)生認(rèn)識計算機(jī)的本質(zhì)、如何學(xué)習(xí)計算機(jī)科學(xué)、熟悉計算機(jī)知識體系的結(jié)構(gòu)與聯(lián)系及計算機(jī)在現(xiàn)實(shí)社會中的應(yīng)用。當(dāng)前很多《計算導(dǎo)論》教材內(nèi)容不能較好地滿足引導(dǎo)初學(xué)者學(xué)習(xí)計算機(jī)學(xué)科的作用，教材內(nèi)容過多的教導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)計算機(jī)的基本操作，如大篇幅的撰寫Office 的基本操作、基本的網(wǎng)絡(luò)瀏覽功能及基本的編程語言。個人認(rèn)為《計算機(jī)導(dǎo)論》其目的是起到引導(dǎo)和指導(dǎo)的作用，而不是計算基礎(chǔ)操作。當(dāng)前很多教材都把計算機(jī)導(dǎo)論當(dāng)作計算機(jī)基礎(chǔ)操作技術(shù)進(jìn)行撰寫[1]，而教師也就理所應(yīng)當(dāng)?shù)陌凑战滩慕o學(xué)生講解計算機(jī)的基礎(chǔ)知識。

本文主要討論如何能使計算機(jī)導(dǎo)論很好的引導(dǎo)計算機(jī)系學(xué)生去學(xué)習(xí)計算機(jī)。計算機(jī)專業(yè)的各門課程往往都是獨(dú)立授課，本文討論的主要內(nèi)容如下：

1）計算機(jī)導(dǎo)論需要介紹計算機(jī)的裸機(jī)體系;

2）計算機(jī)導(dǎo)論需要介紹計算機(jī)的軟件體系;

3）計算機(jī)導(dǎo)論需要介紹計算機(jī)的工作原理;

4）計算機(jī)導(dǎo)論需要介紹計算機(jī)各學(xué)科對學(xué)好計算機(jī)的貢獻(xiàn)。

二、計算機(jī)導(dǎo)論教學(xué)改革

個人認(rèn)為計算機(jī)導(dǎo)論教學(xué)過程中只教導(dǎo)計算機(jī)初學(xué)者一些基本的計算機(jī)操作是不夠的，要讓初學(xué)者理解計算機(jī)的本質(zhì)，去認(rèn)知計算機(jī)。讓學(xué)者宏觀理解從最簡單的單機(jī)實(shí)體工作到整個機(jī)群通信的具體過程。學(xué)者明白這些計算機(jī)的工作原理后，會有目的、有選擇地學(xué)習(xí)計算機(jī)有關(guān)知識。教學(xué)改革內(nèi)容如下：

1. 介紹計算機(jī)的裸機(jī)體系

計算機(jī)科學(xué)技術(shù)專業(yè)的大學(xué)生課程中要開設(shè)計算機(jī)硬件知識，如微機(jī)接口技術(shù)、計算機(jī)組成原理等。在開設(shè)這些課程之前需要簡單地介紹如何學(xué)習(xí)計算機(jī)硬件知識、學(xué)習(xí)這門課之前需要了解什么內(nèi)容，這是計算機(jī)導(dǎo)論應(yīng)該有的內(nèi)容。很多學(xué)者學(xué)習(xí)完計算機(jī)硬件知識之后，在主機(jī)板上找不到對應(yīng)的模塊，不能理解計算機(jī)各個模塊的協(xié)調(diào)工作。因?yàn)樗麄冊趯W(xué)習(xí)這些功能模塊時，把它們當(dāng)作一個獨(dú)立的知識體，不能宏觀的去把握知識體系。計算機(jī)導(dǎo)論應(yīng)該先介紹學(xué)習(xí)計算機(jī)組成原理之前，先了解數(shù)字/模擬電路及集成電路。這樣他們在學(xué)習(xí)硬件工作過程中不會太茫然，例如有些初學(xué)者認(rèn)為硬盤在存儲文件時存儲的是字體或者是0/1二進(jìn)制，有的初學(xué)者認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)通信過程中網(wǎng)線傳輸?shù)氖嵌M(jìn)制。如果沒有先導(dǎo)知識，則學(xué)習(xí)過程不能深刻的去理解。如果他們熟悉集成電路、電子元件及信號，則他們在學(xué)習(xí)這些硬件知識時會主動聯(lián)系學(xué)過的內(nèi)容，理解得比較深刻。

2. 介紹計算機(jī)的軟件體系

計算機(jī)專業(yè)大學(xué)課程中開設(shè)了不少應(yīng)用軟件課程、系統(tǒng)軟件、編譯原理及軟件編程語言等軟件相關(guān)的知識。往往這些課程只針對這門課的具體內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)闡述，教師也是具體講解本門課的內(nèi)容。學(xué)者學(xué)完這些課后， 只知道會用，但不知道其在計算機(jī)中是如何運(yùn)行的。計算機(jī)導(dǎo)論應(yīng)該在初學(xué)者學(xué)習(xí)這些軟件之前宏觀地對軟件運(yùn)行過程加以介紹，介紹軟件是怎樣通過編譯/匯編，并通過操作系統(tǒng)與硬件打交道，硬件是怎樣將匯編過的機(jī)器語言通過電路進(jìn)行相關(guān)的計算，然后將計算后的結(jié)果表示成機(jī)器語言，再通過操作系統(tǒng)及軟件平臺與人進(jìn)行可視化的操作。學(xué)者知道這些工作原理后，在學(xué)習(xí)相關(guān)的知識時會有選擇地、用理解的思維去學(xué)習(xí)。

3. 介紹計算機(jī)的工作原理

計算機(jī)初學(xué)者如果能宏觀地了解計算機(jī)的工作原理，則他們在今后學(xué)習(xí)計算機(jī)相關(guān)課程時會很容易的將這些知識聯(lián)系成一個整體。很多計算機(jī)專業(yè)學(xué)者，不知道電腦從開機(jī)到進(jìn)入桌面是怎么運(yùn)行的過程，各種專業(yè)課沒有具體地講解這些內(nèi)容，計算機(jī)導(dǎo)論應(yīng)該介紹相關(guān)的知識，以便學(xué)者對后續(xù)的課程學(xué)習(xí)有更加深刻的理解。他們會依據(jù)計算機(jī)的運(yùn)行原理逐步學(xué)習(xí)每個知識體，如計算機(jī)從開機(jī)到我們開到桌面這一過程會涉及以下知識[2][3]：從啟動電源——CUP供電——BIOS啟動——POST檢測（Power-On Self Test，加電后自檢）——顯示BIOS啟動畫面——BIOS檢測系統(tǒng)中安裝的一些標(biāo)準(zhǔn)硬件設(shè)備——系統(tǒng)BIOS更新ESCD（Extended System Configuration Data，擴(kuò)展系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)）——系統(tǒng)BIOS根據(jù)用戶指定的啟動順序從軟盤、硬盤或光驅(qū)啟動——系統(tǒng)BIOS讀取并執(zhí)行啟動盤上的主引導(dǎo)記錄——讀取并執(zhí)行IO.SYS——顯示出我們桌面。學(xué)者理解這些之后，他們對計算機(jī)維護(hù)及計算機(jī)硬件課程中的一些部件功能會掌握得更加牢固。在學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)課程中能更加深刻地理解系統(tǒng)軟件與硬件之間的操作關(guān)系。

4. 介紹計算機(jī)各學(xué)科對學(xué)好計算機(jī)的貢獻(xiàn)

計算機(jī)初學(xué)者往往不知道自己為什么要學(xué)習(xí)某門課程，學(xué)這些課程對學(xué)習(xí)計算機(jī)有什么作用，某些課程處在計算機(jī)知識領(lǐng)域的哪個層次。如果計算機(jī)導(dǎo)論能簡單的介紹學(xué)習(xí)計算機(jī)課程的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，則初學(xué)者在以后的學(xué)習(xí)過程中會的依據(jù)自己的背景知識有選擇地、分等級地去學(xué)習(xí)相關(guān)的知識。本文按照一般大學(xué)本科常規(guī)課程表[4]，簡單地歸納一下計算機(jī)專業(yè)知識課程的拓?fù)洌鐖D1所示。

圖1 "計算機(jī)本科專業(yè)知識拓?fù)鋱D

如圖1 所示，如果計算機(jī)初學(xué)者能夠大體了解所學(xué)專業(yè)課程在計算機(jī)專業(yè)知識體系中的位置及層次，則他們會更容易地將所學(xué)知識聯(lián)系起來，系統(tǒng)地去學(xué)習(xí)掌握所學(xué)課程。

三、結(jié)束語

本文介紹了計算機(jī)導(dǎo)論的作用，及在計算機(jī)領(lǐng)域的重要性，對計算機(jī)導(dǎo)論這門課的內(nèi)容改革及教學(xué)方法改革提出了相關(guān)的探討。要對這門課程進(jìn)行全面改革，擺脫只對計算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)內(nèi)容教育的模式還需要很多工作要做。本文提出的建議希望能對這門課的改革起到推動作用。

【參考文獻(xiàn)】

[1]Lina Wang . Computational thinking and computer fundamental education[C]. International Conference of Computer Science and Service System （CSSS）， Piscataway， N.J.， USA： IEEE， 2011：1158-1159.

[2]http：//wenku.baidu.com/link？url=mVlyUx4BiJU46RkYH6RQXNZlTuYlWdIhiyuOGiE0yNpEbgp7V3lLaHme1hQBEd1YBvW_7PBOTDN9z9fuUyGLTo-0nm6L_RQJhBmQtSx-DDu.