地方性本科院校《計算機組成原理》課程教學探討

葉振

摘 要：《計算機組成原理》是計算機及其它相關專業(yè)的核心專業(yè)基礎課，在整個學科的課程體系中處于承上啟下的位置，在學生專業(yè)培養(yǎng)中具有非常重要并且不可替代的作用。然而，由于該課程本身內容復雜抽象，加上學生對該課程的重要性認識不足，并且缺乏設計合理的實踐環(huán)節(jié)，該課程的教學效果大多不夠理想。該文首先分析了《計算機組成原理》課程的地位和特點，以及當前教學中存在的不足，然后以地方性本科院校為出發(fā)點，對如何改進該課程的教學效果進行了一系列的探討。

關鍵詞：計算機 組成原理 教學探索 地方性 本科院校

中圖分類號：G63 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）01（a）-0116-02

《計算機組成原理》課程是計算機及其它相關專業(yè)的一門核心專業(yè)基礎課程，該課程的主要內容包括計算機系統(tǒng)各個重要組成部分的工作原理和實現(xiàn)方式，既涉及到計算機硬件電路的設計，也涵蓋了匯編語言等相關軟件知識，在整個專業(yè)體系結構中起到承上啟下的獨特作用，具有不可替代的地位[1]。如學生如對該課程的內容能深入理解掌握，不僅對后續(xù)專業(yè)課程的學習大有助益，并且為以后職業(yè)生涯的發(fā)展都奠定了堅實的基礎。因此，作為該課程的教學老師，如何能通過多種方法，以深入淺出的形式盡可能地讓學生比較容易的掌握該課程的內容知識并能靈活運用就顯得尤為重要。

1 當前《計算機組成原理》教學效果不佳的原因分析

一直以來，《計算機組成原理》的教學效果都不是很好，普遍反應是學生難學，教師難教。尤其是地方性本科院校，由于學生基礎知識相比重點院校較為薄弱，同時由于經費資源等限制，實驗設備也較為有限，因此該課程往往是老大難課程，甚至老師都因為怕教學效果不好而不愿意接手該課程。該文對造成該現(xiàn)象的原因進行了深入調研分析。經過總結，發(fā)現(xiàn)主要有以下幾點。

1.1 先導課程多，學生基礎知識掌握不扎實

《計算機組成原理》是一門介紹計算機重要組成部件工作原理的課程，學生學習該課程需具備一定的計算機相關基礎知識。其先導課程包括《計算機導論》，《數(shù)字電路基礎》等，只有掌握該兩門課程的內容，才能對《組成原理》涉及到的基本概念和電路有比較清晰的認識。如學生已學過《離散數(shù)學》，《匯編語言》等課程，對《組成原理》課程內容的理解也非常有幫助。然而，根據多年的教學經驗，很多同學由于大一對大學專業(yè)學習的不適應，以及部分轉專業(yè)同學甚至根本沒上過相關的先導課程，導致一部分同學相關的基礎知識掌握不扎實，難以在此基礎上順利的學習《組成原理》相關內容。

1.2 教材內容陳舊

計算機學科的特點是發(fā)展非常迅速，日新月異，根據摩爾定律，計算機CPU和其它電路上單位體積內的元器件的數(shù)目每隔十八個月便會增加一倍，也即性能提升一倍，各個器件的架構也會經常發(fā)生改變。而計算機組成原理課程的教材內容通常都比較陳舊，無法反應當前主流計算機的最新結構，導致學生所學的內容和日常接觸到的計算機有差別，使其認為所學內容過于陳舊，無法應用，從而產生輕視和厭倦情緒，不容易學好。

1.3 內容抽象，枯燥

《計算機組成原理》所授知識為各組成部件的原理和實現(xiàn)，內容較為抽象，很難通過觀察等手段直接理解，需要經過邏輯推理，實驗觀測等間接方式掌握，因此對于學生抽象思維能力和邏輯推理能力具有一定要求[2-3]。而對于地方性本科院校學生來說，這方面的能力相對重點院校學生較為欠缺，因此也對該課程的教學效果產生一定影響。

1.4 實驗安排不合理

一般來說，《計算機組成原理》課程除了課堂理論教學，通常還會安排一定的實驗教學環(huán)節(jié)讓學生通過練習加強實際動手能力，并對所學知識有更加深刻的理解。然而，當前很多地方性本科院校的實驗安排并不合理，導致實驗教學并未達到預期效果。主要原因一是由于經費設備等資源條件的制約，無法為學生提供最合適的實驗設備和環(huán)境；二是由于實驗課程目的不明確，課程安排不合理，導致實驗課時學生只會對照實驗指導書機械照做步驟，照抄結果，無法理解實驗步驟和結果的內在含義。

2 對《計算機組成原理》課程教學方式改進的探討

該文在分析了《計算機組成原理》課程的特點和當前教學效果不佳的深層次原因之后，結合地方性本科原因的具體實際情況，對該課程的課堂教學方式如何進行改進進行了初步探討。該文認為，可以從以下幾方面進行改進的嘗試。

2.1 對相關重點基礎知識進行系統(tǒng)復習

如果學生基礎不夠，很難學好本課程的內容，因此，本著磨刀不誤砍柴工的思路，在正式進行《計算機組成原理》內容的授課之前，抽2次課程對《計算機導論》以及《數(shù)字電路基礎》中和該課程密切相關的重點內容進行復習，掃清學生學習該課程的前置障礙顯得尤為重要。

2.2 結合業(yè)界最新動態(tài)講授內容

針對學生認為所學內容陳舊，和現(xiàn)實脫節(jié)的情況。該文認為，在講授課本知識的時候，適當結合當前業(yè)界相關最新動態(tài)，并指出課本知識和最新動態(tài)之間的趨勢發(fā)展傳承關系，會有非常好的效果，讓學生對所學內容的重要性會有更加深刻的理解，激發(fā)學生的學習熱情和動力。比如，在介紹存儲器的時候，可以穿插介紹最新的ssd硬盤的發(fā)展。在介紹CPU的時候，可以結合當前智能手機上的最新CPU架構進行講解。

2.3 在教學過程中通過舉例子等方式盡可能的增加內容的直觀性

《計算機組成原理》難點之一就在于其抽象性，因此，在教學過程中應盡可能的采用舉例子等不同的方式將抽象的內容和直觀的事物產生關聯(lián)，增加內容的直觀性，降低學生的學習難度。比如，在介紹外圍設備和主機之間進行信息交換的不同方式及其優(yōu)缺點的時候，可以利用幼兒園教師給小朋友分糖果的比喻，讓學生和容易就能掌握不同方法的信息交互過程以及優(yōu)缺點，取得了非常好的效果。

2.4 不同層次的實驗內容設計

地方性本科院校中，不同的學生基礎和學習的主管能動性不同，采用同樣的實驗教學內容對一部分學生來說太過容易，而另一部分學生卻反映較難，因此很難協(xié)調。該文通過采用分層次的實驗內容設計，將實驗分成簡單的驗證性實驗，較為復雜需要理解和思考的設計性實驗等兩個層次的實驗內容，讓不同層次的學生都能獲得較好的實驗訓練，并輔以分組討論[4]，學生動態(tài)層次調整，靈活考核的措施讓學生獲得較好的實驗課程學習的效果。

2.5 借鑒國內外一流高校的教學模式和方法

《計算機組成原理》在計算機和其它相關專業(yè)開課時間已經較久，特別是在國內外一流高校，都形成了很成熟的教學模式和方法。作為地方性本科院校，完全照搬這些教學方法可行性并不高，然而這些先進的教學方式方法還是有非常多的地方值得借鑒。該文在教學過程中，結合該校學生的特點，選取了很多先進教學理念和方式中適合該校的進行了若干嘗試。如，斯坦福大學在教授計算機組成原理課程的時候，強調從程序員的角度，認識理解計算機系統(tǒng)是如何執(zhí)行程序的[5]。

3 結語

該文在分析了當前計算機組成原理課程教學存在的不足基礎上，以地方性本科院校為出發(fā)點，對一系列的教學改進方式進行了探討，以期獲得更好的教學效果，讓學生能更快更好地掌握該課程涉及到的相關知識，并能進行靈活運用，為后續(xù)課程的學習乃至整個職業(yè)生涯的發(fā)展打下良好的專業(yè)基礎。

參考文獻

[1] 袁春風，楊若瑜，王帥，等.計算機組成與其他課程之間的關聯(lián)內容分析[J].計算機教育，2015（17）：35-38.

[2] 翟海慶，趙開新，張正本.計算機組成原理課程教學的現(xiàn)狀與對策[J].科技信息，2009（25）：131.

[3] 厲豪強.淺談“計算機組成原理實驗”教學質量的改進[J].現(xiàn)代經濟信息，2009（23）：311.

[4] 蘇紅旗.《計算機組成與結構》課程的教學改革與探索[J].科技資訊，2012（28）：158.

[5] 王帥，袁春風. 美國一流大學計算機組成與系統(tǒng)結構實驗課程研究[J].計算機教育，2011（17）：115-118.