三本生《计算机组成原理》教学探讨

田建立　张林中

在计算机及相关专业中，《计算机组成原理》是其专业基础课程之一，它在先导课程数字电路以及后继课程汇编语言程序设计、接口技术、单片机原理等之间起着承上启下的作用。该课程主要研究单台计算机的基本组成原理以及计算机常用的逻辑器件、部件的原理、参数及使用方法，概念抽象、内容多、难度大。民办高校是新形势下我国高等教育体制改革的产物。经过几年的发展，民办高校已经成为高等教育的重要组成部分，是延伸高等教育资源、满足广大人民群众高等教育需求的有效途径。但民办高校的本科生是在三本线上录取到的(以下简称“三本生”)。与一本和二本的学生相比，其综合素质并不差，思想活跃、自我意识强，但是他们普遍基础不扎实、自制能力、学习动力和自觉性不够。

为了提高教学水平，完善教学质量，我们对在民办高校三本生中《计算机组成原理》课程的教学进行了一些粗浅的研究和探讨。结合三本生自身的知识水平、理解能力，拟就教材选择、教学过程等方面略抒己见，以求教于专家同行。

一、教材选择

在教学活动中，教材的地位举足轻重。教师通过教材来实施教学大纲、组织教学活动。可以说教材的质量在很大程度上决定了教学的质量。所以要精选教材、合理组织教学内容。

1精选合适的教材

目前各个高校都在大量压缩课时，而内容又不能减少，因此选择一本主线清晰、组织衔接合理得当、难度适中、学生容易接受的合适的教材相当重要，在课下学生可以自己看书预习新知识。目前各大学选用的教材基本上都是国内外的著名教材，如：王爱英的<计算机组成与结构》；白中英的《计算机组成原理》等等，我们选用了白中英的《计算机组成原理》作为教材。

2合理组织教学内容

由于三本生基础不扎实、理解能力相对较差，在讲解一个概念、原理时需要更多的时间，同时也要画一些原理图配合学生理解。计算机的基本原理也在逐渐变动当中，因此讲授的应该是现代计算机广泛采用的一般组成原理，而不应该拘泥于某一特定机型，同时结台当今计算机技术的发展，适当增加有关计算机各部件的演变历史和最新技术的知识，这样不但可以提高学生的学习兴趣，还弥补了教材和实际的脱节，提高了这门课的使用价值。

内容组织应该强调并从“整机”概念出发，围绕“存贮程序并顺序执行”这一基本思想，以冯·诺依曼型计算机的五大部件为主线来组织教学内容。同时教材中用来阐释的主机模型最好与学校现有的实验机类型一致，否则会造成理论和实验环节的脱节，影响实验课的教学质量。

二、教学过程

1“以问促学”的启发式教学

所谓启发式教学，是指在课堂上激发学生思考问题，然后引导学生提出问题，又引导学生去思考如何解决这个问题的教学方式。

在《计算机组成原理>这种理论性较强而又抽象的专业课的教学过程中，要充分体现“以学生为主体”、“教师为指导者、帮助者和促进者的作用”的教学思想。激发学生的学习兴趣，积极参与到学习过程中。每当一个新内容讲授之前，教师可以先对上一个内容进行简单扼要的总结．然后承上启下地诱导出接下来的内容将要解决的是什么问题，或者说“既然用这一种方法来解决问题存在着缺点，那么，如何改进这些方法哪”，把它作为任务交给学生去分析、讨论。学生有了明确的学习目标，就掌握了学习的主动权。在学习过程中就能积极投入到问题的分析讨论中，充分发挥自身的主动性，激发灵感，极大地培养了自学能力、创新能力、协作能力。例如，在讲授机器码时，可以向学生提出怎样把真值中的正负符号在计算机中表示出来呢?从而引出了把符号位数值化了的原码，又从原码加减法的繁琐引出补码，因补码的符号位可以参与运算，使运算简单；再从由原码直接求补码的计算机实现过程过于繁琐这一缺点引出反码，反码很容易求得。这样把主线一拉，学生就会把这几种原本枯燥无味的机器码的定义、作用以及它们之间的运算都掌握了。

在学生分析讨论问题过程中，要先让学生独立思考、讨论，教师只在学生无法进行下去时予以启发或引导。采用这种“以问促学”的启发式教学方法以后，对某些问题学生可能会提出多种不同的解决方案，有的观点还是非常新颖、很有参考价值的，这充分体现和激发了学生的创造性思维。因此我们在讲课的过程中，要有意识地提出一些现象或问题，诱发学生思考。有时候并不要他们具体作答，只是引起他们思考．这样学生在听讲过程中，能主动参与，他们就会将自己想的和教师讲的作比较，对问题的理解会比较深刻。

2此喻教学

历史上，某些科学技术的发明和创新往往来源于生活。而作为一名教师，将一些课程中的工作原理用生活中的某些例子加以形象比喻，将会使教学内容显得生动活泼，使学生更易于接受，对三本生而言，可能更为适用。就(计算机组成原理)这门课的内容而言，这种比喻可说是比比皆是。唾手可得。

例如，在介绍“补码”的概念时，可以从常用钟表的顺时针转和逆时针转等具体的实物来比喻，从这个具体的事例中引出“补码”这个抽象的概念，学生就很容易理解了。

在计算机的输入输出方式中，其查询控制方式和中断控制方式在微机中是常用的输八输出方式。其工作原理的比喻例子就更多了，譬如说：一个排球教练对不同水平、不同速度的运动员进行接发球训练。由于运动员水平不同、速度不同，该教练在训练某个队员时，不断发问：问他是否作好了接球准备．若未准备好，教练员则等待，一旦得知该队员准备好了，才将球打过去。由于教练员水平高、技术好．所以这种方式不能充分发挥教练员的工作效率，但这种方式倒是可以与不同速度的运动员达到速度上的匹配，这就是查询输出方式的工作原理。

3紧跟时代步伐，不断添加新知识

由于现代计算机技术发展很快，而一本教材往往要使用几年，有些新的内容未在教材中体现，这就要求教师平时注意收集、积累，把新知识补充到教学中去。例如讲到某一种硬件(主存、辅助存储器等)时，都要分析一下现在的这种器件发展到了什么阶段，有了什么样的创新，可以通过上网查询或去硬件市场实地考察。在课堂上列举出某种硬件的多种最新型号并解释它们之间的差别。有了具体的实例，学生听得津津有味，甚至有一部分同学还会主动参与进来，和老师一起讨论、研究，对原来深奥的理论有了更深的理解。无形之中在书本和现实世界问架起一座桥梁，既拓宽学生的知识面，同时也让他们更深刻理解本课程的现实意义。

三、利用多种教学工具进行教学

计算机内部组成的工作过程和原理，特别是现在的电路集成度越来越高，很多部件和电路往往被封装在一块芯片中，学生不易掌握。而计算机科学与其他学科不同，它是一门发展速度极快的学科。如果学生不从原理上理解教学内容，几年后其知识就会忘记或因老化而被淘汰。我们可以利用计算机制作动态的多媒体课件，将计算机的工作原理动态地呈现出来，使模糊抽象的概念变得直观、形象，这样既增强了学生的感性认识又提高了学习兴趣，极大地提高了教学效果。

但是，目前很多多媒体教学软件都是“课堂演示型”的，多数都是将教师原来在黑板上的板书、讲解、图解以动态的方式在计算机中演示，并且可以反复演示，让学生反复消化、理解。这种教学模式虽然能够让学生全面系统地学习知识，并在较短的时间内学到前人的经验，但是它仍然是教师讲授模式，是以教师的教为主体，并没有充分激发学生的主观能动性。

对于三本生来说，培养的目标不仅要求学生在就业时动手能力较强，并且要能够在实践中不断提出创新思想。我们还可以在课下利用网络实现答疑、提交作业、批改作业等，和学生互动的交流各种新的思想、方法，来充分调动学生的主观能动性。

四、重视实验教学，适当增大实验课程的分量

为了使学生对基础理论有更深入的了解，同时也为了发挥学生的主动性和创造性，我们加强了教学实践环节的改革，要求任课教师和实验教师同时到实验课堂，以更好地解答学生的问题。

本门课程成绩计算以前都是以笔试为主，辅以实验考核。这就造成了许多学生重理论、轻实践．动手能力比较差。现在我们建立了以学生解决实际问题的能力为标准的考核方式，让学生在理解理论的同时勤于实践，而不是让他们在考前去死记硬背。期末总成绩由平时成绩(平时作业、课堂提问、出勤)、实验成绩(实验报告、出勤、实验考核)和期末考试成绩组合而成，各占一定的百分比。这样能公平合理的反映出学生的真实学习情况，打破了传统的课程考试成绩主要由期末一次性考试决定的单一做法，将学生期末突击复习的学习习惯改变为将考试重点分散、学习时间合理分配的科学学习方法，真正达到素质教育的要求。

总之，在面向新世纪的高等教育改革中，教学内容和教学方法的改革是重中之重。采用以上的方法，在民办高校三本生《计算机组成原理》教学中产生了良好的效果。