《计算机组成原理》课程教学改革探索

毕 琳

(1．长春理工大学计算机科学技术学院，长春 130022;2．中国科学院大学，北京 100049)

《计算机组成原理》是计算机科学与技术专业的核心基础课程，同时也是非计算机专业学生需要掌握的专业选修课程，作为研究生入学考试中的专业科目之一，在计算机科学与技术专业人才培养方案中具有重要作用［1］。该门专业课的首要任务是使学生了解计算机的基本组成结构和工作原理，掌握计算机各部件的硬件组成、相互联系和作用，培养学生对计算机硬件结构的分析、应用、设计、开发能力［2］。由此可见，该门课程在计算机科学与技术专业中占据重要地位。

然而在实际教学中，由于《计算机组成原理》理论性强、知识面宽、信息量大，传统的教学理念、教学模式和教学条件已无法调动学生的积极性和主观能动性，所以学生常常觉得该门课枯燥无味，其学习的目的仅仅是为了应付期末考试和考研［3］。另外，学生的学习态度和学习效果也会在一定程度上影响授课教师的积极性，进而影响教学效果。针对上述问题，本文从激发学生积极性和改进教学技术的角度对《计算机组成原理》教学改革进行了探索。

一、从激发学生积极性的角度进行教学改革

(一)激发学生的学习兴趣

学习兴趣的培养对于学生全面理解课程的内容至关重要。因此，在讲授《计算机组成原理》课程之前，让学生提前搜集和整理课程的相关内容，以便学生主动发现问题，从而激发学生的学习兴趣。同时，向学生介绍该门课程的特点及重要性，使学生明确课程的学习目的和意义。在课程讲授过程中，应向学生展示计算机组成部件的实物，并介绍各个部件之间的联系，引导学生进一步思考，使其由被动学习转变为主动思考，从而诱发学生的学习兴趣。同时，充分运用多媒体进行教学，按照教学大纲，准备一些计算机组成原理部件的工作原理等演示动画，以图文并茂的表现形式向学生展示学习内容，引导学生讨论，激活学生的思维。通过讨论和反馈，补充和完善原来学习过的知识点，达到学习消化的目的。

(二)培养学生的自主学习能力，拓展知识视野

《计算机组成原理》课程理论性强、知识面宽、信息量大，传统的教学方式无法激励学生自主思考。针对这一情况，在讲授课程内容中可穿插向学生提出一些问题，激活学生的思维，从而培养学生主动探究问题、独立解决问题的能力。为了培养学生的团队协作精神，拓展学生的知识视野，在教学中，可将班级的学生分成若干个小组，并选拔出组长。各小组的划分需要综合考虑学生的性格、兴趣、学习能力等因素，确保每个小组的整体水平均衡，组内的各成员优势互补。划分完小组之后，可定期安排以小组为单位的课程训练，结合课程内容并根据每个小组成员的兴趣爱好，拟定课程训练题目，并在规定的时间内完成课程训练，以各成员分工讨论的形式完成任务，最后各个小组的组长进行汇报总结，授课教授进行点评打分［4］。这种模式不但培养了学生的团队合作精神，还激发了学生的学习热情，加深了对课程的理解。

(三)加强实验教学，培养学生的创造力

《计算机组成原理》课程不但具有较强的理论性，实践性也较强，因此在课堂教学强调掌握理论知识的同时，也要注重实验教学。理论与实践在课程教学中的作用都很重要，实验教学可以促进学生更好地理解理论知识，而理论知识的提高又能促进学生更深层次的实践。

在教学安排上，要尽量让理论教学和实验教学课时平衡，从而提高实验课的教学地位，使学生重视自身的动手能力。首先要使学生对实验教学课堂中的实验平台有一定了解，使学生掌握实验平台中各器件的功能和工作原理，以及它们之间的连接方式和工作方式。然后根据教学内容，在各个实验教学阶段设计从易到难的实验项目，使学生做的实验逐渐从验证性过渡到设计性，激发学生的创新思维，培养学生的自主创新能力，从而加深对理论知识的理解，提高学习效果。为了便于学生课后消化理解，可对实验课程进行录像，把教学视频放在网站上共享，学生课后可以反复观看视频，达到消化理解的目的。

在实验教材的编排上，针对以往实验指导书和实验报告存在的问题，即学生为了完成实验报告，有盲目地摘抄实验指导书上的实验原理、实验目的、实验步骤等现象，于是重新规范了实验报告内容，对实验目的、实验原理、实验步骤等，只要求简单记录，而对实验现象分析与讨论则要求详细记录，着重考察和培养学生针对实验现象，分析与解决实际问题的能力。同时强化实验预习，这是提高实验教学质量的必要条件，而实验教材的质量决定了实验预习的效果。为此，我们对实验指导书进行了优化，在原有实验原理、实验目的、实验步骤基础上增加了较为详细的实验步骤和参考代码，从而增加了学生对实验的全面理解，提高了预习的效果。

二、从改进教学技术的角度进行教学改革

(一)合理组织教学内容

教学大纲和教学内容的合理与否直接影响着教学质量和学生的学习兴趣，因此在教学大纲的编写和教学内容的安排上要遵循“从浅入深、环环相扣、前后呼应”的原则。计算机组成原理在本质上是指令的执行过程［5］。指令存储在内存中，只有CPU接收到从内存中读入的指令后，指令才能运行，因此有必要了解内存的组织结构、读写原理、性能指标等;指令运行还需要了解指令的编码原理，这就要求对指令系统有一定的了解;CPU接收到指令后要进行分析译码，因此有必要了解CPU的工作原理和过程;指令分析译码后所需要的数据如何执行，需要了解数据在计算机中的表示与运算，数据的输入与存储。而这些部件之间要相互联系就要用到总线。因此根据上述分析，可理清一条主线，在教学中可以根据指令流和数据流来进行讲解，同时要注意主次分明、详略得当，有些知识点不必多讲，让学生有所了解即可，如果感兴趣学生可课后自己阅读，力求在有限的课程安排上达到优化设计。

(二)将现代教学技术引入课堂

现代教学技术已经在教育教学中发挥了不可替代的作用，而如何将这种新兴的技术合理地应用在课堂教学上，最大程度地发挥其优势，已成为现代教学技术研究的热点问题之一。《计算机组成原理》教学中可充分运用多媒体课件、网络教学交互平台等手段激发学生的学习兴趣，理顺学习思路［6］。

在制作多媒体课件的过程中，要充分考虑所选用的讲授内容，要做到主题明确、重点突出，可适当加入动画效果，激发学生的学习兴趣。同时，多媒体还要结合板书，减少单一教学模式给学生带来的视觉疲劳，在讲解例题和布置作业的时候，可以在黑板上书写，有助于学生理解思考，从而提高教学效果。

授课教师根据教学内容，可通过以下3种方式确定一些学习主题和思考问题并提供相关的信息资源:

(1)可利用网络构建教学交互平台，将教学计划、多媒体课件、视频教程、作业等上传到网站上供学生观看、下载、讨论、交流，从而调动学生的学习积极性。

(2)通过建立博客或论坛的方式向学生传授课程知识点和扩展兴趣内容，并留给学生一些问题，使学生掌握利用网络资源查阅并解决问题的能力。博客是一种新型的网络信息资源应用模式，在网上十分流行。通过博客可进行校园网和外网学习资源的整合，使学生通过网络进行学习和交流。

(3)通过建立QQ群的形式，把学生按小组加入到QQ群中，安排学生的学习内容，激发学生的兴趣，掌握各学生的学习动态，以资源共享的方式加强教师与学生的互动。

三、结束语

本文从激发学生的学习兴趣、培养自主学习能力、拓展知识视野、培养学生的创造力、合理组织教学内容、将现代教学方法引入课堂等几个方面进行了《计算机组成原理》教学改革探索，打破了传统的以教为主的教学模式，建立起以学生为主体，师生共同参与的教学氛围，激发了学生的学习兴趣，培养了学生的学习主动性和创新能力。因此，综合运用各种方式，合理组织和实施教学过程，创新性地改进教学方法，将会大幅提高教学质量，达到良好的教学效果。

［1］ 侯宏霞，松云．“计算机组成原理”精品课程建设的实践与探索［J］．计算机教育，2010(2):119－121．

［2］ 罗福强，冯裕忠，茹鹏．计算机组成原理［M］．北京:清华大学出版社，2011．

［3］ 莫晓晖，张漪．计算机组成原理课程教学改革［J］．计算机教育，2010(13):101 －103．

［4］ 杨有利，唐丽文，田中青．优化实验分组法 改善教学效果［J］．重庆与世界:学术版，2013(2)．

［5］ 白中英．计算机组成原理［M］．4版．北京:科学出版社，2009．

［6］ 刘三荣．新考纲下《计算机组成原理》教学改革与探讨［J］．电脑知识与技术，2012，30(8):7267 －7268．