《计算机组成原理实验》教学探索与研究

李娟 朱家兴

[摘要]本文从《计算机组成原理实验》教学的角度出发，对该实验课程的实验内容、教学方法、考核办法等方面进行了探索和研究，力求提高学生参与的主动性。通过实验，让学生们能更好地灵活运用所学理论知识分析问题、解决问题。

[关键词]计算机组成原理 实验教学 教学改革

[分类号]G642

实验教学是本科教育的重要组成部分，它既是知识传授、技能训练的手段，也是从理论到实践、从实践到理论知行统一的过程，更是素养和能力的培养途径[1]。《计算机组成原理实验》有利于学生把所学理论与实践相结合，帮助学生加深对整机系统的理解。

一、《计算机组成原理实验》教学的现状

据调查，目前国内高校开设的《计算机组成原理实验》的教学内容大致如下表1所示[2]：

表1：《计算机组成原理实验》教学内容

长期以来，《计算机组成原理实验》实验内容和方法单一，基本或全部为验证型实验，局限了学生的思维，整个实验过程先是教师讲解，然后学生按照实验指导书所列步骤依次进行验证，达不到锻炼动手能力的效果，也不利于学生把理论知识灵活应用到实践中，导致学生们往往参与实验的主动性、积极性不高。其次，纵观实验的内容大部分均为单元实验，即某个实验就专门针对某个功能部件进行验证，前后实验之间连续性不强。学生们通过实验虽然可以了解一定的部件功能，但对于整机系统的把握，实验并没有起到其应有的作用。

二、《计算机组成原理实验》教学探索与研究

为了提高学生们参与实验的主动性，更好地把理论知识应用到实践中来，从而进一步地建立起计算机系统的概念，《计算机组成原理实验》的教学探索与研究主要从以下几方面开展：

（一）实验内容的选择

由于本校开设的《计算机组成原理》课程主要针对计算机科学与技术专业的学生，这些学生具备一定的先修课程的知识，比如《数字逻辑电路》。在进入《计算机组成原理实验》课程之前已经进行过《数字逻辑电路实验》的练习，积累了一定的电路知识，对于某些单元的基础实验，比如运算器实验（74181功能的验证）已经比较熟悉，那么在计算机组成原理实验里就尽量减少或不安排这些内容，把课时留给存储器、控制器、数据通路等实验，并在原来单一的验证型实验的基础上添加一定的设计型实验内容，让学生们在掌握各组成部件工作原理的同时又能进一步地逐渐了解整机的工作机制。

（二）实验教学方法的改变

和理论相联系的实验一般都要等理论教学完成一定的内容后才能进行，计算机组成原理也是如此。我们一般是在理论课程进行了5周左右，学生具备了一定的理论知识后才开始进行实验课程的，这样的话，学生进行实验才能明白其原理。所以在实验课程进行之前，我们有足够的时间把实验指导书先发给学生，并要求学生们在进实验室之前进行充分的预习，初步了解实验目的、实验内容、实验原理和步骤等，做好预习报告。那么教师就不再像以前一样详细地给学生们介绍和讲解，而是改用提问的形式检查学生们准备的情况，对于出现的问题再引导他们共同讨论，鼓励他们自己通过实验解决。这样的话，学生们在实验的过程中就能做到思路清晰，有的放矢，取得更好的实验效果。由于学生们有了预习的准备，在实验中基本都能做到脱离教师的示范，充分发挥自己的能力独立完成实验，提高他们参与实验的可能性和主动性。

其次，对于实验操作的过程，只要保证仪器的正常使用，教师可以尽可能地放手让学生自己发挥，便于他们自己发现问题。而对于学生实验中提出的问题，教师不作正面的回答，而是积极引导学生自己思考或反复设计实验加以验证，鼓励他们自己动手解决。这不仅使得学生对出现的问题认识得更深刻、更透彻，还提高了他们分析问题、解决问题的能力。

（三）考核办法的改变

以往对学生的实验成绩一般根据出勤率，提交实验报告情况来考查，只要每次实验都到了，实验报告完整就能得不错的成绩。这样做往往本末倒置，忽略了学生实际参与的程度和实际动手动脑的程度，无法公平地考核和评定学生的成绩。为了突出考核学生的动手动脑程度，我们对实验的考核办法也进行了修改。

首先，实验报告不再要求学生把实验目的、内容、原理等等都一一罗列，这只会让他们大段地摘抄实验指导书，对于学生的动手能力没有任何的提高，也不利于教师掌握学生实际的实验情况[3]。因此，现在我们在增加了预习报告的基础上，实验报告实际上就是对整个实验情况的描述和分析，没有统一的版本，没有现成的答案，学生得根据自己实际实验的情况，详细描述实验的异常情况并做分析或得出解决的方案。这样，学生们就不用再去盲目地追求实验结果的统一，可以有自己的发挥，提高他们提出问题、分析问题和解决问题的能力。

其次，有些学生的出勤率不错，每次都到了，可是每次都不用心完成，没有达到实验的目的和效果，出勤率不能准确地反应学生的学习态度和学习结果。因此，在保证良好出勤率的前提下，最后一次实验，我们会安排一次考试。从所做实验项目中随机抽取某一相应的，但和实验操作不雷同的内容作为考题，学生们经过实验，通过口答或动手操作的形式予以解决，教师根据学生解决的情况再酌情给出考试成绩。

最终，学生的实验成绩决定于四个方面：预习报告10%，实验情况报告30%，出勤率10%，考试成绩50%。实践证明，改版后的考核办法提高了学生们对实验的参与程度和重视程度，调动了学生们动手动脑的积极性，促进了实验目的的达成。

三、总结

通过对比《计算机组成原理实验》课程实验内容、教学方法和考核办法改变前后学生们的情况可以发现，现在学生们更愿意自觉地投入到实验过程中来，积极地动手动脑自己发现问题并解决问题。这样通过实验课程，对理论课程的理解也得到了加深，达到了实验应有的效果。

[参考文献]

[1]张志宏.《计算机组成原理》实验教学改革探讨[J].科技信息，2007，18：（P10-11）.

[2]秦磊华，王小兰，张园.“计算机组成原理”设计性实践教学模式研究[J].电气电子教学学报，2009，4，Vol.31 No.2：（P68-70）.

[3]杜理明.加强“计算机组成原理”实验环节的探讨[J].甘肃科技.2009，7，Vol.25 No.14：（p181-182）.

（作者单位：红河学院工学院 云南蒙自）