PBL模式在《计算机组成原理》课程教学改革的应用实践

吴佩 郭盛刚

摘要：本文针对《计算机组成原理》课程教学中存在的问题，运用PBL教学模式解决其问题，并将该模式运用于该课程的的教学实践中。首先介绍了PBL模式用于《计算机组成原理》的实验步骤以及实验结果等。实验结果表明，相比于传统教学而言，PBL模式具有更好的问题分析能力、问题解决能力，可以增强团队协作，从而提高做事效率。

关键词：PBL模式;计算机组成原理;教学改革

中图分类号：TP301-4;G642.0  文献标识码：A  文章编号：1672-9129（2020）02-0002-01

Abstract：This paper aims at the problems existing in the teaching of the course "Principles of Computer Composition"， USES PBL teaching mode to solve the problems， and applies this mode to the teaching practice of this course. Firstly， the experimental steps and results of PBL mode used in The Principle of Computer Composition are introduced. The experimental results show that compared with traditional teaching， PBL mode has better problem analysis ability and problem solving ability， and can enhance teamwork， thus improving work efficiency.

Key words：PBL mode; Principle of computer composition; The teaching reform

引言：计算机组成原理是整个计算机科学的纲要，这门课程的很多知识点深挖下去都会变成一个核心课程。例如：数字电路课程中计算是怎么实现的？计算机体系结构中CPU和存储器系统是如何优化的？

1  《计算机组成原理》课程教学中所存在的问题

二十世纪以来，随着科技的快速发展，《计算机组成原理》可以算是很有难度的，不管是在教学还是学习上[1]。造成这种情况的主要原因主要有一下三个方面：首先，计算机行业非常具有发展前景，然而，在教育行业，对学生而言，能够准确反映出如今计算机发展的软硬件领域的重要技术手段的优秀教材实在太少，且课本上的内容相对陈旧，使得《计算机组成原理》这一门课程，不能很好地跟上计算机技术领悟的推陈出新的速度，最重要且最致命的是，《计算机组成原理》这门课程的实验内容所需要的设备和环境完全不能得到满足，基本可以说是没有。其次，《计算机组成原理》这门课的内容较为生硬，让学生难以理解，授课教师在讲课时会一直重复复习已学内容，以保证学习质量，但也因此使得课堂相对枯燥乏味，导致学生产生消极态度，认为这门课程没有实用性，既然如此，自然没有学下去的兴趣和动力了。最后，这本课程的实验项目多为比较固定的验证类的实验，不用自主思考，因此学生只需按部就班，按书上所写依样画葫芦，而不加以自己的理解和探究，以至于许多学生出色地做完了实验，却不能理解该实验内涵，缺失了创造力，学生并未真正的参与其中。

2  PBL教学模式

PBL教学法（Problem-Based Learning method），是一套设计学习情境的教学方法;是指问题式学习或者项目式学习的教学方法，最早起源于20世纪50年代的医学教育[2]。PBL教学法是改变传统的以老师为中心的教学方式，让学生处于主导地位，自由进行思考和探索，老师只是起到了指导作用。同时因为是学生自发思考的，能够更好的锻炼思维能力，问题解决能力以及团队合作能力，使每一个人在团队中都能得到锻炼的机会。

PBL教學模式具有以下几个环节：

（1）学习小组的组成。

（2）提出问题。

（3）活动实施。

（4）小组讨论。

3  PBL教学模式的课程实习中的应用实践

3.1应用实践基本情况。50名计算机科学与技术专业的同学，分组进行《计算机组成原理》课程的学习实践，学习时间为一周。

3.2项目介绍。首先，需要向学生展示一些优秀的项目，便于学生理解实践，掌握计算机的部件的设计思想和体现计算机的完整的功能。这样能让学生对于PBL教学模式有个基本认识，激发他们学习的欲望。因此，我们对学生提出新的项目目标：

设计一个微程序控制的模型计算机，设置10到15条的基本指令，在这些之上进行运行测试。

在此阶段，学生需要运用所学知识，技能，在教师的引导下，掌握计算机组成和简单完整计算机的设计。

3.3组织安排和实施过程。

（1）小组成立。将50名学生分成 10个PBL小组，每组5人。并且组内成员性格技能都要不尽相同，方便多层次多方面的思考问题。教师明确教学任务，组内明确分工、任务等，尽可能的调动每一位组员都参与进去，更好的完成任务。

（2）提出问题。教师可以设计一些问题来引导学生理解消化“教材”，例如：

①所设计计算机的功能，所需部件。（知识点：控制器，指令系统）

②如何实现信息在各部件间的传输？（知识点：数据通路结构，微命令）

③如何组装、调试？（专业知识点：指令执行的过程）

针对以上部分，运用基础知识来解决各个部分针对以上问题，学生充分运用学过的知识来认识了解部分，并给出题目。

（3）活动实施。学生可以通过查阅互联网，图书馆，参考书等众多方式，解决老师提出的问题。同时因为学生自己解决问题，印象比老师上课硬性灌输深得多，同时还调动了学生得思维能力，开发了学生的潜能。

（4）小组讨论。讨论是是PBL模式教学的关键环节，老师会指导学生针对他们进行的任务开展讨论，以学生为中心，通过六个W（Why？ What？ Where？ When？ How？ Whom？）。促使学生畅所欲言，思其所思，说其所想，并且共同探索问题，寻求答案，不断改进原先的思路和方法，推陈出新，共同进步。

3.4项目评价和考核。项目评价是PBL 模式的重要特征。为了检验该模式，可以通过报告和答辩互评的方式进行考核，答辩内容包括小组分工，完成情况，程序运行等等。作为一个教师，其主要任务就是对学生完成的任务做出评价，并且能够适时地给出一定地表扬，刺激学生地学习积极性，提高学习兴趣，取得一定进步。此外，同学之间相互评价，正是PBL模式的核心所在，极大地提高学习效率，凝聚团队力量。

4  总结

综上可以看出PBL模式得到大多数学生的认可，尤其是提高学习能力、加强协作能力、增加学习效率和激发学习兴趣等方面有显著优势。

参考文献：

[1]田荣娜， 王芸， 李长花，等. 教学中PBL教学模式的应用[J]. 滨州医学院学报， 2018， 041（001）：62-63.

[2]江涛. Research on the application of PBL teaching mode in the teaching of ＼＼"C++ Programming＼＼" in colleges%PBL教学模式在高校＼＼"C++程序设计＼＼"教学中的应用研究[J]. 无线互联科技， 2019， 016（006）：92-93.

作者简介：吴佩，出生年月—：1981年7月，性別：男，民族：汉，籍贯：武汉，学历：硕士，研究方向：计算机应用。

郭盛刚，出生年月—：1964年10月，性别：男，民族：汉族，籍贯：湖北省武汉市，职务/职称：讲师，学历：本科，研究方向：计算机应用。