来华留学生“计算机组成原理”课程建设探索

赵明波　林浩　韩慧

摘要：当前“一带一路”沿线国家来华留学生大量增加，针对留学生教育开设的全英文课程面临前所未有的挑战。文章在长期国际合作办学和双语教学实践的基础上，以计算机组成原理课程为例，探讨了该课程在新形势下的课程建设工作，包括全英文课程资料、实验建设、教学改革和考核改革等。以期为不断发展的留学生国际课程建设和国际化人才培养提供有益的借鉴。

关键词：来华留学生;全英文课程;计算机组成原理;课程建设

中图分类号：G642        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）04-0168-02

Abstract： At present， the number of overseas students in China from "Belt and Road" countries is increasing， and the all-english courses for international students' education are facing unprecedented challenges. Based on the long-term practice of international cooperation and bilingual teaching， this paper takes the course of Computer Component Principle as an example to discuss the course construction under the new situation， including all English course materials， experimental construction， teaching reform and assessment reform， etc. In order to provide beneficial reference for the development of international curriculum construction and international talent training for international students.

Key words： Foreign students in China; All English courses; Principle of Computer Component; Curriculum construction

在国家“一带一路”倡议的指引下，教育部2016年7月发出《推进共建“一带一路”教育行动》的通知[1]。我国各大高校和地方院校加快了建设“一带一路”教育共同体的步伐。山东理工大学也发布了《关于进一步推进教育国际化的实施意见》的系列文件，以促进国际学生教育教学工作发展，提高人才培养质量和办学国际化水平。国际课程建设目标是以《教育部关于一流本科课程建设的实施意见》为指导，面向为国际学生开设的优秀课程，引领我校国际学生课程建设与发展水平的整体提升。我校国际学院和计算机科学与技术学院合作办学的计算机科学与技术留学生班，是面向面向“一带一路”沿线国家，发挥学校学科优势，适应国际学生需求，实现全英文授课的国际化留学生班。

“Principle of Computer Component”（计算机组成原理）是计算机科学与技术专业本科教学中的一门重要专业基础课。本课程的教学目的是使学生掌握计算机的基本組成部件、工作原理、设计方法和实现技术等有关基础知识和技术，建立完整、清晰的计算机整机概念，并使学生具备对整机和部件进行分析和设计的能力。本课程的主要特点是综合性、理论性强。

1留学生学情分析

留学生班大部分学生来自孟加拉，英语并非其母语，留学生的英语水平不一，而且存在口音、语速等问题的困扰，师生交流有一定障碍。留学生基础水平参差不齐。基础知识掌握的水平差距较大。

面对留学生的实际情况，通过查阅资料分析研究[2-4]，确定需要选择合适的教学内容和实验内容，建设完备详细的教学资料;教学中要采取PPT和板书绘图相结合的授课方法，加强互动沟通，采用多样化的教学手段，以提高教学效果，培养国际化人才。

2全英文课程建设

我院与爱尔兰利莫瑞克大学合作计算机科学与技术专业本科项目已运行六年，其中“Computer Organization”（计算机组成）是引进的外方课程之一。合作教学引进外方先进教育理念和资源，结合我校传统的专业基础优势，积累了较为丰富的外语授课经验。

根据中外合作教学和我院本科生的“计算机组成原理”的授课内容、教学方法和实验内容，通过综合梳理和比较，结合二者的优势，同时考虑留学生的学情，确定本门课程的授课内容和实验内容，进行理论教学和实验教学建设。建设全英文的课程教学资料，选择合适的外文参考书和教学内容，建设全英文的课件、辅助学习资料、测试题库等。根据理论教学的需求确定实验内容，搭建实验环境、调试实验软件，确定实验项目，建设英文实验指导书、实验报告模板等实验教学资料。

3实验教学建设

在课堂教学和实验中充分而灵活地应用仿真软件（ARC汇编语言仿真软件、逻辑电路仿真软件Logisim）和硬件实验系统（Dais-CMX16+实验系统），软硬结合，通过实际操作与计算机仿真相结合的教学模式和实践方式，帮助学生较快地理解那些用传统的教学手段难以表现的内容，培养学生创新能力。课程采用了两个软件进行虚拟实验仿真，拓展了实验内容。

3.1 Logisim逻辑电路仿真

Logisim是一种用于设计和模拟数字逻辑电路的工具。凭借工具栏界面构建电路仿真，操作简单，有助于学习与逻辑电路相关的概念。使用Logisim来设计和仿真组成原理课程中逻辑电路部分的实验内容。

实验内容有：实验环境搭建与软件安装、熟悉系统及全加器设计（熟悉Logisim软件的使用方法，掌握简单逻辑电路的设计方法）、多位加法器设计（掌握多位行波进位加法/减法器、超前进位加法器的设计方法）、存储器访问与扩展设计（掌握存储器的读写操作，掌握存储器的字长位数扩展、字存储容量扩展。）、中断判优逻辑设计（熟悉中断优先级的概念，掌握常用中断判优逻辑的设计）。

3.2 ARCTools汇编语言仿真

ARCTools软件能进行ARC汇编语言编程、编译和运行的仿真，可观察寄存器、存储器内容，查看程序运行，并实现键盘输入和屏幕输出接口仿真。

实验内容有：实验环境搭建与软件安装、熟悉系统及汇编语言编程（ARC模拟器的调试和运行、ARC汇编语言程序设计）、汇编子程序设计（子程序调用与参数传递）、ARC I/O程序设计（ARC汇编语言键盘输入和屏幕输出程序设计）。

3.3组成原理硬件实验（Dais-CMX16+实验系统）

Dais-CMX16+十六位体系结构实验系统是面向实践教学领域的原理计算机实验装置。以嵌入式微控制器为核心组成系统的操作与控制平台，内置6×4键盘、LCD1602液晶显示模块、RS232或USB接口;配备强大的集成开发软件;可实时跟踪模型机运行轨迹，受理中断请求，随机变更微控制模式，监视和控制模型机的实时运行，动态捕捉和传梯模型机现场信息;通过上位机及LCD显示窗展示当前微状态及数据流向。

实验内容：熟悉系统和手控传送、通用寄存器传送实验（熟悉通用寄存器的数据通路，掌握通用寄存器的构成和运用）、运算器实验（完成算术、逻辑、移位运算实验，熟悉ALU运算控制位的运用）、存储器实验（熟悉和了解存储器组织与总线组成的数据通路）、微程序控制器实验（熟悉微控制器的控制原理，掌握微控制器的实现方法。）

4教学方式改革

根据留学生的实际情况，需要采取多样化的教学手段，以提高教学效果。在教学设计中充分体现以学生为中心的理念，突出学生的主体地位和教师的引导作用，全面培养学生解决问题和分析问题的能力，提高学生的综合素质。开展虚拟仿真教学法、信息化教学、翻转课堂教学法、基于问题的探究式、基于案例的讨论式、基于项目的参与式等研究性教学，加强课堂师生互动和生生互动，提高课堂活跃度。

用心理学和认知学原理指导教学设计，通过心理技术手段激发学生学习兴趣，引导增进学习的内在驱动力。对每堂课的教学设计，都要有互动环节，精心设计提问环节，控制好时间，引导学生思考，避免满堂灌的弊病。

4.1信息化教学

提供丰富的教学资源，在网络平台（网页版和手机版）上发布学习资料、自主学习任务单和学习指导，督促学生进行自主学习，教师在线答疑，及时解答学生的问题。利用网络平台记录学生的考勤、平时学习情况、课堂活动参与情况（手机版）、作业测试等，生成平时成绩，实现过程考核。实现线上线下混合式教学。

4.2翻转课堂教学法

建立课前学习、课中活动、课后检测之间的联系。课前学生通过浏览网络教学平台上教学课件、视频等资源进行自主学习;课中进入课堂交流环节，可以由学生登台讲课、生生交流、小组讨论，强调师生之间的互动、学生之间的讨论与协作;课后完成作业、检测等，以培养学生分析问题和解决问题的能力，善于表达自己，形成探究学习的习惯。

4.3小组项目设计

小组项目设计培养知识综合运用、创新设计能力、团队协作能力、报告和答辩的表达能力等。项目要求使用汇编语言进行综合编程，在ARCTools上实现综合的项目设计，编程调试，完成设计报告，进行运行演示和答辩。每个小组由3个成员组成。分组原则：组内异质，组间同质，以实现互帮互学，培养高效的团队合作能力。

5课程考核

课程评价方法采用平时成绩、小组项目设计与期末考试相结合的考核方式。平时成绩包括考勤、作业、实验报告、课堂互动、老师点赞、章节测试等，通过云班课记录平时数据，占20%。小组项目设计占30%，期末考试占50%。

考核方式既有传统的闭卷考核，也能体现出过程考核、小组合作项目设计考核。课程评价更全面，体现出对平时学习的督促，对创新協作的鼓励。

6 结语

针对来华留学生的“计算机组成原理”课程建设涵盖全英文教学资料建设、课堂教学、实验教学，评价考核改革等。根据留学生特点，采取多种教学手段，有效调动学习积极性。已完成第一轮教学任务，留学生在原有的基础上掌握了课程内容和要求，教学效果反映良好。本课程建设以期为不断发展的留学生国际课程建设和国际化人才培养提供有益的借鉴。

参考文献：

[1] 教育部关于印发《推进共建“一带一路”教育行动》的通知[EB/OL]. http：//www.moe.gov.cn/ srcsite/A20/s7068/201608/t20160811_274679.html.

[2] 史海英.对“一带一路”沿线国家来华留学生的全英文课程教学策略探讨——以微观经济学课程为例[J].教育教学论坛，2020，4（15）：249-251.

[3] 黄毅，赵新.“一带一路”背景下加强高校来华留育初探[J].四川职业技术学院学报，2020，4（30）：98-101.

[4] 殷杰.土木工程专业来华留学本科生教学改革探索[J]. 学科探索，2020，1（2）：48-49.

【通联编辑：王力】