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關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)硬件技術(shù);教學(xué)改革;實(shí)驗(yàn)教學(xué)
計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)課程是普通高等學(xué)校理工科專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)課程,也適合非理工科的其他專(zhuān)業(yè)學(xué)生選修。早在2006年,教育部高教司就明確提出了該課程是針對(duì)大學(xué)非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)理工類(lèi)本科生設(shè)置的6門(mén)典型核心課程之一。它是學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)知識(shí)、了解計(jì)算機(jī)硬件發(fā)展、熟悉硬件原理及接口技術(shù)的主要課程。
1課程現(xiàn)狀和問(wèn)題分析
根據(jù)教育部關(guān)于計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育“三個(gè)層次”的教學(xué)思想,計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)由微型計(jì)算機(jī)原理和微機(jī)接口技術(shù)等課程整合而來(lái),因此自2006年以來(lái),該課程的教學(xué)內(nèi)容和實(shí)踐環(huán)節(jié)一直延續(xù)著原有課程的體系。與此同時(shí),計(jì)算機(jī)硬件在過(guò)去的50年里以摩爾定律(晶體管的集成度每18個(gè)月翻1番)高速發(fā)展,以CPU為代表的計(jì)算機(jī)硬件更新?lián)Q代十分迅速,新的接口層出不窮,使該課程的教學(xué)內(nèi)容和實(shí)踐環(huán)節(jié)與學(xué)生成長(zhǎng)和熟悉的環(huán)境嚴(yán)重脫節(jié)[1-2],具體表現(xiàn)在以下3個(gè)方面:
第一,課程內(nèi)容過(guò)于專(zhuān)業(yè),教學(xué)要求和學(xué)生基礎(chǔ)有一定差距。微型計(jì)算機(jī)原理和微機(jī)接口技術(shù)等課程主要針對(duì)大三或大四學(xué)生開(kāi)設(shè),而以這兩門(mén)課程內(nèi)容為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)課程主要面向大一和大二學(xué)生,目的是進(jìn)行計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育。由于面向群體不同,原有課程內(nèi)容和實(shí)踐環(huán)節(jié)過(guò)于專(zhuān)業(yè),不適合計(jì)算機(jī)硬件入門(mén)級(jí)教學(xué)。
我們隨機(jī)選取了高等教育出版社、機(jī)械工業(yè)出版社和中國(guó)鐵道出版社2005年之后出版(含再版)的5本教材。經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì),3本教材以較多篇幅介紹Intel 8086系列處理器指令和接口結(jié)構(gòu),其中4本含有較多的匯編語(yǔ)言知識(shí)。然而,Intel 8086和匯編語(yǔ)言等知識(shí)對(duì)于低年級(jí)非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生過(guò)于深?yuàn)W和枯燥,非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)低年級(jí)學(xué)生很難理解。
第二,課程內(nèi)容過(guò)于陳舊,實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)無(wú)法吸引學(xué)生們的興趣。我們調(diào)研了國(guó)內(nèi)多所高校相關(guān)課程的教學(xué)狀況,課程實(shí)驗(yàn)方案主要包括兩種,即結(jié)合計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)箱和利用PC機(jī)進(jìn)行拆裝實(shí)驗(yàn)。
基于實(shí)驗(yàn)箱的課程實(shí)驗(yàn)往往以DOS、匯編語(yǔ)言、8255a、數(shù)碼管顯示和數(shù)模轉(zhuǎn)換等實(shí)驗(yàn)為主,這些內(nèi)容繼承了微型計(jì)算機(jī)原理的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,對(duì)于大一和大二學(xué)生來(lái)說(shuō),離他們熟悉的硬件環(huán)境較遠(yuǎn),缺少趣味。以PC機(jī)為平臺(tái)的計(jì)算機(jī)拆裝類(lèi)實(shí)驗(yàn)一般會(huì)受到學(xué)生的歡迎,具有一定吸引力,但計(jì)算機(jī)拆裝較為淺顯,與課程內(nèi)容結(jié)合效果不足,不能使學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)硬件的原理有深入理解。盡管如此,考慮到學(xué)生的興趣,將PC機(jī)作為入門(mén)級(jí)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)應(yīng)是課程實(shí)驗(yàn)改革的方向。
第三,計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的性質(zhì)使課程無(wú)法照顧到各專(zhuān)業(yè)的需求。傳統(tǒng)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不區(qū)分學(xué)生的專(zhuān)業(yè)屬性,對(duì)于理工科專(zhuān)業(yè)來(lái)說(shuō),課程實(shí)驗(yàn)難度較低,缺乏學(xué)習(xí)興趣;對(duì)于非理工科專(zhuān)業(yè)來(lái)說(shuō),課程實(shí)驗(yàn)難度較高,無(wú)暇關(guān)注更深入內(nèi)容。為此,課程實(shí)驗(yàn)改革應(yīng)該考慮學(xué)生的專(zhuān)業(yè)特點(diǎn),實(shí)驗(yàn)為基本實(shí)驗(yàn)和可選實(shí)驗(yàn),因材(專(zhuān)業(yè))施教[3-4]。
實(shí)踐教學(xué)是高等教育課程的重要組成部分,實(shí)踐教學(xué)應(yīng)努力貫徹以學(xué)生為主體,教師為主導(dǎo),堅(jiān)持知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)教育協(xié)調(diào)發(fā)展的實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念。結(jié)合計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)課程的實(shí)際情況,課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革勢(shì)在必行。
2教學(xué)改革內(nèi)容
北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)公共基礎(chǔ)課教學(xué)團(tuán)隊(duì)(國(guó)家級(jí)教學(xué)團(tuán)隊(duì))在充分調(diào)研該課程講授現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,于2010年度開(kāi)展了教學(xué)改革。核心思想是以克服學(xué)生對(duì)硬件的恐懼心理為目的,以計(jì)算機(jī)硬件經(jīng)典技術(shù)和新發(fā)展為主要內(nèi)容,輔助開(kāi)放和自由的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái),重點(diǎn)在于改革課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
基于上述思想,課程實(shí)驗(yàn)的改革從3個(gè)方面開(kāi)展:教學(xué)組織、實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地。
首先,在教學(xué)組織上,我們?cè)龃罅藢?shí)驗(yàn)比例,占到整個(gè)學(xué)時(shí)的25%。同時(shí),教學(xué)內(nèi)容以“基本概念+基本部件”方式組織,如表1的第2-6章。例如,第3章內(nèi)容為“存儲(chǔ)系統(tǒng)與存儲(chǔ)器”,其中存儲(chǔ)系統(tǒng)是基本概念,學(xué)生理解起來(lái)有一些抽象,需要課堂講授;而存儲(chǔ)器則是基本部件,可以采取實(shí)踐教學(xué),學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中認(rèn)識(shí)硬盤(pán)、Flash存儲(chǔ)器、光存儲(chǔ)器等設(shè)備,更容易將存儲(chǔ)系統(tǒng)和實(shí)際硬件有機(jī)關(guān)聯(lián)起來(lái),取得更好的教學(xué)效果。
其次,在課程實(shí)驗(yàn)方案上,考慮到大一、大二學(xué)生對(duì)硬件的陌生程度,我們采取了“基本實(shí)驗(yàn)+提高實(shí)驗(yàn)”的模式?;緦?shí)驗(yàn)的目的是讓學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)硬件有基本的熟悉,克服對(duì)硬件的畏懼心理。提高實(shí)驗(yàn)的目的則是結(jié)合某一章節(jié)內(nèi)容,通過(guò)題目引導(dǎo)和激發(fā)學(xué)生的興趣,調(diào)動(dòng)他們的積極性,使其深入了解計(jì)算機(jī)硬件,部分候選方案如表2所示。
最后,為了達(dá)到實(shí)踐教學(xué)目的,依托學(xué)校的支持,我們建立了能夠同時(shí)為120人提供實(shí)驗(yàn)的場(chǎng)地,并在課程授課期間同步向?qū)W生自由開(kāi)放。
3課程實(shí)驗(yàn)改革實(shí)踐
以北京理工大學(xué)2010年度的教學(xué)為實(shí)驗(yàn)樣本,學(xué)生來(lái)源于大一和大二兩個(gè)年級(jí),共計(jì)122名,其中包含34名大一學(xué)生和88名大二學(xué)生。學(xué)生分布在36個(gè)專(zhuān)業(yè),共12個(gè)學(xué)院,以理工科專(zhuān)業(yè)為主,如圖1所示。該課程以全校公選課形式提供,限制人數(shù)為120人(額外2人為留學(xué)生),共32學(xué)時(shí),包含8個(gè)課程實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)。
結(jié)合課程實(shí)驗(yàn)改革內(nèi)容,我們向全體學(xué)生發(fā)放了無(wú)記名調(diào)查問(wèn)卷,全部學(xué)生提交了有效問(wèn)卷,我們獲得了一批有價(jià)值的反饋信息。
對(duì)于課程學(xué)時(shí)和實(shí)驗(yàn)課程學(xué)時(shí)問(wèn)題,大一與大二學(xué)生的反饋建議如圖2所示。由圖可以看出,如果計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)安排在大一下學(xué)期,學(xué)生只學(xué)過(guò)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程,對(duì)硬件知識(shí)學(xué)習(xí)的渴望比較強(qiáng)烈,32個(gè)學(xué)時(shí)相對(duì)較少。如果安排在大二下學(xué)期,學(xué)生會(huì)比較有針對(duì)性地聽(tīng)課,32個(gè)學(xué)時(shí)較為合理。
圖3給出了學(xué)生針對(duì)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的反饋意見(jiàn),橫坐標(biāo)是實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù),縱坐標(biāo)是人數(shù)??梢?jiàn),75%的學(xué)生們希望實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)在8~11之間,即實(shí)驗(yàn)課時(shí)占到總課時(shí)的25%~34%。
針對(duì)一些高校開(kāi)展的“計(jì)算機(jī)拆裝”實(shí)驗(yàn),我們對(duì)學(xué)生的支持度進(jìn)行了調(diào)查。有100%的大一學(xué)生和98%的大二學(xué)生認(rèn)為“計(jì)算機(jī)拆裝”實(shí)驗(yàn)很有必要,得到了學(xué)生的廣泛支持,實(shí)驗(yàn)效果如圖4所示。
從圖4可以看出,計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)應(yīng)該以學(xué)生常見(jiàn)的PC機(jī)及擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)組成,這就指明了該課程實(shí)驗(yàn)改革的方向。
由于實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地建設(shè)等問(wèn)題,本次教改實(shí)踐讓學(xué)生選擇完成1項(xiàng)基本實(shí)驗(yàn)和1項(xiàng)提高實(shí)驗(yàn)。對(duì)于全部課程實(shí)驗(yàn)方案安排,請(qǐng)學(xué)生就歡迎程度排序,結(jié)果如表3所示。
從表3可以看出,在基本實(shí)驗(yàn)方案中,“計(jì)算機(jī)拆裝”和“計(jì)算機(jī)硬件故障診斷”實(shí)驗(yàn)最受學(xué)生歡迎。此外,“操作系統(tǒng)安裝”和“網(wǎng)絡(luò)連通性測(cè)試”等與學(xué)生密切相關(guān)的實(shí)驗(yàn)也很受歡迎。從基本實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)初衷上來(lái)看,上述內(nèi)容達(dá)到了預(yù)期效果,有效地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)生興趣,并幫助其克服了對(duì)硬件的恐懼心理。
在提高實(shí)驗(yàn)方案中,“U盤(pán)高級(jí)操作”和“硬盤(pán)數(shù)據(jù)的恢復(fù)”與生活比較貼近,最受學(xué)生歡迎。此外,由于大部分學(xué)生是理工科類(lèi)學(xué)生,從未來(lái)專(zhuān)業(yè)發(fā)展角度講,“驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)”和“單片機(jī)開(kāi)發(fā)”也得到了學(xué)生支持。這樣的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涵蓋較多,在該課程中能夠幫助學(xué)生建立基本的概念即可。
而一些傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn),例如“串行通信建立和測(cè)試”、“8086指令集實(shí)驗(yàn)”等,沒(méi)有激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。應(yīng)該說(shuō),這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的專(zhuān)業(yè)性更強(qiáng),但對(duì)于大一、大二學(xué)生來(lái)說(shuō),專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)不容易讓學(xué)生掌握基本原理和規(guī)律,不利于學(xué)生克服畏難心理。
4結(jié)語(yǔ)
針對(duì)計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)課程,結(jié)合北京理工大學(xué)2010年度教學(xué)改革實(shí)踐,我們認(rèn)為實(shí)驗(yàn)課時(shí)占總課時(shí)30%左右時(shí)的教學(xué)效果最好。在課程實(shí)驗(yàn)中,以PC機(jī)為主的硬件實(shí)驗(yàn)受到了學(xué)生歡迎。除了一些高校開(kāi)展的“計(jì)算機(jī)拆裝”實(shí)驗(yàn)外,更多實(shí)驗(yàn)得到了實(shí)踐。從反饋效果來(lái)看,本文提出的實(shí)驗(yàn)方案能夠有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,具有良好的效果。
注:本課程相關(guān)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)課件通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)開(kāi)放。
參考文獻(xiàn):
[1] 陳立剛,徐曉紅,彭學(xué)鋒.“計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)”課程創(chuàng)新教學(xué)改革的實(shí)踐[J]. 電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào),2009(9):109-112.
[2] 樊友洪,鄧韌,張敏. 非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)“計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)”課程教學(xué)實(shí)踐探索[J]. 高教論壇,2009(2):75-77.
[3] 楊素敏,張政保,寇應(yīng)展.《計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)》課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式改革的探討[J]. 中國(guó)教育信息化,2009(10):38-39.
[4] 鄒逢興. 關(guān)于創(chuàng)新計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)的實(shí)踐和思考[J]. 計(jì)算機(jī)教育,2004(2):81.
Innovation in the Experiments for Computer Hardware Fundamentals
SONG Tian, LI Feng-xia
(School of Computer Science, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China)
關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)硬件;動(dòng)畫(huà)演示;化整為零;以教促學(xué)
在當(dāng)今世界,以高速度、多核為代表的處理器芯片層出不窮,高性能的計(jì)算機(jī)硬件產(chǎn)品不斷涌現(xiàn),這給計(jì)算機(jī)硬件類(lèi)課程的教學(xué)帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)和高的要求。然而,傳統(tǒng)的教學(xué)方法和教學(xué)模式存在著一些不足和缺陷,需要對(duì)其進(jìn)行創(chuàng)新性的教學(xué)改革,才能滿足社會(huì)發(fā)展的需要。筆者結(jié)合計(jì)算機(jī)硬件類(lèi)課程實(shí)施過(guò)程中遇到的問(wèn)題和實(shí)際情況,再結(jié)合多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn),提出了采用綜合性創(chuàng)新教學(xué)方法和分層次分級(jí)教學(xué)模式教學(xué)改革的一些想法。
1 傳統(tǒng)教學(xué)的不足與缺陷
1)理論知識(shí)抽象,難以闡述和分析。
計(jì)算機(jī)硬件類(lèi)課程主要講授與計(jì)算機(jī)相關(guān)硬件的性能特點(diǎn)和應(yīng)用方法。由于計(jì)算機(jī)硬件非常小巧,無(wú)法將其作為實(shí)物進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)展示,同時(shí),內(nèi)部采用先進(jìn)技術(shù),難于理解,因此,造成了相關(guān)課程存在理論知識(shí)抽象,學(xué)生難以理解的問(wèn)題。
2)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)無(wú)法銜接,相互獨(dú)立。
教師在理論課上只把理論知識(shí)講授清楚,無(wú)法與對(duì)應(yīng)的實(shí)踐教學(xué)聯(lián)系起來(lái),造成了理論與實(shí)踐相互獨(dú)立、無(wú)法銜接的問(wèn)題。眾所周知,要想讓學(xué)生更好地掌握課程知識(shí)點(diǎn),必須讓其做好實(shí)踐活動(dòng),自己動(dòng)手并且同時(shí)開(kāi)動(dòng)腦筋才能對(duì)課上講解的理論知識(shí)有更加深入的理解和感受,才能有收獲,否則,就是讓學(xué)生走馬觀花,浪費(fèi)時(shí)間。
3)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高,創(chuàng)新能力差。
由于計(jì)算機(jī)硬件類(lèi)課程的理論知識(shí)非常抽象,能夠動(dòng)手進(jìn)行開(kāi)發(fā)應(yīng)用非常困難。因此,學(xué)生會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的畏難情緒,產(chǎn)生“學(xué)了到底有什么用”“還不如學(xué)一兩種軟件編程語(yǔ)言更加實(shí)用”的想法。于是,學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高,做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候應(yīng)付了事,不自己動(dòng)腦筋,更不會(huì)去創(chuàng)新和摸索,從而引發(fā)自主創(chuàng)新能力差的問(wèn)題。
2 綜合性創(chuàng)新教學(xué)方法
計(jì)算機(jī)硬件類(lèi)課程講授的內(nèi)容絕大部分是抽象的概念和理論,有公式推導(dǎo)、邏輯分析,內(nèi)容上不相同,形式上也不一樣,那么就必須采用不同的方法針對(duì)性地進(jìn)行教學(xué)。結(jié)合傳統(tǒng)教學(xué)方法的特性,可以采用以下幾種基礎(chǔ)性的創(chuàng)新教學(xué)方法進(jìn)行綜合性使用,更好地改善課堂教學(xué)的實(shí)施效果,更能達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。綜合性創(chuàng)新教學(xué)方法包含的內(nèi)容如圖1所示。
1)動(dòng)畫(huà)演示。
針對(duì)計(jì)算機(jī)硬件類(lèi)課程中的抽象問(wèn)題,如芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、機(jī)制的工作原理等,盡可能多的將其做成Flas,或者三維模型,讓課堂講述的每一個(gè)理論知識(shí)點(diǎn)盡可能動(dòng)起來(lái),讓學(xué)生看到的不再是生硬的文字描述,而是與之對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)的流程演示。這樣展示后,學(xué)生會(huì)感到非常的形象、直觀,問(wèn)題理解起來(lái)也非常容易。
例如,在講計(jì)算機(jī)硬件的中斷機(jī)制時(shí),如果僅從概念上講授,學(xué)生一定會(huì)感到比較枯燥,而且難以理解,無(wú)法建立對(duì)新鮮知識(shí)的好奇感。因此,筆者沒(méi)有僅僅從理論上進(jìn)行分析和描述,而是將一個(gè)計(jì)算機(jī)外部設(shè)備的中斷過(guò)程,制作成一個(gè)Flash小動(dòng)畫(huà),將中斷過(guò)程的每一個(gè)階段,分別依次表達(dá)出來(lái),使一個(gè)復(fù)雜的工作過(guò)程變成一個(gè)按時(shí)間發(fā)展的小故事。同時(shí),又將計(jì)算機(jī)中斷方式與其他的控制方式進(jìn)行對(duì)比,用直方圖或餅圖的形式進(jìn)行比較,讓學(xué)生非常形象地理解其中的規(guī)律以及使用它的原因,達(dá)到非常好的教學(xué)效果。學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣也非常高,有的甚至將日常生活中的事物也按照這種動(dòng)畫(huà)演示的方式自己表現(xiàn)出來(lái),這給筆者留下了深刻的印象。
2)化整為零。
諺語(yǔ)說(shuō):“羅馬不是一日建成的”。筆者在進(jìn)行計(jì)算機(jī)硬件類(lèi)課程的教學(xué)實(shí)施之前,有很多學(xué)生說(shuō):“計(jì)算機(jī)硬件真難學(xué)”“計(jì)算機(jī)硬件就是一座羅馬城”,都感覺(jué)自己很難在短時(shí)間內(nèi)學(xué)會(huì),從而望洋興嘆,甚至有打退堂鼓的意思。為了消除他們對(duì)此課程的畏難情緒,讓他們充分感受計(jì)算機(jī)硬件的樂(lè)趣,筆者在課程的實(shí)施過(guò)程中將比較難懂、復(fù)雜生硬的地方進(jìn)行化整為零的分解。將一個(gè)難的大問(wèn)題分解成若干個(gè)簡(jiǎn)單的小問(wèn)題,同時(shí)使難度呈階梯式增長(zhǎng),慢慢地呈現(xiàn)給學(xué)生,然后帶著學(xué)生一步一步地上樓梯。當(dāng)將若干個(gè)簡(jiǎn)單問(wèn)題全部解決后,一個(gè)大的問(wèn)題也就迎刃而解了。
例如,在講計(jì)算機(jī)硬件的組成結(jié)構(gòu)時(shí),如果將一個(gè)大的硬件框架展示給學(xué)生,勢(shì)必會(huì)給他們帶來(lái)復(fù)雜生硬的印象,而且知識(shí)內(nèi)容繁多,無(wú)法同時(shí)全部理解。因此,筆者將計(jì)算機(jī)硬件從功能上進(jìn)行分解,如可以分為CPU、總線、存儲(chǔ)器和外部接口設(shè)備等,也可以繼續(xù)分解下去,讓一個(gè)非常復(fù)雜的難問(wèn)題,變成一個(gè)個(gè)簡(jiǎn)單的小問(wèn)題,然后再針對(duì)這些小問(wèn)題,逐一進(jìn)行詳細(xì)闡述,配合動(dòng)畫(huà)演示的方法,讓學(xué)生非常容易地理解其中的規(guī)律和特點(diǎn)。當(dāng)所有的小知識(shí)點(diǎn)講解完成以后,學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)硬件的完整結(jié)構(gòu)也就有了一個(gè)整體的認(rèn)識(shí)。這就相當(dāng)于將一個(gè)大饅頭掰成很多小份,讓學(xué)生一口一口吃,最終把大饅頭整個(gè)吃下去,卻并不感覺(jué)難以下咽。
3)類(lèi)比。
在計(jì)算機(jī)硬件類(lèi)課程的教學(xué)過(guò)程中,普遍存在概念生硬、機(jī)制難懂的現(xiàn)象,那么如何能夠讓學(xué)生更好地理解其中的原理,這是教師必須要考慮的重要問(wèn)題。其中,類(lèi)比教學(xué)法非常有用,將學(xué)生沒(méi)有接觸過(guò)的生硬問(wèn)題與他們?nèi)粘I钪械那猩硎挛锫?lián)系起來(lái),進(jìn)行類(lèi)比分析。由于他們能夠理解身邊事物的規(guī)律,借此也能類(lèi)比理解相同原理的計(jì)算機(jī)硬件問(wèn)題。
例如,在講計(jì)算機(jī)內(nèi)部的存儲(chǔ)器時(shí),可以將存儲(chǔ)單元類(lèi)比成二個(gè)個(gè)小房子,每一個(gè)房子有一個(gè)主人,主人可以進(jìn)入也可以出去,將其對(duì)應(yīng)為存儲(chǔ)器的寫(xiě)和讀。由于存儲(chǔ)器的尋址非常復(fù)雜,機(jī)制繁多,我們可以將其對(duì)應(yīng)成房子的門(mén)牌號(hào):尋址就是找門(mén)牌號(hào)。門(mén)牌的編號(hào)方式就是存儲(chǔ)器的編址方法。這樣,學(xué)生感到一個(gè)非常抽象的概念居然和自己身邊的房子聯(lián)系起來(lái)了,只要能夠正確地找到需要居住的房子,自然就能夠找到存儲(chǔ)器的地址。
4)案例。
一系列復(fù)雜的知識(shí)問(wèn)題如果僅靠生硬的文字和圖形進(jìn)行描述,教學(xué)效果未必會(huì)很理想。因此,為了提高教學(xué)效果,可以引入一些常見(jiàn)的綜合性案例進(jìn)行輔助教學(xué)。由于案例里面包含了和理論知識(shí)類(lèi)似的基礎(chǔ)性知識(shí),因此可以采用類(lèi)比的方法,只要學(xué)生理解了案例,自然就比較容易理解與之對(duì)應(yīng)的理論知識(shí)。
例如,在講計(jì)算機(jī)硬件中的定時(shí)器接口芯片時(shí),可以使用“神州九號(hào)”火箭發(fā)射的教學(xué)案例?;鸺l(fā)射過(guò)程中需要用到計(jì)時(shí)功能,尤其是發(fā)射前最后30s讀數(shù)時(shí)間,正是大家最關(guān)心最緊張的時(shí)候。在課堂上可以播放火箭發(fā)射案例的視頻,讓學(xué)生充分地感覺(jué)到定時(shí)和計(jì)數(shù)工作的重要性,并很好地理解其中的基本原理。通過(guò)該案例,學(xué)生也能比較容易地理解定時(shí)器接口芯片的工作原理。
5)以教促學(xué)。
“教是最高形式的學(xué)習(xí)”,這是筆者長(zhǎng)期作為教師所深深體會(huì)到的。如果一個(gè)人可以達(dá)到“教”的水平,就代表他一定學(xué)習(xí)地非常透徹,非常好。在教學(xué)活動(dòng)中也可以采用這種教學(xué)方法,讓若干個(gè)學(xué)生組成一個(gè)小組,將計(jì)算機(jī)硬件體系中幾個(gè)小的知識(shí)點(diǎn)分配給幾個(gè)學(xué)習(xí)小組,讓他們?cè)趯W(xué)習(xí)過(guò)某一知識(shí)點(diǎn)一段時(shí)間后給全班學(xué)生講授其中的規(guī)律和特點(diǎn)。這種方法會(huì)讓學(xué)生以一種全新的方式來(lái)對(duì)待學(xué)習(xí),大大激發(fā)他們的思維活動(dòng),使學(xué)生充當(dāng)教師的角色,學(xué)生不僅樂(lè)于其中,還可以提高自己的自信心和表達(dá)能力,在邏輯思維能力和資料搜集能力等很多方面都會(huì)有較大的提升。
3 分層次分級(jí)教學(xué)模式
在課程教學(xué)過(guò)程中,學(xué)生的理解層次和自身特點(diǎn)完全不一樣。我們絕不能按照一個(gè)層次的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行教學(xué),這樣做只會(huì)滿足具有生態(tài)分布特點(diǎn)的所有學(xué)生中的一部分達(dá)到教學(xué)目標(biāo),而其他大部分的學(xué)生卻達(dá)不到教學(xué)要求,因此需要進(jìn)行分層次分級(jí)教學(xué)。
1)分層次分級(jí)原則。
根據(jù)學(xué)生自身特點(diǎn)的不同,可以將其分為3級(jí):基礎(chǔ)較差的學(xué)生作為A級(jí);經(jīng)過(guò)努力能夠完成教學(xué)要求的學(xué)生作為B級(jí);能夠輕松理解和消化授課內(nèi)容的學(xué)生作為C級(jí),如圖2所示。
2)分層次分級(jí)的教學(xué)目標(biāo)。
針對(duì)A級(jí)學(xué)生應(yīng)該抓住基礎(chǔ)、促進(jìn)鞏固,只要求其掌握課程規(guī)定的重點(diǎn)內(nèi)容即可;針對(duì)B級(jí)的學(xué)生應(yīng)該抓住深度、融會(huì)貫通,要求其除掌握重點(diǎn)內(nèi)容外,還應(yīng)適當(dāng)對(duì)與重點(diǎn)有關(guān)的知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行融匯和延伸;針對(duì)C級(jí)的學(xué)生應(yīng)該立足前沿、拓展思維,要求其除了掌握重難點(diǎn)內(nèi)容以外,還應(yīng)加大學(xué)科的寬度和深度,以拓展其視野,豐富其知識(shí)底蘊(yùn)。
3)多層次的教學(xué)方法。
在教學(xué)實(shí)施過(guò)程中應(yīng)采用多層次的教學(xué)方法。教學(xué)針對(duì)面不僅是某一級(jí),而是讓各層次各級(jí)的學(xué)生接受起來(lái)都不覺(jué)得困難。對(duì)于基礎(chǔ)性的內(nèi)容采用“低起點(diǎn)、多臺(tái)階、多反饋”的策略,在方法上要“精講多練、多反復(fù)、多聯(lián)系”;對(duì)于應(yīng)用性的內(nèi)容采用“慢變化、重能力、勤反饋”的教學(xué)策略,在方法上要“學(xué)講結(jié)合,合理兼顧”;對(duì)于拓展性的內(nèi)容采用“多啟發(fā)、重創(chuàng)新”的教學(xué)策略,在方法上要“適當(dāng)講解、兼顧自學(xué)”。
4)分層次分級(jí)教學(xué)的實(shí)施過(guò)程。
在進(jìn)行分層次分級(jí)教學(xué)的實(shí)施過(guò)程中,針對(duì)A級(jí)學(xué)生要盡可能采用動(dòng)畫(huà)演示、化整為零和類(lèi)比的教學(xué)方法,將基礎(chǔ)性的知識(shí)內(nèi)容形象直觀地展示給學(xué)生,讓其較為容易地理解和掌握。在進(jìn)行相對(duì)較難的知識(shí)內(nèi)容教學(xué)實(shí)施時(shí),可以盡可能多的采用化整為零和類(lèi)比的方法,將較復(fù)雜難懂的知識(shí)內(nèi)容分解成一個(gè)個(gè)容易理解的小的知識(shí)塊。同時(shí),將抽象的問(wèn)題與日常熟悉的生活事物類(lèi)比起來(lái),引入一些大家都知道的故事、事件作為教學(xué)案例。
針對(duì)B級(jí)或C級(jí)學(xué)生,可以創(chuàng)設(shè)一些合作課題,讓其進(jìn)行協(xié)作和交流。其中,可以選擇一些合適的主題,為學(xué)生創(chuàng)建一個(gè)場(chǎng)景,通過(guò)討論交流、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題等一系列活動(dòng),使學(xué)生獲得知識(shí)、技能和自信心。但是,根據(jù)每一級(jí)學(xué)生的具體情況,選題難度要適中;討論分組也需注意人員搭配,保證每組都有一名C級(jí)學(xué)生;教師需要根據(jù)討論情況分階段進(jìn)行小結(jié)引導(dǎo),控制討論進(jìn)程,保證討論效果。另外,如果教學(xué)內(nèi)容的難度達(dá)到了B或者C級(jí)學(xué)生的自學(xué)水平,就可以將若干個(gè)學(xué)生組成一個(gè)小組,讓其進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容和資料的搜集和整理并在準(zhǔn)備好后上講臺(tái)給大家講解,達(dá)到以教促學(xué)的教學(xué)目的。
關(guān)鍵詞:考研;計(jì)算機(jī)組成原理;課程改革;教學(xué)方法
2009年以前計(jì)算機(jī)考試是各個(gè)學(xué)校自己命題,根據(jù)各個(gè)學(xué)校對(duì)考生的要求和學(xué)校老師的研究方向確定不同的考試科目。一般從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、組成原理、操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)這四門(mén)課中挑選兩到三門(mén)來(lái)考。不同學(xué)校的試題難度相對(duì)不同學(xué)校的學(xué)生存在有非客觀的因素。為使學(xué)生在計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課考試中有一個(gè)客觀的評(píng)價(jià),教育部針對(duì)這個(gè)問(wèn)題提出了統(tǒng)考科目。眾所周知,計(jì)算機(jī)學(xué)科整個(gè)課程體系粗略可以分為軟件理論和硬件理論兩部分。“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”是軟件課程的基礎(chǔ),“計(jì)算機(jī)組成原理”是硬件課程的基石。在這兩門(mén)課程的基礎(chǔ)上,操作系統(tǒng)講述的是如何使計(jì)算機(jī)展現(xiàn)給用戶強(qiáng)大而易用的功能。隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的興起,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行基本原理也顯得越發(fā)重要起來(lái)。因此,將這四門(mén)課被選定為計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)研究生入學(xué)考試考查的課程還是比較科學(xué)的。計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)考研統(tǒng)考給我們的計(jì)算機(jī)教學(xué)提出了新的要求。
1 “計(jì)算機(jī)組成原理”考研大綱解析
1.1大綱考查目標(biāo)
首先我們要知道考研大綱的考查目標(biāo),大綱中明確指出了課程的考查目標(biāo)為:
(1) 理解單處理器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各部件的內(nèi)部工作原理、組成結(jié)構(gòu)以及相互連接方式,具有完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的整機(jī)概念。
(2) 理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次化結(jié)構(gòu)概念,熟悉硬件與軟件之間的界面,掌握指令集體系結(jié)構(gòu)的基本知識(shí)和基本實(shí)現(xiàn)方法。
(3) 能夠運(yùn)用計(jì)算機(jī)組成的基本原理和基本方法,對(duì)有關(guān)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)中的理論和實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行計(jì)算、分析,并能對(duì)一些基本部件進(jìn)行簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)。
1.2大綱解析
從大綱的考查目標(biāo)以及近兩年的真題中可以看出“計(jì)算機(jī)組成原理”課程的教學(xué)內(nèi)容不僅要傳授有關(guān)硬件設(shè)計(jì)的課本知識(shí),更要重視理論知識(shí)與實(shí)踐過(guò)程的結(jié)合,將知識(shí)綜合靈活運(yùn)用,重視學(xué)生綜合能力和創(chuàng)新能力的訓(xùn)練和培養(yǎng)。本課程應(yīng)該著重培養(yǎng)學(xué)生關(guān)于計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)方面的3種能力:即計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的認(rèn)知能力、設(shè)計(jì)能力與創(chuàng)新能力。課程主要通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)各功能部件的組成及運(yùn)行原理的分析、講解和配套實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)硬件的系統(tǒng)級(jí)認(rèn)知能力。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的機(jī)器表示、運(yùn)算方法及運(yùn)算部件的組成等知識(shí)點(diǎn)的講解和實(shí)驗(yàn),使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)的運(yùn)算特征;通過(guò)指令系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí),使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)匯編級(jí)的結(jié)構(gòu)特征和基本操作描述方法;通過(guò)存儲(chǔ)系統(tǒng)的詳細(xì)講解和實(shí)驗(yàn),使學(xué)生能從容量、速度和成本的角度理解多層次存儲(chǔ)系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)和工作原理;通過(guò)CPU及控制單元的功能和結(jié)構(gòu)的詳細(xì)分析,結(jié)合指令執(zhí)行控制的深入講解和實(shí)驗(yàn),使學(xué)生理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)指令執(zhí)行的實(shí)質(zhì)和控制單元的基本實(shí)現(xiàn)方法;通過(guò)總線、輸入輸出接口及外部設(shè)備等知識(shí)的講解,使學(xué)生了解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與外部的交互方式。
2教學(xué)方法探討
2.1教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)
通過(guò)對(duì)大綱及其所涉及的知識(shí)點(diǎn)的分析來(lái)看,“計(jì)算機(jī)組成原理”考研大綱首先要求學(xué)生了解各部件的內(nèi)部工作原理、組成結(jié)構(gòu)以及相互連接方式,具有完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的整機(jī)概念。也就是要求學(xué)生既能夠從全局或宏觀的角度掌握計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)和工作原理,又能從局部或微觀的角度理解計(jì)算機(jī)各個(gè)部件的工作過(guò)程和交互方式。任課教師不但要使學(xué)生清晰地了解所學(xué)內(nèi)容在課程知識(shí)結(jié)構(gòu)中的位置以及和其他部分之間的關(guān)系,還要使學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容具有清晰的脈絡(luò)和思路,這對(duì)學(xué)生全面地掌握本課程的知識(shí)具有十分重要的作用。因此,有必要研究并實(shí)踐一種有效的教學(xué)模式,使學(xué)生從微觀層面掌握課程知識(shí)單元、從宏觀層面建立該課程知識(shí)體系,進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生關(guān)于計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的認(rèn)知能力、設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力[1]。
在實(shí)踐中,我們從知識(shí)與能力兩個(gè)層次,課堂與實(shí)驗(yàn)兩個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)“計(jì)算機(jī)組成原理”課程與實(shí)驗(yàn)體系進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì),采用自頂向下的教學(xué)思路,建立了一種從整體功能推進(jìn)到局部組成、從微觀實(shí)現(xiàn)抽象到宏觀結(jié)構(gòu)的層次化課程內(nèi)容設(shè)計(jì)模式。通過(guò)提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、分析功能需求、探討解決思路、總結(jié)功能特征、介紹設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)的教學(xué)內(nèi)容展開(kāi)模式,分別對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)、計(jì)算單元、控制單元和輸入輸出系統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì),貫徹局部組成體現(xiàn)整體功能、微觀實(shí)現(xiàn)體現(xiàn)宏觀結(jié)構(gòu)的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)思路,同時(shí)突出“功能分析”和“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”兩條主線。
2.2教學(xué)方法
在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中,有些學(xué)生,甚至老師認(rèn)為各硬件課程之間的銜接并不緊密,互不相干。有的教師講到的知識(shí)點(diǎn)如果用到了前導(dǎo)課程的知識(shí),很多老師在這里就只是一筆帶過(guò),沒(méi)有將前導(dǎo)課的知識(shí)點(diǎn)和本課程銜接和過(guò)渡起來(lái),而知識(shí)之間的貫穿、聯(lián)系去靠學(xué)生自己去領(lǐng)悟,這樣的教學(xué)效果可想而知。因?yàn)檎n程與課程之間的聯(lián)系內(nèi)容對(duì)同學(xué)們對(duì)舊知識(shí)的加深和對(duì)新知識(shí)的理解起著非常重要的作用,教師明確將這種銜接和過(guò)渡告訴學(xué)生,學(xué)生才能在大腦里形成一個(gè)嚴(yán)密完整、一環(huán)扣一環(huán)的硬件體系[2]。
在培養(yǎng)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)硬件的系統(tǒng)級(jí)認(rèn)知能力的基礎(chǔ)上,我們通過(guò)對(duì)運(yùn)算部件、存儲(chǔ)系統(tǒng)、指令系統(tǒng)、控制單元、整機(jī)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法等知識(shí)的講解,結(jié)合相應(yīng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的理解和設(shè)計(jì)能力。在設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的具體方式上,可通過(guò)課堂講授、課后練習(xí)、配套實(shí)驗(yàn)等形式分層次實(shí)現(xiàn)。如課堂講授可重點(diǎn)介紹系統(tǒng)和部件的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)過(guò)程等內(nèi)容;課后練習(xí)可進(jìn)行框架性設(shè)計(jì);配套實(shí)驗(yàn)可圍繞規(guī)范、典型的模型系統(tǒng),從功能部件的實(shí)現(xiàn)開(kāi)始,直至最終設(shè)計(jì)出一臺(tái)具備基本運(yùn)算能力和存儲(chǔ)能力、支持有限指令集的計(jì)算機(jī)設(shè)備。從而達(dá)到驗(yàn)證功能部件和系統(tǒng)的功能,掌握必要的硬件描述語(yǔ)言、設(shè)計(jì)工具及仿真環(huán)境,體驗(yàn)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程,掌握相關(guān)硬件設(shè)計(jì)技術(shù)與方法等目的。
課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)應(yīng)著力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力,在培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)知和設(shè)計(jì)能力的基礎(chǔ)上,通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)不同階段面臨的問(wèn)題及其技術(shù)發(fā)展的分析和探討,體會(huì)在特定的技術(shù)條件下的創(chuàng)新思維;針對(duì)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)面臨的新問(wèn)題和新需求,結(jié)合新技術(shù)向?qū)W生介紹該領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),引領(lǐng)學(xué)生突破思維定勢(shì),以此培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。通過(guò)集成計(jì)算機(jī)組成原理、操作系統(tǒng)、編譯技術(shù)等課程知識(shí)內(nèi)容的綜合課程設(shè)計(jì),培養(yǎng)學(xué)生的基本創(chuàng)新能力。
3教學(xué)方法實(shí)踐
在教學(xué)中筆者還有意識(shí)地運(yùn)用以下一些方法。
3.1多媒體教學(xué)
“計(jì)算機(jī)組成原理”傳統(tǒng)的教學(xué)方法是采用粉筆加黑板的教學(xué)方式,教學(xué)手段單一。很多工作過(guò)程都發(fā)生在芯片內(nèi)部,看不見(jiàn)也摸不著,內(nèi)容很抽象,而且電路圖、時(shí)序圖也非常多。如果總是空講或是單憑老師在黑板上畫(huà)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足授課需要的。要解決這個(gè)問(wèn)題,就得充分利用現(xiàn)代的多媒體手段,上課的時(shí)候通過(guò)多媒體課件,使同學(xué)們有一個(gè)直觀的、感性的認(rèn)識(shí),同時(shí)擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面。比如:要講解CPU執(zhí)行指令的時(shí)候,最好制作一個(gè)能反映 CPU每一步工作流程的動(dòng)畫(huà),動(dòng)畫(huà)生動(dòng)地反映了計(jì)算機(jī)指令被執(zhí)行的詳細(xì)過(guò)程,指令如何流動(dòng),數(shù)據(jù)如何獲取,結(jié)果如何存放。這樣就能使同學(xué)們直觀地獲得感性認(rèn)識(shí),同時(shí)也加深了大家對(duì)理論知識(shí)的理解和記憶。
3.2啟發(fā)式教學(xué)
啟發(fā)式教學(xué)是指教師有意識(shí)地提出一些現(xiàn)象或問(wèn)題去引導(dǎo)學(xué)生思考。例如,講解加法器的時(shí)候引導(dǎo)學(xué)生思考:ALU內(nèi)部有加法器,那么有減法器嗎?教師進(jìn)一步引導(dǎo):補(bǔ)碼出現(xiàn)的意義是什么,補(bǔ)碼如何實(shí)現(xiàn)減變加?經(jīng)過(guò)啟發(fā)引導(dǎo),學(xué)生把前后兩個(gè)看似孤立的知識(shí)點(diǎn)有機(jī)聯(lián)系在一起,構(gòu)成完整的知識(shí)體系。
3.3類(lèi)比教學(xué)
類(lèi)比教學(xué)是在授課過(guò)程中將一些概念、策略和思想等與現(xiàn)實(shí)生活中的生動(dòng)事例進(jìn)行關(guān)聯(lián)、類(lèi)比。使學(xué)生更容易理解和牢固掌握教學(xué)內(nèi)容、抓住關(guān)鍵思想。例如:為了便于理解指令尋址方式,用生活事例類(lèi)比:你想找張三,如果張三與你在同一辦公室,在辦公室可直接找到他,這相當(dāng)于立即數(shù)尋址;如果張三與你不在同一單位,但你知道他的家庭地址。根據(jù)地址到張三家可以找到他,這是直接尋址:如果你不知道張三的地址,但是你知道李四的地址,而李四知道張三的地址,可以通過(guò)李四找到張三,這就是間接尋址。再如,把存儲(chǔ)層次中的映像規(guī)則與閱覽室的位置分配進(jìn)行類(lèi)比;把局部性原理與衣柜里存放什么衣服以及電腦的桌面放什么圖標(biāo)相關(guān)聯(lián);把流水線技術(shù)與工業(yè)流水線進(jìn)行類(lèi)比等[3]。
還有在講述計(jì)算饑存儲(chǔ)系統(tǒng)時(shí),學(xué)生對(duì)Cache在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的作用不能準(zhǔn)確把握,此時(shí)可以列舉:假?zèng)]學(xué)生要找一個(gè)同學(xué)的電話號(hào)碼,一個(gè)途徑是從整個(gè)城市的電活號(hào)碼薄中去查,另一個(gè)途徑是在自己隨身攜帶的手機(jī)通訊錄中去查,顯然在手機(jī)通訊錄中去查會(huì)快得多。這例子形象地說(shuō)明了在Cache中獲取數(shù)據(jù)會(huì)比在主存中獲取數(shù)據(jù)更快,另外也說(shuō)明了Cache的另一個(gè)特點(diǎn):雖然存儲(chǔ)容量有限,但所存儲(chǔ)的信息是較常用的。又例如教學(xué)總線寬度的慨念,可借助于城市道路寬度來(lái)類(lèi)比說(shuō)明。
3.4根據(jù)教材內(nèi)容補(bǔ)充最新的實(shí)用知識(shí)
計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展和教材的出版周期的不協(xié)調(diào),使得教材中部分知識(shí)顯得較老或過(guò)時(shí),這也是造成學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高的原因之一。因此,教學(xué)過(guò)程的每一環(huán)節(jié),都盡量補(bǔ)充一些當(dāng)前最新技術(shù)的發(fā)展情況和新型元器件的介紹。讓學(xué)生不但能在該課程中學(xué)習(xí)到理論知識(shí),還能開(kāi)闊眼界并學(xué)習(xí)到實(shí)用的知識(shí),從而有效提高學(xué)習(xí)積極性[4]。如:在講述內(nèi)存的存儲(chǔ)單元工作原理和讀寫(xiě)工作周期時(shí),也可以補(bǔ)充一些與當(dāng)前流行的計(jì)算機(jī)內(nèi)存的相關(guān)知識(shí),如SDRAM、DDR、DDRII等,以及內(nèi)存工作參數(shù)如PC150、DDR266、DDRII800等。又如:講存儲(chǔ)器時(shí),也可以補(bǔ)充ROM、PROM、EPROM、EEPROM,使學(xué)生在比較中了解這幾種存儲(chǔ)器的區(qū)別和發(fā)展歷史。在輸入輸出系統(tǒng)教學(xué)中,需要指出哪些技術(shù)和設(shè)備已經(jīng)過(guò)時(shí),讓學(xué)生清楚了解輸入輸出系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程。同時(shí)補(bǔ)充一些當(dāng)前最新的輸入輸出設(shè)備的發(fā)展、技術(shù)和性能,如 U盤(pán)和串行硬盤(pán)存儲(chǔ)系統(tǒng)、液晶顯示系統(tǒng)等。由于這些最新的技術(shù)和產(chǎn)品是學(xué)生經(jīng)常接觸到的,相關(guān)知識(shí)容易吸引他們的興趣,讓學(xué)生清楚地理解教材內(nèi)容究竟有哪些實(shí)際應(yīng)用,可以讓學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識(shí)的同時(shí)也學(xué)到一些與實(shí)踐和應(yīng)用相關(guān)的知識(shí)。這樣,使學(xué)生對(duì)知識(shí)的記憶不再孤立,而能進(jìn)行關(guān)聯(lián)記憶,產(chǎn)生較好的教學(xué)效果。
4結(jié)語(yǔ)
總體來(lái)說(shuō)“計(jì)算機(jī)組織原理”課程的難度還是較高,在計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課里占到45分。在學(xué)習(xí)的時(shí)候要特別注意以下幾點(diǎn),第一要正確理解大綱的基本概念,掌握概念的一些要點(diǎn);第二把概念和原理聯(lián)系起來(lái),不要孤立學(xué)習(xí)某一部分,要關(guān)聯(lián)起來(lái),因?yàn)橛?jì)算機(jī)各個(gè)部件之間本來(lái)就是一個(gè)相互聯(lián)系的整體;第三要把握重點(diǎn)、難點(diǎn),主次分清。
以上是筆者在多年“計(jì)算機(jī)組成原理”教學(xué)改革摸索過(guò)程中的一些心得體會(huì),歸納起來(lái)就是:通過(guò)合理組織硬件課程的知識(shí)內(nèi)容,使它們?cè)斅缘卯?dāng),突出重點(diǎn);充分結(jié)合實(shí)際,引入當(dāng)前的許多實(shí)例來(lái)豐富學(xué)習(xí)的內(nèi)容,提高同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣;采用新的教學(xué)方法,使用多種教學(xué)工具充分調(diào)動(dòng)同學(xué)們學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性,提高學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)組成的實(shí)際分析、設(shè)計(jì)和動(dòng)手操作能力。通過(guò)以上這幾個(gè)方面來(lái)提高課程的教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量,促進(jìn)課程的建設(shè)與發(fā)展。在教授知識(shí)的同時(shí),作為教師也應(yīng)該不斷學(xué)習(xí)提高,加強(qiáng)學(xué)科科研,立足教學(xué),只有這樣教師才能把“計(jì)算機(jī)組成原理”課程講好,學(xué)生才能更加深入地理解和掌握課程內(nèi)容,對(duì)考研大綱所要求的各個(gè)知識(shí)點(diǎn)才能更加融會(huì)貫通,當(dāng)然也能夠取得較為理想的考試成績(jī)。
參考文獻(xiàn):
[1] 劉旭東,熊桂喜. “計(jì)算機(jī)組成原理”的課程改革與實(shí)踐[J]. 計(jì)算機(jī)教育,2009(7):74-76.
[2] 楊振華.“計(jì)算機(jī)組成原理”課程改革探索[J]. 中國(guó)電力教育,2008(23):119-120.
[3] 王志曉,夏戰(zhàn)國(guó),王凱.《計(jì)算機(jī)組織與體系結(jié)構(gòu)》教學(xué)改革與探索[J].福建電腦,2009(2):213-214 .
[4] 王勇,黃賢英.“計(jì)算機(jī)組成原理”的教學(xué)方法[J]. 重慶工學(xué)院學(xué)報(bào):自然科學(xué),2008,22(3):167-170.
Discussion of Teaching Method to the Principles of Computer Organization
under the Environment of National Unified Exams
WANG Ding-lei
(Anyang Normal University, Anyang 455002, China)
(一)計(jì)算機(jī)硬件的概念
計(jì)算機(jī)硬件是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中由電子、機(jī)械和光電元件等組成的物理裝置總稱(chēng)。這些物理裝置按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)要求構(gòu)成一個(gè)有機(jī)整體為計(jì)算機(jī)軟件運(yùn)行提供物質(zhì)基礎(chǔ)。
(二)計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
以目前最為經(jīng)典的馮·諾依曼型計(jì)算機(jī)為架構(gòu)來(lái)說(shuō),計(jì)算機(jī)硬件主要包括:CPU、存儲(chǔ)設(shè)備、輸入輸出設(shè)備、總線、其他部件。具體介紹如下:1.CPU也稱(chēng)中央處理器,是計(jì)算機(jī)最重要的組成部分,用來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行各種邏輯運(yùn)算,是計(jì)算機(jī)的執(zhí)行單位。2.存儲(chǔ)設(shè)備具有記憶功能,分為內(nèi)存和外村。內(nèi)存也稱(chēng)主存儲(chǔ)器,與CPU直接相連,是計(jì)算機(jī)中的工作存儲(chǔ)器,存取速度快,但存儲(chǔ)容量??;外存也稱(chēng)輔助存儲(chǔ)器,容量大,例如計(jì)算機(jī)硬盤(pán)、光盤(pán)、U盤(pán)等。3.輸入輸出設(shè)備簡(jiǎn)稱(chēng)I/O設(shè)備,是計(jì)算機(jī)與外界聯(lián)系的橋梁。其中輸入設(shè)備是指能向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)輸入信息的設(shè)備,如鼠標(biāo)、鍵盤(pán)、掃描儀;輸出設(shè)備是指能把計(jì)算機(jī)處理結(jié)果顯示出來(lái)的設(shè)備,如顯示器、打印機(jī)、繪圖儀。4.總線是連接CPU、內(nèi)存、外存、輸入、輸出設(shè)備的一組物理信號(hào)線及其相關(guān)的控制電路,是計(jì)算機(jī)中用于在各部件間運(yùn)載信息的公共機(jī)構(gòu)。其他部件也很重要,影響著計(jì)算機(jī)的日常使用,如主板、顯卡、聲卡、網(wǎng)卡、物理加速器等。
二、計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)組成
(一)控制設(shè)備。計(jì)算機(jī)的控制中心由控制設(shè)備擔(dān)當(dāng),控制器根據(jù)人們事先給定的指令,通過(guò)自身功能將指令傳達(dá)給其他部件,有條不紊地控制著計(jì)算機(jī)其他各個(gè)部分的正常運(yùn)作。在整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,控制器有著指揮的作用,它的功能對(duì)計(jì)算機(jī)的自動(dòng)化程度有深遠(yuǎn)影響。
(二)存儲(chǔ)設(shè)備。內(nèi)存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)器構(gòu)成了計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)設(shè)備,經(jīng)常把它稱(chēng)為存儲(chǔ)器。內(nèi)存儲(chǔ)器是由半導(dǎo)體等材料做成的,并由電路和CPU相連接。計(jì)算機(jī)進(jìn)行相關(guān)工作時(shí),首先要把用戶需要的程序或者相關(guān)數(shù)據(jù)裝入內(nèi)存,然后CPU到內(nèi)存中讀取相關(guān)的指令與數(shù)據(jù),運(yùn)算結(jié)果的處理上,CPU會(huì)將結(jié)果寫(xiě)入內(nèi)存。所謂的外存儲(chǔ)器,就是用戶用來(lái)放置需要長(zhǎng)期保存的數(shù)據(jù),這也是外存儲(chǔ)器的一大優(yōu)點(diǎn)。
(三)運(yùn)算設(shè)備。所謂的運(yùn)算設(shè)備,就是計(jì)算機(jī)在運(yùn)算過(guò)程中要用到的,并且能夠根據(jù)不同的運(yùn)算、算數(shù)裝置進(jìn)行各種算數(shù)處理,使數(shù)據(jù)信號(hào)得到全面處理的設(shè)備。在人們的日常生活中,運(yùn)算設(shè)備的使用范圍較廣,它能夠使復(fù)雜困難的計(jì)算變得簡(jiǎn)單,極大地節(jié)約了工作的時(shí)間,并提高相關(guān)工作的效率,同時(shí)也提高了計(jì)算機(jī)運(yùn)算的準(zhǔn)確性。
(四)輸入設(shè)備。計(jì)算機(jī)與人之間所進(jìn)行的會(huì)話是靠計(jì)算機(jī)中的輸入設(shè)備完成的,輸入設(shè)備是接受人的命令或接收數(shù)據(jù)時(shí)需要的必備設(shè)備,它的主要功能是將各種信息傳輸?shù)接?jì)算機(jī),再由內(nèi)部設(shè)備進(jìn)行相關(guān)處理。常用的輸入設(shè)備包括鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等工具,另外,常用到的輸入形式有數(shù)據(jù)、程序等。
(五)輸出設(shè)備。輸出設(shè)備主要功能是將計(jì)算機(jī)內(nèi)部處理過(guò)的信息輸出計(jì)算機(jī),并將計(jì)算機(jī)處理的結(jié)果以一種人們能夠看懂的方式輸出的設(shè)備。要想得到一個(gè)精確地計(jì)算結(jié)果,必須要借助計(jì)算機(jī)相關(guān)的輸出設(shè)備。然而,輸入設(shè)備是將人為的命令以及編程等以計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的語(yǔ)言輸入到計(jì)算機(jī)內(nèi)部當(dāng)中,供計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)以及計(jì)算或者進(jìn)行輸出等。
三、如何對(duì)計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備進(jìn)行維護(hù)
(一)對(duì)硬件進(jìn)行日常維護(hù)
計(jì)算機(jī)硬件是PC的重要組成部分,更是核心部分,對(duì)硬件設(shè)備做好日常維護(hù),才能保證計(jì)算機(jī)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。在對(duì)硬件進(jìn)行維護(hù)時(shí)應(yīng)該遵循硬件和軟件兼顧的原則。計(jì)算機(jī)軟件和硬件設(shè)備相輔相成,軟件的正常運(yùn)行對(duì)硬件設(shè)備有良好的促進(jìn)作用。此外,要注意為計(jì)算機(jī)營(yíng)造一個(gè)良好的工作環(huán)境,注意定期對(duì)計(jì)算機(jī)中的各種設(shè)備進(jìn)行除塵。一個(gè)干凈的工作環(huán)境可以增加計(jì)算機(jī)設(shè)備的使用壽命,降低故障發(fā)生的概率。
(二)對(duì)硬件維護(hù)的具體內(nèi)容
對(duì)計(jì)算機(jī)維護(hù)人員來(lái)說(shuō),對(duì)硬件故障進(jìn)行正確的判斷是維護(hù)工作中的重要內(nèi)容。維護(hù)人員要結(jié)合計(jì)算機(jī)的內(nèi)部情況和外部問(wèn)題對(duì)其進(jìn)行綜合分析,準(zhǔn)確定位故障位置,從而及時(shí)解決問(wèn)題。判斷故障方法:首先,檢查電源情況。要認(rèn)真觀察計(jì)算機(jī)本身的電源、插座或者電源線是否出現(xiàn)故障。其次,檢查系統(tǒng)是否正常。硬件設(shè)備由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)支配,所以需要檢查計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)問(wèn)題。
(三)硬件維護(hù)的步驟
第一,要定期對(duì)計(jì)算機(jī)硬件進(jìn)行檢查,要注意電磁干擾方面的影響問(wèn)題。第二,安排合理的檢查順序,做到從軟件到硬件的檢查。因?yàn)楹芏嗟挠布收隙际怯绍浖鸬?,所以要先檢查軟件的情況,這樣可以有效提高工作的效率。第三,注重對(duì)電源的檢查。電源的性能好壞直接影響計(jì)算機(jī)的正常工作,如果電源出現(xiàn)損壞,就會(huì)導(dǎo)致計(jì)算機(jī)無(wú)法穩(wěn)定運(yùn)行。所以在檢查時(shí),維修人員要先確定電源沒(méi)有問(wèn)題了,再對(duì)其他部件進(jìn)行檢查。
四、計(jì)算機(jī)硬件的維護(hù)原則、內(nèi)容及一般步驟
(一)計(jì)算機(jī)硬件的維護(hù)原則
計(jì)算機(jī)硬件有其敏感性和特殊性特征,因此維護(hù)保養(yǎng)顯得尤其重要。在維護(hù)計(jì)算機(jī)硬件時(shí),要遵循以下基本原則:第一,確保軟件和硬件兼容、匹配的原則。計(jì)算機(jī)軟件和硬件是相互聯(lián)系的兩方面,不兼容的軟件和硬件會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)硬件造成極大的傷害。第二,確保計(jì)算機(jī)有良好的運(yùn)行環(huán)境。首先,保證計(jì)算機(jī)電壓的穩(wěn)定,使計(jì)算機(jī)硬件遠(yuǎn)離頻繁跳槽或者電壓不穩(wěn)的電路環(huán)境中;其次,定期清理計(jì)算機(jī)灰塵;再次,及時(shí)更新計(jì)算機(jī)硬件,確保計(jì)算機(jī)整體功能的協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)。
(二)計(jì)算機(jī)硬件的維護(hù)內(nèi)容
在維護(hù)計(jì)算機(jī)硬件故障時(shí),要盡可能選擇科學(xué)的手段和方法。計(jì)算機(jī)維護(hù)人員要切實(shí)提高自身素質(zhì),對(duì)計(jì)算機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行綜合判斷和分析,科學(xué)確定故障原因和位置,及時(shí)妥善處理好各種計(jì)算機(jī)問(wèn)題。系統(tǒng)或者電源問(wèn)題會(huì)在一定程度上造成計(jì)算機(jī)硬件故障,就電源而言,可以對(duì)電源線和電源接口進(jìn)行檢查;而就系統(tǒng)而言,要熟悉各種硬件故障。
(三)計(jì)算機(jī)硬件維護(hù)的步驟
維護(hù)計(jì)算機(jī)硬件時(shí)要遵循如下步驟:第一,定期檢查。及時(shí)檢查計(jì)算機(jī)硬件,發(fā)現(xiàn)潛在風(fēng)險(xiǎn)和問(wèn)題,從根源上避免硬件損壞。第二,在檢查過(guò)程中遵循先軟件后硬件的基本原則。大部分情況下,計(jì)算機(jī)硬件故障都是由軟件故障引發(fā)的。第三,主機(jī)檢查在外部設(shè)備檢查之后進(jìn)行。第四,首先從電源檢查開(kāi)始,接著進(jìn)行其他部件的常規(guī)檢查。
五、對(duì)計(jì)算機(jī)硬件進(jìn)行故障排查的方法
對(duì)計(jì)算機(jī)硬件進(jìn)行故障排查的方法有直接觀察法、最小系統(tǒng)法、對(duì)最小系統(tǒng)進(jìn)行逐步增減法、組件替換法、組件比較法、隔離嘗試法六種。直接觀察法即對(duì)硬件的工作環(huán)境及本身的配置狀況進(jìn)行觀察。一旦出現(xiàn)無(wú)法正常工作的情況,則可判斷是最基本的運(yùn)行所需要的軟硬件出現(xiàn)了問(wèn)題,可以進(jìn)行故障隔離。如果要判斷出現(xiàn)問(wèn)題的硬件與狀態(tài)良好的硬件,在配置與環(huán)境設(shè)置方面有哪些區(qū)別,也可以直接對(duì)兩整的計(jì)算機(jī)展開(kāi)對(duì)比。隔離嘗試法即通過(guò)屏蔽可能導(dǎo)致問(wèn)題發(fā)生的軟硬件,來(lái)判斷是否存在軟硬件之間的沖突,進(jìn)而解決問(wèn)題。在具體隔離過(guò)程中,可以通過(guò)卸載或停止運(yùn)行的方式來(lái)屏蔽軟件,通過(guò)禁用設(shè)置或?qū)⒃撚布?qū)動(dòng)程序卸載的方式來(lái)屏蔽硬件。
六、結(jié)束語(yǔ)
關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)硬件課程;教學(xué)改革;教學(xué)資源;教學(xué)方法
1.背景
計(jì)算機(jī)硬件課程是計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的重要課程,是深入了解和掌握計(jì)算機(jī)基本工作原理以及建立整個(gè)計(jì)算機(jī)知識(shí)體系結(jié)構(gòu)必不可少的部分。計(jì)算機(jī)硬件類(lèi)課程一方面需要對(duì)計(jì)算機(jī)內(nèi)部CPU結(jié)構(gòu)、各種寄存器、存儲(chǔ)器、指令系統(tǒng)以及指令的執(zhí)行過(guò)程等非常清楚,而且需要掌握和記憶的內(nèi)容較多,知識(shí)點(diǎn)也非常分散;另一方面,硬件課程的實(shí)驗(yàn)要復(fù)雜得多,需要有相應(yīng)的硬件平臺(tái)支撐,而硬件平臺(tái)一般由專(zhuān)門(mén)實(shí)驗(yàn)室提供,學(xué)生很難擁有自己的硬件學(xué)習(xí)平臺(tái),無(wú)形中就疏遠(yuǎn)了硬件課程的學(xué)習(xí),再加上沒(méi)有運(yùn)用有效的硬件課程教學(xué)方法,進(jìn)一步加劇“重軟件輕硬件”的現(xiàn)狀。因此,當(dāng)前高校計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)硬件課程的教學(xué)存在兩難的境地:教師難教,學(xué)生難學(xué)。如何提高計(jì)算機(jī)硬件課程的教學(xué)效果,實(shí)現(xiàn)學(xué)生愿意學(xué)和教師樂(lè)于教,成為當(dāng)前大多高校亟待解決的問(wèn)題。
2.計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)硬件課程體系結(jié)構(gòu)
隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展,計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的課程也在不斷調(diào)整,但涉及計(jì)算機(jī)硬件的課程相對(duì)穩(wěn)定,只是在內(nèi)容上有所更新,這給計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)帶來(lái)一定的便利,不需要大范圍地調(diào)整課程體系。
根據(jù)當(dāng)前普通高校計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)硬件課程的開(kāi)設(shè)情況,并結(jié)合安徽理工大學(xué)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)計(jì)劃和課程設(shè)置,計(jì)算機(jī)硬件課程體系一般包括4個(gè)層次:一是前導(dǎo)課程,如電路原理、電子技術(shù)基礎(chǔ)、數(shù)字邏輯等;二是核心專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程,如計(jì)算機(jī)組成原理、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)等;三是主干專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程,如微機(jī)原理與接口技術(shù)(或微型計(jì)算機(jī)技術(shù))、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)等;四足高級(jí)應(yīng)用層次的課程,如DSP原理與應(yīng)用、嵌入式系統(tǒng)與應(yīng)用、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、CPU設(shè)計(jì)、EDA技術(shù)與應(yīng)用等。
計(jì)算機(jī)硬件課程4層體系結(jié)構(gòu)如圖1所示其中第2、3層是和計(jì)算機(jī)密切相關(guān)的,也是大多計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)都開(kāi)設(shè)的核心課程,在課程設(shè)置上基本保持穩(wěn)定。第4層高級(jí)應(yīng)用課程與計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀因各高校的具體情況而有所不同,各有其側(cè)重點(diǎn)。第2層次和第3層次課程之間的遞進(jìn)關(guān)系如圖2所示,其中,匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)和微機(jī)原理及接口技術(shù)課程有的學(xué)校將其合而為一,但為了突出和加強(qiáng)硬件編程,也可以單獨(dú)開(kāi)設(shè),讓學(xué)生更為深入地了解高檔微機(jī)的指令系統(tǒng)以及編程技術(shù)。
3.計(jì)算機(jī)硬件課程教學(xué)改革探索
3.1交叉內(nèi)容合理整合
近年來(lái),高校為了適應(yīng)市場(chǎng)需求,提升學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力,各專(zhuān)業(yè)新增開(kāi)設(shè)了很多課程,使得其他課程的教學(xué)學(xué)時(shí)大為縮減,很難按照原有的教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行。如安徽理工大學(xué)計(jì)算機(jī)組成原理課程由64學(xué)時(shí)縮減為48學(xué)時(shí),計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)由48學(xué)時(shí)縮減為38學(xué)時(shí),計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)由40學(xué)時(shí)縮減為26學(xué)時(shí),在這樣大幅縮減教學(xué)課時(shí)的情況下,如何做到保證教學(xué)質(zhì)量和主要教學(xué)內(nèi)容不能減少甚至還需要增加新內(nèi)容,對(duì)任課教師提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。為了解決學(xué)時(shí)少和教學(xué)內(nèi)容多的矛盾,我們對(duì)硬件類(lèi)主要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了全面梳理,對(duì)不同課程中出現(xiàn)的重復(fù)內(nèi)容進(jìn)行反復(fù)研究和討論,并對(duì)相關(guān)內(nèi)容的講解深度和學(xué)時(shí)作了重新安排。
在此過(guò)程中,以計(jì)算機(jī)組成原理為基礎(chǔ),對(duì)相關(guān)課程的交叉內(nèi)容進(jìn)行梳理和整合,主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(1)計(jì)算機(jī)組成原理課程的主要目標(biāo)是建立計(jì)算機(jī)整機(jī)系統(tǒng)概念,掌握構(gòu)成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)5大部件的基本組成原理,重點(diǎn)介紹運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器以及指令系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。因此,有關(guān)數(shù)據(jù)表示和運(yùn)算規(guī)則是運(yùn)算器設(shè)計(jì)部分的重要內(nèi)容,需要詳細(xì)深入講解,在其他課程中就不再介紹。
(2)計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)部分,由于計(jì)算機(jī)組成原理針對(duì)的是計(jì)算機(jī)共性問(wèn)題,側(cè)重指令系統(tǒng)的設(shè)計(jì),因此該部分內(nèi)容在其他課程的側(cè)重不同,仍需要根據(jù)課程性質(zhì)不同分別介紹;但在教學(xué)過(guò)程中學(xué)時(shí)數(shù)可以適當(dāng)縮減,如果開(kāi)設(shè)了匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程,則在微機(jī)原理與接口技術(shù)課程中就不需要介紹指令系統(tǒng)內(nèi)容。
(3)存儲(chǔ)系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)5大組成部分之一,計(jì)算機(jī)組成原理課程對(duì)存儲(chǔ)器系統(tǒng)的組成、主存儲(chǔ)器的連接和控制等都進(jìn)行系統(tǒng)而深入的介紹,因此,相關(guān)內(nèi)容其他課程中不需要介紹。
(4)輸入輸出系統(tǒng)也是計(jì)算機(jī)組成原理中重點(diǎn)內(nèi)容之一,相關(guān)內(nèi)容在微機(jī)原理與接口技術(shù)以及計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)課程中就不需要重點(diǎn)介紹,但涉及數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕涌谛酒瑧?yīng)用和編程等仍需要詳細(xì)介紹。
通過(guò)對(duì)硬件基礎(chǔ)課中內(nèi)容的梳理和整合,可以節(jié)省大量的學(xué)時(shí)數(shù),也理清了各課程之間關(guān)系,即計(jì)算機(jī)組成原理側(cè)重于運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、指令系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及各部分的組成;微機(jī)原理與接口技術(shù)側(cè)重于CPU工作原理以及常用接口芯片、設(shè)備與主機(jī)的接口連接方法等;計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)側(cè)重于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能評(píng)價(jià)、流水技術(shù)和并行處理技術(shù)等。為了進(jìn)一步打破教學(xué)過(guò)程中各課程之間的獨(dú)立性,對(duì)硬件基礎(chǔ)課程進(jìn)行捆綁式教學(xué)和研究,構(gòu)建硬件課程模塊,成立專(zhuān)門(mén)硬件課程的教學(xué)團(tuán)隊(duì),定期開(kāi)展硬件課程之間的研討和交流,讓每一位任課教師清楚地知道每門(mén)課程教學(xué)內(nèi)容的側(cè)重點(diǎn),從整體上把握課程教學(xué)的思路和各門(mén)課程之間的銜接關(guān)系、
3.2教學(xué)資源多維建設(shè)
教學(xué)資源建設(shè)是專(zhuān)業(yè)建設(shè)的重要環(huán)節(jié),也是課程教學(xué)質(zhì)量的重要保證。教學(xué)資源建設(shè)主要包括師資、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)、教材、實(shí)習(xí)基地等建設(shè)。結(jié)合安徽理工大學(xué)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)硬件課程教學(xué)資源建設(shè)實(shí)踐,具體有以下幾個(gè)方面。
(1)高水平教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè):在計(jì)算機(jī)硬件課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)過(guò)程中,有計(jì)劃有針對(duì)性地對(duì)任課教師進(jìn)行多方面的實(shí)踐培訓(xùn),如組織部分教師利用假期到相關(guān)的高校和企業(yè)參加硬件設(shè)計(jì)應(yīng)用培訓(xùn)班;通過(guò)與一些高新技術(shù)企業(yè)建立良好合作關(guān)系,任課教師可以參與企業(yè)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)等,進(jìn)一步提升教師的硬件設(shè)計(jì)和應(yīng)用水平。
(2)硬件課程教學(xué)設(shè)備建設(shè):計(jì)算機(jī)硬件課程教學(xué)需要專(zhuān)門(mén)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),也是學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐的物質(zhì)基礎(chǔ)。在硬件試驗(yàn)設(shè)備方面,需要結(jié)合自身的辦學(xué)條件,有計(jì)劃有步驟地引進(jìn)和更新硬件教學(xué)設(shè)備,并充分利用現(xiàn)有的設(shè)備資源,不斷提高教師的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)水平。目前安徽理工大學(xué)計(jì)算機(jī)硬件專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室配備有啟東東疆DJ-CPTH超強(qiáng)型計(jì)算機(jī)組成原理和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、西安唐都TD-MD16位和TD-PITE32位微機(jī)原理及接口技術(shù)試驗(yàn)系統(tǒng)、北京達(dá)盛EL-DSP+ARM多功能綜合實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)硬件平臺(tái)等。實(shí)驗(yàn)室專(zhuān)門(mén)人員和任課教師全程參與硬件平臺(tái)建設(shè),邀請(qǐng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠家技術(shù)人員進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的技術(shù)指導(dǎo)和培訓(xùn),在現(xiàn)有硬件平臺(tái)基礎(chǔ)上,自己動(dòng)手開(kāi)發(fā)出一系列設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),作為學(xué)生的選做實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
(3)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源和平臺(tái)建設(shè):充分利用網(wǎng)絡(luò)的方便性,組織任課教師將課程的多媒體課件、難點(diǎn)問(wèn)題的動(dòng)畫(huà)演示、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)、課后習(xí)題的解題思路、疑難問(wèn)題解答等放置到專(zhuān)門(mén)的網(wǎng)站,考慮到部分考研學(xué)生的需求,開(kāi)辟了考研專(zhuān)題欄目,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)可以及時(shí)和學(xué)生進(jìn)行交流,學(xué)生也可以通過(guò)郵件的方式和任課教師交流。
(4)特色精品教材建設(shè):硬件課程教材的選取非常重要,好的教材便于學(xué)生在課下自學(xué)和復(fù)習(xí),教師也可以將精力集中在主要和重點(diǎn)內(nèi)容的講解上;在吸收好教材精華的基礎(chǔ)上,著手組織基本功過(guò)硬的教師編寫(xiě)精品教材。
(5)實(shí)踐基地建設(shè):參與實(shí)踐是鍛煉學(xué)生真正學(xué)以致用的重要環(huán)節(jié),通過(guò)和中國(guó)電子第八研究所、安徽徽斯特電子科技有限公司以及淮南煤礦集團(tuán)公司等建立良好合作關(guān)系,為學(xué)生創(chuàng)造更好的硬件實(shí)習(xí)環(huán)境和實(shí)習(xí)場(chǎng)所。
3.3教學(xué)方法綜合運(yùn)用
隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,多媒體教學(xué)已經(jīng)是最為普遍的一種教學(xué)方法,要根據(jù)課程教學(xué)內(nèi)容充分利用好多媒體教學(xué)的優(yōu)勢(shì)。除了多媒體教學(xué)方法之外,還需要探討多種有效的教學(xué)方法。首先,類(lèi)比教學(xué)方法是計(jì)算機(jī)課程教學(xué)過(guò)程中的有效方法之一,通過(guò)將課本中難于理解的概念或理論與生活中的例子進(jìn)行形象化類(lèi)比,能使學(xué)生不但易于理解而且記憶深刻,是一種行之有效的教學(xué)方法。其次,運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)方法可以引導(dǎo)學(xué)生逐步深入思考,實(shí)現(xiàn)課程內(nèi)容環(huán)環(huán)相扣,進(jìn)而充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和參與度。如通過(guò)對(duì)課程內(nèi)容采用設(shè)問(wèn)的方式,每引入一個(gè)新內(nèi)容,先采用設(shè)問(wèn)的方式,讓學(xué)生進(jìn)行幾分鐘的思考,然后由教師通過(guò)內(nèi)容的講解來(lái)共同解答設(shè)問(wèn)的問(wèn)題,這樣學(xué)生會(huì)帶著問(wèn)題思考和聽(tīng)講,有效提高教學(xué)效果。再者,采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法,能夠讓學(xué)生在學(xué)習(xí)和聽(tīng)課過(guò)程中有的放矢,聽(tīng)課的目的是解決問(wèn)題,如計(jì)算機(jī)組成原理課程在講解運(yùn)算器構(gòu)成部分,可以采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方法,讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)多位加法器或乘法器等,在任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性明顯提高。
實(shí)踐中,教學(xué)方法需要根據(jù)課程的性質(zhì)和內(nèi)容不斷地探索和創(chuàng)新,任何一門(mén)課程的教學(xué)方法都不是一成不變和唯一的,根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的不同,綜合運(yùn)用好多種教學(xué)方法能夠有效提高教學(xué)效果,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性,對(duì)計(jì)算機(jī)硬件課程的教學(xué)大有裨益,也是破解計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)效果不理想的有效途徑。
3.4重視實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)
實(shí)踐教學(xué)是計(jì)算機(jī)硬件課程教學(xué)中的重要環(huán)節(jié),每門(mén)課程一般都配有適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn),有些課程還設(shè)有課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),有效利用實(shí)驗(yàn)課時(shí)間和提高效率尤為重要。目前普遍存在的現(xiàn)狀是:對(duì)于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),學(xué)生上課基本上是在實(shí)驗(yàn)箱上連線,運(yùn)行出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果就萬(wàn)事大吉,學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告基本雷同,沒(méi)有更深入地探討實(shí)驗(yàn)的原理以及可能出現(xiàn)的問(wèn)題等;對(duì)于綜合性實(shí)驗(yàn)學(xué)生大多感到難度大,與實(shí)際應(yīng)用脫節(jié),沒(méi)有教師的指導(dǎo)很難順利完成。改變這種現(xiàn)狀主要有以下幾個(gè)方面。
(1)任課教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課要有充分認(rèn)識(shí):由教師在課堂上將理論課教學(xué)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容結(jié)合起來(lái),讓學(xué)生明白為什么上實(shí)驗(yàn)課,實(shí)驗(yàn)課的目的是什么,讓學(xué)生在上實(shí)驗(yàn)課前思考實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題以及解決辦法等,不至于學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室時(shí)還沒(méi)搞清楚做什么。
(2)充分利用優(yōu)秀學(xué)生資源:讓一些成績(jī)好且學(xué)有余力的學(xué)生幫助和指導(dǎo)動(dòng)手能力相對(duì)差一點(diǎn)的學(xué)生,學(xué)生之間的溝通和交流往往效果會(huì)更好。
(3)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合:設(shè)置一些具有創(chuàng)新和綜合性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn),并盡可能和實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來(lái),讓學(xué)生通過(guò)做實(shí)驗(yàn)感到實(shí)用價(jià)值和具有成就感。如在計(jì)算機(jī)接口實(shí)驗(yàn)中,可讓學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)箱的硬件資源設(shè)計(jì)一款交通信號(hào)燈的控制系統(tǒng),或設(shè)計(jì)一款集環(huán)境參數(shù)采集、報(bào)警和顯示系統(tǒng)等,讓學(xué)生看到課本學(xué)到的知識(shí)在現(xiàn)實(shí)生活中確實(shí)能夠發(fā)揮作用。
(4)增加實(shí)驗(yàn)課在課程中的考核比重:由于實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容考核比重偏小甚至不計(jì)分,導(dǎo)致部分學(xué)生不重視實(shí)驗(yàn)課,而只關(guān)心理論課的考試成績(jī)。有效解決辦法是增加實(shí)驗(yàn)課在課程考核中的比例,比重可提高到20%~30%,實(shí)驗(yàn)考核可由教師組織分組,通過(guò)提問(wèn)和答辯,其他組學(xué)生參與打分的辦法。
(5)提高學(xué)生對(duì)硬件課程學(xué)習(xí)的熱情和積極性:興趣是最好的老師,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣非常重要的一點(diǎn)是讓學(xué)生參與到科研活動(dòng)當(dāng)中,讓其感受到硬件設(shè)計(jì)成果帶來(lái)的成就感。教師可以根據(jù)自身的科研課題情況,積極吸收對(duì)課題感興趣的學(xué)生參與到課題研究中,并充分利用校級(jí)、省級(jí)和國(guó)家級(jí)科技競(jìng)賽平臺(tái),鼓勵(lì)學(xué)生積極參與各種電子競(jìng)賽,提高學(xué)生對(duì)硬件知識(shí)的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用水平,進(jìn)而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。
關(guān)鍵詞:運(yùn)算器;控制器;輸入設(shè)備;輸出設(shè)備;存儲(chǔ)器
中圖分類(lèi)號(hào):G427 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1992-7711(2012)05-074-1
運(yùn)用類(lèi)比的方法來(lái)教學(xué),把抽象陌生的東西與大家熟知事物相類(lèi)比,這就能讓抽象的東西具體形象化,陌生的東西變得熟悉化,可以讓學(xué)習(xí)的人易于理解和接受。利用這一優(yōu)點(diǎn),讓計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)同人腦功能結(jié)構(gòu)相類(lèi)比,進(jìn)行計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)的講解,每次都能收到很好的效果。
教材在講解計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)時(shí),筆者通常給出下圖(圖-1),依次講解(圖-1)中的硬件部件及其之間的關(guān)系。筆者在教學(xué)中,由“計(jì)算機(jī)”被人稱(chēng)為“電腦”引出與人的“大腦”關(guān)系。既然是“腦”,那么必具備“腦”的某些共同特點(diǎn)。在課堂教學(xué)中筆者首先從“腦”字入手,分析人腦功能結(jié)構(gòu),用投影打出下圖(圖-2):結(jié)合(圖-2),具體分析如下:
人腦的內(nèi)部,大腦是核心,它是由負(fù)責(zé)思維和記憶兩大部分組成,其中思維部分由運(yùn)算部分、協(xié)調(diào)控制部分組成。如果人只有一個(gè)單獨(dú)的腦,很顯然是不能進(jìn)行思維的。大腦要思維,就必須有感覺(jué)器官――由它提供信息原材料(眼、耳、鼻、舌、身)。大腦思維的結(jié)果要讓別人知道,就必須有能運(yùn)動(dòng)器官――它們是大腦思維的輸出設(shè)備(人的嘴說(shuō)話、手寫(xiě)字或其它手勢(shì)等),于是便有圖-2的人腦功能結(jié)構(gòu)圖。
通過(guò)圖-2與圖-1對(duì)比,不難發(fā)現(xiàn),電腦硬件結(jié)構(gòu)與人腦的功能結(jié)構(gòu)是何等的相似。電腦本身最重要是電腦的內(nèi)部設(shè)備,它相當(dāng)于人腦的大腦內(nèi)部設(shè)備有中央處理器(包括運(yùn)算器、控制器)、內(nèi)存儲(chǔ)器,其中運(yùn)算器相當(dāng)于人腦的負(fù)責(zé)思維運(yùn)算的部分,控制器相當(dāng)于人腦的協(xié)調(diào)控制部分,內(nèi)存儲(chǔ)器相當(dāng)于人腦負(fù)責(zé)記憶部分。同樣電腦如果要“思維”,也必須有設(shè)備為它提供信息原材料――我們稱(chēng)之為輸入設(shè)備,這些輸入設(shè)備就相當(dāng)于人的眼、耳、鼻、舌、身。電腦思維的結(jié)果要讓別人知道,就必須輸出設(shè)備――比如顯示器、打印機(jī)等,它們的作用就相當(dāng)于人的嘴在說(shuō)話,手在寫(xiě)字。
在這里,書(shū)本同人的大腦是什么關(guān)系呢?可以想象,書(shū)本是信息的載體,可以起到輔助大腦記憶作用。在電腦里有沒(méi)有硬件同書(shū)本功能相似的設(shè)備呢?有,它在電腦的硬件中被稱(chēng)為:輔助存儲(chǔ)器或叫外存儲(chǔ)器,常見(jiàn)的:磁盤(pán)、光盤(pán)。
就人腦的記憶而言,可以記憶很長(zhǎng)時(shí)間但不會(huì)忘記的信息(這些信息不隨時(shí)間改變而改變,例如:記憶自己的名字等),也可記憶零時(shí)信息(這些信息很快就會(huì)被忘記)。電腦里問(wèn)的記憶是個(gè)是也是這樣的呢?可以這么說(shuō):很相似。電腦的內(nèi)存儲(chǔ)器中有:只讀存儲(chǔ)器、隨機(jī)存儲(chǔ)器之分。其中只讀存儲(chǔ)器中的信息一般是不能改變的,而隨機(jī)存儲(chǔ)器的信息,可隨時(shí)改變,最明顯特點(diǎn)是斷電后,隨機(jī)存儲(chǔ)器的信息將不復(fù)存在。
通過(guò)以上類(lèi)比分析,筆者給出圖-3,再講解計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu),各種問(wèn)題就迎刃而解了。
關(guān)鍵詞:課內(nèi)外一體化;計(jì)算機(jī)硬件;教學(xué)改革;教學(xué)模式
中圖分類(lèi)號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
計(jì)算機(jī)硬件系列課程是高校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的重要組成部分,在計(jì)算機(jī)學(xué)科中有著舉足輕重的地位和作用。但目前對(duì)大多數(shù)高校而言又是很薄弱的部分,其主要原因之一就是本科教學(xué)改革整體上在壓縮課內(nèi)學(xué)時(shí),將時(shí)間回歸給學(xué)生自主支配,但信息量必須保證不能減少。這樣,學(xué)生有了更多的屬于自己的時(shí)間,但又不知道如何支配,特別是實(shí)踐性很強(qiáng)的計(jì)算機(jī)硬件課程,學(xué)生不知道應(yīng)該去實(shí)驗(yàn)室做什么,甚至害怕自己進(jìn)實(shí)驗(yàn)室。
“課內(nèi)外一體化”是課堂教學(xué)與學(xué)生課外活動(dòng)之間相互協(xié)作的新教學(xué)模式,最初源自大學(xué)體育、音樂(lè)課程,后來(lái)延伸到學(xué)生素質(zhì)拓展等實(shí)踐性很強(qiáng)的教學(xué)環(huán)節(jié)中,目的是強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐能力,是一種建立在理論教學(xué)基礎(chǔ)之上,通過(guò)壓縮課內(nèi)學(xué)時(shí)、增加課外時(shí)間,以學(xué)生自覺(jué)、自主學(xué)習(xí)為主,由教師引導(dǎo)與監(jiān)督相結(jié)合的教學(xué)方式。
針對(duì)計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)發(fā)展極其迅速,硬件系列課程教學(xué)內(nèi)容多、信息量大、硬件教學(xué)實(shí)踐性強(qiáng)、而各課程課內(nèi)學(xué)時(shí)少等特點(diǎn),計(jì)算機(jī)學(xué)院于2004年將“課內(nèi)外一體化”教學(xué)模式引入計(jì)算機(jī)硬件教學(xué),通過(guò)近3年的改革實(shí)踐,初步取得了好的成效?,F(xiàn)階段,學(xué)校在統(tǒng)一修訂2008版教學(xué)計(jì)劃,我們想將課內(nèi)外一體化模式在計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)中的改革繼續(xù)深入,現(xiàn)愿與各位同行進(jìn)行探討與交流。
1計(jì)算機(jī)硬件課程體系和課程內(nèi)容的改革
1.1硬件課程體系的改革
進(jìn)入21世紀(jì)以后,計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)雖然進(jìn)一步在加速發(fā)展,但仔細(xì)分析計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展過(guò)程,對(duì)于計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)來(lái)說(shuō),發(fā)展更多的是體現(xiàn)在應(yīng)用層面,即與計(jì)算機(jī)硬件緊密相關(guān)的接口與外設(shè)技術(shù);至于計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的基本原理和工作過(guò)程并沒(méi)有大的變化。這是因?yàn)橛?jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是電子元器件的發(fā)展,計(jì)算機(jī)發(fā)展階段的劃分就是根據(jù)電子元器件的發(fā)展來(lái)進(jìn)行的。計(jì)算機(jī)更新?lián)Q代的主要標(biāo)志,除了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面的改進(jìn)和計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展外,電子元器件的更新是主要的因素,而電子元器件是屬于電子技術(shù)的范疇,所以不作討論;二是計(jì)算機(jī)性能的提升,計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)及相應(yīng)的匯編語(yǔ)言是計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)中偏軟部分,由于計(jì)算機(jī)硬件基本原理的不變性,所以它們的變化較小。
目前,高校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)硬件系列課程普遍設(shè)置了數(shù)字邏輯、計(jì)算機(jī)組成原理、匯編語(yǔ)言、微機(jī)接口技術(shù)、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、嵌入式系統(tǒng)等課程。這些課程設(shè)置雖然相對(duì)獨(dú)立,但課程和所提供的教材內(nèi)容劃分不明確,相互重疊現(xiàn)象比較嚴(yán)重。譬如有關(guān)微型計(jì)算機(jī)基本原理和指令系統(tǒng)的內(nèi)容,在多門(mén)課程教材中都有出現(xiàn)。
基于以上原因,我們?cè)?008版教學(xué)計(jì)劃中重新修訂了計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)體系,如圖1所示,具體包括理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課內(nèi)教學(xué)和課外教學(xué),目的是將硬件系列課程作為一個(gè)整體統(tǒng)一考慮,建立一個(gè)完整的、系統(tǒng)的課程內(nèi)容體系,這對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量和壓縮學(xué)時(shí)都非常有力。
課程體系按課程內(nèi)容分為三層,第一層中的“數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)”課程雖然在教學(xué)體系上不屬于計(jì)算機(jī)硬件系列課程,但它是計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ),是必修的前續(xù)課;第二層中的3門(mén)課是硬件系列中重要的課程,其中“計(jì)算機(jī)組成原理”課程與“微機(jī)原理與匯編語(yǔ)言”課程中的匯編語(yǔ)言部分內(nèi)容有交叉,兩門(mén)課中哪門(mén)先作為前續(xù)課,各學(xué)校并不統(tǒng)一,我們是將微機(jī)原理與匯編語(yǔ)言課程作為了計(jì)算機(jī)組成原理的前續(xù)課;在第三層的應(yīng)用層中,既可以是微機(jī)接口技術(shù)方面的應(yīng)用,也可以是嵌入式技術(shù)方面的應(yīng)用。這些課程都配有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),具體的教學(xué)計(jì)劃安排如表1所示。
1.2硬件課程內(nèi)容的改革
為了使學(xué)生在學(xué)過(guò)該系列課程后具備較強(qiáng)的實(shí)際動(dòng)手能力和計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)能力,在該系列課程教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置上體現(xiàn)出基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性、實(shí)用性和先進(jìn)性,既要重視計(jì)算機(jī)硬件的基礎(chǔ)內(nèi)容,又要結(jié)合當(dāng)今電子與計(jì)算機(jī)的最新發(fā)展。為此,我們對(duì)系列課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)體系進(jìn)行了改革創(chuàng)新。
(1)“數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)”課程內(nèi)容在重點(diǎn)講述傳統(tǒng)的數(shù)字電路內(nèi)容基礎(chǔ)上,弱化器件,增加與EDA有關(guān)的內(nèi)容。
(2)“計(jì)算機(jī)組成原理”課程內(nèi)容在重點(diǎn)講述CPU、存儲(chǔ)系統(tǒng)、系統(tǒng)總線、輸入/輸出系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,要強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
(3) 對(duì)“微機(jī)原理與匯編語(yǔ)言”和“接口技術(shù)及應(yīng)用”兩門(mén)課,在優(yōu)化原有基本內(nèi)容的基礎(chǔ)上,增加了高檔微機(jī)系統(tǒng)涉及的部分內(nèi)容,形成由三大模塊組成的課程體系:①基本模塊,主要以16位8086為背景組成的微機(jī)系統(tǒng)作為核心內(nèi)容,這樣可以保持較長(zhǎng)的穩(wěn)定教學(xué)時(shí)間,確保教學(xué)內(nèi)容的相對(duì)穩(wěn)定性和基本教學(xué)質(zhì)量;②提高模塊,重點(diǎn)以Pentium處理器為核心內(nèi)容的,以跟上新技術(shù)發(fā)展的速度。主要講解CPU的保護(hù)模式、Pentium處理器的結(jié)構(gòu)、超標(biāo)量流水線體系結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、高速緩沖存儲(chǔ)器(Cache)和虛擬存儲(chǔ)器、Flash閃速存儲(chǔ)器以及現(xiàn)代PC機(jī)的總線技術(shù)等等;③應(yīng)用模塊,以微機(jī)接口技術(shù)為主要內(nèi)容,包括中斷技術(shù)概念、Pentium處理器的中斷處理、典型接口芯片的工作原理及應(yīng)用。課程教學(xué)既保留了國(guó)內(nèi)目前廣泛采用的16位微機(jī)系統(tǒng)的基本內(nèi)容,又緊跟了時(shí)代的發(fā)展,使教學(xué)體系具有先進(jìn)性和實(shí)用性。
(4)“嵌入式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)”和“嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用”兩門(mén)課,以目前流行的32位ARM為核心,主要學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)、嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)、嵌入式基本硬件接口、嵌入式操作系統(tǒng)移植及應(yīng)用,并適當(dāng)學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)復(fù)雜的實(shí)用模塊開(kāi)發(fā)例程等內(nèi)容。
對(duì)于以上課程,每門(mén)課程中都增加了實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí),加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)操作,有的課程還獨(dú)立開(kāi)設(shè)了實(shí)驗(yàn)課,目的是加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力、培養(yǎng)學(xué)生綜合設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力和實(shí)際應(yīng)用工程開(kāi)發(fā)能力。
2課內(nèi)外一體化教學(xué)模式的實(shí)施
將課內(nèi)外一體化教學(xué)模式引入計(jì)算機(jī)硬件教學(xué),使課內(nèi)外有機(jī)地結(jié)合起來(lái),渾然一體,可收到好的教學(xué)效果。
2.1課堂教學(xué)手段和教學(xué)方法的改革
計(jì)算機(jī)硬件課內(nèi)教學(xué)是指每門(mén)硬件課程在教學(xué)計(jì)劃中規(guī)定的教學(xué)時(shí)內(nèi)的教學(xué),教學(xué)形式主要是課堂,內(nèi)容主要包括基礎(chǔ)理論知識(shí)和課內(nèi)實(shí)驗(yàn),基礎(chǔ)理論知識(shí)的講授充分利用了現(xiàn)代化教學(xué)手段,在教學(xué)方法上采用了案例式、啟發(fā)式等教學(xué)方法。
由于計(jì)算機(jī)硬件系列課程中涉及的各類(lèi)硬件結(jié)構(gòu)復(fù)雜,課程內(nèi)容多,學(xué)生不易理解,因此,我們對(duì)每門(mén)硬件關(guān)課程不僅僅開(kāi)發(fā)了內(nèi)容充實(shí)、富于變化的電子教案,而且還對(duì)部分較抽象、難以理解的內(nèi)容開(kāi)發(fā)了CAI教學(xué)課件,在課堂上充分利用計(jì)算機(jī)的多媒體功能,通過(guò)動(dòng)畫(huà)技術(shù)、動(dòng)態(tài)模擬、圖形等手段,幫助學(xué)生更好地理解教學(xué)內(nèi)容,增大課堂信息量,提高教學(xué)質(zhì)量。如對(duì)“微機(jī)原理與匯編語(yǔ)言”課程中的時(shí)序和尋址方式、指令系統(tǒng)部分,“計(jì)算機(jī)組成原理”課程中的CPU組成與機(jī)器指令執(zhí)行等部分,都采用了動(dòng)畫(huà)形式,如圖2所示為push指令執(zhí)行前后的動(dòng)畫(huà)演示界面。同時(shí),課件也掛在了學(xué)校的BB網(wǎng)站上,以作為課程教學(xué)的輔助手段。
計(jì)算機(jī)硬件系列課程同其他計(jì)算機(jī)課程相比,總的來(lái)說(shuō)除了零碎之外,還比較枯燥和抽象,理論性強(qiáng),學(xué)生接受起來(lái)較困難。所以在課堂上我們改變了原來(lái)的“灌輸式”、“一言堂”的教學(xué)方法,而是將傳統(tǒng)的教學(xué)方法與多媒體教學(xué)方法結(jié)合起來(lái),根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容,采用合適的教學(xué)方法。譬如在講“計(jì)算機(jī)組成原理”課時(shí),從“為什么我們?cè)诰庉嬑募r(shí)掉電,文件會(huì)丟失?”來(lái)說(shuō)明計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)系統(tǒng)的工作原理;在講到虛擬存儲(chǔ)器的頁(yè)面尋址、頁(yè)表的作用時(shí),把頁(yè)表比作一本書(shū)的目錄,通過(guò)查目錄的索引(虛頁(yè)地址),來(lái)得到對(duì)應(yīng)內(nèi)容的頁(yè)碼(實(shí)頁(yè)地址)。同時(shí),在講授過(guò)程中還重視激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,增加與學(xué)生的互動(dòng)性,如對(duì)“計(jì)算機(jī)組成原理”課,可以從就業(yè)考研方面、從“微機(jī)原理”和“計(jì)算機(jī)組成原理”的不同,“計(jì)算機(jī)組成原理”和“匯編語(yǔ)言”、“數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)”、“操作系統(tǒng)”的關(guān)系等來(lái)說(shuō)明該課程的重要性及在計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的地位。
2.2課外教學(xué)的改革創(chuàng)新
計(jì)算機(jī)硬件課外教學(xué)是在課堂教學(xué)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,具體包括課外作業(yè)、課外實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)(大作業(yè))、畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和科技活動(dòng)等,充分利用學(xué)校的BB網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),采用多種教學(xué)形式。
2.2.1開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)
每門(mén)硬件課程都充分利用學(xué)校的BB網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),組建了自己的網(wǎng)絡(luò)課程,在網(wǎng)上進(jìn)行課外教學(xué)。內(nèi)容除了掛接有教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)大綱、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)、課外作業(yè)、電子教案、CAI課件等基本信息媒體,供學(xué)生在課外進(jìn)行自主化學(xué)習(xí)外,針對(duì)硬件器件的飛速發(fā)展,還對(duì)該領(lǐng)域中的新概念、新思想、新技術(shù)等最新參考資料和有用網(wǎng)站也掛在了網(wǎng)上,另外,還通過(guò)“討論板”實(shí)現(xiàn)師生或同學(xué)間的網(wǎng)上交流和學(xué)習(xí)。如課外作業(yè),規(guī)定每門(mén)課每章至少有5道題的作業(yè)量,學(xué)生在一周之內(nèi)在網(wǎng)上提交,教師在網(wǎng)上直接進(jìn)行點(diǎn)評(píng);對(duì)正在教學(xué)的課程,教師每周須有1-2個(gè)論壇題目供學(xué)生討論,針對(duì)與課程有關(guān)的內(nèi)容,每個(gè)學(xué)生隨時(shí)都可提出問(wèn)題,也可回答問(wèn)題。這樣進(jìn)一步調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性和主動(dòng)性,加深了他們對(duì)課程內(nèi)容重點(diǎn)、難點(diǎn)的理解,也擴(kuò)充了知識(shí)面。如圖3所示為“微機(jī)原理與接口技術(shù)”網(wǎng)絡(luò)課程的部分圖示。
2.2.2強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)
因?yàn)閷?shí)踐教學(xué)對(duì)硬件系列課程非常重要,因此,實(shí)踐教學(xué)是硬件課程課外教學(xué)的重點(diǎn)。計(jì)算機(jī)學(xué)院規(guī)定,對(duì)每門(mén)有實(shí)驗(yàn)的硬件課程,除正常教學(xué)時(shí)數(shù)中的實(shí)驗(yàn)外,都必須有20時(shí)的課外實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生在課外必須完成。每門(mén)課在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上都分為三個(gè)層次:驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)。其中驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和部分簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)原則上規(guī)定在課內(nèi)完成,有紙質(zhì)的或電子版的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū),但我們也正在嘗試?yán)镁W(wǎng)絡(luò)將這部分實(shí)驗(yàn)改為探索性實(shí)驗(yàn),目的是進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生探索硬件知識(shí)的能力。20時(shí)的課外實(shí)驗(yàn)主要完成有難度的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。
課程設(shè)計(jì)(或大作業(yè))是對(duì)一門(mén)課程知識(shí)的綜合性應(yīng)用,是硬件課程的主要實(shí)踐環(huán)節(jié)。我們對(duì)“計(jì)算機(jī)組成原理”、“微機(jī)原理與匯編語(yǔ)言”、“接口技術(shù)及應(yīng)用”、“嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用”4門(mén)課程安排有課程設(shè)計(jì),時(shí)間安排在該門(mén)課程結(jié)束后學(xué)期末的最后2~3周,將學(xué)生分成若干組,每組3~4人共同完成一個(gè)題目,但每人有自己的子題目,在教師的指導(dǎo)下完成。如:“交通智能燈的設(shè)計(jì)”、“基于ARM的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)”、“數(shù)據(jù)采集及溫度控制設(shè)計(jì)”,用匯編語(yǔ)言設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)“計(jì)算器”、“模擬霓虹燈”、“打字練習(xí)”等,都是04級(jí)本科生做設(shè)計(jì)型、綜合型實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。這樣既培養(yǎng)了同學(xué)之間的團(tuán)隊(duì)合作精神,也培養(yǎng)了學(xué)生綜合應(yīng)用該門(mén)課程知識(shí)的能力。
畢業(yè)實(shí)習(xí)是為畢業(yè)設(shè)計(jì)準(zhǔn)備的,在第7個(gè)學(xué)期的學(xué)期末最后5周,為計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生中對(duì)硬件感興趣、學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較好的學(xué)生提供,采取開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)的條件,內(nèi)容是結(jié)合老師的科研,布置一些與實(shí)際工程應(yīng)用有關(guān)的設(shè)計(jì)性、研究探索性或綜合應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)任務(wù)。近年來(lái),硬件方面的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目雖然較少,選硬件題目的學(xué)生也相對(duì)軟件較少,但通過(guò)畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì),這些真正搞硬件的學(xué)生畢業(yè)就業(yè)好,后勁也很足。近兩年來(lái)搞的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目有:“基于GPRS的TCP/IP的研究與實(shí)現(xiàn)”、“基于CY7C68013的數(shù)據(jù)傳輸模塊主機(jī)端程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”、“短消息群發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”、“基于短消息的家居監(jiān)控系統(tǒng)”、“基于Linux操作系統(tǒng)的視頻采集卡驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)”等等。
2.2.3加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室管理與建設(shè)
實(shí)驗(yàn)室的管理與建設(shè)關(guān)系到實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的提高,所以我們首先加強(qiáng)了硬件實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。在學(xué)校的大力支持下,在原有的80臺(tái)微機(jī),80臺(tái)清華大學(xué)計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)儀,各40臺(tái)16位和32位唐都西安電子微機(jī)接口實(shí)驗(yàn)儀,20臺(tái)華中科技大學(xué)ARM嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)儀的基礎(chǔ)上,又新增加了高檔微機(jī)40臺(tái),“MFID-USB多功能微機(jī)原理與接口實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”10臺(tái),“MFPT多功能微機(jī)接口實(shí)訓(xùn)平臺(tái)”20臺(tái),“MF-PCC計(jì)算機(jī)組成原理教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”10臺(tái),“ARM10嵌入式教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”50臺(tái),實(shí)驗(yàn)環(huán)境的改善為硬件實(shí)驗(yàn)提供了有力的保障。
在實(shí)驗(yàn)管理方面也制定出了一套較為完整的管理制度和崗位責(zé)任制度。包括“實(shí)驗(yàn)室管理規(guī)定”、“實(shí)驗(yàn)室工作人員崗位責(zé)任”、“實(shí)驗(yàn)室安全制度”、“學(xué)生實(shí)驗(yàn)守則”等。通過(guò)這些制度的切實(shí)貫徹執(zhí)行,使每位實(shí)驗(yàn)教師都明確自己的職責(zé),并且將實(shí)驗(yàn)室繁雜的各項(xiàng)工作,如實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備,儀器的維護(hù)、維修、管理,實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的研究,硬件設(shè)備的改進(jìn),軟件的開(kāi)發(fā)及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改革等都與本職工作量掛鉤,以充分發(fā)揮大家的積極性。同時(shí)也使大部分學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)更加重視,對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備更加愛(ài)護(hù)和了解。
同時(shí),在課外實(shí)驗(yàn)時(shí)間上我們也予以保證,走開(kāi)放性的實(shí)驗(yàn)室管理制度,計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)室全天除正常的教學(xué)外,其余時(shí)間全部免費(fèi)向?qū)W生開(kāi)放,這給師生提供了極大的方便,便于學(xué)生集中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)或設(shè)計(jì),保障學(xué)生有“練武的平臺(tái)”。
3改革考核方法
考試是教學(xué)評(píng)價(jià)的重要手段,不同的考試內(nèi)容、考試題型、考試方式,對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性有很大的影響,也是老師和學(xué)生都比較關(guān)心的問(wèn)題。那具體怎樣考試,考試的比例如何分配,老師并沒(méi)有決定的權(quán)力,應(yīng)根據(jù)不同的課程來(lái)定。根據(jù)硬件課程的特點(diǎn),若以實(shí)驗(yàn)占一定比例,再以書(shū)面考試對(duì)基本知識(shí)、基本理論進(jìn)行考核是最為理想的方式,但比例上應(yīng)有所不同。以“計(jì)算機(jī)組成原理”為例,因其理論性較強(qiáng),還是考研科目,所以應(yīng)以書(shū)面考試的比例為主,適當(dāng)加入實(shí)驗(yàn)考核的比例;對(duì)于“微機(jī)原理與匯編語(yǔ)言”或者“嵌入式體系結(jié)構(gòu)”等偏重于實(shí)踐應(yīng)用的課,實(shí)驗(yàn)和理論考試的比例就基本上應(yīng)當(dāng)是1:1了;而對(duì)于“嵌入式開(kāi)發(fā)與應(yīng)用”等足屬于應(yīng)用性的課程,就應(yīng)以平時(shí)做實(shí)驗(yàn)和最后的設(shè)計(jì)為主來(lái)進(jìn)行考核了。即在考核上要改變傳統(tǒng)單純地靠答卷考試的模式,而采用 “綜合化”的考核方法,課程最后總分成績(jī)的考核包含多個(gè)方面,具體為:平時(shí)學(xué)習(xí)表現(xiàn)(指考勤、提問(wèn)和課外作業(yè)),實(shí)驗(yàn)(指實(shí)驗(yàn)考勤、課內(nèi)外的實(shí)驗(yàn)報(bào)告、程序設(shè)計(jì)與調(diào)試過(guò)程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果演示),最后卷面成績(jī)等,各部分的比例分配應(yīng)根據(jù)各門(mén)課程而定。
這樣,對(duì)實(shí)踐性強(qiáng)的硬件課程來(lái)說(shuō),可從思想深處克服學(xué)生重理論輕實(shí)踐的現(xiàn)象,也只有將實(shí)驗(yàn)成績(jī)作為學(xué)生考試成績(jī)的一部分才能真正有效地提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性,對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)有著積極的推動(dòng)作用,能真正掌握學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的全面情況。
4結(jié)束語(yǔ)
課內(nèi)外一體化教學(xué)學(xué)習(xí)空間大,彈性強(qiáng),能讓學(xué)生在理想的環(huán)境與氛圍中擔(dān)任不同角色,大大調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性,使學(xué)生變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)參與,在參與過(guò)程中使學(xué)生樹(shù)立起了終身學(xué)習(xí)制,對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力培養(yǎng)具有顯著的作用。課內(nèi)外一體化教學(xué)模式的改革和實(shí)踐,是我們?cè)谟?jì)算機(jī)硬件教學(xué)改革進(jìn)程中的一個(gè)階段性成果,有待進(jìn)一步探討和完善,希望有關(guān)專(zhuān)家和同行能提出寶貴的意見(jiàn)。
參考文獻(xiàn)
[1] 易法令等. 計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)的系統(tǒng)性與實(shí)踐性探討[J]. 理工高教研究,2005,(1):83-84.
[2] 李露蓉. 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下計(jì)算機(jī)教學(xué)模式探究[J]. 教學(xué)與管理,2007:133-134.
[3] 琚生根等. 計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探究與改革[J]. 實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù),2006,(5):65-67.
一、計(jì)算機(jī)組裝與維修在教學(xué)上存在的主要問(wèn)題
由于計(jì)算機(jī)組裝與維修相對(duì)于軟件來(lái)說(shuō),教學(xué)知識(shí)概念比較抽象,不動(dòng)手操作很難讓學(xué)生理解,這就導(dǎo)致了當(dāng)前學(xué)生們普遍的“喜軟件、怕硬件”的情緒。同時(shí),由于許多軟件教學(xué)課程實(shí)踐中并沒(méi)有和硬件產(chǎn)生必要的聯(lián)系,這讓一些計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生產(chǎn)生輕視硬件組裝課程學(xué)習(xí)。在計(jì)算機(jī)硬件組裝與維修的教學(xué)實(shí)踐中,很大程度的受到課時(shí)因素、場(chǎng)地因素、資金因素等多種因素的制約,把本應(yīng)在探索和實(shí)踐中進(jìn)行理解和消化的教學(xué)內(nèi)容,局限在書(shū)本上的講解,這樣生硬的、傳統(tǒng)的教學(xué)方式不符合學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律,也不容易調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí),這些就是當(dāng)前計(jì)算機(jī)硬件組裝教學(xué)所面臨的最嚴(yán)重的問(wèn)題。
二、計(jì)算機(jī)硬件組裝與維修教學(xué)的原則
(一)充分運(yùn)用項(xiàng)目教學(xué)法
在教學(xué)中,根據(jù)社會(huì)的實(shí)際需求,主要采用項(xiàng)目教學(xué)來(lái)構(gòu)建教學(xué)模式。所謂的項(xiàng)目教學(xué)法是基于學(xué)生的自主性、探索性學(xué)習(xí)為基礎(chǔ),采用類(lèi)似科學(xué)研究及實(shí)踐的方法,促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)發(fā)展的一種新型的教學(xué)方法。在教學(xué)活動(dòng)中,教師需要解決的問(wèn)題或需要完成的任務(wù)以項(xiàng)目的形式交給學(xué)生,在老師的引導(dǎo)下,以團(tuán)隊(duì)合作的方式,按照實(shí)際工作由學(xué)生完成項(xiàng)目、制定計(jì)劃,或分工完成整個(gè)項(xiàng)目。在項(xiàng)目教學(xué)和學(xué)習(xí)過(guò)程中,注重的不是最終結(jié)果,而是學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)踐過(guò)程中,理解和把握課程要求的知識(shí)和技能,體驗(yàn)創(chuàng)新的艱辛與樂(lè)趣,培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力及團(tuán)隊(duì)精神和合作能力等。
(二)將理論和實(shí)踐操作進(jìn)行有機(jī)結(jié)合
學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí),必須及時(shí)復(fù)習(xí)和做習(xí)題,了解自己還有其他不懂或不明白的問(wèn)題等,然后通過(guò)回答問(wèn)題來(lái)解決。同時(shí),老師要進(jìn)行歸納總結(jié),把知識(shí)系統(tǒng)化。學(xué)生也可通過(guò)電話等方式得到老師與同學(xué)的幫助。這樣,學(xué)生所學(xué)知識(shí)才會(huì)融會(huì)貫通。因?yàn)閷⒗碚摵蛯?shí)踐操作進(jìn)行有機(jī)結(jié)合是以計(jì)算機(jī)科技發(fā)展為基礎(chǔ)進(jìn)行硬件組裝教學(xué)的首要原則。
(三)靈活應(yīng)用多媒體手段,激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)欲望
孔子說(shuō)過(guò):“知之者不如好知者,好知者不如樂(lè)知者”。學(xué)習(xí)興趣是學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的核心因素。可見(jiàn),正如人們常說(shuō)的,興趣是一個(gè)人的最好老師,它引導(dǎo)著人們走向成功。學(xué)生好奇心強(qiáng),求知欲強(qiáng)。多媒體計(jì)算機(jī)以特有的感染力,通過(guò)聲情并茂的文字、圖像、聲音、動(dòng)畫(huà)等形式對(duì)學(xué)生形成刺激,吸引學(xué)生的注意力,喚起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,進(jìn)而使他們主動(dòng)參與到學(xué)習(xí)中去。
(四)盡多的安排實(shí)訓(xùn)課時(shí)
計(jì)算機(jī)硬件組裝與維修教學(xué)的內(nèi)容知識(shí)、方法步驟都能死記硬背而記牢,但當(dāng)進(jìn)行實(shí)際操作時(shí)往往就變得不著頭緒,不能很好地把學(xué)到的理論知識(shí)結(jié)合到實(shí)踐中去。依據(jù)學(xué)生職業(yè)能力培養(yǎng)的基本要求,以真實(shí)工作任務(wù)為依據(jù)整合教學(xué)內(nèi)容。教、學(xué)、做相結(jié)合,理論與實(shí)踐一體化。不斷增設(shè)大量的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),校內(nèi)實(shí)訓(xùn)與校外社會(huì)實(shí)踐相結(jié)合。因此,要盡學(xué)校最大的努力多安排計(jì)算機(jī)硬件組裝與維修的實(shí)訓(xùn)課程,這樣在學(xué)生鞏固所學(xué)理論知識(shí)的同時(shí)還大大提高了學(xué)生的動(dòng)手能力、實(shí)踐能力,為以后就業(yè)工作實(shí)踐打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
三、完善考核體系
在傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)硬件組裝考核中,學(xué)生的成績(jī)基本都是由實(shí)踐操作報(bào)告來(lái)進(jìn)行分?jǐn)?shù)評(píng)定的,這樣得出的分?jǐn)?shù)與該學(xué)生的實(shí)際操作能力有很大出入。在計(jì)算機(jī)組裝與維修實(shí)操課中,過(guò)程性測(cè)試以完成實(shí)際操作項(xiàng)目為考核內(nèi)容,根據(jù)學(xué)校的教學(xué)情況合理的安排項(xiàng)目分?jǐn)?shù),關(guān)注學(xué)生的知識(shí)復(fù)憶能力。老師還可以把紀(jì)律、學(xué)習(xí)主動(dòng)性、回答問(wèn)題情況、衛(wèi)生、出勤等作為考核,同時(shí),還能培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?、一絲不茍的科學(xué)實(shí)驗(yàn)作風(fēng)。
四、建立虛擬計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室
計(jì)算機(jī)硬件組裝與維修除了課堂理論教學(xué),還有大量的實(shí)驗(yàn)教學(xué),實(shí)驗(yàn)教學(xué)是教學(xué)活動(dòng)的重要環(huán)節(jié),實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課堂理論教學(xué)相輔相成。實(shí)驗(yàn)室主要對(duì)課程的理論作出科學(xué)驗(yàn)證或展開(kāi)演繹,讓學(xué)生加深對(duì)理論的認(rèn)識(shí),由于在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中設(shè)備容易在操作中損壞,在不同程度上影響到學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)。因此,虛擬的計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備解決了這些問(wèn)題,虛擬的設(shè)備是不會(huì)有磨損和消耗的,這樣極大地方便了學(xué)生。在學(xué)習(xí)硬件維修中不擔(dān)心自己損壞硬件設(shè)備了,可以放心大膽的練習(xí)計(jì)算機(jī)硬件維修技術(shù)。
關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)教學(xué);操作要求;計(jì)算機(jī)課堂
目前在我國(guó)各個(gè)階段都已經(jīng)開(kāi)展了計(jì)算機(jī)的教學(xué),然而在計(jì)算機(jī)的教學(xué)中存在的問(wèn)題很多,很多學(xué)生對(duì)于計(jì)算機(jī)課程的態(tài)度也發(fā)生了改變,眾多的不利于學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)課程因素都與教師的教學(xué)方法有個(gè)直接的關(guān)系,計(jì)算機(jī)課程是一門(mén)對(duì)于實(shí)際操作要求非常高的課程,所以教師應(yīng)該如何在課堂上進(jìn)行操作就顯得非常重要,計(jì)算機(jī)教師在課堂上對(duì)學(xué)生的引導(dǎo)方式和對(duì)計(jì)算機(jī)的使用方式會(huì)給學(xué)生帶來(lái)很大的影響,所以在計(jì)算機(jī)的教學(xué)中教師的實(shí)際操作非常重要,應(yīng)該不斷的改善優(yōu)化。
1. 計(jì)算機(jī)教學(xué)現(xiàn)狀
計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)是計(jì)算機(jī)學(xué)科中的一門(mén)核心的基礎(chǔ)課程,在我國(guó)的整體計(jì)算機(jī)軟硬件課程中起著支撐的作用,可以幫助學(xué)生理解一些計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)組成以及工作原理,從而不斷培養(yǎng)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)的分析和設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)能力。
目前計(jì)算機(jī)教學(xué)模式主要以教師灌輸為主,學(xué)生缺乏足夠的批判性和創(chuàng)新思維,而且實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)較少,很難將課堂所學(xué)理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中去。例如在計(jì)算機(jī)組成這樣的教學(xué)中,課堂上簡(jiǎn)單起見(jiàn)我們采用的教學(xué)模型主要是以16位機(jī)為主,而我們生產(chǎn)和生活實(shí)踐中以32位機(jī)為主,現(xiàn)在64位技術(shù)也在不斷的普及,所以對(duì)于教學(xué)問(wèn)題的分析要更加的全面。另外,計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)所選用的教材必須既要能講述清楚一些重要概念、原理、結(jié)構(gòu),而且必須脫離具體機(jī)型,可以讓學(xué)生了解一般計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
隨著信息時(shí)代的到來(lái),我們的各種觀念都在發(fā)生巨大的轉(zhuǎn)變,因此計(jì)算機(jī)教學(xué)觀念也要發(fā)生相應(yīng)的變化,必須改變傳統(tǒng)的以教師為主導(dǎo)的課堂,充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位。另外要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的重要性,將一些抽象、難懂的概念與學(xué)生日常生活中較為熟悉的事件或食物進(jìn)行類(lèi)比,給予學(xué)生充分的思考時(shí)間,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。
由于計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)的實(shí)踐性很強(qiáng),因此必須加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性,而且實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量高低直接關(guān)系到學(xué)生的動(dòng)手能力的提高,關(guān)系到學(xué)生是否能夠培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的能力,對(duì)于學(xué)生的分析、解決問(wèn)題以及獨(dú)立工作能力的提高都有著十分重要的作用。因此在基礎(chǔ)教學(xué)的基礎(chǔ)上,我們應(yīng)該將理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩手抓,兩手都要硬,適當(dāng)增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課時(shí)數(shù),而且要構(gòu)建全新的實(shí)驗(yàn)體系,將實(shí)驗(yàn)分為:基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、研究性實(shí)驗(yàn)三個(gè)層次。在實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)上,可以將開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)與封閉式實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,讓學(xué)生可以根據(jù)自己所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)對(duì)一些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行自主的設(shè)計(jì),從而學(xué)以致用,將自己所學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合,不斷培養(yǎng)自己的綜合技能,提高自身動(dòng)手和創(chuàng)新能力。
基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)是針對(duì)一些基本操作的理論課程,主要是各個(gè)課程的分解部分,操作中可能會(huì)解決一些小的問(wèn)題,但是不能獨(dú)自完成大的操作要求。綜合性實(shí)驗(yàn)是實(shí)用性操作,在實(shí)驗(yàn)中注重的是各個(gè)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)的結(jié)合,綜合來(lái)完成大的任務(wù)。研究性實(shí)驗(yàn)是更為深層次的實(shí)驗(yàn),主要是對(duì)于原理的研究,對(duì)于源程序的開(kāi)發(fā)等。
2. 加強(qiáng)教師課堂操作的措施
計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量對(duì)教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的依賴性非常強(qiáng),因此要想提高教學(xué)的質(zhì)量必須不斷改善教學(xué)設(shè)備的性能和數(shù)量,從而改善實(shí)驗(yàn)環(huán)境,達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的。目前中職學(xué)校中實(shí)驗(yàn)設(shè)備和師資力量不足,也就使學(xué)生無(wú)法充分接觸到一些設(shè)備,有的甚至是三四個(gè)人合用一臺(tái),因此實(shí)驗(yàn)教學(xué)無(wú)法取得預(yù)期的效果,為了能讓學(xué)生親身實(shí)踐體驗(yàn)實(shí)驗(yàn),我們采取分批上課的方法來(lái)解決這個(gè)困難,即一個(gè)實(shí)驗(yàn)分成8~10批,確保一個(gè)學(xué)生一臺(tái)設(shè)備,同時(shí)將學(xué)生與設(shè)備編號(hào)對(duì)應(yīng).這樣學(xué)生能有足夠的時(shí)間完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,而且能夠獨(dú)立冷靜地去面對(duì)解決試驗(yàn)中遇到的問(wèn)題。教師在實(shí)驗(yàn)課程中也能夠更好輔導(dǎo)學(xué)生,學(xué)生與設(shè)備配對(duì)后,更能保留學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,發(fā)現(xiàn)學(xué)生的不足和優(yōu)點(diǎn),同時(shí)為實(shí)驗(yàn)設(shè)備的管理也提供了方便.不過(guò)這種教學(xué)方法也存在自己的問(wèn)題,那就是對(duì)師資力量要求較高,上課的課時(shí)數(shù)也會(huì)增多。
計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程的構(gòu)建是一個(gè)逐步建設(shè)的過(guò)程,從而加強(qiáng)對(duì)課程體系系統(tǒng)性和完整性的構(gòu)建。在這個(gè)過(guò)程中,實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課程設(shè)置不應(yīng)該間斷,相反應(yīng)該不斷提高其難度,內(nèi)容應(yīng)該逐步遞進(jìn),從而可以達(dá)到硬件實(shí)踐訓(xùn)練層次化、系統(tǒng)化的目的,并且不斷加強(qiáng)學(xué)生的硬件動(dòng)手能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革主要可以分為4種:驗(yàn)證型、設(shè)計(jì)型、綜合型以及探索型,這四部分內(nèi)容的難易度由淺入深,貫穿于整個(gè)實(shí)驗(yàn)課程中,一般實(shí)驗(yàn)課程主要由50%的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、20%的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、20%的綜合實(shí)驗(yàn)、10%的探索實(shí)驗(yàn)組成,從而形成了一個(gè)“驗(yàn)證型-設(shè)計(jì)型-綜合型-探索型”的多層次實(shí)踐教學(xué)模式,其中驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)使為了加強(qiáng)學(xué)生的理論基礎(chǔ)知識(shí),設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生了解一些基本的電路設(shè)計(jì)及其調(diào)試方法,綜合性實(shí)驗(yàn)的是為了培養(yǎng)學(xué)生的一些綜合應(yīng)用能力,提高他們分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,而探索型實(shí)驗(yàn)的設(shè)置目的主要在于培養(yǎng)學(xué)生的自主能力,讓他們能夠獨(dú)立地設(shè)計(jì)一些課題,并且不斷查閱大量的資料,獨(dú)立地分析問(wèn)題和解決問(wèn)題,在這個(gè)過(guò)程中培養(yǎng)自身的創(chuàng)新能力,最終使得整個(gè)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程能夠達(dá)到整體性和系統(tǒng)性的統(tǒng)一。另外,驗(yàn)證性課程的布置,教師可以根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況,設(shè)計(jì)一些預(yù)實(shí)驗(yàn)方案,在課堂上,除了驗(yàn)證教材上的一些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容還可以驗(yàn)證自己編寫(xiě)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案,從而充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主觀能動(dòng)性。比如計(jì)算機(jī)硬件拆卸和組裝實(shí)驗(yàn),不僅要做實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容規(guī)定拆卸和組裝作的操作步驟、注意事項(xiàng),還要求學(xué)生自己根據(jù)實(shí)踐操作去探索怎樣的拆卸和安裝操作更不會(huì)損壞硬件設(shè)備,尋找別的拆卸和組裝作的操作步驟、方法,從而加深對(duì)計(jì)算機(jī)整個(gè)硬件體系的理解??傊訌?qiáng)學(xué)生自主的實(shí)踐過(guò)程可能會(huì)遇到一定的困難,但 是卻對(duì)學(xué)生形成一定的吸引力,只要學(xué)生持之以恒,就一定能夠充分地應(yīng)付這些實(shí)驗(yàn)操作,從而不斷提高自身的操作技能。
3. 從教學(xué)操作中拓展學(xué)生計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)的思路
學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)主要是在硬件實(shí)驗(yàn)室中得到培養(yǎng)的,因此加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)與管理可以幫助學(xué)生水平的提高以及學(xué)校聲望的不斷提高。要想提高實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)效果,有一個(gè)很關(guān)鍵的因素就是必須不斷加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)資料的整理,主要是一些實(shí)驗(yàn)教學(xué)資料以及設(shè)備檔案的整理。
每門(mén)硬件實(shí)驗(yàn)課程都要結(jié)合理論課程認(rèn)真組織研究,以基本原理為基礎(chǔ)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),同時(shí)對(duì)基本原理進(jìn)行擴(kuò)充和結(jié)合,從而設(shè)計(jì)出一套由淺入深的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,結(jié)合一系列教學(xué)資料進(jìn)行修改,例如相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)講義、實(shí)驗(yàn)教案、參考實(shí)驗(yàn)報(bào)告等,最終形成一套讓學(xué)生認(rèn)可的實(shí)驗(yàn)資料。
硬件實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放可以不斷加大學(xué)生接觸設(shè)備的幾率,提高學(xué)生的實(shí)踐機(jī)會(huì)。由于硬件實(shí)驗(yàn)課程相對(duì)來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜,學(xué)生無(wú)法單純地依據(jù)教學(xué)大綱去真正理解和獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容,因此要求實(shí)驗(yàn)室簡(jiǎn)單的開(kāi)放必須靈活,讓學(xué)生可以有選擇、有計(jì)劃地去安排自己的實(shí)驗(yàn),從而提高自身的主動(dòng)性。另外,硬件課程相對(duì)來(lái)說(shuō)也是比較抽象的,讓學(xué)生多加接觸實(shí)驗(yàn)設(shè)備有助于學(xué)生更直觀地去理解和掌握一些硬件的原理和構(gòu)成,而且還能夠根據(jù)自己的興趣愛(ài)好,自主地設(shè)計(jì)一些課程以外的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,從而不斷提升實(shí)驗(yàn)的效果。例如,我們?cè)O(shè)立數(shù)字電路、計(jì)算機(jī)組成原理和微機(jī)接口等開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室,對(duì)學(xué)生做到實(shí)驗(yàn)設(shè)備開(kāi)放、元器件開(kāi)放.這樣吸引學(xué)生參與實(shí)踐,學(xué)生均表現(xiàn)出較強(qiáng)的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造能力,取得良好的教學(xué)效果。
為了不斷提高中職學(xué)生的創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力以及面對(duì)就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)壓力,我們必須加大對(duì)中職學(xué)生的項(xiàng)目設(shè)計(jì)和創(chuàng)業(yè)的支持力度。在一項(xiàng)調(diào)查統(tǒng)計(jì)中我們發(fā)現(xiàn),有將近20%的中職學(xué)生有很明顯地項(xiàng)目設(shè)計(jì)的欲望,教師針對(duì)這種情況必須給予不同程度的支持和鼓勵(lì),給學(xué)生提供機(jī)會(huì),讓他們參與到教師的可養(yǎng)活動(dòng)中去,從而不斷提高自身的項(xiàng)目設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力。讓學(xué)生參加這些項(xiàng)目設(shè)計(jì)創(chuàng)新活動(dòng),不僅可以幫助他們不斷鞏固自己的所學(xué)理論知識(shí),而且可以不斷激發(fā)學(xué)生的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)能力,不斷發(fā)掘?qū)W生的潛能,培養(yǎng)他們的興趣,發(fā)揮主觀能動(dòng)性。當(dāng)然,由于學(xué)生的時(shí)間、精力和經(jīng)驗(yàn)都比較少,失敗也很常見(jiàn),既使有些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目無(wú)法達(dá)到預(yù)期的效果,但是只要學(xué)生在試驗(yàn)中能夠?qū)W習(xí)到一些知識(shí),并且分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力得到提高,那么實(shí)驗(yàn)的目的就算已經(jīng)達(dá)到了。我們經(jīng)常就不同的設(shè)計(jì)項(xiàng)目成立不同的學(xué)生研發(fā)小組,集中對(duì)于失敗的實(shí)例進(jìn)行講解、分析和討論,重新設(shè)計(jì),探索新實(shí)驗(yàn)方案.對(duì)于成功的實(shí)例也要進(jìn)行討論,進(jìn)一步修改完善,以期待達(dá)到最佳效果.通過(guò)這一措施促進(jìn)了個(gè)性發(fā)展,為學(xué)生營(yíng)造一個(gè)活潑主動(dòng)、開(kāi)放交流的學(xué)習(xí)環(huán)境和氛圍,創(chuàng)造一個(gè)具有項(xiàng)目設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新意識(shí)的發(fā)展平臺(tái)。
計(jì)算機(jī)教學(xué)要避免以往的那種松散的教學(xué)形式,教師通過(guò)課堂上一些具體的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的引導(dǎo)和管理,這種引導(dǎo)要通過(guò)正確的實(shí)際操作來(lái)完成,讓學(xué)生積極的融入到課程的教學(xué)操作中來(lái),而不是去做一些無(wú)關(guān)的事情,在這方面還需要計(jì)算機(jī)教師做出更大的投入。
參考文獻(xiàn):
[1]韓錫斌,程建鋼;構(gòu)建大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境的兩個(gè)主要問(wèn)題[J];中國(guó)遠(yuǎn)程教育;2005年04期
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