計(jì)算機(jī)組成原理論文4000字
計(jì)算機(jī)組成原理論文4000字
在計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)習(xí)中，計(jì)算機(jī)組成原理是計(jì)算機(jī)這門(mén)學(xué)科中最重要的一個(gè)課程，學(xué)生對(duì)該課程知識(shí)的掌握會(huì)影響到今后的學(xué)習(xí)。下面是學(xué)習(xí)啦小編給大家推薦的計(jì)算機(jī)組成原理論文，希望大家喜歡!
計(jì)算機(jī)組成原理論文篇一
試談開(kāi)放教育“計(jì)算機(jī)組成原理”課程教學(xué)策略
摘要：開(kāi)放教育“計(jì)算機(jī)組成原理”課程教學(xué)，應(yīng)狠抓課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)員自主學(xué)習(xí)能力;落實(shí)常規(guī)要求，確保面授教學(xué)效果;重視實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)員硬件動(dòng)手能力;探索應(yīng)考策略，提高過(guò)關(guān)率。
關(guān)鍵詞：開(kāi)放教育;計(jì)算機(jī)組成原理;教學(xué)策略
《中國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科教程2002(CCC2002)》對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的教育思想、觀念、教學(xué)計(jì)劃等進(jìn)行了深入探討?！督坛獭分刑岢?ldquo;重視基礎(chǔ)，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)，計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)、外語(yǔ)不斷線”[1]的指導(dǎo)思想在建立系列課程時(shí)應(yīng)該提倡。自2009年起,“計(jì)算機(jī)組成原理”課程已被列入全國(guó)研究生入學(xué)考試必考科目之一,占總分的30%,這一新的情況給該課程的教學(xué)提出了新的要求。作為教師,如何在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)給學(xué)員講清要點(diǎn),明確目標(biāo);作為學(xué)員又如何以最高的效率掌握要點(diǎn),靈活運(yùn)用，這是教學(xué)雙方都期盼實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。然而,目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)不僅要付出辛勤的勞動(dòng),而且要有正確的教學(xué)方法,只有方法策略得當(dāng),才可能達(dá)到事半功倍的效果。針對(duì)本校“計(jì)算機(jī)組成原理”課程的教學(xué)現(xiàn)狀，筆者在教學(xué)實(shí)踐中，通過(guò)采取狠抓課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)、落實(shí)面授教學(xué)常規(guī)要求、重視實(shí)踐教學(xué)、培養(yǎng)學(xué)員硬件動(dòng)手能力、探索應(yīng)考策略、提高過(guò)關(guān)率等教學(xué)策略，“計(jì)算機(jī)組成原理”課程的教學(xué)質(zhì)量明顯提高。
一、“計(jì)算機(jī)組成原理”課程教學(xué)現(xiàn)狀分析
在“計(jì)算機(jī)組成原理”課程的教學(xué)中，通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，影響課程教學(xué)的主要因素，表現(xiàn)為：學(xué)員課前不預(yù)習(xí)，課程學(xué)習(xí)信心不足，硬件動(dòng)手能力差，復(fù)習(xí)抓不住重點(diǎn)等，其原因在于學(xué)員沒(méi)有養(yǎng)成預(yù)習(xí)的習(xí)慣，面授聽(tīng)課常常表現(xiàn)很茫然，注意力不夠集中，游離于課堂外，面授教學(xué)不能達(dá)到預(yù)期效果;學(xué)員對(duì)本課程沒(méi)有信心緣于前導(dǎo)課程“數(shù)字邏輯”基礎(chǔ)薄弱，因此還沒(méi)有開(kāi)始學(xué)習(xí)，就對(duì)課程產(chǎn)生了畏懼的心理，甚至產(chǎn)生放棄念頭;本課程偏向硬件，應(yīng)試教育環(huán)境下成長(zhǎng)起來(lái)的學(xué)員因硬件動(dòng)手能力差，實(shí)踐環(huán)節(jié)往往成為其“軟肋”;學(xué)員期末備考階段，復(fù)習(xí)行為無(wú)策略可言，復(fù)習(xí)抓不住重點(diǎn)，難以取得理想的成績(jī)。
二、“計(jì)算機(jī)組成原理”課程教學(xué)策略
針對(duì)教學(xué)中學(xué)員學(xué)習(xí)中存在的諸問(wèn)題，筆者認(rèn)為在教學(xué)中應(yīng)注重教學(xué)常規(guī)的落實(shí)，通過(guò)扎扎實(shí)實(shí)的教學(xué)，以提高學(xué)員的學(xué)習(xí)效果，改善教學(xué)質(zhì)量。
1.狠抓課前預(yù)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)員的自主學(xué)習(xí)能力
學(xué)起于思，思起于疑。凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢。預(yù)習(xí)就是尋疑，學(xué)員只有通過(guò)預(yù)習(xí)，了解所學(xué)內(nèi)容，才能產(chǎn)生求知欲望。預(yù)習(xí)既是“自學(xué)”，又是“導(dǎo)學(xué)”，也是“督學(xué)”，是三者的結(jié)合體。為了培養(yǎng)學(xué)員自學(xué)能力，養(yǎng)成勤動(dòng)手查資料、勤動(dòng)腦想問(wèn)題的預(yù)習(xí)習(xí)慣，筆者在開(kāi)學(xué)前一周便將本課程實(shí)施細(xì)則掛在網(wǎng)上，并且在每次面授前，都會(huì)要求學(xué)員將自學(xué)內(nèi)容、補(bǔ)修內(nèi)容、查閱內(nèi)容、重點(diǎn)難點(diǎn)等，以習(xí)題形式在自學(xué)筆記中完成題目解答，并在書(shū)上標(biāo)記出來(lái)。如果是計(jì)算題，如“數(shù)制轉(zhuǎn)換”，還要將計(jì)算過(guò)程寫(xiě)出來(lái)。為了督促學(xué)員完成預(yù)習(xí)，將預(yù)習(xí)情況評(píng)價(jià)量化，作為形成性考核成績(jī)有效組成部分。如果面授檢查發(fā)現(xiàn)學(xué)員沒(méi)有按要求完成自學(xué)內(nèi)容，就要求學(xué)員補(bǔ)全預(yù)習(xí)內(nèi)容，并且本次面授記錄為“缺勤”，如果超過(guò)2/3缺勤，形考成績(jī)則不能通過(guò)，這樣，學(xué)員就不能參加期末考試。通過(guò)這樣的嚴(yán)要求，學(xué)員重視了預(yù)習(xí)，面授時(shí)也能提出很多問(wèn)題，以前的茫然狀態(tài)大大改善。對(duì)于預(yù)習(xí)，要求學(xué)員認(rèn)真完成，但不苛求學(xué)員一定做對(duì)，只要不懂的內(nèi)容在書(shū)上做標(biāo)記，面授時(shí)有了需要突破的重點(diǎn)、難點(diǎn)即可?？傊ㄟ^(guò)預(yù)習(xí)要求學(xué)員至少要知道本次課要學(xué)什么內(nèi)容，做到心中有數(shù)。
2.落實(shí)常規(guī)要求，確保面授教學(xué)效果
“計(jì)算機(jī)組成原理”課程難度大，內(nèi)容抽象，學(xué)員很難自已理解，所以面授教學(xué)至關(guān)重要。為了取得較好的教學(xué)效果，筆者采取了以下方法和策略：
首先，加強(qiáng)與學(xué)員溝通，保證到課率。根據(jù)“現(xiàn)代遠(yuǎn)程開(kāi)放教育”試點(diǎn)的精神，本課程倡導(dǎo)“學(xué)員個(gè)別化自主學(xué)習(xí)為主，集體學(xué)習(xí)為輔”的教學(xué)理念。課程的面授輔導(dǎo)課次數(shù)很少，在時(shí)間緊任務(wù)重的情況下，每節(jié)課講的內(nèi)容較多，如果缺一次課，后面的內(nèi)容就無(wú)法聽(tīng)懂。所以筆者要求學(xué)員一定要做到“按時(shí)上課，不遲到，不早退”。筆者所在學(xué)校，為了解決學(xué)員工學(xué)矛盾，對(duì)人數(shù)在5人以內(nèi)的班級(jí)采取由學(xué)員自主選擇上課時(shí)間的形式，保證學(xué)員都能參加面授課，本人在每次面授前幾天，都要打電話給每位學(xué)員，電話溝通除了提醒學(xué)員按時(shí)參加面授、保證到課率之外，主要是落實(shí)學(xué)員預(yù)習(xí)情況，要求學(xué)員簡(jiǎn)單闡述預(yù)習(xí)內(nèi)容，預(yù)習(xí)效果不好的，進(jìn)一步明確學(xué)習(xí)任務(wù)，要求學(xué)員完善預(yù)習(xí)。面授時(shí)，著重檢查預(yù)習(xí)效果不佳的學(xué)員。預(yù)習(xí)落到了實(shí)處，學(xué)員能帶著問(wèn)題上課，面授學(xué)習(xí)效果明顯改善。
其次，結(jié)合學(xué)員的學(xué)習(xí)實(shí)際，有效展開(kāi)面授。一是針對(duì)學(xué)員前導(dǎo)課程“數(shù)字邏輯”基礎(chǔ)比較差的現(xiàn)狀，筆者面授過(guò)程中會(huì)補(bǔ)充“數(shù)字邏輯”中必需的知識(shí)，保證學(xué)員聽(tīng)懂，聽(tīng)懂了課的學(xué)員逐漸樹(shù)立學(xué)習(xí)的自信心，以前畏懼學(xué)習(xí)的心理有了很大改善。二是在每次面授前，先了解學(xué)員的預(yù)習(xí)情況，包括學(xué)員自學(xué)筆記、自學(xué)作業(yè)的完成情況。以提問(wèn)的形式讓學(xué)員回答本節(jié)課要講授的內(nèi)容，指出自已在自學(xué)過(guò)程中的難點(diǎn)。然后針對(duì)學(xué)員預(yù)習(xí)情況，突出重點(diǎn)，攻破難點(diǎn)。在講授過(guò)程中，盡量采用多媒體課件等生動(dòng)的教學(xué)手段，配合板書(shū)講授，把教材各章的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容開(kāi)發(fā)成多媒體課件，抽象內(nèi)容變?yōu)榭梢晝?nèi)容，圖文聲并舉，形象直觀，一目了然。不管采用多媒體課件還是板書(shū)，面授時(shí)都要實(shí)時(shí)關(guān)注學(xué)員的眼神和表情，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有異常(無(wú)反應(yīng)、反應(yīng)過(guò)度等)反饋時(shí)，任課教師就及時(shí)調(diào)整講課節(jié)奏，詢問(wèn)學(xué)員情況。面授過(guò)程中，多問(wèn)幾個(gè)“聽(tīng)懂了沒(méi)有”，學(xué)員聽(tīng)懂了以后，再講下面的內(nèi)容，否則就要重復(fù)講解，直到學(xué)員聽(tīng)懂為止。自始至終要使學(xué)員跟著任課教師的思路走，而不走神?？傊?，要讓學(xué)員通過(guò)每次面授，真正能將在預(yù)習(xí)過(guò)程中的難點(diǎn)突破，再次強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)，使學(xué)員真正有所收獲，而不是“打考勤”來(lái)了。
第三，重視全員互動(dòng)，活躍課堂氣氛。在教學(xué)過(guò)程中加強(qiáng)全員互動(dòng)，互動(dòng)可以體現(xiàn)在教師與學(xué)員之間，學(xué)員與學(xué)員之間。面授課堂上有了互動(dòng)，就不再是“一言堂”，學(xué)員參與程度得到增強(qiáng)，學(xué)習(xí)的積極性也會(huì)大大提高。學(xué)員之間進(jìn)行互動(dòng)，不僅可以調(diào)動(dòng)他們的學(xué)習(xí)熱情，而且有助于培養(yǎng)他們的合作精神，形成互幫互助的氛圍。例如，在講述“主存與Cache的三種地址映射方式”時(shí)，先介紹地址映射方式的選擇標(biāo)準(zhǔn)，然后在介紹具體地址映射方式時(shí)，可以讓學(xué)員根據(jù)選擇標(biāo)準(zhǔn)判斷該地址映射是否適用于某種情況，存在何種缺陷，如何改進(jìn)，從而引出另外一種地址映射方式;也可以將之作為任務(wù)布置，由學(xué)員進(jìn)行分析、討論，并在課堂上進(jìn)行提問(wèn)。這樣，學(xué)員有了具體的學(xué)習(xí)任務(wù)，在學(xué)習(xí)中就不會(huì)沒(méi)有目的性。在這種教學(xué)方式下，學(xué)員處于主動(dòng)的地位，與教師之間也成為一種協(xié)作探索知識(shí)的關(guān)系，消除他們由于難學(xué)帶來(lái)的排斥心理。面授結(jié)束時(shí)一定要注意本次課總結(jié)，為使學(xué)員有效地掌握本次課的重點(diǎn)，教師要認(rèn)真研究、整合課程內(nèi)容，化繁為簡(jiǎn)，深入淺出，為學(xué)員提供簡(jiǎn)明、清晰的學(xué)習(xí)重點(diǎn)，有時(shí)總結(jié)成記誦口訣，有時(shí)概括為關(guān)鍵詞，既方便了學(xué)員記憶，又提高了教學(xué)效果。例如在講解數(shù)制轉(zhuǎn)換中如何將二進(jìn)制與八進(jìn)制、十六進(jìn)制互相轉(zhuǎn)換過(guò)程中，給學(xué)員講了采用“421碼”、“8421”轉(zhuǎn)換技巧，學(xué)員很快地理解了這部分內(nèi)容。
面授策略的有效實(shí)施，解決了學(xué)員在預(yù)習(xí)中的難點(diǎn)，幫助學(xué)員掌握了課程重點(diǎn)，教與學(xué)的質(zhì)量都有了明顯提高。
3.重視實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)員實(shí)踐能力
傳授知識(shí)、培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)是課程教學(xué)的三大目標(biāo)。要實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)能力的目標(biāo)，必須明確地將實(shí)踐教學(xué)擺到重要位置，體現(xiàn)學(xué)科的理論性與實(shí)踐性相結(jié)合的特征。任課教師用實(shí)驗(yàn)儀器“TEC-4計(jì)算機(jī)組和體系結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”，如ALU、雙端口存儲(chǔ)器、微程序控制器、時(shí)序產(chǎn)生器等功能部件結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新改進(jìn)，緊密結(jié)合教材，突出整機(jī)概念，使學(xué)員抓住了課程的本質(zhì)，幫助學(xué)員建立清晰的數(shù)字系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)整機(jī)概念。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，講解完原理后，以學(xué)員自主實(shí)踐為主，筆者指導(dǎo)為輔，培養(yǎng)了學(xué)員硬件動(dòng)手等實(shí)踐能力。
4.探索應(yīng)考策略，提高課程過(guò)關(guān)率
不管采用什么好的教學(xué)方法，內(nèi)容掌握程度如何，大部分學(xué)員追求目標(biāo)是通過(guò)考試，取得學(xué)分。針對(duì)學(xué)員需求，任課教師認(rèn)真鉆研近幾年的中央電大開(kāi)放教育的考題規(guī)律，通過(guò)對(duì)歷年考題的題型及考題所涉及的重點(diǎn)章節(jié)的分析、章節(jié)重點(diǎn)考核內(nèi)容及知識(shí)點(diǎn)的講解，指導(dǎo)學(xué)員掌握重點(diǎn)，突破難點(diǎn)，掌握應(yīng)對(duì)各種題型的技巧。任課教師精心設(shè)計(jì)課件，將課程的選擇題、判斷題做成課件方便學(xué)員復(fù)習(xí)，學(xué)員可以通過(guò)反復(fù)點(diǎn)擊進(jìn)行選擇、判斷,從而加深印象;對(duì)于簡(jiǎn)答題，幫助學(xué)員提煉關(guān)鍵字、核心點(diǎn)，并要求學(xué)員在理解的基礎(chǔ)上記憶下來(lái);對(duì)于計(jì)算題，重點(diǎn)掌握數(shù)制轉(zhuǎn)換、原碼、反碼、補(bǔ)碼的求法，反復(fù)強(qiáng)化練習(xí)，要求學(xué)員做到任意給出一個(gè)數(shù)，都能準(zhǔn)確無(wú)誤地求出正確結(jié)果。教師的精心指導(dǎo)帶來(lái)的是學(xué)員的認(rèn)真復(fù)習(xí)。幾年下來(lái)本門(mén)課成績(jī)?nèi)客ㄟ^(guò)，并且優(yōu)秀率達(dá)到80%以上。
在教學(xué)中，教學(xué)的關(guān)鍵不在于策略的多樣性，只要號(hào)準(zhǔn)學(xué)員的脈，扎扎實(shí)實(shí)地落實(shí)教學(xué)常規(guī)，也能取得事半功倍的教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn)
[1] 中國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科教程2002研究組. 中國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科教程2002[M]. 北京：清華大學(xué)出版社, 2002.
[2] 王誠(chéng).計(jì)算機(jī)組成原理(本科) [M].北京：中央廣播電視大學(xué)出版社，2008.
[3]陳麗文.學(xué)員自主式的教學(xué)模式在綜合性實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2004.21(3).
計(jì)算機(jī)組成原理論文篇二
談“計(jì)算機(jī)組成原理”課程教學(xué)設(shè)計(jì)
摘 要：在介紹“計(jì)算機(jī)組成原理”課程特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，研究本課程的教學(xué)設(shè)計(jì)，制訂實(shí)驗(yàn)課件的開(kāi)發(fā)方案，并針對(duì)該課程幾個(gè)重難點(diǎn)提出相關(guān)的教學(xué)策略。
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)組成原理;課程設(shè)計(jì);知識(shí)體系
現(xiàn)代社會(huì)計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展一日千里，計(jì)算機(jī)的組成結(jié)構(gòu)與過(guò)去的小規(guī)模集成電路相比已不可同日而語(yǔ)，它已經(jīng)是超大規(guī)模的集成電路。高校開(kāi)設(shè)“計(jì)算機(jī)組成原理”課程，其主要目的是學(xué)生通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，可以深入了解計(jì)算機(jī)的各功能部件，對(duì)每個(gè)部件在整機(jī)中起到的作用以及對(duì)應(yīng)需完成的任務(wù)進(jìn)行學(xué)習(xí)[1]。
1 課程特點(diǎn)及教學(xué)任務(wù)
“計(jì)算機(jī)組成原理”是高校計(jì)算機(jī)專業(yè)的一門(mén)核心課程。它在先導(dǎo)課與后續(xù)課間起著承上啟下的重要作用，它的課程地位決定其知識(shí)范圍廣、知識(shí)容量大、更新速度快以及難度高的特點(diǎn)[2]。因此在本課程中，教師更應(yīng)該注意學(xué)生主體作用的體現(xiàn)。計(jì)算機(jī)技術(shù)日新月異，老師所傳授的知識(shí)要與時(shí)代的發(fā)展同步，使學(xué)生在校園內(nèi)接觸到的是新知識(shí)、新技術(shù)和新理念。
“計(jì)算機(jī)組成原理”是計(jì)算機(jī)本科專業(yè)必修的硬件課程。學(xué)生通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，可以了解計(jì)算機(jī)常用的邏輯器件、部件的基本原理、基本結(jié)構(gòu)和初步設(shè)計(jì)方法，了解簡(jiǎn)單、完備的單臺(tái)計(jì)算機(jī)組成原理。教學(xué)要求可以按照高、中、低分為三個(gè)層次，即“掌握”、“理解”和“了解”：“掌握”即要求學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行熟練掌握和深入理解，并且可以利用所學(xué)知識(shí)對(duì)相關(guān)的應(yīng)用、初步設(shè)計(jì)等問(wèn)題做出
分析和解答;而“理解”要求學(xué)生可以利用所學(xué)內(nèi)容對(duì)相關(guān)問(wèn)題做簡(jiǎn)單的判斷分析;“了解”則是對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行初步的了解[3]。
2 課程知識(shí)體系設(shè)計(jì)
常規(guī)的課程知識(shí)體系都要求具備一定的系統(tǒng)性、科學(xué)性以及完整性。不過(guò)相對(duì)于學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)原理的課程來(lái)說(shuō)，上述也提到該課程的特點(diǎn)決定將其教學(xué)要求分為三個(gè)層次，因此，筆者認(rèn)為可以將科學(xué)性標(biāo)準(zhǔn)作為需要主要把握的課程特性，而其系統(tǒng)性和完整性可以根據(jù)本課程的特點(diǎn)做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。
2.1 課程知識(shí)體系的構(gòu)成
課程知識(shí)體系由若干知識(shí)單元(如總線、存儲(chǔ)器等)構(gòu)成，知識(shí)單元由若干知識(shí)點(diǎn)(如總線結(jié)構(gòu)、特性等)構(gòu)成，知識(shí)單元的每個(gè)知識(shí)點(diǎn)間又有著內(nèi)在邏輯關(guān)系，每個(gè)知識(shí)單元中的知識(shí)點(diǎn)與其他單元的各知識(shí)點(diǎn)同樣有一定聯(lián)系，并且各知識(shí)單元之間同樣存在著相應(yīng)的關(guān)系，正是這些內(nèi)在的邏輯關(guān)系組成了一個(gè)完整的網(wǎng)狀系統(tǒng)，其所反映的就是課程知識(shí)體系結(jié)構(gòu)。新的知識(shí)要藉由長(zhǎng)時(shí)記憶中的知識(shí)向?qū)W生自身的知識(shí)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，因此，在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)時(shí)要以這個(gè)觀點(diǎn)為基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)該課程的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)[4]，如圖1所示。
基金項(xiàng)目：黑龍江省智能教育與信息工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;黑龍江省重點(diǎn)學(xué)科(081203)。
作者簡(jiǎn)介：李麗萍，女，教授，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)科學(xué)教育、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)。
2.2 建立課程知識(shí)體系結(jié)構(gòu)的方法
首先利用任務(wù)分析這一教學(xué)設(shè)計(jì)理論技術(shù)，采用教研組老師集體研究、分析的模式，確定出該課程的教學(xué)范圍以及課程深度[5]。再通過(guò)解釋結(jié)構(gòu)模型法，對(duì)教學(xué)順序以及教學(xué)內(nèi)容的關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步確定。在確定教學(xué)順序時(shí)，通常由專業(yè)人員以及課程教師來(lái)進(jìn)行：先分析主題，把課程內(nèi)容的各知識(shí)點(diǎn)抽出，確定出各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)部邏輯關(guān)系，即建立有向圖;通過(guò)矩陣運(yùn)算初步整理有向圖，求取各知識(shí)點(diǎn)間教學(xué)關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)，繪出整體知識(shí)點(diǎn)層級(jí)網(wǎng)絡(luò)圖;最后再進(jìn)行整體的審查以及局部修改。知識(shí)體系結(jié)構(gòu)中的每個(gè)知識(shí)點(diǎn)都要做任務(wù)目標(biāo)的分析，進(jìn)一步確定出具體教學(xué)內(nèi)容，參照上述確定的教學(xué)關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)，建立起教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)任務(wù)的關(guān)聯(lián)圖，最后就可以進(jìn)行“計(jì)算機(jī)組成原理”的課程體系設(shè)計(jì)。
3 課程分析
3.1 教材分析
《計(jì)算機(jī)組成原理》教材經(jīng)過(guò)多次的改版和演變，已經(jīng)增加了很多的內(nèi)容。通過(guò)分析所用《計(jì)算機(jī)組成原理》教材，我們可以把教材全部10大章內(nèi)容先分為26個(gè)教學(xué)單元，每個(gè)單元再細(xì)分為若干個(gè)知識(shí)點(diǎn)。選擇每個(gè)單元內(nèi)容的主要知識(shí)點(diǎn)，再針對(duì)這些知識(shí)點(diǎn)間的內(nèi)在邏輯關(guān)系組織學(xué)習(xí)順序。在教學(xué)設(shè)計(jì)上強(qiáng)調(diào)清晰、簡(jiǎn)潔、明確，使學(xué)生可以從整體把握該課程的知識(shí)結(jié)構(gòu)。因?yàn)閷W(xué)習(xí)過(guò)程中的每個(gè)知識(shí)點(diǎn)有著不同的難易程度，通常關(guān)鍵的知識(shí)點(diǎn)往往也是難點(diǎn)，因此在設(shè)計(jì)中要針對(duì)重點(diǎn)知識(shí)提供多層次、多形式的學(xué)習(xí)和練習(xí)。
3.2 學(xué)生特征分析
課程設(shè)計(jì)中確定教學(xué)進(jìn)度、完成教學(xué)任務(wù)的第一步，就是對(duì)學(xué)生特征做出科學(xué)、準(zhǔn)確的分析，只有對(duì)學(xué)生進(jìn)行充分的了解，才能確定哪些學(xué)習(xí)內(nèi)容是可以通過(guò)學(xué)生自學(xué)完成的，哪些任務(wù)是需要老師加以引導(dǎo)的。分析學(xué)生特征可以充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)動(dòng)力，引導(dǎo)學(xué)生編制自學(xué)計(jì)劃，在有限的時(shí)間實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。
學(xué)生特征信息通常來(lái)源于以下兩個(gè)渠道：
1) 通過(guò)老師和學(xué)生的面對(duì)面交談或者利用郵件、及時(shí)通訊工具等所做的交流。
2) 通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查，問(wèn)卷的內(nèi)容主要包括學(xué)生在學(xué)習(xí)“計(jì)算機(jī)組成原理”時(shí)的態(tài)度、目的以及方法，還有具備相應(yīng)基礎(chǔ)知識(shí)的程度。采用問(wèn)卷的形式與學(xué)生進(jìn)行交流，可以直接掌握學(xué)生的具體情況，包括學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)知識(shí)以及設(shè)計(jì)能力。老師可以以此為參照進(jìn)行教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計(jì)。要先促使基礎(chǔ)知識(shí)相對(duì)欠缺的學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)充學(xué)習(xí)，學(xué)生在具備了前導(dǎo)知識(shí)后，才能克服后續(xù)學(xué)習(xí)過(guò)程中的畏難心理，使得課程得以順利開(kāi)展。而對(duì)于一部分學(xué)習(xí)熱情高、基礎(chǔ)扎實(shí)、喜歡計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生，則可以引導(dǎo)他們制定一些綜合性的、有一定難度的自學(xué)計(jì)劃。學(xué)生在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，提高創(chuàng)新能力和學(xué)習(xí)能力，從而激發(fā)其求知欲，體會(huì)到學(xué)習(xí)的成就感，最終提高設(shè)計(jì)能力。
3.3 學(xué)習(xí)目標(biāo)分析
本課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)按照上述課程體系結(jié)構(gòu)的組成，設(shè)計(jì)為“課程學(xué)習(xí)目標(biāo)”、“單元學(xué)習(xí)目標(biāo)”和“知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)目標(biāo)”?？梢韵仍趯W(xué)期初提出課程學(xué)習(xí)目標(biāo)，使學(xué)生對(duì)于課程的學(xué)習(xí)目的了然于胸;單元學(xué)習(xí)目標(biāo)可以在學(xué)習(xí)各單元內(nèi)容之前呈現(xiàn);而每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)目標(biāo)要在知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)過(guò)程中呈現(xiàn)，并且將知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)目標(biāo)對(duì)照上述教學(xué)特點(diǎn)進(jìn)行層次的劃分，使學(xué)生明確知道知識(shí)點(diǎn)是屬于“掌握”還是“理解”還是“了解”。老師給出相應(yīng)的引導(dǎo)和建議，學(xué)生按照不同的層次目標(biāo)確定自己適用的學(xué)習(xí)策略。
4 教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.1 組織教學(xué)內(nèi)容
在實(shí)施本課程的教學(xué)活動(dòng)時(shí)，除了引導(dǎo)學(xué)生在課堂這種正式渠道獲取理論知識(shí)外，還要充分利用校園局域網(wǎng)、因特網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)形式和網(wǎng)絡(luò)資源加以學(xué)習(xí)輔助。例如，計(jì)算機(jī)發(fā)展與展望、漢字在計(jì)算機(jī)中的處理、外部設(shè)備等一些與現(xiàn)代技術(shù)聯(lián)系密切的知識(shí)點(diǎn)，多采用學(xué)生分組學(xué)習(xí)討論方式。學(xué)生搜集查找的資料內(nèi)容遠(yuǎn)比課本豐富，這種學(xué)習(xí)方式，既開(kāi)拓了學(xué)生的知識(shí)面，也鍛煉了學(xué)生初步進(jìn)行信息檢索歸類的科研探索能力。老師在課堂中通過(guò)精心制作的課件，采用知識(shí)可視化、信息可視化等先進(jìn)的方法，向?qū)W生傳遞知識(shí)點(diǎn);或者利用BBS、電子郵件等方式，與學(xué)生進(jìn)行非正常渠道的溝通，在傳遞教材各顯性知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)，還向?qū)W生傳授分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的策略[6]。學(xué)生通過(guò)掌握這些隱性知識(shí)，不僅加快了知識(shí)點(diǎn)向自身知識(shí)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化的過(guò)程，還提高了實(shí)際解決問(wèn)題的能力。
4.2 設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)環(huán)境
學(xué)習(xí)環(huán)境通常由自主學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)兩部分組成。自主學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計(jì)，除了老師引導(dǎo)學(xué)生制定相應(yīng)的學(xué)習(xí)計(jì)劃外，還可以針對(duì)學(xué)生的階段測(cè)試、日常學(xué)習(xí)中的反饋信息設(shè)計(jì)出自學(xué)自測(cè)學(xué)習(xí)模式：收集每個(gè)階段測(cè)試以及日常練習(xí)中經(jīng)常出錯(cuò)的習(xí)題，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)出自測(cè)試題庫(kù)，促使學(xué)生自覺(jué)進(jìn)入該試題庫(kù)進(jìn)行自我測(cè)試，通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)不足，從而提高學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)積極性。而協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計(jì)，則可以采用項(xiàng)目教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法等各種教學(xué)方法[7]，加強(qiáng)學(xué)生協(xié)作能力的鍛煉，培養(yǎng)其團(tuán)隊(duì)精神。也可以在校內(nèi)局域網(wǎng)建立課程論壇、學(xué)習(xí)社區(qū)等，利用發(fā)貼與學(xué)分掛鉤的形式，提高學(xué)生的參與度。
4.3 開(kāi)發(fā)教學(xué)資源
老師要采用多種教學(xué)策略為學(xué)生搭建一個(gè)理想的學(xué)習(xí)的平臺(tái)。深入開(kāi)發(fā)素材性課程資源，可以說(shuō)課程資源是課程實(shí)施的基本條件之一，素材性課程資源是開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)直接來(lái)源，學(xué)生轉(zhuǎn)化為自身知識(shí)結(jié)構(gòu)的對(duì)象。素材性課程資源分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種，很多老師比較側(cè)重于靜態(tài)資源(如講義、課件)的利用，而忽略了動(dòng)態(tài)資源。所謂動(dòng)態(tài)資源就指師生交互過(guò)程中所形成的資源，例如，學(xué)生時(shí)實(shí)的信息反饋等。其實(shí)動(dòng)態(tài)資源的利用正是突出了“學(xué)生為學(xué)習(xí)主體”這一全新教學(xué)理念，它使學(xué)生和老師情感交流更為豐富，也提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
4.4 設(shè)計(jì)教學(xué)方法
由于“計(jì)算機(jī)組成原理”課程有很多抽象性的概念，筆者通過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，類比法對(duì)幫助學(xué)生理解抽象概念起著非常有效的作用。所謂類比法，是把計(jì)算機(jī)原理課程中的知識(shí)內(nèi)容與日常生活中接近的例子作對(duì)比，使得相關(guān)理論概念變得具像化，更容易理解和掌握[8]。類比法又分為對(duì)象方法類比及對(duì)象屬性類比兩種。其中對(duì)象屬性類比是利用該對(duì)象的屬性，與另外一個(gè)與其屬性特征相接近或者完全相同的對(duì)象做比較，使得具有抽象屬性的對(duì)象具像化，對(duì)該對(duì)象的屬性特征加以說(shuō)明。如教材中對(duì)CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能的描述都比較抽象，有時(shí)候僅用一個(gè)模型圖來(lái)說(shuō)明其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，學(xué)生理解起來(lái)比較困難。此時(shí)可以分析該知識(shí)單元：CUP的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是一個(gè)互相協(xié)作但又相對(duì)獨(dú)立的整體，其各部分都有自己的功能特點(diǎn)，那么就可以將其與一家制造企業(yè)公司做類比。一家制造廠由經(jīng)理部、財(cái)務(wù)管理部、生產(chǎn)部、車(chē)間、企劃部、采購(gòu)部等各部門(mén)組成，每個(gè)部門(mén)的職責(zé)范圍也不盡相同，如果把公司的組織架構(gòu)和CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)的組成做類比，則理解起來(lái)就相對(duì)容易，因此可以做如表1所示的類比。
這種類比教學(xué)方法在課堂實(shí)施后，學(xué)生都認(rèn)為對(duì)于CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)理解比較透徹。
而對(duì)象類比則是對(duì)某對(duì)象所具備的行為或過(guò)程與另外一個(gè)對(duì)象所具備的抽象性過(guò)程或行為進(jìn)行類比，進(jìn)而對(duì)抽象概念加以說(shuō)明。
4.5 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
該課程是一門(mén)實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程，因此，實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)就尤為重要，這里按照開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)課程的時(shí)期提出幾種設(shè)計(jì)方法。
4.5.1 驗(yàn)證式實(shí)驗(yàn)
對(duì)于初期實(shí)驗(yàn)課程來(lái)說(shuō)，這種實(shí)驗(yàn)方法比較常用，它可以幫助學(xué)生熟練掌握基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的步驟及方法。其實(shí)驗(yàn)證式實(shí)驗(yàn)就是老師先給出實(shí)驗(yàn)的步驟、方法以及試驗(yàn)?zāi)康模⒗L出線路圖，在上面寫(xiě)出匯編程序，給出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，學(xué)生按照老師提供的思路進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。比如，一塊EPROM的芯片，由0地址開(kāi)始寫(xiě)上內(nèi)容，學(xué)生按照老師提供的電路圖構(gòu)成電路，讀出地址內(nèi)容單元，并與老師所寫(xiě)的內(nèi)容做比較。這個(gè)試驗(yàn)可以幫助學(xué)生初步了解單元電路的構(gòu)造及調(diào)試方法，及時(shí)排除錯(cuò)誤。
4.5.2 模仿式實(shí)驗(yàn)
開(kāi)設(shè)中期實(shí)驗(yàn)課程，學(xué)生可以參照一些程序或電路，對(duì)其進(jìn)行改造或模仿，設(shè)計(jì)出類似的實(shí)驗(yàn)程序和電路，得出課程要求的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并對(duì)該結(jié)果進(jìn)行觀察、分析和研究，這種方法就是模仿式實(shí)驗(yàn)。
4.5.3 探索式實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)課程的后期階段，可以要求學(xué)生參照教材內(nèi)容，自行設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案，對(duì)實(shí)驗(yàn)電路、實(shí)驗(yàn)流程、實(shí)驗(yàn)程序進(jìn)行自主的調(diào)試和構(gòu)造，從中獲取老師所要求的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這種探索式實(shí)驗(yàn)對(duì)于學(xué)生解決問(wèn)題、分析問(wèn)題的能力要求比較高，并且還要有較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)軟件、硬件知識(shí)做支撐。學(xué)生經(jīng)過(guò)該階段實(shí)驗(yàn)課程的訓(xùn)練，其動(dòng)手能力、設(shè)計(jì)能力都會(huì)得到很大的提高。根據(jù)長(zhǎng)期的計(jì)算機(jī)組成原理課程教學(xué)實(shí)踐，我們開(kāi)發(fā)了基于EDA技術(shù)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)板，在實(shí)驗(yàn)課中開(kāi)展了新教學(xué)方法的教學(xué)實(shí)驗(yàn)和研究，摸索和設(shè)計(jì)出了一套新型的計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)方法與模式。實(shí)踐表明，采用這種教學(xué)方法的突出特點(diǎn)是充分體現(xiàn)和發(fā)揮了學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力，達(dá)到了加強(qiáng)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高和實(shí)踐能力培養(yǎng)的目標(biāo)。
4.6 教學(xué)評(píng)價(jià)體系設(shè)計(jì)
在設(shè)計(jì)教學(xué)評(píng)價(jià)體系時(shí)，老師要注意將多種評(píng)價(jià)方式相結(jié)合。在學(xué)習(xí)過(guò)程中運(yùn)用形成性評(píng)價(jià)，老師可以設(shè)計(jì)出諸如“電子檔案袋”等形式的程序，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程做詳細(xì)記錄;在學(xué)習(xí)活動(dòng)告一段落時(shí)，可以采用總結(jié)性評(píng)價(jià)方法，指出各階段性學(xué)習(xí)的不足，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果加以驗(yàn)證。評(píng)價(jià)的手段也不能只采用考試一種，可以結(jié)合日常教學(xué)中的項(xiàng)目完成成果、在課程論壇中發(fā)帖的數(shù)量和質(zhì)量等，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)方法做出全面評(píng)價(jià)。而評(píng)價(jià)的主體也要多樣化，不能僅以老師為評(píng)價(jià)的主體，學(xué)生也要真正參與到評(píng)價(jià)活動(dòng)中來(lái)，如設(shè)計(jì)問(wèn)卷調(diào)查，或者項(xiàng)目教學(xué)法中，讓學(xué)生作為評(píng)價(jià)的主體，進(jìn)行各項(xiàng)目小組間的互相評(píng)價(jià)等。
5 結(jié)語(yǔ)
對(duì)“計(jì)算機(jī)組成原理”進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，目的是提出更為有效的教學(xué)設(shè)計(jì)。當(dāng)然在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，學(xué)校使用的教材與實(shí)際的技術(shù)發(fā)展還存在一定的差異，因此老師要注意結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)新的計(jì)算機(jī)知識(shí)、技術(shù)及應(yīng)用多加介紹，使學(xué)生在學(xué)校可以了解最新的計(jì)算機(jī)技術(shù)，激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)專業(yè)自信心。
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