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計算機科學原理范文第1篇

摘要：獨立學院計算機教育要根據(jù)計算機課程特點以及學生需求不同，采用多樣的教學方式，制定并在實踐中調(diào)整和完善教學大綱，加強教材建設，注重學生計算機實踐能力的培養(yǎng)鍛煉。本文介紹了我院的實踐經(jīng)驗。

關鍵詞：教學方式；教學大綱；教學實踐

中圖分類號：G642

文獻標識碼：B

1合理設置課程，創(chuàng)造多樣化教學方法

獨立本科院校計算機教育不能按照一本、二本院校課程設置模式，而應建立自己特有的專業(yè)建設規(guī)劃，把理論性強、不影響面向應用型學習的課程比如編譯原理等設置為專業(yè)選修課，供有特殊需求的學生比如考認證證書和考研的同學選修，根據(jù)教學目的和教學內(nèi)容，因材施教，加強個別教學，提高學生學習主動性和積極性。對應用型強的課程，在講授過程中，可針對學生在知識結構、學習習慣、認知心理等方面的特點，實行啟發(fā)式、案例式、項目驅動式等多種教學方式教學，變學生被動接受知識的過程為主動探索、發(fā)現(xiàn)的過程，提高學生的思維能力和發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。在教學方法上，應注意理論結合實際，避免空洞地講解，要采用多樣化教學手段。例如，計算機發(fā)展、功能等知識可以以講授為主；對辦公軟件如Office等軟件應用，則應采用講授與上機實習相結合的方式；如何防病毒等可以采用課堂討論形式講授；綜合應用采用案例教學方式講授；程序設計課程可采用上機操作實訓進行講授等?，F(xiàn)代信息技術融入到教學過程中，使教學組織形式和教學方法有了新的發(fā)展。學生借助多媒體課件等，獲取知識的途徑增加了，同時掌握學習進度、學習內(nèi)容的自主性增強了。這就要求在計算機教學中改變傳統(tǒng)的以教師為中心的課堂講授式的格局，代之以教師對學生的啟發(fā)引導，為學生學習主動性的發(fā)揮創(chuàng)造更加充分的條件。在教學的同時，不定期地舉辦一些計算機競賽，使學生通過參加競賽獲得更多的知識，激發(fā)學習的興趣。多種形式的教學方法還應與多種形式的考核方式相結合，從而有效地培養(yǎng)學生的計算機應用能力。多媒體技術支持下的網(wǎng)絡教學平臺，為學生提供了一個理想的數(shù)字化學習環(huán)境，支持研究型學習、協(xié)作型學習等多種學習模式。網(wǎng)絡教學平臺包含了多種教學資源，提供備課、學習等所需要的工具和環(huán)境，并為師生之間的交流提供了渠道，這些都有利于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和個性化發(fā)展。計算機教學應該在這方面進行有益的嘗試。

2針對不同學習對象，調(diào)整和完善教學內(nèi)容

計算機教育包括面向專業(yè)和非專業(yè)學生的教育，針對不同學習對象要安排不同程度的學習內(nèi)容，并應根據(jù)經(jīng)濟、社會的發(fā)展需要和就業(yè)狀況以及本校的實際來確定教學目的和任務。例如文科類專業(yè)學生在今后的工作中多利用計算機的文件管理功能管理大量的文獻資料以及進行文獻檢索，而工科類學生則需要利用計算機編程來模擬實驗過程。不同專業(yè)學生需要的計算機知識深度也不同，因為計算機技術中的研究方法和思維模式對于許多工科類專業(yè)有著顯著的借鑒意義，因此理工類學生較之文科類學生往往需要更加深入的計算機知識。只有這樣，才能讓計算機成為他們以后工作的有力工具，把他們的創(chuàng)造力充分地發(fā)揮出來。

3教學大綱要適應信息技術發(fā)展，加強教材建設

教學大綱是教學的科學性和規(guī)范性的必要保證，教學工作應圍繞教學大綱進行。隨著計算機技術及其應用的不斷發(fā)展，計算機軟件和硬件技術發(fā)展迅猛，這就要求計算機教學的內(nèi)容應隨著計算機科學技術的發(fā)展而有所調(diào)整，以適應社會發(fā)展的需要。因此，對教學大綱也要不斷適當修改，使之不斷趨于完善。大綱的編寫應體現(xiàn)實用、可行性原則，既要有普及的需要，又要兼顧先進性，應反映出計算機領域新的科技成就及其應用水平。許多優(yōu)秀軟件陸續(xù)問世和應用，在教學大綱中就應及時安排這方面的內(nèi)容，并根據(jù)具體情況安排課時。

教材是教學內(nèi)容的具體實施，是學校教育教學的基本手段，是搞好教學工作的基礎。為解決信息技術的發(fā)展與教材更新的矛盾，可將教材分為主教材和輔助教材兩部分。主教材重點闡述基本原理，介紹一般方法，具體操作可在輔助教材(如實驗指導書、輔助教學光盤和課程網(wǎng)站等)里介紹。主教材用作課堂教學，輔助教材以自學為主、供上機實驗用。

4加強實驗課程建設

在課時安排上，要保證上機實習與講課有合適的比例。

每位主講教師應直接參與上機指導，以便隨時掌握學生的學習情況，及時發(fā)現(xiàn)和解決實習中出現(xiàn)的問題。實驗題目與目的要明確，綜合性實驗要注重實用性和趣味性，在學生初步完成的基礎上，鼓勵學生繼續(xù)思考，循序漸進地引導他們完成實驗。對于規(guī)模較大的實驗題目，鼓勵多人合作完成，培養(yǎng)學生的團隊精神。計算機學科是一門實踐性很強的學科，因此獨立本科院校必須立足現(xiàn)實，從系統(tǒng)整體的角度出發(fā)，把著眼點放在提高教學質(zhì)量和教學水平上，把課程建設深入到整個教學活動和課程體系中去，努力把教學質(zhì)量和辦學水平推向新的高度。

參考文獻：

計算機科學原理范文第2篇

>> 計算機應用基礎課程教改實踐 基于混合學習模式的獨立學院計算機應用基礎課程教學改革研究 獨立學院計算機基礎課程教學研究 基于翻轉課堂模式的獨立學院計算機基礎課程教學研究 高職高專計算機應用基礎課程教改研究 應用型本科院校“大學計算機基礎”課程的教改研究與應用 地方高校計算機基礎課程教改探析 大學計算機基礎課程教改實踐 獨立學院計算機基礎課程中創(chuàng)新能力的培養(yǎng) 獨立學院計算機基礎課程教學改革探析 獨立學院計算機公共基礎課程教學改革與實踐 如何提高獨立學院計算機基礎課程的實用性 獨立學院計算機基礎課程的分層教學模式探究 獨立學院計算機專業(yè)群電類基礎課程改革探索 獨立學院公共計算機基礎課程教學改革探索 獨立學院計算機基礎課程中存在的問題及建議 獨立學院計算機基礎課程考核方式探討 高職類院校計算機應用基礎課程的教改與創(chuàng)新 計算機應用基礎課程機器考試研究 基于獨立學院計算機文化基礎課教學研究 常見問題解答 當前所在位置：l)，截至 2010年11月1日，我國已有獨立學院322所。伴隨著獨立學院規(guī)模的不斷擴張，提高教育質(zhì)量已經(jīng)成為決定獨立學院發(fā)展前途的關鍵要素[1]。

當前我國獨立學院的培養(yǎng)目標大都定位于應用型本科人才的培養(yǎng)，為了提高獨立學院的教育質(zhì)量，獨立學院必須從自身的條件出發(fā)，進行深入的教學改革，才能培養(yǎng)出上手快、后勁足的復合應用型人才。課程是人才培養(yǎng)的基石，課程的教學改革成為獨立學院教學改革的首要任務[2-3]。

教育的根本任務是為生產(chǎn)、建設和管理服務，是為國家培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和可持續(xù)發(fā)展能力的高等技術應用型專門人才[4]。計算機應用基礎是本科生的一門必修課，是一門知識性、技能性和實踐性很強的課程，體現(xiàn)大學生的現(xiàn)代技能應用能力。因此，計算機操作能力對各專業(yè)的大學生都很重要，計算機應用基礎課程的改革成為獨立學院教學改革的一項重要內(nèi)容[5]。

1 課程基本情況

計算機應用基礎是我校大學本科各專業(yè)學生必修的公共基礎課，主要內(nèi)容著重計算機基礎知識、基本概念的學習，基本操作技能的培養(yǎng)，并兼顧實用軟件的使用和計算機應用領域前沿知識的介紹，為學生進一步學習后續(xù)有關課程打下基礎[6]。

通過本課程的學習，學生應能夠了解當代計算機系統(tǒng)的基本概念，掌握微型計算機操作系統(tǒng)的基本使用方法，了解并掌握文稿編輯軟件Word、數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析軟件Excel、演示文稿軟件PowerPoint、網(wǎng)絡使用、多媒體應用等軟件的基本知識和操作技能，了解信息安全的知識。

筆者所在學校是一所以工為主，包含理工管文、經(jīng)(濟)法(律)英(語)藝(術)的綜合性獨立學院，筆者所在單位要承擔全校計算機應用基礎課程的教學任務。每學年平均有4 000多學生，平均每位教師要負責2~3個班共200~300人的教學，任務繁重。為了進一步提高教學質(zhì)量，深入進行教學改革，我們采用問卷方式對對全校新生發(fā)放了一份“調(diào)查問卷”，內(nèi)容如下：

你之前學過計算機應用基礎的哪些相關內(nèi)容

你對計算機系統(tǒng)組成、數(shù)制之間的相互轉換等計算機基礎知識的熟悉程度

你對Windows操作系統(tǒng)的熟悉程度

你對Word的熟悉程度(可選多項)

你對Excel的熟悉程度(可選多項)

你對PPT的熟悉程度(可選多項)

你對將計算機接入網(wǎng)絡方式的熟悉程度

你是否會設定并查看機器的IP地址

你已經(jīng)掌握了下列哪些操作技能(可選多項)

你原來在學校學習計算機應用基礎相關知識時所采用的方法是

通過調(diào)查問卷統(tǒng)計顯示，由于我校學生大部來源于廣東省，少部分學生來自新疆、東北等地。

由此可見：

1) 學生入校時的基礎不一致。來自廣東城市地區(qū)的學生在中學時已普遍開設了計算機文化基礎課，具備了一定的計算機基本知識和應用能力，他們上課感到內(nèi)容太淺，而來自邊遠地區(qū)和農(nóng)村的學生入學基礎差，上課聽不懂、跟不上，這樣一來，就給教學實施帶來了許多困難。

2) 教學內(nèi)容不切實際。由于獨立學院主要是培養(yǎng)應用型人才，根據(jù)我校的具體情況，對于理工管文、經(jīng)(濟)法(律)英(語)藝(術)不同專業(yè)學生對學習計算機技術的要求是不同的。但起初我校的計算機應用基礎課程從課程定位、教學內(nèi)容、教材建設等方面基本上都是照辦北京理工大學母體的課程，過多地強調(diào)理論性與系統(tǒng)性，而對于一些實用的、具體的操作內(nèi)容則講解比較含糊，學生學習起來就會遇到許多困難。

3) 教學理念因循守舊、教學方法陳舊落后。在教學中仍是采用以教師為中心、“滿堂灌”的教學方法，學生學習的主動性被壓抑，嚴重影響了學習效果。

2 改革的研究與實踐

2.1 立足珠海，服務廣東，面向全國，以社會需求為導向，改革教學內(nèi)容

根據(jù)我校各專業(yè)學院專業(yè)方向的不同，將全校分為三種類型：計算機專業(yè)、其他工科專業(yè)和文科專業(yè)。在此基礎上，針對不同的專業(yè)學院專業(yè)方向對教學內(nèi)容進行改革：打破傳統(tǒng)的知識體系觀點，突出實用性；刪掉因陳舊、過時等原因而不適宜的內(nèi)容，以社會需求為導向，增加一些全新的課程內(nèi)容，擴充課程的容量。

對于計算機專業(yè)的學生，所學的課程為計算機科學導論，按照計算機學科歷史淵源、發(fā)展過程、學科知識體系等方面組織內(nèi)容，講授的知識包括計算機發(fā)展史、計算機科學基本理論的形成與發(fā)展、程序設計語言原理與發(fā)展、數(shù)據(jù)庫技術原理與發(fā)展、計算機網(wǎng)絡技術及其發(fā)展、數(shù)據(jù)存儲技術及其發(fā)展、計算機產(chǎn)業(yè)的崛起與發(fā)展，增加計算機的實戰(zhàn)組裝等相關實用知識內(nèi)容。

非計算機專業(yè)的學生所學內(nèi)容側重于計算機的實際應用，內(nèi)容涵蓋計算機基礎知識、WindowsXP操作系統(tǒng)、文稿編輯軟件Word、數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析軟件Excel、演示文稿軟件PowerPoint以及計算機網(wǎng)絡及應用。其中文科專業(yè)的學生刪減掉數(shù)制及轉換等有關比較抽象的內(nèi)容，增加計算機操作等相關實用知識。

2.2 注重操作與應用技術的掌握，突出實踐性，從實際出發(fā)，改進教學方法

教學方法的改革是課程教學改革的突破口，在教學過程中一方面要充分發(fā)揮教師的主導作用，另一方面更要發(fā)揮學生學習的主動性與積極性，要將“以教師為中心”轉變?yōu)椤耙詫W生為中心”，使學生由“被動學習”轉變?yōu)椤爸鲃拥?、積極地學習”。

為此我們要改變過去單純由“黑板+粉筆”的授課方式，采用了多種方法的組合教學手段，根據(jù)不同的專業(yè)情況，分別采用“投影+課件”、“網(wǎng)絡+交流討論”，以及邊講解、邊演示、邊操作、邊實踐等多種教學手段，充分利用現(xiàn)代教育技術，注重啟發(fā)式、互動式教學，激發(fā)學生的學習興趣，學生可以同步感受軟件的運行過程，提高教學的效率。并進一步根據(jù)計算機技術操作性強的特點，采用“任務驅動法”、“案例教學法”，精講多練，以操作為主，培養(yǎng)學生的自主學習能力和實際動手能力。我們從身邊辦公應用中遇到的實際問題出發(fā)，精心選取各種典型案例。例如，學生墻報的藝術排版、畢業(yè)論文的綜合排版、學校超市的數(shù)據(jù)處理、學生學習成績的管理與分析等。

2.3 充分發(fā)揮網(wǎng)絡教學平臺優(yōu)勢，構建立體化教學環(huán)境

由于計算機應用基礎是面向全校的公共課，學生人數(shù)多，分布廣，為加強教學效果，在課堂講授的同時，我們還開發(fā)了豐富的網(wǎng)上教學資源，形成了立體化的教學環(huán)境。

我們采用了計算機網(wǎng)絡教學平臺系統(tǒng)，在Internet環(huán)境下實現(xiàn)作業(yè)、考試、授課、答疑、輔導等功能綜合化，在網(wǎng)上向學生提供教學大綱、教學日歷、課程教案、電子教材、多媒體課件、計算機技術發(fā)展資料、及相關題庫等教學資源，為學生課堂學習與課外學習提供條件，取得了很好的教學效果。

在網(wǎng)絡教學平臺上展示優(yōu)秀學生的作業(yè)，實現(xiàn)教師與教師、教師與學生、學生與學生之間超越時空限制的討論，實現(xiàn)了面授輔導方式與網(wǎng)上輔導方式的結合。

課程期末考試采用無紙化機考方式?？荚囋跈C房進行，每個學生在計算機上隨機生成的各自不同的試題并作答，考試結束后，由考試軟件立即自動判卷給分。機考的優(yōu)點有很多，舉例如下：

1) 有利于以考促學，進一步提高學生上機和學習的積極性與自覺性；

2) 考試公平公正，有效地杜絕了學生的舞弊行為；

3) 有助于幫助學生熟悉計算機等級考試的考試方式；

4) 有利于以考促教，通過機考對任課教師的教學效果會給出比較公正的評價。

2.4 加強教師隊伍建設，構建一支雙師型的教師隊伍，為課程改革夯實基礎

1) 加強青年教師的培養(yǎng)，積極發(fā)揮老教師對中青年教師的傳、幫、帶作用。每個剛分配來的青年教師入校，都要實行青年教師導師制度，都要選派一名老教師做青年教師的導師，有計劃地對青年教師制訂規(guī)劃，聽課并加以指導，以培養(yǎng)青年教師迅速成長。

2) 吸收青年教師參加教學研究項目、編寫教材及有關科研課題，現(xiàn)在許多青年教師都參加了正式出版的教材或實驗指導書的編寫；有的還參加了省或學校的教改項目。

3) 組織青年教師積極參加全校的多媒體課件設計大賽、青年教師教學基本功大賽，不斷提高教學質(zhì)量和教學水平。在領導的大力組織和支持下，我校每年都舉辦一次全校多媒體課件設計大賽，今年我校經(jīng)初賽、決賽，推選出6個作品參加了2010年廣東省計算機教育軟件評審活動暨第十四屆全國多媒體課件大獎賽，經(jīng)過省專家組評審，層層選拔，我校有3個作品脫穎而出，分別獲得了廣東省一等獎、三等獎和優(yōu)秀獎。

4) 建立學校和專業(yè)學院兩級教學督導制度，兩級教學督導委員和課程骨干教師首先在教學過程中作出表率，并定期聽課，檢查其他教師的教學情況，溝通信息、交流經(jīng)驗，為課程教學質(zhì)量的穩(wěn)步提高奠定堅實的基礎。

3 改革的主要成效

1) 完成了廣東省省級立項的高校計算機公共課程教學改革項目“計算機應用基礎課程教學改革與實踐”，目前項目已通過中期檢查，并作為改革典范在“高校計算機公共課程教學改革現(xiàn)場交流會”上作總結教學改革經(jīng)驗的報告，其經(jīng)驗已輻射到廣東省多家獨立學院。

2) 編寫了兩本高等教育‘十二五’應用型人才培養(yǎng)規(guī)劃教材《大學計算機應用基礎》(北京理工大學出版社，2010)和《大學計算機應用基礎實驗指導與習題》(北京理工大學出版社，2010)。

3) 采用新的教學模式后，全校學生計算機基礎知識、基本概念和基本操作技能有很大的提高，全校4 084名新生的課程各模塊通過率在90%以上。

4 結語

計算機基礎教育的深化與改革，是21世紀教學體制改革的一項重要內(nèi)容。在高校，進一步加強計算機應用技術方面的教育，已成為培養(yǎng)高素質(zhì)、跨學科、綜合

型、具有創(chuàng)新開拓精神人才的重要組成部分。我們在取得上述成績的同時，還必須認識到，計算機技術正在飛快發(fā)展，計算機應用基礎的教學一定要結合計算機技術的發(fā)展水平，今后在教學過程中還會面臨一些新問題，仍需要從觀念和模式上去進行進一步改革和創(chuàng)新。

參考文獻：

[1] 馬鵬衛(wèi). 高校計算機基礎課教學改革研究[J]. 大眾科技,2006(3):143-144.

[2] 周淑梅. 論計算機基礎課教學改革與探究[J]. 中國校外教育:理論版,2008(4):172-173.

[3] 洪汝渝. 非計算機專業(yè)計算機教學若干問題的探討[J]. 重慶工商大學學報,2004(4):425-428．

[4] 中國高等院校計算機基礎教育改革課題研究組. 中國高等院校計算機基礎教育課程體系2004[M]. 北京:清華大學出版社, 2004:52-63.

[5] 牟連佳,梁皎,李丕顯,等. 高校非計算機專業(yè)計算機基礎教學改革的研究與實踐[J]. 高教論壇,2005(1):94-98.

[6] 解福. 計算機文化基礎[M]. 北京:中國石油大學出版社,2004:37-63.

Teaching Reform Research on Undergraduate Course Basis of Computer Applications of Independent Institute

WANG Lili, WU Fang, TAN Zhongbing, LI Shutao

(Zhuhai College, Beijing Institute of Technology, Zhuhai 519085, China)

計算機科學原理范文第3篇

摘要：本文在分析信息化時代對人才全方位要求的基礎上，指出了“計算機組成原理”課程的傳統(tǒng)教學中的不足，結合多年“計算機組成原理”課程教學的體會和經(jīng)驗，就信息化環(huán)境下教學改革中的教育模式、教學內(nèi)容、教學方法、教學手段和考核方法等有關問題進行了探討和研究，為“計算機組成原理”課程的教學改革提供了新的思路。

關鍵詞：“計算機組成原理”課程；教學改革；教學模式；教學方法；教學手段

中圖分類號：G642

文獻標識碼：A

“計算機組成原理”課程是計算機專業(yè)的一門重要的專業(yè)必修課程，是很多課程的前導課，也是計算機專業(yè)研究生入學考試的課程之一，因此學好這門課程對后面課程的學習和深造有著至關重要的作用。隨著信息化社會的發(fā)展和計算機科學技術的廣泛應用，在擔負著培養(yǎng)計算機專業(yè)人才的一流高等學校里,“計算機組成原理”課程教學改革的主要目的是使“計算機組成原理”教學跟上計算機科學與技術的發(fā)展步伐，適應當前計算機硬件的更新速度和軟件發(fā)展的需要，因此傳統(tǒng)的教育模式、教學內(nèi)容和教學方法已不適應信息化時代對人才培養(yǎng)發(fā)展的需要。本文結合多年“計算機組成原理”課程教學的體會和經(jīng)驗，就信息化環(huán)境下教學改革中的有關問題進行探討和研究。

1教學模式的改革

1.1教學模式由灌輸型向引導型轉變

傳統(tǒng)的教學模式是以教師為中心，教師通過講授、板書等多種媒體的輔助，將教學內(nèi)容傳遞給學生或灌輸給學生。在這樣一種模式下，教師是主動施教者，學生是被動的外部刺激接受者即灌輸對象，媒體則是教師向學生灌輸?shù)墓ぞ?，教材則是灌輸?shù)膬?nèi)容。表面上學生參與教學活動，但這是一種被動的參與。它的優(yōu)點是有利于教師主導作用的發(fā)揮，有利于教師對課堂的組織、管理與控制，有利于教師系統(tǒng)的傳授知識;缺點是忽視學生的主動性、創(chuàng)造性能力的培養(yǎng)，不能把學生的認識主體作用很好地體現(xiàn)出來，學生缺乏主動的思考、探索，其自主性、積極性難以發(fā)揮，不利于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與創(chuàng)造性人才的成長。因此在教學中我們嘗試了由灌輸型教學模式向引導型教學模式的轉變。比如：在講述二進制加法器時，我們引導學生設計十進制加法器；在介紹設計既能按8位訪問又能按16位訪問的存儲器時，引導學生設計既能按8位訪問又能按16位訪問還能按32位訪問的存儲器；在介紹完Cache存儲器的工作原理后引導學生分析實際微型計算機系統(tǒng)中的Cache存儲器；在介紹完所用教材里CPU結構下指令流程圖后引導學生分析其他CPU結構的指令流程圖；在介紹完微程序地址安排的基本技術后，引導學生安排實際微型計算機系統(tǒng)中指令流程圖的微地址，這些引導的內(nèi)容都是課本之外的，我們在教學中教的是方法和技術，因此學生發(fā)揮主觀能動性后便可以解決課本之外的有關問題。

這種教學模式是一種教與學雙向互動的教學模式，其核心在于既要發(fā)揮教師的指導作用，又要充分體現(xiàn)學生的主體作用。在這樣一種模式下，學生是信息加工的主體，是知識意義的主動建構者；教師是課堂教學的組織者、指導者，是學生建構意義的幫助者、促進者。學生主動地參與到教學過程中，教師則對教學內(nèi)容及教學媒體進行總體的指導與把握，教師職責逐步從傳道、授業(yè)、解惑轉變?yōu)橹笇А⒆稍?、組織、主持和設計教學上來。實踐證明這種模式的優(yōu)點是有利于學生的積極性、自主性的發(fā)揮，有利于學生主動思考、主動探索、主動發(fā)現(xiàn)，有利于學生的創(chuàng)新能力的培養(yǎng)及創(chuàng)造性人才的培養(yǎng)。

1.2教學模式由理論主導向能力主導轉變

“計算機組成原理”課程所用教材絕大部分都是介紹理論知識，如果仍多采用傳統(tǒng)的教育模式，過多地注重于知識的傳授、理論的灌輸，而對于學生是否能夠消化、是否能夠吸收、是否能夠將所學的知識結合到實踐中去進行創(chuàng)造，則注重不夠。這樣的人才只能單純地重復知識、記憶知識、進行模仿，其適應性及創(chuàng)新能力都不夠。培養(yǎng)的學生死記硬背的多、高分低能的多、知其然而不知其所以然的多，學生缺乏創(chuàng)造性，許多畢業(yè)學員在工作崗位上無法開展創(chuàng)造性工作。因此大力推進現(xiàn)代教學模式，在傳授知識的同時，注重學生能力的培養(yǎng)，注重理論聯(lián)系實際、注重與學生的生產(chǎn)生活相聯(lián)系、注重學生對知識的駕馭非常重要。信息化時代培養(yǎng)的人才是復合型、應用型、創(chuàng)造型三者的整合統(tǒng)一，必須具備較強的適應性和較好的創(chuàng)新性，不僅熟悉和掌握一門專業(yè)、技術，而且熟悉和掌握相關學科的知識和技術，能夠將所學知識運用到生產(chǎn)、生活中，具有不斷創(chuàng)造的能力。

明確了教學的目標和現(xiàn)代的教學模式，在教學中我們不完全介紹書本上的純理論，不強調(diào)死記硬背，而是給學生自我發(fā)揮的空間。因此在介紹運算方法和實現(xiàn)后，對運算器的設計進行了練習；在介紹主存儲器的組成原理后，對實際存儲器的設計技術，比如模塊化存儲器設計、動態(tài)存儲器設計和交叉存儲器設計都進行了訓練；在介紹指令系統(tǒng)時，在將操作碼的設計和尋址方式的設計介紹完后，對指令系統(tǒng)的設計進行了訓練；在介紹控制器的設計技術后，對控制器的完整設計進行了訓練。這樣的理論與實際相結合的方法即能把所學的理論融會貫通又能激發(fā)學生的學習興趣，學生感到自己所學的東西不是空洞的，而是學有所用的。

2教學手段的改革

教學手段已經(jīng)成為制約教學質(zhì)量、教學效益和教學模式的重要方面，因此在計算機課程的教學改革中，教學手段的改革也是刻不容緩的。傳統(tǒng)的教學手段是“粉筆+ 黑板”，不僅書寫黑板要花很多課題時間，而且老師面對的是很多粉筆灰和不停的寫了擦、擦了寫，學生看到的是死板的黑底白字。隨著科學技術的發(fā)展，越來越多的教師已經(jīng)充分運用多媒體、遠距離通訊等現(xiàn)代技術，改變傳統(tǒng)教學的局限與不足。課件教學已經(jīng)成為最主要的教學手段，但又出現(xiàn)了另外的極端，很多老師過分的依賴幻燈片，做在機器旁邊念課件，而學生把課件拷貝回去后有的干脆就不來聽課，因此出勤率大大下降。為此，我們采用了“課件+黑板”的教學手段，大部分內(nèi)容在課件上出現(xiàn)，但細節(jié)部分在黑板上給予適當補充，而且一些臨時需要增加的內(nèi)容必須借助于黑板來發(fā)揮。采用黑板還可以讓學生有思考的余地，在黑板上我們可以讓學生指揮粉筆，由他們來告訴解題下面的答案，這種方法的試用效果很好，所以我們認為不能完全摒棄黑板，兩者的結合可以發(fā)揮到最好的教學效果。

3教學方法的改革

教學方法是教育思想、教育觀念在教學過程中的體現(xiàn)，是一種經(jīng)驗的積累，針對不同層次的學生和不同的能力需要實施不同的教學方法。在“計算機組成原理”課程的教學中我們嘗試了下列的幾種不同的教學方法:

(1) 問題式教學

在教學過程中我們經(jīng)常會提出與講解相關的問題，把學習引入到復雜的、有意義的問題情境中，學生通過互相合作來解決這些問題，發(fā)現(xiàn)隱含在問題背后的科學知識，形成解決問題的技能和自主學習的能力。在設計中我們會給出一些故障問題，讓學生找出其中的錯誤，從而開啟學生的思維。比如某微機的尋址范圍為64KB，由8片8KB的芯片組成，如果運行時發(fā)現(xiàn)無論往哪個芯片存放8KB數(shù)據(jù)，尋址地址大于等于A000H起始地址的存儲芯片都有相同的數(shù)據(jù)，分析故障的原因；若發(fā)現(xiàn)譯碼器中的地址線A13與CPU斷開，并搭接到了高電平，分析其后果將如何。

(2) 任務式教學

任務式教學從實際問題入手，采取提出任務、分析任務、設計任務、解決任務、歸納規(guī)律的方法，讓學生在解決任務的過程中掌握知識。如在學習完控制器設計技術后，我們給學生提出任務，設計一個能控制完成10條指令的控制器，包括立即尋址、直接尋址、間接尋址、相對尋址等4種尋址方式。學生先進行總體方案設計、指令操作流程設計、微指令格式設計、微地址的設計和微程序控制器的設計，從解決任務中學生歸納出控制器設計的方法和步驟，即指令流程的設計從取指令開始、然后根據(jù)尋址方式取數(shù)、最后進行運算并存結果，設計過程與CPU結構圖中的數(shù)據(jù)流通路有關，不能死記硬背，CPU結構圖不同，同一條指令其操作流程圖相同，但微操作流程不一定相同；同樣微指令格式也與CPU結構圖密切相關，與數(shù)據(jù)通路相對應；微地址安排時一般采用下址和計數(shù)結合的方法。

(3) 討論式教學

傳統(tǒng)的教學一般是滿堂灌，學生完全處于被動的聽狀態(tài)，有時聽得直打瞌睡，為了避免這種狀況，我們必須讓學生的腦子有事可做，要讓他們思考，因此必要的時候我們會采取討論方式，讓學生發(fā)言或提問，大家都可以提出自己的想法。比如“某主存儲器訪問一次存儲器時傳送地址一個時鐘周期、讀/寫4個時鐘周期、數(shù)據(jù)傳送1個時鐘周期，如果采用4字寬主存、一次只能讀/寫4個字、但CPU與主存的數(shù)據(jù)傳送寬度為1個字的存儲器結構，則讀取16個數(shù)據(jù)，需要多少時鐘周期；如果采用4體交叉存儲器、每個存儲體為單字寬的存儲器結構，則讀取16個數(shù)據(jù)，又需要多少時鐘周期。”，書上對這兩個問題的解答與學生們的想法有出入，因此我們交給學生去討論，大家對后續(xù)指令如何重疊展開了討論，各抒己見。通過討論式教學，學生可互相激勵、探討問題，增加了學生的參與度，使其全身心地投入到學習中去，充分調(diào)動了學生的學習熱情，開發(fā)了其自身的潛能，提高了教學效率。

(4) 實踐式教學

眼過千遍，不如手動一遍 ，學生在學完了相關知識后，通過自己動手操作和深入實踐，能鞏固所學的知識。如在學習完運算器后，安排運算器的實驗，使學生了解運算器的組成、掌握運算器串并行進位方式組裝方法、掌握使用運算器進行各種運算的方法；學完存儲器后，安排了存儲器的實驗，使學生了解存儲器的組成、掌握字向擴展和位向擴展的電路組裝方法和存儲器的讀寫方法；在學完系統(tǒng)總線后安排了總線傳輸實驗，使學生掌握數(shù)據(jù)在存儲器模塊和運算器模塊這兩個模塊之間傳遞方法；在學完控制器設計后安排了微程序控制器的實驗，使學生了解微程序控制器的概念、微程序控制器的使用方法，微程序和指令程序的輸入方法和微程序的調(diào)試方法。各種實驗有效地調(diào)動了學生的主觀能動性和學習積極性，有的學生在實踐中顯示出其獨特的創(chuàng)造性，對學生的后續(xù)學習起到了很好的促進作用。

4考核方式的改革

考試對學生起著重要的引導作用，考試不僅是評價學生的知識和能力，而且還應推動學生的學習向最佳方向發(fā)展，同時也是對教學效果的信息反饋，可以促進教學工作的改善。新的教學觀念考核不是檢測記住了多少知識，而是檢測獲取知識和應用知識的能力。由于計算機組成原理是偏向于原理，所以傳統(tǒng)的考試都是理論偏多，大部分考生內(nèi)容需要死記硬背，學生感覺和考政治差不多，很是頭痛。針對我們改革的教學模式和方法，既然我們的教學并不強調(diào)死記硬背，而是培養(yǎng)復合型、應用型和創(chuàng)造型三者統(tǒng)一的人才，我們的考題以考學生對知識的綜合應用能力為主導，考試的內(nèi)容盡量少考或不考抽象的概念，而是傾向于分析和設計，一般在對知識的理解基礎上就能完成，而死記硬背的東西在考試時不能完全照搬，解題的靈活性能充分發(fā)揮學生的能力，使優(yōu)秀的學生脫穎而出。

成績的評定采用綜合成績，而不是一張試卷定乾坤，我們根據(jù)期末考試成績、平時測驗成績、作業(yè)成績和出勤等多項因素，綜合評定學習成績。通過考核激發(fā)學生學習的主動性和積極性，全面考核學生的能力和素質(zhì)。一般考試成績占70%，而平時成績占總成績的30%，這樣學生就會重視上課的出勤和平時的練習。

5結語

本文所提出的信息化時代“計算機組成原理”課程的教學改革模式、方法和手段都是我們實際教學經(jīng)驗總結，在教學中取得了較好的效果，在此旨在與各位同仁和專家進一步探討和研究。本人從事“計算機組成原理”課程的教學長達二十多年，深感教學的模式、方法和手段不能一層不變，必須跟上時展的步伐，與社會對人才的要求相適應，這樣才能培養(yǎng)出時代所需要的人才，當然僅這一門課程的改革是遠遠不夠的，希望起到拋磚引玉的作用。

參考文獻：

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The Educational Research on the Course of Computer Organization Principle in the Information Age

XU Ai-ping , XU Xian-bin, CAI Zhao-hui, HUANG yuan

(School of Computer, Wuhan University, Wuhan 430079 , China )

計算機科學原理范文第4篇

基金項目：湖南文理學院芙蓉學院教學改革項目（FRjg1412);獨立學院數(shù)據(jù)庫管理與應用課程實踐教學改革研究。

近十年來，我國在高等教育改革與發(fā)展過程中進行不斷探索，以新的機制和模式試辦獨立學院，其既與一般本科院校不同，也與一般高職院校相異。其面向市場辦學，以高素質(zhì)應用型創(chuàng)新人才為培養(yǎng)目標的特點，決定了其教學方式、教學目標與普通本科學院有較大的差別。數(shù)據(jù)庫技術是計算機科學領域中應用最廣、發(fā)展最快的技術之一，因此，與之對應的數(shù)據(jù)庫原理及應用課程是目前高校計算機相關專業(yè)的必修課及專業(yè)核心課之一。因其具有較強的實踐性，對于培養(yǎng)學生的綜合實踐能力至關重要。但由于目前獨立學院大都依賴母體學校教學資源，部分教師仍沿用傳統(tǒng)的本科教學方式、方法與教材，導致同學們普遍出現(xiàn)學不精、學不透的現(xiàn)象。筆者任教的幾年中對這些現(xiàn)象進行了初步地調(diào)查分析，找到了一些原因，并有針對性地進行了一些改進。在獨立學院發(fā)展迅速及目前提倡培養(yǎng)應用型人才的大背景下，以課程理論性和實踐性并重的特點為代表，研究新形勢下適合獨立學院學生的該類課程教學方式的改革，探索一條適合獨立學院特色的教學模式是非常必要的。

一 教學現(xiàn)狀

數(shù)據(jù)庫原理及應用課程設置的主要目的在于更為主動地培養(yǎng)學生對于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)工作原理的了解，并通過不斷地知識積累，較為熟練地駕馭數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模型設計，以及相應的管理手段和使用方面的技能技巧。從當前一些國內(nèi)的獨立學院和目前我校這一課程的教學實踐情況來看，該課程的教學模式較之社會需求尚有較大距離，培養(yǎng)的工程技術人才遠不能滿足現(xiàn)代企業(yè)的要求。由部分相關文獻及教學經(jīng)驗交流可知，目前獨立學院的數(shù)據(jù)庫原理及應用課程教學主要有兩種現(xiàn)象,一種是重理論輕實踐，導致理論與實踐脫節(jié)，教學內(nèi)容陳舊枯燥，學生的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開發(fā)和應用能力不能得到提高；另一種是輕理論重實踐，導致學生對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本原理掌握不足，知識結構不完整，后繼學習能力不足，不利于挖掘學生的潛力和拓展學習空間。這種現(xiàn)象根本原因是課程教學目標定位不準確，沒有很好地根據(jù)學生自身特點區(qū)分普通本科院校、獨立學院或是高等職業(yè)技術院校在培養(yǎng)目標方面的側重點。普通本科院校實質(zhì)屬于“教學研究型大學”或是“研究教學型大學”，該類院校以造就學術研究型、工程設計型人才為目標，所以對該課程教學強調(diào)的是扎實、深入的理論知識講解。高職院校側重于培養(yǎng)技術應用型人才，其知識的講授是以能用為主。因此強調(diào)具體的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的講解以及相應的開發(fā)工具的使用。而獨立學院屬于應用型本科院校，其培養(yǎng)的是“橫向可以轉移，縱向可以提升”的實踐型人才，所以三者在人才培養(yǎng)的定位方面存在本質(zhì)的差別。

解決了教學目標的定位問題之后，接下來就取決于教學方式了。理論教學方面由于母體本科院校對該課程有長期的理論教學經(jīng)驗積累，逐漸形成了較為完整的學科教學體系和方案，問題相對少些。實踐教學目前主要有如下幾方面問題。首先由于部分教師思路上沒有轉變?nèi)匝赜脗鹘y(tǒng)教學模式，重理論輕實踐思想明顯，理論部分講述比重過大，而實踐教學往往放在從屬位置，這與培養(yǎng)應用型人才目標相違背；另一方面教師沒有很好地分析學生的特點，有針對性地采取有效措施來激發(fā)學生興趣，提高教學效果；最后是實踐教學考核方式不科學、不嚴謹，不能很好發(fā)揮引導、督促、考核的作用。教學完成后造成很多學生學完本課程后，不知道如何應用，綜合設計能力差，無法滿足就業(yè)需要。

二 實驗教學改革措施

根據(jù)教學大綱可知，獨立學院計算機專業(yè)數(shù)據(jù)庫原理及應用課程的實踐教學，主要包括實驗教學和綜合課程設計兩部分，下面結合獨立學院學生特征分析，分別對這兩個實踐環(huán)節(jié)進行教學改革探討。

1 學生特征分析及實驗教學總體思路

雖然獨立學院屬于本科層次，但在高考錄取時相比二本錄取分數(shù)線少50～80 分。且由于辦學機制是依托母體高校和社會力量合資模式，所以其學費較高，部分貧困家庭的學生不會就讀，所以獨立學院大部分學生家庭經(jīng)濟狀況還不錯。這種背景下的學生，和一本二本學生相比還是有較大的差異，有必要進行調(diào)查分析，因材施教。根據(jù)調(diào)查分析，總結出獨立學院學生的如下特征，他們的優(yōu)點是思維活躍，能積極發(fā)表自己的見解，主觀創(chuàng)新意識較強。他們家境較好，社會實踐經(jīng)驗豐富，溝通能力強。少部分經(jīng)濟困難的學生則學習非?？炭?，珍惜寶貴的學習機會。不足的是部分學生心理承受能力不強，以自我為中心而容易沖動，學習自覺性和主動性差，自主學習能力不強。

實驗教學的總體思路是結合獨立學院學生及本課程特點因材施教。具體是實驗教學中強調(diào)基本知識的掌握轉為知識、能力雙重培養(yǎng)的教學目標, 以教師為主轉變?yōu)橐詫W生為主、給學生更大學習空間的實驗教學理念,根據(jù)學生特點加強實驗操作演示，扎實做好驗證性實驗，激發(fā)學生興趣，再逐步引導學生向綜合性設計性實驗邁進。

2 實驗教學改革

（1）課堂教學中盡可能結合案例教學

實踐教學可隨時穿插在理論課堂教學中。相關理論盡可能地結合案例講解，既可讓學生容易理解掌握，也可讓學生了解如何應用這一理論，同時激發(fā)學生的學習興趣，在學習相關理論時就躍躍欲試想動手應用一下。考慮到計算機專業(yè)學生將來應用的范圍很廣，所以選用的案例既要有實用性、代表性，還要適應行業(yè)范圍廣。

（2）更新教學手段

目前基本采用多媒體教學，結合各類媒體能很好地展示教學。由于實踐教學和理論講解的區(qū)別，教師對于部分實驗操作可將其錄制成視頻，結合教學課件通過網(wǎng)絡教學平臺提供給學生。這樣同學們既可自主重復學習實驗操作，也減輕了教師的重復指導工作量。教師還可以收集更多的教學資料，包括實驗教學視頻、項目案例提供給學生參考。這樣可最大限度地拓展學生的知識面，也在一定程度上縮小了學校之間的教學水平差異。課外可通過網(wǎng)絡教學平臺與學生在課后進行交流指導，將有限的課內(nèi)實驗教學延伸至無限的課外自主學習中。

（3）實驗教學方法改革

目前實驗教學大綱的設計比較合理，將實驗分為驗證性、綜合性、設計性三類，成階梯式逐步提高要求。教學中需嚴格參照這一階梯式模式組織實驗教學。在二本三本教學中可以感受到二本學生在學習相關理論知識后能自主完成驗證性實驗比重較大，后續(xù)的綜合、設計類實驗則需要教師給予一定的指導。而三本學生面對驗證性實驗有部分同學不知如何動手，當教師進行操作演示后，學生則很快能夠上手，并且學習興趣大增，對實驗中的問題也能積極主動地向同學或老師詢問了。而后續(xù)的綜合、設計類實驗就進行得順利多了。所以針對獨立學院學生的實驗教學，相比二本學生需盡可能多演示操作實驗內(nèi)容，讓同學們先模仿，基本掌握后再逐步引導進行綜合、設計類實驗。綜合、設計類的實驗教學還可通過引導學生參加競賽、數(shù)據(jù)庫技術考證等促進教學，這樣既能激勵學生學習，還可進一步提高應用能力。

3 課程設計改革

數(shù)據(jù)庫課程設計是計算機專業(yè)進一步提高數(shù)據(jù)庫技術應用能力的重要環(huán)節(jié)。需要綜合軟件工程、程序設計、計算機網(wǎng)絡等知識，來設計開發(fā)一個數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)。其學習效果的好壞直接影響到學生畢業(yè)后的數(shù)據(jù)庫技術應用能力。為此建議教學指導在以下幾方面調(diào)整。

（1）課程設計初期

在前述的教學中，在全程穿插教學管理系統(tǒng)案例講解的基礎上，教師還有必要示范性的講解一個設計開發(fā)案例，讓學生心里有點底，也在一定程度上避免學生到網(wǎng)上亂找亂抄。選題方面考慮到計算機專業(yè)以后面對的應用范圍非常廣，所以選題應覆蓋的行業(yè)廣且有代表性，每題盡量不要相似，難度方面不必太大，但需避免網(wǎng)上有現(xiàn)成的可照搬。分組方面，二本學生可以采用一人一組一個課題的方式，但獨立學院不適合采用。因為部分同學需要有同學的指導幫助才能完成任務。為此，可將學生以男女組合、優(yōu)劣組合進行分組搭配，每組一個課題。組內(nèi)要求分工，全組一起進行需求分析、概念設計等全局性的設計，但每名同學至少單獨負責兩個功能模塊的設計與開發(fā)。這樣既有合作又有分工，同學互相學習、互相幫助，人人都得到了鍛煉。

（2）課程設計中期

由于數(shù)據(jù)庫課程設計具有嚴格的邏輯性，每一設計環(huán)節(jié)之間有緊密的聯(lián)系。所以在中期各環(huán)節(jié)中可要求各組學生定期開展討論，讓同學們之間互相學習交流。教師則嚴格按照設計環(huán)節(jié)檢查學生的設計成果，如需分析的數(shù)據(jù)流圖、數(shù)據(jù)字典、功能分析、概念設計的E-R 模型、數(shù)據(jù)庫模式的規(guī)范化，等等。及時發(fā)現(xiàn)問題并給予指導，而不是在課程設計最后進行檢查。讓學生在設計過程中充分體會到數(shù)據(jù)系統(tǒng)設計各環(huán)節(jié)的知識應用，從而提高自主學習及知識應用能力。

（3）課程設計后期

此時設計基本完成，同學們對數(shù)據(jù)庫設計有了一定的基礎。為更好地與實際應用接軌，可能的話可要求學生走進企業(yè)親身體驗，或請企業(yè)工程師進行實際項目的示范講課。這樣同學們能很好地意識到自己的設計有哪些需要改進。此時與企業(yè)工程師的交流效果也非常好。最后成績的評定應充分考核設計的全程及最后系統(tǒng)的實際效果，重點考核課程設計報告和同學們上臺講解展示自己設計的效果。

4 教師自身改進

由于大部分教師是共用母體高校的，這樣首先要求教師從思想上認識到母體學校學生和獨立學院學生的差異性，及獨立學院培養(yǎng)應用型人才的目標。教學方式上能有針對性地進行調(diào)整。另一方面由于大部分教師經(jīng)過數(shù)年教學從事理論研究多而實踐方面顯得不足，尤其是數(shù)據(jù)庫技術發(fā)展很快，技術更新不斷，這樣對教師的實踐能力提出更高的要求。因此有必要組織教師定期到企業(yè)進行實踐培訓，提高實踐能力。這樣教師在實踐教學中能結合實際應用，熟練地進行教學指導，學生畢業(yè)后能很快地投入實際工作。

參考文獻

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計算機科學原理范文第5篇

關鍵詞：計算機組成原理；實踐教學；動手實踐能力

在我國當前高校教育中常出現(xiàn)這樣一種情況：經(jīng)過四年的學習，很多學生只是掌握了一些書本上理論性的知識，缺乏實際工作的知識和操作技能，動手實踐能力很低，綜合素質(zhì)不高，很難滿足用人單位的要求。特別是近些年來一些高校在師資條件不具備的情況下，擴招速度較快，致使辦學經(jīng)費缺乏[1]，對于實踐教學環(huán)節(jié)有所削弱，這就不可避免地導致學生理論與實踐存在一定程度的脫節(jié)。因此無論從大學本身的教育功能還是從時展對人才素質(zhì)的要求來看，加強對大學生動手實踐能力的培養(yǎng)都有著極其重要的意義。

對于實踐性較強的計算機專業(yè)課程而言，在教學過程中更不能只重視理論基礎，忽視動手實踐能力的培養(yǎng)，因此需要對現(xiàn)有教學模式進一步優(yōu)化，提倡精講多練，更全面地發(fā)揮學生的學習自主性。計算機組成原理課程是計算機科學與技術專業(yè)的主干必修課，是計算機體系結構課程群的核心課程，在整個課程體系中起著承上啟下的作用。這門課程的先修課有數(shù)字邏輯、匯編語言程序設計，后續(xù)課程有計算機系統(tǒng)結構、微機接口技術、嵌入式系統(tǒng)等。課程中涉及的知識面較廣，加上有些理論較抽象，學生在學習時普遍覺得內(nèi)容不好理解，導致學完本課程后，基礎知識掌握不扎實，學習后續(xù)課程時會產(chǎn)生“恐懼”心理，從而影響很多課程的學習，最后變成“談硬件色變”。對于從事計算機組成原理課程教學的教師來說，如何引導學生學習好這門課程顯得尤為必要。

1課程教學現(xiàn)狀

目前國內(nèi)高校計算機組成原理課程教學上理論性內(nèi)容過多且陳舊，這里面存在一定的客觀原因，如計算機硬件發(fā)展太快，新知識包含許多較復雜的技術，熟悉該技術并掌握技術中的理論知識需要花費一定的時間和精力，對于學生而言較難學習和理解，因此組織和實施教學的難度較大，許多教師就偏向于講述舊的知識，這對于了解現(xiàn)代計算機系統(tǒng)的發(fā)展已顯不足。

對于計算機組成原理課程而言，由于更多涉及計算機內(nèi)部的構造、工作原理和應用，很多知識只有通過實踐操作和驗證才能真正理解和掌握，要想真正理解相關知識光有課堂教學還遠遠不夠，需要配有一定實踐教學手段。目前很多高校的計算機組成原理課程都設有實踐教學課程，普遍采用下面幾種模式。

第一種模式是在做計算機的部件級設計實驗以及計算機主機系統(tǒng)設計實驗時，采用特定硬件實驗臺進行實驗[2]。這種模式的優(yōu)點是較為直觀，學生能夠感覺到是在做硬件實驗。但計算機主機的總體結構往往已經(jīng)固定，學生很難重新進行計算機結構的設計，創(chuàng)造力不能得到很好地發(fā)揮。由于局限于該平臺所提供的功能，實驗時往往參照實驗手冊完成，整個過程驗證性成分較多，而且在實驗中存在著插線虛接、器件損壞以及實驗結果不能長久保存等問題。

第二種模式采用EDA虛擬平臺來實現(xiàn)[3]。這種方式可以很好地進行計算機硬件系統(tǒng)的邏輯功能設計，而且可以提高系統(tǒng)設計的水平及效率。學生按照自己設計出的邏輯電路在EDA平臺提供的元器件之間進行連線，線路一旦連接好，不必再擔心連線折斷、導線虛接等問題，對于未做完的實驗還可以隨時保存，而且可以針對設計出的部件以及計算機主機系統(tǒng)進行模擬仿真，以驗證邏輯設計的正確性。不足之處是實驗在虛擬環(huán)境下進行，所有仿真是建立在器件物理模型上的，測試時僅靠觀測仿真波形來確定功能實現(xiàn)與否。雖然在設計計算機結構時不受限于特定實驗環(huán)境，但由于在整個實踐環(huán)節(jié)沒有接觸具體元器件，學生感覺不到是在做硬件實驗，同時又缺乏真正的硬件調(diào)試過程，在鍛煉動手實踐能力上打了一定的折扣。

這兩種模式對于現(xiàn)階段培養(yǎng)學生動手實踐能力已顯不足，為了適應新時代對大學生的要求，需要更新現(xiàn)有的實踐教學手段。當前很多高校已經(jīng)引入FPGA實驗平臺，由于FPGA芯片具有靜態(tài)可重復編程和動態(tài)系統(tǒng)重構的特性，使得硬件的功能可以像軟件一樣通過編程來修改。用戶可以通過原理圖輸入法或硬件描述語言，完成從簡單的74系列等各種數(shù)字電路到高性能CPU的設計。使用FPGA還可以大大縮短設計時間，當電路有少量改動時，F(xiàn)PGA的優(yōu)勢更加突出。因此采用FPGA芯片進行計算機組成原理課程設計優(yōu)勢較為明顯，目前已有一些高校采用FPGA平臺進行課程設計[4]，這可看作第三種模式。它兼有前面兩種模式的優(yōu)點，可以讓學生感覺到在做硬件實驗，而且只要設計的門電路規(guī)模在允許范圍內(nèi)，想象力可以得到充分的發(fā)揮。基于FPGA的這些優(yōu)點，我們對于學生動手實踐能力培養(yǎng)就構建在該平臺上。

2課程改革與探索

對于計算機組成原理這門課，教學內(nèi)容、實踐手段都會影響教學效果。課程組經(jīng)過研討，對現(xiàn)有教學方法做了適當調(diào)整，將專業(yè)特點、課程重點、實踐教學環(huán)節(jié)的作用聯(lián)系起來，幫助學生理解課程中的理論知識，借助FPGA平臺進行課程實踐，促進學生進一步融會貫通課程內(nèi)容。使學生不僅掌握計算機中CPU的設計方法及各模塊的工作原理，建立計算機整機系統(tǒng)概念；同時還注重對學生的實際動手能力的培養(yǎng)，改善計算機專業(yè)學生在硬件設計能力上有所欠缺的問題，為下一步學習后續(xù)課程打好基礎。

1) 在保證教學基本要求的前提下，增加新知識、新技術，增強學生學習計算機組成原理的興趣。

考慮到教學安排的層次性和循序漸進的要求，在教學內(nèi)容上首先要符合教學基本要求，重點突出、難易適度，同時還要兼顧一些新知識、新技術。即以基本的、重要的知識點為主，通過對知識點的講解、探討，使學生首先能夠掌握方法。由于計算機學科是一個高速發(fā)展的學科，可針對學科研究現(xiàn)狀和發(fā)展動態(tài)，對教學內(nèi)容進行更新和拓展，引入新的科研成果和研究趨勢，激發(fā)學生探求知識的欲望，從而進一步提高課程學習效果。在課堂講授中除了講授必要的理論知識幫助學生建立計算機整機概念外，還將計算機系統(tǒng)結構中一些經(jīng)典的設計(如流水線技術、高速緩沖存儲器技術等)用一定課時介紹給學生，此外還引入如MIPS架構、多核處理器以及可重構計算等一些相對較新的技術和知識，這些“看得見、摸得著”的計算機系統(tǒng)有利于激發(fā)學生對課程內(nèi)容的聯(lián)想，探求一些感興趣或與課程內(nèi)容相關的問題。通過教學內(nèi)容的變化，使得學生對于計算機系統(tǒng)設計產(chǎn)生很大興趣，有些學生會主動閱讀和了解相關資料，這對于他們提高自學能力非常有用。我院在本科生中開設有創(chuàng)新學分課程，其中“MIPS體系結構原理及設計”課程是在計算機組成原理課程之后開設的，有很多學生在計算機組成原理課程學習中了解了MIPS相關知識，產(chǎn)生了一定的興趣，對于這門課程選修積極性很高，而且在該課課程設計中也表現(xiàn)出極高的重視程度且能夠很專注地投入進去，這都很好地說明適當引入新知識能激發(fā)學生學習的興趣。