计算机组成原理课程教学改革方案

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1、计算机组成原理课程教改方案计算机组成原理是计算机科学与技术专业本科生必修的核心硬件课程，属于专业基础课。它的先导课程包括C语言、电路与电子学、数字逻辑和汇编语言程序设计；后续课程有计算机体系结构、微型机系统与接口、单片机原理及应用等过渡课程，关系较为密切的课程还有操作系统、嵌入式系统应用及开发等，由此可见，它在先导课和后续课之间起着承上启下的作用，在诸多硬件课程中占有极其重要的地位。1.教学中存在的问题1）学生缺乏基础，学习兴趣不高。课程中讲授计算机各组成部分的硬件电路及其工作原理时，经常用到电路与电子学、数字逻辑等先修课程的相关知识，而这些知识在上述

2、课程中也都是难点，学生对这些知识掌握不够深入，基础没打好，综合运用这些知识时学生感到学习更吃力，兴趣不高。而事实上，信息与计算专业的学生并没有学习数字电路课程。这就需要讲课当中补课。2)课程抽象。“计算机组成原理”课程中，讲解的许多知识和内容都在芯片内部发生，例如数值在计算机中是如何表示、存储、加减乘除、与或非的，CPU的控制器是如何取指令、分析指令、执行指令的，数字信息、地址信息和控制信息的传递是如何沿着总线进行的，都是看不见的，学习内容很抽象。这就要求教师讲课的手段多样化，吸引学生的注意力，提高教学效果。3）教学方法不够灵活。“计算机组成原理”课程

3、的内容广泛，包括计算机硬件系统的基本组成、系统各部分的设计方法、CPU的工作机制和高性能计算机的新技术。然而教材内容滞后于科学技术的发展，现在的教材介绍的机型还是8086系列，很难激发出学生的学习热情。长期以来，计算机组成原理课程主要采取“灌输式”的教学方法，较少采用启发式、任务驱动式、课堂讨论式的教学方法，无法调动学生的主观能动性，且忽略学生的主体地位。2.教学改革与探索针对在计算机组成原理课程教学中存在的问题，我们结合教学实际进行了较深入的研究，并采取了一些相应措施。2.1合理组织教学内容在教学内容上，依据教学大纲的具体要求，以及计算机组成原理课程

4、同先导、后续课内容的紧密结合程度，我们将计算机组成原理课程的重点放在补码加减乘除运算方法、指令系统、运算器、控制器的设计上，对于重点内容力争讲深、讲透，其他部分则放手让学生自学或讨论，既培养了学生的自学能力，又节约了课时。对于主要的教学内容，我们按照基本通用原理、简明原理示例、真实计算机系统举例3个层次来逐层讲解。基本通用原理是基础，是学习与理解计算机组成与运行机制的核心知识，其特点具有稳定性(不随时间变迁而改变)和通用性(不随具体机型而变化)，是学生一定要掌握的内容。在真实计算机系统举例这个层次，我们只给出计算机系统不同部件的设计、实现结果及其外部特

5、性，可以体现用到的基本原理，更多强调了解计算机当前的技术水平和发展现状，主要以Pentium机为主，这样既提高了学生的学习兴趣，又弥补了教材与实际的脱节，提高了这门课的使用价值。简明原理示例来自实验计算机系统，这个层次处在基本通用原理和真实计算机系统实例这两个层次之间，强调运用学习到的基本原理知识，设计实现一台简单(易学、价廉)实例计算机系统的方法与过程，以增加学生对所学知识的理解深度和应用能力，把学习知识和增长能力结合起来。2.2采用多种教学方法教学方法的改革是提高教学质量的必要条件。根据课程特点，我们可以采用以下教学方法：1)课堂理论教学应贯彻问题

6、驱动，实例讲解的教学思想。在每一个新内容讲授之前，教师先对上一个内容进行简单扼要的总结，然后承上启下地诱导出“接下来的内容将要解决的是什么问题”或者“既然用这一种方法来解决问题存在着这样缺点，那么，还有什么更先进的方法”等问题，用问题引出原理。教师在讲述答案前，请学生自己考虑。通过提问，让学生主动去思考解决的方法，比较自己的解决方法和已有方法的不同，从而学到好的思维方法。2)理论知识讲解应突出其实际应用的教学理念。在教学过程中，教师在讲授计算机的基本组成原理和工作原理的同时，也要注意理论知识的实现环节，使学生的感性认识与理性认识结合起来，使理论知识的学

7、习可以用于指导实践操作，以激发学生学习的积极性和主动性。例如在控制器教学环节，教师在讲授完控制器的基本组成和工作原理后，可以出示一个能执行6条指令的简单模型机，指导学生按照控制器的设计步骤完成控制器的设计，然后，再出示一个较复杂的模型机，让学生独立完成整个设计过程。这样一种理论与实际相结合的教学过程，能够极大地激发学生的学习兴趣，达到较好的教学目的。3)习题设置应遵循验证所学、启发思考的选题思路。教师在选题时应该注意选题的代表性，习题一般应由两部分构成，一是针对理论课教学中一些比较抽象的、容易混淆的基本概念和基本原理而设计的习题；二是针对基本理论的操作

8、和应用而设计的习题。针对第二类习题教师可以组织学生讨论，进行集体学习，在这个过程中不断会有多种