基于cdio的计算机硬件融合课程教改探索

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1、基于CDIO的计算机硬件融合课程教改探索摘要：文章针对本系计算机硬件课程体系中存在的问题，提出了基于CDIO的计算机硬件融合课程教学改革思路，进行了具体实施，并对改革效果进行了总结。关键词：计算机硬件课程CDIO教学改革计算机硬件课程是计算机专业的重要课程，是深入了解和掌握计算机基本工作原理［1］、建立计算机系统整体认知及培养计算机系统底层编程能力必不可少的部分。电子科技大学成都学院计算机系针对三本院校学生特点，其计算机科学与技术专业的硬件基础课程主要设置“数字逻辑”、“计算机组成与结构”、“汇编语言”、“微机原理与接口技术”四门课程，但在实际授课中发现存在课程内容交错

2、重复、课程之间缺乏有机联系、理论知识抽象化、实践能力培养不足等问题，为了培养出基础知识扎实［2］、具备较强实践能力、符合CDIO国际工程教育理念的合格应用人才，迫切需要对我系的计算机硬件系列课程的课程体系进行改革优化，结合CDIO工程教育思想提出改革方案并加以实施一、现有硬件课程体系及存在的问题目前，在我系计算机科学与技术专业开设的专业基础课程中，与硬件有关的课程主要有“数字逻辑”、“计算机组成与结构”、“汇编语言”、“微机原理与接口技术”四门课程，现有的课程体系主要存在以下问题：（一）知识点交错重复。例如：计算机系统概述、主存储器的逻辑设计等内容，在“计算机组成与结构

3、”、“微机原理与接口技术”两门课程中都有相应的介绍。又如，信息在计算机中的表示，包括数制、带符号数的表示、定点数与浮点数、数和字符的编码等相关内容，在“数字逻辑”、“计算机组成与结构”、“微机原理与接口技术”三门课程中都进行了介绍。（二）课程内容相互独立，缺乏有机联系。例如在“计算机组成与结构”课程中，介绍了半导体存储器的存储原理与存储芯片，并就如何使用基本的存储芯片通过字扩展、位扩展构成一定容量的主存储器的扩展方法进行了介绍。而在“微机原理与接口技术”课程中，存储器部分则主要侧重对8086存储器的组织结构进行介绍，包括8086存储器的存储地址空间、物理组织结构（奇偶库

4、结构）及编程结构（分段的存储管理方式），而这些与前面在“计算机组成与结构”课程中所学到字扩展、位扩展原理之间的联系，却没有充分地体现出来。（三）理论知识抽象化。在上述硬件课程的教学中，对于知识的讲解，目前大多只停留在理论上，在课堂教学中多采用灌输式的教学方法，将硬件系统的基础知识一味地讲解［2］，缺乏相应的实例，学生学习起来感觉比较抽象，造成学习兴趣低迷和对于硬件知识有畏难情绪。（四）实践能力培养不足。课程内容没有与实际的项目或产品的制作开发过程相结合，虽安排有一定的课程实验，但有的实验只是对理论的验证或形象化的加深理解，对学生的实际应用能力及进行项目或产品开发的能力锻

5、炼仍然不足二、硬件融合课程教改思路（一）对我系的硬件基础课程教学内容进行融合。将原有的“数字逻辑”、“计算机组成与结构”、“汇编语言”、“微机原理与接口技术”四门课程融合为三门课程:“硬件基础1”、“硬件基础2”、“硬件基础3”，重新梳理硬件基础课程的全部知识点，去掉重复、冗余的部分，连接关联的部分。（二）建立课程之间的有机联系。在融合课程的内容安排上，“数字逻辑”的知识作为基础进行介绍，“汇编语言”由于需要“微机原理”的知识，因此放到最后，在学生学习完“微机原理”的内容后进行介绍；而“计算机组成与结构”与“微机原理与接口技术”两门课程的内容则放到“数字逻辑”与“汇编语

6、言”之间进行介绍，对两门课程的融合思路是：按照“一般与特殊”的方式建立联系，进行内容整合。例如，将“计算机组成与结构”与“微机原理与接口技术”两门课程融合后的课程内容按照计算机硬件的几大组成部分：运算器、控制器、存储器、总线系统、输入/输出系统、中断系统进行组织，对于每一部分的教学内容。例如存储器，先将“计算机组成与结构”中的内容作为一般性的原理进行介绍，再将“微机原理与接口技术”中的内容__8086存储器的组织以一个具体实例的方式给出，并进行相关内容的介绍。这样学生通过具体的实例：8086的系统组织，对“计算机组成与结构”课程中所讲授的一般性原理有更实例化的理解，同时

7、也明白微型计算机这一特殊类型的计算机与其他类型计算机（如大型机、中型机等）之间的区别和联系。（三）引入CDIO的教学思想，强调“做中学”。CDIO教学理念强调“做中学”，因此，在此次硬件课程的教学改革中进一步突出了实践实训环节，主要从以下几个方面进行加强：1.以章节为单位，设置课内实践及专训实践。其中课内实践纳入理论课授课内容，专训实践独立于理论课，以实验课的方式展开。例如：对于运算器一章的教学内容，设置有六个学时的专训实践，对运算器的组成及工作原理、算术运算和逻辑运算的运算功能进行专训实验。各章节的专训实践进一步构成三门实验课程“硬件综