研究性教学在计算机专业硬件类课程改革中的实践

《研究性教学在计算机专业硬件类课程改革中的实践》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、研究性教学在计算机专业硬件类课程改革中的实践　　摘要：本文介绍了计算机专业硬件类课程研究性教学的改革理念及思路，从“以问题为导向”的教学内容的组织，启发式、参与式等教学方法的采用，创新性实验环节的保证和多元化考核方式的配套等方面着重阐述了硬件类课程的研究性教学的实践过程，最后给出了实践效果。　　关键词：研究性教学；硬件类课程；问题为导向　　中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2015）51-0219-02　　一、引言　　计算机专业硬件类课程通常包括计算机组成原理、汇编语言、计算机系统结构、接口技术及嵌入式微处理器等课程。目的是让学生掌握计算机各部分的工作原

2、理，具备一定的计算机硬件开发设计能力，但是该类课程具有理论及实践性强、概念抽象、技术更新快的特点，因此教学难度大，学生学习兴趣低，导致计算机专业学生大多“喜软怕硬”。如何改变这一现象，一直是困扰任课教师的难题。　　目前，研究性教学备受关注。研究性教学在国外始于20年前，是一种在教师的组织指导下学生自主学习、自主实践的教学[1]，注重培养学生研究和创新能力的新教育理念。目前已被国际、国内教育界普遍认同并付诸实践[2]。近年来，本文作者所在的计算机硬件课程组，结合硬件类课程的特点，突破传统的“传输―接受”7式教学框架，也尝试在硬件类课程的教学中引入以问题探索为基础的研究性教学理念，并取得了令

3、人满意的效果。本文以计算机专业硬件类核心课程“计算机组成原理”为例，介绍研究性教学的应用与实践。　　二、研究性教学改革的理念及思路　　研究性教学是教师为指导和培养学生进行研究性学习，模拟科学研究活动所设计和组织的一种课堂教学。包括教与学两方面：一方面教师要创设良好的研究性教学环境，给学生提供必要的指导与帮助；另一方面学生积极主动地进行探究式学习[3]。要推行研究性教学，关键是教学理念的改革，即传统教学理念到研究性教学理念的转变。具体实施时，主要完成以下转变：教学思路，由传统的“知识点讲解型”向“问题导向型”转变；教师角色，由“知识灌输者”向“问题引导者”转变；学生角色，由“被动接受者”向

4、“自主学习者”转变；考核方式，由“应试型”向“多元考核型”转变。　　依据研究性教学理念，结合硬件类课程特点，课题组建立了一种课堂讲授辅以专题讨论课、创新性实验等多种形式相结合的研究性教学体系，以培养学生对计算机硬件系统的分析与设计能力，提高学生的自主学习及创新能力。具体思路是：在教学内容上，“以问题为导向”对讲授内容进行结构性调整、重组和更新，以激发学生主动学习知识的兴趣。在教学方法上，坚持启发式、参与式教学。在教师讲授的同时，辅以专题讨论、学生参与式教学、创新性实验等多种形式。在考核方法上，不再以笔试为唯一考核方式，而是采取笔试结合专题讨论、调研报告、实验设计等多元化的考核方式。7　　

5、三、研究性教学改革的实施　　1.创设问题情境，“以问题为导向”组织课程教学内容。组织教学内容时，要遵循“讲学科不讲教材”的原则。首先让学生清楚课程在整个学科中的地位和作用以及它与前导课和后续课的关系。其次，针对硬件课程理论性、实践性强的特点，引入研究性教学模式，通过创立问题情境，以问题为导向引导学生主动探索。“以问题为导向”提炼每章内容主线，比如在计算机组成原理课程运算方法和运算器一章中，提出：“各自算术运算和逻辑运算在计算机中如何实现的？”引起学生兴趣并对章节内容主线初步掌握。对每章相关知识模块还要按照“以问题为导向”的原则，设计出具体的细节问题。如：乘法运算的研究性问题设计如下：　　

6、（1）手算乘法运算是怎样的？――锻炼学生的观察和总结能力　　引导学生给出手算乘法规则并得到结论：手算乘法是通过移位和加法来实现的。　　（2）为什么不能直接在计算机中采用？――锻炼学生发现问题的能力　　引导学生给出总结手算乘法的缺点。　　（3）如何调整才能应用到计算机中？――锻炼学生解决问题的能力　　引导学生想出改进上述方法的妙招。　　（4）机内乘法运算规则是怎样的？――锻炼学生概括能力和举一反三能力　　通过原码一位乘案例，引导学生自己总结出机内原码一位乘规则，并由此推出机内原码两位乘规则。7　　（5）现在的CPU中乘法是如何实现的？――锻炼学生主动学习能力　　预先告知学生现在计算机中广泛

7、采用的指令并行执行及流水线等概念，说明这些概念在以后的章节中会详细讨论，并要求感兴趣的同学上网查阅相关资料。　　这样设计后，一个简单的机内乘法运算规则，经过一系列问题的探究，将原本枯燥无味的0，1运算，转变成了学生有兴趣去寻求答案的一个个具体问题。按照“以问题为导向”设计的教学内容，学生在整个学习过程中，一直处于思考如何解决问题的状态，既能做到有兴趣地全身心投入，又能比较扎实地掌握计算机内部的乘法运算方法，还能使他们对计算机的新技术