《计算机系统结构》课程研究型教学模式探索

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1、《计算机系统结构》研究型教学模式探索张元鸣，高飞，雷艳静，肖刚(浙江工业大学计算机科学与技术学院，杭州310014)E-mail:zym@zjut.edu.cn摘要：为了克服《计算机系统结构》课程传统的以讲授为主的教学模式的缺陷，本文提出了理论授课与专题研究相结合的研究型教学模式。该模式紧密围绕课程核心内容，密切联系最新的研究进展和教师的研究课题，通过若干专题形式展开，侧重最新研究成果的理解和掌握，达到传授知识与培养能力并重的目的；此外，还阐述了该教学模式的具体实施方法；实践证明该模式取得了良好的教学效果。关键词：研究型教学理论授课专题研究51引言《计算机系统结构》是高等院校计

2、算机科学与技术专业本科生一门重要的专业主干课程，包括计算机系统结构的基本概念、基本原理、关键技术和最新动态等内容，能够有机地结合“计算机组成原理”、“操作系统”、“编译原理”、“汇编语言”等课程的软、硬件知识，帮助学生建立计算机系统的完整概念，提高学生从系统结构角度设计、分析和量化评价计算机系统的能力。经过长期的教学实践发现，传统的以课堂讲授为主的教学模式存在以下几个主要问题：（1）教学内容枯燥，学生学习积极性不高。由于计算机系统结构的概念和原理较多，内容抽象，传统课堂讲授模式以“满堂灌”的方式会使学生感觉课程内容枯燥难学，知识生硬难懂，导致厌学情绪，影响学习的积极性[1]。（

3、2）教材内容更新较慢，理论教学与实际应用相脱节。计算机技术的发展极为迅速，最新的技术和最新的研究成果层出不穷，例如多核处理器技术、投机多线程技术、超线程技术和辅助多线程技术等，而这些课程在现有的教学模式下较难引入课堂，导致理论授课内容与实际应用相脱节，不利于学生的创新意识的培养[2-4]。(3)传统的教学模式束缚了学生的主动性和创造性。传统的教学模式使学生在整个教学过程中始终处于被动地位，学生只能跟着教师的思路，按照教材的内容按部就班地学习,束缚了学生创新思维和实践能力的培养。为了改变传统的以课堂讲授为主的教学模式，本文提出了理论授课与专题研究相结合的研究型教学模式，秉承教学“

4、既要重视传授知识，也要重视培养能力的理念”，力求学生在教师的指导下，以类似科学研究的方式获取知识、应用知识和解决问题，从而让学生在掌握知识内容的同时，也能够体验、理解和应用科学方法，培养创新精神和实践能力。2研究型教学模式实施策略研究型教学模式是研究型大学在教学过程中对教学质量的高标准要求，其目的是将教学与科研相统一，注重教学过程中融合学科知识5和研究方法[5]。与灌输型教学相比，研究型教学最重要的特点在于使学生成为知识的积极构建者、研究者和参与者，而不是被动的接受者，倡导积极地学习，而不是被动地接受。根据侧重点的不同，研究型教学可以分为四种类型[6]，即研究领先的教学、研究取

5、向的教学、研究为本的教学和研究支持的教学。图1基于理论授课和专题研究的研究型教学模式为了达到传授知识与培养能力并重的教学目的，本文提出了理论授课和专题研究相结合的研究型教学模式。它紧紧围绕学科专业内容，密切联系当前的研究热点和教师研究课题，以学习最新的研究成果为主要内容，通过若干专题展开，侧重最新研究成果的理解和掌握，属于研究领先的研究型教学方法[6]。图1给出了基于理论授课与专题研究的研究型教学模式示意图，这两种教学方法交替进行，相互联系又各有侧重。理论授课主要围绕本课程的基本概念、基本原理和关键技术进行教学，授课内容是经过教师认真思考，从教材以及相关资料中选取的重要内容，授

6、课内容具有针对性和典型性，避免面面俱到。就《计算机系统结构》课程而言，需要突出计算机系统设计的定量原理、计算机指令集的设计内容和设计思想、指令级并行关键技术、层次结构存储器的原理和Cache优化技术、多处理器架构模式等内容，这些内容总体构成了设计一款计算机系统所涵盖的主要内容。专题研究围绕若干专题由学生自主学习和研究，通过查阅一定数量的文献，对最新的研究成果消化吸收，理解其研究的背景、解决的科学问题，采用基本思想和技术，取得的实际效果。在综合相关文献的基础上，写出专题小论文，并在在课堂上进行演讲和讨论。专题研究的题目由教师根据当前的最新的研究进展以及自己的研究课题设置，这样做主

7、要基于以下几个考虑：1)体现教师的主导作用。要求教师清楚目前本学科的最新研究进展和研究成果，避免学生自主选题的盲目性，提高选题的质量。2)保证理论授课与专题内容的一致性和互补性。专题研究是对理论授课的进一步拓展和深入，避免内容过于分散、不够深入。3)促使教师也要阅读文献，掌握学科最新研究进展，教师不仅要吃透教材，而且还需要了解最新的研究成果[7]。4)可以使专题研讨更深入、更具体。由教师设置专题使得教师对学生的研究结果有一定的预期，可以对专题内容进行深入点评。专题研究是在已掌握本课程基本理论