《計(jì)算機(jī)組成原理》課程教學(xué)模式的探索與研究

李娟 朱家興

[摘要]《計(jì)算機(jī)組成原理》是一門計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的核心專業(yè)基礎(chǔ)課，從課程地位上來看，它起著承上啟下的作用。但對(duì)于眾多初學(xué)者來說，該課程難度大、內(nèi)容多且難于理解。為了取得更好的教學(xué)效果，本文從課堂教學(xué)的角度出發(fā)，對(duì)該課程的教學(xué)模式進(jìn)行了不同方法的探索和研究，提出“雙加模式”，即“課件+板書”和“講解+任務(wù)”的模式強(qiáng)化知識(shí)點(diǎn)，提高學(xué)習(xí)效率。

[關(guān)鍵詞]計(jì)算機(jī)組成原理 教學(xué)模式 課堂教學(xué)

[分類號(hào)]G642

一、《計(jì)算機(jī)組成原理》簡(jiǎn)介

《計(jì)算機(jī)組成原理》是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的核心專業(yè)基礎(chǔ)課，也是一門難度大、內(nèi)容多、難理解的課程[1]。目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)高校的教學(xué)目標(biāo)基本都是定位在計(jì)算機(jī)模型機(jī)認(rèn)知的層面上[2]，以馮﹒諾依曼機(jī)為模型，較系統(tǒng)地討論計(jì)算機(jī)各大部件的基本組成原理，各大部件互連構(gòu)成整機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)[3]，使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)硬件的相關(guān)知識(shí)，了解計(jì)算機(jī)的基本組成和工作原理，幫助學(xué)生建立整機(jī)系統(tǒng)的概念。

在實(shí)際教學(xué)中，經(jīng)過和學(xué)生的多次交流，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)《計(jì)算機(jī)組成原理》課程的知識(shí)點(diǎn)不易理解的原因主要有幾個(gè)方面：其一、課程里涉及的知識(shí)點(diǎn)范圍很廣，既有計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的基本知識(shí)，又有指令系統(tǒng)的介紹，同時(shí)在硬件結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上要求學(xué)生能把各個(gè)硬件聯(lián)系起來，建立整機(jī)系統(tǒng)的概念。這對(duì)學(xué)生來說空洞而抽象，而理解就更談不上了；其二、計(jì)算機(jī)的相關(guān)技術(shù)是迅速發(fā)展中的技術(shù)之一，很多新的技術(shù)不斷出現(xiàn)比如CPU的多核系統(tǒng)技術(shù)等。學(xué)生往往更愿意去追求新鮮技術(shù)的要點(diǎn)而放棄學(xué)習(xí)基本的理論；其三、課程設(shè)計(jì)的諸多硬件既看不見又摸不到，大家都慢慢地失去了探索的興趣，自然也就不樂意花時(shí)間去理解了；最后，再加上這門課程前后聯(lián)系緊密，往往需要不斷的整理，不斷的思考才能理清頭緒。這些原因都直接導(dǎo)致了《計(jì)算機(jī)組成原理》被大部分學(xué)生看作是枯燥、難學(xué)的課程。學(xué)生們往往學(xué)習(xí)興趣不高，教學(xué)效果不理想。本文試圖通過新的教學(xué)模式探索，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，強(qiáng)化知識(shí)點(diǎn)，提高學(xué)習(xí)效率。

二、教學(xué)模式的探索

課堂教學(xué)是實(shí)施教學(xué)過程的主體，其效果直接決定了授課目的的完成度；而教學(xué)模式是課堂教學(xué)的具體實(shí)施方法，模式選擇的成敗在很大程度上決定了課堂教學(xué)的效果。傳統(tǒng)的教學(xué)模式就像填鴨，教師一味主講，忽視學(xué)生的主動(dòng)性，往往達(dá)不到理想的教學(xué)效果。本文試圖結(jié)合實(shí)際教學(xué)采用新的教學(xué)模式調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果。

（一）課件+板書

隨著教學(xué)手段的不斷發(fā)展，現(xiàn)在高校的大多數(shù)課程都采用多媒體教學(xué)模式，教師利用課件輔助教學(xué)，而傳統(tǒng)的板書逐漸退出課堂。多媒體的好處顯而易見，方便，授課內(nèi)容可以較之前有很大的擴(kuò)充空間，但在實(shí)際教學(xué)的實(shí)施過程中，我發(fā)現(xiàn)對(duì)于我們理工科的課程來說課件并不能解決某些實(shí)際問題。理工科的專業(yè)課程或多或少都要進(jìn)行一定的計(jì)算或推理，純粹的課件講解很難長(zhǎng)時(shí)間地把學(xué)生的注意力吸引在每一步的計(jì)算或推導(dǎo)里，起不到很好的教學(xué)效果；而板書教學(xué)在這方面卻具有明顯的優(yōu)勢(shì)，教師在每一步的計(jì)算或推導(dǎo)時(shí)可以加以解釋，寫一步講一步，邊講邊寫，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維和注意力，提高教學(xué)效果。

例如，在講解二進(jìn)制原碼、補(bǔ)碼乘法運(yùn)算時(shí)，先通過課件，介紹清楚運(yùn)算的原理和規(guī)則，在進(jìn)行實(shí)例練習(xí)的時(shí)候，邊用課件作復(fù)習(xí)，邊在另一邊的黑板上遵照規(guī)則解釋一步寫一步，寫上幾步，觀察學(xué)生基本掌握運(yùn)算方法后就交由學(xué)生自己完成剩余的部分。通過實(shí)際教學(xué)比較，“課件+板書”的教學(xué)模式應(yīng)用在《計(jì)算機(jī)組成原理》教學(xué)里能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

（二）講解+任務(wù)

《計(jì)算機(jī)組成原理》是學(xué)生公認(rèn)的枯燥、難學(xué)的課程之一，學(xué)生們大都對(duì)其學(xué)習(xí)興趣不高，上課走神，學(xué)習(xí)效率低。傳統(tǒng)的教學(xué)模式常常難以達(dá)到理想的教學(xué)目的，為了激發(fā)學(xué)生們學(xué)習(xí)的興趣和主動(dòng)性，本文提出“講解+任務(wù)”的教學(xué)模式以期改變學(xué)生學(xué)習(xí)不主動(dòng)的狀態(tài)。所謂“講解+任務(wù)”教學(xué)模式指的是“基本理論講解+具體知識(shí)任務(wù)驅(qū)動(dòng)”的方法，即對(duì)于某知識(shí)點(diǎn)的基本原理或理論由教師詳細(xì)講解，而后具體知識(shí)點(diǎn)的理解和講解由任務(wù)的形式分配給學(xué)生們，讓他們自行商量、討論、得出結(jié)論的方法。這種教學(xué)模式能夠很好地調(diào)動(dòng)學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，從某種意義上真正變成課堂的主人，知識(shí)的主人，改變被動(dòng)接受的狀態(tài)，成為主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題，解決問題的主體。

例如，指令類型的講解往往就是“學(xué)生難學(xué)，教師難教”的典型知識(shí)點(diǎn)。每一類型的指令包含哪些，具體指令格式如何，完成怎樣的功能，要注意什么問題等等，全是枯燥又難于記憶和理解的部分，常常沒講幾分鐘，學(xué)生們就難以集中注意力了。對(duì)于這部分知識(shí)的學(xué)習(xí)，我采用的就是“講解+任務(wù)”的模式，先以最基本的數(shù)據(jù)傳送指令MOV為例，詳細(xì)地介紹指令的格式、功能、注意事項(xiàng)等，把學(xué)習(xí)指令的方法介紹給學(xué)生，其余的指令就交由學(xué)生們自己來學(xué)習(xí)、掌握并相互分享學(xué)習(xí)心得，取長(zhǎng)補(bǔ)短。在大家分享的過程中，如果發(fā)現(xiàn)確實(shí)有某些指令大家掌握的還不全面，再給大家補(bǔ)充介紹。

對(duì)兩個(gè)教學(xué)班，我分別采用了傳統(tǒng)的教學(xué)模式和“講解+任務(wù)”的教學(xué)模式講解指令類型的知識(shí)。通過練習(xí)的形式考查學(xué)生們的學(xué)習(xí)效果，結(jié)果顯示“講解+任務(wù)”模式學(xué)習(xí)下的學(xué)生們對(duì)各指令的掌握和應(yīng)用情況優(yōu)于傳統(tǒng)模式。

三、總結(jié)

“教學(xué)”就是教與學(xué)的有效結(jié)合，應(yīng)該是一個(gè)互動(dòng)的過程，其最終目的是期望學(xué)生能從“教”中有所“學(xué)”。在多年《計(jì)算機(jī)組成原理》課程的教學(xué)過程中，本著激發(fā)學(xué)生興趣的原則，我經(jīng)常有目的地和學(xué)生們進(jìn)行交流，了解他們最新的學(xué)習(xí)狀況，及時(shí)地調(diào)整和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改變教學(xué)模式，提高學(xué)生們的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，期望能夠進(jìn)一步提高教學(xué)效果。經(jīng)過實(shí)踐證明，“課件+板書”和“講解+任務(wù)”的教學(xué)模式較傳統(tǒng)模式更能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，教學(xué)手段的不斷多樣化，《計(jì)算機(jī)組成原理》課程的教學(xué)仍然還有很多問題值得我們?nèi)パ芯亢妥C明，只有不斷探索和實(shí)踐才能促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的不斷提高。

[參考文獻(xiàn)]

[1]王勇，黃賢英.“計(jì)算機(jī)組成原理”的教育方法[J].重慶工學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)）.2008，V22（3）：167-170.

[2]鄒紅文，聶雅琳.《計(jì)算機(jī)組成原理》教學(xué)設(shè)計(jì)研究與實(shí)踐.洛陽(yáng)理工學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）.2008.9.第18卷，第1期.

[3]蔣本珊，計(jì)算機(jī)組成原理（第2版）[M].北京：清華大學(xué)出版社.2009.

（作者單位：紅河學(xué)院工學(xué)院 云南蒙自）