摘要：強調(diào)創(chuàng)新教育研究是目前我國高等學(xué)校教育未來發(fā)展所要解決的核心問題之一。由此在計算機專業(yè)的核心主導(dǎo)課程“計算機組成與結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)的過程中，通過教師對學(xué)生實施的計算機發(fā)展歷史中事例創(chuàng)新的啟發(fā)、運算方法設(shè)計中創(chuàng)新意識的激發(fā)，以及外圍設(shè)備中學(xué)科交叉創(chuàng)新和實驗課程中實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)等創(chuàng)新教育方法，達(dá)到教師教學(xué)和學(xué)生創(chuàng)新能力相長的目的，進(jìn)而有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、素質(zhì)和興趣，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新勇氣和精神。

關(guān)鍵詞：計算機組成與結(jié)構(gòu)；創(chuàng)新教育；創(chuàng)新能力；創(chuàng)新意識

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）01-0103-02

1 概述

創(chuàng)新的關(guān)鍵在于人才，人才的培養(yǎng)在于教育。近年來，在人才培養(yǎng)的各級教育中，我國的創(chuàng)新教育有了不同程度的發(fā)展，很多高等學(xué)校及科研院所都對創(chuàng)新人才培養(yǎng)進(jìn)行了有效地探索。目前，創(chuàng)新教育仍是我國高等學(xué)校教育未來發(fā)展所要解決的核心問題之一[1]?！秶抑虚L期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》（2010-2020）指出：創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式要遵循教育規(guī)律和人才成長規(guī)律，深化教育教學(xué)改革，創(chuàng)新教育教學(xué)方法，探索多種培養(yǎng)方式，形成各類人才輩出、拔尖創(chuàng)新人才不斷涌現(xiàn)的局面。創(chuàng)新教育就是采用現(xiàn)代教育理論、方法和技術(shù)手段，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能，進(jìn)而提高學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)和創(chuàng)新精神。但是，當(dāng)前許多高等學(xué)校在教育教學(xué)方面往往只重視知識的簡單傳授，把教育教學(xué)過程當(dāng)作模式化的生產(chǎn)線，更不注重學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。

在傳統(tǒng)教育中，高等學(xué)校的教育教學(xué)是以傳授學(xué)生理論知識為教學(xué)目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)未來工作需要為教學(xué)目的，常常忽略了學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。那么，隨著計算機信息技術(shù)的快速發(fā)展，在計算機專業(yè)教學(xué)中開展創(chuàng)新教育，對學(xué)生進(jìn)行素質(zhì)教育和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，激勵學(xué)生創(chuàng)新的興趣和勇氣，初步領(lǐng)略到創(chuàng)新的思路和方法，使學(xué)生具備基本的創(chuàng)新素質(zhì)，使其綜合素質(zhì)得以有效地提高，這是計算機專業(yè)教師們應(yīng)當(dāng)關(guān)心并亟待解決的重大課題。

相對于傳統(tǒng)教育而言，創(chuàng)新教育具有思維的發(fā)散性、跳躍性等特征[2]。高等學(xué)校的創(chuàng)新思維與傳統(tǒng)思維有著很大的區(qū)別，應(yīng)注重思維的求異性。在對問題進(jìn)行思考和解決時采用新穎的方式和方法。高校創(chuàng)新思維側(cè)重于采用反向思維模式，在分析解決問題時，從已有的知識去推測未知的內(nèi)容。從看似普通的偶然現(xiàn)象中尋找事物發(fā)展的必然性，這就需要敏銳的洞察力。創(chuàng)新能力不只是基于學(xué)生的抽象思維，也伴隨著豐富的想象力。

高等學(xué)校的創(chuàng)新教育是一種具有綜合性和全面性特征的教育，創(chuàng)新教育是在傳統(tǒng)教育基礎(chǔ)上進(jìn)行發(fā)展和提升。這就需要教師能夠充分了解學(xué)生的整體水平和個性特點，鼓勵學(xué)生運用已有的知識與技能去發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，在此過程中產(chǎn)生新的靈感火花、激發(fā)創(chuàng)新能力。在教學(xué)過程中要放開對學(xué)生思維的束縛，強調(diào)方法的獨特性與新穎性，只要學(xué)生產(chǎn)生了新的見解，就加以鼓勵和支持，將見解的正確性放在其次，使學(xué)生有充足的空間去發(fā)現(xiàn)、探究和解決問題。

2 計算機組成與結(jié)構(gòu)教學(xué)中的創(chuàng)新教育

《計算機組成與結(jié)構(gòu)》是計算機科學(xué)與技術(shù)及其相關(guān)專業(yè)學(xué)生必修的一門核心專業(yè)基礎(chǔ)課程[3-4]。從《計算機組成與結(jié)構(gòu)》課程的內(nèi)容特點看，它含有大量工程性、技術(shù)性和實踐性的教學(xué)內(nèi)容，它的主要教學(xué)任務(wù)是使學(xué)生通過課程理論的學(xué)習(xí)系統(tǒng)地理解并掌握計算機硬件系統(tǒng)各組成部件的工作原理、邏輯實現(xiàn)、設(shè)計方法及各部件連接整機的方法，通過課程實踐的操作訓(xùn)練，使學(xué)生具有一定的動手操作能力，培養(yǎng)學(xué)生對計算機硬件結(jié)構(gòu)分析、應(yīng)用、設(shè)計、系統(tǒng)繼承及使用維護(hù)的能力。在《計算機組成與結(jié)構(gòu)》課程的教育教學(xué)過程中，教師僅僅依靠傳統(tǒng)的教學(xué)方法來講授計算機硬件系統(tǒng)的相關(guān)知識將無法勝任創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的教育教學(xué)目標(biāo)和要求[5-6]。因此，講課教師必須探索適合學(xué)生的創(chuàng)新教育教學(xué)方法，通過傳遞和灌輸創(chuàng)新意識，讓學(xué)生感受到創(chuàng)新在推動計算機硬件系統(tǒng)進(jìn)步的重大作用，正確引導(dǎo)和激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新興趣與勇氣，進(jìn)而使學(xué)生初步領(lǐng)略到創(chuàng)新的思路、方法技巧及過程。

結(jié)合長期的一線課程教學(xué)實踐，要想在《計算機組成與結(jié)構(gòu)》課程的教育教學(xué)中實行一種行之有效的創(chuàng)新教育教學(xué)方法，除了常規(guī)教學(xué)中課程內(nèi)容進(jìn)度安排之外，教師本人在教學(xué)思路、講課風(fēng)格、技巧和方法上要充分貫徹對學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的目標(biāo)，對學(xué)生聽課效率、上機實驗和課外自學(xué)上進(jìn)行有效的科學(xué)管理，更要專注于提升課程內(nèi)容的趣味性，激發(fā)學(xué)生的主觀能動性，引導(dǎo)學(xué)生自主提升創(chuàng)新能力。因此，我認(rèn)為要想把創(chuàng)新教育研究融入到《計算機組成與結(jié)構(gòu)》教育教學(xué)中，應(yīng)當(dāng)注意以下幾個方面的工作。

眾所周知，計算機硬件系統(tǒng)發(fā)展歷史的講授是《計算機組成與結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)中的一個非常突出和重要的環(huán)節(jié)。教師可以詳細(xì)地介紹計算機發(fā)展歷史，因為計算機硬件發(fā)明的各個重大事件正好是一個最鮮活、最生動的原始創(chuàng)新的事例，通過教師生動詳細(xì)地講解，可以使學(xué)生從中受到啟發(fā)和激勵，通過巧妙故事的引導(dǎo)使學(xué)生感受到“原始創(chuàng)新，你能做到的，我也行”。因此，這就需要教師一定要深入探求和發(fā)掘計算機發(fā)明的內(nèi)涵和外延，抓住這些事例進(jìn)行詳細(xì)地加工，真實巧妙地講解，以創(chuàng)新意識來啟發(fā)學(xué)生，讓學(xué)生深刻感受到創(chuàng)新在推動技術(shù)進(jìn)步中有不可估量的作用，進(jìn)而鼓勵學(xué)生提出自己的原始創(chuàng)新設(shè)想，啟發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新興趣。

再者，我們知道計算機運算方法的設(shè)計過程是復(fù)雜有趣的，而運算器正是計算機硬件的核心，也是《計算機組成與結(jié)構(gòu)》課程核心的教學(xué)內(nèi)容之一。眾所周知，盡管加、減、乘、除、與、或、非等算術(shù)邏輯關(guān)系對人而言是很簡單的，可是要靠機器實現(xiàn)就不是那么容易的事了，這就需要解決一系列的相關(guān)問題，學(xué)生能對其深入了解將激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識。正是這些創(chuàng)新成果才使計算機能以極好的性價比融入到我們生活的方方面面，并且迅速地改變著我們的日常生活、工作和學(xué)習(xí)。為此，可讓學(xué)生體會到“創(chuàng)新源于對問題求解不懈的追求”。因此，通過對計算機運算方法設(shè)計過程的學(xué)習(xí)，可以充分激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識、勇氣和精神。

另外，學(xué)科交叉創(chuàng)新也是自主創(chuàng)新的一個重要表現(xiàn)。在《計算機組成與結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)過程中，教師要充分培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科交叉創(chuàng)新的意識與能力?，F(xiàn)在很多高校已經(jīng)給學(xué)生提供了修第二學(xué)位的機會，這樣就給學(xué)生提供了一個學(xué)科交叉創(chuàng)新的有效平臺。在計算機硬件系統(tǒng)中，計算機外圍設(shè)備的教學(xué)尤其能激發(fā)學(xué)生學(xué)科交叉創(chuàng)新的能力。例如，鼠標(biāo)的發(fā)明是將機械、光電、計算機等許多學(xué)科的知識交叉在一起；交叉物理學(xué)科的陰極射線能使熒光粉發(fā)光的原理和電子科學(xué)、計算機學(xué)科、材料學(xué)科，人們實現(xiàn)了陰極射線管顯示器和液晶顯示器的設(shè)計。諸如此類的許多典型輸入輸出設(shè)備很多都是學(xué)科交叉創(chuàng)新的事例。教師通過對這些事例創(chuàng)新點的講授，可以培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維習(xí)慣，讓學(xué)生深知要想獲得發(fā)明成功，必須具備多學(xué)科交叉的知識，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生學(xué)好自己的專業(yè)課程和其他相關(guān)專業(yè)課程的信心，這樣也進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科交叉創(chuàng)新的素質(zhì)和能力。

多為學(xué)生提供創(chuàng)新實踐的機會能夠增強學(xué)生的自主創(chuàng)新意識。因而，教師可以充分發(fā)揮實驗課程的效能，鞏固基礎(chǔ)，提升學(xué)生的自主創(chuàng)新能力。這樣在完成《計算機組成與結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)中計算機硬件基本原理知識學(xué)習(xí)的同時，可以進(jìn)一步加強對學(xué)生的創(chuàng)新意識、實踐能力和設(shè)計能力的培養(yǎng)，教師可以在實驗教學(xué)內(nèi)容上，壓縮驗證性實驗，增加設(shè)計性、綜合性和研究性實驗課題，同時將自己的科研課題融入到課程實驗、課程設(shè)計以及學(xué)生畢業(yè)設(shè)計中，也可以適當(dāng)增加以社會應(yīng)用開發(fā)為主、偏向硬件的橫向項目為基礎(chǔ)的課程設(shè)計、科研開發(fā)項目系統(tǒng)或部分模塊設(shè)計等，這樣可以讓學(xué)生參與到學(xué)科新問題的研究、社會現(xiàn)實技術(shù)問題的解決過程中，讓學(xué)生緊跟并及時了解和掌握學(xué)科發(fā)展的動態(tài)，使其有更多的想象空間和發(fā)揮空間。同時，也有助于學(xué)生在理論和實踐相結(jié)合的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步融會貫通理論教學(xué)內(nèi)容，提高其綜合運用知識的創(chuàng)新能力，對培養(yǎng)學(xué)生的主動性、協(xié)作精神和創(chuàng)新能力具有積極的作用。另外，在設(shè)計性環(huán)節(jié)的實驗教學(xué)實踐中，可以建立新的開放式實踐教學(xué)模式，提供創(chuàng)新性實踐教學(xué)環(huán)境，提高學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力，使得學(xué)生的設(shè)計方案越來越豐富，這樣不僅反映出學(xué)生的求知欲望是很強的，而且也培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神，達(dá)到教師教育教學(xué)方法和學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)相長的目標(biāo)。

3 結(jié)束語

目前，創(chuàng)新教育研究是我國高等教育未來發(fā)展所要解決的核心問題。自主創(chuàng)新已成為時代的主旋律，高等學(xué)校是科技創(chuàng)新和創(chuàng)新培養(yǎng)的重要基地。因此，在《計算機組成與結(jié)構(gòu)》教育教學(xué)中，教師不僅要提高自己的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新素質(zhì)和創(chuàng)新能力，而且在給學(xué)生講解計算機硬件原理知識時重點要傳授給學(xué)生創(chuàng)新的思路、技巧和方法，增強學(xué)生敏銳的洞察力，培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新的興趣、素質(zhì)和能力，充分激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識、勇氣和精神。該文的創(chuàng)新教育研究模式已在我校計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)2006級、2007級、2008級、2009級、2010級，網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)2009級、2010級，信息與通信工程專業(yè)2008級、2009級、2010級共2000余人中進(jìn)行了系統(tǒng)實踐。結(jié)果表明，學(xué)生對于課堂知識的理解和靈活運用能力顯著增強，創(chuàng)新意識和能力也得到了培養(yǎng)，教學(xué)效果顯著。在這種創(chuàng)新教育模式的熏陶下，近三年來，我院學(xué)生積極主動參加各類創(chuàng)新科技競賽，已獲省級以上科技創(chuàng)新獎60余項，其中國家級15項，國家專利18項，效果非常顯著。

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