熊禮治

【摘要】計(jì)算機(jī)組成原理是計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程技術(shù)專業(yè)的一門核心課程，它的特點(diǎn)是面廣、內(nèi)容多、難度大、更新快、是基礎(chǔ)課與專業(yè)課承上啟下的部分。本文介紹計(jì)算機(jī)組成原理教學(xué)實(shí)踐中會(huì)經(jīng)常遇到的問題及解決方法的探討，為合理規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化教學(xué)方法提供新思路。

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)組成原理 教學(xué)實(shí)踐 教學(xué)方法

【中圖分類號(hào)】TP301-4；G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2018）11-0238-02

前言

“計(jì)算機(jī)組成原理”是計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程技術(shù)專業(yè)的主干核心基礎(chǔ)課，包含硬件部分和軟件部分，起著承上啟下的作用。如何把握課程的主線和重難點(diǎn)，對(duì)各知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行整體分析，構(gòu)建知識(shí)圖譜，讓學(xué)生扎實(shí)掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)各部分的工作原理，培養(yǎng)創(chuàng)新理念和創(chuàng)新能力，是該課程教學(xué)實(shí)踐中需要探討和解決的問題。

一、教學(xué)實(shí)踐中存在的問題

（一）教學(xué)內(nèi)容安排不夠合理

目前很多高校所用的教材是以前的版本，沒有及時(shí)更新。當(dāng)前的計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速，原先的硬件設(shè)備都發(fā)生了非常大的變化[1]。如何在教學(xué)過程中引入新技術(shù)、新計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)以開闊學(xué)生的視野、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力是一個(gè)挑戰(zhàn)。這樣需要讓學(xué)生從簡單的內(nèi)容一步一步過渡到新技術(shù)的內(nèi)容上。此外，教學(xué)內(nèi)容的重難點(diǎn)劃分不夠清晰，導(dǎo)致學(xué)生把握不住重難點(diǎn)。

（二）知識(shí)結(jié)構(gòu)圖沒有形成

計(jì)算機(jī)組成原理課程具有面廣、內(nèi)容多、抽象枯燥、難理解、更新快等特點(diǎn)，這樣就對(duì)知識(shí)結(jié)構(gòu)圖的形成是非常必要的。計(jì)算機(jī)的五大部件內(nèi)容是相互聯(lián)系的，不是獨(dú)立的。通過構(gòu)建不同層級(jí)的知識(shí)圖譜能讓學(xué)生更好的理解計(jì)算機(jī)組成的各個(gè)部件。

（三）教學(xué)方法單一

傳統(tǒng)的教學(xué)方法都是采用講授式方式，給學(xué)生灌輸相關(guān)的概念，而沒有讓學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的去理解計(jì)算機(jī)組成的原理。比如，講授運(yùn)算器和運(yùn)算方法時(shí)，單一的闡述計(jì)算機(jī)的運(yùn)算器是怎么工作的，而不對(duì)運(yùn)算器為什么會(huì)這么工作進(jìn)行講解。學(xué)生只知其然而不知其所以然。計(jì)算機(jī)的運(yùn)算器和普通人工計(jì)算的規(guī)則是緊密結(jié)合的。只有先歸納出人工計(jì)算的特點(diǎn)，才發(fā)展得到計(jì)算機(jī)的運(yùn)算規(guī)則。如果采用對(duì)比方法和計(jì)算的演化方法去講解，可以讓學(xué)生理解得更加透徹。

二、教學(xué)過程改進(jìn)的措施

（一）優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

在傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，應(yīng)結(jié)合當(dāng)今計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，適當(dāng)增加有關(guān)計(jì)算機(jī)各部件的演變歷史和最新技術(shù)的知識(shí)?！坝?jì)算機(jī)組成原理”課程的內(nèi)容組織及重難點(diǎn)的劃分，應(yīng)該從整機(jī)概念出發(fā)，是以“馮諾依曼“計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的五大部件內(nèi)容為主線，以其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理為重難點(diǎn)，然后對(duì)每一部件的重難點(diǎn)也需要進(jìn)行明確劃分。

（二）創(chuàng)建整體知識(shí)結(jié)構(gòu)圖

知識(shí)結(jié)構(gòu)圖是通過可視化技術(shù)描述知識(shí)資源及其載體，挖掘、分析、構(gòu)建、繪制和顯示知識(shí)及它們之間的相互聯(lián)系。是對(duì)知識(shí)理解的一種非常好的方法。此外，為了更好加深對(duì)知識(shí)的理解，還應(yīng)當(dāng)加上一些對(duì)比的內(nèi)容，讓很容易混淆的知識(shí)點(diǎn)能夠更好的掌握。如在存儲(chǔ)器的知識(shí)結(jié)構(gòu)中，會(huì)有Cache與內(nèi)存層次，和內(nèi)存與外存層次。這兩者在映射方式，替換策略上是相同的，但兩者產(chǎn)生的目的不一樣。前者是為了彌補(bǔ)CPU速度上的差異，后者是為了彌補(bǔ)內(nèi)存容量大小上的差異；如在指令系統(tǒng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)中，會(huì)有機(jī)器指令系統(tǒng)和微指令系統(tǒng)，這兩者都是指令，但作用的對(duì)象不同。一條機(jī)器指令對(duì)應(yīng)的是一個(gè)微程序，而一個(gè)微程序是有多個(gè)微指令構(gòu)成的，兩者不在一個(gè)層級(jí)上。并且兩者的指令格式也不盡相同。因此，在講解上述內(nèi)容時(shí)，需要對(duì)這些易混淆的知識(shí)進(jìn)行區(qū)別講解，并構(gòu)建知識(shí)結(jié)構(gòu)圖。

（三）使用多元的教學(xué)方法

啟發(fā)式教學(xué)是指教師有意識(shí)地提出一些需求、現(xiàn)象或問題，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)去思考、探索與討論，讓學(xué)生真正成為教學(xué)過程中的主體[2]。如講解中央處理器CPU時(shí)，首先讓同學(xué)們?nèi)ニ伎枷翪PU是怎么一步一步實(shí)現(xiàn)操作的？

類比教學(xué)是指在授課過程中將一些概念、策略和思想等與現(xiàn)實(shí)生活中的生動(dòng)事例進(jìn)行關(guān)聯(lián)、類比，從而將學(xué)生可能認(rèn)為抽象的概念、理論形象化、生動(dòng)化，使其掌握知識(shí)更牢靠。

結(jié)語

計(jì)算機(jī)組成原理作為計(jì)算機(jī)科學(xué)及工程技術(shù)專業(yè)的骨干課程，其教學(xué)面臨諸多問題，為了提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，必須進(jìn)行教學(xué)改革。在教學(xué)過程中通過合理優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，把握教學(xué)重難點(diǎn)、創(chuàng)建整體知識(shí)圖譜和多元的教學(xué)方法來提高教學(xué)的效率，提高學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力，培養(yǎng)出全面發(fā)展的綜合性人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]周駿. 計(jì)算機(jī)組成原理課程教學(xué)改革思考[J]. 西南師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 2014， 39（6）：161-165.

[2]曲大鵬，薛建生，范鐵生. 啟發(fā)式教學(xué)法在“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 遼寧大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2010， 37（3）：218-220.