摘要：為了提高專業(yè)認可度，高校進行了一系列的專業(yè)認證工作。計算機組成原理課程是計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)開設(shè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，本文根據(jù)工程教育專業(yè)認證的要求，針對教學(xué)方法和教學(xué)評價上存在的問題以及不足，在新的教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上對課程的教學(xué)運行過程進行改革。教學(xué)中注重理論和實踐相融合，貫穿以學(xué)生培養(yǎng)為中心的教學(xué)理念，為計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)進行專業(yè)認證提供有力支持。

關(guān)鍵詞：專業(yè)認證；計算機組成原理；教學(xué)改革；人才培養(yǎng)

中圖分類號：G642.0

ResearchonofTeachingReformof

ComputerOrganizationCourseforProfessionalCertification

FanZhe

ZhengzhouInstituteOfAeronauticalIndustryManagementHenanZhengzhou450046

Abstract：Professionalcertificationworkhasbeencarriedoutinmanyuniversitiestoimproveprofessionalrecognition.ComputerOrganizationCourseisanimportantfoundationalcourseforcomputerscienceandtechnologymajors.Basedontherequirementsofengineeringeducationcertification，thisarticlediscussedtheteachingreformofthecourse.Thereformsolvestheexistingproblemsinteaching&nJSBx0fGKc1llIQ71+jkzig==bsp;methodsandcourseobjectiveachievementassessmentonthebasisoftheimprovedteachingobjectives.Theteachingemphasizestheintegrationoftheoryandpracticeandrunsthroughtheteachingphilosophyofstudentcenteredcultivation.Thereformprovidesthesupportforprofessionalcertificationofcomputerscienceandtechnologymajors.

Keywords：professionalcertification；computerorganization；teachingreform；talentcultivation

一、概述

進入新時代，各種新型技術(shù)浪潮般涌現(xiàn)。人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等科技的發(fā)展和在社會領(lǐng)域的應(yīng)用，使當(dāng)今許多行業(yè)面對轉(zhuǎn)型升級的挑戰(zhàn)，行業(yè)迫切需要能夠帶來技術(shù)創(chuàng)新的現(xiàn)代化人才支撐。如果行業(yè)無法跟上社會進步的節(jié)奏，適應(yīng)社會的需要，將會面臨生存的問題。高等教育的發(fā)展比以往任何時候都更加得到社會的關(guān)注和重視。另外，近年來隨著改革開放的深入進行，國際社會在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域以及教育領(lǐng)域的交流合作方面不斷增多，專業(yè)認證是一種國際通行的教育質(zhì)量保障制度［1］。為更好地使高校專業(yè)能夠培養(yǎng)輸出高素質(zhì)的適應(yīng)社會需求的人才，提高高校教育水平，國內(nèi)高等教育推行了專業(yè)認證工作。如果高校所開設(shè)的專業(yè)能夠得到專業(yè)認證的權(quán)威認可，不僅可以提升該專業(yè)在社會中和行業(yè)中的認可度，增加學(xué)生報考率，獲取優(yōu)質(zhì)生源，而且該專業(yè)的畢業(yè)生將獲得更多的就業(yè)機會。高校進行專業(yè)認證的同時可以促進學(xué)校本科教育國際化的發(fā)展，更加有利于提高學(xué)校的知名度。

專業(yè)認證實施以來，工程教育認證工作穩(wěn)步推進，我國工程教育實現(xiàn)了國際實質(zhì)等效［2］。隨著專業(yè)認證在本科高校中的持續(xù)深入開展，為了增強我校專業(yè)培養(yǎng)的競爭力和影響力，我校對校內(nèi)開設(shè)專業(yè)提出了進行專業(yè)認證的要求。計算機組成原理課程作為計算機學(xué)科的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，對于計算機專業(yè)進行專業(yè)認證是不可缺少的一個部分。本文以我校計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)所開設(shè)的計算機組成原理課程為例，結(jié)合筆者的教學(xué)實踐探討了面向?qū)I(yè)認證的教學(xué)改革過程。

二、面向?qū)I(yè)認證的課程教學(xué)設(shè)計

計算機組成原理課程是面向我校計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)開設(shè)的數(shù)量不多的硬件課程之一，因為涉及硬件系統(tǒng)的工作原理，內(nèi)容抽象枯燥，知識點多，而且由于課時有限，造成學(xué)生學(xué)習(xí)起來比較吃力，不易理解學(xué)習(xí)內(nèi)容，學(xué)生學(xué)習(xí)壓力大。在以往的教學(xué)中，以教師課堂傳授講解為主，對課程設(shè)立的教學(xué)目標(biāo)要求不高，而且教學(xué)方式比較單一，不能很好地滿足專業(yè)認證的需要。為了支持專業(yè)認證的工作開展，課程從以下幾個方面進行了教學(xué)設(shè)計的改進。

（一）確定專業(yè)認證的教學(xué)目標(biāo)

工程教育專業(yè)認證的核心就是要確認工科專業(yè)畢業(yè)生達到行業(yè)認可的既定質(zhì)量標(biāo)準要求［3］。由于畢業(yè)生的培養(yǎng)是在各門課的共同支撐下完成的，因此對于每門課來講，需要仔細審查計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)畢業(yè)要求被分解后的若干指標(biāo)點。

根據(jù)我校計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)設(shè)置的條件和課程實踐，在認證實踐中最大程度地選擇了計算機組成原理課程能夠支撐的指標(biāo)點并修改了教學(xué)大綱，制定了能夠支持專業(yè)認證的教學(xué)目標(biāo)。其中，課程目標(biāo)一為學(xué)生通過掌握課程中各個章節(jié)中各組成部件的基本概念和部件在整機系統(tǒng)中的工作原理，能夠復(fù)述并解釋所學(xué)習(xí)的相關(guān)理論知識。該課程目標(biāo)支撐學(xué)生能夠運用所學(xué)的專業(yè)理論去驗證、分析實際的計算機系統(tǒng)的指標(biāo)點。課程目標(biāo)二為通過研究具體的計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，理解各組成部件在工程上如何實現(xiàn)。該課程目標(biāo)支撐學(xué)生對計算機工程相關(guān)的各類軟硬件問題具有辨別能力和研究能力的指標(biāo)點。課程目標(biāo)三為使學(xué)生通過課程中開設(shè)的實驗項目，根據(jù)實驗內(nèi)容要求設(shè)計正確的實驗方案，深入研究計算機系統(tǒng)和組成部件的連接和工作機制，對實驗結(jié)果做出合理分析，并正確解釋相關(guān)的實驗現(xiàn)象，該課程目標(biāo)支撐學(xué)生能夠根據(jù)研究對象設(shè)計可行的實驗方案，采用科學(xué)的方法開展實驗，并能夠?qū)嶒灲Y(jié)果進行分析和解釋，通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論的指標(biāo)點。確立教學(xué)目標(biāo)后，將教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)進行比較，必須對每一章節(jié)的內(nèi)容進行研究，將教學(xué)內(nèi)容進行歸屬于相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)，確定教學(xué)內(nèi)容能夠支撐的課程目標(biāo)，以改進相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容。有的章節(jié)內(nèi)容可以同時支撐幾個課程目標(biāo)，比如，存儲系統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容可以支撐目標(biāo)一和目標(biāo)二，為了便于以后分析課程支撐的指標(biāo)點達成情況，查看學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，提高教學(xué)效果，將章節(jié)內(nèi)容再做進一步細化歸類是十分必要的。針對每一章節(jié)分析原有的教學(xué)內(nèi)容對課程目標(biāo)的支持程度，對于不能夠充分支撐課程目標(biāo)的章節(jié)，找出并改進教學(xué)內(nèi)容中的不足，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r擴充新的內(nèi)容進來，不拘泥于教材的內(nèi)容。

（二）加強教學(xué)內(nèi)容的理解

由于計算機組成原理課程具有學(xué)習(xí)難度大的特點，在以往的教學(xué)中，教師在傳授教學(xué)內(nèi)容后，學(xué)生對課堂中學(xué)習(xí)的內(nèi)容總感到不易理解。因為學(xué)習(xí)效果的累積影響，以及對教學(xué)內(nèi)容中的難點內(nèi)容缺乏相應(yīng)的學(xué)習(xí)，造成有的學(xué)生失去了對課程的興趣，有的學(xué)生甚至是放棄了對這門課程的學(xué)習(xí)。這對專業(yè)認證是很不利的。為了解決這個問題，需從以下幾方面入手去加強學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的理解，提高課程的教學(xué)效果：一是知識具體化，通過案例化來講解較難的教學(xué)內(nèi)容。一些專業(yè)性的知識因為很抽象，而且學(xué)生平時接觸少，在短時間內(nèi)無法建立對教學(xué)內(nèi)容的認識，因此很難理解。此時通過設(shè)計的案例來解釋效果較好，案例的設(shè)計要合適，不應(yīng)過于復(fù)雜，過于復(fù)雜的案例，反而又會增加學(xué)生的學(xué)習(xí)難度。二是引領(lǐng)法。對于設(shè)計性的內(nèi)容，教師帶領(lǐng)同學(xué)們一起參與活動。比如，在存儲器的設(shè)計中，教師可以先設(shè)計一個完整的例子，當(dāng)同學(xué)們有所領(lǐng)悟后，教師再設(shè)計其中一部分，剩下的部分則邀請同學(xué)們完成，最后讓同學(xué)們設(shè)計一個完整的例子。三是通過學(xué)習(xí)通搭建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺。因為課程課時有限，如果在課堂上就某些問題展開討論，將會占用很多的時間。將這些問題制作成視頻放于學(xué)習(xí)通上，學(xué)生可以反復(fù)學(xué)習(xí)，互相交流。教學(xué)平臺的設(shè)計可以補充重點和難點內(nèi)容的學(xué)時，為專業(yè)認證提供了有力的保障。在理論教學(xué)課堂中可以充分利用學(xué)習(xí)通的活動功能，和學(xué)生開展互動，從而加強學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的思考。比如，為了提高回答問題的參與人數(shù)，可以利用平臺提供的隨機選人功能，而對于平常不積極思考問題的學(xué)生，可以選擇指定選人功能。為了營造良好的課堂氛圍，使每個學(xué)生主動參與并且有機會參與課堂活動，可以利用平臺提供的搶答功能。同時，利用平臺中的主題討論功能作為課堂教學(xué)的補充，對于學(xué)生深入思考課堂中所學(xué)的內(nèi)容是十分有益的。四是擴充題庫。為了查看學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，每一章講完后會給學(xué)生布置作業(yè)。傳統(tǒng)的作業(yè)是抽取書后的習(xí)題讓學(xué)生加以練習(xí)，一般以簡答題為主，題目類型比較單一，而且教師批閱量有限，但如果要達到專業(yè)認證的要求，就必須要求學(xué)生平時做大量的練習(xí)。為了使學(xué)生充分理解教學(xué)內(nèi)容，對題庫進行了擴充。在新的題庫中，對需要學(xué)生掌握的重難點內(nèi)容增加了很多題目內(nèi)容，而且題型豐富，選擇、判斷、分析、計算、論述等各種題型的設(shè)計，對學(xué)生深入理解教學(xué)內(nèi)容起到了很好的作用。

（三）注重實踐教學(xué)，改進教學(xué)方式

工程教育專業(yè)認證的邏輯是以學(xué)生為中心，通過課程體系等支持畢業(yè)要求的達成，并通過各環(huán)節(jié)的反饋對學(xué)生培養(yǎng)過程持續(xù)改進［4］。在以往的教學(xué)中，理論教學(xué)和實踐教學(xué)相互獨立，理論教學(xué)和實踐教學(xué)各自分開進行。為了更好地支撐教學(xué)目標(biāo)以實現(xiàn)專業(yè)認證，課程改革將實踐教學(xué)和理論教學(xué)相融合。在課程中配合實踐內(nèi)容，將實踐內(nèi)容和相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容共同劃分為支撐教學(xué)目標(biāo)點的教學(xué)內(nèi)容，在教學(xué)中與理論教學(xué)內(nèi)容同步進行。為提高實踐教學(xué)的質(zhì)量以更好地支撐相應(yīng)的課程目標(biāo)，在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上除了理論教學(xué)的內(nèi)容外，還設(shè)計了相應(yīng)的實踐模塊，制作了實驗教學(xué)大綱、實驗報告、實驗指導(dǎo)等內(nèi)容，方便學(xué)生可以隨時根據(jù)需要在平臺中查閱資料。學(xué)生通過在每一次實驗前預(yù)習(xí)實驗內(nèi)容，可以更好地結(jié)合學(xué)習(xí)過的理論知識，以配合學(xué)生在實驗室完成實驗內(nèi)容，加強對實驗過程的理解。實驗指導(dǎo)針對每次實驗獨立設(shè)計，學(xué)生進行實驗時可以隨時進行參考，啟發(fā)學(xué)生積極思考實驗中發(fā)生的問題，做好實驗數(shù)據(jù)的處理，提高學(xué)生的分析研究能力。實踐教學(xué)和理論教學(xué)互相穿插，增強學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的理解。比如在指令系統(tǒng)的理論教學(xué)內(nèi)容中，尋址方式和典型指令部分因為種類較多，而且涉及對內(nèi)存和中央處理器等抽象內(nèi)容的理解，學(xué)生不易掌握。為了增強學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，在存儲器實驗的教學(xué)設(shè)計中，增加了對實驗中所用指令的內(nèi)容講解，不僅使學(xué)生掌握半導(dǎo)體存儲器的讀寫特性，而且同時能夠?qū)嶒炛芯唧w應(yīng)用的指令和理論教學(xué)中講解的數(shù)據(jù)尋址和指令尋址聯(lián)系起來，從而增強了實驗的教學(xué)效果。

三、計算機組成原理課程評價設(shè)計

傳統(tǒng)的考核方式主要根據(jù)期末考試成績評定學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，屬于終結(jié)性評價，無法滿足專業(yè)認證的要求。過程性評價強調(diào)教學(xué)過程體驗，克服傳統(tǒng)終結(jié)性評價忽視過程的弊端［5］。為了達到專業(yè)認證的要求，需要計算課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點的達成度，課程進行了考核方式的改革，設(shè)計了模塊化過程性評價方式，可以方便地根據(jù)考核結(jié)果改進教學(xué)，以支持畢業(yè)要求的達成。課程評價把教學(xué)考核劃分為四個模塊，并根據(jù)內(nèi)容的重要性制定詳細的分配比例。具體的模塊劃分和考核依據(jù)如下：

（1）系統(tǒng)概述與運算器模塊考查學(xué)生對計算機的基本組成與整體結(jié)構(gòu)、運算器的基本組成和結(jié)構(gòu)形式的認識程度，對計算機的數(shù)據(jù)表示、基本運算的掌握程度，對提高運算器性能技術(shù)的理解程度，包括復(fù)述、分析能力。該模塊支撐課程目標(biāo)一，占比28.5%，其中測試部分占21%，作業(yè)部分占2.5%，實驗部分占5%。

（2）存儲器部分模塊考查學(xué)生對存儲系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)的認識程度，對主存的組織技術(shù)和Cache工作原理的掌握程度，對提高存儲系統(tǒng)性能的技術(shù)理解程度，包括復(fù)述、分析、設(shè)計、辨別和研究能力。該模塊支撐課程目標(biāo)一和課程目標(biāo)二，占比21.5%，其中支持課程目標(biāo)一的測試部分占7%，支持課程目標(biāo)二的測試部分占7%，支持課程目標(biāo)二的作業(yè)部分占2.5%，支持課程目標(biāo)一的實驗部分占5%。

（3）指令系統(tǒng)與CPU模塊考查學(xué)生對指令系統(tǒng)和CPU的基本組成結(jié)構(gòu)及其各組成部件的基本功能的認識程度，對程序執(zhí)行過程中CPU內(nèi)部的工作過程和微程序控制器的掌握程度，對操作控制信號和時序系統(tǒng)的理解程度，包括復(fù)述、分析、設(shè)計、辨別和研究能力。該模塊支撐課程目標(biāo)一和課程目標(biāo)二，占比28.5%，其中對于支持課程目標(biāo)一的測試部分占10.5%，支持課程目標(biāo)二的測試部分占10.5%，支持課程目標(biāo)二的作業(yè)部分占2.5%，支持課程目標(biāo)一的實驗部分占5%。

（4）總線與輸入輸出模塊考查學(xué)生對總線的基本概念、功能結(jié)構(gòu)及總線傳輸數(shù)據(jù)的基本過程的認識程度，對集中式仲裁和信息交換的四種控制方式的理解程度，包括復(fù)述和分析能力。該模塊支撐課程目標(biāo)一和課程目標(biāo)三，占比21.5%，其中支持課程目標(biāo)一的測試部分占14%，支持課程目標(biāo)一的作業(yè)部分占2.5%，支持課程目標(biāo)三的實驗部分占5%。

結(jié)語

社會對高OOKoQQXiGL0kcxTgbldCWA==等教育的發(fā)展提出了新的要求，專業(yè)認證作為高等教育評估體系的主要內(nèi)容之一，正在推動本科教育教學(xué)的改革。為了實現(xiàn)計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)認證的要求，計算機組成原理課程制定了能夠支撐畢業(yè)生培養(yǎng)要求指標(biāo)點的教學(xué)目標(biāo)，確立了教學(xué)內(nèi)容所能支撐的課程目標(biāo)，并根據(jù)教學(xué)目標(biāo)對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式進行了改革。教學(xué)改革中以學(xué)生培養(yǎng)為中心，全面建立計算機原理課程教學(xué)平臺，對以往的評價方式進行改進，設(shè)計了面向?qū)I(yè)認證的考核方式。教學(xué)改革探索了能夠推進專業(yè)認證的教學(xué)運行過程，為專業(yè)認證提供了有力的課程支持。

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作者簡介：范喆（1972—），女，漢族，河南洛陽人，碩士，副教授，研究方向：計算機應(yīng)用。