“计算机组成与体系结构”实践教学改革与探讨

摘要:“计算机组成与体系结构”实践教学在计算机硬件教学和培养高素质创新型IT人才过程中起着至关重要的作用。我校课程组近年来从计算机专业人才培养方案入手,研究了计算机专业课程的设置问题,对实验教学改革的指导思想、主要措施、教学内容、方法改革进行了初步探讨。

关键词:计算机组成原理;实践教学;创新人才

吉林农业大学发展学院是民办独立院校,2000～2008年,计算机科学与技术专业总共招收本科生510人,最近5年每届招收本科生约65人。按照现代教育思想来审视基础理论与实际应用、素质与能力之间的辩证关系,我们发现传统教育思想是以传授知识为着眼点,而现代教育思想则以培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力为主要目的,培养综合素质高的创新型人才[1]。要实现这一目标,必须首先实现教育思想的转变,还要把最新的计算机知识融入到课程体系中。我校课程组近年采取了一系列的实践教学措施,在学生的知识获取、能力提高和素质培养等多方面进行改革,以实现计算机教育的培养目标。

1创建课程实践环境

“计算机组成与体系结构”是计算机科学与技术专业的一门核心和重要的专业基础课,是一门实践性很强的课程。它涉及的知识面广、内容多、难度大、更新快,在基础课和专业课之间起着承上启下作用,该课程可以使学生建立计算机的整机系统概念,培养学生在硬件系统分析、设计、开发、使用和维护等方面的能力。教师通过传授教材中的知识,使学生掌握计算机各功能模块的工作原理,再互相联系,开发他们的智力。所谓“知识”,就是人们在改造客观世界和实践中所获得的认识与经验的总和,而智力是指感知到思维的心理过程,特别是人认识客观事物并运用知识解决实际问题的能力,是在掌握人类知识经验和从事实践活动中发展的,由观察、注意、记忆、想象、思考等要素构成[2]。我们所营造的环境对学生的智力发展起着决定作用,改革课程设计实验的方法可以促进学生智力的发展,锻炼超常的智力品质,使学生学到更多的知识。为此,我们除了建设学校的实习基地外,还在校外建立了四个创新实践基地,加强学生的实践动手能力,提高他们分析和解决问题的能力。 2改革实践教学内容

我校专门制定了一套符合独立院校发展,培养应用型人才的、具有综合能力教学指导思想、实验项目完整的实验教学大纲,并对实验报告进行规范。这种规范培养学生基本程序设计素质和良好的程序设计习惯,对训练科学严谨的工作作风起到促进作用。通过设计指导思想的确立,让师生明确在课程设计中要做些什么、了解什么、掌握什么、达到什么目的,建立完整的设计方案[3]。

3精心设计实践过程

我们采取“理论―抽象―设计”的方式开展上机实践。根据不同的教学对象,精心设计了几组不同类型的综合性的问题,不仅抓实验过程中的辅导,还抓实验前的准备工作和实验后的总结工作。

在设计方案中,让学生了解、熟悉、掌握各种元器件的功能、原理和作用,灵活掌握不同元器件在不同电路中的作用,使设计出的电路原理简单、功能性强、使用方便,具有更好的互换性和实用性。通过逻辑框图设计电路,按不同的要求使用各种元器件组装、调试电路,通过实验确定设计的合理性。

让学生检验和验证自己设计的电路,使用一个小程序运行电路,检验设计思想是否合理、元件的使用是否恰当、电路是否简单以及能否实现逻辑功能等,从问题中找出解决的办法。

4提升学生综合分析能力

课程设计是对学生的全面综合训练,目的在于使学生通过课程设计掌握全课程的主要内容,提高综合应用知识和软件开发的能力,加强写作能力,为今后的毕业设计和毕业论文的撰写奠定基础[4]。在教师承担的科研课题中,应尽量多吸收学生参加,让他们把所学理论知识应用到设计实践中,提高知识获取、分析问题和解决问题的能力,为将来的就业打下基础。对于课程设计,最后每个学生都要进行面试和答辩,提交课程设计报告,因此学生必须能够清楚地介绍设计思路和主要技术手段,并回答问题。

能力总是同成功地完成某项活动或任务相联系,是指一个人完成活动或任务的本领。在教学实践中,除了经常性和有针对性地培养学生的观察能力、专注能力、记忆能力、创造能力、想象能力和思考能力以外,还应强调自学能力、独立工作能力和科学研究能力,尽量让学生自己思考、设计,启发学生的思维,激发学生的求知欲。在设计中,虽然有的学生学习成绩不太理想,但也能自行设计,并能独立完成调试工作,这使学生尝试设计开发的艰辛和体验到成功的喜悦,建立集体创新攻关的概念,培养学生的实事求是的作风,真正做到理论与实践相结合,提高自学能力和独立获取知识的能力。

5结语

培养学生的综合能力是现代技术发展的要求。这是因为科学技术发展十分迅速,知识更新周期大大缩短;学生在校期间不可能把一生所用的知识学到手;因此应提高独立工作能力,也就是运用知识解决实际问题的能力,包括分析问题和解决问题的能力、科学实验能力、设计能力、编写技术资料与报告的能力、组织管理能力及硬件动手能力和创新能力[5]。通过教学和实践,教师与学生、教学与科研、成果与教材、教育与发展形成一个有机链条,构成互动互利的整体,更新了知识结构,把教学与课程建设、学科发展、科学研究、社会需要、人才培养、就业去向紧密结合。

总之,国家强盛靠人才,人才素质靠教育,教育水平看能力,能力培养靠实践。学生自己动手做实验,自己动手做设计,知识才能学活用活,真正提高分析问题和解决问题的能力,成为高质量的人才。

参考文献:

[1] 施开良. 从化学院的成功经验看创新性人才培养的途径[J]. 中山大学校报, 2005(3):66-67.

[2] 李红,滕秀梅. 计算机实验教学改革的思考与实践[M]//大学计算机课程报告论坛组委会. 大学计算机课程报告论坛论文集. 北京:高等教育出版社,2007:179-181.

[3] 黄陈容,袁宗福. 计算机应用型人才培养模式的探索与实践[J].计算机教育,2005(6):102-104.

[4] 鲍丽薇,冯建华. 清华大学计算机科学与技术系的实践教学[J].计算机教育,2005(5):87-89.

[5] 翟玉庆,邓建明,曹久新. 计算机专业课程群建设探讨与实践[M]//大学计算机课程报告论坛组委会. 大学计算机课程报告论坛论文集. 北京:高等教育出版社,2007:116-118.

Innovation and Discussion of Practice Teaching in "Computer Organization and Architecture"

YAO Yu-xia1,2 ; LIU Xiao-yan1 ; SUI Qing-ru1 ; ZHANG Yun1

(1.Faculty of Computing, Development School of Jilin Agricultural University, Changchun 130600,China;

2. Information and technology college of Jilin Agricultural University,Changchun 130118,China)

Abstract: Practice teaching in "Computer Organization and Architecture" in computer hardware and innovative high-quality IT professionals plays a vital role in the process. In recent years, curriculum unit has studied the computer training program , the teaching in the experimental building of the guiding ideology, major initiatives, teaching contents and methods of reform are discussed.

Key words: computer organization; practical teaching; innovative talents