计算机组成原理答案范文

导语：如何才能写好一篇计算机组成原理答案，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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【关键词】中等职业学校；计算机组成原理；教学方法

《中等职业学校计算机应用基础教学大纲》明确指出：使学生进一步了解、掌握计算机应用基础知识，提高学生计算机基本操作、办公应用、网络应用、多媒体技术应用等方面的技能，使学生初步具有利用计算机解决学习、工作、生活中常见问题的能力，是中等职业学校计算机课程教学目标之一。计算机组成原理是计算机应用基础知识的重要内容之一。

计算机组成原理的教学内容强调以计算机硬件部件和和整机系统知识为主的同时，还必需适当兼顾与硬件关系最密切的基础软件知识的学习。那种把计算机组成原理完全作为纯硬件课来处理，是陈旧的认识和过时的做法，不符合当今计算机研究和教育发展的潮流。学好这门课的目的是为了了解计算机的构成及基本工作原理。学生应能抽象出一个计算机模型，在此基础上，理解计算机是如何工作的。但是计算机组成原理这门课专业性很强，很抽象，也很枯燥。而现在的中等职业学校学生基础差，缺乏学习主动性，学习新知识时理解能力也相对比较薄弱。

那么，中等职业学校计算机教师当如何组织计算机组成原理教学呢？

一、教师要从简单的问题切入枯燥的知识

在讲解十进制数与二进制数之间相互转换这个问题时，教师可以不直接讲转换算法，而是先提问了一个学生们都认为很简单，但是又回答不正确的问题，来引起学生们的学习兴趣，如：计算机用的是直流电还是交流电？对此问题，同学们讨论，并说出回答的答案的依据，几乎所有的学生都认为，计算机用的是交流电。依据是计算机的电源插在220V的交流电源上。但学生们的答案都是错的，计算机用的是直流电，学生们很好奇，就急于想听教师讲出这个答案的依据，这样，教师就引进了二进制数的概念，告诉学生，计算机中所有的数值、文字、符号、语音、图形、图像等等统为称数据，在计算机内部，都必须用数字化编码（基二码，二进制编码）的形式被存储、加工和传送。

并且讲解了二进制码的基本点符号0和1。采用0和1的优点是：符号个数最少物理上容易实现；与二值逻辑的真假两个值的对应简单；用二进制码表示数值数据运算规则简单。然而在我们的现实生活中所用的数值都是十进制数，那么接着就讲了十进制数如何转换成二进制数。十进制数分为整数和小数。对于十进制的整数转换成二进制数的法则是：除以2取余。对于十进制的小数转换成二进制的法则是：乘以2取整。

相反二进制数如何转换成十进制数呢？教师同样可以先举了一个简单的例子引入了概念按阶展开。

二、教师要把抽象的知识具体化

讲解CPU的工作原理时，教师首先讲解CUP的全称central processing unit 即中央处理器，有人也称它微处理器。顾名思义，CPU就是电脑的中央核心部分，负责处理各种硬件装置传送进来的资源，经过判断计算后，再下指令将资料送到正确的装置上执行。讲完这些以后学生都很迷茫，因为太抽象了。教师就可用现实中做广播体操的例子来把抽象的问题具体化。做广播体操的整个过程是，首先我们的耳朵听到指令，然后再把指令传送给我们的大脑，大脑经过分析判断后再把指令传送的我们的肢体，以此来确定肢体的动作。紧接着教师就用计算机如何打印文件这个例子与做广播体操相对照。

当我们要打印一份文件时，首先通过键盘或者鼠标输入打印的指令，CPU收到指令经过分析判断后知道我们要打印文件，就会下达指令将资料传送给打印机，然后由打印机执行打印工作。通过这个例子使学生们联想到可以把CPU比喻成人类的大脑它不但要负责接收外界输入的信息资料，而且还要负责处理这些资料，然后将处理后的结果传送到正确的装置上。几乎大大小小的工作，都需要CPU来下达命令，传送到其他设备上来执行。通过举例子的讲解方式使学生们了解了CPU的工作原理。把抽象的复杂的问题具体化简单化，增强了学生学习的信心。

三、教师可通过学生讲解来验证教学效果

课堂上教师讲解一个系统的知识点后，为了了解学生的掌握情况，教师可采用先挑一些程度好，理解能力强的学生将刚才讲的知识再讲解一遍的训练方法，这样我教师就可以了解到学生们的理解与教师讲解的偏差在哪儿，还有什么地方没有理解到位。教师可以就此问题重新的再做解释。然后，再挑一些程度不好的且理解力相对比较差的学生，再来讲解同样的问题，如果讲解的比较到位，就证明这个问题几乎所有的学生都已经掌握了。

总之，在计算机组成原理这门课的教授过程中教师要想尽各种办法，运用多种教学手段，设计有趣的教学活动来激发学生的学习兴趣，培养学生积极的学习态度，与学生建立相互信任，相互尊重，平等交流的师生关系，让学生充满激情，主动投入到学习过程中，学生进一步了解、掌握计算机应用基础知识。

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关键词：实践教学;计算机组成原理;路径

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2016）01-0044-03

“计算机组成原理”是计算机专业本科生必修的专业核心课程，主要内容是学习计算机组成的硬件技术原理，也涉及计算机软件，一般被认为属于工程性课程中的硬件课程。而硬件课程是计算机科学与技术专业课程的重要组成部分，是培养学生实践探索兴趣、科学研究素养、工程创新能力、团队协作精神的重要手段[1]。一方面，计算机组成原理课程具有基础理论抽象、实践性强的双重特点，许多教学内容必须通过工程设计和实践才能深刻体会，另一方面，“计算机组成原理”课程在计算机及相关专业人才培养中处于承上启下、提高实践动手能力、开发及培养创新潜能的重要作用。而实践教学具有形式生动、教学效果直观及贴近工程应用的特点，在工程性课程特别是硬件课程教学中具有天然的优势，相对于以课堂教学为主的理论教学方式，实践教学方式更易为学生接受，对提高学生的动手能力和培养学生的创新潜能具有无法替代的重要作用。

鉴于计算机组成原理课程的重要性及实践教学的优势，近年来高等院校均在计算机组成原理课程的实践教学改革上投入诸多精力和资源，并在教学内容规划、教学模式、教学方法和教学创新等方面进行了许多探索和实践，为计算机组成原理课程实践教学提供了许多可供参考的新思路。然而，由于受传统教学根深蒂固的影响，高校在实践教学中仍然存在着一些违背创新教育的做法，如以课堂教学为主、以讲解知识点应付考试为主、实践教学环节仍然处于次要及辅助地位等，这些都束缚了实践教学功能的充分发挥。因此，为满足社会对创新型人才的需求，在教学中必须不断地积极探索如何合理规划实践教学体系与教学内容，改进实践教学的方法与手段等，即以培养创新潜能为导向进一步深化计算机组成原理课程的实践教学改革。

一、国内外高校计算机组成原理实践教学现状

一些国外高校计算机组成原理课程的实践教学主要采用以下几种方式：（1）给学生指派研究性课题，主要涉及实验室科学研究;（2）给学生布置仿真性课题，学生通过仿真分析能更深刻地领会计算机各部件原理，特别是处理器等关键部件的工作原理;（3）给学生布置阅读写作类题目，分析并预测计算机技术发展的动态，主要涉及图书馆文献检索、Web检索及论文写作等[2]。这些教学模式使理论和实践紧密结合，也有利于培养学生的工程观念，能够很好地达到计算机组成原理课程的教学目标，既培养了能力又能较好地培养和发挥学生的创新潜能。

目前，国内的计算机组成原理实践教学模式相对于早期的验证性实验模式已有较大的改观。课堂教学主要讲授基本概念和理论知识，验证实验教学的主要内容，实验平台结构相对固定，主要是对基本知识进行验证，目的是使学生加深对基本概念和理论知识的理解;有些较新的平台应用EDA技术，提供了学生自主实验的条件，但资源不够或在教学中没有充分利用。主要原因是缺乏相应的教学规划与之配套，很难达到学生对计算机组成原理理论知识感性理解的效果。这种教学模式中，学生对于相关的知识理解深度不够，学生的动手能力及应用能力得不到明显提高，部分学生缺乏足够的学习兴趣，教学效果不理想，难以达成课程的教学目标。

二、计算机组成原理实践教学问题分析

在验证性为主的实践教学模式下，实验室缺乏培养创新潜能的实践平台及相应的教学规划，学生主要围绕着课堂教学被动地接受理论知识，缺乏实践动手能力，培养创新潜能更无从谈起。这对于技术性、工程性强的计算机组成原理课程来说，显然是不适宜的。而教师缺乏工程教育理念、自身工程素质不高、教学资源配置不合理是形成这一状况的主要因素，它们相互影响，彼此制约[3]，形成负面表现。

（一）实践教学作为理论教学的补充

实践教学被定位为理论教学的补充，实践教学机械地围绕理论教学内容开展，学生和教师均没有自主发挥的余地。这使得参与实践教学工作、实验室建设和管理的教职工，特别是作为教学主体的学生的主观能动性和创造性受到较大的局限，相互影响，彼此制约，产生了一些负面影响。

（二）验证性实验为实践教学的主要内容

在实验项目设置上缺乏实际背景、综合性和因材施教的灵活性，实验内容多为验证性，实验教材的主要目的是指导学生按步骤地去完成规定的实验内容;实验内容提前预设且方案单一，学生没有更多的选择余地;实验方法的局限性也较大，大多数实验中学生只需按要求连线、拨动开关、记录发光二极管显示，采用微程序方法设计控制器时只能编写微程序，无法改变计算机结构，也无法扩展电路，学生的设计难以突破实验设备的限制。这些都极大地限制了学生的自主创新空间。

（三）教师介入过多过细

在教学过程教师更强调操作细节，而忽视对因果关系和不同知识点内在联系的讲解或讨论，学生对有关知识点、相关实验间的相互联系等也根本无须思索，实验结果不正确时茫然不知所措，结果正确也不知所以然，更谈不上对实验结果的分析;实验中没有理论联系实际的教学安排。这些势必影响到学生参与实践教学的积极性和探索精神。

（四）考核标准不合理

对学生的考核以实验报告为主要依据，现场成绩评定以实验结果的正确与否为主要标准。这样学生在实验时常常抱着应付教师的消极态度和侥幸心理，往往只重视实验报告，部分学生甚至相互抄袭，无法在实验过程有所收获，更缺乏实际探索的动力。

（五）实验条件不足

实验室不具备培养学生创新意识的条件，如实验设备数量不足，实验时多人一组，配套仪器缺乏。一些学生积极主动，而另外一些学生则期望蒙混过关;缺乏相关测试仪器设备，学生对有关信号和电路状态无法获得直观的认识;不具备学生自主选择实验或教师因材施教的条件，学生和教师都没有太多的选择余地。

以上这些因素使得实验教学得不到应有的效果，学生的动手能力提高与创新能力培养成为一句空话。

三、计算机组成原理实践教学改革路径

为更好地适应国家对高等工程教育改革的要求，更好地适应社会对人才的要求，鉴于计算机组成原理课程在计算机专业教学中的重要地位，我们在计算机组成原理课程教学实践中，主要从以下几个方面做了一些改革尝试。

（一）更新教育观念

当今我们所处的时代，社会最需要的是具备综合素质的创新性人才。作为高等教育工作者，我们必须彻底转变以前以知识传授为主的应试教育观念，建立以培养综合素质和创新能力为主的素质教育观念。为实现素质教育、培养创新人才的目标，在高等工程教育中应以学生为教学的主体，一切教学工作应以学生为中心展开;在教学环节上应充分发挥实践教学在实现素质教育、培养创新人才方面具有的天然优势，将其置于更重要甚至是主要地位，使理论教学围绕实践教学展开。

（二）优化实践教学内容及形式

以培养学生创新潜能为导向规划实践教学内容，优化实践教学体系[4]。近年来我们作了一些有益的尝试：增加实践教学的比重，实践环节的学时占比从以前的26%增加到目前的34%;在保留基本的必修实验的基本上，增设选修实验，拓宽实验领域，增大设计性、综合性实验的比重，并针对不同的专业性质，开设部分差异化选修实验内容，保留基本的运算器、存储器、基本I/O接口实验，微程序方式控制器设计实验等，开设利用EDA技术设计计算机各单元部件电路的选修实验，利用EDA技术设计控制器的选修实验内容;在嵌入式专业的实验设置中强化EDA技术的设计及应用的综合性实验内容等。这些选修实验内容、综合性实验内容明显对学生更具吸引力。这些教学内容不仅要求学生具备较扎实的理论基础，同时对学生实际动手能力和分析问题、处理问题的综合能力提出了更高的要求。为顺利、有效地达成教学目标，教师的任务应是引导和答疑解惑，无须手把手介入实验过程，这样学生学习的主动性显著增强，教学效果显著改善。

在实践教学环节中借鉴外国先进的教育经验，在教学过程中给理论基础较好的学生指派研究性实验课题，为后续参加学术竞赛及科学研究做准备;在各章节重要知识点的教学中给学生指派设计及仿真性课题（布置利用相关集成环境：QUARTUS II 11.0+ModelSim 10.0，对计算机基本部件进行设计和仿真的实验内容，设计结果也可下载到DE2-115FPGA开发平台上实现），学生可以按自己的方式设计和实现计算机部件，通过仿真对不同的设计方案进行评价，有利于更深刻地理解计算机关键部件的原理，发挥学生的创新潜能;给学生指派阅读类题目，跟踪计算机发展的动态，以此培养学生信息检索、分析及综合能力。

计算机组成原理课程的研究对象是一般意义上的计算机，而不是先进的、高性能的计算机，重点讨论计算机的基本原理。但为避免过于抽象，教学中总会涉及具体的计算机，不同的教学内容会涉及不同的计算机，目前大多数教材的主要研究对象是PC机，包括全国研究生入学统考的指定及参考教材也是如此。为提高学生的学习兴趣，在教学内容中适当增加对基于ARM指令集的微处理器内核的讨论，由于它们在智能手机中被大量采用，学生接触更多，教学效果更好。

（三）改良教学方法

第一，教师在讲解过程中注意层次分明、重点和难点突出。教学中教师无须面面俱到，有些内容点到为止，特别是技术细节，学生在教师引导和帮助下在实践中自己学习和体会，可以启发学生积极思维，提高学生的自我学习意识和能力。

第二，因材施教，促进学生个性发展。对于基础较好的学生，鼓励他们选择综合性、研究型实验，有条件时鼓励他们积极参与实验室建设和维护，加强对他们的工程训练;而对于动手能力相对较弱的学生，以培养他们的基本技能为主，使他们摆脱依赖思想，要求他们必须独立完成基本实验内容。

第三，创造条件，充分利用一切现代教育手段提高教学效果。如利用计算机辅助教学技术和仿真技术，形象生动地展示数据流及指令流在计算机中的传输或执行过程，激发学生的学习兴趣和探索精神;通过教学网站（http：///wljxpt/index.action）提供关键知识点的教学短视频，并为学生创造一个不受时间和空间限制的学习及交流的虚拟空间，同时不断完善按知识点分类的计算机组成原理题库系统，并提供学生的自我测试功能和知识点及答案分析等。

第四，引入先进的教育教学模式。如采用MOOC（massive open online courses：大型开放式网络课程）/SPOC（Small Private Online Course：小规模限制性在线课程）教学模式，采用翻转课堂教学模式等。

（四）优化考核措施

实践环节考核的方法要多种形式并用，并把笔试、现场答辩、实验演示、论文写作等有机地结合起来。如在实践考核环节采用现场公开操作并答辩的方式进行，不仅是对学生学习的督促，也能保证成绩评定的公正，保护学生的学习积极性;可以采用小组答辩的形式，培养学生的交流及合作能力;也可采用操作考试与提交实验相关科技论文的方法来培养资料检索和论文写作能力等。

（五）优化实验室资源配置

为达到良好的教学效果，学院硬件专业实验室实验设备尽量做到一人一台（套），部分实验至多两人一台（套）;为满足不同层次学生的教学要求，计算机组成原理课程实践环节同时配备了基础的实验平台（计算机组成原理试验箱）和创新性实验平台（DE2-115、PSOC3/5），并配备仿真工具;为学生增强对实际开发环境感性认识，对于专业性较强的实验，配备相关的测量仪器设备;为贯彻以实践环节为主的观念，在实验室建立良好的教学环境，配备投影仪、白板及扩音设备等。目前学院还结合现代工程技术，适时引进和补充了一些代表学科前沿研究方向的高性能实验仪器设备，为教师的学术研究和科研提供了良好的条件，也能够对学生的素质提高和创新能力的培养发挥积极作用，做到了教、学、研相长。

通过以上措施，搭建合理的实践教学软硬件平台，用心组织和实施实验教学，适当引入新技术应用的实验内容，不仅能让学生受到系统的实验技能训练，更能培养学生严谨的科学思维，开发学生的创新潜能，培养学生解决实际问题的综合能力。而与此相适应的配套考核措施可以检验提高学生的实验动手能力和培养创新思维能力的实际效果。

计算机组成原理课程的实验教学改革需要长期的研究探索和实践，应该是一个不断适应社会需要，不断改进的动态过程。好的教学模式，对帮助学生掌握计算机组成原理课程的基础知识单元，建立计算机硬件系统的整机概念，进而培养学生计算机系统的设计能力和创新应用能力，具有至关重要的作用。以上的一些改革探索和实践在实际教学中取得了良好的教学效果。我们将不断对计算机组成原理课程实践教学内容、教学手段、教学方法、考核方式等方面进行研究和探索，通过健全教学资料的管理、不断总结经验、找差距、多参与交流及借鉴等方式，确定一种改革的动态模式，最终目的是提高教育质量，实现计算机组成原理课程的培养目标。

参考文献：

[1]惠丽，吴玲，于丽萍.计算机专业硬件课程体系建设的优

化与改进[J].黑龙江教育：高教研究与评估，2013，（4）.

[2]Anguita M，Fernandez B.Software optimization for

improving student motivation in a computer

architecture course[J].IEEE Transactions on

Education，2007，（4）.

[3]郭超峰.计算机组成原理课程教学模式改革与创新[J].

计算机教育.2012，（24）.

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关键词：计算机组成原理；教学改革；教学方法；教学模式

文章编号：1672-5913（2013）07-0046-04

中图分类号：G642

计算机组成原理是计算机科学与技术专业的核心硬件基础课程，是全国计算机专业硕士研究生入学考试的重点专业考试课程之一。它在计算机及其相关专业本科教学课程体系中起着承前启后的作用。该课程内容涵盖计算机系统的基本硬件部件构成和组成方式，包括基本的运算操作原理和单元设计思想、操作方式及其實现等。

通过对该课程的学习，不仅可以帮助学生理解单处理器计算机硬件系统的基本组织结构和工作原理，掌握单处理器计算机硬件系统的基本分析和设计方法及相互关系，还使学生了解计算机系统的层次化结构概念，明晰硬件与软件之间的接口界面，建立起一个完整的计算机系统的整机概念，为后续相关硬件课程如计算机体系结构、微型计算机系统原理与接口等课程的学习打下良好的基础。

1 课程教学现状

1.1教材建设问题

计算机组成原理课程教学课时相对较少，但是其理论性强、知识面广、内容多且更新快，教师难教，学生难学。现有计算机系统内部都是由超大规模集成电路组成，缺乏和书本相一致的硬件电路帮助学生加深认识。如果在没有相关基础知识的前提下，直接介绍现有的较复杂的新技术、新方法和新知识，学生熟悉和掌握有一定困难。

1.2教学方法存在的问题

由于“计算机组成原理”课程的知识点较多，现有的教学课时数较少，所以教师在教学过程中基本采用传统的“填鸭灌输式”教学方法，虽然教学工具从“粉笔+黑板”逐渐转变为“黑板+课件”，提高了教学效率，使教学内容更加紧凑，但仍然存在许多弊端，比如因为内容较多，学生在听课时没有充分思考的时间，缺乏足够的课堂交互，过分依赖拷贝教师的课件，不注重课堂理解，使教学效果较差。

1.3實践教学问题

计算机组成原理课程的實践教学在整个课程教学中有着重要作用，其主要實验内容包括运算器、存储器、控制器等各部件實验以及基本模型机的课程设计實验。但在现有的實践教学过程中，基本是由老师给出實验步骤，学生负责验证完成實验，对其中用到的相关知识及工作原理学生不能完全理解，缺乏对實验过程中出现错误的分析和解决能力。如果改用FPGA平台采用VHDL或Verilog语言进行设计型實验，虽然相对验证型實验而言，實验内容得到了改进，但由于学生个体差异较大，有的学生在相对有限的實验时间内无法完成，實际效果大打折扣。

2 教学改革

针对以上问题，笔者所在的课程教研组从教材建设、教学内容组织、教学模式、教学方法、實践教学等几个角度出发，进行了一系列教学改革和實践。

2.1教材建设

通过分析CC2005教程体系、《高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范和计算机科学与技术专业研究生入学考试专业基础课全国统一命题考试大纲》对计算机组成原理课程知识点的要求，笔者所在的教研组重新编写了课程教材，将重点放在讲述一般性原理，不针对任何具体的商业机型，综合国内外计算机类型中较为成熟的先进技术，兼顾计算机发展的新技术、新成果，力求做到深入浅出。同时，为了避免一般性的抽象原理不利于分析理解，该教材即反映了不同的典型结构，也有深入的分析，点面结合；通过一个模型机的實例将相关章节联系起来，最终形成一个整机的概念，系统性较强。新教材紧密联系實践环节，加深了学生对所学知识的理解深度和应用能力，提高了学生的学习兴趣，取得了良好的学习效果。

2.2教学内容组织

计算机组成原理课程教材的内容覆盖范围广、知识点多、理论性强，但是在当前课时日益减少的情况下，不适合不加取舍地照本宣科，如何站在计算机硬件系统课程群的角度对课程内容进行适当取舍，对前导课程计算机基础、数字逻辑电路已经讲过的相关内容可以略过，以习题或课堂提问的方式引导学生回忆曾经学习的内容。对于将在后继课程中讲到的内容，比如流水线技术、虚拟存储技术、通道输入输出方式等，只提及基本概念、结构和工作原理，不需要精讲分析，将相关内容留给后继课程去讲解。

2.3教学模式选择

改革现有的以课堂教学为主的教学模式，辅以多媒体、网络教学。在多媒体课件设计的过程中，竭力避免大段抄袭教材内容的课件，强调概括突出章节知识要点，针对课程内容抽象、實物演示存在难度的特点，课件主要内容以动态演示为主，生动形象地描述地址流、数据流、指令流在计算机内部的操作过程，让学生能以更直观的方式理解计算机内部的信息处理过程，提升课堂教学效果。此外，在网络上提供一个以学生为中心的网上学习环境，除了實现课程相关资源上网以外，针对每个章节设置试题库，考核学生对相关知识点的掌握情况，并设置板块对历年考研试题进行解答分析，安排任课教师轮流在网络上对学生反馈的相关学习问题进行答疑解析，使学生与老师的互动不受时间和地点的限制。

2.4教学方法改革

传统的教学方法是灌输式的，笔者在对中西方教学方法进行了解和比较后，探索将启发式教学、类比式教学、案例教学等多种教学方法综合应用到计算机组成原理课程教学当中。

现有的情境教学、启发式教学强调创设适合问题的情境。所谓问题的情境是指不能直接使用自身已有的知识处理，但可以间接利用已有知识处理的情境。这就需要教师根据本课程的教学内容，围绕特定的课程主题，设计合适的问题，激发学生的求知欲，强化其学习兴趣，引导其主动探求更多的新知识。在教学过程中，教师需要鼓励学生敢于质疑，敢于提问，而且要从不同角度提出问题、思考问题。例如在讲解运算器ALU的时候，可以先提出问题，为什么衡量计算机运算速度可以采用每秒钟多少次加法这个性能指标？加减乘除四则运算之间是否可以合并化简？从而让学生思考计算机的算术运算功能的實现主要依靠什么部件，是否存在同一个部件能够同时完成所有的四则运算功能？这就可以引申出加法器的基本概念，使学生明白在计算机中用来實现运算的核心部件是加法器。在實际教学过程中，还需要尊重学生的个性思维，给予他们开放式的答案，这对于提升学生的学习兴趣，保持学生持续的学习动机非常有帮助。

类比教学是指在讲授过程中将一些概念、策略和思想等比较抽象的内容与现實生活中的生动事例进行关联、类比，从而将学生可能认为抽象的概念、理论形象化、生动化，使其掌握知识更牢固。例如，将日常生活中最简单的接电话与中断处理过程相联系起来，在日常的工作过程中，突然出现的手机铃声就是中断请求信号，打进电话的呼叫者就是发送请求的中断源，因为被呼叫者无法预知呼叫的时间，所以打进电话的过程是个随机事件，具有和中断相同的特征——随机性。手机的分组铃声和来电显示可以用来区分呼叫者的身份，是用来识别不同中断来源的标志，这个过程是个中断识别的过程。而被呼叫者中止当前正在执行的工作，选择接听或者挂断电话的过程是中断响应的问题，接听是响应中断，挂断则是不响应。如果设置了来电过滤的黑名单和白名单属于中断屏蔽的问题，黑名单上的呼叫者将会被屏蔽掉，白名单上的则不会受影响。被呼叫者接听电话回应呼叫者的过程属于中断处理过程。接听完毕，挂断电话，重新开始原来被中断的日常工作属于中断返回。整个过程和中断处理过程如出一辙，通过这样一件简单的日常事例，学生可以由此及彼的掌握整个中断过程。

案例教学法在一些法学、管理类教学中早已广泛运用，它是通过實际案例来反映教学内容中的一些基本原理和方法，提高学生思考问题、分析问题和解决问题的能力，重视培养学生学习兴趣的一种教学方法。案例教学法关键在于选择合适的案例，案例必须具有典型性，具有普遍意义，这样的實例在教学过程中值得花费精力讨论和设计。计算机组成原理课程内容比较抽象，案例教学对CPU数据通路的教学非常有效，特别是指令执行过程部分，通过对模型机案例的信息流分析以及和现代计算机硬件系统结构的直观对比，介绍计算机系统的新理论和新技术，加深学生对计算机硬件系统各功能部件的基本原理、基本结构的理解和掌握。

2.5實践教学改革

2.5.1實验内容改革

学院从过去的固定结构實验平台下的验证性實验，过渡到FPGA實验平台下的设计性實验，使實验项目更加灵活，實验内容与教材内容保持一致，避免實验与课堂教学脱节的问题，做到课堂教学与實践环节的统一，巩固教学效果。

2.5.2實践教学方法改革

从2004年开始，笔者所在的教研组针对不同类型的学生，采用了层次化教学法，并在后续的實践中，陆续采用了任务驱动式實践教学，建立實践教学平台等多种方法提高教学效果。层次化教学法是针对学生的个体差异，在教学大纲允许的范围内，将實践任务分成基本、常规、提高3个层次，基本层次完成原理验证型實验，常规层次完成给定框架内的设计并进行验证，提高层次鼓励学生综合所学知识，實践自己的创新设计。课程组在编写指导书时就对不同层次分别指导，如课程设计指导书中基本层次完成CPU的微程序设计，着重于理解指令的實现过程，常规层次还要完成CPU的硬件设计，从设计的角度理解计算机的工作原理。在實施中采用学生申请、指导老师审核的方式选择层次，层次的选择不影响成绩的档次，保证每个学生都能通过實验有所收获。

任务驱动式教学就是把所要学习的知识转化为对应的任务，教师通过引导学生分析任务、通过主动探求完成任务来實现所要达到的教学目标。它符合探究教学模式，强调知识和技能的传授应以完成典型“任务”为主，强调学生在密切联系学习、生活和社会實践的有意义的“任务”情境中，通过完成任务来学习知识、获得技能、形成能力。在计算机组成原理课程的實践教学过程中，以模型机CPU的设计作为實践教学的核心任务。之所以选择CPU，主要是由于CPU对大多数计算机专业学生而言，是既陌生又熟悉的一个具有神秘感的硬件，能够充分调动学生的学习兴趣；同时CPU又是整个计算机系统的控制处理中心，负责指令的解释执行，實现了对计算机系统中各个功能部件的管理控制，可以帮助学生深入理解计算机的工作原理。在整个實践教学过程中，这个核心任务被分解成若干个环环相扣的子任务，如伴随课堂教学进度进行的运算器、高速缓存、控制器等部件设计，由浅入深、循序渐进，在期末课程设计的时候，由学生设计實现各种不同结构和功能的CPU。学生可以将所学知识融会贯通、综合运用到CPU设计过程中，给有潜力的同学留下了足够的创新空间，对于培养学生的创新能力、创新思维有着较大帮助。

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关键词:成人教育;教学内容;教学方法;教学手段

近几年我国的高等成人教育在规模上得到了迅猛发展,在大发展的同时,我国的高等成人教育质量以及成教学员的学习现状不容乐观,成人教育管理工作者们越来越感到成人教育难于管理,成人教育的各个环节越来越难于保证按质按量完成,特别是成教学员参与学习的积极性不高,面授学习时间不能得到根本保证[1]。现有的成人教育内容与管理模式难以满足广大成教学员的需求等问题。反映了成人教育的教学目标、教育内容、教育方法、教育手段、管理观念等方面的问题。因此,成人高等教育有自己的特点,对成人高等教育计算机专业教学进行改革与实践是社会和科学技术发展的需要,本文主要针对成教生的“计算机组成原理”课程的教学进行研究。

1明确成人高等教育人才的教学目标

成人高等教育是在完成高中阶段教育基础上进行的专门教育,培养能够适应生产、社会和管理等第一线需要的全面发展的高等技术应用型专门人才,所进行的教育应该是职业性教育,受教育者除了应掌握一定的基础理论知识、基本技能之外,更重要的是培养职业素质、实践能力、应变能力和创新能力。但现行高等成人教育的培养目标往往是普通高等教育的翻版[1],只强调高等教育层次的培养要求,这在同一专业的培养上表现得尤其明显;普通高等教育人才培养要达到何种要求,高等成人教育必须达到,忽视了高等成人教育的职业性和多样性特点。因此,过去那种只注重理论教学而轻视实践环节的教学模式下培养出来的学生在毕业后经过一段相当长时间的摸索才能在实际工作中适应,真正能够达到利用所学知识独立工作[2]。信息技术发展的日新月异使得信息产业成为国民经济中变化最快的产业,信息化社会中所需要的计算机人才必须对新技术的发展具有快速的适应性,在很短的时间内将科技转化为经济效益。因此社会对人才的需求迫使我们必须按照信息化社会的需求重新确立成人教育的培养目标。课程体系的改革、建设、研究与实践,都要围绕成人高等教育的培养目标进行修订,以科技的发展和信息化社会对人才的需求为依据,要更加注重培养学生掌握先进技术和强化学生的动手及应用的能力。

2加强教育内容的实用性

成人高等教育的特点,要求课程的教学大纲和教材根据教学对象和时展要求而形成自身的特色,应充分考虑成教学员的基础,充分考虑成教学员实际工作的需要,在注意该专业知识结构完整性、系统性的同时,更应注意成教学员的实用性,应避免在成人教育中套用普教模式,应避免选择的内容过难而使本来基础较差的成教学员望而生畏,无法学习,应避免过于强调理论的来龙去脉,而忽视该理论的应用,对于应用性专业,特别是工科专业,更应注意操作、实验、实践的环节,真正让学员学有所用。现行的教学

作者简介:徐爱萍(1962-),女,副教授,博士,研究方向为网上信息管理、GIS以及“计算机导论”、“计算机组成原理”、“汇编语言”、“计算机接口技术”、“计算机系统结构”课程教学。

容,忽视了教学对象的差异。尽管成人教育已有了相当的规模,但还没有一套规范的、适合成人教育特点的权威教材,而是采用普通高教的教材。使本应充满活力和富有时代气息的教学过程变得与普通高等教育区别甚微,体现不出高等成人教育的职业性和终身性特点。

陈旧的教学内容不仅影响学生的学习热情, 而且会影响他们将来无法适应社会的需要。因此根据成人高校培养目标和社会人才需要,我们修改了“计算机组成原理”课程的教学大纲和教学内容。在本课程中运算器、存储器和控制器是计算机组成的三个重要部分,在运算器部分普通高等教育的教学内容包括定点、浮点的加减乘除的各种运算方法和实现原理,最后介绍二进制和十进制运算器的实现原理和如何用集成芯片实现运算器;在成人高等教育中我们重点放在运算器的设计与实现上,让学生学会用集成芯片去搭接行波、两重及三重进位方式的并行加法器[3]。在介绍存储器系统这部分,普通高等教育的教学内容包括存储元的工作原理,存储器芯片的内部结构,这些对成教生来说不仅理解上有困难,而且在实际中也没有什么应用价值,因此在教学中我们去掉了这些内容。在介绍控制器这部分,普通高等教育的教学内容全面而深入,从控制器的组成、指令的执行过程分析、指令的控制时序到控制器的硬布线设计和微程序控制器设计,主要介绍的是设计方法和设计技术,要求学生灵活掌握,不能死记硬背,根据不同的CPU结构、不同的指令系统要能设计出相应的控制器。虽然教学内容有所删减且难度也有所减少,但学活学精的宗旨没有变。

为使计算机教育与飞速发展的计算机技术相适应,还必须及时更新教学内容,拓宽知识面,瞄准技术发展前沿,满足社会经济建设对人才和能力结构的需要。比如在指令系统中我们增加了精简指令系统(RISC);在辅助存储器中我们增加了磁盘冗余阵列(RAID);在外部设备中我们增加了液晶显示器和激光打印机。

3加强教学方式的灵活性

成人高等教育的教学方式一直较为落后,主要以课堂教学为主,采用注入式、教师满堂灌的教学方法,重点讲授教材上的理论知识,这使得师生缺少互动,学生参与程度低,普遍感到所学知识在实际工作中用处不大;同时,重课堂教学、轻实验操作使学生普遍感到学习艰难。因此,在教学中我们不一味介绍书本上的纯理论,不强调死记硬背,而是给学生自我发挥的空间。在介绍运算方法的实现后,对运算器的设计进行了练习;介绍主存储器的组成原理后,对实际存储器的设计技术,如模块化存储器设计、动态存储器设计和交叉存储器设计都进行训练;介绍指令系统时,在将操作码的设计和寻址方式的设计介绍完后,对指令系统的设计进行训练;在介绍控制器的设计技术后,对控制器的完整设计进行训练[3]。这样的理论与实际相结合的方法既能把所学的理论融会贯通又能激发学生的学习兴趣,学生感到自己所学的东西不是空洞的,而是学有所用的。

另外,在目前社会竞争十分激烈的情况下,一些学员面临一边工作一边学习的境遇,在学习时间上打折扣。学校为了保证教育质量,采取强卡、强压政策,这种教学方式使在职学员不满意,用人单位不满意,学校由于正常教学秩序得不到保障也不满意。因此在中教学中我们采取适当压缩面授时间的方法,充分利用有限面授时间进行精讲,采用自编的自学辅导资料,加强自学指导,来弥补面授课时的不足。

再次,由于成教生的基础一般都比较薄弱,学生的理解能力有限,常常因为没有把前面的内容搞懂而越学越学不下去,为了让学生能把每次课的内容理解透,我们采取模仿练习的教学方法,讲完一部分内容后就让学生做同样的练习,每次课程结束后都把学生所做的模拟练习交给老师,老师认真评阅,发现学生学习中的问题所在,以便有针对性的去调整教学内容和方法。每次交上来的作业也是对学生的一次考勤,作为平时成绩,这样对学生也是个压力,该教学方法收到了比较好的教学效果。

4加强教学手段的先进性

传统的教学手段是“粉笔+黑板”,不仅书写黑板要花很多课题时间,学生看到的是死板的黑底白字。随着科学技术的发展,越来越多的教师已经充分运用多媒体,改变传统教学的局限与不足。课件教学已经成为最主要的教学手段,但又出现了另外的极端,很多老师过分的依赖幻灯片,做在机器旁边念课件,而学生把课件拷贝回去后有的干脆就不来听课,因此出勤率大大下降。为此,我们采用了“课件+黑板”的教学手段,大部分内容在课件上出现,但细节部分在黑板上给予适当补充,而且一些临时需要增加的内容必须借助于黑板来发挥。在黑板上我们可以一步一步给出解题步骤和答案,可以让学生有思考的余地,这种方法的试用效果很好,尤其是对成教生。所以我们认为不能完全摒弃黑板,两者的结合可以发挥到最好的教学效果。

5考核方式的改革

考试是衡量学生对知识的掌握程度,也是对教学效果的信息反馈,可以促进教学工作的改善。根据我们对成教生的教学目标,我们对成教生学习的考核不是检测学生记住了多少知识,而是检测他们获取知识和应用知识的能力;由于成教生的学习基础比较薄

弱,学习时间有限。因此在考核内容上避免死记硬背的知识,而是以考学生对知识的综合应用能力为主导,考核内容也不宜太难。成绩的评定采用综合成绩,而不是一张试卷定乾坤,我们根据期末考试成绩、平时测验成绩、作业成绩和出勤等多项因素,全面考核学生的能力和素质。一般考试成绩占60% 、平时成绩占40%来综合评定学生的学习成绩,通过比较好的考核成绩来激发学生学习的主动性和积极性,也使学生离自己所追求的目标能更进一步。

6结语

本文是我们在普通高等教育和成人高等教育中对“计算机组成原理”课程教学的经验总结,在教学中我们针对不同层次的学生采用不同的教学目标、教学内容、教学方法和教学手段,实验证明效果比较好。因此,我们认为在成人教育的过程中,必须充分考虑学员的学习需求,充分考虑教学是否有利于学员学习质量的提高,不要不顾实际的完美形式主义,应该提倡成人教育的务实和求真。本研究受武汉大学计算机学院教学改革项目资助,在此表示感谢!

参考文献:

[1] 银德辉. 从成教学员的学习心理探析我国高等成人教育改革[J]. 湖南科技学院学报,2008,29(4):176-178.

[2] 李晓彦,齐保东. 成人高等教育计算机专业教学改革与实践的思考[J]. 继续教育研究,2003(6):76-77.

[3] 徐爱萍,刘建英,吴松梅. 计算机组成原理课程教学改革研究[J]. 高等建筑教育,2004,13(1):53-55.

The Educational Research and Practice on the Courses of Computer Organization

Principle in Adult Higher Education

XU Ai-ping , HUANG Yuan

(School of Computer, Wuhan University, Wuhan 430079, China)

篇5

[关键词] 操作系统 互动式 方法研究

大量学生学完《操作系统原理》课程,只是通过背诵记住了几个基本概念,并没有真正了解这个优秀的、大型的软件;没有学到程序设计中的很多精华思想和编程技巧;也没有真正了解这个重要的系统软件是怎样管理计算机的全部资源,因此,在操作系统的讲授课堂上使教师和学生“互动”,是一个非常值得研究的问题。互动式教学就是在教学过程中加入学生的作用因素而完成教学的方式。它培养了学生的参与意识、动手能力和思维能力,并能激发学生的学习兴趣,是一种良好的教学方式。它符合素质教育所提倡的“教为主导,学为主体”的教学思想,还学生主动思维的空间,让学生主动发展。

一、结合大学生自身较强的自学能力,采用“设疑―自学―提问―释疑―总结―练习―单元测试”的模式,充分发挥“学为主体”的作用

教学过程中往往有这种现象,有些学生宁肯教师站在讲台上从头到尾“喋喋不休”,也决不愿意自己看十分钟的书,或动手做几道题。其实,他并没有听进多少,灌输无效。针对这种现象,我结合大学生自身较强的自学能力,选取部分章节,采用“设疑―自学―提问―释疑―总结―练习―单元测试”的模式,取得了较好的教学效果。例如,在讲授设备管理这一章时,由于很多内容曾在计算机组成原理课程涉及到,如输入/输出控制方式的工作过程己经在计算机原理课中详细讲过。如果再逐条讲授的话,费时费力且效果不见得好。于是我首先提出关于该内容的一些主要问题,然后请同学们按照这样的程序操作:先细看一遍书,再看我提出的问题,带着问题重新看书,然后答题。任务完成后,我先按重点讲解,然后同学向我提问,没有问题后我再向他们提问,将其遗忘部分补足。接着我就该内容做总结,提出重点部分和难点部分要求其掌握,并请同学将在前面课程中学习该内容时的体会与在本门课程中再次学习时的感受做一张总结表,使其进一步透彻掌握该内容。最后提出思考题和作业题给其练习。经过这样一套程序下来,尽管教师没有逐条讲授,然而学生掌握的程度却比平常高。

二、根据课程的特点,通过开拓思维、研究实例和实际实践,培养学生从理论中来,到理论中去,再进一步升华为理论的创新能力

操作系统原理是一门实践性很强的课程,它来自于客观需要,现正运行在各种不同类型的机器上。在授课过程中,我根据该课程的特点,着重要求学生利用课余时间去研究实例操作系统,例如,我在讲授操作系统界面时,我先讲有关内容的基本理论,然后提出上机的任务,请同学上机实验操作。在操作前,我布置了相关的上机任务,要求学生在额定时间完成。这样就避免了学生利用上网时间不务正业,便于教师的管理控制。操作时根据学生的总人数,适当安排2～3人一组,发扬合作精神,便于优势互补,又要避免蒙混过关。操作结束后,重要的一个环节是,请每个小组做一个总结汇报。要求上台演讲,小组成员全部参加,将自己的研究成果做一个汇报。这个过程有时间控制,有老师和学生的共同参与,还有一个公平的考核,也就是请全体同学给每个小组民意评分,该成绩作为平时成绩的重要参考。让学生充分发挥主动、创新、积极动手参与实践的能力,从理论中来,到实践中去,再进一步上升为理论,开拓思维,主动参与,取得了较好的教学效果。

三、师生“互动”提问式的讲课,互出试卷型的自学,“十分钟老师”的交流,变枯燥的教为趣味的学

操作系统这门课程的教材绝大部分都是大篇幅的讲述基本原理和基本概念,学生对这些文字感兴趣的不多,加上教学手段没有及时跟进,这门课上起来未免显得枯燥。于是我对相关内容进行了教学方法的改进。例如,在讲授进程管理这一章中有很多的其本概念,如果上课就这么平淡地讲了,同学们就不会注意听,所以我稍稍改变了一下方式,采用提问式的口气,比如:“你们知道操作系统中的信号灯会是什么样的吗?”、“猜猜看,是谁叫醒了正在睡眠的进程?”。一个提问式的口吻,首先将学生的注意力吸引过来,然后他们会猜,会开动脑筋,得到答案后也容易留下深该的印象。由于这门课原来是专接本的专业课,而且经过对大多数学校试卷的分析,几乎所有学校都非常重视基本原理和基本概念。所以我选择了书上重要的章节,额定时间请同学就相关内容采用一定题型互出试卷,要求一人一份、题型标准、选题合理、密度均匀、份量适当。然后由我随机调换,再额定时间给同学答案。最后再交出题人判分。这种互出考的学习,学生反映好,教学质量高,较好地完成了教学目标。

四、在平时成绩考核模式上,加大口试,使学生的学习在自主、自愿、协作、愉快的过程中完成

学生最怕考试,往往为了考试而学习,非常被动。而在最后的考试成绩中,平时成绩占50,这平时成绩的50分通常是考勤、平时的作业、表现决定的。这其中有很多问题,比如,学生人来了但心却“飞”了,作业也交但却是“复制”的。而老师却不能不给他满分的平时成绩。因此,在平时成绩考核模式上,加大口试、做小论文,这样就能保证认真学习的同学和人在心不在,作业也交但作业是“克隆”同学的平时成绩的差距,以最大限度避免有些同学想提高平时成绩蒙混过关。

在授课过程中,我尝试过以下一些做法:(1)在课堂中穿插提问。提问是教师与学生的交流,是学生对授课内容的反馈,是学生参与教学的一种方式,也是其平时成绩的重要记录。平时的提问相当于对学生进行口试,可以及时反映教学效果。(2)学习内容总结的小论文可当作平时的作业,但其中的管理控制很重要,随随便便的抄袭没有意义的,所以题目应是学科的前沿并且值得研究,要在授课的初期或中期给出,而不要在授课后期,这样便于学以致用,利于创新。

五、结束语

教学是每一位教师的工作,是每一位教师的终身事业,需要不断地追求。教师对学生的进步和学习兴趣的提高自然是非常欣慰的。但是,要真正做到因材施教、因人施教,并不是一件很容易的事,教师必须不断改进自己的教育教学方式和方法,不断提高自己的业务水平。一个学生若对本课程有了兴趣,就会很自然地去学习,这就能进一步提高其学习兴趣,使本门课程从苦学、难学变成了乐学、好学。

参考文献:

[1]黄震.关于《操作系统》课程教学改进的探讨[J].电脑知识与技术,2006,(23):210.

篇6

关键词：西部高校；计算机专业；课程建设；计算机系统平台

0 引言

西部地区经济和社会发展一直在全国范围内处于相对落后的地位，西部大开发政策为西部偏远地区信息技术的发展以及计算机专业人才的培养提供了新的机遇。青海省作为经济欠发达地区，信息技术仍相对落后很多。西部高校的计算机专业如何结合地方经济发展进行教学实践，成为一个重要的研究课题。

青海大学计算机技术与应用系在培养定位上，一直秉持“面向西部地区经济建设主战场”的理念，强调能力与素质并重，培养信息技术与应用的特色人才，满足社会对高质量应用型人才的需求。培养方案设计和教学计划制定参考了2006年教育部计算机教学指导委员会计算机专业教学分委员会（简称“教指委”）的《计算机科学与技术本科专业规范（信息技术方向）》（下面简称《规范》）。《规范》指出，信息技术是一门针对社会与各种企事业单位的信息化需求，提供实施技术与解决方案的学科，与青海大学计算机技术与应用系应用型信息技术人才的培养原则和目标相一致。

在《规范》推荐的课程体系中，计算机系统平台是其中重要的一门专业必修课，课程内容涉及计算机硬件平台、软件平台、操作平台和应用平台等。作为一门全新的专业课，该课程有很多需要探索和研究的内容。我们结合自身探索和初步实践，将对课程的内容组织、教学方法、实践环节等几个方面进行探讨。

1 课程教学内容的选取与优化

本课程的学习目的是使学生了解和掌握信息系统开发、运行和维护所需要的整个平台所相关的技术，涉及计算机系统的不同层次，包括硬件、软件、操作系统和应用软件等。通过学习不同层次所提供的支撑功能，感受并理解人们能够在这样的平台上做哪些事情，并掌握计算机系统平台中一些典型功能实现的基本原理。

本课程理论讲授48学时，实验部分32学时，按教学内容进行划分，课程教学内容学时安排如图1所示。其中计算机硬件平台部分学时相对较少，相比传统计算机专业的计算机组成原理课程内容进行了大幅度的裁剪，尤其是其中较深的理论、抽象的概念等难以理解和接受的部分。应用开发平台部分则对常用的软件开发环境进行介绍，使学生联系其他课程中与编程相关的知识进行结合和过渡，从而对计算机上层平台有更加清晰的认识。

1.1 课堂理论教学内容

计算机系统平台课程既包括传统计算机专业课程体系中的计算机组成原理和操作系统课程的主要内容，还包括向上层应用平台延伸的部分内容，涉及的范围十分广泛。因此，如何根据专业培养方向的目标和定位对本课程教学内容进行选取是需要精心设计和探索的。信息技术方向以培养应用型人才为目标，强调的是专业知识的针对性和应用能力的培养，因此应着重提高课程学习内容的针对性和应用性。作为一门全新课程，青海大学计算机技术与应用系将计算机系统平台的理论教学内容的学时安排如表1所示。

首先，我们将计算机作为一个整体的软硬件平台介绍给学生，使学生对本课程有直观的了解并产生兴趣。接下来讲解指令系统和汇编程序设计，让学生先练习，通过汇编语言编写一些简单的程序，掌握基本语句的含义，对后续讲解CPU控制器和运算器的实现具有很好的铺垫作用。“计算机信息表示”单独作为一章来介绍进制转换及运算等知识。第四章重点介绍构成计算机的5大功能部件以及连接它们的总线。在有限的学时内，我们将涉及理论部分的内容大部分裁剪掉，旨在让学生领会计算机设计的基本思想及各功能部件的基本工作原理即可。

第五章从操作平台的角度人手讲解操作系统的功能和作用，进程管理、内存管理、外存管理及外设管理分别对应第六至十章的内容。最后加入关于应用开发平台的内容，学生可结合在其他课程中所接触的集成开发环境及应用程序接口等来学习此部分知识。

本课程的理论教学内容从平台的视角出发，将计算机硬件、操作系统、应用开发从底至上贯穿其中，形成完整的体系。经过几轮教学实践尝试，对内容顺序进行了合理的调整，使得学生在学习的过程中能够承前启后，达到良好的学习效果。

1.2 课程实践教学内容

根据西部地区信息产业的实际需求，我们所培养的学生需要具备很强的计算机应用技能，才能适应工作岗位对人才的迫切需求。因此，作为一门重要的专业课程，实践教学内容必须经过精心合理的安排和设计。目前，青海大学计算机技术与应用系所采用的计算机系统平台实践教学内容学时安排如表2所示，总计32学时。

经过近3年的课程调研发现，使用笔记本电脑的学生比例高达95%，而使用台式计算机的学生非常少，曾经拆开过主机机箱的学生更是屈指可数。据此，本课程实践环节首先让学生通过亲自动手来了解计算机的硬件组成，使学生对计算机有直观的认识。目前实施设备包括真实PC机及16位教学实验机。实际效果表明，学生纷纷表示实验后收获很大。接下来，汇编程序设计实验要求学生在教学实验机上用汇编语言编写一些简单的程序，在熟悉汇编语言的基础上进一步了解指令系统及CPU运算器和控制器的工作方式。实验3让学生通过编写中断程序进行验证性实验，观察多级嵌套中断的效果，并理解中断产生、响应、处理的工作过程。

实验4让学生通过亲自动手安装Windows和Linux操作系统，熟悉这两种不同的操作系统。在此基础上，实验5-8通过让学生在实际操作系统上利用程序员接口编写程序，了解不同的操作系统在进程管理、内存管理、存储器管理等方面的实现方法。实验9和实验10上升到应用层面，要求学生分别在Linux环境和Windows环境下进行综合性的程序设计，利用Shell及集成开发环境进行规模较大的程序开发。

综上所述，实践教学内容遵循从底至上的顺序，配合理论教学中讲解到的各种原理和方法，让学生能够将专业学习与实际动手相结合。实践环节的精心设计和有效实施大大提高了学生学习本门课程的兴趣，也加深了学生对整个计算机系统平台核心实现原理的理解。

2 教学方法与手段

针对目前青海大学计算机技术与应用系计算机专业信息技术方向课程教学的现状和学生自身的基本情况，我们进行了一系列教学改革的实践探索，力求提高和改进本门新课程的教学质量。

2.1 教学方法的改进

计算机硬件构成和操作系统相关的内容相对枯燥，如果照本宣科地讲授将会使学生很快丧失对课程的学习兴趣。下面从几个方面来讨论对计算机系统平台课程教学方式与方法的探索。

1）结合技术前沿引发学生兴趣。

学生在刚刚接触一门新的课程时并没有太多的认识和了解，因此应该利用这一关键时机，引导学生激发出对本课程的学习兴趣。计算机系统平台是整个课程体系中首先接触到软硬件综合知识的课程，应当结合当下最前沿技术的发展趋势对计算机进行介绍，使学生既能了解到最新技术也能增强对计算机原理的学习兴趣。例如，在讲解计算机与用户的交互时，给学生演示iPad的使用（当时平板电脑尚未在国内发售），学生表示很感兴趣。近年来，随着云计算、移动平台和嵌入式操作系统等技术的兴起和广泛应用，在课程中对这些最新概念进行介绍能够使学生体会到本课程与实际的紧密联系。

2）联系实际应用帮助学生理解。

在教学时遇到比较枯燥的知识点，应适当结合实际应用来讲授，从而帮助学生理解。例如，在讲解进程管理部分时，进程控制块中包含各类与进程相关的信息。此时，可直接在Windows系统中开启进程管理器，通过“选择进程页列”的功能，可以看到PID、优先级、线程数等属性，使学生产生直观的理解。又如，信号量可以用生活中常见的场景联系讲解。在银行填写单子时需要用公用笔，如果只有3支笔可以用，即信号量的初始值为3；每来一个顾客请求用一支笔，相当于执行了一次P操作，信号量的值减1；当顾客用完笔放下后，相当于执行V操作，信号量的值加1。这样，当信号量值为负值时，其绝对值的含义为当前等待用笔的顾客数。这个过程的讲解可以加深学生对信号量含义的理解，更能够体会到此种机制在实际问题中如何应用。

3）开放式讨论活跃课堂气氛。

在课堂教学中，气氛沉闷影响学生听课效果以及对知识的记忆和掌握。因此，应积极鼓励学生成为课堂的一部分，适时采用开放式讨论。例如，在讲到Windows与Linux的发展史时，可以让学生根据其自身对两种系统的了解和熟悉程度，讨论到底哪种操作系统更好。这类问题本身并无确定答案，学生在激烈的争辩中不但使课堂气氛更加活跃，而且也能够发掘他们平时积累的知识，锻炼其表达和组织语言的能力。再如，在讲解死锁部分时，可以让学生先想一想可以用什么方法解决死锁（如哲学家进餐问题中的死锁现象），让学生能够主动思考，而不是被动地等待教师灌输知识。开放式的讨论使得学生不再觉得自己“置身事外”，而是真正成为了课堂教与学的核心参与者。

2.2 教学手段的改革

教师与学生为实现共同的目标，完成共同的学习任务，应不断开发新型的教学手段，促进目标和任务的达成。下面从几个方面来讨论对教学手段全方位的探索。

1）全面利用信息化辅助教学。

利用逐步完善的校园网环境，借助各种信息化手段来辅助教学各环节的实施。具体包括：课堂上通过精心设计的电子课件增强教学效果；利用网络资源提供网上在线学习，开展教学互动；利用教育在线平台进行电子作业收集，开发抄袭检测系统督促学生养成良好的学习风气，同时也提高教师批改作业的效率。运用这些信息化手段，加强了学生和教师之间的互动，并能够督促学生认真完成课堂和课下任务。

2）利用动画演示形象化讲解。

在教学过程中需要讲解一些动态变化过程时，采用动画演示等形式进行呈现能够起到很好的辅助效果。除了教师自己制作动画和演示之外，更鼓励学生利用课余时间开发Flas或采用自己熟悉的编程语言编写与课程相关的演示程序，并采取一定的激励机制。这样，通过生动、形象的程序可以缓解教学内容的枯燥乏味。更重要的是，学生在开发的过程中大大地提高了动手能力，并更加深入地理解课程的相关内容。

3）重视实践教学环节。

本课程理论性很强。长期以来，本课程团队一直以培养学生能力为核心，结合教学内容和人才培养目标开设不同层次的验证、设计、综合类实验项目，根据对学生的观察和了解，为其定制合适的实验难度。此外，在一部分实验中采用分组进行团队协作的方式，使学生学习并掌握与他人协作完成文档编写、代码调试、运行测试等重要的专业技能。实验课考核成绩以30%的权重记入总评成绩。考核内容应较为全面地反映学生实验课的表现，包括出勤、实验指导书预习、实验前准备、实验操作和实验报告等。重视及精心设计实践教学环节，能够很好地激发学生的学习热情。理论与动手相互结合，也为今后的长远发展奠定了良好的基础。

3 实践教学条件建设

计算机系统平台课程的实验环境配套有20套清华大学自主研发的TEC-2008教学计算机面板如图2所示，既可以作为讲解原理知识的实例，又用于教学实验。

TEC-2008教学计算机指令系统设计目标满足教学要求，机器字长16位，有单字和双字指令完备性支持监控程序和简单汇编语言程序设计。该教学计算机系统支持运算器部件、控制器部件、嵌套中断等多种类型的实验，对提高课程教学质量发挥了重要的作用。

此外，实验室还专门配备了专用服务器，为学生搭建了操作系统实验环境。除此之外，每名学生拥有自己的实验机，可以进行应用软件平台的使用和程序开发。上述实践教学环境的建设有效地保障了本课程实践环节的实施和进行。

篇7

关键词：计算机系统结构；教学困境；教学内容；教学模式；讨论课

计算机系统结构课程在高校计算机专业培养中是一门重要的本科高年级基础课，一直占有很重要的位置。它主要围绕计算机结构中整体及各个部分的优化技术以及量化分析方法，将计算机组成原理、编译技术、操作系统、高级语言以及汇编语言等软硬件知识相互贯穿，帮助学生建立计算机系统的完整概念，其重要性是不言而喻的。无论以后从事的是硬件还是软件设计，这门课都能帮助学生理解软硬件的关系，在软件设计中理解硬件的结构与发展趋势，同时设计硬件时了解软件的能力与缺陷。这样的一门课如果真正发挥作用，对计算机专业学生日后尽早适应本领域工作有很大的帮助。而现实情况是，这门课一直以来都是公认的难教、难学、枯燥无趣，真正将其讲好讲透并不容易。随着近十年国内广大教师的努力，这一现象有所改善，但还是存在不少困惑，并未完全体现出该课程的作用。

1.教学困境浅析

教学困境的存在与我国计算机软、硬件技术落后于美国等先进国家有很大关系。虽然现在我国在超级计算机的设计以及自主知识产权处理器芯片的设计上有了长足进步，但在很多方面还存在差距，有些方面的积累几乎为零。在这样的情况下，高校的计算机教育更需要正视这个现状，并尽力从人才培养这个层面为改善这种落后面貌而努力。

1.1难教的原因

首先这门课对授课教师的要求比较高。教师需要对计算机系统整体设计有很深的理解，通晓软、硬件相关的结构、编译、操作系统等多方面知识，并能将它们融会贯通。而实际上，很少有高校教师真正设计过计算机系统，甚至接触过系统级软件设计的人都比较少。另一方面，找到一本合适的教材也比较困难。最为经典的教材是由美国的Hennessy和Patterson合编的《计算机系统结构——量化研究方法》。这是一本非常好的参考书，但作为教材，对于国内读者来说，由于语言上的障碍，英文版的教材可能不能尽得其妙；而且由于诸多翻译上的弊病，中文版的国外教材也不理想。我国本土教材可能存在着以下几种困境：其一，知识陈旧，系统性不强；其二，近10-20年的技术在阐述上过于抽象，不成系统，难于理解；其三，大而全，有些技术只在特定时期的特定领域出现过，过于冷僻而且复杂，与其他部分的知识毫无联系。

教材的困境也反映了难教的现实。随着新技术的涌现，教材总是落后于现状。并不是说，我们将近年来该领域有影响的论文看一遍，就可将它们拿到课堂上讲。一方面，在众多新技术中，如何甄别出哪些是有发展前景？哪些又只是昙花一现？另一方面，如果未在该领域或方向上有较为深入的研究，要透彻理解这些新的技术也存在困难。如果只是泛泛地讲解新的技术名词，念念论文的摘要，为的是向学生或听课的领导炫耀一下，这可能是一种不负责的做法。计算机系统结构课程需要系统的知识体系，那些无法与现有体系相关联的技术，讲起来益处不大。

1.2枯燥难学的原因

学生难学只能在教师身上找原因。因为没有教不好的学生，只有不会教的老师。原因可能有几个方面：首先，早先选用的教材，知识较为陈旧，50年前的技术离现实较远，学生不知上课讲的东西有什么用，教师讲起来其实也觉无味。这方面大家已经意识到并有了很大的改善；其次，有些先进的技术或算法本身不是很好理解，需要学生集中精力听，并积极思考才能有所领悟；再者，由于计算机系统结构所涵盖的内容过于丰富，教师在讲解时必然会将其简化和抽象，这使得学生在学习时有时会感到枯燥。

1.3解决问题的思路

作为该领域的教师，只有承认困境，正视现实，才有可能找到解决问题的方法。最为重要的是教师要有改善现状的强烈愿望和责任感。下面笔者将从内容组织、教学方法以及教与学互动几个方面给出自己教学中的做法与感受。

2.内容的组织

内容的组织是核心。笔者认为教学过程中真正吸引学生的是内容，因为有意义的教学内容本身就有吸引力。学生对有意义的知识本能地有着较强的学习兴趣，教师只需要将知识系统地呈现给他们即可。

2.1教学内容的内在逻辑性与现实性

关键是教师如何让内容“有意义”且“系统地呈现”。这两点是关联的，一方面，知识与现实要有关联，这样就有了意义和价值；另一方面知识要体现前后的逻辑性，这就是系统性。

比如，对于处理器结构，一般会讲解指令流水线的工作原理、性能分析及流水线相关知识点。而有一些教材在讲指令流水线时，只用伪指令（用算术操作符表示），这部分内容本来就抽象，指令也没有具体的形式，使学生很难理解指令流水线的关键思想。因此首先给出一个精简的MIRS指令集是相当有益处的，当然也可以是任何其他的精简指令集。一方面，学生能够直观地体会前面讲解指令系统设计中诸多抽象的原则，同时也更容易理解在指令流水线中为什么这么设计。在讲解后续指令流水的相关及冲突时，具体的指令形式也有利于教师讲清楚各种冲突问题。只有搞清楚问题是怎么出现的，才可能理解后面的旁路技术或冲突检测方法等；只有对分支指令在流水线中的冲突有了比较直观的理解，后续的静态分支预测、动态分支预测、硬件推测执行等才有可能变得有意义。

在讲完流水线技术的原理、性能评价和冲突及其解决方法后，这一章似乎可以结束了。但是如果在最后加上流水线的实现这一节，会是一个非常好的处理。给出具体的一个指令流水线的数据通路，并给出不同指令在每一流水段的操作，试图引导学生给出旁路检测及控制的方法，通过设计多路选择器的控制信号来理解流水线设计中的旁路实现。这部分内容引领学生直观理解指令流水线的实现，还将前面学习的计算机组成原理中的控制器设计内容联系起来，让设计的计算机更进一步接近现实中使用的机器结构。

互联网络部分内容的组织一直是比较令人费神的，教学效果不好。一部分教材只是介绍了互联网络的基本概念及互联网络的经典拓扑结构等。就算是由美国的Hennessy和Patterson合编的《计算机系统结构——量化研究方法》的第三版，对这部分的组织也不是很好。最主要的问题就是互联网络的范畴非常广，关键是如何在计算机系统结构中介绍其中的互联。计算机网络课程中介绍过的网络介质、报文格式、包缓冲区、拥塞控制等知识，在这里并非用不上，而是在此处大而全地介绍不可能将真正重要的问题讲清楚，篇幅也不允许。所以大而全的讲计算机内部、计算机之间的各种网络以及网络所涉及的方方面面，教学效果并不好，而简单地介绍网络的拓扑结构及其性能参数等又比较抽象，容易让人不知所云，且与整个知识体系关联不大，不能起到将系统的软硬件知识贯穿起来的作用。因此我们可以首先将互联网络的范围限定一下，比如在计算机系统内部组件的互联，以及小、中规模的多处理机系统中的互联，然后将并行问题及并行算法、并行编程提供的通信原语与底层的互连结构相互关联，讲清为什么要这样互联，适合解决什么样的并行问题；讲清当前主流的多处理机系统中相应的数据网络、控制网络及管理网络的结构与软件使用情况。讲清或许存在一点困难，不过起码要将这些知识串起来，并与操作系统及并行编程的相关知识关联起来，这有很大的好处。

2.2拉近课堂与现实研究的距离

笔者认为对新技术的泛泛介绍不是没有意义，但对于高年级的本科生来说，更为重要的是让他们通过上这门课，逐步了解现实科研在哪里，以及与课堂上讲的知识距离有多远。通过教师自身的研究经历，将课堂上讲的知识逐步引到现实科研或本领域当下研究的热点问题中，才是真正有用的。中国科技大学网站上有唐锡南博士的相关讲座，该讲座是针对体系结构方向的研究生及高年级本科生而开的，授训对象都上过系统结构这门课，教学目标是对该课程的掌握作进一步地提高。该讲座在网上反响挺好，笔者比较受启发，也许这对上好计算机系统结构课也是有帮助的。比如在讲多处理机系统中的Cache一致性的问题时，他逐步引到具体实现中的一些困难，问题层层展开，有些问题可能需要一些手段来解决，有些问题恐怕还是难题。学生学习最重要不是学到答案，而是学会发现问题在哪儿以及解决问题的思路和方法，当他们了解到该领域前沿的研究思路时，必将增进自己未来解决问题的信心。比如，在讲多处理机系统时，从相应原理开始讲解，然后是现实硬件实现中可能有的变化及原因、并行软件运行中出现的问题，最后将硬件追求卓越性能与软件要求正确性及友好性的冲突展现在学生面前，再说明软硬件相互依存的道理，这比直接说明软硬件关系具体而生动，听起来也有趣。简明地讲清问题之间的关系，解决的程度，未解决的问题及难点所在，这对于开阔学生思路、增加学生对该领域探索的兴趣都比较有效。

3.变化的教学模式

传统的教学模式并没有过时，但有时新的模式可以发挥更好的效果。其次，一成不变的讲课模式从学期开始直至学期末容易令人厌烦，所以探讨变化的教学模式对于提高教学效果显然是有意义的。

3.1实践环节的介入

实践环节可以与课堂讲授相互穿插，不需要将理论部分全部讲完再安排。比如讲流水线及指令级并行时，适时地将相应的指令流水线的模拟器介绍给学生，让他们去体会指令的时空概念以及指令问的各种相关的影响，教师辅导时多问学生为什么。再比如讲存储层次时，Cache优化技术是其中比较重要的内容，这时也最好让学生实际使用相应模拟器去测，通过改变其参数来比较相关性能，可以引导学生通过分析复杂系统模拟器的结构来了解相应原理，或通过实现过程相对简单的模拟器来体会实现过程中的细节问题，这些都是比原理本身更为有用的学习体验。

3.2难一点的议题留给讨论课

对于高年级的本科生来说，他们的精力相当旺盛，自身的学习能力也比刚入学时强很多。此时将一些需要思考、理解的内容交给他们自学和交流，其效果可能会令人大吃一惊。通过自学，很多学生在课下花了不少功夫，并在学生间进行了充分的讨论和互助。课上讨论时，可以让学生主持，这会让学生兴奋，而且下面的学生往往很活跃，想通过为难一下上面的学生来展示一下自己。每一位学生其实都有着相当强的自尊心，所以这种形式会促进学生问的讨论。经验表明，往往平时表现一般的学生这时都有相当好的表现，他们自己也比较自信。如果学生说错了，不要马上说出来，而是将问题解析一下再次抛给大家，看看大家有什么想法，慢慢地大家都比较放松，让问题在讨论中逐步接近解决。

这样的讨论模式有时也会出现教师无法预料的情景，比如学生提出一些教师也未考虑过的问题，此时可能会给教师带来一些紧张感。遇到这种状态时，教师首先可以凭借平时深入的备课，稍作思考（可能5～10秒），问题可能就得到可以解决。这时讨论就变得更为引人入胜，学生的积极思考实际影响了讨论的导向，这种情况没什么不好。教师要有承担风险的勇气，同时还可享受到当堂弄清某些事情的兴奋。另一方面，教师需要逐步积累处置这种情景的经验，自己要意识到，同时试图让学生也意识到，有一些问题需要仔细的考虑，并不能马上得出结论，还有一些问题是一些开放的问题，并且承诺关于此问题教师经过一些时间的思考（可能一个课间休息，或下一次课）后，一定会给大家一个负责任的答复。这样学生会觉得讨论有趣，不会害怕犯错而拘谨；教师也在这个过程中感受到学生更为积极的学习状态，并因此受到鼓励。

4.了解并督促学生

教学的过程是教师与学生互动的过程。教师的每一次教学过程都不会一模一样。他要根据教学对象的不同，做出相应的内容调整，也要根据每堂课学生的状态做出相应的节奏调整。只有学生能够接收、愿意接收，教学才可能有效。

适时的提问可以让学生适当地紧张起来，但对于答错或说不出结果的学生，不要批评，让其周围的学生代为回答，然后一起坐下。对于讲解中的一些重要部分也可以通过提问来引起注意，经常的提问让教师更了解每个学生，同时学生与教师之间的关系更加紧密。作业的及时检查也是必要的，每次课前可以在黑板上将一些普遍性的问题进行分析、讲解。教师对作业的及时反馈可以提高学生的积极性，另一方面对于知识的复习与融会贯通都有帮助，学生从中可以体会到—个教师的责任心，这是非常重要的。教师的工作态度会影响学生，特别是有影响的、有一定声望的教师，他们的教学态度对学生的影响可能持续一生。

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专业 层次 学制 主要课程 音乐教育 专科 两年 大学语文、基础乐理、视唱练耳、基础声乐、基础和声、合唱与指挥基础、基础钢琴、艺术概论、民族民间音乐、音乐欣赏、中学音乐教学法、计算机应用基础、计算机应用基础实践、基础钢琴实践、基础声乐实践、 本科 两年 英语(二)、中外音乐史、中外音乐欣赏、和声学、音乐作品分析、歌曲写作、音乐教育学、音乐美学、简明配器法、歌曲钢琴伴奏、声乐实践、歌曲钢琴伴奏、声乐实践、歌曲钢琴伴奏实践、视唱练耳实践、毕业论文 经济法 专科 两年 大学语文、法理学、宪法学、民法学、民事诉讼法学、公司法、经济法概论、刑法学、合同法、税法、国际经济法概论、劳动法、计算机基础、人力资源管理 本科 两年 英语（二）、行政处罚法、行政复议法学、国家赔偿法、经济法学原理、企业与公司法、行政法学、劳动法、金融法概论、房地产法、环境法学、税法原理、行政诉讼法、财务管理学（辅修） 市场营销 专科 两年 政治经济学（财经类）、高等数学（一）、基础会计学、经济法概论（财经类）、大学语文（专）、国民经济统计概论、消费心理学、谈判与推销技巧、企业管理概论、公共关系学、广告学（一）、市场营销学、市场调查与预测、计算机应用基础（含实践） 本科 两年 英语（二）、高等数学（二）、市场营销策划、金融理论与实务、商品流通概论、消费经济学、国际商务谈判、国际贸易理论与实务、企业会计学、国际市场营销学、管理系统中计算机应用（含实践） 公共关系 本科 两年 人际关系学、公共关系口才、现代谈判学、公共关系案例、国际公共关系、公关政策、企业文化、创新思维理论与方法、领导科学、人力资源管理（一）、现代资源管理（一）、广告运作策略 行政管理 专科 两年 大学语文（专）、政治学概论、法学概论、现代管理学、行政管理学、市政学、人力资源管理（一）、公文写作与处理、管理心理学、公共关系学、社会研究方法、秘书工作 、计算机应用基础（含实践） 本科 两年 英语（二）、当代中国政治制度、西方政治制度、公共政策、领导科学、国家公务员制度、行政组织理论、行政法与行政诉讼法（一）、社会学概论、中国行政史、中国文化概论、普通逻辑、财务管理学、秘书学概论、企业管理概论 汉语言文学 专科 两年 文学概论、中国现代文学作品选、中国当代文学作品选、中国古代文学作品选（一、二）、外国文学作品选、现代汉语、古代汉语、写作等 本科 两年 美学、中国现代文学史、中国古代文学史（一、二）、外国文学史、语言学概论、英语（二）、两门选修课、毕业论文 涉外秘书学 专科 两年 英语（一）、大学语文（专）、公共关系、外国秘书工作概况、涉外秘书实务、涉外法概要、 本科 两年 英语（二）、中外文学作品导读、国际贸易理论与实务、经济法概论、秘书语言研究、公关礼仪、交际语言学、国际商务谈判、中外秘书比较、口译与听力等 对外汉语 本科 两年 现代汉语、实用英语、中国古代文学、中国现当代文学、外国文学、外国文化概论、对外汉语教学概论、英语表达与沟通（实践环节）毕业论文等 英语翻译 专科 两年 英语写作基础、综合英语（一二）、英语阅读（一）、英语国家概况、英语笔译基础、初级英语笔译、初级英语口译、英语听力 本科 两年 中级笔译、高级笔译、中级口译、同声传译、英汉语言文化比较、第二外语（日/ 法）、高级英语、英美文学选读、毕业论文 日语 专科 两年 基础日语（一二）、日语语法、日本国概况、日语阅读（一二）、经贸日语、日语听力、日语口语 本科 两年 高级日语（一二）、日语句法篇章法、日本文学选读、日汉翻译、第二外语（英/法）、现代汉语、计算机应用基础、日语口译与听力、毕业论文 英语 专科 两年 综合英语（一二）、英语阅读（一二）、英语写作基础、英语国家概况、英语听力，口语等 本科 两年 英语写作、高级英语、英美文学选读、英语翻译、经贸知识英语、口译与听力、二外（日语）等 外贸英语 专科 两年 综合英语（一二）、英语阅读（一）、英语写作基础、英语国家概况、国际贸易理论与实务、英语听力、口语、外贸英语阅读等 本科 两年 英语写作、高级英语、英美文学选读、英语翻译、经贸知识英语、外贸口译与听力、二外（日语）等 公共事业管理 专科 两年 计算机应用基础、公共事业管理概论、社会学概论、管理学原理、人力资源开发与管理、公共关系、社会调查与方法、行政管理学、文教事业管理、计划生育管理、秘书学概论、计算机应用基础（实践）等 本科 两年 英语（二）、公共管理学、公共政策、公共事业管理、公共经济学、非政府组织管理、行政法学、人力资源管理（一）、管理信息系统、毕业论文等 工商企业管理 专科 两年 计算机应用基础、基础会计学、经济法概论、国民经济统计概论、企业管理概论、生产与作业管理、市场营销学、中国税制、企业会计学、人力资源管理、企业经济法（辅修）、民法学（辅修）； 本科 两年 英语（二）、高等数学、管理系统中计算机应用、国际贸易管理与实务、管理学原理、财务管理、金融理论与实务、企业经营战略、组织行为学、质量原理、企业管理咨询、合同法（辅修）、行政法学（辅修）。 国际贸易 专科 两年 高等数学、法律基础、计算机应用基础、英语、国际贸易实务、国际金融、国际商法、中国对外贸易、WTO知识概论、市场营销学等 本科 两年 国际市场营销学、世界市场行情、国际商务谈判、企业会计学、国际运输与保险、西方经济学、外国经贸知识选读、涉外经济法、经贸知识英语等 金融管理 专科 两年 证券投资分析、保险学原理、银行会计学、商业银行业务与管理、货币银行学、财政学、经济法概论、基础会计学、管理学原理等 本科 两年 管理会计实务、国际财务管理、公司法律制度研究、英语（二）、电子商务概论、组织行为学、风险管理、高级财务管理、审计学、政府政策与经济学等 会计（电算化） 专科 两年 英语（一）、大学语文、高等数学（一）、基础会计学、国民经济统计概论、数据库及应用、财政与金融、会计电算化、成本会计、财务管理学、计算机应用基础、经济法概论（财经类） 本科 两年 高等数学（二）、、英语（二）、数据结构、审计学、管理学原理、通用财务软件、计算机网络基础、财务报表分析（一）、金融理论与实务、高级财务软件、操作系统。加考课程：会计电算化、财务管理学、成本会计、基础会计学、政治经济学（财经类） 人力资源管理 专科 两年 管理学原理、组织行为学、人力资源管理学、人力资源经济学、企业劳动工资管理、劳动就业论、社会保障、劳动与社会保障法、公共关系学、应用文写作等 本科 两年 企业战略管理、人力资源战略与规划、人力资源培训、人事测评理论与方法、人力资源薪酬管理、绩效管理、人力资源开发管理理论与策略、管理信息系统等 文化事业管理 专科 两年 英语（一）、写作、中国文化概论、文化管理学、文化行政学、文化政策与法规、文化经济学、文化策划与营销、艺术概论、社会学概论、民间文学、计算机 文化产业 本科 两年 英语（二）、中国文化导论、文化产业与管理、文化产业创意与策划、文化市场与营销、外国文化导论、媒介经营与管理、文化服务与贸易 经济信息管理 专科 两年 高等数学、计算机网络基础、计算机应用技术、计算机软件基础、计算机组成原理、经济信息导论、计算机信息基础、信息经济学等 本科 两年 英语（二）、应用数学、中级财务会计、计算机网络技术、社会研究方法、网络经济与企业管理、数据库及应用、电子商务概论、高级语言程序设计、应用数理统计、经济预测方法。 游戏软件开发技术 专科 两年 英语（一）、高等数学、计算机游戏概论、高级语言程序设计、游戏作品赏析、计算机网络技术、游戏软件开发基础、市场营销、动画设计基础等 本科 两年 英语（二）、游戏创意与设计概论、可视化程序设计、艺术设计基础、多媒体应用技术、DirectX、Java语言程序设计、游戏开发流程与引擎原理、游戏架构导论、软件工程、游戏心理学等 电子商务 专科 两年 电子商务英语、经济学（二）、计算机与网络技术基础、市场营销（三）、基础会计学、市场信息学、国际贸易实务（三）、电子商务概论、商务交流（二）、网页设计与制作、互联网软件应用与开发、电子商务案例分析、综合作业 本科 两年 英语（二）、数量方法（二）、电子商务法概论、电子商务与金融、电子商务网站设计原理、电子商务与现代物流、互联网数据库、网络营销与策划、电子商务安全导论、网络经济与企业管理、商法（二） 信息技术教育 本科 两年 英语（二）、物理（工）、数据库原理、数据结构、计算机网络与通信、计算机系统结构、软件工程、数值分析、面向对象程序设计、计算机辅助教育、高级语言程序设计、数字逻辑、中学信息技术教学与实践研究 计算机及应用 专科 两年 大学语文、高等数学、英语（一）、模拟电路与数字电路、计算机应用技术、汇编语言程序设计、数据结构导论、计算机组成原理、微型计算机及其接口技术、高级语言程序设计（一）、操作系统概论、数据库及其应用、计算机网络技术 本科 两年 英语（二）、高等数学、物理（工）、离散数学、操作系统、数据结构、面向对象程序设计、软件工程、数据库原理、计算机系统结构、计算机网络与通信 电子政务 专科 两年 行政管理学、公文写作与处理、公共事业管理、行政法学、经济管理概论、办公自动化原理及应用、政府信息资源管理、电子政务概论、管理信息系统、计算机应用技术 本科 两年 英语（二）、公共管理学、电子政务理论与技术、政府经济学、信息化理论与实践、网站建设与管理、计算机网络与通信、电子政务案例分析、信息与网络安全管理 电子技术 专科 两年 英语 （一）、电工原理 、高等数学、线性代数、线性电子电路、非线性电子电路、数字电路、计算机基础与程序设计、电子测量、音响技术、微型计算机原理 及应用 、办公自动化 设备、 电子工程 本科 两年 英语（二）、高等数学(工本) 、物理(工) 、复变函数与积分变换、概率论与数理统计(二)、工程经济、信号与系统、计算机软件基础(二)、数字信号处理、单片机原理与应用、自动控制理论(二)、声视频技术 服装设计 专科 两年 构成艺术、服装工艺、服装结构设计、服装款式设计、服装纸样设计、服装市场营销等 本科 两年 服装设计、服装纸样设计、服装图形设计、服装计算机辅助设计、服装立体剪裁、展示工艺、企业形象设计、服装饰品设计等 数控技术 专科 两年 机械设计基础、公差配合与技术测量、数控编程与操作、CAD/CAM、电工学等 本科 两年 模拟数字及电力电子技术、传感器与监测技术、微型计算机原理与接口技术、机床数控原理、CAD/CAM软件应用、模具与现代加工技术等 视觉传达设计 专科 两年 构成艺术、插图艺术设计、包装结构与包装装潢设计、平面广告设计、机构形象设计（ VI ）、商品摄影、POP与DM广告设计等 本科 两年 书籍装帧设计、包装工艺与设计、创意网页设计、影视广告、方案与脚本、室内设计、景观设计、展示设计、家具设计 动漫设计 专科 两年 构成艺术、字体设计、动画基础、动画运动、电脑图像设计、动画概论 本科 两年 漫画设计、动画场景设计、动画分镜头、二维动画制作、三维动画制作动画特效合成、动画创作 生物技术 专科 两年 普通生物学、食品分析与检验、发酵工艺学、生物制药技术、生物化学、微生物学、细胞工程、基因工程、酶学、病毒学、现代生物技术导论等 生物工程 本科 两年 英语、工程制图、化工原理、生物工艺学、微生物遗传与育种、生化工程、生物制药学、生化分离工程、高等数学等 食品工程 专科 两年 基础化学、食品化学、食品微生物学、食品工艺学、食品分析 本科 两年 食品工程原理、食品营养、食品加工技术、酿造食品加工、食品法规、食品包装与设计、农产品储藏运销学、计算机应用基础 景观园林 本科 两年 英语、园林工程制图、园林艺术原理、景观生态学、园林建筑学、园林CAD、园林规划设计、园林工程学、3DMAX、园林植物保护学、园林美学 新闻 专科 两年 计算机应用基础（含实践）、汉语基础、社会学概论、中国现代文学作品选、新闻学概论、中国新闻事业史、新闻采访写作、报纸编辑、广播新闻与电视新闻、广告学、新闻心理学 本科 两年 英语（二）、新闻评论写作、新闻摄影、外国新闻事业史、中外新闻作品研究、传播学概论、公共关系学、新闻事业管理、文学概论 应用心理学 专科 两年 大学语文、实验心理学、生理心理学、发展心理学、教育心理学、心理与教育统计学、社会心理学、管理心理学、医学心理学、心理测量、普通心理学（含实践）、计算机应用基础（含实践） 本科 两年 英语（二）、认知心理、心理学研究方法、心理学史、变态心理学、学习心理学、心理咨询原理与技术（含实践）、学校心理学、心理诊断、行为改变技术（含实践） 小学教育 专科 两年 大学语文、教育原理、科学技术社会、小学教育心理学、小学科学教育、小学教育科学研究、小学语文教学论、小学数学教学论、小学班主任、素质教育导论 本科 两年 英语（二）、心理卫生与心理辅导、课程与教学论、发展与教育心理学、中外教育简史、中小学教育管理、比较教育、小学艺术教育、现代教育测量与评价、中小学教育信息技术、学校管理心理学、教学设计、德育原理、基础教育课程改革研究、毕业实习、毕业论文 学前教育学 专科 两年 学前教育学、学前发展心理学、学前卫生学、儿童文学、学前教育心理学、幼儿园组织与管理、学前儿童数学教育、学前儿童语言教育、学前儿童科学教育、科学技术社会 本科 两年 英语（二）、教育学原理、学前游戏论、幼儿园课程论、学前比较教育、中外学前教育史、幼儿园活动设计、学前教育科学研究、家庭教育学 教育技术学 本科 两年 英语（二）、教学设计、教育电视系统、教育电视节目制作、计算机辅助教育、多媒体教学系统、高级语言程序设计、教与学的基础原理、教育传播方法研究、教育电声系统及软件制作、信息技术课程教学论、 教育管理 本科 两年 英语（二）、教育管理原理、教育评估与督导、教育经济学、教育统计与测量、教育法学、教育预测与规划、中外教育管理史、管理心理学、高等教育管理

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专业 层次 学制 主要课程 音乐教育 专科 两年 大学语文、基础乐理、视唱练耳、基础声乐、基础和声、合唱与指挥基础、基础钢琴、艺术概论、民族民间音乐、音乐欣赏、中学音乐教学法、计算机应用基础、计算机应用基础实践、基础钢琴实践、基础声乐实践、 本科 两年 英语(二)、中外音乐史、中外音乐欣赏、和声学、音乐作品分析、歌曲写作、音乐教育学、音乐美学、简明配器法、歌曲钢琴伴奏、声乐实践、歌曲钢琴伴奏、声乐实践、歌曲钢琴伴奏实践、视唱练耳实践、毕业论文 经济法 专科 两年 大学语文、法理学、宪法学、民法学、民事诉讼法学、公司法、经济法概论、刑法学、合同法、税法、国际经济法概论、劳动法、计算机基础、人力资源管理 本科 两年 英语（二）、行政处罚法、行政复议法学、国家赔偿法、经济法学原理、企业与公司法、行政法学、劳动法、金融法概论、房地产法、环境法学、税法原理、行政诉讼法、财务管理学（辅修） 市场营销 专科 两年 政治经济学（财经类）、高等数学（一）、基础会计学、经济法概论（财经类）、大学语文（专）、国民经济统计概论、消费心理学、谈判与推销技巧、企业管理概论、公共关系学、广告学（一）、市场营销学、市场调查与预测、计算机应用基础（含实践） 本科 两年 英语（二）、高等数学（二）、市场营销策划、金融理论与实务、商品流通概论、消费经济学、国际商务谈判、国际贸易理论与实务、企业会计学、国际市场营销学、管理系统中计算机应用（含实践） 公共关系 本科 两年 人际关系学、公共关系口才、现代谈判学、公共关系案例、国际公共关系、公关政策、企业文化、创新思维理论与方法、领导科学、人力资源管理（一）、现代资源管理（一）、广告运作策略 行政管理 专科 两年 大学语文（专）、政治学概论、法学概论、现代管理学、行政管理学、市政学、人力资源管理（一）、公文写作与处理、管理心理学、公共关系学、社会研究方法、秘书工作 、计算机应用基础（含实践） 本科 两年 英语（二）、当代中国政治制度、西方政治制度、公共政策、领导科学、国家公务员制度、行政组织理论、行政法与行政诉讼法（一）、社会学概论、中国行政史、中国文化概论、普通逻辑、财务管理学、秘书学概论、企业管理概论 汉语言文学 专科 两年 文学概论、中国现代文学作品选、中国当代文学作品选、中国古代文学作品选（一、二）、外国文学作品选、现代汉语、古代汉语、写作等 本科 两年 美学、中国现代文学史、中国古代文学史（一、二）、外国文学史、语言学概论、英语（二）、两门选修课、毕业论文 涉外秘书学 专科 两年 英语（一）、大学语文（专）、公共关系、外国秘书工作概况、涉外秘书实务、涉外法概要、 本科 两年 英语（二）、中外文学作品导读、国际贸易理论与实务、经济法概论、秘书语言研究、公关礼仪、交际语言学、国际商务谈判、中外秘书比较、口译与听力等 对外汉语 本科 两年 现代汉语、实用英语、中国古代文学、中国现当代文学、外国文学、外国文化概论、对外汉语教学概论、英语表达与沟通（实践环节）毕业论文等 英语翻译 专科 两年 英语写作基础、综合英语（一二）、英语阅读（一）、英语国家概况、英语笔译基础、初级英语笔译、初级英语口译、英语听力 本科 两年 中级笔译、高级笔译、中级口译、同声传译、英汉语言文化比较、第二外语（日/ 法）、高级英语、英美文学选读、毕业论文 日语 专科 两年 基础日语（一二）、日语语法、日本国概况、日语阅读（一二）、经贸日语、日语听力、日语口语 本科 两年 高级日语（一二）、日语句法篇章法、日本文学选读、日汉翻译、第二外语（英/法）、现代汉语、计算机应用基础、日语口译与听力、毕业论文 英语 专科 两年 综合英语（一二）、英语阅读（一二）、英语写作基础、英语国家概况、英语听力，口语等 本科 两年 英语写作、高级英语、英美文学选读、英语翻译、经贸知识英语、口译与听力、二外（日语）等 外贸英语 专科 两年 综合英语（一二）、英语阅读（一）、英语写作基础、英语国家概况、国际贸易理论与实务、英语听力、口语、外贸英语阅读等 本科 两年 英语写作、高级英语、英美文学选读、英语翻译、经贸知识英语、外贸口译与听力、二外（日语）等 公共事业管理 专科 两年 计算机应用基础、公共事业管理概论、社会学概论、管理学原理、人力资源开发与管理、公共关系、社会调查与方法、行政管理学、文教事业管理、计划生育管理、秘书学概论、计算机应用基础（实践）等 本科 两年 英语（二）、公共管理学、公共政策、公共事业管理、公共经济学、非政府组织管理、行政法学、人力资源管理（一）、管理信息系统、毕业论文等 工商企业管理 专科 两年 计算机应用基础、基础会计学、经济法概论、国民经济统计概论、企业管理概论、生产与作业管理、市场营销学、中国税制、企业会计学、人力资源管理、企业经济法（辅修）、民法学（辅修）； 本科 两年 英语（二）、高等数学、管理系统中计算机应用、国际贸易管理与实务、管理学原理、财务管理、金融理论与实务、企业经营战略、组织行为学、质量原理、企业管理咨询、合同法（辅修）、行政法学（辅修）。 国际贸易 专科 两年 高等数学、法律基础、计算机应用基础、英语、国际贸易实务、国际金融、国际商法、中国对外贸易、WTO知识概论、市场营销学等 本科 两年 国际市场营销学、世界市场行情、国际商务谈判、企业会计学、国际运输与保险、西方经济学、外国经贸知识选读、涉外经济法、经贸知识英语等 金融管理 专科 两年 证券投资分析、保险学原理、银行会计学、商业银行业务与管理、货币银行学、财政学、经济法概论、基础会计学、管理学原理等 本科 两年 管理会计实务、国际财务管理、公司法律制度研究、英语（二）、电子商务概论、组织行为学、风险管理、高级财务管理、审计学、政府政策与经济学等 会计（电算化） 专科 两年 英语（一）、大学语文、高等数学（一）、基础会计学、国民经济统计概论、数据库及应用、财政与金融、会计电算化、成本会计、财务管理学、计算机应用基础、经济法概论（财经类） 本科 两年 高等数学（二）、、英语（二）、数据结构、审计学、管理学原理、通用财务软件、计算机网络基础、财务报表分析（一）、金融理论与实务、高级财务软件、操作系统。加考课程：会计电算化、财务管理学、成本会计、基础会计学、政治经济学（财经类） 人力资源管理 专科 两年 管理学原理、组织行为学、人力资源管理学、人力资源经济学、企业劳动工资管理、劳动就业论、社会保障、劳动与社会保障法、公共关系学、应用文写作等 本科 两年 企业战略管理、人力资源战略与规划、人力资源培训、人事测评理论与方法、人力资源薪酬管理、绩效管理、人力资源开发管理理论与策略、管理信息系统等 文化事业管理 专科 两年 英语（一）、写作、中国文化概论、文化管理学、文化行政学、文化政策与法规、文化经济学、文化策划与营销、艺术概论、社会学概论、民间文学、计算机 文化产业 本科 两年 英语（二）、中国文化导论、文化产业与管理、文化产业创意与策划、文化市场与营销、外国文化导论、媒介经营与管理、文化服务与贸易 经济信息管理 专科 两年 高等数学、计算机网络基础、计算机应用技术、计算机软件基础、计算机组成原理、经济信息导论、计算机信息基础、信息经济学等 本科 两年 英语（二）、应用数学、中级财务会计、计算机网络技术、社会研究方法、网络经济与企业管理、数据库及应用、电子商务概论、高级语言程序设计、应用数理统计、经济预测方法。 游戏软件开发技术 专科 两年 英语（一）、高等数学、计算机游戏概论、高级语言程序设计、游戏作品赏析、计算机网络技术、游戏软件开发基础、市场营销、动画设计基础等 本科 两年 英语（二）、游戏创意与设计概论、可视化程序设计、艺术设计基础、多媒体应用技术、DirectX、Java语言程序设计、游戏开发流程与引擎原理、游戏架构导论、软件工程、游戏心理学等 电子商务 专科 两年 电子商务英语、经济学（二）、计算机与网络技术基础、市场营销（三）、基础会计学、市场信息学、国际贸易实务（三）、电子商务概论、商务交流（二）、网页设计与制作、互联网软件应用与开发、电子商务案例分析、综合作业 本科 两年 英语（二）、数量方法（二）、电子商务法概论、电子商务与金融、电子商务网站设计原理、电子商务与现代物流、互联网数据库、网络营销与策划、电子商务安全导论、网络经济与企业管理、商法（二） 信息技术教育 本科 两年 英语（二）、物理（工）、数据库原理、数据结构、计算机网络与通信、计算机系统结构、软件工程、数值分析、面向对象程序设计、计算机辅助教育、高级语言程序设计、数字逻辑、中学信息技术教学与实践研究 计算机及应用 专科 两年 大学语文、高等数学、英语（一）、模拟电路与数字电路、计算机应用技术、汇编语言程序设计、数据结构导论、计算机组成原理、微型计算机及其接口技术、高级语言程序设计（一）、操作系统概论、数据库及其应用、计算机网络技术 本科 两年 英语（二）、高等数学、物理（工）、离散数学、操作系统、数据结构、面向对象程序设计、软件工程、数据库原理、计算机系统结构、计算机网络与通信 电子政务 专科 两年 行政管理学、公文写作与处理、公共事业管理、行政法学、经济管理概论、办公自动化原理及应用、政府信息资源管理、电子政务概论、管理信息系统、计算机应用技术 本科 两年 英语（二）、公共管理学、电子政务理论与技术、政府经济学、信息化理论与实践、网站建设与管理、计算机网络与通信、电子政务案例分析、信息与网络安全管理 电子技术 专科 两年 英语 （一）、电工原理 、高等数学、线性代数、线性电子电路、非线性电子电路、数字电路、计算机基础与程序设计、电子测量、音响技术、微型计算机原理 及应用 、办公自动化 设备、 电子工程 本科 两年 英语（二）、高等数学(工本) 、物理(工) 、复变函数与积分变换、概率论与数理统计(二)、工程经济、信号与系统、计算机软件基础(二)、数字信号处理、单片机原理与应用、自动控制理论(二)、声视频技术 服装设计 专科 两年 构成艺术、服装工艺、服装结构设计、服装款式设计、服装纸样设计、服装市场营销等 本科 两年 服装设计、服装纸样设计、服装图形设计、服装计算机辅助设计、服装立体剪裁、展示工艺、企业形象设计、服装饰品设计等 数控技术 专科 两年 机械设计基础、公差配合与技术测量、数控编程与操作、CAD/CAM、电工学等 本科 两年 模拟数字及电力电子技术、传感器与监测技术、微型计算机原理与接口技术、机床数控原理、CAD/CAM软件应用、模具与现代加工技术等 视觉传达设计 专科 两年 构成艺术、插图艺术设计、包装结构与包装装潢设计、平面广告设计、机构形象设计（ VI ）、商品摄影、POP与DM广告设计等 本科 两年 书籍装帧设计、包装工艺与设计、创意网页设计、影视广告、方案与脚本、室内设计、景观设计、展示设计、家具设计 动漫设计 专科 两年 构成艺术、字体设计、动画基础、动画运动、电脑图像设计、动画概论 本科 两年 漫画设计、动画场景设计、动画分镜头、二维动画制作、三维动画制作动画特效合成、动画创作 生物技术 专科 两年 普通生物学、食品分析与检验、发酵工艺学、生物制药技术、生物化学、微生物学、细胞工程、基因工程、酶学、病毒学、现代生物技术导论等 生物工程 本科 两年 英语、工程制图、化工原理、生物工艺学、微生物遗传与育种、生化工程、生物制药学、生化分离工程、高等数学等 食品工程 专科 两年 基础化学、食品化学、食品微生物学、食品工艺学、食品分析 本科 两年 食品工程原理、食品营养、食品加工技术、酿造食品加工、食品法规、食品包装与设计、农产品储藏运销学、计算机应用基础 景观园林 本科 两年 英语、园林工程制图、园林艺术原理、景观生态学、园林建筑学、园林CAD、园林规划设计、园林工程学、3DMAX、园林植物保护学、园林美学 新闻 专科 两年 计算机应用基础（含实践）、汉语基础、社会学概论、中国现代文学作品选、新闻学概论、中国新闻事业史、新闻采访写作、报纸编辑、广播新闻与电视新闻、广告学、新闻心理学 本科 两年 英语（二）、新闻评论写作、新闻摄影、外国新闻事业史、中外新闻作品研究、传播学概论、公共关系学、新闻事业管理、文学概论 应用心理学 专科 两年 大学语文、实验心理学、生理心理学、发展心理学、教育心理学、心理与教育统计学、社会心理学、管理心理学、医学心理学、心理测量、普通心理学（含实践）、计算机应用基础（含实践） 本科 两年 英语（二）、认知心理、心理学研究方法、心理学史、变态心理学、学习心理学、心理咨询原理与技术（含实践）、学校心理学、心理诊断、行为改变技术（含实践） 小学教育 专科 两年 大学语文、教育原理、科学技术社会、小学教育心理学、小学科学教育、小学教育科学研究、小学语文教学论、小学数学教学论、小学班主任、素质教育导论 本科 两年 英语（二）、心理卫生与心理辅导、课程与教学论、发展与教育心理学、中外教育简史、中小学教育管理、比较教育、小学艺术教育、现代教育测量与评价、中小学教育信息技术、学校管理心理学、教学设计、德育原理、基础教育课程改革研究、毕业实习、毕业论文 学前教育学 专科 两年 学前教育学、学前发展心理学、学前卫生学、儿童文学、学前教育心理学、幼儿园组织与管理、学前儿童数学教育、学前儿童语言教育、学前儿童科学教育、科学技术社会 本科 两年 英语（二）、教育学原理、学前游戏论、幼儿园课程论、学前比较教育、中外学前教育史、幼儿园活动设计、学前教育科学研究、家庭教育学 教育技术学 本科 两年 英语（二）、教学设计、教育电视系统、教育电视节目制作、计算机辅助教育、多媒体教学系统、高级语言程序设计、教与学的基础原理、教育传播方法研究、教育电声系统及软件制作、信息技术课程教学论、 教育管理 本科 两年 英语（二）、教育管理原理、教育评估与督导、教育经济学、教育统计与测量、教育法学、教育预测与规划、中外教育管理史、管理心理学、高等教育管理

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关键词 PBL 微机原理与接口技术 课程教学

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdkx.2016.12.055

Abstract PBL teaching method is a problem-based teaching method， in view of the characteristics of the students’ cognition， we attempt to apply the PBL teaching method to the Principle of Microcomputer and Interface Technology teaching. In the paper， we expounded the significance and features of introducing the PBL teaching method to Principle of Microcomputer and Interface Technology teaching， and intruduces the principles of creating problems through the concrete teaching examples. The results show that PBL pedagogic practice plays a positive role in the promotion of the effect and quality of Principle of Microcomputer teaching comparing with the traditional teaching method.

Keywords Problem-Based Learning；Principle of Microcomputer and Interface Technology；course teaching

0 引言

中华民族的伟大复兴离不开国民经济的腾飞，而国民经济的支柱是制造业。制造装备的先进性对制造业的发展起着关键作用。传统制造装备以机械本体和气液电驱动为主，而测控部分多以人工操作为主。随着科学技术的不断进取，制造装备的测控部分逐步融合了计算机、信息、自动化等多学科技术，制造装备不再是一个单纯的机械装置，而是集机械、电子、通信等技术于一身的高科技产品。这样的制造装备需要高素质的综合性人才来设计、制造、应用。为适应机械制造业的发展需求，高校机械类专业普遍引入了计算机、电信、自动化等专业的相关课程，而“微机原理与接口技术”正是这些专业技术的基础课程之一，对于整个专业的学习有着重要的支承作用。本文结合作者对PBL教学法的认知和尝试，论述了PBL教学法在“微机原理与接口技术”课程中的应用。

1 “微机原理与接口技术”课程教学中BL教学法的引入

传统的“微机原理与接口技术”课程教学，以英特尔8086微处理器为对象，向学生全面讲解微机系统的组成结构、存储器类型、中断处理机制、并行串行通讯、AD/DA转换等知识，并辅以微机接口实验来让学生掌握微机应用知识。但对针对教学效果对学生进行访谈时，不少学生反映该课程较难理解、实践环节难以独立完成等问题，教学效果不太理想。为了提高教学质量，充分{动学生的主观能动性，使学生真正获得知识和能力的提升，作者尝试在本课程的教学中使用PBL教学法来改善教学效果。

PBL教学法是1969年由美国神经病学教授Howard Barrows根据信息加工心理学和认知心理学提出的新的教学方法。这种教学方法以学生为中心，以解决问题为导向，学生在老师的启发指导下以自学和小组讨论为主要方法尝试解决问题。PBL教学法原本广泛运用于在医科教学，现在逐步也在其他学科得到运用。

目前，我校自动化生产设备应用专业班级已开展此课程的教学。在教学实践中，任课老师已开始尝试运用PBL教学法实施教学。PBL教学法源于构建主义理论，①它不是让教师把书本上现成的知识直接通过自己的讲解传递给学生，或者是让学生按照书本的章节安排和老师的讲授去获得一些知识，而是要求学生根据教师提出的问题，主动去寻找问题的答案，最终得到解决问题的办法，并对结果进行展示和自我评价，这样学生的学习重点在于主动学习的过程而不是被动听取了某个知识，教师在课程实施中已经不是教学的主体，而是学生学习的引导者和监督者，学生自己成为教学的主体，从自己主动解决问题的过程中获取知识和技能。

2 PBL教学法的实施

2.1 指导老师引入情景提出问题

指导老师创设的情景对整个课程教学有着重要作用，它直接影响着学生的学习兴趣和教学目标的达成。作者在本课程的教学中设立的场景是轮形机器人即智能小车的设计制作。智能小车依靠传感器的反馈来控制电机的动作以达到小车自动避障行进的效果，其控制系统本质上就是一个完整的微型计算机系统。利用此场景来引导学生学习微型计算机原理和接口技术，相比与传统教学来说更具有吸引力，充分调动了学生学习的积极性。②

在学生体验指导老师创设的场景后，指导老师需要根据场景提出合适的问题让学生自主解决，指导老师提出的问题是PBL教学过程成败的关键。一方面要根据学生的学习基础来控制问题的难度，使得学生能通过自主学习自行解决问题；另一方面，问题要有针对性，使学生在解决问题过程中获取的知识符合教学目的。指导老师可以先提出一个较难的总问题，然后根据教学目的把这个较为复杂深奥的问题拆解成为相互关联的简单的问题，这些问题应有利于学生对相关知识的掌握，学生通过自主学习解决这一系列问题，从而达到获取知识和技能的目的。③

作者在本课程的教学中提出的总问题是微机系统是如何控制小车智能避障行进的？为了解决这个问题，进一步分解出一系列子问题，例如微机系统是根据程序来控制小车的，程序存储在什么位置？CPU如何读取运行的？微机系统需要通过控制电机的运转来控制小车的前进方向，它是如何与伺服电机接口来进行控制的？这些问题的解决依赖微机组成原理和接口技术方面的知识，学生自主学习解决这些问题的过程也就是获取本门课程知识和技能的过程。

2.2 学生自主合作解决问题

在指导老师提出问题后，应安排学生分组讨论。④学生的分组应注意成员的合理组合，把不同特点的学生分在一个组，学生能发挥各自的特长，优势互补，圆满解决问题。学生小组的各成员首先分析问题，看看自己具备了哪些解决问题的知识，还缺少什么理论知识，给出解决问题的初稿，然后由小组长根据小组成员讨论的结果，确定解决问题的方案，并制定下一步的学习计划。

例如指导老师提出如何使用微机系统来控制电机运转这个问题后，可以按照三个方向来把学生分成三个小组，进行分组讨论：一个组讨论微机系统如何控制步进电机运转，一个组讨论微机系统如何控制步进电机运转，一个组讨论微机系统如何控制伺服电机运转，分组时充分考虑学生的意愿和特点。学生在分析问题时，首先明确自己在先前的基础课程中学习过电机的基本工作原理，现在要解决问题时还主要缺乏煞矫娴闹识，一方面是不同类型电机的调速原理，一方面是微机系统与电机的控制接口知识。学生在讨论后明确解决问题的思路，然后个组员根据自身的兴趣和特长，通过分头查询相关资料获取新知识以期解决问题。

在小组讨论前，对于一些必要的知识铺垫，指导老师也需要向学生作简要交代，避免学生无从下手。在小组讨论过程中，指导教师及时跟踪小组成员的讨论内容，避免小组成员讨论的方向离开正确解决问题的轨道，同时又要不过度影响学生个性思维的拓展。例如在解决微机接口如何控制伺服电机运转的问题中，指导老师事先告诉学生伺服电机需要微机系统产生脉冲来控制电机运转，然后引导学生自主学习去了解脉冲控制电机旋转的知识和到让微机系统产生所需脉冲的方法。

小组成员之间需合理分工，针对学习的问题寻找支撑的材料，每个小组成员都有解决问题的不同方法和技巧，要想得出共同解决问题的方法，需要在每个成员的意见基础上，进行汇总、归纳、总结，最后形成统一的答案。⑤讨论解决问题后，各小组的组长将问题的最终结果写成书面材料，由每个小组的组长通过多媒体课件的形式，向指导教师和同学们做展示。

2.3 指导老师点评

在每组学生展示解决问题的过程和结果后，指导老师要点评各小组的表现，肯定学生做得正确的地方，对不足的地方提出改进意见，同时引导学生们主动反思解决问题的过程，思索这个过程中曾经缺乏哪个方面的知识，又是如何补充这些知识从而解决问题。

例如学生在解决如何控制普通直流电机运转的问题中，找到使用PWM波来控制电机的供电电压大小以达到控制电机转速的目的，指导老师对这一方法给予了充分肯定，但学生在PWM的具体使用上仅仅通过软件设定微机系统CPU寄存器的相关控制位来控制PWM波的占空比，并没有对PWM波的频率进行控制，导致在实际控制中智能小车的运动行驶不够平顺。经过指导老师的提醒，学生通过自行摸索迅速找到原因，在提高PWM波的工作频率后使得电机电源电源平稳，最终圆满解决问题。

在学生最终解决指导老师提出的各个问题后，指导老师对各小组的总体学习成效表现进行点评，并为每位学生记录平时成绩。

3 结束语

作者在本校自动化2014级的该课程教学中使用PBL教学法，以前习惯了上课听课的学生们普遍反映这门课的学习过程是自己从未经历过的，整个学习过程主要是自己在查阅资料找答案以及和其他同学讨论，老师仅负责方向指导和点评，并没有向自己灌输知识。当自己解决了所有问题后，发现自己在不知不觉中掌握了不少新知识，甚至跃跃欲试想根据老师在课程中创设的情景，运用课程知识自己亲手制作一台智能小车。PBL教学法获得了作者预期的良好效果。

PBL教学法相对于传统教学法注意培养学生的问题意识，重视学生掌握学习方法的掌握，注重提高学生学习的积极性与主动性，使学生形成发现问题、分析问题、解决问题的能力，为他们技术能力和工作素质的培养打下了良好的基础。

武汉市教育局2015年市属高校教学教研重点项目（编号2015030）

注释

① 黄钢，关超然.基于问题的学习（PBL）导论[M].人民卫生出版社，2014.3：42-43.

② 杜波.在单片机课程中开展PBL教学法培养应用能力的研究与实践[J].长春工程学院学报（社会科学版），2016.17（3）：117-120.

③ 刘丽霞.浅谈PBL在程序设计教学中的应用[J].教育现代化，2016.9（27）：165-166.