| 标题 | 新时代高等院校计算机组成原理课程教学探索 |
| 范文 | 池凌鸿 [摘? ? ? ? ? ?要]? 计算机组成原理是计算机专业传统的硬件课程。分析新时代下对计算机组成原理课程提出的新要求，包括社会需求、技术需求以及教学方式需求，探索新时代下计算机组成原理课程的教学新方法，具有一定的实际价值。 [关? ? 键? ?词]? 计算机组成原理;课程思政;教学探索 [中图分类号]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ?[文献标志码]? A? ? ? ? ? ? ? [文章编号]? 2096-0603（2020）22-0060-02 一、引言 计算机组成原理是计算机专业传统的硬件课程，在计算机专业课程体系中具有承上启下的作用，是核心专业基础课之一。通过描述计算机系统以及各个子系统的组成、联系以及工作方式，不仅使学生了解和掌握计算机整机系统技术，而且也是学生下一阶段学习微机原理、操作系统、编译原理等课程的基础[1-2]。 但是目前计算机专业学生往往较注重软件编程能力的培养，对电子电路知识的学习相对较为薄弱。教授抽象与高度理论化并存的本课程时，照本宣科式以习题讲解为重点的教学方式效果往往差强人意。学生不仅上课难以集中注意力，甚至可能因为内容晦涩抽象对课程产生一定的畏惧心理，这是比成绩不理想更严重的后果。因此，探讨计算机组成原理的教学，尤其是在新时代背景下，有相当高的实际价值和意义。 二、新时代下对计算机组成原理课程的要求 （一）中国特色社会主义新时代对课程的要求 2017年10月18日，在中国共产党第十九次全国代表大会上，习近平总书记郑重宣示：“经过长期努力，中国特色社会主义进入了新时代，这是我国发展新的历史方位。[3]”2018年4月12日，教育部在关于印发《新时代高校思想政治理论课教学工作基本要求》的通知中强调：“为继续打好提高思想政治理论课质量和水平的攻坚战，……全面推动习近平新时代中国特色社会主义思想进教材进课堂进学生头脑。[4]” 切实推进习近平新时代中国特色社会主义思想融入计算机组成原理课程思政全过程，关键是要做到将课程思政目标与课程内容有机结合，具体地说，通过对计算机系统及其子系统的组成、联系以及工作原理的介绍，引导学生思考和认识其中的系统论、设计方法学、发展规律以及重中之重的价值评判等问题，培养学生运用唯物主义辩证法分析和解决计算机组成相关问题的能力;通过计算机行业相关实时热点新闻的解读与讨论，帮助学生树立符合社会主义核心价值观的关于计算机组成课程专业知识的世界观、价值观和人生观[5]。 （二）新时代计算机体系的巨大发展对课程的要求 进入21世纪，工艺技术的进步和计算机应用的变化推动了计算机体系结构的迅猛发展，使计算机组成原理的研究内容和研究方法发生了很大变化。因特网和多媒体应用赋予计算机系统新的含义，大大拓广了计算机组成的研究内容。 这种变化与扩充主要表现在两个方面。首先是计算机体系结构方向的转变，研究重点从对独立芯片或者独立计算机的研究，渐渐转变到由传感器、移动终端、数据中心等组成的分布式计算机系统的研究上来，这种转变要求更强调系统、驱动型应用以及超越性能的以人为本的设计目标等特点，以适应新时代智能感知、云计算等方面的需求。其次，随着新技术、新工艺的出现，计算机系统出现了很多新理念、新设备，系统设计的目标、内容与方法都有所改变，使新时代下计算机系统与教科书上传授的传统计算机系统的差异性越来越大。因此，在计算机技术日新月异的新时代，作为信息技术基础的计算机组成原理课程应较之前更紧跟时代步伐，才能将具备时效性的专业知识传授给未来社会建设主力的大学生群体，满足其日后工作发展的需要。 （三）新时代国内计算机技术的飞速发展对课程的要求 随着我国综合国力的不断增强，在世界计算机领域中的角色也逐渐从使用者、跟随者向设计者、竞争者甚至领导者（某些细分领域）转变，这就决定了新时代计算机组成原理课程的教学目标，相较之前若干年的教学目标应有所提高，才能跟上当前国内飞速发展的计算机领域的步伐，才能满足不断扩张的计算机业界的需求。 （四）新时代教学方式对课程的要求 作为计算机专业的考研课程，传统的计算机组成原理课程往往以习题讲解为主，借助对抽象问题的逐步讲解，力求使学生循序渐进地在逻辑上理解和掌握相关的知識。但是，随着技术的发展与普及，以线上线下混合式教学、翻转课堂为代表的教学方式逐渐被学生和教师接受并在全世界传播开来。尤其是计算机相关专业，新知识、新技术、新应用层出不穷，培养学生自主学习的能力和团队协作精神尤为重要[6]。 具体表现在教师与教科书不再是也不应是学生获取相关知识的唯一途径，借助互联网等新时代信息技术与资源，学生可以获得海量的最新的课程与业界内容;自主编辑的多媒体技术已经普遍进入课堂，抽象的、深奥的知识往往可以通过教师的个人劳动，转换成形象生动的讲解动画;以学生为主导的翻转课堂也逐渐取代单向的传授方式成为主要的授课方式，激发学习积极性、培养自主学习能力成为高校教学的主流。因此，探索适应新时代教学方式下计算机组成原理课程的教学具有重大的实际意义。 三、新时代高等院校计算机组成原理教学探索 （一）立足新时代，培养新型人才 习近平总书记在2018年全国教育大会上指出要“着重培养创新型、复合型、应用型人才”。因此，探索新时代下计算机组成原理的教学方式与方法，使之成为培养具备创新、复合、应用属性的新型人才的有力保障，为有中国特色的社会主义建设服务，有非常重要的意义[7]。 创新型人才的培养，需要尊重学生的兴趣、爱好和特长，支持学生个人发展意向，并积极提供相应的教育内容，强调知行合一，使学生在学思结合、“手脑并用”的过程中创造性地解决实际问题，有效锤炼创新素质、心理素质、管理素质、社会素质等，最大限度唤醒人的内在潜能。具体到本课程，应在教学过程中充分发挥学生的主观能动性，设计开放性问题，引导学生创造性地分析和解决计算机组成原理中遇到的问题，进而到设计新型计算机结构的过渡，逐步培养学生在计算机组成领域的创新能力。 复合型人才的培养，关键是不要把计算机组成原理孤立成一门课程，而是要与其他课程联系起来。纵向上，应与数字逻辑和微机原理为代表的硬件课程相关联，在逻辑上梳理清楚计算机专业整个硬件课程体系的相互关系;横向上，与高级语言编程和操作系统为代表的软件课程互相渗透，如在讲存储器时兼顾操作系统课程中内存管理的内容，使学生能融会贯通、举一反三，从更高的角度审视课程间的逻辑联系，从而全方面综合提高自己的知识水平。 应用型人才的培养，着重于培养学生的动手能力。不仅讲授课本上的理论知识，更重要的是使学生了解这些知识的应用点以及掌握应用方法。因此需要对计算机组成原理课程的实验进行改革和创新，使之从验证性、演示型的实验，向创新型、应用型的实验进化。旧的实验系统只是让学生通过连线，简单地将各个模块组合成演示机;新的实验系统应具备让学生开放设计的能力，并与相关企业合作，让学生接触到前沿知识的同时，领会将所学的计算机组成知识应用到实际的过程与方法。 当然，在新时代下，计算机组成原理课程的具体教学过程更应该以社会主义核心价值观为灵魂和主线，以专业技能知识为载体，深入挖掘课程蕴含的思想政治教育资源，将思想政治教育融入本课程教学过程。例如，讲授超级计算机相关课程时，通过介绍国内神威系列机器，激发学生对我国计算机技术发展的信心;又如在小组讨论热点话题时，引入中兴华为事件与芯片自主可控话题，引导学生进行矛盾分析，进而对价值观与人生观进行讨论，等等。通过一系列的思政教学，端正学生的思想，坚定学生的信念，引导学生树立正确的学习方向，激发爱国主义热情，为实现信息产业的底层基础设施“中国造”而努力奋斗。 （二）改进与创新教学方法 传统的计算机组成原理课程教学基本以“课堂讲授理论+实验”的模式进行。在不断有新技术、新思路引入教学过程的新时代下，可对课程进行改进与创新[8]。 首先，充分利用多媒体技术，将抽象不易理解的内容，制作成生动形象的动画或视频进行演示，帮助学生理解课程内容。如在讲解随机存储器相关内容时，为了清晰地演示存储器读写（充放电）的过程，可以将课本中静态的演示图制作成动画，通过动画的方式将数据在随机存储器的存储与读取的过程直观地展示出来，使学生更好地理解整个工作流程。应该注意到，互联网关于计算机结构也有很多优秀的科普或教学视频，在授课过程中也可以有选择地让学生观看与学习相关的视频，或者留待课后学习。 其次，采用线上线下相结合的教学方法。线下是传统的课堂教学模式，学生每次学习时间有限，不利于知识的深入与梳理。因此通过在线上建立完善便捷的计算机原理课程资源，帮助学生扩展学习的时间与空间，达到更好的学习效果。具体实施上，除了将授课课件以及各种教学视频作为共享资源发布在线上平台，还应用了相关的教学平台作为在线交流答疑、在线作业与自测平台，使学生离开了教室与教师，也能跟进教学进度，掌握学习资源。 最后，将翻转课堂应用到实践中。翻转课堂的具体实施包括以下几个步骤：（1）教师按照教学计划，将当前所授的内容发布于在线教学平台。（2）要求学生提前进行在线学习的打卡并反馈自己的学习进度和提出与内容相关的问题。（3）在课堂上，根据学生的反馈和打卡情况展开讨论和交流，鼓励学生上台按照自己的理解讲授本章知识，教师予以点评及打分。翻转课堂的教学模式结合最新的网络教育技术，能够呈现多种教学方式，体现了学生的学习主体地位，使枯燥乏味的计算机组成原理课程学习充满乐趣。 （三）坚持提升教师自身业务水平 新时代的人才培养，对教师自身的业务水平提出了更高的要求。首先，教师应精通计算机组成原理课程的相关知识，才能将其准确无误地传授给学生，并解答学生的疑问;其次，为了培养复合型人才，教师应掌握与计算机组成相关的其他课程知识，从电子电路等硬件课程，到汇编语言、高级语言、操作系统等软件课程，这样才能在教学过程中触类旁通，引导学生从更高的维度来思考计算机结构等问题;再次，教师应有实际的项目经历或工作经历，才能从工程的角度出发来讨论与教授知识，满足新时代对应用型人才培养的需求;最后，教师还应与时俱进，不断充实自己的相关知识库与工具库，跟上计算机科学发展的步伐，才能源源不断地将最新的相关知识带给学生。 四、结语 随着社会主义建设进入新时代，随着新一轮科技革命的发展，新一代人工智能的热潮已经来临，计算机专业人才的市场需求越来越大，对计算机专业教育的要求也随之提高。计算机组成原理作为计算机专业的重要课程，应不断与时俱进，探索符合时代的教学方法与手段，培养满足社会主义新时代需要的合格建设者。 参考文献： [1]何世添，谭德立.课内外协同的《计算机组成原理》课程教学模式探索与实践[J].计算机工程与科学，2019，41（S1）：144-148. [2]郭玉峰，虎晓红，孙昌霞.计算机组成原理与系统结构课程教学改革探讨[J].河南教育（高教），2019（9）：90-92. [3]习近平.决胜全面建成小康社会 夺取新时代中国特色社会主义伟大胜利[N].人民日报，2017-10-18. [4]教育部.新时代高校思想政治理论课教学工作基本要求》[EB/OL].[2018-04-12].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A13/moe_772/201804/t20180424_334099.html. [5]吴强，彭蔓蔓.计算机组成课程思政教学实践与探讨[J].计算机教育，2019（11）：11-15. [6]吴旭.计算机组成原理课程的翻转课堂教学研究[J].福建电脑，2020，36（1）：100-101. [7]赵富伟.应用型高校构建“三位一体”创新创业人才培養平台的理论与实践[J].浙江水利水电学院学报，2020，32（1）：82-86. [8]兰勇，张朝阳，王伟，等.计算机组成原理教学改革探索与实践[J].计算机教育，2019（1）：13-15，20. 编辑 冯永霞 |
| 随便看 |
|
科学优质学术资源、百科知识分享平台，免费提供知识科普、生活经验分享、中外学术论文、各类范文、学术文献、教学资料、学术期刊、会议、报纸、杂志、工具书等各类资源检索、在线阅读和软件app下载服务。