淺談《計算機系統結構》課程教學改革探討

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[論文關鍵詞]系統結構 課程 教學改革

淺談《計算機系統結構》課程教學改革探討

[論文摘要]本文針對《計算機系統結構》課程的特點,討論在教學過程中採用“引導”的方式進行教學,樹立明確的學習目標,多種教學方式相結合,注重能力培養,努力提高教學質量。 
  
  一、引言
  《計算機系統結構》是計算機學科體系的一門重要課程,它是以演算法為核心,為描述,硬體和軟體作為實現工具的互為聯絡又互為制約的結構技術。課程以計算機系統結構中硬中有軟、軟中有硬、相互轉換、彼此滲透的觀點,從原理、結構和實現技術等方面系統地對現代計算機的並行處理進行深入的分析和探討,使學生建立起“整機”概念,培養其具有一定體系結構技術的應用能力。“計算機系統結構”涉及到多門其他專業課如《資料結構》、《計算機組成原理》、《作業系統》的知識,是一門綜合性很強的課程,非常典型地體現出計算機學科互相融合的特點。通過該課程的學習能夠提高學生系統思維和綜合分析的能力,努力提高這門課程的教學質量有著重要的意義。
  由於“系統結構”內容抽象,不易理解,且目前各高校在該課程的教學中實踐環節的設計都比較薄弱,有的院校甚至沒有安排實驗,因此難以激發學生的學習興趣,教學難度比較大。因此,需要在目前的教學條件下,綜合應用多種教學方式和手段,引導學生積極思考和自主學習。
  
  二、課程教學改革
  
  (一)課程教學改革的基本思路
  教學過程中教師不單要教會學生課程的知識,更重要的是教會學生如何思考,如何進行創造性思維。具備了創造性思維能力,學生不僅可以學會教師傳授的知識,而且能夠觸類旁通,舉一返三,在自身的思維實踐中獲取更多的知識。教師為學生服務,以培養學生的能力為目標。在師生角色上,教師是主導,學生是主體,主要採用“引導”的方式進行教學,把學習的主動權交給學生。
  (二)課程教學內容的安排
  以教學大綱為根據安排本課程內容,著眼於有關計算機系統結構的基本概念、基本原理、基本結構和基本分析方法,同時適當介紹近幾年來系統結構的重要進展和今後的'發展方向。課程選擇西安科技大學出版社出版的《計算機系統結構》(第四版,李學幹編著)作為教材,該書曾獲得國家級優秀教材一等獎和優秀教學成果二等獎,內容豐富,配有學習和大量習題。
  本課程的主要內容包括:計算機系統結構的基礎理論、資料表示與指令系統、輸入輸出系統、儲存體系、重疊與流水和並行處理機等。以前面五個部分為重點教學內容,講解時注意與先修課《計算機組成原理與數字》的銜接,特別要體現出“系統結構”側重於設計方法和設計思想的描述這個不同點。
  (三)課程教學手段的運用
  (1)樹立明確的學習目標
  在課程正式開始之前先對“系統結構”的主要內容、學習重點和基本學習方法作一個總體性介紹,使學生對該課程有一個大致的認識;在課程的每一章開始講解之前,首先也要明確指出這一章的學習目標,讓學生把這個目標貫穿在學習過程中。例如,第一章系統結構的基礎理論就是要抓住系統結構的基本概念、系統結構、組成與實現的關係以及軟硬取捨的基本原則、計算機系統的設計思路;第四章儲存體系的學習目標就是要理解虛擬儲存器和高速緩衝儲存器的方式與原理。如此,學生學習的目的更加明確,更容易抓住學習的重點。
  (2)多種教學方式相結合
  課堂教學宜採用多媒體教學與傳統板書教學相結合的方式。多媒體教學無疑是目前高等院校普遍採用的優秀教學手段,以其形象的圖文與特效演示對於加深學生理解知識點很有幫助;而傳統板書教學也有其適用的場合,比如在介紹指令系統操作碼的哈弗曼編碼、發生中斷時程式的執行過程以及流水線時-空圖畫法時就應該採用板書來演示,這樣不僅能與學生有良好的互動,還能夠更清晰地講解知識要點。
  另外,課外時間可以充分利用網路來強化教學效果,比如,利用論壇釋出教學課件、提供閱讀資料,利用電子郵件進行答疑輔導,這些對拓展學生的知識面、提高教學效率很有好處。