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计算机教学方案范文1
关键词：计算机；教育；问题
一、计算机教育存在的问题
纵观各种计算机教育模式，教师在教学中往往只注重“外塑”，忽略“引发”；注重“圈养”，忽略“放生”；多采取“包办”为主，少进行“自主”教育。因此，虽然在短时期的考试中学生成绩不错，但是却给学生增加了很多的困惑与迷惘。学生往往知其然而不知其所以然，知道表象而不知内涵，知道知识点却不知如何应用知识进行实践操作。这种教育模式虽然能提高学生的考试成绩，但是却不能真正地提高学生的计算机素质，可以说是计算机教育的失败。
1、教育目的的误解。素质教育的口号早已响彻全国，但是以考试作为评判学生学习效果的标准，分数仍然是左右学生和学校教育的重要因素，这就导致，计算机教育不能成为一门独立的基础性学科。在大多数情况下，计算机教育只是其他基础性学科的补充，而且这种补充不是必要的，即要或不要并不影响学生的学习毕业状况和学校的教育好评程度。教育大纲没有出现类似对语文或者英语的要求，规定学校计算机教育必须达到什么效果。为了考试的标准，学校尽可能地减少计算机教学课时以补充基础性学科的学习，同时采取填鸭式的纯理论性的教育方式，让学生被动地在短时间内硬性接受毫无实际意义的计算机知识。
2、计算机教育理论更新缓慢。超强的实用性使得计算机的发展呈现出迅猛姿态，无论是理论知识还是实际应用，其变化可谓一日千里，这本身就是种很高的要求。但是，中学计算机教师资源本来就不多，计算机理论逐渐呈现落后趋势，甚至于直接落后于计算机课程本来的内容需求，需求矛盾突出。同时由于教育相关方面的不重视，教师可以根据自我意识决定教学的内容和教育进度，不能真正地将学生所需要的知识传递给他们；这种任意性也导致教学质量下降，学生在实际需要中已经学会在课堂上重复，所需要的内容又不能在课堂上得到，学习变成毫无意义的程序，使学生丧失了继续学习的热情。
3、基础设施差。计算机教育基本沿用了传统教育模式，采用系统的、循序渐进的方式，并不采用多媒体教学方式。计算机知识体系不同于其他基础学科，信息量庞大。采用传统的方式不能在有限的时间内尽可能地传递应该传递的知识，这种方式很容易使学生失去兴趣。这种方式的另一弊端就是没有操作，这也是缺少计算机资源的后果。缺乏实践操作，教师所授知识不能深入脑海，常常导致在短时间内遗忘，教育效果可想而知，更谈不上达到为生活服务的目的。
二、教学中存在问题的解决方案
1、教学内容应以实用为主，突出表现为更新、更深的特点。
教学内容改革应当适合素质教育的特点。教学内容要以实用为主，自编或选用多种教材，体现“一纲多本”“多纲多本”的原则，做到从实际出发，注重效益，有计划、有重点、分地区、分层次地发展和普及计算机教育。
教学内容也应当随着时代的科技进步不断更新和调整。正如《中国教育改革与发展纲要》中所提出的“要按照现代科学技术、文化发展的新成果和社会主义现代化建设和实际需要，更新教学内容，调整课程结构”那样，教学内容知识面不但要更宽广，而且要更新更深，既有思考的，又有动手的。我校计算机课程注意培养学生计算机意识，普及计算机文化，使学生掌握计算机基础知识和基本操作。初一年级我们主要安排学生学习了计算机发展史、键盘指法强化训练、磁盘操作系统以及UCDOS汉字系统等。考虑到我校高中学生有来自市区的也有从各县区农村学校来的，水平层次不同。高一年级我们在初中课程基础上增加了QBASIC程序设计，让学生学会程序设计的一般方法，培养学生解决一些实际问题的能力。
2、改进教学手段，组合优化教育教学过程。
改革教学手段是实施素质教育的重要条件。计算机教学手段改革应自觉地走在各学科前列，为学校教育创设现代化的教学环境，加强传统媒体（如幻灯、投影、录音、广播、电视、录像等）与现代媒体（如计算机技术、卫星技术等）的组合优化教学，注重以计算机技术为核心的现代教育技术在课堂教学中的应用与研究，探讨和建立新型的现代化教育教学模式，以提高教学质量和教学效率，促进学生能力素质的全面发展为标准，大力推进计算机实施素质教育的进程。
3、加强学科德育目标渗透，注重学生实践。
计算机教学方案范文2
关键词：新时期；计算机；基础教学；改革方案
21世纪是科学技术迅速发展、电脑逐渐普及的信息时代，新的科学技术正在对计算机技术进行着冲击，如生物技术、信息技术新材料技术等科技群都需要得到计算机的辅助和配合。计算机及其应用技术的发展也对技工学校学生的计算机应用能力提出了更高的标准和要求。
一、计算机基础课程教学内容的改革
计算机基础理论是学生必须掌握的基本知识之一，作为技工院校的学生，一定要通过不断的学习，对于计算机的基本工作原理、组成知识、网络知识、多媒体基础知识以及计算机病毒等深入地了解和掌握。在操作方面，也就是实践部分，是学生必须对其进行掌握的基本技能。这些技能恰恰是学生学习其他技能的基础，如基本的Windows XP系统使用方法、Word文字处理技术、Excel表格处理技术、中英文录入技术、图像处理技术以及互联网技术等，这些内容都应该是技工院校学生应该掌握的基本技术。
二、计算机基础教学改革的措施
1.按专业进行分层教学
根据不同专业对于学生计算机运用能力的不同要求，教师在进行不同教学内容的讲授时，要加以严格的区分。也就是说，对于不同专业的学生应该对其区别对待，进行有区别的专项教学，根据每个专业的要求和特点来对相应的计算机课程进行安排。这种区别于专业的教学方式，并不是一味地对特性加以强调从而忽略共性，各专业在第一学期仍然需要对基础知识以及基础操作的学习，其中包括办公软件、网络应用以及操作系统等；第二学期的教学可以根据实际情况进行安排，分别是计算机控制、计算机辅助设计以及多媒体课件制作等教学内容模块，对学生的自主选择权要充分给予，学生也可根据自己专业的要求和特点以及自己的兴趣和爱好，从里面选择模块来进行学习。
2.促进理论课与实验课的有机结合
在现代社会信息化程度日益发展的时代背景下，各行业的发展都离不开计算机技术的支持和保障，否则将只有面临发展滞后，甚至被时代所淘汰的命运。随着现代教育理念的不断创新以及整个社会对人才素质要求的不断提高，计算机基础教学在国内各层次教育中的地位和作用愈来愈突出。作为培养人才的教师，必须具备过硬的操作能力才能更好地胜任教学工作。计算机教师应坚持以过硬的理论知识作为基础，将实践作为手段，应用作为目的。另外，在计算机基础教学中，教学对于实验课和理论课之间内在联系的研究也是必不可少的，并且同步强化学生的理论知识掌握和实践应用能力。为了有效地解决理论和实践脱节的现象，教师对于一周两个实验课时以及一周两个理论课时这种理论与实验分家的古老教学模式必须进行改革。
3.强化多媒体技术与计算机基础教学的结合
多媒体技术是通过计算机来实现和应用的，也就是说多媒体技术应用的基础是计算机的支持，而计算机基础教学活动也是围绕计算机理论知识和操作技巧来展开和进行的。因此，在计算机基础教学活动中，教师一定要注意强化多媒体技术与计算机基础教学的结合。在课堂教学活动中，教师可以联系教学内容适当地穿插和添加一些多媒体技术的理论和应用知识，使学生在学习课程内容的同时，也间接地掌握和熟悉部分多媒体技术的相关知识，这样不但可以强化学生的知识储备，也客观促进了教学活动的深化进行。在现代教学活动中，相关学科知识的灌输与讲解是对于教师的基本工作要求之一，也是素质教育重点强调的教学理念与方针。
4.提升计算机教师的业务素质
在我国现阶段的计算机基础教学工作中，教学效果是否能够达到理想的目标，其关键在于教师。在计算机基础教学中，为了有效提升教学效率和质量，适时强化教师的业务素质是十分必要的，因此，在教学活动中逐步培养教师能操作、懂设计、会维修等基础计算机教学能力已刻不容缓。另外，随着计算机基础教学的重要性日渐凸显，革除传统教育的弊端、探索适合素质教育的创新教学模式已成为时展的必然趋势。广大计算机教师只有跟上时代的步伐，提高自身计算机技术的应用水平，才能更好地完成教学任务。
三、结束语
本文针对目前计算机及其应用技术的发展对技工学校学生的计算机应用能力提出了越来越高的标准和要求这一问题，对计算机基础课程的教学内容加以分析与阐述，同时提出了计算机基础教学改革的几项措施。
参考文献：
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计算机教学方案范文3
新课改背景下计算机应用技术专业教学创新新改革的必要性主要包括以下三点。第一，当前计算机应用技术专业教学存在教学计划单一且教学缺乏灵活性和创新性的问题，在一定程度上制约和影响计算机应用技术专业教学质量的提升。在教学过程中，主要采用灌输式的教学方式，未有效根据学生的实际需求和特点进行针对性的教学以及多元化教学方式的应用，由于不同学生的计算机应用技术水平各不相同，采用传统灌输适合单一的教学方式，未有效做到因材施教，进而难以更好的满足不同计算机应用技术专业学生的实际学习需要，不利于促进学生综合能力和综合素质的全面提升。第二，现阶段的计算机应用技术专业教学内容相对滞后，迫切需要对教学内容进行创新和改革，在现代化信息技术的不断发展过程中，计算机应用技术行业发展迅速，对于人才的需求也越来越高，如果依然根据以往的计算机应用技术相关理论知识进行教学，会使计算机应用技术专业教学难以顺应时展的趋势，使计算机应用技术专业相关知识过于落后，对培养创新型和技能型的专业人才产生不利影响，也会降低学生学习计算机应用技术的积极性和主动性，造成学生在未来发展和就业中很难适应用人单位对于专业的要求。第三，在计算机应用技术专业教学过程中，教师不仅要具有丰富的计算机基础知识，还要具有熟练的实践技能和实践经验，才能更好的向学生传授相应知识，但很多教师在教学过程中过于注重学生理论知识的教学，忽略对学生计算机应用技术专业的实践教学，同时，缺乏与学生之间的互动与交流，使很多学生被动的在课堂中接受理论知识，对学习缺乏兴趣和主动性，从造成学生理论知识联系实践的能力薄弱，在解决相应的实际问题时出现束手无策的现象和问题。因此，为更好地满足学生学习需求，加强计算机应用技术专业教学创新型改革的需要。
二、当前计算机应用技术专业教学中存在的主要问题
（一）课程建设不明确
在当前计算机应用技术专业教学中，其主要问题之一是课程建设不明确，很多学校在课程建设方面过于注重学生计算机应用技术理论教学，未根据计算机应用技术专业的本质和特点建设更多的实践操作课程，缺乏对学生实践操作能力和意识的培养，普遍存在学生理论知识较为丰富，而实践能力薄弱的问题。此外，很多学校在课程建设方面，未有效根据市场的需求情况和学生学习的实际情况进行课程建设，进一步造成其课程建设难以更好的跟随计算机应用技术专业市场需要，影响和制约学生综合能力和计算机应用技术专业能力的培养质量。
（二）缺乏教学设备
计算机应用技术专业是实践操作较强的专业，并且需要一定的教学设备来进行教学，才能从多方面来锻炼学生的学习能力，目前，计算机应用技术专业教学中很多教学设备相对匮乏，存在教学设备不足和教学设备落后的问题，比如，与时俱进的实训室、实训基和实训软件等，未积极对外引进先进的教学设备，使学生的计算机应用技术教学难以更好的满足每位学生的学习需求，在这种情况下，不仅会对计算机应用技术专业的教学带来不便，也会在一定程度上影响学生的学习效果和教学质量，使计算机应用技术专业教学难以达到所预期的教学目标和效率。
（三）教学内容单一
在计算机应用技术行业快速发展过程中，出现很多新的知识，并且很多旧的计算机应用技术相关知识逐渐被替代，所以，在新课程改革背景下，积极创新计算机应用技术专业教学内容是有必要的，可以更好的使其教学内容与时俱进。当前计算机应用技术专业教学当中，依然存在教学内容更新速度较慢，未有效跟随行业更新速度的问题，缺乏对计算机应用技术教学内容的改革和创新，依然以以往落后的教学内容向学生传授所学习知识，从而使很多学生的思维停留在旧知识的基础上，不利于对学生思维创新能力和综合能力的培养，最终造成很多学生所学习的计算机应用技术理论知识和相关专业技能难以更好的使用到未来工作中，对促进学生全面发展起到制约作用。
（四）缺少实践教学
计算机应用技术专业教学的主要目的和目标是培养出更多信息技术知识能力、常用软件操作能力等较强的专业性人才，当前计算机应用技术专业教学过程中，缺少相应的实践教学，缺乏对学生综合实践能力的培养，并且在实践教学过程中，未根据学生学习能力和特点制定培养学生实践能力的培养目标，缺少将现代化的教学方式以及多元化的教学方式应用到实践教学当中，比如案例教学法、项目教学法等。在对学生进行实践能力评价方面过于单一，采用统一的标准对学生的综合能力进行评价，不仅在一定程度上影响学生个人综合实践能力的提升，也会阻碍学生的个性化发展和创新性能力的提高。
三、新课改背景下计算机应用技术专业教学创新型改革策略
（一）完善课程建设
在新课程改革背景下，计算机应用技术专业教学的创新性改革，要积极完善课程建设，及时对当前市场所需的计算机应用技术专业人才的要求进行重新，确保在完善计算机应用技术专业相关课程时要做到与时俱进，满足每个学生的学习特点和个性特点，真正做到因材施教，从而为提高计算机应用技术专业教学质量奠定良好基础。例如，在完善课程建设过程中，可以针对擅长记各类代码的计算机应用技术专业学生开设相关课程，再比如，可以针对善于解决计算机软件问题的学生开设有关课程，从而进一步培养每个学生的专业能力和技能，提高计算机应用技术专业课程建设的有效性和合理性，促进整体学生的全面发展和综合能力水平的提高。
（二）引进教学设备
改革计算机应用技术专业教学，不仅要积极完善课程建设，还要有效引进先进的教学设备，为培养学生计算机应用技术的基本实践技能奠定基础。计算机应用技术专业教学在引进教学设备的前提下，还要积极完善和创新教学设施，令其教学设施更好的与时俱进和满足学生学习需求，比如，实训软件、实训室、多媒体教室等，合理利用这些教学设备和软件进行教学，在提高和增强学生理论知识的同时，加强对学生综合能力和综合技能的培养，激发学生对计算机应用技术相关知识的学习兴趣和积极性，进而提高学生理论知识联系实践的能力，从而使计算机应用技术专业教学为社会提供更多的创新型人才。
（三）创新教学内容
在对计算机应用技术专业教学进行创新过程中，还要充分落实和贯彻新课程改革的相关要求，与时俱进的创新计算机应用技术的教学内容，及时对以往的旧知识进行革新，取其精华、去之糟粕，为学生提供更多创新型的教学内容和新知识，同时，在创新教学内容过程中，可以将社会最新的计算机应用技术与知识融入到教学当中，还要根据课程教学内容编写课程总体实施方案，将实践教学内容进行分层体系化，对学生进行个性化的教学。教学内容可以根据学生的学习需求和认知规律进行分层次的设计，比如，基础层是理论验证型教学内容，重点内容为专业基础知识的学习，以及更高层次的岗位基本技能训练内容，通过分层次的教学内容来培养学生综合应用能力和创新能力。
（四）革新教学方式
为更好地满足不同学生的学习需求，调动学生计算机应用技术知识的学习兴趣，需要有效利用现代化信息技术，将计算机应用技术专业教学所有环节进行数字化，吸引学生学习注意力，进一步促进教学质量和效率的提高。例如，教师在教学过程中，可以采用录屏软件录制的方式对计算机应用技术的操作性实施步骤进行录制，并在课堂通过多媒体的教学方式呈现给学生，也可以通过蓝墨云班课平台将相关内容分享给学生，并为学生设计相应的问题，令学生通过手机进行答题。教师也可以通过蓝墨云班课平台发起小组讨论，从而营造良好的学习氛围，使学生积极踊跃的参与到计算机应用技术知识学习中。在教学过程中，为加深学生对知识的理解，可以引导学生利用该平台反复学习，对计算机应用技术专业的相关理论知识和关键操作步骤进行巩固和复习，增强学生的记忆，提高学习效率。
计算机教学方案范文4
知识目标
使学生掌握反应物中有一种过量的计算；
使学生掌握多步反应的计算。
能力目标
通过化学计算，训练学生的解题技能，培养学生的思维能力和分析问题的能力。
情感目标
通过化学方程式的计算，教育学生科学生产、避免造成不必要的原料浪费。
教学建议
教材分析
根据化学方程式的计算，是化学计算中的一类重要计算。在初中介绍了有关化学方程式的最基本的计算，在高一介绍了物质的量应用于化学方程式的计算。本节据大纲要求又介绍了反应物中有一种过量的计算和多步反应的计算。到此，除有关燃烧热的计算外，在高中阶段根据化学方程式的计算已基本介绍完。
把化学计算单独编成一节，在以前学过的关化学方程式基本计算的基础上，将计算相对集中编排，并进一步讨论有关问题，这有利于学生对有关化学方程式的计算有一个整体性和综合性的认识，也有利于复习过去已学过的知识，提高学生的解题能力。
教材在编写上，注意培养学生分析问题和解决问题的能力，训练学生的科学方法。此外，还注意联系生产实际和联系学过的化学计算知识。如在选择例题时，尽量选择生产中的实际反应事例，说明化学计算在实际生产中的作用，使学生能认识到学习化学计算的重要性。在例题的分析中，给出了思维过程，帮助学生分析问题。有些例题，从题目中已知量的给出到解题过程，都以物质的量的有关计算为基础，来介绍新的化学计算知识，使学生在学习新的计算方法的同时，复习学过的知识。
本节作为有关化学反应方程式计算的一个集中讨论，重点是反应物中有一种过量的计算和多步反应的计算。难点是多步反应计算中反应物与最终产物间量关系式的确定。
教法建议
有关化学方程式的计算是初中、高一计算部分的延续。因此本节的教学应在复习原有知识的基础上，根据本节两种计算的特点，帮助学生找规律，得出方法，使学生形成清晰的解题思路，规范解题步骤，以培养学生分析问题和解决问题的能力。
一、有一种反应物过量的计算
建议将[例题1]采用如下授课方式：
（1）将学生分成两大组，一组用求生成水的质量，另一组用求生成水的质量。各组分别汇报结果（学生对两组的不同结果产生争议）
（2）教师让各组分别根据水的质量计算水中氢元素和氧元素的质量。并组织学生根据质量守恒定律讨论两种计算结果是否合理。由此得出过量，不应以过量的的量进行计算。
通过学生的实践，感受到利用此方法先试验再验算很麻烦。从而引出如何选择反应物的简化计算过程。并让学生注意解题步骤。
对于[例题2]建议师生共同完成，巩固所学的计算步骤和方法。在此之后教师可补充针对性习题，由学生独立完成，强化解题技能。
二、多步反应的计算
为培养学生的自学能力，建议让学生阅读[例题3]，得出此种题型的一般解题步骤。然后，根据此步骤师生共同分析完成[例3]。
[例题4]建议在教师的引导下，由小组讨论分析并完成解题过程。然后根据学生状况可适当补充针对性习题进行思维能力的训练。
计算机教学方案范文5
关键词：实践教学；顶岗实习；云计算技术；校企合作；教学平台
中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1673-291X（2012）34-0280-02
一、高职院校校企合作现状
纵观世界职业教育发达的国家，无不对实践教学十分重视。如澳大利亚职业教育体系以行业为主导，并以立法形式加强行业企业参与实践教学；德国的双元培训制中职业教育的经费主要由培训企业、政府和公民共同承担，且企业承担着学生实践教学的大部分经费和责任；日本的产学合作中，企业的实践教学是在企业与雇佣员工签订合同的框架内实施的。而中国校企业合作之路能走多远尚不明确。在中国，企业虽然以盈利为目的，但也是政府主导之下。而大学多是政府主管，在政府推动之下应该合作起来并非难事，然而事实却并非如此。
二、校企合作存在的问题
目前高职院校校企合作主要存在三大问题。一是合作项目单一化，目前高职院校校企业合作项目多数是企业给予院校某一项目支持、实习基地提供学生实习、员工培训的合作。这离真正意义上校企合作目标——建立一个可持续发展的良性循环机制，实现教育资源人优化组合，将高职教育资源的势能转化为推动经济增长的动力，实现办学的整体效益相去还很远。二是合作项目难管理，以学生下企业开展实训课程为例，这势必影响企业正常生产与服务，给企业经营上带来麻烦。加之学生离开校园进入企业，其人身安全问题、食宿问题、往返交通问题都是校企之间必须面对，且又不愿承担的风险问题。三是政府缺乏有力的财政和政策支持，企业行为短期，学校偏重利益，没有形成长远的人才培养目标和校企合作机制。
三、创新实践教学手段，寻求校企业合作新模式
以天津海运职业学院开设的专业为例，多数校企合作项目多为院方单方面有热情，企业参与度不高。故此，为破解这一难题，我们经过多方调研，最终制定出以学生职业综合素质培养、职业技能训练、职业资格认证为主要实践教学目标，采用虚拟仿真教学、企业参与下的“云课程”、顶岗实习等实践教学手段进行实践教学方案设计，充分调动企业参与学生实践教学的积极性。
一个平台：就是以云计算技术为教学平台，下文简称为云平台。此平台至始至终为三类课程服务，并且此平台上还包括教学管理的规章制度、教学质量监控体系、教学评价体系、学生校外顶岗实习管理等。平台建设最大特色是引入企业参与。企业可以在平台上进行企业业务知识专训，考核标准，评价机制，员工招聘等。真正通过云计算技术，把企业对员工素质要求时时告知同学，让其未出校门便知企业事。 “时时能学、处处可学、样样有学”的终身教育理想在此平台上已成为可能。
三类课程：就是云课程、云实训、云实践三类课程。云课程是采用云计算技术与WEB2.0的全新数字化教学课程。建设一个开放、交互、多元化，并实现教务流程的自动化的课程平台。传统实训课程都是在实训基地，进行生产或者服务性实训培训。但是物流专业的实训有其特殊性。以国际货运实训课程为例，其实训内容多为信息化单据的流转与缮制，若能结合云计算技术与WEB2.0，建设成为一个虚拟实训平台，完全再现国际货运企业办公环境，按其工作流程与业务开展实训，相信学生毕业后是可以做到与工作岗位要求零对接的。云实践课程主要是指顶岗实习实践教学课程，这类课程主要以学生深入企业学习加在校指导通过云平台跟踪辅导、在线管理、问题反馈、教务管理、实践测评形式开展。因为云平台的开放性、交互性、多元性，改变传统实践教学中顶岗实习学生难管理现象，大大节约人力、财力资源。
三个系统：就是按照“知识、素质和能力”三个系统优化课程结构，围绕专业培养目标，以学生综合就业能力进行实践教学体系的设计。这是构建实践教学方案的指导原则。
三种技能：就是基本技能、专业技能及职业综合技能三种技能。这是实践教学方案的核心内容。其中，强化职业综合技能、大力推行学生“双证书”制度，有利于培养优秀高端技能型专门人才，增强毕业生的综合就业竞争力。
四、结语
利用云计算技术，把“云学习”从一种理念变为一种现实，这是现代信息化技术所赋予这个时代独特的教育特点。云计算技术地应用化解了校企业合作空间与时间的距离，通过云平台对教学资源统一调配，以服务的形式提供给学生及企业员工，提供了一种全新学习模式。在这种全新的学习模式下探讨高职实践教学方案，对提升高职实践教学水平，促进校企业合作，增加学生就业综合实力都非常有益。本文提出的实践教学方案主要是利用云计算技术架构的去平台来深度融化校企业合作，以期激发企业参与高职院校实践教学，让其以最少的投入，能有较大经济效益产生，最终建立一个可持续发展的良性循环机制。
参考文献：
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计算机教学方案范文6
关键词：计算机专业；实验教学；递进式综合实验
0.引言
计算机专业是一门技术性、实践性、应用性很强的学科。在注重理论的同时，也不能忽视实验教学。系统、科学的实验安排不仅能帮助学生加深对基础理论的认知，还能够让他们将学到的专业理论知识转化为实际应用能力，以达到理论和实践相结合的目的。高等院校在教学安排中越来越重视实验教学环节，加强实验教学力度，但实际效果不甚理想，还存在一些问题。例如：验证类实验所占比例大、难度小，学生只需根据实验指导书即可完成，无需了解原理，实验效果不佳；设计类实验任务不明确、指导力度不够，学生不知从何手下，难以深入完成；实验内容较为分散，不同课程之间缺少联系，都是以基于单个技术点、技术与技术之间相互割裂的实验为主，不利于学生理解实验的重要性和树立完整的计算机系统概念。
针对以上实验教学现状和问题，本文提出面向计算机专业的递进式综合实验教学方案，旨在帮助计算机专业学生设计和完成与每门专业课程相互联系的实验课程，巩固计算机专业基础知识的同时，熟悉理论知识的具体应用，提高解决工程问题的能力。
1.递进式综合实验设计的基本思路
该综合实验教学方案从设计数字逻辑器件出发，到实现基本的处理器，然后围绕设计的处理器编写或修改汇编器、高级语言编译器和简单的操作系统。实验伴随整个本科教学阶段，具体细化到每门专业课程，覆盖课程有数字逻辑、计算机组成原理、微机原理与接口技术、汇编程序设计、编译原理和操作系统。该综合实验方案的设计遵从以下两个原则：一是前后课程实验相互衔接，前导课程的实验结果要为后续课程实验所用。例如数字逻辑实验中设计的基本逻辑器件如寄存器、加法器、移位器、计数器等要被计算机组成原理实验用来构建完整的处理器，为后续课程计算机组成原理服务。二是以设计类实验为主，鼓励创新。设计类实验相比于验证类实验较难，但如果指导到位，学生更愿意投入时间去设计完成属于自己的实验成果。在完成设计类实验的同时，鼓励学生创新，将自己的想法融入到实验中。
2.递进式综合实验方案
2.1数字逻辑器件设计
数字逻辑电路是一门实践性较强的技术基础课，与其相伴随的实验内容为数字逻辑器件设计，包括组合逻辑器件设计和时序逻辑器件设计。基本的组合逻辑器件有编码器、译码器、数据选择器、加法器和数值比较器等；而要设计完成的时序逻辑部件有寄存器、移位器和计数器等。数字逻辑器件的设计通过两种方式完成：首先是在熟悉一种硬件辅助设计工具的基础上（如Xilinx公司的ISE），以电路图的方式作为输入，完成设计工作；然后在掌握一门硬件描述语言（如Verilog HDL）的前提下，采用硬件描述语言以可综合的方式描述器件，完成设计和验证工作，为后续实验打下基础。
作为递进式综合实验方案的硬件入门实验，数字逻辑器件设计实验归纳起来要完成以下实验任务：熟练使用硬件辅助设计工具，掌握一门硬件描述语言，完成各种组合逻辑和时序逻辑器件的设计及验证工作。
2.2汇编语言程序设计
汇编语言是一种面向具体体系架构的标记语言。鉴于MIPS32指令标准开源非常规整，在具体的教学安排中，围绕MIPS32体系架构讲解指令分类和格式、寻址方式以及汇编语言程序设计方法。具体实验围绕拟定的MIPS32指令子集，以MIPS模拟器为平台进行。实验内容为满足不同要求的汇编语言程序设计。例如，通过设计计算复杂数学表达式的程序帮助学生熟悉算术和逻辑运算指令；通过设计字符串比较程序来帮助学生熟悉条件转移指令和循环程序设计方法；运用子程序实现排序和检索程序，可帮助学生掌握模块化的程序设计思想。
作为递进式综合实验方案的软件入门实验，汇编语言程序设计需要完成的目标包括：熟悉MIPS32体系架构及相关模拟器的使用；运用所学的MIPS指令和汇编程序设计方法，编写汇编程序，并在模拟器中验证程序的正确性。该实验在帮助学生掌握基本程序设计方法的同时，让他们熟悉MIPS32体系架构，为后期实验的处理器设计及验证奠定基础。
2.3处理器部件设计及整合
伴随计算机组成原理课程的实验为MIPS32处理器部件设计及整合。该实验以汇编语言程序设计课程中熟悉的MIPS32体系架构为基础，围绕MIPS I指令集的特定子集，在数字逻辑实验所设计的逻辑器件基础上，采用硬件描述语言对处理器部件进行设计。需要完成的处理器为5级MIPS流水线处理器，让学生在理解设计思路的前提下，分别完成每级流水线及相关部件的设计，最后将5级流水线整合成一个完整的处理器，并在仿真软件中完成指令验证工作。
作为处理器设计实验，该实验需要完成的任务归纳起来有两点：一是完成各种处理器部件的设计；二是掌握处理器设计方法，将处理器部件和基本的数字逻辑器件整合成一个完整的处理器。鉴于实验内容较多，具体实验时可以将学生划分为若干个小组，每组成员协同完成实验。
2.4接口部件设计及系统集成
标准的计算机系统包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。处理器由运算器和控制器构成。为了方便处理器与用户的交互，构建一个完整的硬件层面上的计算机系统，还需要设计间接或直接辅助输入输出数据的接口电路，包括总线模块、中断系统、定时器、串口、LCD和PS/2接口电路。总线模块设计只进行地址译码得到片选信号和片内地址选择信号；中断控制系统设计可以只考虑较少数量的中断源、较简单的中断优先级；PS/2接口电路用于连接PS/2鼠标键盘；而LCD接口电路用于连接标准LCD显示屏。在完成基本的接口部件设计后，将其与处理器整合到一块，构建一个完整的计算机硬件系统，然后采用具体的硬件辅助设计软件，将系统实现到具体的FPGA开发板上。
作为计算机硬件系统设计的最后实验，该实验需要完成的任务包括总线模块设计、中断系统设计以及基本的外设接口电路设计，最后整合成计算机硬件系统，并运用相关平台将其实现到具体的FGPA开发板上。
2.5编译器构建
编译原理课程理论性非常强。为了让编译原理更具体，围绕一个中心任务即设计面向前期实验的计算机硬件系统特定范围的C语言编译器，将大任务细化到编译器设计的每个过程：词法分析、语法分析、中间代码生成、目标代码生成、代码优化和符号表管理等。词法分析阶段设计特定范围C语言的词法分析器；语法分析阶段根据前阶段输出完成语法解析器；设计中间代码生成器生成源程序对应的中间语言代码；目标代码生成阶段按照目标机器的指令格式和寄存器定义，完成中间代码到目标代码的替换；符号表作为存放源程序中定义的所有符号信息的数据结构，需要良好的设计；代码优化部分负责对目标代码进行优化，提升代码效率。编译原理课程的设计难度较大，建议学生分组实施。
编译器构建的另一个方案是修改GCC面向MIPS体系结构部分的源码，使编译生成的指令落在已实现指令的范围内。这种实验方案不适用于编译原理课程，但对于提高学生的编程能力大有帮助，可以考虑让有兴趣的学生参与其中。
2.6操作系统实验设计
操作系统作为计算机专业的核心课程，包罗了各种计算机领域的奇思妙想。如果能通过实验将这些精彩想法具体化，将对学生理解操作系统精髓大有帮助。该部分实验是以前期实现的计算机硬件系统为平台，运用MIPS32汇编指令和可被编译的c语言，结合操作系统原理，设计一个简单的操作系统。该部分实验需要完成的基本目标为设计一个单道的字符界面操作系统，支持BIOS引导加载系统代码、封装数条系统调用以及实现简单文件系统，并且能够安装在学生设计的处理器上运行。
3.递进式综合实验实现平台
硬件实验基于仿真软件、FPGA设计软件和FPGA开发板实现。数字逻辑器件、处理器和接口部件先在仿真软件中完成逻辑验证，然后运用FPGA设计软件将其综合实现到FPGA芯片。结合FPGA开发板提供的设备，如点触开关、拨码开关、LCD显示屏、七段数码管和PS2接口等，学生完成最终的验证实验。本综合实验采用Xilinx公司的Virtex-5 XUPV5-LX1 10T开发板。板上的Virtex-5 XCV5-LX110T型号FPGA能提供丰富的编程资源满足实验要求。
基于仿真软件和硬件开发板，处理器的设计分6步走：第1步实现算术逻辑运算单元的设计及验证；第2步完成数据通路设计、指令扩展及验证；第3步为流水线相关性处理；第4步是中断功能实现；第5步是接口逻辑设计；第6步是系统仿真、综合、实现及测试。
软件实验基于硬件实验实现的处理器、面向MIPS指令集的编译器以及处理器模拟器来完成。处理器模拟器包含汇编功能，汇编器模拟器和编译器设计也属于软件实验的一部分。学生编写应用程序，运用已有的工具链完成程序验证，并将其装载到指令存储器中，完成在板验证。
汇编器运用C#语言，采用3次遍历对MIPS汇编程序进行解释。第1遍对源程序进行系统调用代码链接、格式规整；第2遍确定标签和指令地址；第3遍作逐条指令解释。模拟器是为展示MIPS五段流水线执行过程，主要分为指令分析模块、流水线控制及执行模块、寄存器模块、存储器模块和界面显示控制模块。流水线模拟器采用C#构建，也可实现为web版，免去安装，方便学生网上使用。交叉编译器面向C语言语法子集，能将简单C程序编译成MIPS处理器能识别的机器码。编译器运用词法分析器生成工具Lex和语法分析器生成工具Yacc构建。有了这一系列工具，学生能用支持的C语言子集编写C程序，并让其运行在MIPS处理器上；结合操作系统课程学到的知识，还可以编写基于字符界面的单任务操作系统。
