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计算机组成原理教学范文1
在讲授计算机组成原理这门课程开始之前，要向学生明白本课程的目的，并教会学生学习这门课程的方法与技巧。同时要让学生了解计算机系统的层次化结构概念、掌握计算机硬件系统各个组成部分的工作原理、组成方法及相互连接。要教会学生思考问题的方法，正所谓授人以鱼不如授人以渔。同时要求学生具备四个方面的基本知识，即：高级语言程序设计、汇编语言程序设计、布尔代数、数字逻辑电路设计。
2模块化教学
根据计算机的硬件组成，可将这门课程划分为五个模块，即：输入系统、输出系统、存储器、运算器、控制器，其中还涉及到连接这五个模块的总线，即系统总线。在课堂教学中，让学生领悟到这五个模块之间是怎么样协调工作的，计算机之所以能够解题，主要是各个模块发挥其功能。在运算器这一模块，重点让学生掌握数据的表示和运算、运算部件的结构；在控制器这一模块要让学生了解指令系统的设计、指令的执行，并让其掌握控制器的组成[5-6]。在存储器，要重点讲解层次化存储器结构、内存（RAM和ROM）、高速缓存（Cache）以及辅存（磁盘、磁带、光盘）；在输入/输出这两个模块要让学生掌握I/O接口、I/O设备，并让学生懂得I/O设备怎么通过I/O接口与主机进行互联和交换数据的。
3理论与实验相结合
计算机组成原理的一个主要知识点要让学生掌握怎么样用指令来驱动计算机。计算机组成原理由于这门课堂的性质，其记忆性的内容较多，避免让学生感到枯燥难学，要结合实验，学习所需的软硬件知识，做到寓教于乐。如在讲到存储器这这一模块时，要进行相应的实验课，可以让学生做静态随机存储器的实验。因为存储器是计算机各种信息存储与交换的中心。在程序执行过程中，所要执行的指令是从存储器中获取，运算器所需要的操作数是通过程序中的访问存储器指令从存储器中得到，运算结果在程序执行完之前又必须全部写到存储器中，各种输入输出设备也直接与存储器交换数据。把程序和数据存储在存储器中，是冯•诺依曼型计算机的基本特征，也是计算机能够自动、连续快速工作的基础。通过实验让学生掌握静态随机存储器RAM工作特性及数据的读写方法。通过实验要让学生明白现代计算机组成原理实验系统能够真实反映现代计算机设计工程实现原理、测试方法和设计技术，容易完成自主实用型设计实验。对实验的进行可分为部件实验和整机课程设计两大部分，同时对实验部分可单独计学分[7-8]。通过部件实验和整机课程设计有助于提高学生的理论知识水平，使得学生在计算机组成原理的理论和实践这两个层面上都能够得到较好的提高。
4多样化教学
4．1基本学习活动
包括：观看课程视频和动画演示，阅读各章节列出的概念解释、常见问题和例题分析等。动画演示和例题分析都配有音频讲解。
4．2远程双向导学
分开篇导学、阶段性导学、考前辅导。开篇导学：通过对课程内容、课程编排结构、课程资源、学习方法、学习进度要求、考核方式的基本介绍，让学生对课程的总体框架和学习目标和要求有一个总体的了解。同时，借助于双向语音视频系统，教师可对学生的基础作大致的了解，为后续的导学活动做准备。阶段性导学：安排在学习过程中，主要包含对已学内容的回顾总结，针对课程学习中的重点、难点和疑点问题作重点讲述，对后部分作进一步的概括性讲解。阶段导学的内容还包括：作业讲评、实验结果分析等多种形式。考前辅导：把整个课程的重点内容再全面地进行一次总结，并针对学生几个月下来的碰到的难点和疑点问题，进行重点讲解和答疑。
4．3网上讨论
专题讨论，针对课程内容，按主题进行分类设定，由辅导教师组织师生共同交流。针对学生的兴趣，以及学习、工作背景，自发组织学习小组，进行交流。
4．4网上虚拟实验
有些章节提供了虚拟实验环节，学生可以在网上进入虚拟实验环境，进行交互性模拟实验，以巩固所学内容。
4．5即时练习
在各章节学习结束时，通过即时练习，检查对课程内容的掌握情况，及时调整学习方法、学习节奏等。
4．6作业和考试
讲解完一个知识点时要及时布置好作业，并安排好作业评讲，同时要进行章节考试和集中评讲考试内容。
5培养学生的学习兴趣
兴趣是学生的最好老师，在平时的教学过程中，要不断引导学生的学习热情，让他们学有所成、学有所用。在课程的教学过程中要发挥师生的情感作用，促进学生学习兴趣的进一步提高。“爱”是学习的动力！教师在教育过程中，对学生倾注全部的爱心和热情，提出合理的目标和要求，对他们寄予热切的希望，就会让他们产生浓厚的学习兴趣。正所谓知之者不如好之者，好之者不如乐之者。只要有了浓厚的兴趣，学生便会在浩如烟淼的知识海洋里乐学好学，从而达到学会学习目的。
6结语
计算机组成原理教学范文2
关键词 计算机组成原理 计算机辅助教学 交互性 教学改革
中图分类号：G424 文献标识码：A
The Computer Aided Teaching Application Composition
Teaching Reform in the Course of Computer Principle
WANG Dong
（Information Engineering College of Tarim University， Alar， Xinjiang 843300）
Abstract A method for teaching computer organization carried out some exploration， the article discusses the lack of teaching in the course of traditional teaching methods， teaching process exists； combined with "Computer Organization" CAI （Computer Assisted （aided） Instruction-- computer-aided teaching） courseware design and development， explains how the CAI technology to better integrate into the curriculum ideas and teaching methods in order to better strengthen computer architecture course construction.
Key words computer organization； computer aided instruction； interaction； teaching reform
计算机多媒体技术、网络技术和虚拟现实技术的发展，使得计算机在教育领域的应用更加广泛，通过这些技术发展而来的计算机辅助教学手段成为当前的一个热门研究课题，它也是现代教育管理和教学媒体的重要工具。
计算机组成原理是计算机专业的核心硬件基础，在一系列软件、硬件课程中起着承上启下和支撑作用，是所有后续硬件专业课的基础和支撑。本课程以计算机组成结构为中心阐述基本概念和原理，具体介绍了计算机硬件系统中各大部件的组成原理、逻辑实现、设计方法及互连构成整机的技术。但是，由于该课程理论性强、概念抽象、内容多、难度大，有些内容难以通过课堂讲授和硬件实验被学生理解掌握；现有的硬件仿真实验箱也无法直观、形象地描述计算机内部组成的工作过程和原理。多数学生对该门课程学习畏难、学不入门、学习效率低、感性认识差，给学生后续专业课程的学习带来了诸多的困难。因此，迫切需要进行教学方法和教学模式的改革探索。
针对这种现状，本文归纳了传统的计算机组成原理课程教学存在的一些不足方面，初步探讨计算机组成原理教学较好的方法，着重研究了如何把计算机辅助教学手段引入到计算机组成原理教学中，寻找到一种既提高学生的兴趣与自觉性，又提高学习效率，符合学生认知规律，又符合现代教学原则的教学模式，使其能得到良好的教学效果。
1 计算机组成原理教学存在问题分析
计算机组成原理教学本身存在着知识点多、内容杂、抽象、难以理解等特点，传统课程教学是采用“三段式”的基本程序进行教学的，即：组织教学、讲授新课、小结内容。
这种教学方法存在的不足主要表现在：（1）学生学习的主动性难以调动。传统课程教学中，教学目标、教学内容、教学过程都是程式化、固定不变的，它不会随着学生思维火花的闪现而变动，在整个教学活动中，教师处于教学的中心地位，往往大都把某个问题的“为什么”、“是什么”、“怎么样”太过具体化；学生只能按照教师讲授的内容被动地接受灌输，其学习的积极性和主动性很难被调动起来。①（2）难以发挥学生学习的创造性。学生学习主动性的欠缺，同时会引发学生创造性的不足。因为在采用传统课程教学方法的教学活动中，教师和学生在传授以及接受知识的过程中，受书本知识内容的影响较大，使得书本知识内容一定程度上约束了教学过程的活力。学生缺乏主动发现、主动探究的学习环境。（3）扼杀了学生的个性。传统计算机组成原理教学的过程本身就是“满堂灌”的形式，教学中较少考虑到学生间接收知识、理解知识的差异，不利于学生对知识的理解和消化；同时，缺少教师与学生、学生与学生之间的交流与相互作用，②扼杀了学生个性的发展。
2 CAI在计算机组成原理教学中的优势
CAI的主要特点是采用图文声像并茂的内容形式，友好的交互性界面，超文本结构组织信息，提供丰富的信息资源。它能激发学生学习的兴趣，调动学生积极参与，扩大学生知识面，提供多种教学路径。③CAI作用于课程教学的基本原理如图1所示。
根据图1可知，教师利用计算机完成课程多媒体内容设计，学生可根据自己的学习情况选择某学习内容，并利用多媒体的交互性来检测学习效果；计算机将结果反馈给教师，教师可根据学生的实际情况调整教学内容，从而确保学生理解和掌握相关的知识内容。
图1 CAI基本原理图
2.1 改进教学方法和体系
CAI的教学模式，能充分发挥其的交互处理能力，应用计算机技术将教师的授课内容通过动画、图像、图形、视频、声音等形式展现出来，增强学生的感性认识，将抽象与形象、理性与感性相结合，提升课堂教学效果。这对学生知识面的拓宽是非常有利的，并且在学习过程中提升了学生对于先进教学思想的感知。
2.2 实现人机交互，提高学生学习的主动性和激发学习兴趣
传统的计算机组成原理教学是采用教师“组织教学、讲授新课、小结内容” 的教学形式，学生的学习是一个被动灌输的过程。而采用CAI教学模式中，能利用计算机技术创设形象、生动和直观的教学情景，有利于沟通知识之间、图形之间的联系，增强教学的趣味性，吸引学生的注意力。学生可以根据自己的学习需求和能力，对某个知识进行一般了解、深入研究等筛选性学习，并及时反馈学习信息，真正做到教与学之间信息的交流，体现了教学过程中因材施教的原则，从而激发学生学习的主动性和创造性。④
2.3 紧跟现代教育的需求
在推广素质教育的今天，学生的学习任务越来越重，教学时数不断减少与教学信息量的矛盾不断增加，CAI在处理这个矛盾中发挥了巨大优势，使得我们更好地实施素质教育。⑤
3 计算机组成原理CAI研制的实现
3.1 总体方案设计
总体方案应该根据教学课程的学科特点、教学大纲、教学内容、教学目标和教学对象进行设计，同时要贯彻一定的教育思想和教学策略，遵循科学的开发方法，体现出CAI教学的时效性、灵活性、共享性和个性化等优点。在设计过程中不仅要注意突出内容难点与重点，采用多媒体技术将课件有关的文本、图像、图像、动画、视频等相关联；而且也要考虑教学内容的连续性，CAI的内容应该符合不断深入、循序渐进的教学原则。CAI总体设计流程如图2所示。
3.2 脚本的编写
脚本的设计要与课程的教学大纲和教学内容保持一致，符合教学的整体设计，能为整体教学服务。它不仅要呈现了CAI课件包含的具体内容，也体现了CAI编制的设计思想和要求，只有这样才能达到辅助的目的和效果。⑥脚本设计应该应给出各种教学信息和交互控制等内容，同时对CAI课件制作中的各种指示、要求能做出相应反应；脚本能很好地把文本素材、图片素材、声音素材和动画素材联系起来，以达到交互式教学的目的。例如，在讲解计算机中指令执行过程中，可通过CAI制作出CPU内部的ALU、IR、OP、Cache、R、内部总线等模型图，以动画的形式反映指令执行的详细过程，数据如何在CPU内部流动和存储的，这样可以确保学生有了直观的感性认识，也能更好地理解和掌握相关的知识内容。脚本设计如图3所示。
图2 CAI设计流程
3.3 交互性设计
CAI具有双向信息传递方式，在授课过程中不仅可以向学生演示信息，同时允许学生向程序传递一些控制信息，这就是我们说的具有交互性。它改变了学习者只能被动接受的局面，学生可以通过键盘、鼠标等来控制程序的运行，体现了CAI实时、双向的特点。
在计算机组成原理CAI多媒体课件设计中，运用多媒体技术使得各类交互图标和函数实现填空题、选择题、判断题、简答题等等，并在ODBC数据库的支持下，实现多媒体考试系统的设计。这样增强了多媒体课件的交互性，同时提高了学习者学习的兴趣。学生可以在课程每章节学习完后，通过如上的填空、选择等测试来检验自己的学习的效果。
3.4 CAI课件的制作
利用多媒体技术，结合教学的特点，在脚本编写的基础上，完成了计算机组成原理CAI课件的设计。该课件打破了传统教室的时空限制，支持教师备课、讲课、辅导答疑、批改作业；学生可随时进行学习、复习、提问、提交作业、练习、测试等。
图3 脚本设计
4 计算机辅助教学和其他教学方法相结合
将CAI技术引入到计算机组成原理教学有许多优越之处，但也有缺点和不足，先进的教学手段不应完全取代传统教学，只有扬长避短，保证传统教学与多媒体教学有机结合，才能真正发挥CAI教学的先进作用；在教学中应该保证给学生充足的思维空间，注重培养学生的独立思考能力和创新能力。同时，在教学中，应注意计算机辅助教学与启发式教学、类比教学等其他教学方法相结合的原则。
5 结语
针对计算机组成原理教学现状，从传统的教学方法和采用计算机辅助教学的应用进行了分析和探讨。计算机辅助教学的引入能更好地为学生创设教学情境，帮助学生解除抽象思维、逻辑思维、语言理解等方面的困难；变抽象为具体，变静态为动态，化枯燥为生动，提高思维信息的活动量；能在有限的时间内提供传统教学手段根本无法达到的信息量，弥补了传统教学方式在直观感、立体感、动态感等方面的不足，全面拓展了学生的思维，真正提高了课堂教学效率。但在实际课程教学中，注意把传统教学和计算机辅助教学相互结合，充分发挥两种教学模式的优势。
基金项目：塔里木大学高等教育教学研究课题（TDG J1308）
注释
①②刘志栋.高职高专课堂教学技术路线应如何改变[J].广东技术师范学院学报，2009（1）：104-108.
③ 王颖纯.MCAI课件的设计制作与思考[J].天津理工学院学报，2011.9：113-114.
④ 王港，吴铁桥.计算机辅助教学（CAI）在体育教学改革中的应用[J].体育与科学第21卷（总第122期）：59-61.
计算机组成原理教学范文3
关键词：计算机组成原理；设计性环节；教学实践
中图分类号：G642文献标识码：B
文章编号：1672-5913（2007）08-0003-03
1 引言
“计算机组成原理”课程是计算机专业的一门承前启后、承上启下的核心专业基础课，由于涉及知识面广、内容多、更新快，学生在学习该课程时，普遍觉得内容抽象、难于理解。为了最大限度发挥学生自主学习的能力，使学生对计算机基本原理和设计方法有一个清楚的了解，我们开设了配套的设计性实验环节。通过亲自设计计算机的各个关键部分，学生可以进一步融会贯通理论教学内容，提高其综合运用知识的能力。同时，设计性环节也为后续课程“计算机组成原理课程设计”的开设打下良好基础，将理论课和实验课的教学内容更好的衔接，对培养学生的主动性、协作精神和创新能力具有积极的作用。
本文主要介绍在“计算机组成原理”课程中设计性环节的教学实践工作，希望能对同行有一定的借鉴作用。
2 设计性环节的内容
通过对“计算机组成原理”教学内容的分析，并结合后续课程“计算机组成原理课程设计”的教学需要，我们设置了三个部分的设计内容，每个部分都有明确的教学目标。第一部分为指令系统的设计；第二部分为控制单元的设计；第三部分为简单计算机体系结构的设计。并要求每两名学生为一组，共同完成各个部分的设计任务。
2.1 指令系统的设计
指令系统的设计内容主要安排在“计算机组成原理”课程讲授指令系统的过程中。这样可以让学生带着问题和任务更主动地学习指令系统的基础理论知识，充分地理论联系实际，根据设计中对计算机功能和组成的要求来完成对指令系统的设计，并可以在“计算机组成原理课程设计”实验过程中进行完善。教学实践表明，将计算机指令系统的设计任务安排在“计算机组成原理”讲授指令系统的过程中，可以让学生在理论和实践相结合的基础上更深入地理解机器指令和指令系统之间的关系，掌握指令系统的分析和设计方法，还有利于对“计算机组成原理”后续知识点的理解。
2.1.1 设计要求
要求为一个八位字长的计算机设计指令系统。该计算机数据通路、运算器都是八位的，具有256字节的存储器、八个通用寄存器以及其他的必要部件。设计的指令系统要求必须包含如下指令和寻址方式：
（1）数据传送指令：包括取数、存数，寄存器之间传送数据等指令。取数、存数应具有立即数、存储器立即寻址、寄存器立即寻址等方式。
（2）运算指令：包括加法、减法、自加1、移位、取反等算术运算指令。
（3）转移指令：无条件转移指令、条件转移指令。
（4）停机指令。
2.1.2 确定指令系统及指令编码
由于设计的是八位计算机的指令系统，可以采用单字长和双字长指令。例如，八位计算机的指令格式可以为：
一个完备的指令系统必须包括数据传送、算术逻辑运算、程序控制等指令，能够实现约20~30条指令和常用的寻址方式，例如：
（1）取指令 （双字长指令）
MOV AC, Mi Mi-->AC （AC为累加器，Mi为存储器地址）
（2）加法运算指令（单字长指令）
ADD AC，Ri AC＋Ri-->AC （AC为累加器，Ri为通用寄存器i）
根据设计要求，表1给出了设计指令系统的一种方案。
指令系统的性能决定了计算机的基本功能，因而指令系统的设计是计算机系统设计中的一个核心问题。一台真实的计算机通常是非常复杂的，学生不可能在有限时间中设计出来。我们要求学生设计的计算机功能较简单，基本指令简单、典型，学生容易掌握，也有利于后续计算机系统设计的开展。
2.2 控制单元的设计
控制单元的设计是计算机系统设计的重点和难点。基本控制单元的设计问题包括如何形成和连接受控部件的控制信号，以及在何时使这些控制信号有效。学生独立地设计控制单元，不仅可以使学生剖析和体验设计的基本思路和方法，为今后设计计算机打下初步基础，而且可以培养学生分析问题和解决问题的能力，使学生有更多的想象空间和发挥空间。
2.2.1 设计要求
控制单元的设计有组合逻辑和微程序控制两种方法，我们要求用组合逻辑来产生控制指令执行的控制信号序列。整个设计需要综合考虑，根据每个微操作对应的逻辑表达式生成控制信号。
2.2.2 组合逻辑控制单元的设计
根据指令系统的设计，对每一条指令进行细化，对指令执行过程进行分析，确定执行每一条指令所需的微操作数及节拍数、确定系统时钟节拍数、以及确定每个节拍对应的微操作，形成每条指令的微操作时间序列表。并根据微操作时间序列表，在节拍信号和指令译码信号的作用下，得到所有微操作的控制信号以及使该控制信号有效的条件，形成每个微操作对应的逻辑表达式。根据逻辑表达式及其对应的控制信号产生电路，就可以完成具有整个指令系统的控制单元的设计。
控制单元的设计内容我们有意识地安排在“计算机组成原理”课程讲授控制器的过程中。学生们对于课堂上讲授的有关控制单元的原理、概念和设计方法并没有直观的印象，单纯的理论学习难免枯燥，难以提起学生们的兴趣。教学实践证明，在“计算机组成原理”讲授控制单元的过程中，学生们对自己在第一阶段设计的指令系统中的每一条指令执行过程进行分析，对八位字长计算机的控制单元进行初步设计，可以把控制单元中的各个知识点串起来，可以有效加深对计算机工作中数据流和控制流概念的理解，进一步弄清计算机内部结构的时空关系，并极大地调动了学生们的学习兴趣。
2.3 体系结构的设计
在计算机系统设计和实现阶段，根据自顶向下的设计方法，首先设计整个计算机的大体框架，即总体结构图，以求有一个大体的框架，对以后的设计工作起到指导作用。再依据自顶向下的设计思想，把整个计算机划分为多个模块，对各个模块进行设计，然后综合，完成整个计算机的设计。
2.3.1 设计要求
要求设计一个八位字长的计算机的体系结构，该计算机数据通路、运算器都是八位的，具有256字节的存储器、八个通用寄存器以及其他必要部件。在功能上，要求该计算机能够完成单字节或双字节加/减、单字节无符号乘法、16位除以8位除法等多种基本运算。要求设计的计算机系统能完成指定的功能，功能较强而又简洁。
2.3.2 总体设计
按照学生所设计的指令系统的要求，参考一般计算机的数据通路结构，图2给出了八位计算机总体结构框图的一种设计方案，规定了各功能部件的功能和各功能部件之间数据通路的走向。
在图2中，AR为地址寄存器，PC为程序计数器，IR为指令寄存器，AC为累加器，GR为通用寄存器组，ALU为算术逻辑运算单元。C标志寄存器用来寄存进位C标志，Z标志寄存器用来寄存结果为零的Z标志。另外在图2中还有两个四选一开关和一个二选一开关，其中的一个四选一开关是用于形成C标志的输入，另一个四选一开关用于控制数据总线，二选一开关用于控制地址总线。
2.3.3 功能部件的设计
基于所设计的计算机总体结构，确定每一个功能部件的功能、功能部件与外部的连接端口信号、各功能部件与数据总线连接方案。
（1）运算器的设计
运算器由ALU、通用寄存器堆GR、累加器寄存器AC及数据选择开关等组成，具有进位（C）、结果为0（Z）等状态标志位。
能实现最常用的算术运算（加、进位加、减、借位减、自加1、自减1等）、逻辑运算（逻辑与、或、非）及移位、数据传送等功能。
（2）控制器的设计
控制器包括脉冲源、启动电路、节拍发生器、程序计数器PC、指令寄存器IR、地址寄存器AR和控制信号产生部件。整个设计需要综合考虑，根据每个微操作对应的逻辑表达式生成控制信号。
（3）数据总线
数据总线的数据源较多，在设计过程中要注意各个数据源在数据总线上是否冲突。
简单计算机体系结构和各个功能模块的设计环节，有助于学生在理论和实践相结合的基础上，深入了解计算机系统各部分的工作原理及相互联系，加深对计算机工作中数据流和控制流概念的理解，加深整机概念，进一步弄清计算机内部结构的关系。
3 结论
“计算机组成原理”是学习计算机系统的关键课程，在完成基本原理知识学习的同时，必须加强对学生的创新意识、实践能力和设计能力的培养。正是基于此点，根据从事计算机组成原理的教学经验，我校在理论教学过程中引入了设计性环节，充分重视培养学生分析问题和解决问题的能力。不仅活跃了课堂气氛、拓展了师生沟通的渠道，而且便于在教学中及时发现学生存在的问题，达到教学相长的目的。对提高教学质量、加深学生对所学计算机组成原理知识的理解、增强学生开创能力是非常有益的，符合新时期人才培养的需要。
在“计算机组成原理”设计性环节的教学实践中，我们发现不同的设计方案越来越丰富，反映出学生的求知欲望是很强的，而且富有创新精神。设计性环节的教学实践使我们深深体会到，除理论教学外，设计性实验也是一个非常重要的环节。通过学生自己动手提高其综合运用知识的能力，是培养大学生专业素质的重要环节和有效途径，无疑将对学生能力的培养起到积极作用。
参考文献：
[1] 王保恒,肖晓强.计算机原理与设计.高等教育出版社，2005，(1).
[2] 刘芳,王志英,戴葵,陆洪毅,王进.“计算机组成原理课程设计”的教学实践[J]. 第一届中国计算机教育与发展学术研讨会，2006，(8).
[3] 赵硕,杨欣宇. 计算机组成原理课程的设计性实验[J]. 高师理科学刊，2005，(5).
[4] 徐爱萍等.计算机组成原理课程教学改革研究[J]. 高等建筑教育，2004，(3).
收稿日期：2007-1-18
作者简介：刘芳（1971-），女，博士，国防科技大学计算机学院讲师。主讲“计算机原理”与“计算机原理课程设计”两门主干课。研究方向为计算机体系结构和信息安全。
通信地址：湖南长沙 国防科技大学计算机学院601教研室
邮编：410073
计算机组成原理教学范文4
关键词：和谐思想；计算机组成原理；教学改革
中图分类号：G640文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)19-30097-02
The Ideas of Harmony in Educational Reform and Research of the Course of Computer Organization's Principle
YANG Duan-li，ZHAO Yan, LI Yan，YIN Hun-juan，MA Li
(College of Information Science and Technology, Agricultural University of Hebei, Baoding 071001, China)
Abstract: According to the feature of the coures of computer organization's principle and the difficulties about teachers and students meet in the course of teaching and learning, discuss the ideas of harmony during teaching, the ideas of harmony in atmosphere of teaching, the educational reform and research of the course of computer organization's principle are reviewed in many aspects: content of course, teaching method, teaching means.
Key words: the ideas of harmony; computer organization's principle; the educational reform
1 引言
党的十六大以来，中央先后提出了“构建社会主义和谐社会”，强调要在推进构建和谐社会的长远目标中，积极建设社会主义和谐文化, 并把其作为和谐社会发展的支撑和保证。学校是引领社会发展与文明的机构，理应担负起构建和谐社会的重任[1]。教师、学生是校园的主要构成，师生关系的和谐是建设和谐校园的关键，而课堂教学的和谐是师生关系的和谐的主要体现。
和谐是一个种哲学思想，课堂教学的和谐是指学校课堂教学中诸多因素与课堂教学有效因素之间的和谐，教师精湛的教学艺术和健全的人格魅力必须使课堂教学中的诸多因素处于一种和谐的关系和状态才能带来课堂教学的活力，师生全面和谐、可持续的发展。
计算机组成原理是计算机科学与技术专业的一门核心的专业必修课程。从课程的地位来说，它是先导课与后续课之间的重要衔接课程[2]，因此在课堂教学过程中如何保证学生理解和掌握课程的基本理论和基本概念，提高教学水平，完善教学质量，在这方面我们做了积极的探索和研究，和谐思想在《计算机组成原理》课程教学的应用是这方面探索的成果，实践表明学生的学习效果大大提高，达到了理想的教学效果。
2 教与学过程的和谐
教与学过程的和谐能激发学生能将外部知识结构转化为内在知识结构的主动性。在教学过程中教师注重给学生留有足够的自由，采取启发、引导的方法，为学生的学习过程构建良好的服务，从而在教师与学生之间建立良好的沟通桥梁，激发学生们的学习主动性，自觉自动的学习，从而达到良好的学习效果。
《计算机组成原理》一直是一门比较难教、难学的课程，主要因为课程的抽象度较高。传统的教学过程一般都是教师整节课的讲授，学生被动地一直听课，主要通过教课方式向同学强行灌输，课程内容显得枯燥乏味，学生学习后总感觉得有些朦胧，觉得课程没有什么实用价值，因而产生厌学情绪。和谐思想注重课堂教学中师生的人际交往，实时的进行适当的沟通，尊重、理解和宽容学生。适当采取课堂讨论，学生教师之间互相提问，共同解决的问题的形式以引导学生们主动学习的兴趣。对于一些特别抽象但非常重要的内容，比如中央处理器一章，处理器的构成及工作原理是《计算机组成原理》课程中的核心，要求学生必须掌握，否则可以说就没有掌握本门课程。但本章内容的抽象性也是它的最大特点，如何激发学生的学习热情，和谐思想起到了积极的作用。在教学过程中，我们组织学生利用一此软件，自己制作中央处理器工作过程的视频效果，选择优秀学生在课堂上进行讲解。自己制作视频激发了学生们的创造力，给了学生充分的发挥空间和自由，自己制作保证了学生们对每一个细节内容的掌握，达到良好的效果。
在教的过程中，教师也应充分发挥自己的主观能动性，多做一些立体直观的教学课件，使学生在愉悦的观赏中掌握知识。例如在“ 指令的执行过程”这一教学环节中，由于涉及到的指令各种各样，有的指令只有取指令周期，在指令执行期间不需访内存，有的在执行期间需要写内存，有的需要读内存，而有的是无条件转移指令，执行流程繁杂，不易理解，采用多媒体课件的动画形式可以让学生更清楚地看到读取指令、分析指令到执行指令的流动过程。提高了学生们的学习兴趣，使枯燥乏味的教学变得生动活泼，抽象的概念变得十分明确，相当复杂的关系变得十分简单，难以想象的问题变得十分直观。[3]
3 教与学氛围的和谐
氛围影响一个人的情绪，情绪又会极大的影响学生们的学习热情。课堂教学的效果不仅取决于教与学的方法，也取决于教与学的氛围。教学氛围不同，教学效果和学习效率会有明显的不同。因此，积极创造一个和谐、良好的教学氛围也是课堂学习的内容之一。
要创造和谐的教学氛围，首先教师们要注重自已情绪的调解，要热爱自己所从事的事业，热爱自己教授的课程，要以饱满的情绪投入到教学工作中来，对自己的教学工作充满激情，从而带动同学们的学习热情。教师要善于控制与疏导自己的情绪，不要将不良情绪带到课堂教学中来。大部分教师都是生活中的普通人，也会碰到不顺心的事，但是，要善于控制自己，做到公私分明，在教学工作中应尽量摒弃生活中的不良情绪，不要在课堂上对学生动怒。同时也要尊重学生们的个体差异，不要伤害学生们的自尊心，要循循善诱，使得每一位学生都能在一个良好的教学气氛中学习。《计算机组成原理》课程总体来说是一门比较难学的课程，部分同学掌握起来有一定的困难，这个时候，做为教师要有充分的耐心，找出学生学习的不足之处，给予讲解。做为教师可能经常会碰到这样的情况，总是有部分学生对一些问题不易理解，若在课堂中二次讲授又会占去课堂讲授的时间，若课下给予回答，可能又要重复多遍，对教师来说也是一个繁重的劳动。本着和谐的思想，在《计算机组成原理》课程中，我们采取了一些改革措施，以若干同学做为一个互助团体，有问题可以在团体内进行讨论，互相学习，发现问题，互相帮助，既解决了问题，又促进了同学间和谐关系的发展。
实验课教学是《计算机组成原理》课程的重要环节，更是体现教与学和谐氛围的特殊场合。在这个场合中，时刻有教师与学生的相互交流，学生与学生间的相互交流。和谐的氛围有助于学生们以放松积极的心态去掌握知识。在课堂上，可根据学生们的个体差异进行不同的分层，对学生进行分组，为学生划分不同的学习等级，本着自愿组合的原则，采用强弱搭配或强强搭配的方法，以便学生在共同的学习任务、学习问题的驱动下，为达成一个相同的学习目标而产生的相互协作式的学习小组。小组的组建可是随时变化的，当一些学生的学习水平发生变化时，学生们可提出申请，教师可进行重新的定级，并尊重学生的意愿重新进行分组。对学生分层次时，教师要强调，并不是对学生们进行等级划分，而是为了便于他们的学习和提高。对学生按不同的层次进行分组，可以很好地解决差异性，调动学生的学习兴趣及积极性，激发他们为获得更高的级别而努力。
4 结束语
建设和谐的校园是社会发展的需求，教与学的和谐是建设和谐校园的主要内容之一。由于计算机高度抽象, 内部原理性东西不可见，使学生学习困难，枯燥乏味。将哲学融入计算机教学中，在教学过程中运用哲学的思想观点，不仅使学生能系统全面地掌握计算机专业知识，还能够将计算机理论等相关教学活动变得生动具体，使学生在学习中形成辩证的思维方式、掌握科学的思维方法、培养自己的创新精神与能力、坚固自己的专业基础知识，最终能成为计算机专业的高级人才[4]。而和谐这一哲学思想在《计算机组成原理》教学改革中的成功研究与运用，创造了良好的教与学的氛围，使得教师与学生都在愉悦的环境中得到了自我发展与提高，取得了良好的效果。
参考文献：
[1] 于鸿瑾. 我国社会和谐环境条件下创建和谐校园文化的构想[J]. 职业圈, 2007,(10):58-59.
[2] 白中英. 计算机组成原理[M]. 北京：科学出版社，2000.
计算机组成原理教学范文5
关键词：计算机组成原理；实验教学；教学内容；教学过程；教学实践
1问题的提出
《计算机组成原理》课程是高校计算机相关专业本科生必修的一门核心专业基础课程，在整个专业课程中具有重要的地位。进行年来，计算机技术无论在软件还是在硬件方面都得到了飞速的发展，计算机系统在人们生产、生活的各个领域都得到了越来越多的应用。《计算机组成原理》课程为这些应用提供了必不可少的基础理论。然而，我们不得不面对这样一个实际情况，那就是《计算机组成原理》课程偏向于计算机硬件，其理论性强，抽象，学习难度大。而我校的教学定位于培养应用型人才，因此，计算机相关专业的学生普遍存在着重视软件相关知识的学习，而轻视硬件相关知识的学习的心理及现状。如何通过课程实验教学的合理组织与安排，达到提高学生学习的主动性，培养学生学习的兴趣，提高课程教学的效果的目的，是一个需要迫切解决的问题。本文结合课程理论教学的实践，从实验课程的理论教学内容的设置、实验教学内容的设置，实验教学过程的设计以及实验教学方法等方面，对实验课程的内容和教学方式进行介绍，并结合实验教学的效果进行了归纳总结，以期为《计算机组成原理》课程实验教学提供思路和借鉴。
2课程理论教学内容的设置
《计算机组成原理》课程的教育目标定位于使学生掌握单CPU计算机的组成原理与内部运行机制，包括计算机系统的基本组成与结构，计算机硬件的功能部件的组成及工作原理，为学习理解高级语言编写的程序如何被执行的过程和原理提供理论基础。具体教学要求如下：1)理解各大部件互连构成整机系统的技术以及计算机系统的概念性结构和功能特性。2)理解单CPU计算机的完整硬件组成、基本运行原理、内部运行机制。3)能够运用计算机组成的基本原理和基本方法，对有关计算机硬件系统中的理论和实际问题进行计算、分析，并能对一些基本部件进行简单设计。4)在知识、能力两方面都得到提高。课程理论课的教学内容按照冯•诺依曼结构划分，包括：1)计算机中的数据表示和运算方法，包括：定点数的表示和运算、浮点数的表示和运算；2)计算机中的运算器部件，包括：算术逻辑单元、定点运算器结构、浮点运算器结构；3)存储系统，包括：存储系统的层次结构、主存储器、高速缓冲存储器、其他形式的高速存储器、虚拟存储器系统、辅助存储器；4)总线，包括：总线信息传输、总线的工作方式、总线仲裁、总线标准；5)指令系统，包括：指令格式、寻址方式、指令类型；6)控制器，包括：控制器的功能和基本结构、指令的执行过程、微程序控制器、硬布线控制器；7)输入/输出系统，包括：设备、输入/输出接口、输入/输出信息传送控制方式。
3课程实验教学内容的设置
实验教学内容按照理论教学进程安排，以单元实验为主，每一章节的理论教学内容都对应安排相应的实验教学内容，并再最后安排一次贯穿课程全部内容的综合性实验内容。验证性实验、设计性实验和综合性实验的构成比例为4：3：1。实验内容与理论教学内容紧密结合，目的是加深学生对理论知识的理解。同时，通过合理地安排实验教学过程，培养学生的基本设计能力和实践能力。通过合理的设计教学内容和形式，既帮助学生对计算机硬件系统的各组成部分的结构原理和工作过程有了充分的理解，又提高了学生的学习兴趣，取得了良好的教学效果。
4实验教学过程的设计与实验教学方法
不同实验性质的实验内容采用不同的教学过程的设计和教学方法。1)验证性实验的教学过程和教学方法验证性实验的教学过程包括：学生课前预习，实验课前检查实验内容及要求的讲解实验原理的讲解及实验芯片的介绍操作步骤讲解及示范学生动手实验，教师个别辅导答疑实验验收，评定验收成绩。2)设计性实验的教学过程和教学方法设计性实验的教学过程包括：学生课前预习，实验课前检查实验内容及要求的讲解课程理论教学相关原理的回顾实验方法的讲解学生进行实验过程的设计学生设计成果检查学生动手实验教师实验总结实验验收，评定验收成绩。3)综合性实验的教学过程和教学方法综合性实验是将前面几个实验中的单元电路组合在一起，构成一台简单的模型计算机。使用的单元电路主要包括运算器、存储器，以及微程序控制器。实验模型机是用微程序控制器实现数据通路的控制，通过执行由机器指令组成的简单程序体现模型机的功能。其教学过程包括：学生课前预习，实验课前检查实验内容及要求的讲解课程理论教学相关原理的回顾模型机工作原理以及操作步骤的讲解操作示范学生动手实验，教师个别辅导答疑实验验收，评定验收成绩。最后，通过验收成绩和实验报告成绩，综合给出课程实验成绩。
5结束语
近五年的教学实践表明，《计算机组成原理》实验教学调动了学生做实验的积极性，使学生在实验过程中能主动上手，将抽象的理论知识进行了具体又直观的展示，使理论教学内容得到了形象化和具体化，有利于理论内容的消化理解，有效地提高了学生分析问题、解决问题以及动手实践的能力。
参考文献：
[1]蔡晓燕,袁春风,张泽生.计算机组成原理实验初探[J].计算机教育,2013(21):74-78.
[2]杨泽雪,闵莉,王建伟.计算机组成原理课程实验教学探讨[J].计算机教育,2015(4):107-110.
[3]杨欣宇,李诚,宋广军,等.计算机组成原理实验教学改革探索[J].计算机教育,2013(18):45-47.
[4]蒋本珊.计算机组成原理[M].北京:清华大学出版社,2013.
[5]白中英,戴志涛.计算机组成原理[M].北京:科学出版社,2013.
计算机组成原理教学范文6
关键词：计算机组成原理; 实验教学; 改革
中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)18-31757-02
Exploration into Experiment Teaching for Computer Organization Principle
CHEN Yong
(Department of Computer Science, Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723003, China)
Abstract: This article dealt with the experimental content, teaching model, experiment means and mark assessment. It introduced the teaching reformed ways and effects in principles of computer organization experiment.
Key words: principles of computer organization; experiment teaching; reformed
1 引言
计算机组成原理是高校计算机专业学生的一门专业核心课程，它主要介绍计算机整机的组成和工作原理,其主要任务是培养学生能系统而完整地理解计算机硬件系统的组成结构和工作原理，培养学生对计算机硬件结构的分析、应用、设计及开发能力，它在整个专业课的教学中起到了承上启下的作用，是微机原理及接口技术、编译原理、计算机系统结构等后继课程的基础。但是计算机组成原理这门课程具有知识面广、内容多、难度大、抽象等特点有很强的理论性、实践性与应用性。探讨如何在当前课时压缩、生源一般、实验资源有限的条件下，通过实验教学改革促进、完善课堂教学效果，培养学生的实践能力、创新能力和应用能力显得尤为重要。为此，我们对实验教学方法进行了探讨。
2 改革实验教学内容
我们根据计算机组成原理课程实验课程的特点重新修订了实验大纲，教学要做到合理安排实验时间，配合理论教学内容，在进度上要有先基础、简单、局部的实验，后逐步深人、复杂和整机的实验。实验要求协调，具有连贯性，在进度上，不同阶段应采用不同的实验教学方法.实验教学的内容要突出理论课的重点、难点，做到理论与实践相结合。由于低年级大学生有的学生人学前物理课电学实验做的很少，对各种电子元器件了解很少，各种芯片的功能基本上不了解，各种实验设备不知如何使用。针对这种情况，在上实验课前，应先做好补课工作，然后再进人各阶段的实验。我系采用的是Dais-CMH计算机组成原理实验箱，可以完成6个实验，基本上包括了教材的全部内容。通过验证型实验、综合型和设计型实验，不但巩固了教材上所学的内容，而且学生动脑动手的能力也得到了提高。
3 改革实验教学模式
由于计算机教学的变化和教学内容的增加，多媒体教学作为先进的教学手段是必不可少的。将多媒体教学融人实验教学中，是解决目前课时紧张、实验内容增多的一个可行途径。我们加强了实践教学环节的投人，运用Authware、Flash等软件自行研制开发计算机组成原理配套的实验教学课件。课件具有演示直观，动态感强的特点，易于学生理解；能完成实验的动态显示和模拟仿真，满足了课堂所需要的实验要求，强化了学生的操作技能和理论知识应用能力的培养，提高了学生的自学能力和设计能力。
逐步建立开放性的实验环境（教学时间开放、教学内容开放、实验元器件开放）。传统的教学实验模式下，学生往往被限制在教师事先设定好的诸多限定条件之内，在这样的实验环境和气氛下，学生发挥自身潜能的余地和空间很小。我们允许学生结合课程学习及自己的专业特点、时间安排或兴趣爱好提出实验题目、设计实验方案或实验构想，并可在一个较宽松的实验环境和可灵活选择的时间范围内完成。教师积极鼓励学生大胆提出自己的实验思路和构想，尽力创造条件引导和支持他们开展有意义的实验研究。对于其中具有创造性构想的学生及其实验成果，可给予相应的奖励。设置这样的实验环境和条件，有利于培养学生主动学习的能力和创造意识。
4 增加课程设计的实验方式
提高同学对系统的整体认识根据我们到其他学校的调研，有一种有利于提高同学对所学习课程的整体性了解和掌握的方法，就是在课堂教学的第二学期开设与课程相关的课程设计，并将课程设计提高到一票否决的地位（即无论考试成绩如何高，如果课程设计不及格、该课程就不予及格），这样有助于增强同学对系统的整体概念和动手能力，这类综合性课程设计是在第二学期的开始几周，可以不影响正常的实验教学（如计算机组成原理实验要到第5周后才开始），同时也增加了实验设备的使用率，提高了学生的综合设计能力。
5 改革实验教学评价模式
在考核方法上，改变了传统应试教育方式，注重提高学生的综合素质，根据学生实验的综合能力进行评定，我们制定了严格的考核制度。对学生的成绩我们综合其课堂训练、实验验收、实验日志、实验报告、平时开放实验以及实验测试等进行评定。特别是最后的实验测试，对每位同学给出不同的题目，学生必需根据所给题目修改电路、编写测试程序、最后下载到实验箱正确调试出结果。这大大地减少了学生之间抄袭实验的恶劣现象。具体评分标准如下：
实验总成绩（100%）= 平时成绩1（40%）＋平时成绩2（40%）＋测试成绩（20%）；
其中：平时成绩1＝实践操作总成绩（综合考查课堂训练＋实验操作验收，考虑用百分比分等级）；
平时成绩2＝预习报告总成绩（10%）＋实验日志实验报告总成绩（30%）。
6 结束语
实践证明，实验教学不论硬件设备还是实验内容都要不断地改革，任何一种教学设备都不可能完美无缺，都各有利弊，必须从学生的接受能力和实验效果出发，互相补充才能达到良好的教学目的。此外，还必须有领导的支持、有经费保障、有教师的责任感和奉献精神、有学生的积极参与等才能把实验教学搞好。才能真正做到了“软”“硬”结合，为后续课程的学习奠定了基础，起到了承上启下的作用，有利于培养开拓型、创新型高素质专业人才的培养。
参考文献：
[1] 白中英. 计算机组成原理[M]. 北京:科学出版社，2001.
[2] 魏立伟，等. 计算机组成原理实验教学的改革与实践[J]. 科学教育论坛，2005.12.
