正文 應用型本科“計算機組成與結構”課程的教學改革探索(1 / 3)

摘要:作為應用型本科院校計算機專業的核心基礎課程“計算機組成與結構”,傳統的教學方法和教學模式很難達到教學目標與要求,本文結合該課程的性質和地位,從教學內容和教學方法等方麵,對這門課程的教學改革進行分析和創新探討。

關鍵詞:計算機組成與結構;教學改革;分層次教學;創新實驗

1課程的性質和地位

規範計算機教學知識體係在教學過程中能夠起到很好的作用,參照IEEE/ACM發布的計算機學科本科教學參考計劃(Computing Curricula 2001,簡稱CC2001 http://www.acm.org/education/curricula-recommendations),不同類型的本科院校對計算機專業都製定了各自學科的教學計劃。在CC2005(Computing Curricula)中將計算機學科分為計算機工程(Computer Engineering-CE)、計算機科學(Computer Science-CS)、信息係統(Information System-IS)、信息技術(Information Technology-IT)和軟件工程(Software Engineering-SE)5個專業,圖1為針對每個專業的特點和要求所提出的知識架構。

圖1The problem space of computing

橫軸分為理論和應用兩個方麵,而縱軸分為計算機硬件與結構(Computer Hardware and Architecture)、係統基礎(Systems Infrastructure)、軟件方法和技術(Software Methods and Technologies)、應用技術(Application Technologies)和信息係統結構(Organizational issues & Information Systems)5個層次,不同專業對每個層次的要求不一樣。CC2005中基於上述層次結構明確指出計算機科學專業和計算機工程專業都應該掌握計算機硬件與結構方麵的課程知識,並且對不同專業的每一門課程的地位、知識範疇和教學方法等做了詳細的說明。圖2為Computer Architecture課程的編號體係,課程分為四個級別:入門課程、中級課程、高級課程和具體項目課程,不同的課程對應不同的教學目標和教學方法。

圖2CC2005課程編號體係

作者簡介:韓英(1979-),女,助教,本科,研究方向為計算機係統結構相關的教學與研究;嚴誠(1983-),男,講師,碩士,研究方向為計算機體係結構相關的教學與研究;荀啟峰(1979-),男,講師,碩士,研究方向為計算機係統結構相關的教學與研究。

“計算機組成與結構”作為計算機科學專業的中級課程來講要求采用精簡的、係統的、主題教學相結合的教學方法。通過本課程的學習,要求學生在掌握理論的基礎上,通過實踐教學環節的訓練,培養學生在計算機係統的分析、設計、開發、使用和維護的能力,為後繼課程的學習和將來從事相關的計算機研究工作打下良好的基礎。

2教學改革

2.1抓課程核心,合理安排講授內容,突出硬件重點

該課程主要是介紹單處理器計算機的組成原理與結構體係,內容主要包括計算機中數據的表示和運算實現、存儲器組織與結構、指令係統、中央處理器等。由於該課程屬於硬件基礎課,其本身的特性決定了課程內容之間相對獨立、知識點零散,目前很多教材沒有做到體現計算機係統結構的整體性,且傳統的灌輸式教學模式存在很多問題,所以這門課程的教與學都比較困難。