計算機組成原理答案范文

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計算機組成原理答案

篇1

【關鍵詞】中等職業學校;計算機組成原理;教學方法

《中等職業學校計算機應用基礎教學大綱》明確指出:使學生進一步了解、掌握計算機應用基礎知識,提高學生計算機基本操作、辦公應用、網絡應用、多媒體技術應用等方面的技能,使學生初步具有利用計算機解決學習、工作、生活中常見問題的能力,是中等職業學校計算機課程教學目標之一。計算機組成原理是計算機應用基礎知識的重要內容之一。

計算機組成原理的教學內容強調以計算機硬件部件和和整機系統知識為主的同時,還必需適當兼顧與硬件關系最密切的基礎軟件知識的學習。那種把計算機組成原理完全作為純硬件課來處理,是陳舊的認識和過時的做法,不符合當今計算機研究和教育發展的潮流。學好這門課的目的是為了了解計算機的構成及基本工作原理。學生應能抽象出一個計算機模型,在此基礎上,理解計算機是如何工作的。但是計算機組成原理這門課專業性很強,很抽象,也很枯燥。而現在的中等職業學校學生基礎差,缺乏學習主動性,學習新知識時理解能力也相對比較薄弱。

那么,中等職業學校計算機教師當如何組織計算機組成原理教學呢?

一、教師要從簡單的問題切入枯燥的知識

在講解十進制數與二進制數之間相互轉換這個問題時,教師可以不直接講轉換算法,而是先提問了一個學生們都認為很簡單,但是又回答不正確的問題,來引起學生們的學習興趣,如:計算機用的是直流電還是交流電?對此問題,同學們討論,并說出回答的答案的依據,幾乎所有的學生都認為,計算機用的是交流電。依據是計算機的電源插在220V的交流電源上。但學生們的答案都是錯的,計算機用的是直流電,學生們很好奇,就急于想聽教師講出這個答案的依據,這樣,教師就引進了二進制數的概念,告訴學生,計算機中所有的數值、文字、符號、語音、圖形、圖像等等統為稱數據,在計算機內部,都必須用數字化編碼(基二碼,二進制編碼)的形式被存儲、加工和傳送。

并且講解了二進制碼的基本點符號0和1。采用0和1的優點是:符號個數最少物理上容易實現;與二值邏輯的真假兩個值的對應簡單;用二進制碼表示數值數據運算規則簡單。然而在我們的現實生活中所用的數值都是十進制數,那么接著就講了十進制數如何轉換成二進制數。十進制數分為整數和小數。對于十進制的整數轉換成二進制數的法則是:除以2取余。對于十進制的小數轉換成二進制的法則是:乘以2取整。

相反二進制數如何轉換成十進制數呢?教師同樣可以先舉了一個簡單的例子引入了概念按階展開。

二、教師要把抽象的知識具體化

講解CPU的工作原理時,教師首先講解CUP的全稱central processing unit 即中央處理器,有人也稱它微處理器。顧名思義,CPU就是電腦的中央核心部分,負責處理各種硬件裝置傳送進來的資源,經過判斷計算后,再下指令將資料送到正確的裝置上執行。講完這些以后學生都很迷茫,因為太抽象了。教師就可用現實中做廣播體操的例子來把抽象的問題具體化。做廣播體操的整個過程是,首先我們的耳朵聽到指令,然后再把指令傳送給我們的大腦,大腦經過分析判斷后再把指令傳送的我們的肢體,以此來確定肢體的動作。緊接著教師就用計算機如何打印文件這個例子與做廣播體操相對照。

當我們要打印一份文件時,首先通過鍵盤或者鼠標輸入打印的指令,CPU收到指令經過分析判斷后知道我們要打印文件,就會下達指令將資料傳送給打印機,然后由打印機執行打印工作。通過這個例子使學生們聯想到可以把CPU比喻成人類的大腦它不但要負責接收外界輸入的信息資料,而且還要負責處理這些資料,然后將處理后的結果傳送到正確的裝置上。幾乎大大小小的工作,都需要CPU來下達命令,傳送到其他設備上來執行。通過舉例子的講解方式使學生們了解了CPU的工作原理。把抽象的復雜的問題具體化簡單化,增強了學生學習的信心。

三、教師可通過學生講解來驗證教學效果

課堂上教師講解一個系統的知識點后,為了了解學生的掌握情況,教師可采用先挑一些程度好,理解能力強的學生將剛才講的知識再講解一遍的訓練方法,這樣我教師就可以了解到學生們的理解與教師講解的偏差在哪兒,還有什么地方沒有理解到位。教師可以就此問題重新的再做解釋。然后,再挑一些程度不好的且理解力相對比較差的學生,再來講解同樣的問題,如果講解的比較到位,就證明這個問題幾乎所有的學生都已經掌握了。

總之,在計算機組成原理這門課的教授過程中教師要想盡各種辦法,運用多種教學手段,設計有趣的教學活動來激發學生的學習興趣,培養學生積極的學習態度,與學生建立相互信任,相互尊重,平等交流的師生關系,讓學生充滿激情,主動投入到學習過程中,學生進一步了解、掌握計算機應用基礎知識。

篇2

關鍵詞:實踐教學;計算機組成原理;路徑

中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1002-4107(2016)01-0044-03

“計算機組成原理”是計算機專業本科生必修的專業核心課程,主要內容是學習計算機組成的硬件技術原理,也涉及計算機軟件,一般被認為屬于工程性課程中的硬件課程。而硬件課程是計算機科學與技術專業課程的重要組成部分,是培養學生實踐探索興趣、科學研究素養、工程創新能力、團隊協作精神的重要手段[1]。一方面,計算機組成原理課程具有基礎理論抽象、實踐性強的雙重特點,許多教學內容必須通過工程設計和實踐才能深刻體會,另一方面,“計算機組成原理”課程在計算機及相關專業人才培養中處于承上啟下、提高實踐動手能力、開發及培養創新潛能的重要作用。而實踐教學具有形式生動、教學效果直觀及貼近工程應用的特點,在工程性課程特別是硬件課程教學中具有天然的優勢,相對于以課堂教學為主的理論教學方式,實踐教學方式更易為學生接受,對提高學生的動手能力和培養學生的創新潛能具有無法替代的重要作用。

鑒于計算機組成原理課程的重要性及實踐教學的優勢,近年來高等院校均在計算機組成原理課程的實踐教學改革上投入諸多精力和資源,并在教學內容規劃、教學模式、教學方法和教學創新等方面進行了許多探索和實踐,為計算機組成原理課程實踐教學提供了許多可供參考的新思路。然而,由于受傳統教學根深蒂固的影響,高校在實踐教學中仍然存在著一些違背創新教育的做法,如以課堂教學為主、以講解知識點應付考試為主、實踐教學環節仍然處于次要及輔助地位等,這些都束縛了實踐教學功能的充分發揮。因此,為滿足社會對創新型人才的需求,在教學中必須不斷地積極探索如何合理規劃實踐教學體系與教學內容,改進實踐教學的方法與手段等,即以培養創新潛能為導向進一步深化計算機組成原理課程的實踐教學改革。

一、國內外高校計算機組成原理實踐教學現狀

一些國外高校計算機組成原理課程的實踐教學主要采用以下幾種方式:(1)給學生指派研究性課題,主要涉及實驗室科學研究;(2)給學生布置仿真性課題,學生通過仿真分析能更深刻地領會計算機各部件原理,特別是處理器等關鍵部件的工作原理;(3)給學生布置閱讀寫作類題目,分析并預測計算機技術發展的動態,主要涉及圖書館文獻檢索、Web檢索及論文寫作等[2]。這些教學模式使理論和實踐緊密結合,也有利于培養學生的工程觀念,能夠很好地達到計算機組成原理課程的教學目標,既培養了能力又能較好地培養和發揮學生的創新潛能。

目前,國內的計算機組成原理實踐教學模式相對于早期的驗證性實驗模式已有較大的改觀。課堂教學主要講授基本概念和理論知識,驗證實驗教學的主要內容,實驗平臺結構相對固定,主要是對基本知識進行驗證,目的是使學生加深對基本概念和理論知識的理解;有些較新的平臺應用EDA技術,提供了學生自主實驗的條件,但資源不夠或在教學中沒有充分利用。主要原因是缺乏相應的教學規劃與之配套,很難達到學生對計算機組成原理理論知識感性理解的效果。這種教學模式中,學生對于相關的知識理解深度不夠,學生的動手能力及應用能力得不到明顯提高,部分學生缺乏足夠的學習興趣,教學效果不理想,難以達成課程的教學目標。

二、計算機組成原理實踐教學問題分析

在驗證性為主的實踐教學模式下,實驗室缺乏培養創新潛能的實踐平臺及相應的教學規劃,學生主要圍繞著課堂教學被動地接受理論知識,缺乏實踐動手能力,培養創新潛能更無從談起。這對于技術性、工程性強的計算機組成原理課程來說,顯然是不適宜的。而教師缺乏工程教育理念、自身工程素質不高、教學資源配置不合理是形成這一狀況的主要因素,它們相互影響,彼此制約[3],形成負面表現。

(一)實踐教學作為理論教學的補充

實踐教學被定位為理論教學的補充,實踐教學機械地圍繞理論教學內容開展,學生和教師均沒有自主發揮的余地。這使得參與實踐教學工作、實驗室建設和管理的教職工,特別是作為教學主體的學生的主觀能動性和創造性受到較大的局限,相互影響,彼此制約,產生了一些負面影響。

(二)驗證性實驗為實踐教學的主要內容

在實驗項目設置上缺乏實際背景、綜合性和因材施教的靈活性,實驗內容多為驗證性,實驗教材的主要目的是指導學生按步驟地去完成規定的實驗內容;實驗內容提前預設且方案單一,學生沒有更多的選擇余地;實驗方法的局限性也較大,大多數實驗中學生只需按要求連線、撥動開關、記錄發光二極管顯示,采用微程序方法設計控制器時只能編寫微程序,無法改變計算機結構,也無法擴展電路,學生的設計難以突破實驗設備的限制。這些都極大地限制了學生的自主創新空間。

(三)教師介入過多過細

在教學過程教師更強調操作細節,而忽視對因果關系和不同知識點內在聯系的講解或討論,學生對有關知識點、相關實驗間的相互聯系等也根本無須思索,實驗結果不正確時茫然不知所措,結果正確也不知所以然,更談不上對實驗結果的分析;實驗中沒有理論聯系實際的教學安排。這些勢必影響到學生參與實踐教學的積極性和探索精神。

(四)考核標準不合理

對學生的考核以實驗報告為主要依據,現場成績評定以實驗結果的正確與否為主要標準。這樣學生在實驗時常常抱著應付教師的消極態度和僥幸心理,往往只重視實驗報告,部分學生甚至相互抄襲,無法在實驗過程有所收獲,更缺乏實際探索的動力。

(五)實驗條件不足

實驗室不具備培養學生創新意識的條件,如實驗設備數量不足,實驗時多人一組,配套儀器缺乏。一些學生積極主動,而另外一些學生則期望蒙混過關;缺乏相關測試儀器設備,學生對有關信號和電路狀態無法獲得直觀的認識;不具備學生自主選擇實驗或教師因材施教的條件,學生和教師都沒有太多的選擇余地。

以上這些因素使得實驗教學得不到應有的效果,學生的動手能力提高與創新能力培養成為一句空話。

三、計算機組成原理實踐教學改革路徑

為更好地適應國家對高等工程教育改革的要求,更好地適應社會對人才的要求,鑒于計算機組成原理課程在計算機專業教學中的重要地位,我們在計算機組成原理課程教學實踐中,主要從以下幾個方面做了一些改革嘗試。

(一)更新教育觀念

當今我們所處的時代,社會最需要的是具備綜合素質的創新性人才。作為高等教育工作者,我們必須徹底轉變以前以知識傳授為主的應試教育觀念,建立以培養綜合素質和創新能力為主的素質教育觀念。為實現素質教育、培養創新人才的目標,在高等工程教育中應以學生為教學的主體,一切教學工作應以學生為中心展開;在教學環節上應充分發揮實踐教學在實現素質教育、培養創新人才方面具有的天然優勢,將其置于更重要甚至是主要地位,使理論教學圍繞實踐教學展開。

(二)優化實踐教學內容及形式

以培養學生創新潛能為導向規劃實踐教學內容,優化實踐教學體系[4]。近年來我們作了一些有益的嘗試:增加實踐教學的比重,實踐環節的學時占比從以前的26%增加到目前的34%;在保留基本的必修實驗的基本上,增設選修實驗,拓寬實驗領域,增大設計性、綜合性實驗的比重,并針對不同的專業性質,開設部分差異化選修實驗內容,保留基本的運算器、存儲器、基本I/O接口實驗,微程序方式控制器設計實驗等,開設利用EDA技術設計計算機各單元部件電路的選修實驗,利用EDA技術設計控制器的選修實驗內容;在嵌入式專業的實驗設置中強化EDA技術的設計及應用的綜合性實驗內容等。這些選修實驗內容、綜合性實驗內容明顯對學生更具吸引力。這些教學內容不僅要求學生具備較扎實的理論基礎,同時對學生實際動手能力和分析問題、處理問題的綜合能力提出了更高的要求。為順利、有效地達成教學目標,教師的任務應是引導和答疑解惑,無須手把手介入實驗過程,這樣學生學習的主動性顯著增強,教學效果顯著改善。

在實踐教學環節中借鑒外國先進的教育經驗,在教學過程中給理論基礎較好的學生指派研究性實驗課題,為后續參加學術競賽及科學研究做準備;在各章節重要知識點的教學中給學生指派設計及仿真性課題(布置利用相關集成環境:QUARTUS II 11.0+ModelSim 10.0,對計算機基本部件進行設計和仿真的實驗內容,設計結果也可下載到DE2-115FPGA開發平臺上實現),學生可以按自己的方式設計和實現計算機部件,通過仿真對不同的設計方案進行評價,有利于更深刻地理解計算機關鍵部件的原理,發揮學生的創新潛能;給學生指派閱讀類題目,跟蹤計算機發展的動態,以此培養學生信息檢索、分析及綜合能力。

計算機組成原理課程的研究對象是一般意義上的計算機,而不是先進的、高性能的計算機,重點討論計算機的基本原理。但為避免過于抽象,教學中總會涉及具體的計算機,不同的教學內容會涉及不同的計算機,目前大多數教材的主要研究對象是PC機,包括全國研究生入學統考的指定及參考教材也是如此。為提高學生的學習興趣,在教學內容中適當增加對基于ARM指令集的微處理器內核的討論,由于它們在智能手機中被大量采用,學生接觸更多,教學效果更好。

(三)改良教學方法

第一,教師在講解過程中注意層次分明、重點和難點突出。教學中教師無須面面俱到,有些內容點到為止,特別是技術細節,學生在教師引導和幫助下在實踐中自己學習和體會,可以啟發學生積極思維,提高學生的自我學習意識和能力。

第二,因材施教,促進學生個性發展。對于基礎較好的學生,鼓勵他們選擇綜合性、研究型實驗,有條件時鼓勵他們積極參與實驗室建設和維護,加強對他們的工程訓練;而對于動手能力相對較弱的學生,以培養他們的基本技能為主,使他們擺脫依賴思想,要求他們必須獨立完成基本實驗內容。

第三,創造條件,充分利用一切現代教育手段提高教學效果。如利用計算機輔助教學技術和仿真技術,形象生動地展示數據流及指令流在計算機中的傳輸或執行過程,激發學生的學習興趣和探索精神;通過教學網站(http:///wljxpt/index.action)提供關鍵知識點的教學短視頻,并為學生創造一個不受時間和空間限制的學習及交流的虛擬空間,同時不斷完善按知識點分類的計算機組成原理題庫系統,并提供學生的自我測試功能和知識點及答案分析等。

第四,引入先進的教育教學模式。如采用MOOC(massive open online courses:大型開放式網絡課程)/SPOC(Small Private Online Course:小規模限制性在線課程)教學模式,采用翻轉課堂教學模式等。

(四)優化考核措施

實踐環節考核的方法要多種形式并用,并把筆試、現場答辯、實驗演示、論文寫作等有機地結合起來。如在實踐考核環節采用現場公開操作并答辯的方式進行,不僅是對學生學習的督促,也能保證成績評定的公正,保護學生的學習積極性;可以采用小組答辯的形式,培養學生的交流及合作能力;也可采用操作考試與提交實驗相關科技論文的方法來培養資料檢索和論文寫作能力等。

(五)優化實驗室資源配置

為達到良好的教學效果,學院硬件專業實驗室實驗設備盡量做到一人一臺(套),部分實驗至多兩人一臺(套);為滿足不同層次學生的教學要求,計算機組成原理課程實踐環節同時配備了基礎的實驗平臺(計算機組成原理試驗箱)和創新性實驗平臺(DE2-115、PSOC3/5),并配備仿真工具;為學生增強對實際開發環境感性認識,對于專業性較強的實驗,配備相關的測量儀器設備;為貫徹以實踐環節為主的觀念,在實驗室建立良好的教學環境,配備投影儀、白板及擴音設備等。目前學院還結合現代工程技術,適時引進和補充了一些代表學科前沿研究方向的高性能實驗儀器設備,為教師的學術研究和科研提供了良好的條件,也能夠對學生的素質提高和創新能力的培養發揮積極作用,做到了教、學、研相長。

通過以上措施,搭建合理的實踐教學軟硬件平臺,用心組織和實施實驗教學,適當引入新技術應用的實驗內容,不僅能讓學生受到系統的實驗技能訓練,更能培養學生嚴謹的科學思維,開發學生的創新潛能,培養學生解決實際問題的綜合能力。而與此相適應的配套考核措施可以檢驗提高學生的實驗動手能力和培養創新思維能力的實際效果。

計算機組成原理課程的實驗教學改革需要長期的研究探索和實踐,應該是一個不斷適應社會需要,不斷改進的動態過程。好的教學模式,對幫助學生掌握計算機組成原理課程的基礎知識單元,建立計算機硬件系統的整機概念,進而培養學生計算機系統的設計能力和創新應用能力,具有至關重要的作用。以上的一些改革探索和實踐在實際教學中取得了良好的教學效果。我們將不斷對計算機組成原理課程實踐教學內容、教學手段、教學方法、考核方式等方面進行研究和探索,通過健全教學資料的管理、不斷總結經驗、找差距、多參與交流及借鑒等方式,確定一種改革的動態模式,最終目的是提高教育質量,實現計算機組成原理課程的培養目標。

參考文獻:

[1]惠麗,吳玲,于麗萍.計算機專業硬件課程體系建設的優

化與改進[J].黑龍江教育:高教研究與評估,2013,(4).

[2]Anguita M,Fernandez B.Software optimization for

improving student motivation in a computer

architecture course[J].IEEE Transactions on

Education,2007,(4).

[3]郭超峰.計算機組成原理課程教學模式改革與創新[J].

計算機教育.2012,(24).

篇3

關鍵詞:計算機組成原理;教學改革;教學方法;教學模式

文章編號:1672-5913(2013)07-0046-04

中圖分類號:G642

計算機組成原理是計算機科學與技術專業的核心硬件基礎課程,是全國計算機專業碩士研究生入學考試的重點專業考試課程之一。它在計算機及其相關專業本科教學課程體系中起著承前啟后的作用。該課程內容涵蓋計算機系統的基本硬件部件構成和組成方式,包括基本的運算操作原理和單元設計思想、操作方式及其實現等。

通過對該課程的學習,不僅可以幫助學生理解單處理器計算機硬件系統的基本組織結構和工作原理,掌握單處理器計算機硬件系統的基本分析和設計方法及相互關系,還使學生了解計算機系統的層次化結構概念,明晰硬件與軟件之間的接口界面,建立起一個完整的計算機系統的整機概念,為后續相關硬件課程如計算機體系結構、微型計算機系統原理與接口等課程的學習打下良好的基礎。

1 課程教學現狀

1.1教材建設問題

計算機組成原理課程教學課時相對較少,但是其理論性強、知識面廣、內容多且更新快,教師難教,學生難學。現有計算機系統內部都是由超大規模集成電路組成,缺乏和書本相一致的硬件電路幫助學生加深認識。如果在沒有相關基礎知識的前提下,直接介紹現有的較復雜的新技術、新方法和新知識,學生熟悉和掌握有一定困難。

1.2教學方法存在的問題

由于“計算機組成原理”課程的知識點較多,現有的教學課時數較少,所以教師在教學過程中基本采用傳統的“填鴨灌輸式”教學方法,雖然教學工具從“粉筆+黑板”逐漸轉變為“黑板+課件”,提高了教學效率,使教學內容更加緊湊,但仍然存在許多弊端,比如因為內容較多,學生在聽課時沒有充分思考的時間,缺乏足夠的課堂交互,過分依賴拷貝教師的課件,不注重課堂理解,使教學效果較差。

1.3實踐教學問題

計算機組成原理課程的實踐教學在整個課程教學中有著重要作用,其主要實驗內容包括運算器、存儲器、控制器等各部件實驗以及基本模型機的課程設計實驗。但在現有的實踐教學過程中,基本是由老師給出實驗步驟,學生負責驗證完成實驗,對其中用到的相關知識及工作原理學生不能完全理解,缺乏對實驗過程中出現錯誤的分析和解決能力。如果改用FPGA平臺采用VHDL或Verilog語言進行設計型實驗,雖然相對驗證型實驗而言,實驗內容得到了改進,但由于學生個體差異較大,有的學生在相對有限的實驗時間內無法完成,實際效果大打折扣。

2 教學改革

針對以上問題,筆者所在的課程教研組從教材建設、教學內容組織、教學模式、教學方法、實踐教學等幾個角度出發,進行了一系列教學改革和實踐。

2.1教材建設

通過分析CC2005教程體系、《高等學校計算機科學與技術專業發展戰略研究報告暨專業規范和計算機科學與技術專業研究生入學考試專業基礎課全國統一命題考試大綱》對計算機組成原理課程知識點的要求,筆者所在的教研組重新編寫了課程教材,將重點放在講述一般性原理,不針對任何具體的商業機型,綜合國內外計算機類型中較為成熟的先進技術,兼顧計算機發展的新技術、新成果,力求做到深入淺出。同時,為了避免一般性的抽象原理不利于分析理解,該教材即反映了不同的典型結構,也有深入的分析,點面結合;通過一個模型機的實例將相關章節聯系起來,最終形成一個整機的概念,系統性較強。新教材緊密聯系實踐環節,加深了學生對所學知識的理解深度和應用能力,提高了學生的學習興趣,取得了良好的學習效果。

2.2教學內容組織

計算機組成原理課程教材的內容覆蓋范圍廣、知識點多、理論性強,但是在當前課時日益減少的情況下,不適合不加取舍地照本宣科,如何站在計算機硬件系統課程群的角度對課程內容進行適當取舍,對前導課程計算機基礎、數字邏輯電路已經講過的相關內容可以略過,以習題或課堂提問的方式引導學生回憶曾經學習的內容。對于將在后繼課程中講到的內容,比如流水線技術、虛擬存儲技術、通道輸入輸出方式等,只提及基本概念、結構和工作原理,不需要精講分析,將相關內容留給后繼課程去講解。

2.3教學模式選擇

改革現有的以課堂教學為主的教學模式,輔以多媒體、網絡教學。在多媒體課件設計的過程中,竭力避免大段抄襲教材內容的課件,強調概括突出章節知識要點,針對課程內容抽象、實物演示存在難度的特點,課件主要內容以動態演示為主,生動形象地描述地址流、數據流、指令流在計算機內部的操作過程,讓學生能以更直觀的方式理解計算機內部的信息處理過程,提升課堂教學效果。此外,在網絡上提供一個以學生為中心的網上學習環境,除了實現課程相關資源上網以外,針對每個章節設置試題庫,考核學生對相關知識點的掌握情況,并設置板塊對歷年考研試題進行解答分析,安排任課教師輪流在網絡上對學生反饋的相關學習問題進行答疑解析,使學生與老師的互動不受時間和地點的限制。

2.4教學方法改革

傳統的教學方法是灌輸式的,筆者在對中西方教學方法進行了解和比較后,探索將啟發式教學、類比式教學、案例教學等多種教學方法綜合應用到計算機組成原理課程教學當中。

現有的情境教學、啟發式教學強調創設適合問題的情境。所謂問題的情境是指不能直接使用自身已有的知識處理,但可以間接利用已有知識處理的情境。這就需要教師根據本課程的教學內容,圍繞特定的課程主題,設計合適的問題,激發學生的求知欲,強化其學習興趣,引導其主動探求更多的新知識。在教學過程中,教師需要鼓勵學生敢于質疑,敢于提問,而且要從不同角度提出問題、思考問題。例如在講解運算器ALU的時候,可以先提出問題,為什么衡量計算機運算速度可以采用每秒鐘多少次加法這個性能指標?加減乘除四則運算之間是否可以合并化簡?從而讓學生思考計算機的算術運算功能的實現主要依靠什么部件,是否存在同一個部件能夠同時完成所有的四則運算功能?這就可以引申出加法器的基本概念,使學生明白在計算機中用來實現運算的核心部件是加法器。在實際教學過程中,還需要尊重學生的個性思維,給予他們開放式的答案,這對于提升學生的學習興趣,保持學生持續的學習動機非常有幫助。

類比教學是指在講授過程中將一些概念、策略和思想等比較抽象的內容與現實生活中的生動事例進行關聯、類比,從而將學生可能認為抽象的概念、理論形象化、生動化,使其掌握知識更牢固。例如,將日常生活中最簡單的接電話與中斷處理過程相聯系起來,在日常的工作過程中,突然出現的手機鈴聲就是中斷請求信號,打進電話的呼叫者就是發送請求的中斷源,因為被呼叫者無法預知呼叫的時間,所以打進電話的過程是個隨機事件,具有和中斷相同的特征——隨機性。手機的分組鈴聲和來電顯示可以用來區分呼叫者的身份,是用來識別不同中斷來源的標志,這個過程是個中斷識別的過程。而被呼叫者中止當前正在執行的工作,選擇接聽或者掛斷電話的過程是中斷響應的問題,接聽是響應中斷,掛斷則是不響應。如果設置了來電過濾的黑名單和白名單屬于中斷屏蔽的問題,黑名單上的呼叫者將會被屏蔽掉,白名單上的則不會受影響。被呼叫者接聽電話回應呼叫者的過程屬于中斷處理過程。接聽完畢,掛斷電話,重新開始原來被中斷的日常工作屬于中斷返回。整個過程和中斷處理過程如出一轍,通過這樣一件簡單的日常事例,學生可以由此及彼的掌握整個中斷過程。

案例教學法在一些法學、管理類教學中早已廣泛運用,它是通過實際案例來反映教學內容中的一些基本原理和方法,提高學生思考問題、分析問題和解決問題的能力,重視培養學生學習興趣的一種教學方法。案例教學法關鍵在于選擇合適的案例,案例必須具有典型性,具有普遍意義,這樣的實例在教學過程中值得花費精力討論和設計。計算機組成原理課程內容比較抽象,案例教學對CPU數據通路的教學非常有效,特別是指令執行過程部分,通過對模型機案例的信息流分析以及和現代計算機硬件系統結構的直觀對比,介紹計算機系統的新理論和新技術,加深學生對計算機硬件系統各功能部件的基本原理、基本結構的理解和掌握。

2.5實踐教學改革

2.5.1實驗內容改革

學院從過去的固定結構實驗平臺下的驗證性實驗,過渡到FPGA實驗平臺下的設計性實驗,使實驗項目更加靈活,實驗內容與教材內容保持一致,避免實驗與課堂教學脫節的問題,做到課堂教學與實踐環節的統一,鞏固教學效果。

2.5.2實踐教學方法改革

從2004年開始,筆者所在的教研組針對不同類型的學生,采用了層次化教學法,并在后續的實踐中,陸續采用了任務驅動式實踐教學,建立實踐教學平臺等多種方法提高教學效果。層次化教學法是針對學生的個體差異,在教學大綱允許的范圍內,將實踐任務分成基本、常規、提高3個層次,基本層次完成原理驗證型實驗,常規層次完成給定框架內的設計并進行驗證,提高層次鼓勵學生綜合所學知識,實踐自己的創新設計。課程組在編寫指導書時就對不同層次分別指導,如課程設計指導書中基本層次完成CPU的微程序設計,著重于理解指令的實現過程,常規層次還要完成CPU的硬件設計,從設計的角度理解計算機的工作原理。在實施中采用學生申請、指導老師審核的方式選擇層次,層次的選擇不影響成績的檔次,保證每個學生都能通過實驗有所收獲。

任務驅動式教學就是把所要學習的知識轉化為對應的任務,教師通過引導學生分析任務、通過主動探求完成任務來實現所要達到的教學目標。它符合探究教學模式,強調知識和技能的傳授應以完成典型“任務”為主,強調學生在密切聯系學習、生活和社會實踐的有意義的“任務”情境中,通過完成任務來學習知識、獲得技能、形成能力。在計算機組成原理課程的實踐教學過程中,以模型機CPU的設計作為實踐教學的核心任務。之所以選擇CPU,主要是由于CPU對大多數計算機專業學生而言,是既陌生又熟悉的一個具有神秘感的硬件,能夠充分調動學生的學習興趣;同時CPU又是整個計算機系統的控制處理中心,負責指令的解釋執行,實現了對計算機系統中各個功能部件的管理控制,可以幫助學生深入理解計算機的工作原理。在整個實踐教學過程中,這個核心任務被分解成若干個環環相扣的子任務,如伴隨課堂教學進度進行的運算器、高速緩存、控制器等部件設計,由淺入深、循序漸進,在期末課程設計的時候,由學生設計實現各種不同結構和功能的CPU。學生可以將所學知識融會貫通、綜合運用到CPU設計過程中,給有潛力的同學留下了足夠的創新空間,對于培養學生的創新能力、創新思維有著較大幫助。

篇4

關鍵詞:成人教育;教學內容;教學方法;教學手段

近幾年我國的高等成人教育在規模上得到了迅猛發展,在大發展的同時,我國的高等成人教育質量以及成教學員的學習現狀不容樂觀,成人教育管理工作者們越來越感到成人教育難于管理,成人教育的各個環節越來越難于保證按質按量完成,特別是成教學員參與學習的積極性不高,面授學習時間不能得到根本保證[1]。現有的成人教育內容與管理模式難以滿足廣大成教學員的需求等問題。反映了成人教育的教學目標、教育內容、教育方法、教育手段、管理觀念等方面的問題。因此,成人高等教育有自己的特點,對成人高等教育計算機專業教學進行改革與實踐是社會和科學技術發展的需要,本文主要針對成教生的“計算機組成原理”課程的教學進行研究。

1明確成人高等教育人才的教學目標

成人高等教育是在完成高中階段教育基礎上進行的專門教育,培養能夠適應生產、社會和管理等第一線需要的全面發展的高等技術應用型專門人才,所進行的教育應該是職業性教育,受教育者除了應掌握一定的基礎理論知識、基本技能之外,更重要的是培養職業素質、實踐能力、應變能力和創新能力。但現行高等成人教育的培養目標往往是普通高等教育的翻版[1],只強調高等教育層次的培養要求,這在同一專業的培養上表現得尤其明顯;普通高等教育人才培養要達到何種要求,高等成人教育必須達到,忽視了高等成人教育的職業性和多樣性特點。因此,過去那種只注重理論教學而輕視實踐環節的教學模式下培養出來的學生在畢業后經過一段相當長時間的摸索才能在實際工作中適應,真正能夠達到利用所學知識獨立工作[2]。信息技術發展的日新月異使得信息產業成為國民經濟中變化最快的產業,信息化社會中所需要的計算機人才必須對新技術的發展具有快速的適應性,在很短的時間內將科技轉化為經濟效益。因此社會對人才的需求迫使我們必須按照信息化社會的需求重新確立成人教育的培養目標。課程體系的改革、建設、研究與實踐,都要圍繞成人高等教育的培養目標進行修訂,以科技的發展和信息化社會對人才的需求為依據,要更加注重培養學生掌握先進技術和強化學生的動手及應用的能力。

2加強教育內容的實用性

成人高等教育的特點,要求課程的教學大綱和教材根據教學對象和時展要求而形成自身的特色,應充分考慮成教學員的基礎,充分考慮成教學員實際工作的需要,在注意該專業知識結構完整性、系統性的同時,更應注意成教學員的實用性,應避免在成人教育中套用普教模式,應避免選擇的內容過難而使本來基礎較差的成教學員望而生畏,無法學習,應避免過于強調理論的來龍去脈,而忽視該理論的應用,對于應用性專業,特別是工科專業,更應注意操作、實驗、實踐的環節,真正讓學員學有所用。現行的教學

作者簡介:徐愛萍(1962-),女,副教授,博士,研究方向為網上信息管理、GIS以及“計算機導論”、“計算機組成原理”、“匯編語言”、“計算機接口技術”、“計算機系統結構”課程教學。

容,忽視了教學對象的差異。盡管成人教育已有了相當的規模,但還沒有一套規范的、適合成人教育特點的權威教材,而是采用普通高教的教材。使本應充滿活力和富有時代氣息的教學過程變得與普通高等教育區別甚微,體現不出高等成人教育的職業性和終身性特點。

陳舊的教學內容不僅影響學生的學習熱情, 而且會影響他們將來無法適應社會的需要。因此根據成人高校培養目標和社會人才需要,我們修改了“計算機組成原理”課程的教學大綱和教學內容。在本課程中運算器、存儲器和控制器是計算機組成的三個重要部分,在運算器部分普通高等教育的教學內容包括定點、浮點的加減乘除的各種運算方法和實現原理,最后介紹二進制和十進制運算器的實現原理和如何用集成芯片實現運算器;在成人高等教育中我們重點放在運算器的設計與實現上,讓學生學會用集成芯片去搭接行波、兩重及三重進位方式的并行加法器[3]。在介紹存儲器系統這部分,普通高等教育的教學內容包括存儲元的工作原理,存儲器芯片的內部結構,這些對成教生來說不僅理解上有困難,而且在實際中也沒有什么應用價值,因此在教學中我們去掉了這些內容。在介紹控制器這部分,普通高等教育的教學內容全面而深入,從控制器的組成、指令的執行過程分析、指令的控制時序到控制器的硬布線設計和微程序控制器設計,主要介紹的是設計方法和設計技術,要求學生靈活掌握,不能死記硬背,根據不同的CPU結構、不同的指令系統要能設計出相應的控制器。雖然教學內容有所刪減且難度也有所減少,但學活學精的宗旨沒有變。

為使計算機教育與飛速發展的計算機技術相適應,還必須及時更新教學內容,拓寬知識面,瞄準技術發展前沿,滿足社會經濟建設對人才和能力結構的需要。比如在指令系統中我們增加了精簡指令系統(RISC);在輔助存儲器中我們增加了磁盤冗余陣列(RAID);在外部設備中我們增加了液晶顯示器和激光打印機。

3加強教學方式的靈活性

成人高等教育的教學方式一直較為落后,主要以課堂教學為主,采用注入式、教師滿堂灌的教學方法,重點講授教材上的理論知識,這使得師生缺少互動,學生參與程度低,普遍感到所學知識在實際工作中用處不大;同時,重課堂教學、輕實驗操作使學生普遍感到學習艱難。因此,在教學中我們不一味介紹書本上的純理論,不強調死記硬背,而是給學生自我發揮的空間。在介紹運算方法的實現后,對運算器的設計進行了練習;介紹主存儲器的組成原理后,對實際存儲器的設計技術,如模塊化存儲器設計、動態存儲器設計和交叉存儲器設計都進行訓練;介紹指令系統時,在將操作碼的設計和尋址方式的設計介紹完后,對指令系統的設計進行訓練;在介紹控制器的設計技術后,對控制器的完整設計進行訓練[3]。這樣的理論與實際相結合的方法既能把所學的理論融會貫通又能激發學生的學習興趣,學生感到自己所學的東西不是空洞的,而是學有所用的。

另外,在目前社會競爭十分激烈的情況下,一些學員面臨一邊工作一邊學習的境遇,在學習時間上打折扣。學校為了保證教育質量,采取強卡、強壓政策,這種教學方式使在職學員不滿意,用人單位不滿意,學校由于正常教學秩序得不到保障也不滿意。因此在中教學中我們采取適當壓縮面授時間的方法,充分利用有限面授時間進行精講,采用自編的自學輔導資料,加強自學指導,來彌補面授課時的不足。

再次,由于成教生的基礎一般都比較薄弱,學生的理解能力有限,常常因為沒有把前面的內容搞懂而越學越學不下去,為了讓學生能把每次課的內容理解透,我們采取模仿練習的教學方法,講完一部分內容后就讓學生做同樣的練習,每次課程結束后都把學生所做的模擬練習交給老師,老師認真評閱,發現學生學習中的問題所在,以便有針對性的去調整教學內容和方法。每次交上來的作業也是對學生的一次考勤,作為平時成績,這樣對學生也是個壓力,該教學方法收到了比較好的教學效果。

4加強教學手段的先進性

傳統的教學手段是“粉筆+黑板”,不僅書寫黑板要花很多課題時間,學生看到的是死板的黑底白字。隨著科學技術的發展,越來越多的教師已經充分運用多媒體,改變傳統教學的局限與不足。課件教學已經成為最主要的教學手段,但又出現了另外的極端,很多老師過分的依賴幻燈片,做在機器旁邊念課件,而學生把課件拷貝回去后有的干脆就不來聽課,因此出勤率大大下降。為此,我們采用了“課件+黑板”的教學手段,大部分內容在課件上出現,但細節部分在黑板上給予適當補充,而且一些臨時需要增加的內容必須借助于黑板來發揮。在黑板上我們可以一步一步給出解題步驟和答案,可以讓學生有思考的余地,這種方法的試用效果很好,尤其是對成教生。所以我們認為不能完全摒棄黑板,兩者的結合可以發揮到最好的教學效果。

5考核方式的改革

考試是衡量學生對知識的掌握程度,也是對教學效果的信息反饋,可以促進教學工作的改善。根據我們對成教生的教學目標,我們對成教生學習的考核不是檢測學生記住了多少知識,而是檢測他們獲取知識和應用知識的能力;由于成教生的學習基礎比較薄

弱,學習時間有限。因此在考核內容上避免死記硬背的知識,而是以考學生對知識的綜合應用能力為主導,考核內容也不宜太難。成績的評定采用綜合成績,而不是一張試卷定乾坤,我們根據期末考試成績、平時測驗成績、作業成績和出勤等多項因素,全面考核學生的能力和素質。一般考試成績占60% 、平時成績占40%來綜合評定學生的學習成績,通過比較好的考核成績來激發學生學習的主動性和積極性,也使學生離自己所追求的目標能更進一步。

6結語

本文是我們在普通高等教育和成人高等教育中對“計算機組成原理”課程教學的經驗總結,在教學中我們針對不同層次的學生采用不同的教學目標、教學內容、教學方法和教學手段,實驗證明效果比較好。因此,我們認為在成人教育的過程中,必須充分考慮學員的學習需求,充分考慮教學是否有利于學員學習質量的提高,不要不顧實際的完美形式主義,應該提倡成人教育的務實和求真。本研究受武漢大學計算機學院教學改革項目資助,在此表示感謝!

參考文獻:

[1] 銀德輝. 從成教學員的學習心理探析我國高等成人教育改革[J]. 湖南科技學院學報,2008,29(4):176-178.

[2] 李曉彥,齊保東. 成人高等教育計算機專業教學改革與實踐的思考[J]. 繼續教育研究,2003(6):76-77.

[3] 徐愛萍,劉建英,吳松梅. 計算機組成原理課程教學改革研究[J]. 高等建筑教育,2004,13(1):53-55.

The Educational Research and Practice on the Courses of Computer Organization

Principle in Adult Higher Education

XU Ai-ping , HUANG Yuan

(School of Computer, Wuhan University, Wuhan 430079, China)

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[關鍵詞] 操作系統 互動式 方法研究

大量學生學完《操作系統原理》課程,只是通過背誦記住了幾個基本概念,并沒有真正了解這個優秀的、大型的軟件;沒有學到程序設計中的很多精華思想和編程技巧;也沒有真正了解這個重要的系統軟件是怎樣管理計算機的全部資源,因此,在操作系統的講授課堂上使教師和學生“互動”,是一個非常值得研究的問題。互動式教學就是在教學過程中加入學生的作用因素而完成教學的方式。它培養了學生的參與意識、動手能力和思維能力,并能激發學生的學習興趣,是一種良好的教學方式。它符合素質教育所提倡的“教為主導,學為主體”的教學思想,還學生主動思維的空間,讓學生主動發展。

一、結合大學生自身較強的自學能力,采用“設疑―自學―提問―釋疑―總結―練習―單元測試”的模式,充分發揮“學為主體”的作用

教學過程中往往有這種現象,有些學生寧肯教師站在講臺上從頭到尾“喋喋不休”,也決不愿意自己看十分鐘的書,或動手做幾道題。其實,他并沒有聽進多少,灌輸無效。針對這種現象,我結合大學生自身較強的自學能力,選取部分章節,采用“設疑―自學―提問―釋疑―總結―練習―單元測試”的模式,取得了較好的教學效果。例如,在講授設備管理這一章時,由于很多內容曾在計算機組成原理課程涉及到,如輸入/輸出控制方式的工作過程己經在計算機原理課中詳細講過。如果再逐條講授的話,費時費力且效果不見得好。于是我首先提出關于該內容的一些主要問題,然后請同學們按照這樣的程序操作:先細看一遍書,再看我提出的問題,帶著問題重新看書,然后答題。任務完成后,我先按重點講解,然后同學向我提問,沒有問題后我再向他們提問,將其遺忘部分補足。接著我就該內容做總結,提出重點部分和難點部分要求其掌握,并請同學將在前面課程中學習該內容時的體會與在本門課程中再次學習時的感受做一張總結表,使其進一步透徹掌握該內容。最后提出思考題和作業題給其練習。經過這樣一套程序下來,盡管教師沒有逐條講授,然而學生掌握的程度卻比平常高。

二、根據課程的特點,通過開拓思維、研究實例和實際實踐,培養學生從理論中來,到理論中去,再進一步升華為理論的創新能力

操作系統原理是一門實踐性很強的課程,它來自于客觀需要,現正運行在各種不同類型的機器上。在授課過程中,我根據該課程的特點,著重要求學生利用課余時間去研究實例操作系統,例如,我在講授操作系統界面時,我先講有關內容的基本理論,然后提出上機的任務,請同學上機實驗操作。在操作前,我布置了相關的上機任務,要求學生在額定時間完成。這樣就避免了學生利用上網時間不務正業,便于教師的管理控制。操作時根據學生的總人數,適當安排2~3人一組,發揚合作精神,便于優勢互補,又要避免蒙混過關。操作結束后,重要的一個環節是,請每個小組做一個總結匯報。要求上臺演講,小組成員全部參加,將自己的研究成果做一個匯報。這個過程有時間控制,有老師和學生的共同參與,還有一個公平的考核,也就是請全體同學給每個小組民意評分,該成績作為平時成績的重要參考。讓學生充分發揮主動、創新、積極動手參與實踐的能力,從理論中來,到實踐中去,再進一步上升為理論,開拓思維,主動參與,取得了較好的教學效果。

三、師生“互動”提問式的講課,互出試卷型的自學,“十分鐘老師”的交流,變枯燥的教為趣味的學

操作系統這門課程的教材絕大部分都是大篇幅的講述基本原理和基本概念,學生對這些文字感興趣的不多,加上教學手段沒有及時跟進,這門課上起來未免顯得枯燥。于是我對相關內容進行了教學方法的改進。例如,在講授進程管理這一章中有很多的其本概念,如果上課就這么平淡地講了,同學們就不會注意聽,所以我稍稍改變了一下方式,采用提問式的口氣,比如:“你們知道操作系統中的信號燈會是什么樣的嗎?”、“猜猜看,是誰叫醒了正在睡眠的進程?”。一個提問式的口吻,首先將學生的注意力吸引過來,然后他們會猜,會開動腦筋,得到答案后也容易留下深該的印象。由于這門課原來是專接本的專業課,而且經過對大多數學校試卷的分析,幾乎所有學校都非常重視基本原理和基本概念。所以我選擇了書上重要的章節,額定時間請同學就相關內容采用一定題型互出試卷,要求一人一份、題型標準、選題合理、密度均勻、份量適當。然后由我隨機調換,再額定時間給同學答案。最后再交出題人判分。這種互出考的學習,學生反映好,教學質量高,較好地完成了教學目標。

四、在平時成績考核模式上,加大口試,使學生的學習在自主、自愿、協作、愉快的過程中完成

學生最怕考試,往往為了考試而學習,非常被動。而在最后的考試成績中,平時成績占50,這平時成績的50分通常是考勤、平時的作業、表現決定的。這其中有很多問題,比如,學生人來了但心卻“飛”了,作業也交但卻是“復制”的。而老師卻不能不給他滿分的平時成績。因此,在平時成績考核模式上,加大口試、做小論文,這樣就能保證認真學習的同學和人在心不在,作業也交但作業是“克隆”同學的平時成績的差距,以最大限度避免有些同學想提高平時成績蒙混過關。

在授課過程中,我嘗試過以下一些做法:(1)在課堂中穿插提問。提問是教師與學生的交流,是學生對授課內容的反饋,是學生參與教學的一種方式,也是其平時成績的重要記錄。平時的提問相當于對學生進行口試,可以及時反映教學效果。(2)學習內容總結的小論文可當作平時的作業,但其中的管理控制很重要,隨隨便便的抄襲沒有意義的,所以題目應是學科的前沿并且值得研究,要在授課的初期或中期給出,而不要在授課后期,這樣便于學以致用,利于創新。

五、結束語

教學是每一位教師的工作,是每一位教師的終身事業,需要不斷地追求。教師對學生的進步和學習興趣的提高自然是非常欣慰的。但是,要真正做到因材施教、因人施教,并不是一件很容易的事,教師必須不斷改進自己的教育教學方式和方法,不斷提高自己的業務水平。一個學生若對本課程有了興趣,就會很自然地去學習,這就能進一步提高其學習興趣,使本門課程從苦學、難學變成了樂學、好學。

參考文獻:

[1]黃震.關于《操作系統》課程教學改進的探討[J].電腦知識與技術,2006,(23):210.

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關鍵詞:西部高校;計算機專業;課程建設;計算機系統平臺

0 引言

西部地區經濟和社會發展一直在全國范圍內處于相對落后的地位,西部大開發政策為西部偏遠地區信息技術的發展以及計算機專業人才的培養提供了新的機遇。青海省作為經濟欠發達地區,信息技術仍相對落后很多。西部高校的計算機專業如何結合地方經濟發展進行教學實踐,成為一個重要的研究課題。

青海大學計算機技術與應用系在培養定位上,一直秉持“面向西部地區經濟建設主戰場”的理念,強調能力與素質并重,培養信息技術與應用的特色人才,滿足社會對高質量應用型人才的需求。培養方案設計和教學計劃制定參考了2006年教育部計算機教學指導委員會計算機專業教學分委員會(簡稱“教指委”)的《計算機科學與技術本科專業規范(信息技術方向)》(下面簡稱《規范》)。《規范》指出,信息技術是一門針對社會與各種企事業單位的信息化需求,提供實施技術與解決方案的學科,與青海大學計算機技術與應用系應用型信息技術人才的培養原則和目標相一致。

在《規范》推薦的課程體系中,計算機系統平臺是其中重要的一門專業必修課,課程內容涉及計算機硬件平臺、軟件平臺、操作平臺和應用平臺等。作為一門全新的專業課,該課程有很多需要探索和研究的內容。我們結合自身探索和初步實踐,將對課程的內容組織、教學方法、實踐環節等幾個方面進行探討。

1 課程教學內容的選取與優化

本課程的學習目的是使學生了解和掌握信息系統開發、運行和維護所需要的整個平臺所相關的技術,涉及計算機系統的不同層次,包括硬件、軟件、操作系統和應用軟件等。通過學習不同層次所提供的支撐功能,感受并理解人們能夠在這樣的平臺上做哪些事情,并掌握計算機系統平臺中一些典型功能實現的基本原理。

本課程理論講授48學時,實驗部分32學時,按教學內容進行劃分,課程教學內容學時安排如圖1所示。其中計算機硬件平臺部分學時相對較少,相比傳統計算機專業的計算機組成原理課程內容進行了大幅度的裁剪,尤其是其中較深的理論、抽象的概念等難以理解和接受的部分。應用開發平臺部分則對常用的軟件開發環境進行介紹,使學生聯系其他課程中與編程相關的知識進行結合和過渡,從而對計算機上層平臺有更加清晰的認識。

1.1 課堂理論教學內容

計算機系統平臺課程既包括傳統計算機專業課程體系中的計算機組成原理和操作系統課程的主要內容,還包括向上層應用平臺延伸的部分內容,涉及的范圍十分廣泛。因此,如何根據專業培養方向的目標和定位對本課程教學內容進行選取是需要精心設計和探索的。信息技術方向以培養應用型人才為目標,強調的是專業知識的針對性和應用能力的培養,因此應著重提高課程學習內容的針對性和應用性。作為一門全新課程,青海大學計算機技術與應用系將計算機系統平臺的理論教學內容的學時安排如表1所示。

首先,我們將計算機作為一個整體的軟硬件平臺介紹給學生,使學生對本課程有直觀的了解并產生興趣。接下來講解指令系統和匯編程序設計,讓學生先練習,通過匯編語言編寫一些簡單的程序,掌握基本語句的含義,對后續講解CPU控制器和運算器的實現具有很好的鋪墊作用。“計算機信息表示”單獨作為一章來介紹進制轉換及運算等知識。第四章重點介紹構成計算機的5大功能部件以及連接它們的總線。在有限的學時內,我們將涉及理論部分的內容大部分裁剪掉,旨在讓學生領會計算機設計的基本思想及各功能部件的基本工作原理即可。

第五章從操作平臺的角度人手講解操作系統的功能和作用,進程管理、內存管理、外存管理及外設管理分別對應第六至十章的內容。最后加入關于應用開發平臺的內容,學生可結合在其他課程中所接觸的集成開發環境及應用程序接口等來學習此部分知識。

本課程的理論教學內容從平臺的視角出發,將計算機硬件、操作系統、應用開發從底至上貫穿其中,形成完整的體系。經過幾輪教學實踐嘗試,對內容順序進行了合理的調整,使得學生在學習的過程中能夠承前啟后,達到良好的學習效果。

1.2 課程實踐教學內容

根據西部地區信息產業的實際需求,我們所培養的學生需要具備很強的計算機應用技能,才能適應工作崗位對人才的迫切需求。因此,作為一門重要的專業課程,實踐教學內容必須經過精心合理的安排和設計。目前,青海大學計算機技術與應用系所采用的計算機系統平臺實踐教學內容學時安排如表2所示,總計32學時。

經過近3年的課程調研發現,使用筆記本電腦的學生比例高達95%,而使用臺式計算機的學生非常少,曾經拆開過主機機箱的學生更是屈指可數。據此,本課程實踐環節首先讓學生通過親自動手來了解計算機的硬件組成,使學生對計算機有直觀的認識。目前實施設備包括真實PC機及16位教學實驗機。實際效果表明,學生紛紛表示實驗后收獲很大。接下來,匯編程序設計實驗要求學生在教學實驗機上用匯編語言編寫一些簡單的程序,在熟悉匯編語言的基礎上進一步了解指令系統及CPU運算器和控制器的工作方式。實驗3讓學生通過編寫中斷程序進行驗證性實驗,觀察多級嵌套中斷的效果,并理解中斷產生、響應、處理的工作過程。

實驗4讓學生通過親自動手安裝Windows和Linux操作系統,熟悉這兩種不同的操作系統。在此基礎上,實驗5-8通過讓學生在實際操作系統上利用程序員接口編寫程序,了解不同的操作系統在進程管理、內存管理、存儲器管理等方面的實現方法。實驗9和實驗10上升到應用層面,要求學生分別在Linux環境和Windows環境下進行綜合性的程序設計,利用Shell及集成開發環境進行規模較大的程序開發。

綜上所述,實踐教學內容遵循從底至上的順序,配合理論教學中講解到的各種原理和方法,讓學生能夠將專業學習與實際動手相結合。實踐環節的精心設計和有效實施大大提高了學生學習本門課程的興趣,也加深了學生對整個計算機系統平臺核心實現原理的理解。

2 教學方法與手段

針對目前青海大學計算機技術與應用系計算機專業信息技術方向課程教學的現狀和學生自身的基本情況,我們進行了一系列教學改革的實踐探索,力求提高和改進本門新課程的教學質量。

2.1 教學方法的改進

計算機硬件構成和操作系統相關的內容相對枯燥,如果照本宣科地講授將會使學生很快喪失對課程的學習興趣。下面從幾個方面來討論對計算機系統平臺課程教學方式與方法的探索。

1)結合技術前沿引發學生興趣。

學生在剛剛接觸一門新的課程時并沒有太多的認識和了解,因此應該利用這一關鍵時機,引導學生激發出對本課程的學習興趣。計算機系統平臺是整個課程體系中首先接觸到軟硬件綜合知識的課程,應當結合當下最前沿技術的發展趨勢對計算機進行介紹,使學生既能了解到最新技術也能增強對計算機原理的學習興趣。例如,在講解計算機與用戶的交互時,給學生演示iPad的使用(當時平板電腦尚未在國內發售),學生表示很感興趣。近年來,隨著云計算、移動平臺和嵌入式操作系統等技術的興起和廣泛應用,在課程中對這些最新概念進行介紹能夠使學生體會到本課程與實際的緊密聯系。

2)聯系實際應用幫助學生理解。

在教學時遇到比較枯燥的知識點,應適當結合實際應用來講授,從而幫助學生理解。例如,在講解進程管理部分時,進程控制塊中包含各類與進程相關的信息。此時,可直接在Windows系統中開啟進程管理器,通過“選擇進程頁列”的功能,可以看到PID、優先級、線程數等屬性,使學生產生直觀的理解。又如,信號量可以用生活中常見的場景聯系講解。在銀行填寫單子時需要用公用筆,如果只有3支筆可以用,即信號量的初始值為3;每來一個顧客請求用一支筆,相當于執行了一次P操作,信號量的值減1;當顧客用完筆放下后,相當于執行V操作,信號量的值加1。這樣,當信號量值為負值時,其絕對值的含義為當前等待用筆的顧客數。這個過程的講解可以加深學生對信號量含義的理解,更能夠體會到此種機制在實際問題中如何應用。

3)開放式討論活躍課堂氣氛。

在課堂教學中,氣氛沉悶影響學生聽課效果以及對知識的記憶和掌握。因此,應積極鼓勵學生成為課堂的一部分,適時采用開放式討論。例如,在講到Windows與Linux的發展史時,可以讓學生根據其自身對兩種系統的了解和熟悉程度,討論到底哪種操作系統更好。這類問題本身并無確定答案,學生在激烈的爭辯中不但使課堂氣氛更加活躍,而且也能夠發掘他們平時積累的知識,鍛煉其表達和組織語言的能力。再如,在講解死鎖部分時,可以讓學生先想一想可以用什么方法解決死鎖(如哲學家進餐問題中的死鎖現象),讓學生能夠主動思考,而不是被動地等待教師灌輸知識。開放式的討論使得學生不再覺得自己“置身事外”,而是真正成為了課堂教與學的核心參與者。

2.2 教學手段的改革

教師與學生為實現共同的目標,完成共同的學習任務,應不斷開發新型的教學手段,促進目標和任務的達成。下面從幾個方面來討論對教學手段全方位的探索。

1)全面利用信息化輔助教學。

利用逐步完善的校園網環境,借助各種信息化手段來輔助教學各環節的實施。具體包括:課堂上通過精心設計的電子課件增強教學效果;利用網絡資源提供網上在線學習,開展教學互動;利用教育在線平臺進行電子作業收集,開發抄襲檢測系統督促學生養成良好的學習風氣,同時也提高教師批改作業的效率。運用這些信息化手段,加強了學生和教師之間的互動,并能夠督促學生認真完成課堂和課下任務。

2)利用動畫演示形象化講解。

在教學過程中需要講解一些動態變化過程時,采用動畫演示等形式進行呈現能夠起到很好的輔助效果。除了教師自己制作動畫和演示之外,更鼓勵學生利用課余時間開發Flas或采用自己熟悉的編程語言編寫與課程相關的演示程序,并采取一定的激勵機制。這樣,通過生動、形象的程序可以緩解教學內容的枯燥乏味。更重要的是,學生在開發的過程中大大地提高了動手能力,并更加深入地理解課程的相關內容。

3)重視實踐教學環節。

本課程理論性很強。長期以來,本課程團隊一直以培養學生能力為核心,結合教學內容和人才培養目標開設不同層次的驗證、設計、綜合類實驗項目,根據對學生的觀察和了解,為其定制合適的實驗難度。此外,在一部分實驗中采用分組進行團隊協作的方式,使學生學習并掌握與他人協作完成文檔編寫、代碼調試、運行測試等重要的專業技能。實驗課考核成績以30%的權重記入總評成績。考核內容應較為全面地反映學生實驗課的表現,包括出勤、實驗指導書預習、實驗前準備、實驗操作和實驗報告等。重視及精心設計實踐教學環節,能夠很好地激發學生的學習熱情。理論與動手相互結合,也為今后的長遠發展奠定了良好的基礎。

3 實踐教學條件建設

計算機系統平臺課程的實驗環境配套有20套清華大學自主研發的TEC-2008教學計算機面板如圖2所示,既可以作為講解原理知識的實例,又用于教學實驗。

TEC-2008教學計算機指令系統設計目標滿足教學要求,機器字長16位,有單字和雙字指令完備性支持監控程序和簡單匯編語言程序設計。該教學計算機系統支持運算器部件、控制器部件、嵌套中斷等多種類型的實驗,對提高課程教學質量發揮了重要的作用。

此外,實驗室還專門配備了專用服務器,為學生搭建了操作系統實驗環境。除此之外,每名學生擁有自己的實驗機,可以進行應用軟件平臺的使用和程序開發。上述實踐教學環境的建設有效地保障了本課程實踐環節的實施和進行。

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關鍵詞:計算機系統結構;教學困境;教學內容;教學模式;討論課

計算機系統結構課程在高校計算機專業培養中是一門重要的本科高年級基礎課,一直占有很重要的位置。它主要圍繞計算機結構中整體及各個部分的優化技術以及量化分析方法,將計算機組成原理、編譯技術、操作系統、高級語言以及匯編語言等軟硬件知識相互貫穿,幫助學生建立計算機系統的完整概念,其重要性是不言而喻的。無論以后從事的是硬件還是軟件設計,這門課都能幫助學生理解軟硬件的關系,在軟件設計中理解硬件的結構與發展趨勢,同時設計硬件時了解軟件的能力與缺陷。這樣的一門課如果真正發揮作用,對計算機專業學生日后盡早適應本領域工作有很大的幫助。而現實情況是,這門課一直以來都是公認的難教、難學、枯燥無趣,真正將其講好講透并不容易。隨著近十年國內廣大教師的努力,這一現象有所改善,但還是存在不少困惑,并未完全體現出該課程的作用。

1.教學困境淺析

教學困境的存在與我國計算機軟、硬件技術落后于美國等先進國家有很大關系。雖然現在我國在超級計算機的設計以及自主知識產權處理器芯片的設計上有了長足進步,但在很多方面還存在差距,有些方面的積累幾乎為零。在這樣的情況下,高校的計算機教育更需要正視這個現狀,并盡力從人才培養這個層面為改善這種落后面貌而努力。

1.1難教的原因

首先這門課對授課教師的要求比較高。教師需要對計算機系統整體設計有很深的理解,通曉軟、硬件相關的結構、編譯、操作系統等多方面知識,并能將它們融會貫通。而實際上,很少有高校教師真正設計過計算機系統,甚至接觸過系統級軟件設計的人都比較少。另一方面,找到一本合適的教材也比較困難。最為經典的教材是由美國的Hennessy和Patterson合編的《計算機系統結構——量化研究方法》。這是一本非常好的參考書,但作為教材,對于國內讀者來說,由于語言上的障礙,英文版的教材可能不能盡得其妙;而且由于諸多翻譯上的弊病,中文版的國外教材也不理想。我國本土教材可能存在著以下幾種困境:其一,知識陳舊,系統性不強;其二,近10-20年的技術在闡述上過于抽象,不成系統,難于理解;其三,大而全,有些技術只在特定時期的特定領域出現過,過于冷僻而且復雜,與其他部分的知識毫無聯系。

教材的困境也反映了難教的現實。隨著新技術的涌現,教材總是落后于現狀。并不是說,我們將近年來該領域有影響的論文看一遍,就可將它們拿到課堂上講。一方面,在眾多新技術中,如何甄別出哪些是有發展前景?哪些又只是曇花一現?另一方面,如果未在該領域或方向上有較為深入的研究,要透徹理解這些新的技術也存在困難。如果只是泛泛地講解新的技術名詞,念念論文的摘要,為的是向學生或聽課的領導炫耀一下,這可能是一種不負責的做法。計算機系統結構課程需要系統的知識體系,那些無法與現有體系相關聯的技術,講起來益處不大。

1.2枯燥難學的原因

學生難學只能在教師身上找原因。因為沒有教不好的學生,只有不會教的老師。原因可能有幾個方面:首先,早先選用的教材,知識較為陳舊,50年前的技術離現實較遠,學生不知上課講的東西有什么用,教師講起來其實也覺無味。這方面大家已經意識到并有了很大的改善;其次,有些先進的技術或算法本身不是很好理解,需要學生集中精力聽,并積極思考才能有所領悟;再者,由于計算機系統結構所涵蓋的內容過于豐富,教師在講解時必然會將其簡化和抽象,這使得學生在學習時有時會感到枯燥。

1.3解決問題的思路

作為該領域的教師,只有承認困境,正視現實,才有可能找到解決問題的方法。最為重要的是教師要有改善現狀的強烈愿望和責任感。下面筆者將從內容組織、教學方法以及教與學互動幾個方面給出自己教學中的做法與感受。

2.內容的組織

內容的組織是核心。筆者認為教學過程中真正吸引學生的是內容,因為有意義的教學內容本身就有吸引力。學生對有意義的知識本能地有著較強的學習興趣,教師只需要將知識系統地呈現給他們即可。

2.1教學內容的內在邏輯性與現實性

關鍵是教師如何讓內容“有意義”且“系統地呈現”。這兩點是關聯的,一方面,知識與現實要有關聯,這樣就有了意義和價值;另一方面知識要體現前后的邏輯性,這就是系統性。

比如,對于處理器結構,一般會講解指令流水線的工作原理、性能分析及流水線相關知識點。而有一些教材在講指令流水線時,只用偽指令(用算術操作符表示),這部分內容本來就抽象,指令也沒有具體的形式,使學生很難理解指令流水線的關鍵思想。因此首先給出一個精簡的MIRS指令集是相當有益處的,當然也可以是任何其他的精簡指令集。一方面,學生能夠直觀地體會前面講解指令系統設計中諸多抽象的原則,同時也更容易理解在指令流水線中為什么這么設計。在講解后續指令流水的相關及沖突時,具體的指令形式也有利于教師講清楚各種沖突問題。只有搞清楚問題是怎么出現的,才可能理解后面的旁路技術或沖突檢測方法等;只有對分支指令在流水線中的沖突有了比較直觀的理解,后續的靜態分支預測、動態分支預測、硬件推測執行等才有可能變得有意義。

在講完流水線技術的原理、性能評價和沖突及其解決方法后,這一章似乎可以結束了。但是如果在最后加上流水線的實現這一節,會是一個非常好的處理。給出具體的一個指令流水線的數據通路,并給出不同指令在每一流水段的操作,試圖引導學生給出旁路檢測及控制的方法,通過設計多路選擇器的控制信號來理解流水線設計中的旁路實現。這部分內容引領學生直觀理解指令流水線的實現,還將前面學習的計算機組成原理中的控制器設計內容聯系起來,讓設計的計算機更進一步接近現實中使用的機器結構。

互聯網絡部分內容的組織一直是比較令人費神的,教學效果不好。一部分教材只是介紹了互聯網絡的基本概念及互聯網絡的經典拓撲結構等。就算是由美國的Hennessy和Patterson合編的《計算機系統結構——量化研究方法》的第三版,對這部分的組織也不是很好。最主要的問題就是互聯網絡的范疇非常廣,關鍵是如何在計算機系統結構中介紹其中的互聯。計算機網絡課程中介紹過的網絡介質、報文格式、包緩沖區、擁塞控制等知識,在這里并非用不上,而是在此處大而全地介紹不可能將真正重要的問題講清楚,篇幅也不允許。所以大而全的講計算機內部、計算機之間的各種網絡以及網絡所涉及的方方面面,教學效果并不好,而簡單地介紹網絡的拓撲結構及其性能參數等又比較抽象,容易讓人不知所云,且與整個知識體系關聯不大,不能起到將系統的軟硬件知識貫穿起來的作用。因此我們可以首先將互聯網絡的范圍限定一下,比如在計算機系統內部組件的互聯,以及小、中規模的多處理機系統中的互聯,然后將并行問題及并行算法、并行編程提供的通信原語與底層的互連結構相互關聯,講清為什么要這樣互聯,適合解決什么樣的并行問題;講清當前主流的多處理機系統中相應的數據網絡、控制網絡及管理網絡的結構與軟件使用情況。講清或許存在一點困難,不過起碼要將這些知識串起來,并與操作系統及并行編程的相關知識關聯起來,這有很大的好處。

2.2拉近課堂與現實研究的距離

筆者認為對新技術的泛泛介紹不是沒有意義,但對于高年級的本科生來說,更為重要的是讓他們通過上這門課,逐步了解現實科研在哪里,以及與課堂上講的知識距離有多遠。通過教師自身的研究經歷,將課堂上講的知識逐步引到現實科研或本領域當下研究的熱點問題中,才是真正有用的。中國科技大學網站上有唐錫南博士的相關講座,該講座是針對體系結構方向的研究生及高年級本科生而開的,授訓對象都上過系統結構這門課,教學目標是對該課程的掌握作進一步地提高。該講座在網上反響挺好,筆者比較受啟發,也許這對上好計算機系統結構課也是有幫助的。比如在講多處理機系統中的Cache一致性的問題時,他逐步引到具體實現中的一些困難,問題層層展開,有些問題可能需要一些手段來解決,有些問題恐怕還是難題。學生學習最重要不是學到答案,而是學會發現問題在哪兒以及解決問題的思路和方法,當他們了解到該領域前沿的研究思路時,必將增進自己未來解決問題的信心。比如,在講多處理機系統時,從相應原理開始講解,然后是現實硬件實現中可能有的變化及原因、并行軟件運行中出現的問題,最后將硬件追求卓越性能與軟件要求正確性及友好性的沖突展現在學生面前,再說明軟硬件相互依存的道理,這比直接說明軟硬件關系具體而生動,聽起來也有趣。簡明地講清問題之間的關系,解決的程度,未解決的問題及難點所在,這對于開闊學生思路、增加學生對該領域探索的興趣都比較有效。

3.變化的教學模式

傳統的教學模式并沒有過時,但有時新的模式可以發揮更好的效果。其次,一成不變的講課模式從學期開始直至學期末容易令人厭煩,所以探討變化的教學模式對于提高教學效果顯然是有意義的。

3.1實踐環節的介入

實踐環節可以與課堂講授相互穿插,不需要將理論部分全部講完再安排。比如講流水線及指令級并行時,適時地將相應的指令流水線的模擬器介紹給學生,讓他們去體會指令的時空概念以及指令問的各種相關的影響,教師輔導時多問學生為什么。再比如講存儲層次時,Cache優化技術是其中比較重要的內容,這時也最好讓學生實際使用相應模擬器去測,通過改變其參數來比較相關性能,可以引導學生通過分析復雜系統模擬器的結構來了解相應原理,或通過實現過程相對簡單的模擬器來體會實現過程中的細節問題,這些都是比原理本身更為有用的學習體驗。

3.2難一點的議題留給討論課

對于高年級的本科生來說,他們的精力相當旺盛,自身的學習能力也比剛入學時強很多。此時將一些需要思考、理解的內容交給他們自學和交流,其效果可能會令人大吃一驚。通過自學,很多學生在課下花了不少功夫,并在學生間進行了充分的討論和互助。課上討論時,可以讓學生主持,這會讓學生興奮,而且下面的學生往往很活躍,想通過為難一下上面的學生來展示一下自己。每一位學生其實都有著相當強的自尊心,所以這種形式會促進學生問的討論。經驗表明,往往平時表現一般的學生這時都有相當好的表現,他們自己也比較自信。如果學生說錯了,不要馬上說出來,而是將問題解析一下再次拋給大家,看看大家有什么想法,慢慢地大家都比較放松,讓問題在討論中逐步接近解決。

這樣的討論模式有時也會出現教師無法預料的情景,比如學生提出一些教師也未考慮過的問題,此時可能會給教師帶來一些緊張感。遇到這種狀態時,教師首先可以憑借平時深入的備課,稍作思考(可能5~10秒),問題可能就得到可以解決。這時討論就變得更為引人入勝,學生的積極思考實際影響了討論的導向,這種情況沒什么不好。教師要有承擔風險的勇氣,同時還可享受到當堂弄清某些事情的興奮。另一方面,教師需要逐步積累處置這種情景的經驗,自己要意識到,同時試圖讓學生也意識到,有一些問題需要仔細的考慮,并不能馬上得出結論,還有一些問題是一些開放的問題,并且承諾關于此問題教師經過一些時間的思考(可能一個課間休息,或下一次課)后,一定會給大家一個負責任的答復。這樣學生會覺得討論有趣,不會害怕犯錯而拘謹;教師也在這個過程中感受到學生更為積極的學習狀態,并因此受到鼓勵。

4.了解并督促學生

教學的過程是教師與學生互動的過程。教師的每一次教學過程都不會一模一樣。他要根據教學對象的不同,做出相應的內容調整,也要根據每堂課學生的狀態做出相應的節奏調整。只有學生能夠接收、愿意接收,教學才可能有效。

適時的提問可以讓學生適當地緊張起來,但對于答錯或說不出結果的學生,不要批評,讓其周圍的學生代為回答,然后一起坐下。對于講解中的一些重要部分也可以通過提問來引起注意,經常的提問讓教師更了解每個學生,同時學生與教師之間的關系更加緊密。作業的及時檢查也是必要的,每次課前可以在黑板上將一些普遍性的問題進行分析、講解。教師對作業的及時反饋可以提高學生的積極性,另一方面對于知識的復習與融會貫通都有幫助,學生從中可以體會到—個教師的責任心,這是非常重要的。教師的工作態度會影響學生,特別是有影響的、有一定聲望的教師,他們的教學態度對學生的影響可能持續一生。

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專業 層次 學制 主要課程 音樂教育 專科 兩年 大學語文、基礎樂理、視唱練耳、基礎聲樂、基礎和聲、合唱與指揮基礎、基礎鋼琴、藝術概論、民族民間音樂、音樂欣賞、中學音樂教學法、計算機應用基礎、計算機應用基礎實踐、基礎鋼琴實踐、基礎聲樂實踐、 本科 兩年 英語(二)、中外音樂史、中外音樂欣賞、和聲學、音樂作品分析、歌曲寫作、音樂教育學、音樂美學、簡明配器法、歌曲鋼琴伴奏、聲樂實踐、歌曲鋼琴伴奏、聲樂實踐、歌曲鋼琴伴奏實踐、視唱練耳實踐、畢業論文 經濟法 專科 兩年 大學語文、法理學、憲法學、民法學、民事訴訟法學、公司法、經濟法概論、刑法學、合同法、稅法、國際經濟法概論、勞動法、計算機基礎、人力資源管理 本科 兩年 英語(二)、行政處罰法、行政復議法學、國家賠償法、經濟法學原理、企業與公司法、行政法學、勞動法、金融法概論、房地產法、環境法學、稅法原理、行政訴訟法、財務管理學(輔修) 市場營銷 專科 兩年 政治經濟學(財經類)、高等數學(一)、基礎會計學、經濟法概論(財經類)、大學語文(專)、國民經濟統計概論、消費心理學、談判與推銷技巧、企業管理概論、公共關系學、廣告學(一)、市場營銷學、市場調查與預測、計算機應用基礎(含實踐) 本科 兩年 英語(二)、高等數學(二)、市場營銷策劃、金融理論與實務、商品流通概論、消費經濟學、國際商務談判、國際貿易理論與實務、企業會計學、國際市場營銷學、管理系統中計算機應用(含實踐) 公共關系 本科 兩年 人際關系學、公共關系口才、現代談判學、公共關系案例、國際公共關系、公關政策、企業文化、創新思維理論與方法、領導科學、人力資源管理(一)、現代資源管理(一)、廣告運作策略 行政管理 專科 兩年 大學語文(專)、政治學概論、法學概論、現代管理學、行政管理學、市政學、人力資源管理(一)、公文寫作與處理、管理心理學、公共關系學、社會研究方法、秘書工作 、計算機應用基礎(含實踐) 本科 兩年 英語(二)、當代中國政治制度、西方政治制度、公共政策、領導科學、國家公務員制度、行政組織理論、行政法與行政訴訟法(一)、社會學概論、中國行政史、中國文化概論、普通邏輯、財務管理學、秘書學概論、企業管理概論 漢語言文學 專科 兩年 文學概論、中國現代文學作品選、中國當代文學作品選、中國古代文學作品選(一、二)、外國文學作品選、現代漢語、古代漢語、寫作等 本科 兩年 美學、中國現代文學史、中國古代文學史(一、二)、外國文學史、語言學概論、英語(二)、兩門選修課、畢業論文 涉外秘書學 專科 兩年 英語(一)、大學語文(專)、公共關系、外國秘書工作概況、涉外秘書實務、涉外法概要、 本科 兩年 英語(二)、中外文學作品導讀、國際貿易理論與實務、經濟法概論、秘書語言研究、公關禮儀、交際語言學、國際商務談判、中外秘書比較、口譯與聽力等 對外漢語 本科 兩年 現代漢語、實用英語、中國古代文學、中國現當代文學、外國文學、外國文化概論、對外漢語教學概論、英語表達與溝通(實踐環節)畢業論文等 英語翻譯 專科 兩年 英語寫作基礎、綜合英語(一二)、英語閱讀(一)、英語國家概況、英語筆譯基礎、初級英語筆譯、初級英語口譯、英語聽力 本科 兩年 中級筆譯、高級筆譯、中級口譯、同聲傳譯、英漢語言文化比較、第二外語(日/ 法)、高級英語、英美文學選讀、畢業論文 日語 專科 兩年 基礎日語(一二)、日語語法、日本國概況、日語閱讀(一二)、經貿日語、日語聽力、日語口語 本科 兩年 高級日語(一二)、日語句法篇章法、日本文學選讀、日漢翻譯、第二外語(英/法)、現代漢語、計算機應用基礎、日語口譯與聽力、畢業論文 英語 專科 兩年 綜合英語(一二)、英語閱讀(一二)、英語寫作基礎、英語國家概況、英語聽力,口語等 本科 兩年 英語寫作、高級英語、英美文學選讀、英語翻譯、經貿知識英語、口譯與聽力、二外(日語)等 外貿英語 專科 兩年 綜合英語(一二)、英語閱讀(一)、英語寫作基礎、英語國家概況、國際貿易理論與實務、英語聽力、口語、外貿英語閱讀等 本科 兩年 英語寫作、高級英語、英美文學選讀、英語翻譯、經貿知識英語、外貿口譯與聽力、二外(日語)等 公共事業管理 專科 兩年 計算機應用基礎、公共事業管理概論、社會學概論、管理學原理、人力資源開發與管理、公共關系、社會調查與方法、行政管理學、文教事業管理、計劃生育管理、秘書學概論、計算機應用基礎(實踐)等 本科 兩年 英語(二)、公共管理學、公共政策、公共事業管理、公共經濟學、非政府組織管理、行政法學、人力資源管理(一)、管理信息系統、畢業論文等 工商企業管理 專科 兩年 計算機應用基礎、基礎會計學、經濟法概論、國民經濟統計概論、企業管理概論、生產與作業管理、市場營銷學、中國稅制、企業會計學、人力資源管理、企業經濟法(輔修)、民法學(輔修); 本科 兩年 英語(二)、高等數學、管理系統中計算機應用、國際貿易管理與實務、管理學原理、財務管理、金融理論與實務、企業經營戰略、組織行為學、質量原理、企業管理咨詢、合同法(輔修)、行政法學(輔修)。 國際貿易 專科 兩年 高等數學、法律基礎、計算機應用基礎、英語、國際貿易實務、國際金融、國際商法、中國對外貿易、WTO知識概論、市場營銷學等 本科 兩年 國際市場營銷學、世界市場行情、國際商務談判、企業會計學、國際運輸與保險、西方經濟學、外國經貿知識選讀、涉外經濟法、經貿知識英語等 金融管理 專科 兩年 證券投資分析、保險學原理、銀行會計學、商業銀行業務與管理、貨幣銀行學、財政學、經濟法概論、基礎會計學、管理學原理等 本科 兩年 管理會計實務、國際財務管理、公司法律制度研究、英語(二)、電子商務概論、組織行為學、風險管理、高級財務管理、審計學、政府政策與經濟學等 會計(電算化) 專科 兩年 英語(一)、大學語文、高等數學(一)、基礎會計學、國民經濟統計概論、數據庫及應用、財政與金融、會計電算化、成本會計、財務管理學、計算機應用基礎、經濟法概論(財經類) 本科 兩年 高等數學(二)、、英語(二)、數據結構、審計學、管理學原理、通用財務軟件、計算機網絡基礎、財務報表分析(一)、金融理論與實務、高級財務軟件、操作系統。加考課程:會計電算化、財務管理學、成本會計、基礎會計學、政治經濟學(財經類) 人力資源管理 專科 兩年 管理學原理、組織行為學、人力資源管理學、人力資源經濟學、企業勞動工資管理、勞動就業論、社會保障、勞動與社會保障法、公共關系學、應用文寫作等 本科 兩年 企業戰略管理、人力資源戰略與規劃、人力資源培訓、人事測評理論與方法、人力資源薪酬管理、績效管理、人力資源開發管理理論與策略、管理信息系統等 文化事業管理 專科 兩年 英語(一)、寫作、中國文化概論、文化管理學、文化行政學、文化政策與法規、文化經濟學、文化策劃與營銷、藝術概論、社會學概論、民間文學、計算機 文化產業 本科 兩年 英語(二)、中國文化導論、文化產業與管理、文化產業創意與策劃、文化市場與營銷、外國文化導論、媒介經營與管理、文化服務與貿易 經濟信息管理 專科 兩年 高等數學、計算機網絡基礎、計算機應用技術、計算機軟件基礎、計算機組成原理、經濟信息導論、計算機信息基礎、信息經濟學等 本科 兩年 英語(二)、應用數學、中級財務會計、計算機網絡技術、社會研究方法、網絡經濟與企業管理、數據庫及應用、電子商務概論、高級語言程序設計、應用數理統計、經濟預測方法。 游戲軟件開發技術 專科 兩年 英語(一)、高等數學、計算機游戲概論、高級語言程序設計、游戲作品賞析、計算機網絡技術、游戲軟件開發基礎、市場營銷、動畫設計基礎等 本科 兩年 英語(二)、游戲創意與設計概論、可視化程序設計、藝術設計基礎、多媒體應用技術、DirectX、Java語言程序設計、游戲開發流程與引擎原理、游戲架構導論、軟件工程、游戲心理學等 電子商務 專科 兩年 電子商務英語、經濟學(二)、計算機與網絡技術基礎、市場營銷(三)、基礎會計學、市場信息學、國際貿易實務(三)、電子商務概論、商務交流(二)、網頁設計與制作、互聯網軟件應用與開發、電子商務案例分析、綜合作業 本科 兩年 英語(二)、數量方法(二)、電子商務法概論、電子商務與金融、電子商務網站設計原理、電子商務與現代物流、互聯網數據庫、網絡營銷與策劃、電子商務安全導論、網絡經濟與企業管理、商法(二) 信息技術教育 本科 兩年 英語(二)、物理(工)、數據庫原理、數據結構、計算機網絡與通信、計算機系統結構、軟件工程、數值分析、面向對象程序設計、計算機輔助教育、高級語言程序設計、數字邏輯、中學信息技術教學與實踐研究 計算機及應用 專科 兩年 大學語文、高等數學、英語(一)、模擬電路與數字電路、計算機應用技術、匯編語言程序設計、數據結構導論、計算機組成原理、微型計算機及其接口技術、高級語言程序設計(一)、操作系統概論、數據庫及其應用、計算機網絡技術 本科 兩年 英語(二)、高等數學、物理(工)、離散數學、操作系統、數據結構、面向對象程序設計、軟件工程、數據庫原理、計算機系統結構、計算機網絡與通信 電子政務 專科 兩年 行政管理學、公文寫作與處理、公共事業管理、行政法學、經濟管理概論、辦公自動化原理及應用、政府信息資源管理、電子政務概論、管理信息系統、計算機應用技術 本科 兩年 英語(二)、公共管理學、電子政務理論與技術、政府經濟學、信息化理論與實踐、網站建設與管理、計算機網絡與通信、電子政務案例分析、信息與網絡安全管理 電子技術 專科 兩年 英語 (一)、電工原理 、高等數學、線性代數、線性電子電路、非線性電子電路、數字電路、計算機基礎與程序設計、電子測量、音響技術、微型計算機原理 及應用 、辦公自動化 設備、 電子工程 本科 兩年 英語(二)、高等數學(工本) 、物理(工) 、復變函數與積分變換、概率論與數理統計(二)、工程經濟、信號與系統、計算機軟件基礎(二)、數字信號處理、單片機原理與應用、自動控制理論(二)、聲視頻技術 服裝設計 專科 兩年 構成藝術、服裝工藝、服裝結構設計、服裝款式設計、服裝紙樣設計、服裝市場營銷等 本科 兩年 服裝設計、服裝紙樣設計、服裝圖形設計、服裝計算機輔助設計、服裝立體剪裁、展示工藝、企業形象設計、服裝飾品設計等 數控技術 專科 兩年 機械設計基礎、公差配合與技術測量、數控編程與操作、CAD/CAM、電工學等 本科 兩年 模擬數字及電力電子技術、傳感器與監測技術、微型計算機原理與接口技術、機床數控原理、CAD/CAM軟件應用、模具與現代加工技術等 視覺傳達設計 專科 兩年 構成藝術、插圖藝術設計、包裝結構與包裝裝潢設計、平面廣告設計、機構形象設計( VI )、商品攝影、POP與DM廣告設計等 本科 兩年 書籍裝幀設計、包裝工藝與設計、創意網頁設計、影視廣告、方案與腳本、室內設計、景觀設計、展示設計、家具設計 動漫設計 專科 兩年 構成藝術、字體設計、動畫基礎、動畫運動、電腦圖像設計、動畫概論 本科 兩年 漫畫設計、動畫場景設計、動畫分鏡頭、二維動畫制作、三維動畫制作動畫特效合成、動畫創作 生物技術 專科 兩年 普通生物學、食品分析與檢驗、發酵工藝學、生物制藥技術、生物化學、微生物學、細胞工程、基因工程、酶學、病毒學、現代生物技術導論等 生物工程 本科 兩年 英語、工程制圖、化工原理、生物工藝學、微生物遺傳與育種、生化工程、生物制藥學、生化分離工程、高等數學等 食品工程 專科 兩年 基礎化學、食品化學、食品微生物學、食品工藝學、食品分析 本科 兩年 食品工程原理、食品營養、食品加工技術、釀造食品加工、食品法規、食品包裝與設計、農產品儲藏運銷學、計算機應用基礎 景觀園林 本科 兩年 英語、園林工程制圖、園林藝術原理、景觀生態學、園林建筑學、園林CAD、園林規劃設計、園林工程學、3DMAX、園林植物保護學、園林美學 新聞 專科 兩年 計算機應用基礎(含實踐)、漢語基礎、社會學概論、中國現代文學作品選、新聞學概論、中國新聞事業史、新聞采訪寫作、報紙編輯、廣播新聞與電視新聞、廣告學、新聞心理學 本科 兩年 英語(二)、新聞評論寫作、新聞攝影、外國新聞事業史、中外新聞作品研究、傳播學概論、公共關系學、新聞事業管理、文學概論 應用心理學 專科 兩年 大學語文、實驗心理學、生理心理學、發展心理學、教育心理學、心理與教育統計學、社會心理學、管理心理學、醫學心理學、心理測量、普通心理學(含實踐)、計算機應用基礎(含實踐) 本科 兩年 英語(二)、認知心理、心理學研究方法、心理學史、變態心理學、學習心理學、心理咨詢原理與技術(含實踐)、學校心理學、心理診斷、行為改變技術(含實踐) 小學教育 專科 兩年 大學語文、教育原理、科學技術社會、小學教育心理學、小學科學教育、小學教育科學研究、小學語文教學論、小學數學教學論、小學班主任、素質教育導論 本科 兩年 英語(二)、心理衛生與心理輔導、課程與教學論、發展與教育心理學、中外教育簡史、中小學教育管理、比較教育、小學藝術教育、現代教育測量與評價、中小學教育信息技術、學校管理心理學、教學設計、德育原理、基礎教育課程改革研究、畢業實習、畢業論文 學前教育學 專科 兩年 學前教育學、學前發展心理學、學前衛生學、兒童文學、學前教育心理學、幼兒園組織與管理、學前兒童數學教育、學前兒童語言教育、學前兒童科學教育、科學技術社會 本科 兩年 英語(二)、教育學原理、學前游戲論、幼兒園課程論、學前比較教育、中外學前教育史、幼兒園活動設計、學前教育科學研究、家庭教育學 教育技術學 本科 兩年 英語(二)、教學設計、教育電視系統、教育電視節目制作、計算機輔助教育、多媒體教學系統、高級語言程序設計、教與學的基礎原理、教育傳播方法研究、教育電聲系統及軟件制作、信息技術課程教學論、 教育管理 本科 兩年 英語(二)、教育管理原理、教育評估與督導、教育經濟學、教育統計與測量、教育法學、教育預測與規劃、中外教育管理史、管理心理學、高等教育管理

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專業 層次 學制 主要課程 音樂教育 專科 兩年 大學語文、基礎樂理、視唱練耳、基礎聲樂、基礎和聲、合唱與指揮基礎、基礎鋼琴、藝術概論、民族民間音樂、音樂欣賞、中學音樂教學法、計算機應用基礎、計算機應用基礎實踐、基礎鋼琴實踐、基礎聲樂實踐、 本科 兩年 英語(二)、中外音樂史、中外音樂欣賞、和聲學、音樂作品分析、歌曲寫作、音樂教育學、音樂美學、簡明配器法、歌曲鋼琴伴奏、聲樂實踐、歌曲鋼琴伴奏、聲樂實踐、歌曲鋼琴伴奏實踐、視唱練耳實踐、畢業論文 經濟法 專科 兩年 大學語文、法理學、憲法學、民法學、民事訴訟法學、公司法、經濟法概論、刑法學、合同法、稅法、國際經濟法概論、勞動法、計算機基礎、人力資源管理 本科 兩年 英語(二)、行政處罰法、行政復議法學、國家賠償法、經濟法學原理、企業與公司法、行政法學、勞動法、金融法概論、房地產法、環境法學、稅法原理、行政訴訟法、財務管理學(輔修) 市場營銷 專科 兩年 政治經濟學(財經類)、高等數學(一)、基礎會計學、經濟法概論(財經類)、大學語文(專)、國民經濟統計概論、消費心理學、談判與推銷技巧、企業管理概論、公共關系學、廣告學(一)、市場營銷學、市場調查與預測、計算機應用基礎(含實踐) 本科 兩年 英語(二)、高等數學(二)、市場營銷策劃、金融理論與實務、商品流通概論、消費經濟學、國際商務談判、國際貿易理論與實務、企業會計學、國際市場營銷學、管理系統中計算機應用(含實踐) 公共關系 本科 兩年 人際關系學、公共關系口才、現代談判學、公共關系案例、國際公共關系、公關政策、企業文化、創新思維理論與方法、領導科學、人力資源管理(一)、現代資源管理(一)、廣告運作策略 行政管理 專科 兩年 大學語文(專)、政治學概論、法學概論、現代管理學、行政管理學、市政學、人力資源管理(一)、公文寫作與處理、管理心理學、公共關系學、社會研究方法、秘書工作 、計算機應用基礎(含實踐) 本科 兩年 英語(二)、當代中國政治制度、西方政治制度、公共政策、領導科學、國家公務員制度、行政組織理論、行政法與行政訴訟法(一)、社會學概論、中國行政史、中國文化概論、普通邏輯、財務管理學、秘書學概論、企業管理概論 漢語言文學 專科 兩年 文學概論、中國現代文學作品選、中國當代文學作品選、中國古代文學作品選(一、二)、外國文學作品選、現代漢語、古代漢語、寫作等 本科 兩年 美學、中國現代文學史、中國古代文學史(一、二)、外國文學史、語言學概論、英語(二)、兩門選修課、畢業論文 涉外秘書學 專科 兩年 英語(一)、大學語文(專)、公共關系、外國秘書工作概況、涉外秘書實務、涉外法概要、 本科 兩年 英語(二)、中外文學作品導讀、國際貿易理論與實務、經濟法概論、秘書語言研究、公關禮儀、交際語言學、國際商務談判、中外秘書比較、口譯與聽力等 對外漢語 本科 兩年 現代漢語、實用英語、中國古代文學、中國現當代文學、外國文學、外國文化概論、對外漢語教學概論、英語表達與溝通(實踐環節)畢業論文等 英語翻譯 專科 兩年 英語寫作基礎、綜合英語(一二)、英語閱讀(一)、英語國家概況、英語筆譯基礎、初級英語筆譯、初級英語口譯、英語聽力 本科 兩年 中級筆譯、高級筆譯、中級口譯、同聲傳譯、英漢語言文化比較、第二外語(日/ 法)、高級英語、英美文學選讀、畢業論文 日語 專科 兩年 基礎日語(一二)、日語語法、日本國概況、日語閱讀(一二)、經貿日語、日語聽力、日語口語 本科 兩年 高級日語(一二)、日語句法篇章法、日本文學選讀、日漢翻譯、第二外語(英/法)、現代漢語、計算機應用基礎、日語口譯與聽力、畢業論文 英語 專科 兩年 綜合英語(一二)、英語閱讀(一二)、英語寫作基礎、英語國家概況、英語聽力,口語等 本科 兩年 英語寫作、高級英語、英美文學選讀、英語翻譯、經貿知識英語、口譯與聽力、二外(日語)等 外貿英語 專科 兩年 綜合英語(一二)、英語閱讀(一)、英語寫作基礎、英語國家概況、國際貿易理論與實務、英語聽力、口語、外貿英語閱讀等 本科 兩年 英語寫作、高級英語、英美文學選讀、英語翻譯、經貿知識英語、外貿口譯與聽力、二外(日語)等 公共事業管理 專科 兩年 計算機應用基礎、公共事業管理概論、社會學概論、管理學原理、人力資源開發與管理、公共關系、社會調查與方法、行政管理學、文教事業管理、計劃生育管理、秘書學概論、計算機應用基礎(實踐)等 本科 兩年 英語(二)、公共管理學、公共政策、公共事業管理、公共經濟學、非政府組織管理、行政法學、人力資源管理(一)、管理信息系統、畢業論文等 工商企業管理 專科 兩年 計算機應用基礎、基礎會計學、經濟法概論、國民經濟統計概論、企業管理概論、生產與作業管理、市場營銷學、中國稅制、企業會計學、人力資源管理、企業經濟法(輔修)、民法學(輔修); 本科 兩年 英語(二)、高等數學、管理系統中計算機應用、國際貿易管理與實務、管理學原理、財務管理、金融理論與實務、企業經營戰略、組織行為學、質量原理、企業管理咨詢、合同法(輔修)、行政法學(輔修)。 國際貿易 專科 兩年 高等數學、法律基礎、計算機應用基礎、英語、國際貿易實務、國際金融、國際商法、中國對外貿易、WTO知識概論、市場營銷學等 本科 兩年 國際市場營銷學、世界市場行情、國際商務談判、企業會計學、國際運輸與保險、西方經濟學、外國經貿知識選讀、涉外經濟法、經貿知識英語等 金融管理 專科 兩年 證券投資分析、保險學原理、銀行會計學、商業銀行業務與管理、貨幣銀行學、財政學、經濟法概論、基礎會計學、管理學原理等 本科 兩年 管理會計實務、國際財務管理、公司法律制度研究、英語(二)、電子商務概論、組織行為學、風險管理、高級財務管理、審計學、政府政策與經濟學等 會計(電算化) 專科 兩年 英語(一)、大學語文、高等數學(一)、基礎會計學、國民經濟統計概論、數據庫及應用、財政與金融、會計電算化、成本會計、財務管理學、計算機應用基礎、經濟法概論(財經類) 本科 兩年 高等數學(二)、、英語(二)、數據結構、審計學、管理學原理、通用財務軟件、計算機網絡基礎、財務報表分析(一)、金融理論與實務、高級財務軟件、操作系統。加考課程:會計電算化、財務管理學、成本會計、基礎會計學、政治經濟學(財經類) 人力資源管理 專科 兩年 管理學原理、組織行為學、人力資源管理學、人力資源經濟學、企業勞動工資管理、勞動就業論、社會保障、勞動與社會保障法、公共關系學、應用文寫作等 本科 兩年 企業戰略管理、人力資源戰略與規劃、人力資源培訓、人事測評理論與方法、人力資源薪酬管理、績效管理、人力資源開發管理理論與策略、管理信息系統等 文化事業管理 專科 兩年 英語(一)、寫作、中國文化概論、文化管理學、文化行政學、文化政策與法規、文化經濟學、文化策劃與營銷、藝術概論、社會學概論、民間文學、計算機 文化產業 本科 兩年 英語(二)、中國文化導論、文化產業與管理、文化產業創意與策劃、文化市場與營銷、外國文化導論、媒介經營與管理、文化服務與貿易 經濟信息管理 專科 兩年 高等數學、計算機網絡基礎、計算機應用技術、計算機軟件基礎、計算機組成原理、經濟信息導論、計算機信息基礎、信息經濟學等 本科 兩年 英語(二)、應用數學、中級財務會計、計算機網絡技術、社會研究方法、網絡經濟與企業管理、數據庫及應用、電子商務概論、高級語言程序設計、應用數理統計、經濟預測方法。 游戲軟件開發技術 專科 兩年 英語(一)、高等數學、計算機游戲概論、高級語言程序設計、游戲作品賞析、計算機網絡技術、游戲軟件開發基礎、市場營銷、動畫設計基礎等 本科 兩年 英語(二)、游戲創意與設計概論、可視化程序設計、藝術設計基礎、多媒體應用技術、DirectX、Java語言程序設計、游戲開發流程與引擎原理、游戲架構導論、軟件工程、游戲心理學等 電子商務 專科 兩年 電子商務英語、經濟學(二)、計算機與網絡技術基礎、市場營銷(三)、基礎會計學、市場信息學、國際貿易實務(三)、電子商務概論、商務交流(二)、網頁設計與制作、互聯網軟件應用與開發、電子商務案例分析、綜合作業 本科 兩年 英語(二)、數量方法(二)、電子商務法概論、電子商務與金融、電子商務網站設計原理、電子商務與現代物流、互聯網數據庫、網絡營銷與策劃、電子商務安全導論、網絡經濟與企業管理、商法(二) 信息技術教育 本科 兩年 英語(二)、物理(工)、數據庫原理、數據結構、計算機網絡與通信、計算機系統結構、軟件工程、數值分析、面向對象程序設計、計算機輔助教育、高級語言程序設計、數字邏輯、中學信息技術教學與實踐研究 計算機及應用 專科 兩年 大學語文、高等數學、英語(一)、模擬電路與數字電路、計算機應用技術、匯編語言程序設計、數據結構導論、計算機組成原理、微型計算機及其接口技術、高級語言程序設計(一)、操作系統概論、數據庫及其應用、計算機網絡技術 本科 兩年 英語(二)、高等數學、物理(工)、離散數學、操作系統、數據結構、面向對象程序設計、軟件工程、數據庫原理、計算機系統結構、計算機網絡與通信 電子政務 專科 兩年 行政管理學、公文寫作與處理、公共事業管理、行政法學、經濟管理概論、辦公自動化原理及應用、政府信息資源管理、電子政務概論、管理信息系統、計算機應用技術 本科 兩年 英語(二)、公共管理學、電子政務理論與技術、政府經濟學、信息化理論與實踐、網站建設與管理、計算機網絡與通信、電子政務案例分析、信息與網絡安全管理 電子技術 專科 兩年 英語 (一)、電工原理 、高等數學、線性代數、線性電子電路、非線性電子電路、數字電路、計算機基礎與程序設計、電子測量、音響技術、微型計算機原理 及應用 、辦公自動化 設備、 電子工程 本科 兩年 英語(二)、高等數學(工本) 、物理(工) 、復變函數與積分變換、概率論與數理統計(二)、工程經濟、信號與系統、計算機軟件基礎(二)、數字信號處理、單片機原理與應用、自動控制理論(二)、聲視頻技術 服裝設計 專科 兩年 構成藝術、服裝工藝、服裝結構設計、服裝款式設計、服裝紙樣設計、服裝市場營銷等 本科 兩年 服裝設計、服裝紙樣設計、服裝圖形設計、服裝計算機輔助設計、服裝立體剪裁、展示工藝、企業形象設計、服裝飾品設計等 數控技術 專科 兩年 機械設計基礎、公差配合與技術測量、數控編程與操作、CAD/CAM、電工學等 本科 兩年 模擬數字及電力電子技術、傳感器與監測技術、微型計算機原理與接口技術、機床數控原理、CAD/CAM軟件應用、模具與現代加工技術等 視覺傳達設計 專科 兩年 構成藝術、插圖藝術設計、包裝結構與包裝裝潢設計、平面廣告設計、機構形象設計( VI )、商品攝影、POP與DM廣告設計等 本科 兩年 書籍裝幀設計、包裝工藝與設計、創意網頁設計、影視廣告、方案與腳本、室內設計、景觀設計、展示設計、家具設計 動漫設計 專科 兩年 構成藝術、字體設計、動畫基礎、動畫運動、電腦圖像設計、動畫概論 本科 兩年 漫畫設計、動畫場景設計、動畫分鏡頭、二維動畫制作、三維動畫制作動畫特效合成、動畫創作 生物技術 專科 兩年 普通生物學、食品分析與檢驗、發酵工藝學、生物制藥技術、生物化學、微生物學、細胞工程、基因工程、酶學、病毒學、現代生物技術導論等 生物工程 本科 兩年 英語、工程制圖、化工原理、生物工藝學、微生物遺傳與育種、生化工程、生物制藥學、生化分離工程、高等數學等 食品工程 專科 兩年 基礎化學、食品化學、食品微生物學、食品工藝學、食品分析 本科 兩年 食品工程原理、食品營養、食品加工技術、釀造食品加工、食品法規、食品包裝與設計、農產品儲藏運銷學、計算機應用基礎 景觀園林 本科 兩年 英語、園林工程制圖、園林藝術原理、景觀生態學、園林建筑學、園林CAD、園林規劃設計、園林工程學、3DMAX、園林植物保護學、園林美學 新聞 專科 兩年 計算機應用基礎(含實踐)、漢語基礎、社會學概論、中國現代文學作品選、新聞學概論、中國新聞事業史、新聞采訪寫作、報紙編輯、廣播新聞與電視新聞、廣告學、新聞心理學 本科 兩年 英語(二)、新聞評論寫作、新聞攝影、外國新聞事業史、中外新聞作品研究、傳播學概論、公共關系學、新聞事業管理、文學概論 應用心理學 專科 兩年 大學語文、實驗心理學、生理心理學、發展心理學、教育心理學、心理與教育統計學、社會心理學、管理心理學、醫學心理學、心理測量、普通心理學(含實踐)、計算機應用基礎(含實踐) 本科 兩年 英語(二)、認知心理、心理學研究方法、心理學史、變態心理學、學習心理學、心理咨詢原理與技術(含實踐)、學校心理學、心理診斷、行為改變技術(含實踐) 小學教育 專科 兩年 大學語文、教育原理、科學技術社會、小學教育心理學、小學科學教育、小學教育科學研究、小學語文教學論、小學數學教學論、小學班主任、素質教育導論 本科 兩年 英語(二)、心理衛生與心理輔導、課程與教學論、發展與教育心理學、中外教育簡史、中小學教育管理、比較教育、小學藝術教育、現代教育測量與評價、中小學教育信息技術、學校管理心理學、教學設計、德育原理、基礎教育課程改革研究、畢業實習、畢業論文 學前教育學 專科 兩年 學前教育學、學前發展心理學、學前衛生學、兒童文學、學前教育心理學、幼兒園組織與管理、學前兒童數學教育、學前兒童語言教育、學前兒童科學教育、科學技術社會 本科 兩年 英語(二)、教育學原理、學前游戲論、幼兒園課程論、學前比較教育、中外學前教育史、幼兒園活動設計、學前教育科學研究、家庭教育學 教育技術學 本科 兩年 英語(二)、教學設計、教育電視系統、教育電視節目制作、計算機輔助教育、多媒體教學系統、高級語言程序設計、教與學的基礎原理、教育傳播方法研究、教育電聲系統及軟件制作、信息技術課程教學論、 教育管理 本科 兩年 英語(二)、教育管理原理、教育評估與督導、教育經濟學、教育統計與測量、教育法學、教育預測與規劃、中外教育管理史、管理心理學、高等教育管理

篇10

關鍵詞 PBL 微機原理與接口技術 課程教學

中圖分類號:G424 文獻標識碼:A DOI:10.16400/ki.kjdkx.2016.12.055

Abstract PBL teaching method is a problem-based teaching method, in view of the characteristics of the students’ cognition, we attempt to apply the PBL teaching method to the Principle of Microcomputer and Interface Technology teaching. In the paper, we expounded the significance and features of introducing the PBL teaching method to Principle of Microcomputer and Interface Technology teaching, and intruduces the principles of creating problems through the concrete teaching examples. The results show that PBL pedagogic practice plays a positive role in the promotion of the effect and quality of Principle of Microcomputer teaching comparing with the traditional teaching method.

Keywords Problem-Based Learning;Principle of Microcomputer and Interface Technology;course teaching

0 引言

中華民族的偉大復興離不開國民經濟的騰飛,而國民經濟的支柱是制造業。制造裝備的先進性對制造業的發展起著關鍵作用。傳統制造裝備以機械本體和氣液電驅動為主,而測控部分多以人工操作為主。隨著科學技術的不斷進取,制造裝備的測控部分逐步融合了計算機、信息、自動化等多學科技術,制造裝備不再是一個單純的機械裝置,而是集機械、電子、通信等技術于一身的高科技產品。這樣的制造裝備需要高素質的綜合性人才來設計、制造、應用。為適應機械制造業的發展需求,高校機械類專業普遍引入了計算機、電信、自動化等專業的相關課程,而“微機原理與接口技術”正是這些專業技術的基礎課程之一,對于整個專業的學習有著重要的支承作用。本文結合作者對PBL教學法的認知和嘗試,論述了PBL教學法在“微機原理與接口技術”課程中的應用。

1 “微機原理與接口技術”課程教學中BL教學法的引入

傳統的“微機原理與接口技術”課程教學,以英特爾8086微處理器為對象,向學生全面講解微機系統的組成結構、存儲器類型、中斷處理機制、并行串行通訊、AD/DA轉換等知識,并輔以微機接口實驗來讓學生掌握微機應用知識。但對針對教學效果對學生進行訪談時,不少學生反映該課程較難理解、實踐環節難以獨立完成等問題,教學效果不太理想。為了提高教學質量,充分{動學生的主觀能動性,使學生真正獲得知識和能力的提升,作者嘗試在本課程的教學中使用PBL教學法來改善教學效果。

PBL教學法是1969年由美國神經病學教授Howard Barrows根據信息加工心理學和認知心理學提出的新的教學方法。這種教學方法以學生為中心,以解決問題為導向,學生在老師的啟發指導下以自學和小組討論為主要方法嘗試解決問題。PBL教學法原本廣泛運用于在醫科教學,現在逐步也在其他學科得到運用。

目前,我校自動化生產設備應用專業班級已開展此課程的教學。在教學實踐中,任課老師已開始嘗試運用PBL教學法實施教學。PBL教學法源于構建主義理論,①它不是讓教師把書本上現成的知識直接通過自己的講解傳遞給學生,或者是讓學生按照書本的章節安排和老師的講授去獲得一些知識,而是要求學生根據教師提出的問題,主動去尋找問題的答案,最終得到解決問題的辦法,并對結果進行展示和自我評價,這樣學生的學習重點在于主動學習的過程而不是被動聽取了某個知識,教師在課程實施中已經不是教學的主體,而是學生學習的引導者和監督者,學生自己成為教學的主體,從自己主動解決問題的過程中獲取知識和技能。

2 PBL教學法的實施

2.1 指導老師引入情景提出問題

指導老師創設的情景對整個課程教學有著重要作用,它直接影響著學生的學習興趣和教學目標的達成。作者在本課程的教學中設立的場景是輪形機器人即智能小車的設計制作。智能小車依靠傳感器的反饋來控制電機的動作以達到小車自動避障行進的效果,其控制系統本質上就是一個完整的微型計算機系統。利用此場景來引導學生學習微型計算機原理和接口技術,相比與傳統教學來說更具有吸引力,充分調動了學生學習的積極性。②

在學生體驗指導老師創設的場景后,指導老師需要根據場景提出合適的問題讓學生自主解決,指導老師提出的問題是PBL教學過程成敗的關鍵。一方面要根據學生的學習基礎來控制問題的難度,使得學生能通過自主學習自行解決問題;另一方面,問題要有針對性,使學生在解決問題過程中獲取的知識符合教學目的。指導老師可以先提出一個較難的總問題,然后根據教學目的把這個較為復雜深奧的問題拆解成為相互關聯的簡單的問題,這些問題應有利于學生對相關知識的掌握,學生通過自主學習解決這一系列問題,從而達到獲取知識和技能的目的。③

作者在本課程的教學中提出的總問題是微機系統是如何控制小車智能避障行進的?為了解決這個問題,進一步分解出一系列子問題,例如微機系統是根據程序來控制小車的,程序存儲在什么位置?CPU如何讀取運行的?微機系統需要通過控制電機的運轉來控制小車的前進方向,它是如何與伺服電機接口來進行控制的?這些問題的解決依賴微機組成原理和接口技術方面的知識,學生自主學習解決這些問題的過程也就是獲取本門課程知識和技能的過程。

2.2 學生自主合作解決問題

在指導老師提出問題后,應安排學生分組討論。④學生的分組應注意成員的合理組合,把不同特點的學生分在一個組,學生能發揮各自的特長,優勢互補,圓滿解決問題。學生小組的各成員首先分析問題,看看自己具備了哪些解決問題的知識,還缺少什么理論知識,給出解決問題的初稿,然后由小組長根據小組成員討論的結果,確定解決問題的方案,并制定下一步的學習計劃。

例如指導老師提出如何使用微機系統來控制電機運轉這個問題后,可以按照三個方向來把學生分成三個小組,進行分組討論:一個組討論微機系統如何控制步進電機運轉,一個組討論微機系統如何控制步進電機運轉,一個組討論微機系統如何控制伺服電機運轉,分組時充分考慮學生的意愿和特點。學生在分析問題時,首先明確自己在先前的基礎課程中學習過電機的基本工作原理,現在要解決問題時還主要缺乏煞矯嫻鬧識,一方面是不同類型電機的調速原理,一方面是微機系統與電機的控制接口知識。學生在討論后明確解決問題的思路,然后個組員根據自身的興趣和特長,通過分頭查詢相關資料獲取新知識以期解決問題。

在小組討論前,對于一些必要的知識鋪墊,指導老師也需要向學生作簡要交代,避免學生無從下手。在小組討論過程中,指導教師及時跟蹤小組成員的討論內容,避免小組成員討論的方向離開正確解決問題的軌道,同時又要不過度影響學生個性思維的拓展。例如在解決微機接口如何控制伺服電機運轉的問題中,指導老師事先告訴學生伺服電機需要微機系統產生脈沖來控制電機運轉,然后引導學生自主學習去了解脈沖控制電機旋轉的知識和到讓微機系統產生所需脈沖的方法。

小組成員之間需合理分工,針對學習的問題尋找支撐的材料,每個小組成員都有解決問題的不同方法和技巧,要想得出共同解決問題的方法,需要在每個成員的意見基礎上,進行匯總、歸納、總結,最后形成統一的答案。⑤討論解決問題后,各小組的組長將問題的最終結果寫成書面材料,由每個小組的組長通過多媒體課件的形式,向指導教師和同學們做展示。

2.3 指導老師點評

在每組學生展示解決問題的過程和結果后,指導老師要點評各小組的表現,肯定學生做得正確的地方,對不足的地方提出改進意見,同時引導學生們主動反思解決問題的過程,思索這個過程中曾經缺乏哪個方面的知識,又是如何補充這些知識從而解決問題。

例如學生在解決如何控制普通直流電機運轉的問題中,找到使用PWM波來控制電機的供電電壓大小以達到控制電機轉速的目的,指導老師對這一方法給予了充分肯定,但學生在PWM的具體使用上僅僅通過軟件設定微機系統CPU寄存器的相關控制位來控制PWM波的占空比,并沒有對PWM波的頻率進行控制,導致在實際控制中智能小車的運動行駛不夠平順。經過指導老師的提醒,學生通過自行摸索迅速找到原因,在提高PWM波的工作頻率后使得電機電源電源平穩,最終圓滿解決問題。

在學生最終解決指導老師提出的各個問題后,指導老師對各小組的總體學習成效表現進行點評,并為每位學生記錄平時成績。

3 結束語

作者在本校自動化2014級的該課程教學中使用PBL教學法,以前習慣了上課聽課的學生們普遍反映這門課的學習過程是自己從未經歷過的,整個學習過程主要是自己在查閱資料找答案以及和其他同學討論,老師僅負責方向指導和點評,并沒有向自己灌輸知識。當自己解決了所有問題后,發現自己在不知不覺中掌握了不少新知識,甚至躍躍欲試想根據老師在課程中創設的情景,運用課程知識自己親手制作一臺智能小車。PBL教學法獲得了作者預期的良好效果。

PBL教學法相對于傳統教學法注意培養學生的問題意識,重視學生掌握學習方法的掌握,注重提高學生學習的積極性與主動性,使學生形成發現問題、分析問題、解決問題的能力,為他們技術能力和工作素質的培養打下了良好的基礎。

武漢市教育局2015年市屬高校教學教研重點項目(編號2015030)

注釋

① 黃鋼,關超然.基于問題的學習(PBL)導論[M].人民衛生出版社,2014.3:42-43.

② 杜波.在單片機課程中開展PBL教學法培養應用能力的研究與實踐[J].長春工程學院學報(社會科學版),2016.17(3):117-120.

③ 劉麗霞.淺談PBL在程序設計教學中的應用[J].教育現代化,2016.9(27):165-166.