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1課程特點與教學中存在的問題

1.1課程的特點

計算機設備原理課程屬于特定領域計算機類課程，是計算機科學與技術專業課程內容在特定領域應用的集中體現，不僅具有一般計算機專業課程的特點，還具有鮮明的領域特色。

（1）領域性強，與裝備結合緊密。計算機設備原理課程與特定領域密切相關，計算機設備的功能、性能和體系結構與領域應用要求是相適應的，如在很多應用中，要滿足組件化、實時性、可靠性要求。

（2）內容比較龐雜，涉及計算機種類多。目前大多數裝備的信息化、智能化程度較高，在裝備中不同的子系統內，根據需求采用了各種各樣不同的計算機設備，有通用計算機設備、嵌入式計算機設備、實時計算機設備和網絡計算機設備等。

（3）專用計算機設備較多，結構復雜。裝備中的很多計算機設備需要滿足一些特殊的要求，因此采用了很多特殊的專用計算機設備，如專用的處理器設備，它的指令集和執行部件與一般的處理器均有較大差異，因這些設備并不常見，如何將這些設備的內容講授清楚，也是面臨的一大問題。

1.2教學中存在的問題目前該類課程普遍存在的問題主要有3點。

（1）計算機設備原理課程是計算機類課程，由于其具有鮮明的領域特色，內容上與領域知識結合非常緊密，只將計算機設備的內容隔離出來單獨講授，造成“知其然，不知其所以然”的教學效果，過多涉及領域知識，在學時有限的情況下，難以將計算機設備的內容講解透徹。

（2）因為計算機設備原理是在講現成的計算機設備，課程內容龐雜，還涉及很多專用計算機設備，如果內容取舍不當、教材編排不深入，就容易出現在講用戶說明書或者操作的現象，違背了開設這門課程的目的，無法達到課程目標。

（3）因各種客觀條件制約，不像一般性計算機課程，擁有大量的素材、教具、實物和模型可以從不同角度展開講解，計算機設備原理課堂講授缺少必要的教具和實物，課堂內容講授難以做到生動形象，學員學完本課程后對知識一知半解或者感受不深，因裝備作為一個整體和完整的系統存在，即使組織學員參觀操作裝備也難以完全彌補這一缺陷，影響了教學效果。

2計算機設備原理課程教學內容的組織

計算機設備原理課程教學內容與領域相關，不同領域的計算機設備大不相同，沒有普遍性，但不同領域計算機設備原理課程教學內容的組織，具有一般性的指導和借鑒意義。首先分析一般的計算機原理課程的教學內容組織。一般的計算機原理課程就教學內容組織是按照“總—分—總”的思路展開的。先從總體上介紹計算機系統的組成與結構，再按各組成部分邏輯順序，由內到外逐一進行講解，最后回歸到更復雜的多處理機與機群系統。應該說這種組織方法是比較科學合理的，符合人的認知習慣。計算機設備原理能否采用這種教學內容組織模式？一般來說，武器裝備計算機設備原理講述的是武器系統主要部分的計算機設備，在這個案例第一章計算機設備概論中，將計算機設備進行總體介紹，包括功能、分類、組成與結構。在第二章中，對武器裝備計算機設備涉及的主要相關理論基礎進行介紹，這些理論基礎與領域密切相關，除了計算機基礎理論外，可能還會包含領域基礎理論，如信息融合、目標識別等。從第三章到第九章，也是按各組成部分邏輯順序，由內到外逐一對武器裝備計算機設備具體型號進行講解。第十章再從裝備的角度對擔負不同功能的計算機設備進行綜述，如火力控制計算機，如果在第一章已經涉及這方面內容，也可以去掉第十章內容。仔細分析就會發現，這種組織方式有一個很大的問題，就是武器裝備計算機設備原理講述的是武器系統主要部分的計算機設備，這些計算機設備涉及一般的PC結構計算機、單板機、嵌入式計算機和片上計算機系統等，按照案例1的組織，第二章到第九章每一章的內容都可能會包含這些不同種類計算機的指令系統、控制器和存儲系統等，同時割裂了各個不同計算機設備之間的功能聯系，這顯然是不合適的。第一章計算機設備概論先從總體上將武器系統功能、性能和體系結構進行介紹，將武器系統的體系結構從信息的角度轉換成信息處理過程框架，實質上就是OODA循環過程，再根據OODA循環每一過程引入其中的計算機設備，這樣就自然的在這些計算機設備中建立起之間的邏輯關系。第二章到第七章的組織依據的是從核心到外圍，從前端到末端的雙重組織原則，對信息化武器裝備來說，指揮控制系統無疑是其中樞，負責將武器系統其他部分有機聯系起來構成指揮控制回路，完成OODA循環過程，因此在第二章就引入指揮控制系統計算機。第三章到五章是從前端到末端的組織思路，與武器裝備作戰過程信息流動方向一致。第六章和第七章屬于基礎設施和保障內容等，安排在課程的最后自成一塊較為獨立的內容。從整體來看，這種課程內容組織案例條例清楚，符合武器裝備作戰過程與信息流動方向，極大減少了不同內容之間的混合，保留了很好的邏輯關系，同時又將領域內容與計算機設備原理的內容自然地結合起來，避免了知其然，不知其所以然的問題。

3計算機設備原理課程教學應注意的幾個問題

有了好的教學內容組織，要把這門課教好學好，還需要把握以下3個問題。

3.1教學方法問題

由于武器裝備計算機設備原理課程的特點，教學過程中要盡量避免造成在講用戶說明書或者操作這種現象。從第3部分教學內容組織可以看出，本課程采用啟發式的教學方法是比較適宜的，課程教學目的不是為了學計算機而講計算機內容，而是有著非常鮮明的領域特色，因此非常有利于以問題為導向的啟發式教學法的運用。如第一章計算機設備概述的內容組織是從總體上將武器系統功能、性能和體系結構進行介紹，再將武器系統的體系結構從信息的角度轉換成信息處理過程，同時根據OODA循環每一過程引入其中的計算機設備，這樣就自然地在這些計算機設備中建立起邏輯關系。這一章的教學就可以從OODA循環出發，分析循環的每一步武器裝備戰技參數，提出為了完成這些戰技參數應該需要什么樣的計算機設備等問題，這樣自然而然打開了學員的思路，引導學員主動運用以前學過的專業課知識來構建問題的答案，按照OODA循環環環相扣，推進教學內容展開。

3.2授課教師問題

計算機原理課程的第一個特點決定了授課教師不僅要有深厚的計算機專業知識，更需要扎實的領域知識背景，熟知相關武器裝備的作戰對象、功能、性能、組成結構、作戰運用及與同類武器裝備差異。只有達到這個層次，才能從全局掌控這門課程，做到講解深入淺出、內容翔實準確，既能傳授知識，又能培養學員分析解決問題能力，達到課程目標。

3.3教材教具問題

需要指出的是教材編排應盡量避免直接采用用戶說明書或已有資料的編排結構，我們的教學內容組織案例3已經給出了一種教材內容編排參考模式。本門課程應盡可能采用相關的教具進行授課，有條件的院校可以采用專業教室進行授課，以達到形象生動的教學效果，僅武器裝備的外部參觀講解和操作對于原理教學是不夠的，需要對相關計算機設備進行拆卸，運行和演示才能起到良好的效果。對于像信息流動和信息處理等難以通過實物展示的內容也應盡可能通過動畫來進行描述。筆者在教學實踐中大量采用以問題為導向的啟發式教學法，并將一些真實的計算機設備部件及研制的計算機設備工作原理仿真軟件用于課堂演示，取得了良好的教學效果。

4結語

武器裝備計算機設備千差萬別，但只要抓住支撐武器系統作戰能力這條主線不放，并基于其邏輯關系來進行計算機設備原理教學內容組織與教材編排，采用基于作戰能力問題的啟發式教學方法，就一定能取得良好的教學效果。

作者:狄博王曉丹郭新鵬單位:空軍工程大學防空反導學院