面向新工科建设的计算机组成原理课程教学

来源:用户上传      作者:张威 胡晓宏

　　摘要：针对新工科背景下计算机组成原理课程教学面临的具体问题，结合工程教育认证的要求分析了课程教学的知识、能力和素质目标，提出了“培养学生的系统思维能力”的教学理念，并详细介绍了教学内容、教学设计、课程考核等环节的实施细节。
　　关键词：新工科;计算机组成原理;教学模式
　　中图分类号：G648.4
　　TeachingofComputerCompositionPrinciplefor
　　theConstructionofNewEngineering
　　ZhangWeiHuXiaohong
　　DepartmentofComputerScienceandTechnology，BeihuaUniversityJiLinJiLin132021
　　Abstract：Inviewofthespecificproblemsfacedbytheteachingofcomputercompositionprincipleunderthebackgroundofnewengineering，combinedwiththerequirementsofengineeringeducationcertification，thispaperanalyzestheknowledge，abilityandqualityobjectivesofcurriculumteaching，putsforwardtheteachingconceptof"cultivatingstudents'systematicthinkingability"，andintroducesindetailthespecificimplementationdetailsofteachinglinkssuchasteachingcontent，teachingdesignandcurriculumassessment.
　　Keywords：newengineering;computercompositionprinciplecourse;teachingmodel
　　
　　算机组成原理课程是计算机专业本科教学中承上启下的核心专业课程，以计算机硬件系统为主线，训练学生系统分析与设计实现能力，提高学生工程意识、工程素质和工程实践能力，完成新工科背景下学生解决复杂工程问题能力的培养[1]。本文以课程教学的开展与创新为主题探索新工科背景下计算机组成原理课程教学的新模式。
　　1课程教学面临的具体问题
　　计算机组成原理课程是计算机类专业学生的一门专业基础必修课，以培养学生“利用工程化方法解决计算机等相关领域复杂问题的开发能力”为根本目标，从硬件的角度讲述计算机的工作原理，运行机制和设计方法，建立硬件软件协同一体的整机概念。
　　课程的先修课程包括数字电路技术和程序设计基础。通过数字电路技术的学习，学生具备了基本的数字电路技术基础，但是现代计算机内部的高度集成使得其内部结构和工作过程无法直观感受，所以很多学生感觉课程内容抽象、难度大、学习兴趣不高。通过程序设计基础的学习，学生具备了高级语言程序设计与分析的基本能力，但是组成原理课程内容以计算机主要功能部件的工作原理为主线进行硬件知识的讲解，学生难以建立高级语言与硬件构造的联系，就业中硬件系统设计的相关岗位并不多，导致许多学生认为课程的实用性不强，重视程度不够。传统上课程内容的组织是以早期最简单的计算机为模型，讲解计算机系统的共性特征，因此给部分学生造成了教学内容陈旧、与实际应用脱节的印象。
　　系统能力培养是新工科计算机类专业建设和教育提升中首当其冲的重要内容[23]。系统能力培养的目标是让学生站在不同层面上把握不同层次上的应用，理解计算机系统的整体性、关联性，能够用系统化方法，掌握计算机硬软件协同工作及相互作用机制，全面考虑系统各部分及其与外界的逻辑与联系，完成一定规模的系统设计的能力[4]。
　　针对教学中反映出来的问题，依据培养学生系统能力的思想，我校计算机组成原理课程组从硬件设计者、软件设计者、系统普通用户三个讲授视角展开授课内容，让学生在掌握计算机系统的外部特性、硬件工作原理基础上，理解硬件与软件之间的联系，提升课程的实用性。授课中穿插介绍计算机组与体系结构中所用的各种新技术及其发展趋势，拓宽学生视野，提升学习兴趣。
　　2课程教学目标分析
　　通过行业访谈以及与校内外专家的研讨等手段，我们将毕业要求指标点进行了分析拆解，确定计算机组成原理课程的教学目标有以下内容：

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