《计算机组成原理》课程教学模式的探索

2022-09-11

《计算机组成原理》是计算机科学与技术专业的一门核心专业基础课程, 也是某些计算机相关专业的主干课程。从课程地位上看, 它在先导课与后续课之间起着承上启下的作用。从教学特点上看, 该课程具有内容多、难度大、更新快的特点, 学生学完后很难真正理解计算机的“思维习惯”。因此, 新颖独特的教学方法对教学效果具有非常重要的作用, 往往能起到事半功倍的效果。本文针对《计算机组成原理》这一课程的教学特点, 分别从课堂教学与实验教学两个角度, 提出了多种各具特色的教学方法, 教学实践表明, 这些方法取得了较好的效果[1]。

1 课堂教学模式的探索

课堂教学是教学过程的基础, 也是教学过程的主体。课堂教学的效果决定了授课过程是否成功, 决定了这门课能否达到授课目的, 也影响到学生的学习兴趣。传统的满堂灌的教学模式忽视了学生的主动学习欲望, 不仅学生听得枯燥难懂, 也难以调动老师的讲课热情, 整个课堂气氛沉闷枯燥, 教学效果相当不理想。因此, 必须改变传统的课堂教学模式, 使用各种手段调动和满足学生的主动学习热情, 从而增强对理论知识的理解, 辅以一定的实验课程, 帮助学生抓住课程的核心, 奠定支持学生终身学习的知识基础。

1.1 突击记忆

根据人的记忆特点, 人的大脑对某些特定时刻的记忆会有自动加深印象的表现, 并会在潜意识里不停地加以温习。例如, 经历过2008年中国四川汶川大地震的每个人, 对2008年5月12日14点28分时自己正做的事情恐怕至今仍记忆犹新, 并且在许多时刻被不断地提起。这种人脑记忆的特点, 可以经过一定的变换运用到我们的课堂教学中。

例如, 教师在课堂进行走动式教学的时候, 可突然停下对某位学生提问相关的问题, 若是学生能及时回答, 教师应不遗余力地加以表扬;若学生表示不知, 可允许其快速地浏览笔记, 再面对教师复述。

从实践效果以及学生的反馈意见来看, 这个方法对增强学生的理解能力有很大的作用。教师可根据实际情况, 多给学生寻找这样的特殊时刻。

1.2 角色转换[2]

与学生交流可知, 学生对于老师的讲台这个位置具有一种敬畏与渴望并存的心态, 潜意识里有自己也能站在讲台上的希望。作为教师, 可将学生的这种心理与实际的课堂教学联系起来, 尝试“角色转换”这一教学模式。

一般教师都会在一次课结束的时候告知学生下一次课要讲的主要内容, 希望学生能够在课后预习。但是, 从实际情况来看, 学生的预习效果并不理想, 一是因为没有老师的带动很难专心预习, 其次是大部分学生都有一定的惰性, 根据教师无法检查作业量的实际情况不会主动去预习。针对这一特点, 教师可在一次课结束的时候, 告知学生下一次课的主要内容, 并规定下一次课的某一段时间将抽调一位学生站在讲台上充当教师的角色。

从实践的效果来看, 在课堂中使用这种教学方法的最初, 大部分学生由于有一定的心理压力会比较抗拒这种方法, 会有站在讲台上保持沉默的情况发生。因此, 在对一个班级使用“角色转换”教学法的最初, 必须找一些性格外向, 表达能力较好, 自主学习理解力强的学生做典型, 教师在过后的点评中多使用表扬性质的词语, 给学生们营造轻松的氛围, 消除学生的畏惧心理。随着次数的增多, 学生会逐渐喜欢上这种模式。“角色转换”式教学模式颠覆了老师讲学生学的传统, 给了学生站在讲台上磨练自己的机会, 并且通过自己的讲述增强了预习的效果。因为下次课讲课的学生是随机的, 所以大部分学生都能主动地去做充分的预习, 因此, 在教师具体讲授内容前, 可事先和学生作一定的交流, 针对预习过程中遇到的问题有重点地讲授。如此, 教师讲得轻松, 学生学得清楚, 课堂上能始终保持轻松愉快的气氛, 教学效果事半功倍。

应当注意的是, “角色转换”式教学方法主要是为了调动学生的课前主动学习热情, 因此学生讲课时长在每次课所占的时间不可过长, 保持在十分钟左右为佳;并且不能将一些重点难点交与学生去讲述。毕竟, 学生的表达能力与理解力会有些许的偏差, 主讲必须是教师;其次时间过长会令学生反感厌倦。

1.3 多媒体与板书相结合

现在, 大多数课程都在提倡多媒体教学, 传统的板书教学逐渐被代替。但是, 通过与学生的交流以及实际的教学情况来看, 多媒体教学并不是万能, 传统的板书教学方法在某些知识点上比多媒体教学更具有竞争力[3]。

例如, 在进制转换这一知识点的讲授过程中, 一个班是通过PPT讲授, 另一个班是板书讲授, 教学效果明显好于前一个班级。所以在具体教学实施的过程中, 应根据知识点的特点, 因地制宜, 选择合适的教学依托工具。一般来讲, 若是有需要动态演示效果的, 则使用电脑的Flash动画演示可加深学生的印象;若是具有理论推导性质的知识点, 则使用板书讲授效果更好。

而在某些多媒体教学与板书授课皆适用的知识点上, 则可以两者结合起来, 老师利用多媒体进行知识讲授, 再让学生通过一定的板书进行复习, 两者取长补短, 最终达到预期的教学目标。

2 实验教学模式的探索

要实现培养目标的能力, 必须具有实验环节。将课堂教学与实验教学有机地结合起来, 通过实验手段验证课堂教学中的CPU与内存、外设之间的工作原理, 并可适当地根据学生的实际情况, 安排具有一定开发性质的小实验作为补充练习, 从而使学生在实践过程中真正理解计算机的工作思维。

2.1 任务驱动式[4]

传统的《计算机组成原理》实验模式是根据实验教材, 按照先原理后步骤最后做实验的顺序按部就班地进行。传统实验模式的弊端在于, 一开始就讲述枯燥深奥的原理容易使学生丧失对未知实验的热情, 按部就班的实验步骤无法激发学生的自主创新能力。因此, 可对传统的实验模式做一下转换, 利用任务驱动式教学方法进行计算机组成原理的实验。具体的实验流程大体如下:

(1) 老师在针对具体的实验器材讲解后, 提出具体的实验任务。

(2) 教师根据提出的实验任务, 将可能用到的知识点与资料可提纲式地提供给学生, 而不是直接地告诉学生设计的方法。

(3) 学生根据教师提供的资料, 利用所学的知识, 自主寻找解决的方法。

(4) 教师可在学生寻找方法的过程中作一些引导性的提示。

(5) 教师根据学生完成任务的情况, 作一些补充说明。

从实践效果看, 任务驱动式实验模式能够极大地调动学生学习本课程的兴趣, 提高动手能力以及自主创新的能力, 对学生的自信能力以及互相协作的能力都有一定程度的提高。

此教学模式在具体实施的时候, 也有一定的注意点:首先, 利用任务驱动式实验模式要求教师要设计一个综合性较强的实验, 能够考察学生的综合掌握能力, 例如设计一个8位的CPU;其次, 这种实验模式比较适合与分组教学模式结合起来;第三, 教师要掌握好实验任务的难度, 以免打击学生的学习热情或者激发不起学生对未知事物的热情。

2.2 互相纠错式[5]

“互相纠错式”实验模式与课堂教学中的“角色转换”授课模式类似, 具体实施流程如下。

(1) 教师在讲述实验过程中运用的理论时, 可故意犯错。

(2) 学生提出错误, 可提示学生指出并纠正。

(3) 教师在做演示实验的过程中, 也可适当地结合学生学习过程中的重点, 故意出错, 由学生指出, 并完成正确的演示过程。

(4) 教师在实验完成后, 可收集学生实验过程中遇到的问题, 组织学生相互解答。

(5) 最后由教师针对实验过程中出现的问题给出点评。

从实践的效果来看, “互相纠错式”实验模式能够帮助学生加深对理论知识的印象, 并培养学生发现问题解决问题的能力, 同时可活跃实验课堂气氛。

应当注意的是, “互相纠错式”实验模式的应用范围为:验证型的实验, 难度较小的实验, 单个知识点的实验。例如, 运算器实验即可用“互相纠错”模式。而对于一些综合性较强的实验任务, 建议使用“任务驱动”模式。

3 结语

原理课程教学天生存在内容抽象、讲述枯燥、疑难点多等问题, 我们根据实际的教学情况, 对《计算机组成原理》的课堂教学模式与实验教学模式提出多种改革方案。文章分别对几种教学模式作给出一定的阐述, 并给出相关的注意事项。本文中的多种教学模式并不局限于《计算机组成原理》这一课程, 也可根据其他课程的特点, 进行因地制宜地结合, 从而达到传授知识、培养能力、提高素质这三大目标。

摘要：本文分别从课堂教学与实验教学两个角度, 对《计算机组成原理》这一课程的教学手段进行了不同方法的探索与尝试, 创新性地提出了“多媒体与板书相结合”、“角色转换”、“突击记忆”、“实验讲解”、“任务驱动”等多种有特色的教学方法。教学实践表明, 这些方法取得了较好的效果。

关键词：课堂教学,实验教学,自主学习