《计算机组成原理》教学的技术与艺术探索

时间:2012-01-13 20:36 作者:小编 点击: 次
　　本文作者： 张花馗， 井慧娟， ZHANG Hua-kui， JING Hui-juan
　　第7卷第2期2007年6月湖南冶金职业技术学院学报JournalofHunanMetallurgicalProfessionalTechnologyCollegeVoL7NO．2Jun．2007《计算机组成原理》“教"“学"的技术与张花馗井慧娟(湖南冶金职业技术学院，湖南株洲，412000)艺术探索摘要：《计算机组成原理》是计算机科学技术系的一门棱心专业基础课程．从课程地位来说．它在先导课和后续课之间起着承上启下的作用，如何提高课堂教学效果．如何增强学生的实际应用能力，这是本文所要探索的主题。
　　关键词：计算机组成原理核心专业：教学效果中图分类号：G642．42文献标识码：A文章编号：16727412(2007)02一036一03《：计算机组成原理》作为计算机专业的一门核心专业基础课程，历来是计算机专业学生能否学好计算机知识的“分水岭”。它集理论性、系统性、先导性、实践性于一体，并且伴随当今瞬息万变的信息化而发展变化。由此带给了学生学习该课程的巨大障碍，也给该专业课教师传授知识带来了很大的阻力。
　　因此，扫除“教”与“学”之间的障碍就成为这门课程最紧迫的问题，为此需要对《计算机组成原理》“教”与“学”的技术与艺术进行探索。1上好第一堂课是关键俗话说：“万事开头难”，“好的开始是成功的一半”。教师在上第一堂课时，应该对整个计算机科学技术在当今人们生产生活中的作用做一个系统而现实的介绍，将学生的思路引向计算机在当今的广泛应用之中去，同时对我们计算机科学技术专业的课程设置和专业方向作一个系统的回顾，让学生对要学什么有充分的了解，然后对《计算机组成原理》在计算机所有课程中的作用做充分的阐述和深入的分析，让学生明确学习该课程的重要意义和实用价值，在每位学生心里播撒学好该课程的“种子”。
　　为此，本人在给学生讲第一堂课时，按照“上好第一堂课”的宗旨，精心准备，反复推演，力求能在第一时间内将学生的兴趣引入计算机的殿堂。先做好充分的课前准备工作，以最饱满的状态进入教室，在简短的自我介绍之后进入第一堂课的学习，首先介绍计算机的专业方向，然后将各个方向的学习难度和当今社会需求及经济回报率作一个准确而合理的介绍，使学生认识到计算机知识的学习与其人生价值的实现密切相关。
　　接着引导学生在未来的学习中按照计算机技能学习的标准“短时间，快掌握”的原则，合理的选择专业方向。
　　最后给学生阐述《计算机组成原理》在计算机专业中的重要地位及其学习方法，由该课程的名字“计算机组成原理”可知，本课程主要介绍计算机的“组成”和计算机的“原理”两部分的知识，因此学生在学习该课程时应把握这两个关键。
　　《计算机组成原理》是一门理论性很强的课程，学生对该课程学习的好与差将直接影响到后续相关课程的学习，如《计算机维护与维修》、《计算机网络》等课程。这样，学生在充分了解这些后能够快速有效的进入《计算机组成原理》学习。教师还应告诉学生要成为计算机专业人才必须具备如下的个人素质勤奋、严谨、求实、创新。因此，在学习该课程时，学生应该是谦虚、踏实、认真的进入计算机专业的课堂。
　　让学生养成良好的专业课学习的习惯，为该课程后续的学习营造一个良好的氛围。2课堂教学是重点课堂是学生集中获取知识的地方，也是集中展现教师授课水平的地方。教师如何才能将手中的“一杯水”倒入学生的“空杯”中，这是最关键的问题课堂“教学”。教师的课堂教学的技术与艺术也在这里得到集中体现。课堂教学首先是一个时间和空间的问题，课堂教学中时间的科学分收稿日期：2007--0316作者简介：张花馗(1977一)。
　　男，I匹tJJJ达县人．湖南冶金职业技术学院助教。第2期张花馗井慧娟：计算机组成原理》“教”“学”的技术与艺术探索37配与空间的合理变换乃是教学中的关键，教师只要能很好的处理教学中时间和空间的问题也就能实现其教学的目标“教师能教好，学生更能学好”。让学生熟悉教师的授课方法，这是课堂教学与教学互动的前题。以本人为例，先向学生介绍本人的时空分段教学法。将课堂时间分成“教师教的时间，学生学的时间”两段时间，教师教与学生学的时间之比分别为3：1，2：1，l：2，1：3四个阶段。第一阶段应该是教师教为主，学生自学提问为辅，这一阶段主要任务是教师引导学生轻松的进入《计算机组成原理》，其“教”学”时间之比3：1。进入第二阶段，重点是教师给学生传授自己学习这门课程的学习方法以及成功经验，使学生逐渐形成一套自己的学习方法，其“教“学”时间之比2：1。第三阶段，主要是教师罗列课堂学习的大纲控制学习节奏，学生通过自己查找知识点，分析解决问题，在这一阶段重点是培养出学生独立思考问题分析问题和解决问题的能力。
　　教师的任务是根据学生的学习情况，进行适当的提问测试、辅导并调整全班的学习进度，其“教，：“学”时间之比1：2。
　　第四阶段是“学生讲课，教师听课”的角色交换的阶段，主要是提高学生的口头表达和应变能力，也为学生提供了一个展示个人学习能力的舞台，增强学生学好《计算机组成原理》的信心，这阶段“教懈学”时间之比1：3。这是自己根据多年的实际教学得出的教学法，发现这种方法能培养学生的学习兴趣和增强其学习的主动性，发挥学生的潜能，同时也使学生获得了能力中最重要的一种能力。学习能力”。3授课能力是灵魂学生的学习积极性和刻苦钻研的毅力从某种意义上说是与教师的授课能力有密切的关系，而教师的授课能力又集中体现在教师的教学魅力之上，因此，摆在教师面前的就是“如何才能增强教师在学生心中的教学魅力”。根据自己的实际教学经验，我得出这样的一个结论：在教学过程中适当展示教师的实践专业技能是增强教师教学魅力的亮点。比如在《计算机组成原理》课程中，讲到存储器的技术指标时，有存储容量、存取时间、存储周期，存储器带宽信息，这四项是评判计算机中存储器性能好坏的关键性指标，在实际的电脑选购中运用很广，但在教学中发现学生对存取时间和存储周期理解的不是很准确，并且容易混淆(存取时间：又称存储器访问时间，是指从启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间。存储周期：是指连续启动两次读操作所需间隔的最短时间。
　　)oD3为此，教师可以用一个实验来说明这两个概念、之间的区别。可以设计这样一个例子，学生进行100米跑的测验，有两种方式：一种是100米直道上完成，另一种是往返50米直道完成。问学生一个人在其它各种条件相同的情况下，上述哪一种方式用时更多，相信学生们都有经验，都会得到正确结论：50米直道往返跑用的时间更多。这时让学生思考一个问题：这是为什么?学生会很容易的想到原因：“在往返跑中，完成前面50米返回时，存在减速和加速过程”这就是“延迟时间”。
　　这个例子可以类比来理解存取时间和存储周期，得出公式：存取时间+延迟时间=存储周期。进一步得出结论：存取时间<存储周期。
　　为了进一步增加学生的计算机专业知识学习的积极性，可做如下补充，要提高计算机的硬件速度可从CPU和存储系统人手，其中在CPU一定的情况下，提高存储系统的速度是最主要的途径，而存储系统在存储体系结构一定的情况下，降低存储周期是关键，那么上面得出来的公式：“存取时间+延迟时间=存储周期”，就可在实践中充分应用。
　　从等式可以看出要降低存储周期，可以减少存取时间或延迟时间，但是对于一台计算机中的存储器来说一旦装入计算机，其存取时间就确定了(改变的可能性不大)，因此，唯有从延迟时间人手才可能降低存储周期。以计算机信息流动的“咽喉”内存为例，降低内存的延迟时间，等于提高计算机的速度：开机一一按Del键一一进入CMOSB10S界面一一CASLatencyTime(简写CL，通称延迟时间)。
　　其后面有2、2．5、3、三个选项，可根据内存的具体情况选择2或者2．5，数字较小的，可明显提高计算机的速度(CL数字越小速度越快，但是整机的稳定性就越低)。相信通过这样的一个深入浅出的学习，不但能提高学生学习该课程的兴趣，同时更能增强教师在学生心目中的魅力，赢得学生的认可。4师生交流是捷径融洽的师生关系是良好教学秩序的保证，也是我们改进教学模式的捷径。如何才能形成和谐的师生关系?这是很多教师和学生共同关注的问题。在教学中的师生经验交流是形成和谐师生关系的重要途径。例如，师生经验交流中，学生反映对“计算机结构组成”的理解相对容易，但是对“计38湖南冶金职业技术学院学报第2期算机的工作原理”的理解不是很清楚。要让学生理解“原理”教学中用举例的方法见效快。
　　比如在讲到计算机的存储系统时，学生对cache(高速缓冲存储器：使CPU与主存之间的速度相匹配的存储器)[2]在计算机系统中的作用不能准确把握，此时可以设计这样一个例子。假设学生到一个瀑布下面取水饮用，有如下两种方法：一种是直接站在瀑布下面昂起头用口对着瀑布喝另一种是拿一个杯子到瀑布下面的“水潭”里取水喝。
　　让学生做选择，相信学生都会选择第二种(第一种方法水流太快，人取水很危险)。然后问学生为什么选择在“水潭”里取水?学生会很容易的想到原因：“因为水潭中水流的速度比瀑布慢。
　　”此时可向学生指出这里所指的“水潭”的作用相当于计算机中的cache，使从高速设备CPU流出的信息速度降低，使其能在相对低速的主存中传输。相信学生对cache在计算机系统中的作用有了比较准确的认识。为了更进一步的加深学生对cache的理解，可以给学生们介绍如下的一个技术：开机一一按Del键一一进入CMOSBIOS界面一一CacheL1(或CacheL2)，通常CacheLl(CacheL2)其后面的选择项为enable(启用)，如果将CacheLl后面的功能选择项设为disable(关闭)，计算机将无法进入Windows操作系统，其现象为严重故障。如果CacheL1设为enable(启用)而CacheL2设为disable(关闭)，计算机半小时后可能才会进入Windows操作系统。
　　当然，在讲了这个技术后，有一些学生在课后做了相应的尝试，发现“Cach-eLl设为enable(启用)而CacheL2设为disable(关闭)”时大部分计算机情况与教师描述的一样，有些计算机始终不能启动。此时，教师和学生可以一起用“计算机组成原理”知识来分析、讨论，找出其中的原因。相信通过这样的方法，教师不仅传授了知识，为学生提供了可以参考的学习方法，而且增进了师生之间的了解，形成了融洽的师生关系，形成了和谐的教书育人的环境。上述的一些观点是本人在《计算机组成原理》教学过程中的一些体会，也是对该课程教学技术和艺术的一点探索，由于本人水平所限，错误和不妥之处在所难免，在此抛砖引玉，欢迎专家及读者提出宝贵意见。
　　参考文献[1]李文兵．计算机组成原理[M-I．北京一清华大学出版社，2002．[2]白中英．计算机组成原理实用教程[M]．北京科学出版社，2001．ExplorationonTeachingandLearningSkillsofComputerCompositionPrincipleZHANGHuakuiJINGHuijuan(HunanMetallurgicalProfessionalTechnologyCollege．ZhuzhouHunan412000，China)Abstract：Computercompositionprincipleisanessentialprofessionalcourseincomputersciencedepartment．Withregardstotheimportance，itplaystheroleofabridge，combiningleadingcoursewithcoursescomingafterit．Thispaperdealswiththequestionofhowtoimprovethequalityofteachingaswellasthepracticalcapacityofstudents．Keywords：computercompositionprincipleessentialprofessionalqualityofteaching[责任编辑：尹志诚]。
　　本文《《计算机组成原理》＂教＂＂学＂的技术与艺术探索》 --- 作者： 张花馗， 井慧娟， ZHANG Hua-kui， JING Hui-juan

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