知识点融合在《计算机组成原理》课程教学中应用的

摘 要：本文从研究生入学考试改革出发,以考试内容之一的《计算机组成原理》为例,对研究生统考形势下计算机专业基础课多知识点融合的课堂教学内容进行了探讨,希望能够提高学生的学习积极性,提高课堂教学质量.

关 键 词：计算机组成原理；知识点融合；研究生入学考试

中图分类号：TP301-4

从2009年开始,作为一门专业基础课,《计算机组成原理》也成为了研究生入学考试中的考试内容之一.然而,作为一门重要的课程,很多计算机专业学生在学习过程中普遍认为该课程内容抽象,理论性强,知识点广,在学习过程中很难激发学习兴趣,考研复习时,该课程往往成为专业课程的软肋.那么提高教学质量,成为了摆在很多授课老师面前的一个问题.

1课程特点及问题

《计算机组成原理》主要讲述了计算机的各个部分的组成以及工作原理.在本科阶段该课程既是《计算机导论》、《高级语言程序设计》、《电子技术》的后续课程,又是《操作系统原理》、《计算机网络原理》等课程的先导课程；但是,现在的计算机内部的集成度相当高,这些内容太抽象,相对于学生难以理解和想象,在学习的过程当中很难有激发起学习兴趣,且学生又觉得学了后没多大用处,因此该课程学生的学习效果一直不尽人意,同时也对后续专业课程的学习造成了影响.

2基于《计算机组成原理》课程的多知识点融合的教学内容改革的探讨

学生学习提不起兴趣的根本原因有二：第一,学生不理解该课程在计算机整个知识体系中的重要性,第二,在计算机高集成度的今天,该课程中的知识相对抽象,学生在学习过程中经常因概念理解不透彻而碰壁,无法提高学习积极性.

因此,在教学过程中,一方面可以尝试用学生熟悉的内容讲解新知识,将先续课程中的知识融入到课程教学当中,另一方面,将后续课程中的知识点用生活中熟悉的例子加以必要的引入和讲解,让学生有一个感性认识,为后续课程做好铺垫.本文以《计算机组成原理》的几个基本知识点出发,对课程的知识融合进行尝试,希望能探索出提高教学质量的方法.

2.1前导课程与计算机组成原理的结合

（1）计算机组成原理中IEEE754标准与浮点型变量在内存中的存放形式的结合

授课问题：

IEEE754标准是我院学生在计算机专业学习当中碰见的第一个IEEE标准,在课程引入的时候如果直接介绍IEEE754学生会觉得十分突兀：感觉需要强记IEEE754标准中浮点数的存储格式,学生就会先入为主的简单认为后面的学习也是强记,从而失去学习的“积极性”,为后面的倦怠学习埋下伏笔.

解决方案：

在先导课程C语言中关于知识点浮点数的学习过程当中,浮点数的数据存放形式教材中有介绍.在课程引入的时候可以直接使用C语言学习中的例子作为知识点的导入,这样省去了很多解释工作,一方面提高的教学效率,另一方面也从例子本身告诉了学生课程之间是相互联系的,引导学生将已有的知识和新知识结合起来学.

（2）计算机组成原理中的地址概念与C语言变量定义的结合

授课问题：

很多学生对地址的概念不是很清楚,比如地址的作用.仅仅通过课本上的解释学生难以深入的了解地址的意义以及作用,需要通过C语言中的部分概念加强理解.

解决方案：

很多教师在讲地址的时候喜欢打门牌号的比方,但是,C语言教材变量的描述中已明确说明“编译系统给每一个变量名分配了对应的内存地址.从变量中取值,实际上是通过变量名找到相应的内存地址,从该存储单元中读取数据.”通过对已有教材的知识点的强调,“唤醒”学生在学习过程中不太注意的问题,加强记忆、理解.

（3）计算机组成原理地址线与数字逻辑中的译码器之间的结合

授课问题：

存储器的容量扩展是一个教学重点,但是这个内容并不难,但是考试做画图题时,学生往往错漏百出.地址的概念在数字电路中不止一次提到,它的根本在于译码器的使用.

解决方案：

存储器的容量的扩展的实质就是增加地址线,地址线的增加就是在原始地址线的基础上加上译码器,地址的形成也是一个译码的过程,把这个概念点清楚了,剩下的问题就容易解决了.

（4）计算机组成原理中的总线与C语言中的指针的结合

授课问题：

计算机中的地址总线、数据总线、控制总线中数据的输入输出的方向也是学生经常忽视的内容,在画电路示意图的时候往往随意标注方向,尤其是画地址线的时候经常画成双向线.

解决办法：

C语言中指针的设置的实质就在于地址是不能修改的,但是可以通过自加自减的方式在不改变物理地址本身的情况下来访问相邻的内存单元.通过对指针概括性的讲述然后与计算机中的地址概念进行对比学习,学生对C语言以及计算机组成原理有了更进一步的理解.

用已学过的知识点甚至是实例来解释新的概念,一方面提高了知识本身的“专业性”,加强了学生的专业素养,另一方面,提高学生综合应用所学的知识解决实际问题的能力,为研究生阶段学习打下一个更宽更坚实专业知识平台.

2.2后续课程与计算机组成原理之间的结合

和C语言、数字电路一样,作为先导课程计算机组成原理中也有很多知识在后续课程中得到了印证.

（1）计算机组成原理与汇编语言类课程、接口类课程的结合

计算机组成原理课程中有一个专门的章节讲述指令系统,这与80×86汇编语言中前面的内容有一部分是重叠的,以其中的寻址方式知识点为例,在汇编语言以及硬件相关的后续课程中（单片机应用,嵌入式等课程）也出现了,但是确又不完全相同,学生在多次学习寻址方式以后对后续课程中该知识点早已失去学习的兴趣,往往想当然的就把80×86中的寻址方式当成了其他机型里对应的寻址方式.出现问题的原因在于计算机组成原理这门课主要是借助80×86机讲清楚寻址方式的概念,但不是所有机型都与80×86机寻址方式一样,在讲寻址方式的时候要最好通过比较让学生知道这样的问题,通过说明寻址方式的必要性讲出寻址方式的本质,让学生在后续的学习中能够举一反三.

（2）计算机组成原理与操作系统的结合

操作系统原本就是为了加强用户的体验在计算机硬件基础上,加上了很多怎么写作与功能.在讲授计算机组成原理时可以通过列举日常生活中常见的例子将操作系统相关知识融入进去,让学生有一个感性的认识,当学生在学习操作系统的时候对于这些概念不至于太陌生.

例如,组成原理中并行处理的技术与操作系统中的程序并发执行十分相似.操作系统的多任务处理在日常生活当中十分常见,在讲并行处理技术的时候,可以将操作系统的多任务处理作为知识点的引入,通过对日常生活中常见的现象解释,来讲清楚相应的知识点.学生可以通过理解日常现象的发生来理解硬件运行的实质.

《计算机组成原理》课程的本质是通过对80×86机工作原理的讲授,希望学生了解到一般的计算机组成和工作原理.教学的最终目的是要学生将学到的知识举一反三,能够应用到各类计算机当中去,这一门课程既是专业课又是计算机知识普及课程,不仅仅要普及硬件知识,另外还要对相关的知识进行引入,让学生对后续的专业知识有一个感性认识,为后续课程的讲授打好基础.

3结束语

《计算机组成原理》课程理论性很强,多数内容以理解为主,多专业课程相互结合,一方面让学生明白课程与课程之间内容交叉的现象,培养他们的创新精神及综合能力；另一方面还能提高教师的业务水平,提高学生在社会环境中的竞争力.

计算机专业的研究生考试自2009年起将数据结构、计算机组成原理、操作系统原理、计算机网络原理课程进行了统考,虽然加大了考试的难度,但是,这恰好反映计算机各专业课之间是紧密联系在一起的,缺了任何一门课程都不行,也反映了该专业对研究生在知识层面上的要求.这就要求学生在学习的过程当中不仅仅拘泥于课程本身,更重要的是对计算机专业知识在更高层次上作出整体的把握.所有的专业教师在授课过程中也应当遵循这样的原则,即除了对本课程的知识掌握熟练以外,还应该对课程的知识外延要有一个全局的认识.

计算机领域本身就是一个讲究一个团队合作的领域,教师授课过程当中更要注重这一点,一方面应用学生已有的知识来解释新的知识,另一方面,要做好怎么写作意识,将本课程与后续课程中交叉的知识点利用日常的一些应用、现象加以介绍,为后续课程做好铺垫,只有这样高校才能培养出适合计算机专业发展的,能够在计算机专业领域站稳脚跟的综合性人才.