计算机组成原理基本知识范例(3篇)
计算机组成原理基本知识范文
关键词:CDIO模式;项目驱动;专业能力结构;教学改革
中图分类号:G642.4文献标志码:A文章编号:1674-9324(2013)31-0086-02
CDIO是工程文化教育的一种先进理念,它以工程项目为主线,做到将理论知识应用到实践中来,在理论转化到实践的过程中“做中学”和“基于项目的学习”是《现代计算机组成原理》的主要教学模式。在教学过程中探索CDIO模式下在教学大纲、课程内容、教学方法、课程评价等方面进行了一系列改进,学习过程中注重能力的培养和习惯的养成,具备较强的项目开发、设计能力及创新能力。
一、课程内容
《现代计算机组成原理》是计算机专业的专业基础课,作为《计算机组成原理》和《计算机体系结构》同类课程的后续课程,增加了有关现代计算机组成的新知识点,如QuartusII应用、大规模FPGA应用、基于JTAG的多种测试手段、嵌入式模块的应用、SOPC技术、软核处理器系统设计、硬件描述语言、硬件仿真、软硬件联合设计与调试方法等。应用CDIO教学模式贯穿始终,其中有基于微程序控制模式的8位CISC模型CPU设计技术;基于状态机控制模式的16位CISCCPU设计技术;MCS51系列单片机兼容型单片机IP软核系统设计方法以及基于流水线技术的16位RISCCPU设计技术等;最后讲解了基于SOPC技术的NiosII(32位IP软核嵌入式处理器)嵌入式系统设计技术。
二、课程地位
在计算机科学与技术专业的基本课程体系中,《计算机组成原理》和《计算机体系结构》处于核心地位,成为计算机专业的核心课程,它在计算机类专业的课程地位上起着承上启下、软硬件兼容的重要作用,在实验和实践方面,多数高校仅完成简单模型CPU的验证性实验,根本谈不上设计,更没有国外高校类同的自主创新型CPU设计实验任务,自主创新能力培养与训练方面的课程内容偏少,因此,应用CDIO教学理念,培养拥有自主知识产权计算机部件或系统设计及创新设计能力的人才。
三、CDIO模式下《现代计算机组成原理》的教学探索与实践
1.教学大纲的设计与实施。《现代计算机组成原理》大纲了改变过去培养模式陈旧、教学手段单一的现状。CDIO大纲制定的第一个目标是强调理论知识和技术技能的提高;目标二是提高学生对新产品、新工艺的认知能力,培养学生提高团队协作能力以及人际技能和对整个开发系统的掌控技能;目标三是教育学生在科技高速发展的社会背景下深刻理解研发的重要性及社会价值,项目开发过程既要考虑到社会责任又要权衡在可持续发展中的作用[1]。
2.教学方式方法的改革。采用形式多样的方法开展教学研究,积极探索高等教育的发展方向,依托星系技术,逐步提高教师“教”的质量,充分调动学生学习的积极性和主动性,不断更新教学理念:(1)构建“理论教学中的工程实践”和“工程实践中的理论教学”教学模式,精选和组织教学内容,适当引入学科的新发展,开阔学生视野。(2)实施启发式、探究式、讨论式、项目驱动的教学方法,树立“能力本位”教育理念。(3)教师积极参与到学生的学习中来,互换角色,同时与科研单位、软硬件设计和开发单位搭建合作平台,采用教师“走出去”,资深专家“走进来”的形式,在校内拓展第二课堂,提高工程实践技能。
3.强化实践教学环节。以实验和项目设计为核心CDIO是教学理念的集中体现。在《现代计算机组成原理》课程教学过程中,建设一个灵活高效开放的实验教学和科研体系,实验教学、项目设计开发、社会服务贯穿于本课程教学的始终。基础实验教学如“组合电路设计”、“时序电路设计”、“ALU设计”“移位运算器设计”等,加深学生对基本概念和核心知识的理解;设计性实验“基本模型计算机设计与实现”、“基于K8051核的液晶显示与等精度频率测试系统设计”、“FPGA与外部16位RAM接口”等,综合实验教学如“流水线CPU综合实验”、“数据通路”、“微控制器组成”等要求学生深入分析整机的组成与结构,以课程设计和生产实习的形式将系统知识综合运用于实践教学体系中,培养学生勤于思考、勇于创新的能力;开设设计性和创新性强的专业项目,以“设计NiosII系统”、“为NiosII系统定制复数乘法器硬件加速指令”等为基础,以小组为单位设计完成一个模拟的项目,培养学生团队协作能力及实际动手能力和创新能力[2]。将各实践环节贯穿于教学过程始终,较好地实现了以能力培养为目标的CDIO教学大纲要求。
4.强化案例化教学。以往届学生设计的优秀作品、科研相关项目以及企业实例来构建和完善案例库,全面提升和不断更新现有的《计算机组成原理》等省级精品课程网络教学资源,对专业核心课程教学资源不断优化和补充,满足课内与课外相结合、课前与课后相互支撑的多元化的教学模式。课程设计题目主要来源于精心挑选的案例库中具有代表性的实例,分析其设计思想和应用方法,进一步加强学生对理论知识的理解,培养学生对系统进行分析、设计和开发的能力,培养学生组织沟通与协调能力,增强团队精神,不断提高其职业技能[3]。
5.推进虚拟实验室平台建设。针对计算机科学与技术专业学生人数不断增加、实验实习压力过大的现状,我们为学生提供了一个开放的、自主的和交互式的虚拟实验环境,设计开发了虚拟实验平台。在此环境下完成系统的各功能模块的项目设计和实现。通过“基于项目的教育和学习”,使得学生能够综合《现代计算机组成原理》的实现机制,为专业课程的学习和探究奠定坚实的实践基础。
6.对学生考核及评分标准的改进。本课程着重考核学生对计算机系统的理论知识和设计技术方面内容的掌握情况,加强本课程考试、考核方式的创新探索,一改过去学生养成的平时不学习考前搞突击、一次期末成绩定胜负的考核方式,综合考虑平时课堂出席情况、作业完成情况、课程实验表现及成绩、项目合作表现、平时考试成绩和期末考试成绩作为考核学生在《现代计算机组成原理》这门课程学习结束的最终成绩。注重学生的过程表现,为学生营造有利于全面发展的良好环境,调动学习的积极性和主动性。
四、将CDIO理念引入《现代计算机组成原理》课程改革与实践中
在教和学的过程中,不断研究和探索人才培养模式。我们采取了以理论学习为基础,以实验和项目设计为核心,采取了“将问题带入实践,在实践中解决问题”的重基础、重实践、重创新的教学模式,同时也做到了“在工程开发中引发思考,在思考中不断探索”的教学理念,不断提升学生对本课程的学习兴趣,取得了预想的教学效果,为培养高质量、创新能力强、专业技能过硬、服务于社会的有用之才打下了基础。
参考文献:
[1]顾佩华,等.以设计为导向的EIP-CDI0创新型工程人才培养模式[J].中国高等教育,2009,(3):47-49.
计算机组成原理基本知识范文篇2
关键词计算机组成原理计算机辅助教学交互性教学改革
中图分类号:G424文献标识码:A
TheComputerAidedTeachingApplicationComposition
TeachingReformintheCourseofComputerPrinciple
WANGDong
(InformationEngineeringCollegeofTarimUniversity,Alar,Xinjiang843300)
AbstractAmethodforteachingcomputerorganizationcarriedoutsomeexploration,thearticlediscussesthelackofteachinginthecourseoftraditionalteachingmethods,teachingprocessexists;combinedwith"ComputerOrganization"CAI(ComputerAssisted(aided)Instruction--computer-aidedteaching)coursewaredesignanddevelopment,explainshowtheCAItechnologytobetterintegrateintothecurriculumideasandteachingmethodsinordertobetterstrengthencomputerarchitecturecourseconstruction.
Keywordscomputerorganization;computeraidedinstruction;interaction;teachingreform
计算机多媒体技术、网络技术和虚拟现实技术的发展,使得计算机在教育领域的应用更加广泛,通过这些技术发展而来的计算机辅助教学手段成为当前的一个热门研究课题,它也是现代教育管理和教学媒体的重要工具。
计算机组成原理是计算机专业的核心硬件基础,在一系列软件、硬件课程中起着承上启下和支撑作用,是所有后续硬件专业课的基础和支撑。本课程以计算机组成结构为中心阐述基本概念和原理,具体介绍了计算机硬件系统中各大部件的组成原理、逻辑实现、设计方法及互连构成整机的技术。但是,由于该课程理论性强、概念抽象、内容多、难度大,有些内容难以通过课堂讲授和硬件实验被学生理解掌握;现有的硬件仿真实验箱也无法直观、形象地描述计算机内部组成的工作过程和原理。多数学生对该门课程学习畏难、学不入门、学习效率低、感性认识差,给学生后续专业课程的学习带来了诸多的困难。因此,迫切需要进行教学方法和教学模式的改革探索。
针对这种现状,本文归纳了传统的计算机组成原理课程教学存在的一些不足方面,初步探讨计算机组成原理教学较好的方法,着重研究了如何把计算机辅助教学手段引入到计算机组成原理教学中,寻找到一种既提高学生的兴趣与自觉性,又提高学习效率,符合学生认知规律,又符合现代教学原则的教学模式,使其能得到良好的教学效果。
1计算机组成原理教学存在问题分析
计算机组成原理教学本身存在着知识点多、内容杂、抽象、难以理解等特点,传统课程教学是采用“三段式”的基本程序进行教学的,即:组织教学、讲授新课、小结内容。
这种教学方法存在的不足主要表现在:(1)学生学习的主动性难以调动。传统课程教学中,教学目标、教学内容、教学过程都是程式化、固定不变的,它不会随着学生思维火花的闪现而变动,在整个教学活动中,教师处于教学的中心地位,往往大都把某个问题的“为什么”、“是什么”、“怎么样”太过具体化;学生只能按照教师讲授的内容被动地接受灌输,其学习的积极性和主动性很难被调动起来。①(2)难以发挥学生学习的创造性。学生学习主动性的欠缺,同时会引发学生创造性的不足。因为在采用传统课程教学方法的教学活动中,教师和学生在传授以及接受知识的过程中,受书本知识内容的影响较大,使得书本知识内容一定程度上约束了教学过程的活力。学生缺乏主动发现、主动探究的学习环境。(3)扼杀了学生的个性。传统计算机组成原理教学的过程本身就是“满堂灌”的形式,教学中较少考虑到学生间接收知识、理解知识的差异,不利于学生对知识的理解和消化;同时,缺少教师与学生、学生与学生之间的交流与相互作用,②扼杀了学生个性的发展。
2CAI在计算机组成原理教学中的优势
CAI的主要特点是采用图文声像并茂的内容形式,友好的交互性界面,超文本结构组织信息,提供丰富的信息资源。它能激发学生学习的兴趣,调动学生积极参与,扩大学生知识面,提供多种教学路径。③CAI作用于课程教学的基本原理如图1所示。
根据图1可知,教师利用计算机完成课程多媒体内容设计,学生可根据自己的学习情况选择某学习内容,并利用多媒体的交互性来检测学习效果;计算机将结果反馈给教师,教师可根据学生的实际情况调整教学内容,从而确保学生理解和掌握相关的知识内容。
图1CAI基本原理图
2.1改进教学方法和体系
CAI的教学模式,能充分发挥其的交互处理能力,应用计算机技术将教师的授课内容通过动画、图像、图形、视频、声音等形式展现出来,增强学生的感性认识,将抽象与形象、理性与感性相结合,提升课堂教学效果。这对学生知识面的拓宽是非常有利的,并且在学习过程中提升了学生对于先进教学思想的感知。
2.2实现人机交互,提高学生学习的主动性和激发学习兴趣
传统的计算机组成原理教学是采用教师“组织教学、讲授新课、小结内容”的教学形式,学生的学习是一个被动灌输的过程。而采用CAI教学模式中,能利用计算机技术创设形象、生动和直观的教学情景,有利于沟通知识之间、图形之间的联系,增强教学的趣味性,吸引学生的注意力。学生可以根据自己的学习需求和能力,对某个知识进行一般了解、深入研究等筛选性学习,并及时反馈学习信息,真正做到教与学之间信息的交流,体现了教学过程中因材施教的原则,从而激发学生学习的主动性和创造性。④
2.3紧跟现代教育的需求
在推广素质教育的今天,学生的学习任务越来越重,教学时数不断减少与教学信息量的矛盾不断增加,CAI在处理这个矛盾中发挥了巨大优势,使得我们更好地实施素质教育。⑤
3计算机组成原理CAI研制的实现
3.1总体方案设计
总体方案应该根据教学课程的学科特点、教学大纲、教学内容、教学目标和教学对象进行设计,同时要贯彻一定的教育思想和教学策略,遵循科学的开发方法,体现出CAI教学的时效性、灵活性、共享性和个性化等优点。在设计过程中不仅要注意突出内容难点与重点,采用多媒体技术将课件有关的文本、图像、图像、动画、视频等相关联;而且也要考虑教学内容的连续性,CAI的内容应该符合不断深入、循序渐进的教学原则。CAI总体设计流程如图2所示。
3.2脚本的编写
脚本的设计要与课程的教学大纲和教学内容保持一致,符合教学的整体设计,能为整体教学服务。它不仅要呈现了CAI课件包含的具体内容,也体现了CAI编制的设计思想和要求,只有这样才能达到辅助的目的和效果。⑥脚本设计应该应给出各种教学信息和交互控制等内容,同时对CAI课件制作中的各种指示、要求能做出相应反应;脚本能很好地把文本素材、图片素材、声音素材和动画素材联系起来,以达到交互式教学的目的。例如,在讲解计算机中指令执行过程中,可通过CAI制作出CPU内部的ALU、IR、OP、Cache、R、内部总线等模型图,以动画的形式反映指令执行的详细过程,数据如何在CPU内部流动和存储的,这样可以确保学生有了直观的感性认识,也能更好地理解和掌握相关的知识内容。脚本设计如图3所示。
图2CAI设计流程
3.3交互性设计
CAI具有双向信息传递方式,在授课过程中不仅可以向学生演示信息,同时允许学生向程序传递一些控制信息,这就是我们说的具有交互性。它改变了学习者只能被动接受的局面,学生可以通过键盘、鼠标等来控制程序的运行,体现了CAI实时、双向的特点。
在计算机组成原理CAI多媒体课件设计中,运用多媒体技术使得各类交互图标和函数实现填空题、选择题、判断题、简答题等等,并在ODBC数据库的支持下,实现多媒体考试系统的设计。这样增强了多媒体课件的交互性,同时提高了学习者学习的兴趣。学生可以在课程每章节学习完后,通过如上的填空、选择等测试来检验自己的学习的效果。
3.4CAI课件的制作
利用多媒体技术,结合教学的特点,在脚本编写的基础上,完成了计算机组成原理CAI课件的设计。该课件打破了传统教室的时空限制,支持教师备课、讲课、辅导答疑、批改作业;学生可随时进行学习、复习、提问、提交作业、练习、测试等。
图3脚本设计
4计算机辅助教学和其他教学方法相结合
将CAI技术引入到计算机组成原理教学有许多优越之处,但也有缺点和不足,先进的教学手段不应完全取代传统教学,只有扬长避短,保证传统教学与多媒体教学有机结合,才能真正发挥CAI教学的先进作用;在教学中应该保证给学生充足的思维空间,注重培养学生的独立思考能力和创新能力。同时,在教学中,应注意计算机辅助教学与启发式教学、类比教学等其他教学方法相结合的原则。
5结语
针对计算机组成原理教学现状,从传统的教学方法和采用计算机辅助教学的应用进行了分析和探讨。计算机辅助教学的引入能更好地为学生创设教学情境,帮助学生解除抽象思维、逻辑思维、语言理解等方面的困难;变抽象为具体,变静态为动态,化枯燥为生动,提高思维信息的活动量;能在有限的时间内提供传统教学手段根本无法达到的信息量,弥补了传统教学方式在直观感、立体感、动态感等方面的不足,全面拓展了学生的思维,真正提高了课堂教学效率。但在实际课程教学中,注意把传统教学和计算机辅助教学相互结合,充分发挥两种教学模式的优势。
基金项目:塔里木大学高等教育教学研究课题(TDGJ1308)
注释
①②刘志栋.高职高专课堂教学技术路线应如何改变[J].广东技术师范学院学报,2009(1):104-108.
③王颖纯.MCAI课件的设计制作与思考[J].天津理工学院学报,2011.9:113-114.
④王港,吴铁桥.计算机辅助教学(CAI)在体育教学改革中的应用[J].体育与科学第21卷(总第122期):59-61.
计算机组成原理基本知识范文
(空军工程大学防空反导学院,陕西西安710051)
摘要:针对目前武器装备计算机设备原理课程普遍存在的教学内容枯燥、编排难度大和逻辑性不强等问题,阐述武器装备计算机设备原理课程的目标与特点,探讨存在的问题内在原因,在计算机原理课程教学内容组织结构的基础上,分析两种计算机设备原理教学内容组织案例优缺点,结合教学实践经验,提出一种基于武器系统作战能力的计算机设备原理教学内容组织模式并介绍教学内容组织案例。
关键词:武器装备;计算机设备原理;课程教学
基金项目:教育部高等教育司项目“适应空军信息化建设人才培养需求的大学计算机系列课程改革研究”(2-1-ZXM-03)。
第一作者简介:狄博,男,讲师,研究方向为信息安全,86311305@163.com。
0引言
在武器装备设备原理教学中,计算机设备原理是重要的组成部分之一,占据着基础性、贯穿性的地位。尤其是对信息化、智能化程度较高的武器系统而言,更是发挥着举足轻重的作用。计算机设备原理课程目标是使学员掌握装备中计算机设备类型、功用、组成结构、工作原理等,理解计算机设备在装备战术技术性能中发挥的支撑作用,为学员分析和解决装备计算机系统相关问题打下牢固的基础。计算机设备原理本质上属于特定领域计算机类课程,但同时计算机设备原理课程又不同于一般的计算机专业课程,如计算机组成原理、体系结构、计算机网络等,而是这些课程内容在特定领域应用的集中体现。
1课程特点与教学中存在的问题
计算机设备原理课程的目标是使学员能够系统地掌握装备中计算机系统的功能、性能、软硬件组成、体系结构和工作原理,理解装备中不同计算机设备在实现装备战技术性能中起到的作用,掌握计算机设备和装备中其他设备之间的功能联系和接口,并着力培养学员具备一定的分析与解决实际问题的能力。
1.1课程的特点
计算机设备原理课程属于特定领域计算机类课程,是计算机科学与技术专业课程内容在特定领域应用的集中体现,不仅具有一般计算机专业课程的特点,还具有鲜明的领域特色。
(1)领域性强,与装备结合紧密。计算机设备原理课程与特定领域密切相关,计算机设备的功能、性能和体系结构与领域应用要求是相适应的,如在很多应用中,要满足组件化、实时性、可靠性要求。
(2)内容比较庞杂,涉及计算机种类多。目前大多数装备的信息化、智能化程度较高,在装备中不同的子系统内,根据需求采用了各种各样不同的计算机设备,有通用计算机设备、嵌入式计算机设备、实时计算机设备和网络计算机设备等。
(3)专用计算机设备较多,结构复杂。装备中的很多计算机设备需要满足一些特殊的要求,因此采用了很多特殊的专用计算机设备,如专用的处理器设备,它的指令集和执行部件与一般的处理器均有较大差异,因这些设备并不常见,如何将这些设备的内容讲授清楚,也是面临的一大问题。
1.2教学中存在的问题
目前该类课程普遍存在的问题主要有3点。
(1)计算机设备原理课程是计算机类课程,由于其具有鲜明的领域特色,内容上与领域知识结合非常紧密,只将计算机设备的内容隔离出来单独讲授,造成“知其然,不知其所以然”的教学效果,过多涉及领域知识,在学时有限的情况下,难以将计算机设备的内容讲解透彻。
(2)因为计算机设备原理是在讲现成的计算机设备,课程内容庞杂,还涉及很多专用计算机设备,如果内容取舍不当、教材编排不深入,就容易出现在讲用户说明书或者操作的现象,违背了开设这门课程的目的,无法达到课程目标。
(3)因各种客观条件制约,不像一般性计算机课程,拥有大量的素材、教具、实物和模型可以从不同角度展开讲解,计算机设备原理课堂讲授缺少必要的教具和实物,课堂内容讲授难以做到生动形象,学员学完本课程后对知识一知半解或者感受不深,因装备作为一个整体和完整的系统存在,即使组织学员参观操作装备也难以完全弥补这一缺陷,影响了教学效果。
2计算机设备原理教学内容的组织
计算机设备原理课程教学内容与领域相关,不同领域的计算机设备大不相同,没有普遍性,但不同领域计算机设备原理课程教学内容的组织,具有一般性的指导和借鉴意义。
首先分析一般的计算机原理课程的教学内容组织,如表1所示。从表1可以看出,一般的计算机原理课程就教学内容组织是按照“总—分—总”的思路展开的。先从总体上介绍计算机系统的组成与结构,再按各组成部分逻辑顺序,由内到外逐一进行讲解,最后回归到更复杂的多处理机与机群系统。应该说这种组织方法是比较科学合理的,符合人的认知习惯。计算机设备原理能否采用这种教学内容组织模式?表2是按照表1的模式生成的一个计算机设备原理教学内容组织方式案例1,我们对这个案例分析如下。
一般来说,武器装备计算机设备原理讲述的是武器系统主要部分的计算机设备,在这个案例第一章计算机设备概论中,将计算机设备进行总体介绍,包括功能、分类、组成与结构。在第二章中,对武器装备计算机设备涉及的主要相关理论基础进行介绍,这些理论基础与领域密切相关,除了计算机基础理论外,可能还会包含领域基础理论,如信息融合、目标识别等。从第三章到第九章,也是按各组成部分逻辑顺序,由内到外逐一对武器装备计算机设备具体型号进行讲解。第十章再从装备的角度对担负不同功能的计算机设备进行综述,如火力控制计算机,如果在第一章已经涉及这方面内容,也可以去掉第十章内容。
仔细分析就会发现,这种组织方式有一个很大的问题,就是武器装备计算机设备原理讲述的是武器系统主要部分的计算机设备,这些计算机设备涉及一般的PC结构计算机、单板机、嵌入式计算机和片上计算机系统等,按照案例1的组织,第二章到第九章每一章的内容都可能会包含这些不同种类计算机的指令系统、控制器和存储系统等,同时割裂了各个不同计算机设备之间的功能联系,这显然是不合适的。
为避免这个问题,这里再给出计算机设备原理教学内容组织案例2,如表3所示。
案例2这种内容组织方法是“总—分”的组织思路,第一章计算机设备概论中,将这些计算机设备进行总体介绍,包括功能、分类、组成与结构,后续章节每章都讲述一个具体的计算机设备,这种方案避免了案例1不同类型计算机设备内容混合在一起讲解的问题,但同时仍然存在各计算机设备之间功能联系不清楚,没有形成一个系统的知识框架,各章之间逻辑关系不明显。
为避免产生上述两种问题,我们提出一种基于武器系统作战能力的计算机设备原理教学内容组织模式。这种组织模式的核心思想就是以形成武器装备战斗力的各种作战能力为单位,以作战能力之间的支撑关系为逻辑纽带来组织教学内容,案例3如表4所示。
第一章计算机设备概论先从总体上将武器系统功能、性能和体系结构进行介绍,将武器系统的体系结构从信息的角度转换成信息处理过程框架,实质上就是OODA循环过程,再根据OODA循环每一过程引入其中的计算机设备,这样就自然的在这些计算机设备中建立起之间的逻辑关系。第二章到第七章的组织依据的是从核心到,从前端到末端的双重组织原则,对信息化武器装备来说,指挥控制系统无疑是其中枢,负责将武器系统其他部分有机联系起来构成指挥控制回路,完成OODA循环过程,因此在第二章就引入指挥控制系统计算机。第三章到五章是从前端到末端的组织思路,与武器装备作战过程信息流动方向一致。第六章和第七章属于基础设施和保障内容等,安排在课程的最后自成一块较为独立的内容。
从整体来看,这种课程内容组织案例条例清楚,符合武器装备作战过程与信息流动方向,极大减少了不同内容之间的混合,保留了很好的逻辑关系,同时又将领域内容与计算机设备原理的内容自然地结合起来,避免了知其然,不知其所以然的问题。
3计算机设备原理课程教学应注意的几个问题
有了好的教学内容组织,要把这门课教好学好,还需要把握以下3个问题。
3.1教学方法问题
由于武器装备计算机设备原理课程的特点,教学过程中要尽量避免造成在讲用户说明书或者操作这种现象。从第3部分教学内容组织可以看出,本课程采用启发式的教学方法是比较适宜的,课程教学目的不是为了学计算机而讲计算机内容,而是有着非常鲜明的领域特色,因此非常有利于以问题为导向的启发式教学法的运用。如第一章计算机设备概述的内容组织是从总体上将武器系统功能、性能和体系结构进行介绍,再将武器系统的体系结构从信息的角度转换成信息处理过程,同时根据OODA循环每一过程引入其中的计算机设备,这样就自然地在这些计算机设备中建立起逻辑关系。这一章的教学就可以从OODA循环出发,分析循环的每一步武器装备战技参数,提出为了完成这些战技参数应该需要什么样的计算机设备等问题,这样自然而然打开了学员的思路,引导学员主动运用以前学过的专业课知识来构建问题的答案,按照OODA循环环环相扣,推进教学内容展开。
3.2授课教师问题
计算机原理课程的第一个特点决定了授课教师不仅要有深厚的计算机专业知识,更需要扎实的领域知识背景,熟知相关武器装备的作战对象、功能、性能、组成结构、作战运用及与同类武器装备差异。只有达到这个层次,才能从全局掌控这门课程,做到讲解深入浅出、内容翔实准确,既能传授知识,又能培养学员分析解决问题能力,达到课程目标。
3.3教材教具问题
需要指出的是教材编排应尽量避免直接采用用户说明书或已有资料的编排结构,我们的教学内容组织案例3已经给出了一种教材内容编排参考模式。本门课程应尽可能采用相关的教具进行授课,有条件的院校可以采用专业教室进行授课,以达到形象生动的教学效果,仅武器装备的外部参观讲解和操作对于原理教学是不够的,需要对相关计算机设备进行拆卸,运行和演示才能起到良好的效果。对于像信息流动和信息处理等难以通过实物展示的内容也应尽可能通过动画来进行描述。
笔者在教学实践中大量采用以问题为导向的启发式教学法,并将一些真实的计算机设备部件及研制的计算机设备工作原理仿真软件用于课堂演示,取得了良好的教学效果。
4结语
武器装备计算机设备千差万别,但只要抓住支撑武器系统作战能力这条主线不放,并基于其逻辑关系来进行计算机设备原理教学内容组织与教材编排,采用基于作战能力问题的启发式教学方法,就一定能取得良好的教学效果。
参考文献:
[1]张道光,周兵.计算机原理[M].西安:西安电子科技大学出版社,2009:3-6.
[2]王勇,于宏坤.机载计算机系统[M].北京:国防工业出版社,2007:4-9.
[3]李蕊,徐志红.以问题为导向的启发式教学方法应用研究[J].云南警官学院学报,2012(6):41-44.