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高等職業教育的目的是培養具備綜合職業能力和全面素質的,直接在生產、服務、技術和管理第一線工作的應用型人才,使之既要有專業知識,更要有實踐技能。因此職業教育應結合市場經濟突出實踐性教學及技能訓練,強調以培養技能型人才為本位的指導思想。高職學生畢業后一般都在第一線從事具體工作,現在社會上各行各業和計算機的聯系越來越緊密,計算機的普及使每個人都必須要會操作并會簡單維護計算機。《計算機應用基礎課程》在高職院校中作為公共基礎課開設,筆者在長期從事本課程的教學中積累了經驗,現就它在實際教學中如何改革提出看法。
1教學形式
以前高職計算機課的教學基本上沿襲傳統的授課方法:“板書+講解”。由于現在的計算機各種軟件,大多以圖標方式和鼠標操作為主,其操作直觀、便捷,這些軟件的應用與操作在黑板上是無法向學生講解明白的,需要使用演示設備向學生講解,也就是說,現在計算機的許多課程,應該以:“演示+操作+講解”的新的授課方法進行講授。計算機教學應改變傳統的教學方式,采用先進的工具,建設較為現代化的多媒體教室,利用大屏幕投影進行直觀教學。在實際教學中,以前用傳統的授課方式由于沒有直觀的演示,學生聽課不知老師所云,造成老師在講臺上大講,學生在課桌上昏昏欲睡,效果非常差。在采用多媒體進行教學有了同步的演示,學生學習的興趣明顯提高,以前的現象再也沒有出現了,在教學中實現師生互動。運用多媒體教室進行教學能達到事半功倍的效果。
2教學方式
采取的教學方法是否恰當是計算機教學的關鍵,如何激發學生的學習主動性是教學的關鍵,學生學習的主動性是學生探求知識的巨大動力,是激發創造的精神源泉。學生的興趣越濃,求知欲越旺,知識遷移也就越快,信息交流量最大,從而達到最佳的學習狀態,課堂教學效果當然也是最佳的。因此,教學方式的選擇、運用,必須做到語言上通俗易懂和有利于激發學生學習興趣。
2.1選用合適的教材
選擇時宜的教材對于保障學生的學習效果非常重要,在選用教材上高職院校曾經走過彎路,以前曾選用過本科院校的教材,學生在學習中感到理論性強,容易產生了枯燥感。由于高職是近幾年發展起來的,而高職的培養目標是突出實踐和技能訓練,市面上適合高職高專的教材非常少,選擇余地不大,在教學中計算機應用基礎課程應選擇由高職學校編寫的適合高等職業技術學院教學特點的教材。
2.2實用的教學內容
在內容上以實用為原則,對日常工作和學習中需要且經常使用的知識和技能重點介紹,著重講解。如:操作系統中中文系統、常見的文件類型及其基本操作的使用是最重要的,應該重點介紹。對于網絡方面局域網和因特網已經成為現代“計算環境”必不可少的部分,掌握這方面的知識對正確使用和簡單維護非常必要,需要讓學生理解掌握。
2.3教學的組織實施
教學的實施以實例教學為模式,在每個章節的開始給出有代表性的實例,使學生一開始就能從“可視化”的實例中對學習目標有一個整體認識,明白學習這些知識能做什么,大概需要哪些知識,隨后,以實例為主介紹相關的知識。實踐證明,這樣的教學方式受到廣大學生所歡迎。
2.4培養自學能力
計算機技術發展迅速,計算機知識更新加快,掌握一種操作系統和一種軟件應用就可以享用一生的時代已經過去,因此,一個人只有通過自己不斷地學習、不斷地知識更新,才能跟上計算機發展的步伐。這就要求教師在教學過程中,應在學生認知水平能夠承受的前提下安排一些適合自學的內容讓學生自己掌握,從中培養學生的自學能力。開始自學的內容要少而簡單,等學生認為自學不是一件很難的事情且樂于參與時,再適當加大自學的難度。比如:在文字處理的教學過程中,在學生已掌握文字框的基本屬性操作方法時,再把圖像屬性、表格屬性操作的內容讓學生自己去學習體會,這樣做會使學生在不斷的成功體驗中增強自信,并逐漸養成求知探索的習慣。學生有了一定的自學能力,有了自學的習慣,必然會在平時也進行相關知識的學習、探討,課堂上再經過教師的講解、指點及自己的練習,所掌握的操作技術就會更快、更多,這樣也使整個課堂教學更快、更高質量地達到預期的目標,從而提高教學效果。
3實踐操作
計算機課是一門實踐性很強的學科,在教學中應以實驗課為重點,實驗題則盡量將學生所需要掌握的技能融入到實際應用相貼切的實驗任務之中。在課時安排方面實踐課時與理論授課課時為1:1,實踐的考核成績同樣不低于課程總成績的50%,只有真正做到這一點,才有可能提高計算機教學質量。為了保障學生在上機時間內完成實驗任務,教師應悉心輔導,學生應反復練習,體會通過某個操作所得的結果,尋找操作的技能技巧,最終達到能綜合運用的目的。每次上實驗課時應該采用實驗課記成績制度,用以激發學生完成實驗課的積極性,實踐證明采取每次上機后教師對學生的操作記成績能更好的使學生高效完成實驗任務,學生學習勁頭更足,這樣課堂教學效率更高。實驗操作課應該讓學生在有限的時間內學習到更多的知識,操作更熟練,為今后的工作、學習、生活奠定一個良好的基礎。
4考核方法
考核方法可分成兩個部分:筆試考核和實踐能力考核。筆試考核主要對理論知識和基本概念進行考試;實踐能力考核:主要考核學生的基本操作能力和對課程內容的理解程度,以實驗作業作為考核依據,成績為百分制,理論考試占50%,實驗成績考試占50%。
5小結
計算機是一門不斷更新的課程,教師應該轉變觀念,切實改進教學手段和教學方法,有步驟有計劃地過渡到“教師指導下的以學生為中心”的教學模式上,充分調動學生的能動性,使學生主動建立起知識和能力個人結構。結合計算機理論性和實踐性很強的特點,要在教學中選擇一套適合高職學生的教材,教師應全面掌握教材,采用靈活的教學手段,篩選出教學的重點、難點,精心組織教學內容,選擇合適的輔助教學軟件,把理論和實驗操作有機的結合起來,使理論寓于操作中,在操作中消化理論。
參考文獻
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此類教學環境設置的產生源于理論實踐分離的實驗室機房不能滿足教學同步進行的缺點。計算機類課程中很多科目都屬于實踐性非常強的科目,尤其是軟件操作類及計算機基礎類課程。此類課程沒有太多的理論內容,大部分內容都是實際操作。此類教學環境是多媒體教室和實踐機房的結合:教室前方配備多媒體控制臺、計算機、投影儀、音響設備等;教室主體為每人一機的學生端計算機。于此類教學環境下教學,教師的課程設計有了更大的發揮空間。以煙臺南山學院為例,目前該校所有計算機基礎課程全部在一體化教室進行。教師以案例引導、任務驅動的方式展開教學。教師利用電子教室軟件將教師端電腦的畫面廣播給學生進行案例效果展示、與學生共同進行案例分析與提示;之后斷開廣播,由學生在學生端電腦上按照案例效果與分析結果根據提示進行案例的自主學習;在此同時教師通過教師端實時監控所有學生端計算機,掌握學生學習進度、回答學生所問問題并及時進行輔導與解答;案例完成后,學生利用網絡資源自主進行開放式任務擴展,即完善了課程所學知識,又對案例內容進行了擴展學習,將所學知識融會貫通為己所用。充分發揮了計算機類課程特點,使課程效果大幅提高。
二、基于網絡的自主學習環境:
隨著科技的進步,各門學科都產生了其學科本身特點所決定的深層次的變革。高校學生在知識獲取過程中遇到了前所未有的開闊性與實時性變化。學生的學習再也不像以前一樣局限于教師授予和課本介紹,不論哪個學科學生學習過程中所要涉獵的知識越來越廣闊,甚至連圖書館藏書都不能滿足學生實時的需要。而基于此問題應運而生的基于網絡的自主學習環境的建設就是各高校在現階段需要完成的重點問題。
首先,基于網絡的自主學習環境的建設的第一方面就是教學資源的準備。在網絡技術與信息飛速發展的新時期環境下,教師的教學資源不僅僅局限于授課過程中使用的講稿與電子課件,而要根據學生學習需要建立起適合學生隨時自主學習的網絡教學平臺。教師將課程相關的教學大綱、教學計劃、實驗素材、課程要求、操作步驟、重點講解等內容公布于網絡教學平臺,供學生隨時下載與練習,跨越了空間與時間的限制,使課程開展于學生可供選擇的隨時隨地,大大提高學生學習的自主性。
其次,基于網絡的自主學習環境的建設促進了學生與教師之間的課下交流。學生在自主學習的過程中經常會遇到各種各樣的難題,如果不能及時與老師進行交流而是必須到教師規定的答疑時間與答疑地點進行解答,問題就累積起來,影響繼續學習的進度。教師可以將學生在線提出的問題進行分類整理,進一步掌握學生在學習過程中遇到問題較多的內容,通過論壇的方式在線與學生進行課程討論,擴大學生的知識范圍、開闊學生學習與教師課程設計思路,在實際課程中進行重點與難點的側重講解與鞏固,提高教學效果與質量。
采用多維分析法和時空分析法。多維分析法認為,事物有若干性質,并由這些性質構成,分析事物的變化和發展,就是分析事物的性質。作為一種方法,其將對事物的分析等價為對事物多質的分析,沒有交叉互質的一個性質就是一個維,對事物多質的分析方法就是多維分析。任何事物都擁有自身的時空,事物性質的變化都必然是在事物的時空內變化和發展,對事物性質分析最本質的方法就是在時空維上的分析。以計算機設計課程群為例,從時間維來看,問題分階段逐步展開、逐步解決。分階段即分程序設計課程、面向對象程序設計課程、數據結構課程;逐步則是指從簡單到復雜,從語言到程序閱讀,再到程序設計的過程。在時間維上,程序設計問題的解有一個重要的觀察點,即程序閱讀。從空間維來看,程序設計=數據+算法+語言。其中,數據+算法為程序設計的核心[1]。空間維是兩維的,即數據維與算法維。程序設計課程解決離散數據與結構化算法的設計問題,面向對象程序設計課程解決對象數據與對象互動算法,數據結構課程解決數據結構與算法。算法是數據的操作過程。計算機設計課程群中的課程數據形態具有差異,算法是對其一定形態數據的加工。從空間來看,程序設計問題的解有兩個重要觀察點:數據和算法。
2時間維分析
程序設計問題在課程群的時間維上,一般都能體現從簡單到復雜。在數據上從簡單的無結構數據到有結構的數據,從簡單的無操作數據到有操作的對象數據。在程序設計上,從不可分解問題的簡單設計到可分解問題的復雜設計,從語言學習到程序設計學習。程序設計問題解在課程群各自獨立的課程的時間維上,沒有得到足夠和充分的展現,嚴重影響了學生對問題的認識,以至于學生無法掌握程序設計能力。如同要有充分的文學閱讀,才能為文學創作奠定基礎,由于程序設計的復雜性,從語言學習再到程序設計學習,才會使程序設計學習簡單化,程序設計問題解的學習也是能力的學習,而非理論知識系統的學習,需要有能解決實際問題的經驗。經驗分為直接經驗和間接經驗,程序設計的間接經驗是他人設計的程序。閱讀程序就是學習程序設計的間接經驗。閱讀程序作為程度設計的重要過渡橋梁,使學生在符合認識與學習規律的條件下,充分掌握程序設計能力。程序設計的學習過程劃分為:語言、程序閱讀、程序設計。在解程序設計的過程中,將程序閱讀作為新的觀察點和分析平臺。程序閱讀就是對已知程序或程序段的閱讀,程序閱讀又分為3個步驟:理解程序結構、模擬計算機執行程序、上機驗證。程序閱讀有3種層次:第一種是能讀懂程序中所有語句和數據,這是基礎層次,是其它層次掌握的條件和前提,屬于計算機語言;第二種是能讀懂程序設計中的技巧和方法;第三種是能讀懂程序設計中的設計思想[2]。
3空間維分析
3.1課程群的解空間與各課程的子空間
計算機設計課程群的解空間可即程序設計解空間分解為:結構化的程序設計課子空間、面向對象程序設計課子空間、數據結構課子空間,如圖1所示。計算機設計類課程群的解空間與它的三個子空間是整體與部分的關系。因此,一方面課程群的解空間由3門課程的解空間構成。另一方面課程群的解空間具有抽象性和普遍性,3門課程的解空間呈現泛化。課程群的解空間具有程序設計最本質的意義,對課程群中各門課程有著本質的指導意義。課程群的解空間有數據維和算法維,程序設計課的解空間是由離散數據維和結構化算法維構成;面向對象程序設計課的解空間由對象數據維和對象互動的算法維構成;數據結構課的解空間由結構數據維和結構數據的算法維構成。程序實質就是對已知數據進行加工得到結果數據,是數據與加工過程的相互作用。相比較程序設計解的二維而言,數據維是處于主要和核心位置,程序設計就是圍繞數據的加工處理。程序設計課與面向對象程序設計課的加工處理方式有所區別,程序設計采用結構化的處理方法,如順序結構、選擇結構、循環結構;面向對象程序設計采用對象方法,如繼承、事件、多態等。對數據的分析至關重要,離散數據是與運算是分離的,主要分析數據的形態,即常量、變量、表達式。其中變量是重點,體現了數據與存儲空間的聯系;面向對象程序設計的數據是對象的一部分,即數據成員;數據結構程序設計的數據有結構,且重點在結構上。
3.2各課程的數據分析
在結構化的程序設計中,數據變量對應一個存儲單元,有三層含義:一是表達物理存儲單元;二是表達存儲單元的存儲內容;三是存儲內容的讀寫性質。必須全面完整理解和掌握此3個含義。例:intx數據變量定義,分配一個存儲單元;x=0;x<=10,數據變量體現存儲單元的存儲內容:x++;cout<<x,數據變量讀寫反映了數據變量內容的變化。關于面向對象程序設計(C#語言)的程序重點關注和描述對象數據成員的構成、內容變化和訪問限制。只有關注和分析有關聯的對象數據成員的關聯情況、對象數據成員與存儲空間的關系,以及與對象數據成員的一切有聯系的內容,才能實現對數據的全面掌握。在此基礎上,了解和掌握以數據為加工處理的算法過程,才合乎程序設計能力培養的邏輯[4]。數據結構(C語言)程序的重點是數據的邏輯結構及定義性描述。例如:順序表就是利用連續存儲空間的線性關系來實現連續存儲空間中數據元素的線性關系,只有先從數據的邏輯結構上理解,才能理解存儲實現,分析數據的物理結構以及兩者之間的關系,如圖3所示。數據定義是對實現數據邏輯結構的計算機語言代碼的描述,在算法設計之前須要有充分的分析、表現、描述,以使算法設計有依據和目標。在程序設計中,首先要分析數據,充分、全面、清晰地分析數據后,再作算法分析和設計。在數據與算法的二維空間中,基于數據加工處理的算法才會自然合乎邏輯地體現出其過程。
4結語
1.充分考慮各專業差別,開展計算機基礎教學。
根據各專業的不同需求和學生的自身發展需求以及國家信息化的要求,筆者所在的黑龍江科技大學為不同專業的學生開設了《計算機程序設計基礎(VB)》課程和《計算機程序設計基礎(C)》課程。例如,對電子信息類專業,開設《計算機程序設計基礎(C)》課程;對信息管理類專業,開設《計算機程序設計基礎(VB)》課程。
2.理念先進,服務人才培養定位,教學目標明確。
以我校應用型人才培養為目標,在教學過程中,始終堅持“以學生為主體、以教師為主導”的教學理念,提倡“自主、合作、探究、創新”,不斷改革教學方法和手段,鼓勵學生進行研究式學習、自主式學習、資源式學習和協作式學習,注重對學生四個方面的能力培養:通過計算機、網絡及信息技術基本原理、基本知識的講授,掌握計算機分析問題、解決問題的基本方法,培養學生對計算機的認知能力;通過計算機數據處理、多媒體技術及程序設計知識的講解,培養學生應用計算機解決問題的能力;通過熟練掌握與運用計算機與網絡技術,有效地表達思想,掌握基于信息技術的團隊協作方式,接受信息社會道德規范的約束,并自覺承擔相應的社會責任,培養學生依托信息技術的共處能力;通過對信息的獲取、分析、評價和吸收,培養學生的自我學習能力。
二、課程服務專業思想的實施
根據我們多年在計算機基礎教育改革實踐過程中積累的經驗,改革的核心在于“以學生為主體,以教師為主導”和為專業服務的“計算機應用能力培養”的教學模式和方法。我校計算機基礎教育與學生專業結合的做法是在教學手段和模式富有建設性成效的基礎上積極主動思考,結合了我校辦學的主導思想和特色并有了創新性發展。從幾年的實踐過程看,做法日漸科學,效果積極顯著。具體做法:“積累、實踐、服務”相結合。
1.及時與專業負責人進行溝通,與專業對接。
第一學期開學前,通過與學生所在院系教學負責人、專業建設負責人溝通等方式,實現課程內容與專業需要的對接,重新定位,按照專業需求調整教學內容,使課程內容滿足專業培養目標的需要。即每學期在制定計算機基礎課程授課計劃時,請專業負責人或骨干教師參與,根據各專業需要提出合理的意見和建議,充分了解各專業學生對計算機應用技能的需求,從而對課程內容及時做出調整和修訂。
2.提高課程組教師的計算機能力培訓。
課程組的教師積極參與實習、實訓、畢業設計和實踐鍛煉等環節,不斷提高自身的實踐水平,實現教學水平與專業能力培養的需要對接。同時,課程組的多名教師通過到企業掛職鍛煉及時了解社會對計算機能力的實際需要,也了解到學生將來的就業趨勢,在提高自身能力的同時,也保持了計算機教育的實用性和先進性,為培養學生的計算機能力作出了充分的準備。
3.為學校各專業的大四學生,進行畢業論文排版指導,發揮服務作用。
隨著用人單位對大學畢業生計算機能力的要求有增無減,計算機水平高低已經成為衡量大學生業務素質與能力的突出標志之一。因此,我校計算機基礎教育“課程服務專業”的理念和做法既符合教育部對普通本科院校提出的“應用型本科教育”的內涵所指,也符合我校的三大教育理念。作為我校的特色項目,必定對于促進學生終身學習和主動應用計算機起到積極的推動作用。
4.根據專業需要重新整合教學內容,探索為專業課服務的途徑與方法。
在計算機教學過程中,我們打破了原有的學科體系,按照學生能力培養體系重新組織教學內容和教學方法,將相關的理論課程重新整合、重組。如在講計算機程序設計時,重點針對專業的實際問題進行程序分析。新體系淡化了基礎課與專業課的界線,實際了知識整合、交叉安排,加強了針對性和實用性,目的是更好地為學生專業技能培養服務。
5.加大實踐教學環節,提升學生實際操作能力,為專業服務奠定基礎。
計算機基礎教學建立了相對獨立的實踐教學環節,加大了實踐教學在教學計劃中所占的比例,強調實踐與實習,實驗的目的不是為了驗證理論,而是為了培養學生的技術應用和實際動手能力。同時,在授課計劃中還安排了多項相對獨立、逐步提升的階段性技能與綜合性實驗與訓練,不斷提高學生的實踐操作能力。
6.課程組教師需要了解相關專業課教學重點,積極主動地為專業課服務。
課程組教師通過與相關專業負責人及骨干教師的溝通,以及與專業課教師之間相互聽課,及時地了解了專業急需用計算機解決的相關知識與問題,在備課和授課過程中都會將此部分內容作為重點進行講解,為今后學生利用計算機解決專業知識打下了堅實的基礎。
7.開發了自主學習,課程服務專業的網站。
為了提高學生的自主學習能力,課程組開發了計算機基礎系列課程網站,網站中包括了課程的大綱、授課計劃、課件、習題、名師視頻等資料,方便了學生資料的獲取。同時,網站還重點設置了“專業學習模塊”,針對不同的專業,根據各個專業對計算機能力的需要設置了不同的模擬試題,極大地調動了學生的學習主動性,激發了學生的學習興趣。
8.適應專業特點,精心設計案例。
案例式教學方法的實施是提高計算機基礎課程教學質量的有效途徑之一。為了更好地做到課程服務專業,需要授課教師在案例設計之前需要與專業知識進行對接,對案例進行反復斟酌、思考與設計,好的案例可以幫助學生更好地記憶基本概念,理解所學知識,掌握基本技能。如在對會計專業進行案例設計時,要盡可能將具有專業特色的案例融入教學過程中。在安排案例教學時有意識穿插更具會計專業特色的實例,在學習Word時,可以設計“財務報表”、“月份財務分析表”、“資產負債表”等案例,使學生在練習了表格排版的同時,了解了財務報表、財務分析表及資產負債表應包含的基本信息,與會計專業基礎課有了更好的結合。在講解Excel時,可以重點與財務相關的公式與函數。在講授PPT時,可以利用PPT內容提示向導、母版的改造、PPT中表格和圖表的插入等操作,制作財務報告幻燈片,向股東和投資人介紹公司的財務狀況等。通過這些有針對性的、與專業知識相結合的案例講解,并結合布置一些有挑戰性或應用性或有樂趣的任務、習題,使學生對計算機基礎課的學習興趣大大提高。
三、結論
在教師的啟發誘導下,讓學生自主學習和討論,以學生身邊的事物和生活實際為參照物,讓學生親自動手參與實驗。教師和學生對知識的理解存在一定差異,這需要教師與學生之間、學生與學生之間相互合作、交流,通過教師的正確引導,實現學生對知識的學習、理解,讓學生成為學習知識的主體,通過多種方式自己建構知識。學生為主體的課堂教學模式不僅符合教學理論的要求,其目標也與技學校的培養目標相吻合。
二、計算機常用工具軟件課程以學生為主體的課堂教學
1.調研分析
首先,教師要認真研究教材———《計算機常用工具軟件》,進行教材分析、學情分析和課程定位分析,并據此確定本課程的教學模式。
(1)教材分析。計算機常用工具軟件講述了計算機常用的七大類、十幾個工具型軟件,理論知識較少,難度較低,各軟件之間關聯性不大,主要培養學生對軟件的基本操作能力,讓學生能夠更加熟練地使用計算機處理生活或工作中遇到的各種實際問題,并為學習計算機操作奠定基礎。
(2)學情分析。技工二年級學生已經具有一定的計算機基礎,所有學生已經能夠熟練使用Office軟件,具備一定的計算機操作能力。經過兩年的學習,部分學生具有了一定的自學能力,能夠通過主動實踐、探索完成其感興趣的計算機操作,一部分學生已經掌握了一些常用軟件,如簡單的壓縮軟件、圖片處理軟件等。學生喜歡學習感興趣的軟件,如圖片編輯軟件、簡單動畫制作軟件等。
(3)課程定位。通過學習本課程,學生不僅掌握了軟件的使用方法,而且在學習的過程中能夠發現問題,自主學習解決問題,同時歸納同類軟件相通的使用方法。本課程重點培養學生的自學能力和發散式思維能力。
(4)教學模式。根據以上分析,本學期要學習十幾款軟件、教師不可能詳細講解每一款軟件的所有功能,因此要確定本課程采用“優秀學生模擬講課、教師指導”的以學生為主體的課堂教學模式。
2.教學的實施
(1)劃分學習小組。按教材中軟件的分類把學生分為七個組,每組負責一類軟件的講解,并把七個組按照軟件的名稱給予命名,如圖像工具組、動畫制作工具組,每個組設置一個組長。分組時讓能力強的學生和被動學習的、不感興趣的學生在一個組中,這樣有所帶動、有所提高,不至于讓不喜歡學習的學生更不喜歡。學生的組合不是僅僅局限于一節課,而是貫穿于整個學期里,他們都必須合作學習。如圖像工具組,他們將一起合作學習圖像瀏覽與捕捉工具軟件,圖像美化與變形工具中的幻影2008、奇幻變臉秀兩個軟件,圖像處理工具軟件和圖像制作工具軟件。
(2)學習小組備課。每個學習小組組員負責一個軟件的學習、講解,學習小組在一起研究、合作學習直到這個軟件負責人學通為止,然后向本組組員講解,組長協調組內事宜。教師協助學習小組研究,幫助學習小組確定案例、修改案例中的不足,補充學習中的漏洞。如圖像工具小組中軟件的學習,確定一名優秀學生主講,主講學生確定案例,向小組成員提出軟件中自己沒有學會的部分,小組成員一起討論完善案例,同時幫助解決主講人的疑惑。學習小組向教師提交案例,教師找出案例中的不足,解答學習小組學習中遇到的問題,補充、完善案例。
傳統的高職院校的教育注重的是學生的分數,關注的是學生的學習成績,注重的是教師的教學質量,而與社會、與企業需要聯系并不緊密。長期以來,高職院校教師在教學方面具有非常繁重的教學任務,以至于在教學方法上一直采用機械式重復的教學方法。在這種教學方法之下,教師只是對學生進行簡單的演示和講授,學生們只是進行反復的上機操作,枯燥并且不利于學生計算機技術水平的提高。目前,計算機應用基礎課教學管理主要存在以下一些問題:
(一)教學方法與當前計算機發展水平不相適應
當前大部分高職院校在計算機教學方面仍然沿用傳統的教學方法,即教師課堂講授與學生實際操作并行結合的教學方法。這種方法存在很大弊端,已經與當前計算機的發展水平嚴重脫節,與教學實踐不相適應。主要表現在學生在理論課上不積極,缺乏學習的動力和積極性;相反,學生對上機實際操作卻具有非常濃厚的興趣,但是由于跟課堂脫節,所以導致學生們上機實際操作的目的性不強,很難收到良好的課堂效果。在當前高職院校計算機教學過程中,教師很少對教學設計和技術進行分析,一貫地采用灌輸法,沿用傳統的教師演示學生模仿練習的方式,學生學習興趣大減,教學內容的實用性也大減。同時,教師在教學過程中形式單一,固守傳統,缺乏適應學生和時代的機房演示、模擬業務以及實際案例操作等先進的教學模式。
(二)教學內容設置不適合當前計算機發展的要求
長期以來,高職院校的計算機應用基礎課程的教學內容并未隨著時代的發展和計算機水平的提升而做相應的調整,而是仍然以簡單的日常辦公軟件的應用和基本操作作為教學內容進行講授。同時,在課程設置方面也并沒有與社會的發展水平和計算機的更新換代水平相適應,而是逐漸與社會發展相脫節,與社會需要相脫節。在人才培養目標的設置方面,高職院校的計算機教學僅僅以教授學生了解計算機相關知識為目的,并不能使學生真正將所學知識很好地應用于未來的工作之中,甚至有些學生對于計算機的基礎技能都不能很好地掌握,甚至不能正確理解。另外,由于很多中小學校在教學中已經普及了一些計算機相關的課程,高中教學時也對學生的計算機技能進行過相應的能力檢驗,所以,很多高職院校的學生已經初步具備了一定的計算機知識和操作技能。然而,一些高職院校在開設的計算機課程中并未考慮這些因素,仍然沿用傳統教材,甚至有些教材的內容與學生之前掌握的基礎知識并沒有太大的變化。有些學生對于教材所列內容已經掌握,有些學生卻不太熟悉,甚至沒有接觸過計算機。但是高職院校在課程設置方面卻沒有考慮這一問題,缺乏因材施教,而是讓不同起跑線上的學生都進行同樣的課程學習,導致學生有的吃不飽,有的沒得吃。
(三)學生計算機操作水平有待提高
當前大部分中小學都已經普及了計算機教學,社會培訓機構也設有許多計算機輔導班,這些對于學生的計算機基礎知識的學習和掌握都有一定的幫助。因此高職院校中許多學生經過較短時間的學習就已經非常熟練地掌握了計算機相關的基礎知識和簡單的辦公自動化軟件使用技能。但是,由于高職院校所設置的教學內容的限制,學生缺乏實習和實際操作的機會等原因,在計算機的實際應用中,學生還有很多實際問題需要解決,比如一些專業排版之類的操作等。高職院校在計算機基礎教育方面應該注重學生的實際操作和動手能力,培養的應該是熟練掌握計算機操作能力的技能型人才或高級技工,因此,學校的上機操作條件是否完善直接決定著高職院校計算機人才培養的質量。高職院校的學生,尤其是計算機專業的學生,如果沒有熟練的實際動手操作能力和豐富的操作經驗,畢業學生在就業市場上就很難發揮自身優勢,更無法找到適合自己的工作崗位。(四)當前教學考核方式還不完善當前,在高職院校計算機應用基礎課的教學考核中,仍然沿用的是傳統的考核方式,比較落后,主要體現在以下幾個方面:首先,從考核方式來說,計算機應用基礎的考核仍然是以教學內容為主,以筆試和機考為主,沿用傳統的客觀題和主觀題,缺乏創新。第二,考試的內容側重于理論知識的檢測,而忽視了計算機學科的實際操作性,對于學科的技術性也沒有達到考核的目的,考試形式非常單一。第三,從計算機應用基礎課程的考核結果來看,當前高職院校對于學生的考核仍然側重成績,即考試的分數,而忽視了學習的過程。這種考核方式對于大多數學生來說,沒有體現學生的學習過程,不能很好地了解到學生掌握計算機學科知識和運用知識的能力,大大降低了學生對于計算機應用基礎學科的學習興趣和積極性,很難提高學生的學習效果,更加不利于學生對于計算機學科的深入探究。
二、完善計算機應用基礎課教學的對策
(一)改變傳統教學方法,適應當前計算機水平發展情況
首先,增加計算機應用基礎課程的實踐教學課程。教學方法要適應當前計算機發展水平,適應社會和企業對員工計算機技能的要求,適應學生對計算機課程的學習要求,最大程度地激發學生的學習興趣,讓學生發揮自身能動性,積極主動地投入到計算機基礎應用課程的學習中去。在教學過程中,要不斷增加教學實驗課程,結合理論課程的進度,合理安排學生到機房進行上機實際操作和練習。在選修課方面,根據學生的興趣愛好,結合社會發展需要,開設一些能夠增加學生學習熱情,開闊學生視野的計算機相關課程,拓寬學生知識面,增強學生對于計算機知識的興趣,提高實際操作能力。其次,在教學方法方面,鼓勵教師不斷嘗試新的教學方法和手段,創新教學方法,提高教學水平。例如,可以采用能夠調動學生學習積極性的案例教學方法。隨著計算機水平的不斷發展,傳統的教學方法應該不斷被現代化的教學方法所替代,多媒體的應用應該不斷被引用。比如教師在講授操作演示課程中,教師可以將一些基本理論課程融入其中,讓學生們在演示過程中更加容易接受,激發起學生對計算機知識學習的興趣,轉變思維方式,充分調動起學生學習的積極性和主動性,進而培養學生獨立思考的能力。再次,對不同水平的學生采取分級教學方法。由于學生計算機能力水平參差不齊,計算機應用基礎課教學人員更應關注學生間的差異性。針對學生的計算機能力水平劃分層次,因人而異,因材施教。比如可以設置免修班、提高班、基礎班等,不同班級所講課程內容和講課方式不同,但是終極目標都是讓學生能掌握計算機相關的一些知識,在已有基礎上更上一層樓,達到計算機應用基礎課的教學目標,完成人才培養計劃。當然,教師要積極創新教學方法,以激發學生的學習積極性,如:小組競賽法、成果激勵法、開放作業法、軟件引導法、情境教學法、案例教學法等等。
(二)不斷完善計算機應用基礎課程內容設置
高職院校對學生的培養目標與普通高等教育院校對學生的培養目標不同,因此在教學內容的設置方面也不盡相同。高職院校培養學生的目標是要提高學生就業的競爭力,因此,在課程內容設置和教學過程中就要增強學生動手實際操作的能力。高職院校的學生畢業面向的是各個企業,因此學校在計算機應用基礎課程的內容設置上要增加企業相關內容,與企業進行廣泛、深入的合作,模擬實際操作環境,增加實訓教師隊伍,真正將理論與實踐結合起來。目前,絕大部分高職院校的計算機應用基礎課不適用于所有專業,一些專業必須掌握的計算機知識沒有體現在教學目標當中。針對這種情況,計算機應用基礎課的教學人員應當重視該課程的實際應用性,同時根據學生專業講授對應的計算機知識,傳授適合的操作技能,利于學生在學習和生活中實際應用。例如,教師在應用基礎課教學工作中可以將課程內容分為基礎模塊和選修模塊兩部分,基礎模塊中可以設置操作系統、OFFICE操作、網絡基礎等,要求學生必須掌握這些知識;在選修模塊中可以設置程序設計、Autocad制圖、flash設計等,要求學生在掌握基本知識的同時,根據個人能力和愛好通過等級測評對選修內容進行探索研究。
(三)不斷提高教師水平,健全教師隊伍
高職院校是以學生就業為目標,計算機教學要鼓勵教師在教學方式和教學方法中不斷增加與就業相關的教學實踐內容,不斷提高學生計算機實際操作和應用的能力。由于計算機信息技術的不斷變化,為滿足教育教學的需要,教師應時刻關注市場對相關人才的需求,定期參加培訓,加強自身學習。同時也應積極參加大專院校、社團的學術報告會,加強學術研討,多與計算機行業各種從業人員進行交流,夯實計算機應用的一個“用”字。高職院校的計算機教學,在增強學生實際操作技能水平的基礎上,教師要首先增強自身技術水平,增強自身學習能力,這就要求教師隊伍要面向多學科、多專業,相互學習,相互促進,共同提高。計算機課程是一門基礎性學科,更是一門交叉學科,只有不同專業、不同技術水平的教師共同探討才能共同提高。
三、結束語
1.1課程定位不準
目前,計算機基礎課程的定位不夠準確、重要性認識不足。許多院校認為學員在中學已學過信息技術,計算機基礎課程內容簡單,學不學都無所謂。作為公共基礎課,只學習計算機的基本理論知識和操作技能,導致部分學員學習熱情不高、興趣不大。
1.2學員水平參差不齊
隨著計算機的普及,學員計算機水平有明顯提高,但由于地區差異造成學員計算機水平參差不齊。通過對廣州指揮學校2012級學員的調查,我們發現2%的學員未接觸過計算機,51%的學員進行過網頁瀏覽、即時通訊、網絡購物,41%的學員使用過Word排版、Excel處理、PPT制作,6%的學員能進行Photoshop圖片處理、Flas制作、程序設計。
1.3教材內容滯后
隨著計算機技術不斷發展,計算機知識也隨之更新,但計算機基礎課程教材的內容明顯滯后。例如日常生活中普遍使用Windows7操作系統和Office2010辦公軟件,而教材內容還是WindowsXP和Office2003。教材內容的滯后讓學員感覺課程與現實脫節。同時,與部隊聯系緊密的計算機知識很難在市面上找到合適的教材,造成教材內容與實際應用脫節。
1.4專業結合不緊
當今社會,信息技術已廣泛滲透到各個領域,不同學科對計算機的要求不同。計算機基礎教學處于知識普及型向服務專業應用型的轉型時期,多數院校沿用以“計算機文化基礎+高級語言程序設計”為基本框架的計算機基礎課程設置,在知識分層和專業分類教學方面體現專業應用需求的導向不夠明確。部隊院校對不同專業開設的計算機基礎公共課幾乎與地方院校相同,教學內容設置上忽略了不同專業對計算機的需求,造成教學缺乏針對性。
1.5教學模式陳舊
隨著信息技術在部隊院校的推廣,雖然多媒體課件代替了傳統板書,但教學模式改變不大,學員主動參與教學較少,教學效果不佳。在教學過程中,由于課程學時的關系,學員只是照搬教員講授的方法,不能舉一反三,缺乏自主思考。這樣的教學模式不利于培養學員的自主學習能力,不利于培養學員的創新意識,不利于學員的可持續發展。
2計算機基礎課程教學改革的思考與實踐
2.1明確課程地位
《基本要求》提出進一步強化“計算機基礎教學在高等教育中的基礎性地位”。正確認識計算機基礎課程的重要性,明確課程地位,對開展計算機基礎課程教學具有重要的作用。計算機基礎是計算機科學教育的前導課程,是培養學員實踐動手能力的基本途徑,是自然科學的素質教育課。其目標是培養學員動手實踐能力,培養學員利用計算機查找、處理數據能力,培養學員利用計算機解決實際問題的能力,促進其他學科發展,提高綜合素質,對學員科學素質的培養起到其他課程無法替代的作用。部隊院校的校領導、系領導、任課教員都應該充分認識到計算機基礎教學的重要性,并引導學員認識計算機基礎課程的重要性。
2.2轉變教學理念
“學習金字塔(ConeofLearning)”由美國著名的學習專家埃德加•戴爾(EdgarDale)1946年率先提出;美國緬因州的國家訓練實驗室(NationalTrainingLaboratories)做過類似研究,提出學習金字塔(LearningPyramid)理論,結論與戴爾相似;美國緬因州的國家訓練實驗室用數字形象顯示了學習者采用不同的學習方式在兩周以后還能記住內容(平均學習保持率)的多少。從“學習金字塔”模型可看出,用聽講的方式,學員兩周后只記得5%,這是最被動的學習方式,學員的參與度也最低。從第一種到第四種都是被動的學習方式,學員參與度低,學習保持率無法超過30%。從第五種到第七種都是主動的學習方式,學員參與度高,學習保持率超過50%,最底端的學習方式保持率高達90%。從“學習金字塔”模型可看出,充分發揮學員的主體地位,讓學員積極參與教學,可有效提高教學效率。如果學員有機會把學習的知識立即應用,或讓學員當小教員,效果非常明顯。學員以小教員的身份對他人進行教學,不僅要對內容相當熟悉,同時也要通過語言的邏輯來進行溝通。學員在進行教學之前,必須經過獨立思考,將內容轉化為讓他人能理解的表達形式,同時也提升了自身潛在智能的發展。
2.3差異性教學
《基本要求》提出不斷探索“以培養目標為導向的分類、分層次教學模式”。由于專業差異,導致各專業對計算機的要求各不相同。如果在教學內容上不區分專業差異,容易讓學員誤解計算機基礎課程是“萬金油”,對自己的專業課程作用不大,導致學員學習動力不足。在課程規劃上,通過對非計算機專業能力需求和各專業人才培養計劃的調研,按照“以培養目標為導向”將計算機基礎課程分為“知識普及型”課程和“專業應用型”課程。“知識普及型”課程是計算機文化基礎,面向所有專業的學員,可安排在大一授課;“專業應用型”課程是根據專業特色量身定做,面向不同專業的學員,可安排在大二、大三授課。由于學員個體差異,在學習中會產生“吃不飽”和“吃不消”的現象。教員如果忽略這種情況,采用同一起點授課,造成基礎好的學員不想聽,產生厭學情緒,計算機水平無明顯提高;基礎差的學員跟不上,產生畏難情緒,喪失學習動力。在教學安排上,參考新學員計算機水平問卷調查的結果、遵循自愿原則,利用課程測試將學員分為免修“知識普及型”課程和必修“知識普及型”課程兩類。例如利用《全國計算機等級考試》來測試免修“知識普及型”課程的學員,如果考試合格即可免修“知識普及型”課程;如果不合格則必修“知識普及型”課程。鼓勵免修“知識普及型”課程的學員選修自己感興趣或與專業相關的“專業應用型”課程來學習,激發這部分學員興趣、讓基礎好的學員有新的學習動力。對不能免修的學員則認真地講授“知識普及型”課程,通過測試后繼續選修自己感興趣或與專業相關的“專業應用型”課程。通過將課程分類來解決學員“吃不飽”和“吃不消”的問題,做到因材施教。同時,教員根據實際情況,在教學中采取興趣小組、第二課堂的形式來開展差異性教學,既充分調動學員的積極性又豐富課程內容,使學員對計算機課程保持濃厚興趣。我們在2012年通過開展興趣小組和第二課堂,提高了學員興趣,教學取得了良好效果。
2.4改變教學模式
傳統以教員為中心的教學模式,極大約束了學員學習的積極性和創造性。從“學習金字塔”模型中可以看出高效的教學模式應建構以學員為中心,由教員組織、指導教學過程的實施,充分調動學員的學習動力,讓學員主動、積極、愉悅地學習。
2.4.1加強實踐教學
第十六次全軍院校會議明確提出要加大實踐教學比重。計算機基礎是實踐性很強的課程,上機實踐是教學過程中的重要環節。《基本要求》對計算機基礎課程的教學改革提出加強“以應用能力培養為核心的實踐教學、教學方法、手段的改革與教學環境建設”的要求。教員根據教學內容確定具體的上機實踐任務,讓理論教學結合實踐教學,開展以學員為主體的互動式實踐教學,做到精講精練。廣州指揮學校2012年通過增加上機實踐學時,同時在機房增加輔助教員,讓學員能及時與教員交流上機實踐中遇到的問題,取得較好的教學效果。
2.4.2任務驅動教學
任務驅動教學是以建構主義為基礎,以學員為中心,以任務為驅動的教學方式。教員根據教學內容設計并提出任務,學員在教員的指導下,對提出的任務進行探索、分析、研究并設法完成任務。在教學過程中,教員將教學內容設計成具體任務,要考慮學員的實際情況,只有學員在進行探索、分析、研究之后才能完成任務,這樣才達到任務驅動的效果。例如在學習Word排版時,讓學員設計一份個人簡歷;在學習Excel時,讓學員用函數來統計打靶成績。
2.5優化考核模式
計算機基礎是理論結合實踐的課程,傳統考試不能體現學員真實水平,應側重于動手實踐能力考核。優化考核模式可進一步促進計算機教學改革,避免學員采用死記硬背的方法學習,注重培養學員團隊協作和創新意識,提高學員綜合能力。我們將學員成績評定分為4個部分:平時成績、小組成績、上機成績、筆試成績,比例為20%、20%、30%和30%。平時成績體現對學員的嚴格要求,讓學員及時復習鞏固所學知識;小組成績體現學員的團隊協作、創新和利用計算機解決實際問題的能力。在教員指導下,以小組的形式,綜合運用和發揮所學知識,完成一份具有實際意義的小組作業設計;上機成績體現學員上機操作技能;筆試成績體現學員的知識掌握程度和能力水平。
3結語
【論文摘要】針對就業市場對計算機人才(IT人才)的需求,提出了以實際企業工程項目為栽體的計算機專業課程教學改革,分析了高職計算機人才(IT人才)在就業市場上的定位及專業課程改革的指導思想,剖析了工程項目選題的原則及實施的過程。闡發了對計算機專業課程改革的一些認識。
隨著社會經濟的不斷進步,計算機和互聯網技術的飛速發展,計算機專業的就業卻相反地成為了矛盾的焦點,出現了報考集中就業分散的社會現象。就業壓力的增大,說明原有的教學目標體系、課程體系、知識能力結構已不適應現代企業技術發展的需要。為了改善高職院校計算機專業學生的能力、知識結構,全面提高學生在就業市場上的競爭力,擴大就業面積,培養市場所需要的人才,山東經貿職業學院計算機系進行了“以就業為導向以實際企業工程項目為載體的計算機專業課程改革”的大膽嘗試,在此,結合教改過程談談對計算機專業培養的一些認識。
一、高職計算機專業學生就業市場及定位
當前,IT業已成為占據我國市場三分之一份額的支柱性產業。IT業的迅速發展,與不斷注入的IT業人才有著緊密的關系。IT人才已成為人們心目中高科技的象征。對IT人才,用人單位實際上是有不同的需求層次的,要求掌握的知識結構也各不相同,除了IT基層勞動者(如打字、錄入、生產線組裝等)宜由中等職業教育培養外,我們感到,高職應側重于在如下幾個方面對人才的培養:
1.設計型人才(如網頁設計、平面廣告設計、建筑和家裝設計、綠化工程設計、動畫設計等)。隨著電腦應用的普及深入,各行各業越來越廣泛地使用電腦做形象宣傳、包裝、設計等工作。各類設計型人才作為IT業市場的生力軍異軍突起,其就業市場范圍非常廣、缺口比較大。但隨著電腦軟件的不斷升級,功能的不斷完善與強大,此類型人才由原來的單一型向復合型轉變。如網頁設計人員除掌握專業網頁設計軟件之外,還應掌握圖像處理軟件和網站維護等方面的知識,如果再能掌握后臺技術就成為寶貴人才了。其他如建筑、綠化、動畫設計人才不僅要掌握計算機知識,更重要的還要學習其他相關知識體系。我們認為,復合型人才的培養是高等職業計算機教育發展的重要方向之一。
2.辦公應用型(如文秘、辦公文員、行政助理等)。此類人才在工作過程中需要更多的管理知識,需要人際交往和適應社會的能力。這類工作的主要要求是:熟練掌握應用軟件、有較高的綜合素質和工作責任心。此崗位職能的培養除了要求學生掌握辦公管理軟件,還要學會融通管理知識并切實掌握管理的基本功。
3.網絡型人才。當今計算機的普及與發展之所以如此之快,除其具有強大而先進的功能之外,主要還歸功于計算機網絡的發展。網絡使人與人之間的溝通和交談變得近在咫尺。網絡型人才已成為計算機發展和計算機就業市場上的中流砥柱。此類人才不僅要掌握網絡技術,還要有創新精神和創新能力。
4.開發型人才。作為計算機發展和完善的締造者,開發型人才在IT行業中起著至關重要的作用。在未來幾年當中,我國對軟件藍領和軟件工程師的需求潛力依然很大。
根據高等職業教育的要求及我院計算機專業的特點,我們目前主要培養辦公型人才、網絡人才和開發型人才,同時兼顧設計型人才,下一步在新專業的開設上,我們打算加大設計人才的培養力度。
二、課程改革思路
1.課程改革的指導思想:以職業崗位為目標,重點突出職業技能。分階段劃分教學模塊,按工作崗位確定實際工程項目,以實際工程項目為載體完成教學任務,最終實現學生的就業培養目標。
2.培養目標及課程設置熟悉并掌握計算機工程項目的組織程序,掌握計算機工程項目中的問題解決方法,針對具體崗位.掌握專門技能熟練完成具體工程項目。
依據課程改革的整體思路,我系計算機專業課程的設置是緊緊圍繞培養目標而進行的,強調以培養職業能力為主線,以職業或職業群為基礎,讓學生先接受職業群內共同的基礎教育和基本技能訓練,然后,接受專業基礎理論教育,根據自己的興趣、能力以及社會需要,選擇不同職業或專業方向,學習專業知識,進行職業技能的培訓。使學生既具有較大的就業彈性和適應能力,又具有職業針對性。課程設置總體分成三個模塊。在對職業崗位能力分析的基礎上,根據培養的人才應具有的知識、能力和素質,通過整合,把課程分成既有聯系、又有區別的三個階段來進行。
第一階段,“職業基礎模塊”教學階段。這一階段強調寬基礎,主要學習一些相關職業通用性的必備知識和技能,同時,要進行思想品行、職業道德、外語能力以及其他通用能力的培養和教育。此階段一般不采用項目教學,但也必須把項目教學的精神滲透到每一個教學環節。
第二階段,“職業技術模塊”培養階段。這一階段主要進行不同職業的專業基礎理論教育和專業知識學習,以及職業技能的培養和訓練。在該模業知識的學習。該模塊是高職教育的重要階段,在課程設置和內容安排上我們結合IT技術的發展水平對相關學科進行整合和綜合,以滿足在較短時間內學習到更多更新的計算機專業基礎知識,教學內容體現出寬和扎實。此階段可部分采用項目教學,宜以工程項目中的技術項目的實施為教學手段。
目前國內高校的計算機專業硬件類主干課程從低到高分成數字邏輯、計算機組成原理和計算機體系結構。主要存在兩個問題:一是教學內容相對老化:課程內容講述以中小規模、集成電路設計數字系統,與當前大量使用大規模超大規模集成電路和EDA工具的大趨勢不符合;二是各課程之間尤其是數字邏輯和計算機組成原理的各知識點關聯性不強。計算機組成原理的控制器設計以微程序方法為主,與當今廣泛采用的RISC處理器的硬接線法控制器技術不相適應。
計算機組成的實驗內容是對設計好的部件進行連線,學生對各部件的具體實現并不是很清楚。我們希望通過教學內容的改革,使學生能深入了解計算機尤其是CPU部件的硬件實現細節,為后續的計算機體系結構的學習打下。
2數字邏輯與部件硬件課程設計課程內容更新分
2.1數字邏輯電路基礎內容
基礎部分內容包括兩大部分。第一部分是VHDL語言和EDA工具的使用。我們講述的所有內容都要求學生能用VHDL語言描述,EDA工具選擇與實驗配套的Xilinx ISE,與實驗的側重點不同,課堂內容中主要使用仿真部分功能。第二部分是電路基礎部分包括組合電路部分的基本的邏輯門,多路器和譯碼器,算術電路。時序電路部分的觸發器、寄存器、計數器、有限狀態機。有限狀態機是CPU控制器的基礎,除了要求掌握用觸發器和邏輯門實現外,還要學生掌握用計數器和多路器實現有限狀態機。講述密碼鎖實現的兩種方法:一種實現方法是傳統的作為一個整體的有限狀態機來實現。第二種方法是把整個有限狀態機分成兩部分:數據通路由數據寄存器、多路選擇器和比較器構成;控制器的有限狀態機根據數據通道的狀態對數據通道進行控制。在有限狀態機中引入數據通道和控制單元的概念,加深學生對計算機部件及其相互關系的理解。
2.2計算機部件相關內容
這部分內容主要講述三大部分內容:一是指令系統,以RISC架構的MIPS指令系統為主線;二是在講述了密碼鎖的基礎上引入CPU的數據通路及控制器的實現,控制器講述微程序及硬接線法,并以RISC處理器中常用的硬接線法為重點;第三部分內容是綜合前面學的知識,講述實現一個單周期簡單CPU的過程。簡單計算機的狀態單元有程序計數器PC、程序存儲器IM、數據存儲器DM和寄存器文件RF。程序計數器是一個32位的寄存器:寄存器的輸出值指向當前指令,輸入PC′指向下一條指令。程序存儲器只有一個讀口,它有一個32位的地址輸入A,32位的數據讀輸出(指令)RD。寄存器文件包含32個32位寄存器,包含兩個讀口和一個寫口。每個讀口對應5位地址輸入,A1和A2,對應的數據口為RD1和RD2,一個寫口WD3對應的5位地址A3。數據存儲器可讀寫,如果寫信號WE有效,數據從WD口寫入存儲器,否則數據從RD口讀出。除此之外,還有加法單元計算地址及跳轉。所有部件用VHDL語言描述,配合實驗課程在實驗儀上完成一個十多條指令的RISC CPU的設計。
3計算機體系結構課程內容及實驗設置
去除重復的MIPS指令系統,增加新的數據級并行內容,增加硬件具體實現的實驗,分兩步實現:第一步,在數字邏輯與部件設計的單周期CPU的基礎上實現一個5級流水線(取指、譯碼/讀寄存器、執行/有效地址計算和寫回)的定長指令,硬接線控制器的32位RISC處理器;第二步,實現一個直接印象或二路組相聯的Cache。指令級并行部分包括動態調度,前瞻執行等不適合硬件實現的實驗采用軟件模擬。
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