计算机的课程总结篇1

Abstract：Thecomputernetworkisacombinationofcomputertechnologyandmoderncommunicationtechnology.Atpresent，thecomputernetworkplaysanincreasinglyimportantroleinallwalksoflifewithitsadvantagesofhighreliability，highperformanceandhighextensioninallfields.Especiallyintheinformatizationprocessofhumansociety，thecomputernetworkisdevelopingatanunprecedentedspeed.Thewideapplicationanddevelopmentofcomputernetwork，ubiquitousinfluencesthevariousaspectsofsocial，political，economic，cultural，militaryandsociallifeandsoon.Thedevelopmentofthesocietyneedsalargenumberofcomputernetworktechnologytalents.Inasense，anationalcomputernetworkscaleandlevelmeasuresitscomprehensivenationalstrength，scienceandtechnologylevelandisanimportantsymbolofsocialinformatization.

关键词：高职教育；计算机网络；教学方式

Keywords：highervocationaleducation；computernetwork；teachingmethods

中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1006-4311（2014）03-0273-02

0引言

在高职计算机课程体系中，计算机网络是一门非常重要的学科。它实践性强、知识更新快、信息量大，同时和多学科相互交叉。因此，高职院校如何开展计算机网络的课程教学，如何培养计算机网络高技术人才显得尤为关键。本文结合当前高职院校计算机网络课程教学中存在的一些问题，从教学内容、教学方式和教学效果上进行了探索思考，并在教学中付诸于实践，取得良好的教学效果。

1课程的特点

计算机网络课程是一门理论性、实践性和应用性很强的课程。它具有知识更新快、信息量大、多学科交叉等特点。它的理论发展和应用水映了一个国家高新技术的发展水平，是其现代化程度和综合国力的重要标志。在这门课程中，系统而全面的介绍了计算机网络的基本概念、数据通信、广域通信网、局域网、网络互连、Internet协议及其应用、网络安全、宽带IP网络、光互联网、网络操作系统以及网络设计与案例等内容。同时，高速发展的计算机技术和通信技术也决定了计算机网络技术的快速前进。而在课程的教学中教学内容也必须紧跟着技术发展的脚步。因此本课程又具有较高的时效性。计算机网络技术贯穿计算机技术和通信技术，更交叉一部分的数学原理和物理概念，从而体现其交互性强。

2教学中的问题

在高职院校的课程教学体系中，计算机网络课程的教学存在以下常见几种问题：

2.1高速更新的网络技术与陈旧的教科书理论不匹配计算机网络技术的更新日新月异，而在现有的教材中，它的知识点显得有些过时。在这样的现状下，高职院校针对计算机网络课程的教学就显得跟不上时代的大脚步。容易出现培养出来的学生在毕业后不能快速轻松的与现实工作岗位相衔接的现象。

2.2传统的教学方式无法满足课程实践性的需求在教学方式上，计算机网络课程的大部分知识点属于基础理论，知识点十分抽象，不易理解。在目前的高职院校中，这类课程的教学方式更多的依赖于讲授手段。学生在课程中学习理论概念，难以形成完整明了的框架，仅仅依靠死记硬背，是无法实现培养学生实践能力和创新能力的教学目标。计算机网络的实践性非常强，它要求学生不仅要掌握理论知识点，更要善于与实践相结合，才能够真正成为网络高技术人才。

2.3现有的教学评价不够合理教学结果的考核总是直接关联着教学评价。计算机网络课程的教学评价具体表现在课程本身考核的结果。教学考核是教学过程的一个重要环节，考核的成功与否，对教学的影响是直接的。有些高职院校，还采取理论考试的方式来衡量这门课程的教学效果。这种方式是不尽科学，不够合理。还有些院校在考核比例上的设置失衡，这样的现象会造成学生更注重填鸭式的学习，缺少了动手和反思总结的环节，这对高校人才培养的实现是极为不利的。

3教学改革措施

3.1现在高校的计算机课程教材大部分都是几年前编写的理论知识，课堂教学又依据着教材来讲授，因此学生们在学校所学习的计算机网络知识跟不上信息时代的技术发展脚步。为了弥补这一缺憾，我们在计算机网络课程的教学中，采用“两手抓”的策略。一方面在课堂中开展理论知识点的学习，从基础上对计算机课程的学习打下坚实的基础。另一方面，我们对任课教师要求到岗再学习。教师在课余时间到计算机网络的实际岗位中进行再学习，如校园网络中心、企业IT运行维护部等工作岗位。教师在技术岗位上再学习，实现了将理论和实际相结合的重要步骤，同时在实践过程中知识结构和教学形态进行总结和分析，从中得到更有利于计算机网络课程教学的经验。

3.2课堂教学是最普遍存在的校园教学方式。教师在完成课前备课之后，将知识点的讲授搬到课堂之上。传统的课堂教学主要以教师口授的形式，这种教学方式的特点体现在其抽象性强，计算机网络课程知识点繁多。如TCP/IP协议簇、OSI/RM互联参考模型等等，学生不仅仅掌握教材中的图片结构，更应该从本质上去认识学习网络的结构。我们在教学方式上采用理论教学和实践操作相结合的模式，理论课上我们以知识点介绍为主，教师在介绍完理论课之后，在实验室展开实际动手操作的环节。例如，计算机网络的拓扑结构①有星形、环形、总线型、树型和网状型，在实验室中，让学生进行实际连线操作，通过不同的拓扑结构，观察网络的特点与性能。既增强学生的感性认识，又提升学生的理性操作。

3.3计算机网络课程的考查往往只体现在校园期末考试的试卷上。这在一定程度上造成学生对检查自己动手能力的忽略。我们在校园的课程评价中，保留对学生知识掌握的考查，同时结合计算机网络考证的部分。学生参加计算机等级考试，或计算机软考的考试。在此过程中，更加全面的学习网络案例的使用。在考证中全面检验自己的理论基础和技能操作，并从中提高自己的信息技术素质和工作竞争能力。

4教学效果反馈

本文作者在课程教学的探索中付诸于实践，在实践中检验结果。通过本次的实践后，学生可以逐渐脱掉“书呆子”的空谈形象，在实际中培养动手兴趣，和学习动手能力。其中最直观明显的效果，是学生从校园毕业后能轻松快速的适应工作岗位。在刚刚毕业的大学生中，我们理论加技能两方面培养出来的人才在企事业岗位的竞争中，表现出明显的优势。从而实现高职院校培养社会急需的人才的初衷。从宏观上来讲，这样的课程探索与实践是十分有意义和现实价值。

5总结

本次的教学探索及实践中，我们做到了从实际出发，优化现有的高校课程教学模式。并结合以往教学结果评价方法进行分析，从而得出本次教学改革的价值所在和现实意义。

注释：

①计算机拓扑结构，指计算机网络中把工作站、服务器等网络单元抽象成点，把电缆等通信介质抽象成线，从而抽象出网络系统的结构.

参考文献：

[1]邓亚平.计算机网络[M].电子工业出版社，2005.

计算机的课程总结篇2

关键词:计算机组成原理;精品课程;课程建设

“计算机组成原理”是计算机科学与技术专业的主干硬件专业基础课,它的先导课程包括“模拟电子技术”、“数字电子技术”和“汇编语言”;后续课程有“计算机体系结构”、“计算机接口技术”、“单片机”等过渡课程,关系较为密切的课程还有“操作系统”、“嵌入式应用开发”等,如图1所示。

图1“计算机组成原理”基础课程关系

由图1可见在这些涉及到硬件较多的课程中,“计算机组成原理”是最主要的课程,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,教学内容也在计算机整个课程体系中起着举足轻重的作用。它的主要教学任务是要求学生能系统地理解计算机硬件系统的逻辑组成和工作原理,培养学生对计算机硬件结构的分析、应用、设计及开发能力。它既有自身的完整理论体系,又有很强的实践性。该课程具有知识面广、内容多、抽象枯燥、难理解、更新快等特点。因此,如何把握课程的主线和重点,使学生扎实掌握计算机系统各部分的工作原理,牢固建立整机概念,同时强化硬件实

践,培养创新理念和创新能力,成为建设该精品课程的重点。

1加强师资队伍建设是首要任务

精品课程建设的关键是师资队伍的建设和师资素质的提高。建设一支德才兼备、结构合理、人员稳定、教学水平高、教学效果好的高素质教师队伍,对课程建设来说至关重要,是实现本科教育培养目标、提高人才培养质量的关键。一方面,我们积极参加高等教育科学研究,积极组织和鼓励教师自觉结合教育教学改革中所遇到的深层次问题进行教学理念、课程体系、教学内容、教学方法与手段等方面的研究,努

基金项目:内蒙古师范大学精品课程建设教学研究课题科研基金(内蒙古师范大学教务[2008]第7号文件)。

作者简介:侯宏霞(1975-),女,内蒙古呼和浩特人,讲师,硕士,研究方向为计算机教育应用。

力提高自身的教育教学水平。另一方面,为了促进教学,我们经常组织教研活动,如集体备课,即集体讨论确定教学大纲和教案,研讨教学中的重点、难点和疑点,安排确定教学实践环节;组织教师之间互相听课,取长补短,共同提高;安排新任课教师试讲,并对其进行评议;传达全国性学术会议研讨的热点问题,使教师了解学科前沿动态,提高教学质量。通过这些教研活动,统一了教学内容、进度和要求,克服了教学的随意性,增强了教学的计划性和严肃性;保证了教学内容的不断更新,使之能追踪学科前沿,紧密结合高等教育改革实际;能及时了解学生对授课的反映,便于任课教师进行改进和调整;提高了教学的整体水平,有利于青年教师的培养和成长。

2优化教学内容

“计算机组成原理”课程的内容组织,应该从整机概念出发,以计算机的5大部件内容为主线,以其内部结构和工作原理为重点。我们将教学内容分为3个模块,如图2所示。首先介绍计算机系统的硬件结构,引导学生自顶向下了解计算机系统的硬件结构,包括中央处理器、存储器、I/O等主要部件以及连接它们的系统总线。其次介绍中央处理器,讲述CPU的功能和结构,并对影响CPU特性、结构和功能的算术逻辑单元及其运算方法、指令系统、指令流水、中断系统等进行详细分析。最后是控制单元,在详细分析时序系统以及微操作命令节拍安排的基础上,分别介绍如何用组合逻辑控制和微程序控制两种方法设计和实现控制单元。这样对教学大纲规定的内容按模块进行划分,将相关的内容归到同一个块中,并将块与块之间的联系一一展示出来,形成一个层次清晰、结构明朗、联系紧密的统一体。学生就能对某一个具体的知识点进行纵向的扩展和横向的比较,加深记忆。[1]

另外,在传统教学内容的基础上,我们结合当今计算机技术的发展,适当增加有关计算机各部件的演变历史和最新技术的知识,增加了对现代计算机系统中涉及的流水线技术、总线技术、高速缓存技术、数据传输方法、高性能计算机的体系结构和主要技术的简要介绍。在CPU部分,除了介绍从80386、80486到Pentium的演变过程,还以80486和Pentium为实例,对微处理器的关键技术作简单说明和归纳,锻炼学生把学到的计算机理论知识和实际应用联系起来。[2]

图2计算机组成原理教学内容关系图

3改革实验教学

3.1改革实验教学内容

理论是基础,但绝不可忽视实践教学,实践教学可以培养和激发学生学习计算机的兴趣。我们将实验

教学内容分为3个层次,如表1所示。首先是基础验证型实验,该类实验主要涉及课程的相关知识点,实验目的是使学生验证、理解、巩固并掌握课内所要求的基本教学内容。其次是设计应用型实验,该类实验以“任务”或“课题”形式提出实验要求和具体的实

验成果,要求学生通过有关课程或自学方式,掌握实验所涉及的知识,通过综合利用这些知识来设计、开发并最终完成实验项目。第三是综合创新型实验。该类实验旨在培养学生综合应用计算机知识与技术的能力,培养学生带着问题自主学习的能力。

表1计算机组成原理实验内容

层次划分实验项目

基础验证型运算器实验、时序电路的组成与控制原理实验、存储器实验

设计应用型设计八位ALU实验、基本模型机设计与实现实验

综合创新型复杂模型机设计与实现实验

其中,部件实验主要是以基础验证型实验和设计应用型实验为主,其内容包括运算器、存储器、总线传输、微程序控制器等;整机课程设计是以综合型实验、创新型实验为主,是本课程的重要内容。这几部分实验随课程进度分散在不同阶段完成,这样可在培养学生动手能力的同时使其对计算机的每一部分都有深入的了解,由此加深其对课程内容和理论知识的理解。通过实验能够使学生更加深入地理解计算机的组织、结构和工作原理,从而提高学生对计算机系统的感性认识。

通过实验,一是能使学生容易理解和掌握所学书本知识;二是可以锻炼和提高学生的组织能力以及分析解决实际问题的能力;三是可以促进教师在教学中加强理论联系实际,提高教学质量。[3]

3.2改革实验教学的组织方法

培养学生实验能力和设计创新能力是我们实验教学的重要目标。为此,课堂上教师只是启发性地讲解各模块的工作原理,其余部分全部由学生独立完成。每次实验严格遵循课前预习、课堂训练、实验调试、验收Y果的实验环节,切实培养学生的实践能力。另外,要求学生给出实验重要环节记录手写稿,包括实验进行中遇到的问题及解决方法,回答实验教材中以及教师课堂上提出的思考题,它将贯穿于整个实验阶段,体现学生实际实验的情况,是学生独立实验的一项重要证明。

3.3探索适应精品课程的实验评价体系

3.3.1采用学生答辩的方式

实验结果验收环节是非常重要的,是实验考核的重要参考依据。为了保证学生能够真正在实践中提高

自己的动手能力,并且掌握相关的基本原理,必须抓好实验验收环节。在实验结果检查时,需要检查所有的电路设计和实验台演示的完成情况,每个学生要讲述实验原理、阐述有哪些创新或改进之处,老师还要对每个学生提出3～5个问题。学生现场答辩演示情况可以反映出学生独立思考、独立分析问题和解决问题的能力,能够直观地了解学生是否能够学以致用,达到提高实践动手能力的目标。

3.3.2使用量化的成绩评定方法[4]

实验课程成绩主要由学生的出勤情况、预习情况、实验操作过程和实验报告4个成绩综合评定。其中,实验操作过程为主要评分依据,实验成绩的具体考核方式为:

(1)出勤情况按次记,每次2分,总分12分,缺课1次扣6分,但无故缺课2次以上,实验总成绩记0分。

(2)预习按次记,每次3分,总分18分,包括实验准备情况和预习报告,随堂抽查或在实验报告的预习部分体现,缺1次扣6分,但预习最大扣分不超过18分。

(3)实验操作过程按等级评定,每个等级对应的分数为A(90)、B(80)、C(70)、D(60)、E(50),占实验总成绩40%。

(4)实验报告,按等级评定,每个等级对应的分数为优(90)、良(80)、中(70)、及格(60)、不及格(50),占实验总成绩30%。

综合评定实验成绩为:

实验总成绩=出勤+预习报告+实验操作过程×40%+实验报告×30%。

4结语

总之,“计算机组成原理”精品课程的建设应该是以现代教育思想为先导,以提高师资队伍素质为前提,以优化教学内容为基础,以改革实验教学为保障,以推进教学资源共享为原则,集师资队伍、教学内容、教学方法、教材建设和管理制度于一身的整体建设。同时,计算机技术、网络技术、超大规模集成制造技术的迅速发展对该课程的教学也提出了更高的要求,教师在授课过程中应该不断总结经验,积极探索改进教学方式方法,以取得更好的教学效果。

参考文献:

[1]袁媛,叶正权.“计算机组成原理”课程教学改革研究[J].科技信息,2009(9):529.

[2]徐洁,俸远祯.计算机组成原理与汇编语言程序设计[M].北京:电子工业出版社,2005.

[3]汤晓安,王文惠,郝建新,等.精讲多练打造“微机原理与接口技术”精品课程[J].高等教育研究学报,2007(6):58-59.

[4]侯宏霞.关于提高“计算机组成原理实验”课程教学质量的探索[J].计算机教育,2009(8):154-156.

ThePracticeandResearchonExcellentCoursesConstructionofPrincipleofComputerOrganization

HOUHong-xia,SONGYun

(ComputerandInformationEngineeringCollege,InnerMongoliaNormalUniversity,Huhhot010022,China)

计算机的课程总结篇3

关键词:计算机;专业能力;编译原理;面向能力培养

中图分类号:G642文献标识码:B

高等教育为国家的现代化建设培养人才。根据我国现代建设的需要,计算机科学与技术专业要为信息化建设的需要培养计算机人才――每年约十万的招生量和约十万的毕业生可以看成是社会对计算机专业本科人才的基本需求。教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会的发展战略研究报告指出,他们应该被分为科学型、工程型、应用型人才,而且绝大多数应该是工程型和应用型的。从本科毕业生的基本工作情况看,他们中确实只有极少数人专门从事计算机科学理论的研究,也只有很少数人从事操作系统、编译系统、数据库系统等的研究和开发。作为计算机科学与技术专业的“经典”核心课程,“操作系统原理”、“编译原理”、“数据库系统原理”等还有什么样的存在价值?计算机专业的学生为什么还要学习这些课程呢?这涉及到本科教育的基本问题,本文以“编译原理”课程为例,讨论有关问题。

1培养专业能力

根据《中华人民共和共教育法》,本科教育应当使学生比较系统地掌握本学科、专业必需的基础理论、基本知识,掌握本专业必要的基本技能、方法和相关知识,具有从事本专业实际工作和研究工作的初步能力――这规定了高等教育在知识、能力、素质三方面的具体要求。其中的“能力”在学生的可持续发展和创新精神与能力的形成中具有非常重要的作用。所以,教育不仅要强调知识基础,更要强调能力基础。

在知识基础和能力基础的追求上,东西方教育存在一定的差异。相对而言,东方教育表现出更注重夯实扎实知识基础的倾向,而西方教育更注重夯实能力基础。实际上,“知识基础”和“能力基础”并不矛盾,两者是相辅相成的关系:以知识为载体,通过对知识的学习,掌握恰当的问题求解思想和方法,培养学生的(专业)能力;能力的增强,会促进学生学习、掌握甚至发现更多的知识。所以,先进的教育倡导研究型“教”与“学”,尊崇的是“能力导向”。

在大学里,学习一门课程,不能简单、肤浅地看成是对这门课程所含内容的研究、设计和开发,而是关注是否在有限的时间内最有利于专业能力的培养。所以,我们不仅反对面向系统的教育,更反对产品教育。由于计算学科仍然是一个年轻的学科,其专业教育总体上还不够成熟,所以才有了今天的“操作系统”、“数据库系统”、“网络系统”、“编译系统”等面向系统的课程。相信随着学科的发展,计算机专业教育会不断成熟,会有更能体现专业教育需要的课程出现。就目前的情况,应该努力做到“使用工具、探索规律”、“实现具体系统、研究基本原理”,也就是“使用工具,不可忽略规律”、“学习系统,切莫冷落原理”。

那么,作为计算机专业的学生,应该具有什么样的基本能力呢?首先,作为一名受过高等教育的高级人才,交流、获取知识与信息的基本能力、基本学科能力、创新能力、工程实现能力、团队合作能力等,是不可或缺的。另外,作为接受专业教育的专业人员,更应该具备专业基本能力。自2002年开始,笔者就将计算机专业人才的专业基本能力归纳成计算思维(目前看,它的含义应该既有广义的,还有狭义的)、算法设计与分析能力、程序设计与实现能力(硬件和软件实现)、系统能力(系统的认知、分析、开发与应用)。4大基本能力有着自己丰富的内涵,它们的培养需要落实到各个教学环节中,特别是各门主干课程的教学中。

例如,系统能力要求学生站在系统的全局去看问题、分析问题和解决问题,并实现系统优化,对计算机专业人才来说,狭义的系统能力包括对一定规模系统的“全局掌控能力”(全局地掌控一定规模系统)和在构建系统时能够系统地考虑问题的求解。要想培养学生的系统能力,就需要在基本思想的指导下从教学的点滴入手。例如,自顶向下是系统设计的重要思想方法,学习它是为了引导学生分层次考虑问题,逐步求精;鼓励学生由简到繁,进行复杂程序的设计,是一个逐渐深入、逐渐扩展规模的过程;结合计算机硬件系统、编译系统、操作系统等的教学,可以使学生学会关注和掌握系统逻辑,引导学生从宏观到微观去分析、理解和把握系统;通过让学生参与较大型系统的设计与实现,鼓励他们在工作过程中努力掌握系统的总体结构,关心本人承担工作在系统中的地位等方式来增强学生的系统观和合作能力。教学中要不断提升学生的眼光,实现学生从系统级上对算法和程序的再认识。

2计算机专业的一门好课程

“编译原理”是一门非常好的课程。AlfredV.Aho编著的《Compilers:Principles,Techniques,andTools》被认为是编译领域里的经典教材,加上其“封面龙”的造型,被人们尊称为“龙书”。作为第一章的第一句话,作者这样写道:“编写编译器的原理和技术具有十分普遍的意义,以至于在每个计算机科学家的研究生涯中,本书中的原理和技术都会反复用到。”这句话给出了这门课程的真正教学定位。

从课程体系总体设计看,“编译原理”课程的主要教学目标之一是使学生在系统的级别上重新认识算法和程序,提升学生的系统能力。实际上,除了这些之外,该课程还在于进一步培养学生的形式化描述能力:如何给出问题的形式化描述,基于这种描述设计出自动化处理的过程,最后实现“自动计算”。

虽然编译课程(通常称为“编译原理”、“编译方法”、“编译技术”等)是计算机专业的重要经典课程,但是随着高等教育的大众化,有些人对计算机专业是否需要开设“编译”课程出现了疑问,特别由于该课程的基本内容涉及到的一些重要理论基础具有抽象性,使得学生对其的理解产生了较大困难,加上有些人认为毕业生中很少有人将来设计与实现编译系统,使得该课程的“重要性”、“经典性”受到了怀疑。课程的设置虽然要看知识的“直接有用性”,但更要考虑专业能力培养的重要性。如果忽视了本科教育培养学生基本专业能力、可持续发展能力这一基本目的,课程设置就是不恰当的。实际上,计算机科学与技术专业的本科生是否要开设编译课程,要考虑具体的培养目标等因素,要从总体目标的需求上去考虑,要看它是否是在总学时的限制下,是实现总目标的最佳课程。

计算学科问题求解的基本思路是“问题、形式化描述、计算机化”,以抽象、理论、设计为其学科形态。编译原理涉及的是一个比较适当的抽象层面上的数据变换,既有明确的、便于抽象的问题,又有较成熟的理论,而且在限定规模下又容易实现(设计),所以“编译原理”是计算机专业本科生的重要专业技术基础课程,属于教学计划中四大系列之软件技术系列。

除了知识外,该课程内容还含有基本问题求解的典型思想、技术和方法,所以该课程对于培养学生的计算思维、程序设计与实现、算法设计与分析、计算机系统的认知、开发和利用等4大学科基本能力非常重要。学生是在程序设计、数据结构与算法等课程中受到一定的锻炼后,从系统的级别上对程序、算法的认识进行再提高,通过该课程进一步提升计算机问题求解的水平,增强系统能力,体验实现自动计算的乐趣。这些方法和思想包括掌握程序变换基本概念、问题描述和处理方法(自顶向下、自底向上、逐步求精、递归求解,目标驱动,问题分析、问题的抽象与形式化描述,算法设计与实现,系统构建、模块化)。通过学习这些知识、思想和方法,学生养成“问题、形式化描述、计算机化”问题求解习惯,实现从“实例计算”到“类计算”和“模型计算”的跨越;增强理论结合实际能力,获得更多的“顶峰体验”;从宏观到微观、从微观到宏观,形成系统能力。所以,鼓励有条件的计算机专业为本科生开设“编译”课程,并通过强调课程恰当的形态的内容,达到与专业培养目标吻合的课程教学目标。

3瞄准专业能力培养开展教学

总体上,我们可以将“编译原理”课程目标定义为:掌握编译原理中的基本概念、基本理论、基本方法,在系统级上再认识程序和算法,提升计算机问题求解的水平,增强系统能力,体验实现自动计算的乐趣,具体从如下几方面实现对学生能力的培养:

(1)掌握程序变换基本概念、问题描述和处理方法

这些方法主要有:自顶向下、自底向上、逐步求精、递归求解,目标驱动,问题分析、问题的抽象与形式化描述,算法设计与实现,系统构建、模块化等方法。这些都是本学科最经典、最常用的问题求解和系统设计方法。

(2)实现“问题、形式化描述、计算机化”的修养

修养“问题、形式化描述、计算机化”这一典型问题的求解过程,推进从“实例计算”到“类计算”和“模型计算”的跨越。

计算机学科发展到今天,早已经从一些单一的具体问题的求解发展到对一类问题的求解,也就是寻求一类问题的系统求解。完成单一的具体问题求解的计算称为“实例计算”;完成一类问题系统求解的计算称为“类计算”。当然,在“类计算”中,一大部分高层次的计算是“模型计算”。这是区别于其他专业的学生的重要方面之一。学生的培养,通常都是从“实例计算”开始,逐渐推进到“类计算”,实现学生“计算”理念的跨越。

(3)增强理论结合实际能力,获得更多的“顶峰体验”

“编译原理”是理论和实践结合最好的计算机课程之一,不仅含有恰当的理论知识,而且直接涉及到这些理论的实践,让学生亲历理论结合实践的乐趣,使优秀的学生获得更多的“顶峰体验”,培养他们理论结合实际的能力。

(4)从宏观到微观、从微观到宏观,培养系统能力

站在系统的全局去看问题、分析问题和解决问题,并实现系统优化。经验表明,培养学生以系统的观点去看问题,是非常重要的,也是比较困难的,可称之为“系统”能力。软件技术系列课程接在程序设计与算法系列之后,实现学生的系统认知、分析、设计和应用能力的培养,并使学生进一步在系统级别上认识程序和算法。

“编译系统”虽然是一个具有相当规模和相当复杂度的系统(含总体结构),但对问题本身的分析和处理的分解非常清楚,使得其规模和复杂度可控,宜于让学生掌握,通过教师的引导,强化对学生系统能力的培养,这对应用型计算机专业人才非常重要。

(5)不断探索未知,培养创新能力

开展研究型教学,挖掘知识背后的内容,通过讲授思想、方法,模拟大师们的创新思维,培养学生的创新意识和创新能力。

(6)强调理论指导下的实践,提升算法设计和程序设计能力

“编译原理”课程涉及的是一个比较适当的抽象层面上的数据变换,除了相应的知识非常重要外,其中一些基本的问题求解方法、处理问题的思路也是非常重要的。所以,“编译原理”课程的实践必须在理论指导下进行。学生在学习了基本的理论之后进行实验系统的设计与实现;教师在掌握系统总体构成和基本原理、方法的基础上提出实验的最基本要求。鼓励学生选择适当的方法进行系统的设计,包括选择自动化生成的方法。为了实现相应的效果,学生一定要先完成设计,然后再进入到实现阶段,以提高对复杂问题的求解能力。

另外,由于对问题的形式化描述及其系统的复杂性,许多理论知识需要在实践教学中得到印证,只有这样,才能使学生更好地掌握这些内容――就像吃梨子一样,亲自尝尝使用这些“一辈子都会不断使用的方法”的“味道”。通过实践,学生感受到成功的乐趣,提高了学习兴趣,加深对理论知识的理解,提高了理论联系实际的能力。

(7)总体设计下的系统设计与实现,提升系统和程序实现能力

作为一个经典的、很成熟的系统,编译系统的构建涉及多方面的内容,既有分析,又有综合,对于培养学生的4大学科基本能力非常重要。无论从其复杂度还是技术含量上说,都是很适合教学的系统。

考虑到在一开始就讲授编译系统总体结构,可以在总体结构指导下,将其分解为“词法分析器设计与实现”、“语法分析器设计与实现”、“语义分析与中间代码器设计与实现”,每个程序将利用前一个程序的结果,最终形成一个简单的编译系统。这样就采用了功能递增的方式对实验进行引导性划分,使学生在学习词法分析时就可以着手进行相关的设计,随着教学的开展和教学内容的深化,组织系列化的上机实验,学生逐步完成词法分析器的设计与实现、语法分析器的设计与实现,优秀的学生进一步完成语义分析与中间代码生成器的设计与实现。在最后一个实验完成后,学生已经开发出一个满足要求的程序变换程序,完成整个系统的构建。

参考文献:

[1]教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会.高等学校计算机科学与技术专业核心课程教学实施方案[M].北京:高等教育出版社,2009.

[2]教育部高等教育计算机科学与技术教学指导委员会.高等教育计算机科学与技术专业公共核心知识体系与课程[M].2版.北京:清华大学出版社,2008.

[3]蒋宗礼.坚持抽象第一的基本原理,追求问题的系统求解[C]//林闯.第七届全国高校计算机系系主任论坛论文集.北京:清华大学出版社,2004:77-82.

[4]蒋宗礼.论计算机学科的形态与研究生培养的关系[J].学位与研究生教育,2004.11:11-15.

[5]蒋宗礼.论“编译”的性质及其知识载体属性的开发利用[J].计算机教育,2004(Z1):53-56.

[6]蒋宗礼.谈高水平计算机人才的培养[J].中国大学教学,2005(9):24-27.

[7]蒋宗礼.编译原理教材需各取所长[J].教材周刊,2005(12):10.

[8]蒋宗礼.编译课程教材建设[J].计算机教育,2007(11):74-76.

[9]蒋宗礼.推进编译原理课程教学改革,提高课程效果[C]//大学计算机课程报告论坛组委会.大学计算机课程报告论坛文集.北京:高等教育出版社,2007:558-561.

[10]蒋宗礼.“编译原理”教学设计[J].计算机教育2008(3):26-30.

[11]蒋宗礼.以能力培养为导向,提高计算学科教育教学水平[J].中国大学教学,2008(8):35-37.

[12]蒋宗礼.工程教育认证的特征、指标体系与评估的比较[J].中国大学教学,2009(1):36-38.

计算机的课程总结篇4

关键词:计算机组成原理;实验教学;可编程器件;实验评价

计算机组成原理课程是计算机学科的一门专业基础课,主要内容包括计算机构成及其各个部分如何协调工作[1]。在整个计算机专业课程体系中,计算机组成原理是起着承上启下的作用[2-3],它以数字逻辑课程为基础,而自身又是计算机系统结构、编译原理、操作系统等课程的基础。同时计算机组成原理又是一门与实践结合很紧密的课程,课程实验一直是教学中的一个重点,各高校也很重视,在实验上投入了大量的精力。

2009年11月在南京召开了“计算机组成与结构课程群”的实验教学研讨会,会上讨论了国内实验教学的进展和不足,本文立足于此次会议,结合各校的实验教学环节,以计算机组成原理课程为例,对实验教学进行研究。

1课程设置

目前,国内大多数高校都将计算机组成原理作为第一门专业课程安排在数字逻辑课之后,主要内容包括:计算机系统的基本概念、指令系统、处理器组成(运算器、控制器等)、存储系统、输入输出系统、流水线技术等[1,4]。组成原理一般会安排在大二下学期甚至大三上学期,这样就不可避免地造成与其他专业课程同时开课,使得学生在没有掌握计算机组成之前就开始更高层次的专业课学习,这样无法体现计算机组成原理的专业基础课作用。

为了解决这些问题,一些学校在课程设置上学习了国外大学的做法,开设了一门计算机入门性质的课程,如清华大学和中国科技大学开设了计算机系统导论课程,课程系统地介绍了计算机专业的一些入门知识:最底层的器件逻辑门电路微结构指令集结构程序算法问题域。这样,学生对计算机有了概括性的基础知识,这样就可以避免课程安排的问题了,同时,教师在计算机组成原理课上就可以更加深入地介绍计算机的组成和工作原理了。

各校一般都在计算机组成原理课程中安排试验[4-5],课程的总课时中有专门的实验课时,让学生在学习理论课的同时完成实验,这样做的好处是让学生能够将理论学习和实验操作同时进行,加深对知识的理解,但是由于进度安排的问题,综合性的大实验(如处理器设计)只能被安排在学期后段,学生需要短时间内投入大量精力才能完成。对于一些无法单独在组成原理课程中实现的更大规模的课程设计型实验,需要学生掌握系统结构、编译原理、操作系统等课程的知识,也需要更多的实验课时,为此,一些学校开设了专门的计算机综合实践课程,如东南大学的计算机系统综合课程设计、中国科技大学的计算机系统原型设计等,这些课程综合了计算机学科多方面的知识,以计算机组成原理为实验基础,进一步拓展了实验的领域。

中国科技大学华夏班在课程设置上参考了国外大学的一些方案,面向计算机系统结构学科发展前沿,强调前瞻性、先进性和实践性,探索出了计算机组成课程群课程设置(见表1)的新方向。

从课程设置中我们可以看出实验在总课时和总学分中所占的比重很大,几乎占到了二分之一,并且计算机系统原型设计是一门实验课程,分为A和B两个部分,A为CPU设计,B为系统软件设计,二者结合起来就是一个完整的计算机系统原型。清华大学在课程设置上也与其类似,只是没有专门的实验课程,内容也简化很多,主要着重于计算机组成原理的相关内容。

2实验设置

目前国内的计算机组成原理课程实验都已经逐

渐向处理器设计这一方向靠拢,差别只在于实验的方式和难度。表2是参加此次会议的几个学校课程实验设置情况。

从表2可以看出,计算机组成原理课程的实验已经由以前的验证性部件实验逐渐过渡到处理器设计及计算机系统搭建这一层次上,具体体现在以下几个方面:

1)使用可编程逻辑器件作为实验平台[2],这样能够大大提高实验的灵活性和可操作性,根据学生能力的不同安排不同层次和难度的实验,充分发挥学生的主观能动性,在实验内容和形式上不断创新,同时也激发了学生的兴趣,实验样式也不再呆板和单调。但是,这样需要有更加完善的实验评价机制,做到公平和公正;还需要学生掌握硬件描述语言和相应的EDA工具软件,这些就需要对课程内容进行适当的调整或者得到先修课程的支持。

2)指令集基本上都是MIPS或者类MIPS的,其好处是指令系统成熟,格式规整,有很好的技术和文档支持。使用这类的指令系统,学生能够更好的掌握和理解,设计出来的处理器结构也更加规范,而且有很多相应的设计文档和实例可供参考;其次,如果想要进行更高层次的实验内容,就需要相应的编译器等工具的支持,MIPS指令系统在这一点有很大的优势,有了这些工具开发难度能够大大降低。因此目前来看采用MIPS指令系统是一个很好的方案。不过这样也有一些缺点,采用统一的指令系统限制了学生在指令系统设计上的灵活性,使得设计出来的处理器过于类似,过多的设计资料也使得学生可以更加容易偷懒,使得实验效果降低。

3)基本上将流水线等知识应用到实验之中[5]。由于各个学校都在不同程度的推进计算机组成原理课程改革,普遍将流水线、高速缓存等内容加入了教学计划中,实验中也相应的加入了这些内容;同时MIPS指令系统能够很好的支持流水线的设计,现有的资料和教材大多也是围绕着流水线处理器设计展开的,因此流水线处理器的设计已经成为了各个学校实验的基本内容。在清华的计算机组成原理实验中并没有规定一定要实现流水线,要求学生完成多周期或者流水线处理器的设计,仅过几轮实验教学,学生普遍选择了流水线处理器的设计,因为多周期处理器的设计并不比流水线处理器设计简单很多,而且相应的设计资料较少。不过有一点是值得商榷的,就是为了组成原理实验有更好的显示度,在实验中加入了不少其他课程的内容,比如编译、操作系统等内容。这些内容安排在单独的综合实验课程中还可以,放到组成原理课程实验中就有些喧宾夺主了,学生会投入太多的精力在这些内容上,组成原理实验还是应该以理解计算机组成及工作原理为目的,不需要完成其他课程的内容,只有少数能力较强的同学在完成了基本内容后,才值得鼓励去做这些事情。

4)实验规模较大,需要多个同学分工协作来完成。在以往的计算机组成原理实验中大多数是以验证性的实验为主,学生往往可以独立完成,但是处理器设计这一类的实验单靠个人完成对学生的压力太大,这就需要学生组成一个驼队来完成实验,这样不仅能够减轻学生的工作量,还可以培养他们团队协作的能力。一个团队规模控制在2～3人比较合适,人数太多会造成有人懈怠,达不到实验目的。

3实验管理和评价

由于计算机组成原理实验内容和形式的更新,具体的实验管理方式和评价机制也有了很大的改动。以前是以实验室为主的实验模式,学生根据实验室安排的实验内容和时间来完成规定的实验;现在则是实验室根据学生的实验进度和需求,提供相应的实验支持,包括设备、场地以及人员等。

以清华大学的组成原理课程实验为例,前两个验证性的实验安排在实验室统一完成,帮助学生熟悉软件工具和实验设备,然后再安排课程大实验。大实验过程中会将实验设备发放给学生,让学生能够在宿舍进行实验,同时实验室保证一定的开放时间,方便学生来实验室做实验。在整个过程中安排三次集中的实验课程,实行小班教学,目的是能够更好的掌握学生目前的实验情况,控制实验进度和解决学生遇到的一些实际问题。在整个实验过程中,实验室的主要作用就是后勤保障和监督进度,协助和督促学生完成实验。

由于实验内容和形式的变化,实验已经不能简单的通过检查实验数据来评定一个实验完成的程度,需要从多个方面进行评价。对于我们的大实验,首先会提供一套标准的测试程序,通过这些程序来检查实验结果是否正确;然后学生需要针对自己的处理器提供自测程序来体现自己设计的处理器的特点,这些测试都是需要教师或助教现场检查的,检查的同时会询问他们在设计及实现的过程中是否独立完成以及各自的分工,以便确定是否存在抄袭现象、工作量分配是否合理。对于完成较好或者有所创新的小组给与加分奖励[7],并鼓励其在实验总结课上展示自己的成果。将这些汇总然后结合实验报告及平时实验情况,就能够给出一个比较全面公平的实验评价结果。

在这种实验管理模式和评价机制下,能够很好的提高同学的积极性和对实验的整体把握程度,教师也能够掌控好实验进度和学生掌握情况,达到很好的实验效果,不过这需要教师和助教通力合作,所花费的精力也比较多。

4结语

随着实验技术的不断进步,计算机组成原理课程实验在内容和形式上已经发生了很大的变化,各个高校都有着自己的发展思路,但是大的方向是一致的,总体说来就是实验已经由验证型实验过渡到设计型实验,内容也变成了在可编程芯片上进行处理器设计,进而形成一个简单的计算机系统,可以说是计算机组成原理课程实验已经由验证计算机各部分功能逐渐过渡到设计及搭建计算机系统这一层面上。

参考文献:

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[7]马明涛.计算机组成原理课程的实践教学方法初探[J].山西财经大学学报,2009(11):21.

InvestigationandResearchontheExperimentTeachingofComputerOrganizationCourse

LIShan-shan,QUANCheng-bin

(LabforComputerEducation,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)

计算机的课程总结篇5

1.在教学中找出面临的难题

计算机的基本理论知识（知识是人类生产和生活经验的总结）学习和上机操纵技能（对动作方式的一种概括，是按一定的方式反复联系或模仿而形成的熟练的动作）训练一直以来不停是矛盾的两个方面。在计算机基础教学中，常常要么注重基本理论学习，要么侧重上机操纵，即使基本理论、上机两头抓，也常常顾此失彼，不可以做到合理的并重对待。

1.1重基本理论学习，轻上机操纵。一直以来，计算机基础教学较注重基本理论知识（知识是人类生产和生活经验的总结）的学习而忽视操纵技能（对动作方式的一种概括，是按一定的方式反复联系或模仿而形成的熟练的动作）的训练，主要有这些原因：首先是计算机硬件投入的不足，使不少学校的机器台数有限，且档次低，已远远不可以适应学生上机的要求。教学中只好多讲课少上机，客观上促成了重基本理论轻上机的情形；其次是基本理论课和上机操纵课安顿不合理，如有部分学校不停遵照一般基本理论课教学规律依照课程总学时划定基本理论课和上机课的比例，全期一律安顿每个星期上机多少学时，而不是根据教学主要内容灵活做出安顿；再次是计算机基础课是实践性很强的课程，由于计算机发展太快，老师在基本理论课教学中介绍引入的计算机应用新知识（知识是人类生产和生活经验的总结）和技术，上机操纵实践时常常落后一步，在组织学生进行操纵技能（对动作方式的一种概括，是按一定的方式反复联系或模仿而形成的熟练的动作）训练时也不易处理好种种难题，如机器出现故障、没有示范投影设备、难以兼顾全体学生等。

1.2侧重上机操纵，轻基本理论学习。计算机应用技术的不停发展，促使学校对学生计算机应用本领的培养继续增强，出现出重视上机操纵技能（对动作方式的一种概括，是按一定的方式反复联系或模仿而形成的熟练的动作）的趋势，但反过来也存在放松基本理论知识（知识是人类生产和生活经验的总结）学习的情况：首先是计算机作为一门新兴学科，以其特有的神奇感，吸引了无数学生，特别是进行上机操纵；其次是计算机多媒体技术的出现，Internet应用技术的兴起，继续扩大了学生的兴趣，他们当中许多人希望学习多媒体软件制作、上网操纵技术，并常常达到入迷的程度，连正常教学主要内容规定的基本理论及上机操纵练习，也应付了事；再次是由于在以计算机为基础和核心的信息时代，对部分新知识（知识是人类生产和生活经验的总结）的认知已不可以用老眼光看待，如大量的Windows应用软件，基本理论的学习很多都要体现了操纵上，所以有部分人认为，学计算机便是要上机操纵学习，从而轻视基本理论教学。四是计算机实用新技术的飞速发展，流行软硬件的不停推出上市，让部分学生感到为有经过上机操纵学好计算机实用新技术，今后才气进入社会站住脚，而基础基本理论知识（知识是人类生产和生活经验的总结）的学习已显得不重要，错误地将计算机应用本领理解为上机操纵技能（对动作方式的一种概括，是按一定的方式反复联系或模仿而形成的熟练的动作）。

2.探索教学好方法

计算机基础教学要面向未来，在有限的学校教学时间内，让学生打好基本理论知识（知识是人类生产和生活经验的总结）基础，增强操纵技能（对动作方式的一种概括，是按一定的方式反复联系或模仿而形成的熟练的动作）训练，具有刚开始的计算机应用本领，一定稳妥完善合理地处理好基本理论学习和操纵技能（对动作方式的一种概括，是按一定的方式反复联系或模仿而形成的熟练的动作）训练的关系。

2.1增强思想认识，强化基本理论知识（知识是人类生产和生活经验的总结）对上机操纵的基础指导作用。特别要教育学生不要只凭兴趣操纵计算机，轻视基本理论知识（知识是人类生产和生活经验的总结）学习。咱们很难想象一个连二进制基本原理都不肯掌握的学生，会成为计算机方面的优秀人才；也不难理解不了解程序设计方法就不大概编制高效优质的程序。

2.2针对计算机应用基础课程的特征和规律，对不一样的课程和章节，合理安顿，协调好基本理论课、上机课的时间和上机操纵内容。冲破一般教学中基本理论课和实验课的办理模式，如根据这些年以来新生计算机水平差别大的实际，设法分别不一样对待，以包管机房用机高峰时间和教学上机操纵的质量。

2.3重视学生实践本领的培养。计算机是一门实践性很强的课，在高中阶段，学生不会接触到有关计算机的部分基本理论方面的知识（知识是人类生产和生活经验的总结）或是有关编程方面的内容，大多是有关计算机的部分基本操纵的学习。为有真正上机实践了，才可以真正地知道该怎么样操纵。站在岸上是永远学不会游泳的，为有亲身实践了，才明白此中的真意。计算机教学也一样，学生必要在老师讲解了之后，真正的上机操纵，才气明白老师到底讲的是些什么，才气知道部分操纵之后计算机会给出什么样的反映。在高中生普遍缺乏动手本领的情况下，计算机是一门很好的熬炼学生实践本领的科目，老师要充实应用，以此来引起学生对实践的兴趣，从此不但重视计算机实践，更会重视其他科目的实践。

2.4加大计算机及机房硬件投入，积极运用现代教育技术本领和成果进行教学。特别是对office之类的软件课，讲授内容要与上机操纵紧密联系，可采用让学生观看老师课件学基本理论、演示教学、边讲边练等方式进行；也可积极探索计算机教学的其他好形式。

计算机的课程总结篇6

关键词计算机控制；综合实践；MATLAB

中图分类号：G642.0文献标识码：A

文章编号：1671-489X（2015）22-0012-03

1引言

一个完整的计算机控制系统涉及信号检测、信号处理、控制策略的实现以及信号输出等多个环节，对应的计算机控制类课程则包括传感器技术、自动化仪表、计算机控制技术、微型计算机原理、PLC技术及应用、现场总线控制系统等，详细讲述了传感检测系统、变送传送系统、工业控制计算机、数字控制算法、驱动执行以及控制结构设计等知识，基本涵盖了计算机控制系统组成的硬件工具（PLC、单片机等）、软件工具（梯形图、汇编语言、C语言等）、检测传感知识（传感原理、仪器仪表等）、方法策略类（各种控制算法、逻辑控制策略等）等各个方面。计算机控制类课程是自动化专业本科学习的核心内容，旨在面向工程实际需求，培养学生在控制理论的工程应用和实现等方面的能力。通过这类课程的学习，学生在面对控制任务时，能够从仪表选型、控制方案的确定、系统结构以及实现等多方面综合考虑，从而构建计算机控制系统。

显然，随着计算机的大量普及以及数字控制技术的发展，计算机控制类课程在自动化专业的教学和学习中将会越来越重要。但是在教学和指导研究生新生过程中通常发现，自动化专业的学生往往会产生这样的疑惑：“学了这些计算机和控制类的知识，我到底能做什么？”并且，学生无法抓住计算机控制类课程的学习重点，学习的过程中通常会偏向于计算机控制中计算机的学习，包括编程语言、工业控制计算机等工具类知识的学习，偏离了“控制”的主题。

计算机控制类课程的教学是一个系统工程，课程改革应该从系统的高度，而不是局限于某门课，去协调处理课程体系，并进行整体优化，方能去繁就简，把握课程的核心与实质[1]。目前，清华大学进行了计算机控制技术综合实验的教学改革[2]，北京航天航空大学提出计算机控制技术本硕一体化教学方法等[3]，国外自动化专业出现经典教材《现代控制工程》，其综合了自动控制原理、现代控制理论以及后现代控制理论等多门课程，这些都表明从课程体系高度去优化和重新设计教学内容已经成为趋势。正如清华大学本科教学改革目标所言：学科发展和课程设置要进一步向学科的交叉与综合背景下通识教育的方向转变；教学方式要进一步向知识传授与探索相结合，师生互动、教学相长，并以调动学生自主学习、激发学生求知欲和创造性为主要目标的教学方式转变。计算机控制类课程的教学也必然向建设一个有利于学生整体掌握课程体系，从而能够实现自主性学习、尽早参与研究工作、学习和研究并进的教学框架方向发展。

2教学中存在的问题

细究本科学生在学习计算机控制类课程中遇到的困惑和迷茫，认为计算机控制类课程的教学存在如下问题。

计算机控制类课程体系思想的缺乏根据国内众多著名高校和本校自动化专业的课程大纲，各门计算机控制类课程往往自成一体，大多以学生能够熟练掌握本门课程的知识点为培养目标，模糊了计算机控制类课程体系的整体脉络，难免会有所局限，容易使学生产生认识不清的问题。简单地讲，计算机控制类课程就是教会学生实现计算机控制系统，但是由于涉及的知识点和课程较多，时间跨度较长，因此如果没有明确的课程体系思想，很容易使学生淹没在某个旁枝末节的支流中。目前，国内有一部分教师认识到这一点，并努力从教材内容上进行改革。比如清华大学王锦标教授等编写了计算机控制系统教材等，从工程实际出发，介绍计算机控制技术的实现。

教材和教学内容的衔接问题计算机控制类课程之间存在紧密的联系，往往无法对课程进行硬性的划分。比如计算机控制技术与现场总线控制系统两门课就很难划分，但是教材的编写者相互之间不可能进行协调，各自编写的出发点也不同，使得教材内容往往存在相当部分的重叠。另一方面，教学课程体系思想的缺乏也导致各门课程的授课内容可能存在重复过多，或者缺乏衔接，致使学生无法融会贯通。国内仅计算机控制技术这门课，就出现很多内容差别很大的教材，至于各课程教材之间内容的重叠现象更是普遍存在，给教师的授课和学生的学习都带来困难。

实践教学缺乏整体环节计算机控制类课程的实践教学通常侧重于原理的验证或者工具的掌握，条件好的学校采用实物进行，而条件差的则只能通过MATLAB仿真，欠缺系统性的实践环节[4]，从理论到理论的应用联系不够。比如目前很多学生没有弄清楚自动化专业最重要的专业基础课――自动控制原理，与计算机控制技术之间的联系。随着国内各种工具类竞赛项目的兴起，工具类课程逐渐在自动化专业学生的应用环节中占据重要地位，从而出现实践环节与自动化专业基础知识的脱节现象。并且，已有的课程设计实践环节也往往只是针对某门课，缺乏整体实践环节，使学生无法从全局去了解和掌握计算机控制系统的设计与实现，因此产生诸如前面的疑惑也就不足为怪了。

3教学内容优化和改进

通过计算机控制类课程体系的整体优化，解决学生对专业核心课程脉络不清晰的问题，以及教师单兵作战的问题。通过整合课程内容，并将计算机控制技术与现场总线控制系统融合为一门课，解决计算机控制类多门课程内容交叉、重复，部分内容不适应培养目标要求等问题。将理论和应用相结合，通过基本性实验教学、课程设计、毕业设计等实践活动，解决普遍存在的重理论、轻实践的问题。

基于项目引导或任务引导原则[5]，以行业特色或地方经济实际需要为背景，以自动化应用技术为主线，以通识教育与专业技术教育结合，主要围绕计算机控制类课程体系的整体优化，以“系统理念”为主线的课程内容的整合，基本性实验教学、课程设计、毕业设计实践活动的改革等展开工作，做到三个“突出”。

整体优化计算机控制类课程体系，突出“主线”课程的安排按照计算机控制系统的自然顺序进行，改变以往按照课程重要程度的安排方式。旧的课程体系下，计算机控制类各课程独立设置，设置时间和设置内容的逻辑依据性较弱。通常，本科生一、二年级为通识教育，安排基础类的课程，比如数学类、语言类以及电子技术类等，为后面的专业学习打基础；而大三以后为专业教育，考虑到学生保研选拔、学生实习等多方面的因素，专业课无形中会按照课程的重要程度安排：大三开设专业基础类的课程，比如自动控制原理、电机与拖动、计算机控制技术、PLC、传感器技术等；还剩下一些专业性很强的课程则放到本科大四上半学期，比如现场总线控制技术、现代控制理论、智能控制等。如此，计算机控制类的课程顺序上存在一定的颠倒，比如平行开设计算机控制类的课程无法实现知识上的渐进，给学生的学习带来困难。而且计算机控制类课程缺乏一门统领性的课程，使学生在进入计算机控制类课程学习前，能够对计算机控制类课程有个整体的认识，帮助学生理清该类课程的脉络，从而避免直接进入盲人摸象式的细节教育。

为了避免上述问题，在课程的安排上遵循工程上计算机控制系统的设计流程，按从系统框架到细节的顺序，突出计算机控制系统的主线，辅以实现控制系统的工具和手段。具体地，为保证学生能够对计算机控制以至自动化专业有所了解，在大一阶段开设新生研讨和专业前沿课，就自动化专业课程主要是计算机控制类课程的整体应用进行普及教育，在加强学生对计算机控制的整体认识的同时，培养学生的兴趣。计算机控制技术作为计算机控制类课程的核心课程，在自动控制原理课程结束后即安排，突出两者之间的联系；然后围绕这门课，先从信号的检测和仪表选型等方面安排课程。而工具类的课程之间没有主次之分，统一安排在一学期，最后安排现场总线控制系统，从结构和系统上将前面的课程贯穿起来。因此，计算机控制类课程的脉络是：专业前沿和新生研讨课计算机控制技术传感器技术、自动化仪表单片机技术、PLC及其应用、微机原理等现场总线控制系统。

通过整体优化计算机控制类课程体系，一是让学生对专业类课程有清晰的脉络，提高学习效率，认清各门课程；二是让教师之间形成团队，进行研究型大学计算机控制类课程体系的研究工作，提出适应21世纪要求的培养模式。

整合课程内容，突出“系统”计算机控制涉及的课程较多，广义的计算机控制系统包括检测、算法以及系统的结构等计算机控制类课程的全部内容。因此，各门课之间很难独立分割，几乎所有的计算机控制系统的教材都会有部分内容讲解信号的检测以及控制系统的结构，而现在这些内容又单独成课；反过来，很多现场总线控制系统以及自动化仪表的教材也往往含有部分计算机控制系统的内容。另一方面，教师在讲解某门课时，为了使学生融会贯通，课程之间适当的衔接也十分必要，但是如何把握衔接的度是关键。因此，如何整合课程内容是计算机控制类教改的重点。

针对计算机控制类课程间教学内容的安排问题，为了让学生掌握计算机控制类课程的核心知识，激发学生的学习兴趣，以工程上计算机控制系统为引领，将相关专业课程有机结合在一起，既注意各自的特点，又强调内部的联系，实现课程内容的系统化。在系统框架下，计算机控制技术侧重于与自动控制原理的衔接，并引入现代控制理论部分的内容，传授学生关于通过计算机实现控制理论的算法，让学生了解控制系统的理论和策略基础；传感器和自动化仪表实现计算机控制系统的信号检测与自动化仪表，在系统思想的引领下，这两门课与其他课程的重叠较少，在举例应用中，将各种仪表与信息检测置于计算机控制系统的大框架下即可，并且关于仪表之间的通信与连接部分的内容略掉；PLC、单片机等工具类的课程，核心授课内容设置为讲授控制系统中变量的采集与处理，以及各种控制算法的实现等；现场总线控制系统则从宏观上构建学生的系统观，并最终实现计算机控制类课程的综合，侧重于各种工业常用通信协议的讲授。在现代教育教学思想的指导下，遵循系统科学的整体性原理，将计算机控制系统类课程涉及的主要内容融为一个整体。

加强实践教学，突出“综合”实践起到巩固理论知识的作用，创新源于实践。如何将理论知识和应用有机结合起来，形成良性互动，是实践教学改革的重点。特别的，计算机控制系统的一大特点是系统，但是计算机控制类课程又单独成课，各自都有相关的实验，这些实验都是针对该门课具体的知识点设置，很难在实验中将计算机控制类课程的内容融为一体。

通过基本性实验教学、专题性课程设计、工程应用性毕业设计等环节，从培养学生基本、综合和自主实践能力出发，并按研究型大学培养目标和新的课程体系要求，构建新的实践能力培养体系。该体系中，各门课的实验还是针对该课的基本知识点，但是增加了专题性的课程设计，并且实现开放式的课程设计方式，使学生在计算机控制的大框架下可以自主选题，然后利用课余时间自主完成课题任务，不再单独占用上课时间。与传统课程设计不同，该课程设计最大的特点是针对计算机控制类课程的综合设计，突出知识点的综合应用。而且在学生毕业设计的设置上，加大工程应用性的比例，鼓励学生进行计算机控制类实际项目的开发与设计。

4教学方法改进

与教学内容的优化与改进相适应，在教学方法上主要进行如下改进。

1）以计算机控制系统为主线，从应用角度出发，密切结合工业自动化实践，以主讲教授为龙头，成立系列课程教研组，组织教师进行调研、讨论，将计算机控制系列课程融为一体，相互衔接、相互连贯，重新制订合理的教学计划和大纲、实验计划和大纲、综合课程设计的计划和大纲等，并聘请校内外专家进行评审。

2）在加强学生对课程之间的知识联系方面有如下举措。

①组织学术造诣深厚的教授给大一新生讲授学科前沿和新生研讨课，加强学生的思辨能力，同时建立学生计算机控制的系统思想。

②在大二充分利用学院国家电子类大学生实践基地平台，组织学生进行大学生创新项目的实践；大二的学生作为大三学生的助手，建立计算机控制系统实际应用的感性认识。

③在大三后则利用学生参观实习的契机，让学生了解实际工厂计算机控制系统的构成，并通过国际工业自动化展，了解计算机控制系统在各行各业中的应用以及最新发展趋势。

3）在加强综合实验方面主要采用如下措施。

①依托相应课程，优化基本性实验教学内容，对原有实验内容进行调整和更新，精选内容先进、具有代表性的教学内容和实验项目。

②加大综合性、设计性实验的比重，根据实际情况开设选择性实验，充分发挥有实践经验教师的特长，以项目为引导，给出项目的要求，不限定知识范围，让学生应用所学的计算机控制知识，根据项目成本、项目技术要求等工程要求，自主选型，并自主完成项目的计算机控制系统，给学生最大的发挥空间。

③在代表性课程的考核环节，如现场总线控制，增加该课程的课程设计环节。在该环节，教师不限定题目，学生可以根据自身的经历或者生活体验，发挥自主想象的空间，自主选题，并做出控制系统实物。另一方面为增加对控制系统的认识，学生需要就系统方案的设计、功能等方面进行说明或演示。在此过程中一切以学生为主，给学生配备教师顾问组，由多名教师组成，学生可以根据需求自主寻求教师的意见。除此之外，教师仅需要对学生的作品进行评价。

④在毕业设计环节，对毕业设计进行分类要求。在侧重于工程设计类的毕业设计中给学生一定的经费，让学生实现设计的实物并演示；而在侧重于论文类的毕业设计中，设计与科学研究相结合，引领学生进入较前沿的理论研究中去，拓宽学生专业知识面。

5结语

由于课程多、跨度大、课程间相关性强，并且课程间内容重叠，计算机控制类课程的“教”和“学”都存在困难。本文以工程上一个完整的计算机控制系统为引领，分别从教学内容和教学方法的优化上给出教学改革方法。在教学内容上，对各课程教学内容进行整合，做到突出“主线”脉络，突出“系统”架构，突出“综合”实践；在教学方法上，对应教学内容的改革，通过改革教学大纲、教学计划和实验计划，使计算机控制类课程相互衔接，并借助学院部级创新基地平台，以及增加新生研讨课、学科前沿课和课程实习环节，再依托现场总线控制系统，结合综合设计环节，加强学生的综合实践环节。通过上述改革，加强学生对计算机控制系统中“控制”和“系统”的认识，既增加学生对计算机控制类课程理论知识的理解，又培养学生综合应用计算机控制类知识的实践能力，效果明显。■

参考文献

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