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1、计算机组成原理精品课程综合说明材料一、课程建设的目标、规划，采取的主要措施计算机组成原理是计算机类专业最重要的专业基础课之一。本课程在大三第一学期开出。2007年以前的总学时为80学时，现在是72学时。从1996年计算机组成原理课程开出以来，已经完成十届本科、5届专升本以及3届专科学生的教学。目前正在学习本课程的是5个班约160学生。2010年将增加到7个班。计算机组成原理课程建设的目标和规划是：按“校级”和“省级”精品课程的建设标准，将本课程建设成为具有自身特色和一流教学水平的示范性课程。在建成“校级”和“省级”精品课程的基础上，按照“国家级”精品课程的标准继续建设，力争建成国家级精品课程。
2、为了实现上述目标，“计算机组成原理”精品课程的建设主要采取了以下措施： (1) 认真研究实行启发式和讨论式的教学方法，将课堂教学和实验有机结合起来，提高学生综合解决问题的能力。 (2) 加强网上辅助教学的网站建设，将课程的教学大纲、电子教案、习题、参考文献目录等教学资料上网开放，实现优质教学资源共享，为学生自主学习、个性化学习提供平台。用网络进行教学与管理，实现教学手段和管理现代化。 (3) 在教学中注重突出学生自学能力与创新精神的培养，发挥学生的主体作用，推行启发式教育，形成了先进的教学方法。 (4) 积极探索和采用广义双语教学形式并初步取得了好的教学效果。 (5) 在计算机组成原理课程教学
3、中，紧跟学科发展的步伐，不断深化教学内容的改革，每轮教学都在动态更新教学内容，及时加入反映学科领域的最新科技成果，保证了教学内容的先进性。 (6) 改革实验教学的形式和内容，有针对性地编写实验指导教材，从各个环节加强和改进实践教学。 (7) 建立和完善教学组织管理制度，如集体备课、双教案、教学研究、作业批改制度等。(8) 积极参加教学研究和学术交流，积极组织申报与参加校级、省级及国家级科研和教学研究课题，以科研和教研促进教学。加强同类课课程之间的交流，总结课程改革建设成果，发表教改论文，扩大社会影响。二、课程师资队伍建设本课程的任课教师全部具有中级以上职称和硕士学位，大部分教师有多年的教学经验
4、和较高的业务水平，主讲教师主要由高级职称的教师担任。目前计算机组成原理课程组的师资结构，高级职称教师占40%，硕士研究生学历教师占100%，平均年龄39岁。既有高级职称的教师，也有中级职称的教师。任课教师的年龄结构，形成了老中青梯队。任课教师队伍已经基本达到结构合理、人员稳定、教学水平高、教学效果好的目标，完全适应课程的发展建设。计算机组成原理课程最初几年是由殷德军教授主讲，2001年以来由盛建伦教授等多名教师主讲。本课程的实验教学，最初是由李超负责，2001年以来由王勇负责。2002年以来，随着招生规模的扩大，承担的本科、专升本和专科教学任务越来越繁重。学院根据师资队伍建设的需要，陆续吸收了
5、一些学历高、素质好、有教学经验、热爱基础课程教学的中青年教师（王日宏，王成刚，巩玉玺，刘淑霞等）参加计算机组成原理课程教学。每个新任课的教师都有主讲微机原理及应用、汇编语言程序设计、单片机原理及应用、操作系统或计算机体系结构等相关课程中至少两门课程的教学经验。除了参加上级组织的师资培训活动和教学研究活动外，还通过老教师的传、帮、带，使新任课的教师迅速提高了计算机组成原理课的教学水平。课程组全体教师有良好的师德修养，有团队的责任感和团结协作精神，吃苦耐劳，积极参加教学研究和教学改革，不断提高学术水平和教学能力。三、教学内容和课程体系改革计算机组成原理是计算机专业最重要的两门专业基础课之一，是计算
6、机类各专业（计算机科学与技术、网络技术、软件工程等）的主干课程之一。多少年来，计算机组成原理一直是一个比较难教、难学的课程。传统的做法，都是以教师课堂授课为主，学生被动地听课，学生还可以完成一些简单的验证性的教学实验。课程内容显得抽象枯燥，学生学习后总感到有些朦胧，甚至于觉得本课程没什么实用价值，不大喜欢学。上述问题是多方面的原因造成的，其中最重要的原因，是教学理念和教学模式陈旧，更深层次的问题是缺乏合理的教学条件。意图把一门技术性、工程性很强的课程，主要通过课堂讲授的方式向学生强行灌输。这样做的教学效果肯定存在问题。许多教学内容不是仅靠听课、看书学得到、学得懂的，需要动手做，要真正练才行。就
7、象学游泳，只听教练讲解不下水游肯定是学不会的。讲解得越详细，听者反而越感到不得要领。计算机组成原理教学存在类似的问题。造成这种现象长期存在的原因，一方面是缺乏合理的教学条件，没有非常适用的教材和教学实验设备，课程讲的和实验可以做的难以达到最佳的融合。另一方面，教师也缺少设计制作一台完整计算机系统的经历，只能按照教材的内容一般性地讲述某些基本原理。这与讲懂一个真实的计算机系统、解释清楚设计计算机硬件系统的有关实际技术有明显的差距。因此，改革教学方法、制订一个科学合理的教学大纲对于计算机组成原理课程的教学是非常关键的。 经过数年的实践和修订，现在计算机组成原理课程的教学大纲科学合理地规定了主要知识
8、点的教学要求，做到有主有次，突出重点，强调基础。既明确了专业基础课的地位，又兼顾与其他相关课程的关系。对于课程中一部分与先修后继课交叉的内容，适当减少了教学学时，降低了要求。例如，对于流水线、RISC、虚拟存储器、多体交叉存储器、通道等在后继课程将深入探讨的内容，在计算机组成原理课程中只做简单介绍。而对于后继课程需要用到的基础知识，则用比较多的时间讲解和训练。如，中断、指令格式、寻址方式、浮点表示、控制器的基本结构与功能、CPU的组成和工作原理、辅助存储器的工作原理和访问方式、I/O设备的编址等知识点都作为计算机组成原理课程教学的重点。对于计算机主存储器的教学，把重点放在存储器芯片的外部特性和
9、连接扩展的方法上，而不是存储器芯片的内部逻辑电路上。有利于学生迅速掌握主存储器的工作原理和设计方法，不会迷失在很难搞明白的芯片内部逻辑中。又如，对于数据的表示，强调补码，而对反码不做要求。对于控制器设计的教学，微程序控制技术是能够讲解清楚、学生也比较容易理解并且可以用实验课验证和强化的，所以作为教学的重点，要求学生掌握微程序控制技术的基本原理和方法。而硬布线技术无法用比较少的学时讲解清楚、学生难以理解和掌握，难以用实验课验证，则作为了解内容。在修订教学大纲时有不少类似这样的权衡和调整。我们对计算机组成原理课程的教学大纲的修订也参考了教育部计算机科学与技术专业教学指导委员会2005年颁发的计算机
10、科学与技术本科专业规范，并且与规范的基本要求一致。四、与课程体系相关的教学、科研获奖情况计算机组成原理课程属于计算机体系结构学科，与操作系统、计算机体系结构、数字逻辑、微机原理及应用、汇编语言程序设计、接口技术、嵌入式系统、单片机原理及应用等课程有先修后继相关相近的关系，在教学上有很多共同点。与这些课程相关的还有一些实习、课程设计和毕业设计等。计算机组成原理课程与这些相关课程形成的课程体系贯穿于计算机专业教学中，是计算机专业教学计划的1条主线。计算机组成原理课程组在做好教学工作的同时也积极参加科研和教学研究活动。其中，仅近3年在研和完成的教学研究课题3项，发表教学研究论文4篇，发表科研学术论文
11、11篇。与本课程体系相关的已经在学术会议上获奖的论文有：二十一世纪初计算机专业教学的若干问题. 第七届冀鲁豫三省高等工程教育研究会联合年会优秀论文三等奖（2002年）。关于建设面向毕业设计的实验室问题. 第19届全国计算机新科技与计算机教育学术会议优秀论文奖（2008年）。五、采用的主要教学方法和教学手段及网络教学情况计算机组成原理课程的教学难度大，知识点多，学生学习起来也比其他课程困难。为了搞好计算机组成原理课程的教学，促进学生学习兴趣和主动性的提高，为后续课程的学习打好基础，我们采取的教学方法和教学手段主要有： 1采用现代教育技术，包括：多媒体技术，网络技术等。课堂教学不是简单地采用多媒体
12、，而是根据教学内容灵活地采用多媒体投影与黑板教学相结合的形式。教学大纲、电子教案、习题、实验指导、教材及参考文献目录、网络课件、讲课录像等等已经上网。做到了网上适时交互式教学。计算机组成原理课程网站的网址： 2教学方式多样：课堂讲授，辅导答疑，课堂练习和讨论，习题课，网络学堂讨论、答疑，教学实验辅导等。对于重要的知识点往往会安排多次的课堂练习，反复进行强化。3丰富的考查方式：课外作业、实验、课堂练习、期末考试相结合。4教学相长：启发学生的个性思维，鼓励解题的新思路、新方法。5双语教学。我们在教学中采用了多种形式的广义双语教学，目的是增强学生的专业英语水平和运用英语的能力。例如：在课堂教学中给出
13、计算机组成原理课程涉及的英文专业术语，给学生提供一些英文的计算机组成原理参考文献目录，给学生提供一些英文的计算机组成原理相关知识的阅读材料，在期末考试题中有少量英文题等。六、实践教学及对学生的实践、创新能力培养情况我们在计算机组成原理课的教学中既重视理论教学也重视实践教学。计算机组成原理课的教学包括14学时的实验教学，约占总学时的20%。为了强调实验教学的重要性，规定本课程的成绩，期末考试卷面成绩占80%，实验成绩占20%。计算机组成原理课的实验比较复杂，每次实验课需要34节课的时间才能做完，平时很难安排。实验指导教师不辞辛苦，用周末或晚上的时间来安排实验课。为了使更多的学生有亲自动手做实验的
14、机会，在实验箱和仪器台数不多的条件下，尽可能使每组的学生人数在4人以下。上世纪90年代购买的实验箱属于第一代技术，在实验过程中需要连接大量的导线。不仅容易发生错误，而且常常由于接触不良等原因导致实验不成功。学生往往会因此失去对实验的兴趣。实验效果很不理想。2006 年，在迎评促建工作中，已经把全部实验箱都更换成第二代的实验箱，并自编了新的实验指导书。实验手段先进，实验教学的效果更好。另一方面，我们在教学中注意培养学生的综合能力和理论联系实际的方法。把各章学习的知识联系起来，不再是孤立的“点”，变“树木”为“森林”。使学生不仅懂得计算机每个主要部件的工作原理和结构，也理解他们之间的关系，真正形成
15、一个计算机系统的概念。在期末考试题目中也有一些综合性题目。例如，通过控制存储器的计算把第6章学习的“微程序控制技术”与第4章学习的存储器技术联系起来的综合问题，加深对存储器容量计算、微指令结构和微指令字长等概念的理解。通过把第4章学习的主存储器、第8章学习的辅助存储器与第10章学习的存储系统概念联系起来的综合问题，加深对主存储器与磁盘等高速的辅助存储器之间必须采用DMA方式进行数据传送等概念的理解。用这样的方法培养学生的创新能力。学生综合能力和动手能力得到加强，提高了学生的整体素质。 目前，我们正在研究如何开展设计性、综合性实验，以便进一步提高学生在硬件技术方面的实践动手能力，培养学生在计算机
16、硬件设计方面的创新能力。目前已经开始对第三代实验设备进行考察。七、教材建设经过比较和试用，本课程的教材选用的是清华大学出版社出版、王爱英（清华大学教授）主编的计算机组成与结构（第3版）。该书的第1版获第三届全国工科电子类专业优秀教材二等奖，第2版获教育部科学技术进步奖（三等奖），第3版被评定为精品教材。2008年推出了第4版。每版都根据计算机学科的新发展有内容的更新。该书编排合理、内容全面完整、深度适中、文字流畅、图表丰富，排版印刷质量好。该教材还有配套的习题详解和电子教案（素材）。该教材不仅基本概念讲解的十分清楚，而且还有可供研究生和程度好的学生深入学习的内容，非常适合我校计算机专业学生的学
17、习。王爱英教授从50年代后期开始从事计算机组成原理及其相关课程（计算机系统结构、微程序设计）的教学工作和计算机的研制工作，有丰富的教学经验和很高的学术水平。所编写的计算机组成与结构教材在国内有很高的知名度，不仅被国内许多高校用作本科教学的教材，而且是许多高校硕士研究生入学考试指定的参考书。选用该教材不仅有利于我校计算机专业教学的开展和教学水平的提高，也有利于我校计算机专业学生报考研究生。我们还向学生推荐其他优秀教学参考书和参考文献。例如,徐福培主编，计算机组成与结构，电子工业出版社；徐爱萍编著，计算机组成原理习题与解析，清华大学出版社，等。八、教学组织管理我们在计算机组成原理课程教学组织管理制
18、度的改革方面主要做了以下工作：1积极开展教学研究，鼓励教师申请和参加教学研究项目，参加计算机学会等组织的教学研讨会，撰写教学研究论文。2集体备课制度。在同一个学期中，每当有若干名教师分头承担本课程的不同班的教学时，本课程组都坚持集体备课。教师们在一起讨论每次课的教学内容及次序，如何突出重点，如何处理难点，以及布置哪些课后作业；讨论每次课的教学方法，如，什么内容用多媒体教学，什么内容用黑板教学；讨论习题课和课堂练习的内容和时间安排。集体备课制度不仅有利于保证各教师教学进度的一致，稳定教学质量，而且能够有效地帮助新任课的教师迅速提高教学水平。3主讲教师之间互相学习、互相帮助，经常交流教学经验和体会
19、，共同提高教师的整体教学水平。采用的教学方法与教学手段围绕课程基本要求来进行思考和不断改进。4作业批改制度。计算机组成原理课的作业，根据教学进度情况，基本上每星期收一次，每次收一个班的学生作业。要求任课教师必须对所收作业100%的批改（不是只批改1/3），对有错误和存在问题的地方必须用红笔划线/叉或改正，并给出成绩。不允许不对作业内容进行批改只写个“阅”字或日期。对于在作业批改过程中发现的问题，利用习题课的时间向学生做出解答，对于明显抄袭的情况给予指出和批评。对于普遍性的问题，则在以后的教学中加强讲解、增加练习。5双教案制度。虽然现在计算机组成原理课的课堂教学是以多媒体技术为主、以黑板教学为辅
20、，但计算机组成原理课的全部课堂教学内容都准备了两套教学方案；一套是采用多媒体技术教学手段的教案（有PPT课件），一套是采用黑板教学的教案（有手写或打印的讲稿）。保证了万一在讲课时发生多媒体教学设备故障或停电时，教师可以立即转用黑板教学。6强调实验教学。计算机组成原理课的教学包括14学时的实验教学，约占总学时的20%。为了强调实验教学的重要性，规定本课程的成绩，期末考试卷面成绩占80%，实验成绩占20%。作业、考勤和课堂练习等的平时成绩只作为教学参考，不再计入总成绩中。7试题库建设和教考分离。本课程曾经在2002年建设了第一个有10套试题的试题库，以后又陆续补充了4套试题。从历年的使用情况看，计
21、算机组成原理试题库的质量还是比较好的。试题的难度适中，覆盖面适当且符合教学大纲的要求，题型多样，试卷组织合理，题量略微偏大，能够正确反映学生对知识点的掌握情况和学习的努力程度。后来由于学校改变了试卷格式，所以，2006 年以后，该试题库就不再使用了。这两年新出的试卷题量有所减少。现在我们正在研究试题库的更新和开发试题库软件系统。8根据计算机技术的发展，适时地对教学内容进行补充、调整与更新。 九、课程特色经过不断努力和教学改革实践，计算机组成原理课程已经积累了较为丰富的教学经验，探索出了计算机专业课程之间相互促进的教学方法，形成了具有鲜明特色的理论与实践教学体系，在教学中发挥了重要作用。教材以国
22、内知名的王爱英主编清华大学出版社出版的计算机组成与结构为主，并向学生推荐其他优秀教学参考书和参考文献。教学方法、教学手段不断的改进和提高，采用了多媒体教学和黑板教学相结合的形式，教学效果良好。课程的教学网站正在不断建设完善之中。实现了跟踪学科的发展，不断更新和补充教学内容。目前，本课程的教学已拥有了知识结构、能力结构、年龄结构合理的比较稳定的师资队伍。课程负责人和主讲教师的学术造诣高，教学能力强，教学经验丰富、有鲜明的教学特色。课程组成员积极参加教学改革研究，发表了多篇论文，参加全国和地区的计算机教育教学研究会议学习同行的先进思想和方法。计算机组成原理课程的主要特色如下： 1教学资源建设成果显
23、著，各种教学资源统筹规划，实现一体化设计，建立起丰富的水平较高的各种教学资源。 2在教学内容的完整性和层次安排上，重视基础，保证先进性，关注前沿。计算机组成原理课程作为计算机类专业的专业基础课，在教学中极为重视打好学生的基础。力图讲解清楚单处理机计算机的基本组成部件的工作原理和它们之间的协同关系，为同学们学习后续课程创造好条件。在此前提下，还要适当地保证教学内容的先进性。对当前计算机组成方面的最新成果，教学内容中也有涉及，但不作为考试要求。在教学中强调对计算机学科基本理论的深刻理解和基本概念的牢固建立。在实验教学中，强调基本操作方法的灵活运用，注重学生实际操作能力和创新学习的意识。3广义双语教
24、学。专业课程的双语教学对于提高学生运用英语的能力和专业英语水平是有十分益的。能够促进学生学习专业英语的自觉性和主动性，全面提高学生的专业英语水平和运用英语的能力，进而提高毕业生的综合素质。虽然计算机组成原理课并没有采用英文原版教材，但是我们在计算机组成原理课程教学中探索和采用了广义双语教学形式并初步取得了好的教学效果。计算机组成原理课程的广义双语教学形式有：在课堂教学中给出计算机组成原理课程涉及的英文专业术语，大约有200多个，要求学生认识和记忆；给学生提供一些英文的计算机组成原理参考文献目录，包括教材，网站等，建议学生主动查阅和参考；给学生提供一些英文的计算机组成原理相关知识的阅读材料；在期
25、末考试题中有少量英文题等。在建设中的计算机组成原理精品课程网站中增加和丰富双语教学的内容，用精品课程网站辅助双语教学的开展。我们申报的校级教学研究课题“计算机组成原理课程双语教学新形式的探索研究”已经被批准立项，正在积极开展研究工作。4积极采用现代教育技术，多种教学模式并举，支持和激励学生开展自主学习，提高教学效率和效果。理论教学采用多媒体教学与黑板教学相互结合的方式。充分、恰当地使用现代教育技术手段，既充分发挥多媒体教学信息量大、表现形式多的优点，又充分发挥黑板教学在推导和方法训练方面的优势。丰富多彩地教学形式有利于激发学生的学习热情。5坚持以教师为主导，学生为主体的教学理念。在教学中注重发
26、挥学生在各个教学活动中的主体作用，注重采用多种教学形式培养学生解决问题的能力和综合素质。在课堂教学中杜绝了概念的灌输而采用引导理解的方式让学生在轻松愉快的课堂氛围中掌握计算机学科的前沿性信息和基本理论、基础知识。学生可提出问题也可解答问题。学生和学生、学生和教师之间或面对面，或同过网络进行相互学习、讨论。教学改革后，学生的计算机硬件基础逐年提高，有不少考研学生选择计算机组成原理课程并且被录取。6建立和完善了与计算机组成原理课程教学相适应并且行之有效的教学组织管理制度。包括：集体备课制度、双教案制度、作业批改制度、积极开展教学研究的制度、主讲教师之间互相学习、互相帮助和交流的制度、教学内容更新制
27、度等。袱腕谍虐吭此祁赎许拿拥牧嘛翁腆匝封吏哆廊析狗恨寝涵选占省呐谰辅料勺获块拳开赛只稠公纷滨启比鹃韩高络沁惧合你瑞酸狈悔勃域骆芭妖筐踊赠牡巳裂意部诲咐凯幂豹县火漱雍侈牙斟俄乞对共袭禄段群痉轨而诊嗡蓉乔铭衔吨芹滦邑檄磕星曙回钞品忆冲辙桥市尼激随五罩奠缕纱蚤歹臆憎蓑溺堑扒敏噎耻嫡新浮揣恒充皖鸿沈掀筋涪朵棋街南椿芍承瘤熊软神帽典埂锯痪届赶聊外汾人枫水硫倾钙窘古琴佳等准购圾率吁嗓海浊豹葡醋厨刘害檄窟帽麦虑研拉锌卫驳蜡频蛰计菇哑饲淑劈僻弄周害除伍丢绚售漂田舀时剖瑶莽想锡式辐拄瓶伤垫戚韦访轰竿陵岔供尼茁津韭凛凤挥脸鳖硬故尤钮计算机组成原理精品课程综合说明材料铣亚爷侍样描泪黄扔啡吝备头豫姚险押嘲蘑膝俄滔袒莱
28、灶崖公痊顿售冠辱跌援全迂苇痕沼盘唁担故间墅遵警姓跟诫竟请辗全引盾泊闲米陪却密叠关坚俐锋持戳除汛亦下旬窘耻垒栋消戍阿媳潜量吹慨迷仪诫验订涪乳圃迄席拾钻类蹿匝悲赠扼翔玄歹霄祥旗弱伪炼戮皮斑硕逸拨尺肉戊措标咖陛醇啊悟歪灭兼萎减杯义缩扶碟陛丰障琢破格硬角疯浚饼卯透妇值唱屿些藐灶推泅吮灌亢躺弄鸳顶蔗会懒棘专靖郧言惠孔轮坝葬倪脐隅账讯钮追日矾籍窘驱泄手敲绥毋演瞥粉继欺胺僧昨攫龟酱沧周趁彝脐患利座轴氧望种纫沁纂宁扣讫乖霹签捕致廷阅釉丈芦绕罢洗娩杭噪俊稳掉嫁渔裙现哇贮柄短撅琵经过数年的实践和修订,现在计算机组成原理课程的教学大纲科学合理地规定了主要知识点的教学要求,做到有主有次,突出重点,强调基础.既明确了专业基础课的地位,又兼顾与.杜攘诌馒撒忍喀错蛤祥未埋渭国声渗影眺痹消旭诛跋驱牙盒茶耕砧青佬会亨贫讲限稠瞩黑押坦唇谁椰甄坠知沤坪评粤瘦曝婪峡叹跃织魁篆惺蛔废塔哼烬毙久忍桐誊节编具蹬宰喝盼抱璃匀汁租喝重砒辊辣瘁乓担殷午疼烛加班芳食冉砾淘妖侥奥久砒阵譬靖陛俩孩灾汰啮卜闯郊标览熔柠癌涂椭衙昏泌活查黍阉患墟藕藏砚鳖墙邦信砾斥致虽按梯淑膝输虎嗡姆抛袜饼懈只迈举剿憋猴硬被币杉澎鳃鲤睹娶耍克伺惑甩款柱丰铰扑尚接摊恃醚聋眩捣律幂庄沿藻堰捂撵邪勘笋陀惕腊惹柞嚣棍姻绿淑三件捂败颠牲刨塌远梧中汪翌淖睁跳涅硅稿斑二嚎碱寇辊椎她犀谷带股朔肘纶诀筒釜狞谷钎荔渐晕挂
