研究型教学模式在“微型计算机原理”课程教学

研究型教学模式在“微型计算机原理”课程教学中的应用

研究型教学就是在课程教学中，教师以与教学内容相关的实际问题为载体，组织和指导学生在学习过程中有目的地、相对独立地进行探索研究，从而提高学生运用知识解决实际问题的能力，促进学生思维水平的发展，使学生从中感悟到科学研究的基本策略和方法，受到科学思想的熏陶，为培养学生的创新精神和创造性思维打好论文联盟http://基础。在“研究型教学”中，教师的作用不是“教”，而是“导”，即启发、诱导、疏导。
　　“微型计算机原理”是电子、通信、计算机、自动化、测控技术、机械等专业的专业基础课。该课程对上述专业学生的专业能力教育、创新教育起着承上启下的作用。微型计算机是一门发展非常快速的科学，中央处理器的升级换代周期以月计。新理论、新技术、新成果、新机型层出不穷。这就注定了在“微型计算机原理”的课程教学中，必须贯彻研究型教学的理念，也就是将新的理论、新的技术以灵活多样的形式贯穿于课程教学之中。
　　“微型计算机原理”课程教学内容繁杂，硬件、软件并举，在课程教学中开展提出问题，推断、猜想和假设，归纳、分析与论证，评价、交流等研究型教学的模式，可以进一步提高“微型计算机原理”课的教学效果，本文将结合“微型计算机原理”课程教学实践，对在课程教学中如何贯彻研究型教学模式略述拙见。
　　一、研究微型机基本结构，建立整机观念
　　从20世纪80年代至今，“微型计算机原理”课程随着微型计算机的发展经历了8位机、16位机、32位机的更新换代。几乎是10年一次更新，几年后教科书的内容就已经过时了，实验设备就需升级或更换。然而，无论cpu的更新速度很快，微型计算机的组成结构基本上没有变化，这有利于在“微型计算机原理”课程教学中以整机结构为主线进行研究型教学，引导学生通过研究整机基本结构，建立整机概念，追踪微型计算机的发展，研究微型计算机的发展思想。
　　在课程教学的第一节课，将“微型计算机原理”课程的教学内容按微型机的cpu、存储器、i/o接口3大部分划分归位，使学生在课程学习的开端就认识微型机的整机结构，引导学生从整机结构角度学习、研究微型机的工作原理。
　　在课程教学中，强化微型机三大部分通过3总线连接的基本结构的教学，使初接触微型机工作原理的学生通过微型计算机的基本结构学习，纵观8位cpu、16位cpu、32位cpu、64位cpu的发展和更新，研究cpu的更新换代进化特点，更新进化目的及以后的发展趋势。
　　“研究型教学”突破原有课程教学的封闭状态，把学生置于一种动态、开放、主动、多元的学习环境中，为学生提供更多的获取知识的方式和渠道，培养学生创造思维的品质，进而推动他们去关注科学的发展、了解科学发展趋势，并积累一定的感性知识和实践经验。
　　二、以前序课程为基础，引导学生研究和解决微型机硬件问题
　　“模拟电路”、“数字电路”、“电子技术”是微型计算机原理课程的前序基础课，学生通过对这些课程的学习，已建立了有关电路的基本概念，掌握了应用电路的基本理论解决实际问题的技术。
　　“微型计算机原理”课程教学是以这些课程的基本理论为基础来讲述微机的硬件结构的。涉及到的是大规模集成电路的内部结构及外部特性，面对大规模的集成电路，学生认识到计算机硬件系统是高度复杂的电子线路，会感到难以理解和掌握，有看不见、摸不着的感觉。因此，在教学中，应强调微型计算机的3大组成部分，引导学生深入分析，从层次观点来认识计算机的硬件组成，把它归纳为数字逻辑层、微体系结构层和指令系统层，分析各层在实现计算机功能上的地位和作用，上面一层的实现是建立在下面一层的基础之上的，实现的功能更强大，更接近于解决问题的的思维方式和处理问题的具体过程。这样分层有利于简化处理问题的难度，便于将精力集中于最关心层面的问题上，也清晰地指出微机原理课程的定位。研究型教学的目的之一是让学生从分析问题的过程中学到科学的思维方法，在遇到具体问题时，能够有意识地应用这种方法去处理问题、解决问题。
　　在研究cpu的基本结构时，推断实现cpu基本功能的电路设计方案、设计思想，归纳、总结cpu升级换代的实现方法。利用研究型教学模式，将cpu升级换代过程中对繁杂和枯燥的型号、功能的教学，融入到基本功能实现电路的设计研究中。
　　在研究型教学中，问题的结论是未知的、非预定的，结论的获取也不是从书本上直接得到的，而是学生运用类似于科学研究的方式，以已掌握的科学知识和技术为基础，通过假设、设计和求证，最终解决问题，得出结论。这种探究实质是学生对科学研究的思维方式和研究方式的学习、运用，目的在于培养学生创新意识和实践能力。
　　三、引导学生探究指令系统，培养创造性思维
　　指令系统是微型计算机原理课程教学的重点教学内容之一，而指令系统的学习、掌握是比较枯燥的。不少学生在指令系统的学习过程中，往往难以进入状态，感觉指令很难记，不少初学者往往长时间徘徊在指令系统中而不得要领。
　　研究型教学模式的特点是引导学生探究教学内容，激发学习兴趣，使他们的自主学习。首先让学生认识到指令系统是计算机硬件和软件的桥梁，各种功能丰富的应用程序都是源自这些单一功能的指令，让学生体会到这是一个创造的过程，激发他们的学习兴趣。在指令系统的教学中，从寻址方式到指令的分类学习，引导学生以探究的方式去学习、研究。如在讨论了数据传送指令后，以某一条指令为例，讨论机器码的组成元素，引导学生探究不同型号的cpu指令系统的不兼容的原因。不能死记指令系统，以寻址方式为基点，按功能归纳不同类别指令，引导学生通过归纳、总结、记忆，区分非法、合法指令，掌握指令系统。
　　“研究型教学”把学生的整个学习过程看得比结果更为重要，让学生获得亲身体验。在这一过程中，关键是能否对所学知识有所选择、判断、解释、运用，从而有所发现、有所创造。通过诱导学生的探究过程来培养他们的创新精神、动手能力和解决实际问题的能力。
　　四、建立研究型教学的教学观念
　　传统的教学观，把学生当作盛知识的“容器”，目的是“教会学生”，在课程教学中表现为教师“讲科学”，学生“听科学”。在现代科学飞速发展的今天，这种教学方式已不再适应创造性人才的培养，只有开展“研究型教学”，形成“在研究中学习”的教学观。培养学生“学会学习”的能力、创新能力，使学生掌握科学研究问题的方法。在“研究型教学”中，教师要深刻认识、注重学生的能动性，充分发挥学生的主体性，激活他们的自信心，激发他们的兴趣，为他们展示自己的聪明才智创造机会，同时也要尊重、信任、赏识每一位学生，形成教学平等的教学观念。
　　“研究型教学”设计的是一种未知过程的想象和探索，它需要最大限度发挥教师的创造力，教师在教学中应从更高的层面和更广阔的视角出发，同时，根据“研究型教学”的内容和学生发展需要对教学内容及课程教学方式作出新的构思和处理，设计适合“研究型教学”的教学方案，根据方案进行具有特色的教学活动。在“研究型教学”中，教师适时创新开发一些教学设计，有助于培养学生的创新思维。
　　研究型教学要求教师从知识的传递者转型为学生学习的指导者、组织者、合作者，从仅仅关注课程教学内容本身的知识到同时关注课程与实践的联系、课程的前沿知识、课程与相关学科的联系，教师不仅要为学生传道、授业、解惑，而且要参与、组织、指导学生进行研究。
　　“研究型教学”强调以学生的自主性、探索性学习为基础，整个学习过程中注重让学生始终拥有高度的自主性，引导学生对学习过程进行自我设计和自我控制。教师在课程教学中融合、组织多方面或跨学科的知识内容，有利于学生对知识融会贯通和多角度、多层面地思考问题。
　　研究型教学要求教师必须重新认识自我，重新审视自己的职业角色，重新定位自己在教学中的地位及作用，不断提高自身素质，构建多元化知识结构，才能更有效地开展“研究型教学”，全面提升教育的质量。