研究型教學(xué)模式在“微型計(jì)算機(jī)原理”課程教學(xué)中的應(yīng)用

1、研究型教學(xué)形式在“微型計(jì)算機(jī)原理課程教學(xué)中的應(yīng)用研究型教學(xué)形式在微型計(jì)算機(jī)原理課程教學(xué)中的應(yīng)用微型計(jì)算機(jī)原理是電子、通信、計(jì)算機(jī)、自動化、測控技術(shù)、機(jī)械等專業(yè)的專業(yè)根底課。該課程對上述專業(yè)學(xué)生的專業(yè)才能教育、創(chuàng)新教育起著承上啟下的作用。微型計(jì)算機(jī)是一門開展非?？焖俚目茖W(xué)，中央處理器的晉級換代周期以月計(jì)。新理論、新技術(shù)、新成果、新機(jī)型層出不窮。這就注定了在微型計(jì)算機(jī)原理的課程教學(xué)中，必須貫徹研究型教學(xué)的理念，也就是將新的理論、新的技術(shù)以靈敏多樣的形式貫穿于課程教學(xué)之中。微型計(jì)算機(jī)原理課程教學(xué)內(nèi)容繁雜，硬件、軟件并舉，在課程教學(xué)中開展提出問題，推斷、猜想和假設(shè)，歸納、分析與論證，評價、交流等研究型

2、教學(xué)的形式，可以進(jìn)一步進(jìn)步微型計(jì)算機(jī)原理課的教學(xué)效果，本文將結(jié)合微型計(jì)算機(jī)原理課程教學(xué)理論，對在課程教學(xué)中如何貫徹研究型教學(xué)形式略述拙見。一、研究微型機(jī)根本構(gòu)造，建立整機(jī)觀念從20世紀(jì)80年代至今，微型計(jì)算機(jī)原理課程隨著微型計(jì)算機(jī)的開展經(jīng)歷了8位機(jī)、16位機(jī)、32位機(jī)的更新?lián)Q代。幾乎是10年一次更新，幾年后教科書的內(nèi)容就已經(jīng)過時了，實(shí)驗(yàn)設(shè)備就需晉級或更換。然而，無論P(yáng)U的更新速度很快，微型計(jì)算機(jī)的組成構(gòu)造根本上沒有變化，這有利于在微型計(jì)算機(jī)原理課程教學(xué)中以整機(jī)構(gòu)造為主線進(jìn)展研究型教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生通過研究整機(jī)根本構(gòu)造，建立整機(jī)概念，追蹤微型計(jì)算機(jī)的開展，研究微型計(jì)算機(jī)的開展思想。在課程教學(xué)的第一節(jié)

3、課，將微型計(jì)算機(jī)原理課程的教學(xué)內(nèi)容按微型機(jī)的PU、存儲器、I/接口3大部分劃分歸位，使學(xué)生在課程學(xué)習(xí)的開端就認(rèn)識微型機(jī)的整機(jī)構(gòu)造，引導(dǎo)學(xué)生從整機(jī)構(gòu)造角度學(xué)習(xí)、研究微型機(jī)的工作原理。在課程教學(xué)中，強(qiáng)化微型機(jī)三大部分通過3總線連接的根本構(gòu)造的教學(xué)，使初接觸微型機(jī)工作原理的學(xué)生通過微型計(jì)算機(jī)的根本構(gòu)造學(xué)習(xí)，縱觀8位PU、16位PU、32位PU、64位PU的開展和更新，研究PU的更新?lián)Q代進(jìn)化特點(diǎn)，更新進(jìn)化目的及以后的開展趨勢。研究型教學(xué)打破原有課程教學(xué)的封閉狀態(tài)，把學(xué)生置于一種動態(tài)、開放、主動、多元的學(xué)習(xí)環(huán)境中，為學(xué)生提供更多的獲取知識的方式和渠道，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造思維的品質(zhì)，進(jìn)而推動他們?nèi)リP(guān)注科學(xué)的開展

4、、理解科學(xué)開展趨勢，并積累一定的感性知識和理論經(jīng)歷。二、以前序課程為根底，引導(dǎo)學(xué)生研究和解決微型機(jī)硬件問題模擬電路、數(shù)字電路、電子技術(shù)是微型計(jì)算機(jī)原理課程的前序根底課，學(xué)生通過對這些課程的學(xué)習(xí)，已建立了有關(guān)電路的根本概念，掌握了應(yīng)用電路的根本理論解決實(shí)際問題的技術(shù)。微型計(jì)算機(jī)原理課程教學(xué)是以這些課程的根本理論為根底來講述微機(jī)的硬件構(gòu)造的。涉及到的是大規(guī)模集成電路的內(nèi)部構(gòu)造及外部特性，面對大規(guī)模的集成電路，學(xué)生認(rèn)識到計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)是高度復(fù)雜的電子線路，會感到難以理解和掌握，有看不見、摸不著的感覺。因此，在教學(xué)中，應(yīng)強(qiáng)調(diào)微型計(jì)算機(jī)的3大組成部分，引導(dǎo)學(xué)生深化分析，從層次觀點(diǎn)來認(rèn)識計(jì)算機(jī)的硬件組成，

5、把它歸納為數(shù)字邏輯層、微體系構(gòu)造層和指令系統(tǒng)層，分析各層在實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)功能上的地位和作用，上面一層的實(shí)現(xiàn)是建立在下面一層的根底之上的，實(shí)現(xiàn)的功能更強(qiáng)大，更接近于解決問題的的思維方式和處理問題的詳細(xì)過程。這樣分層有利于簡化處理問題的難度，便于將精力集中于最關(guān)心層面的問題上，也明晰地指出微機(jī)原理課程的定位。研究型教學(xué)的目的之一是讓學(xué)生從分析問題的過程中學(xué)到科學(xué)的思維方法，在遇到詳細(xì)問題時，可以有意識地應(yīng)用這種方法去處理問題、解決問題。在研究PU的根本構(gòu)造時，推斷實(shí)現(xiàn)PU根本功能的電路設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)思想，歸納、總結(jié)PU晉級換代的實(shí)現(xiàn)方法。利用研究型教學(xué)形式，將PU晉級換代過程中對繁雜和枯燥的型號、功能

6、的教學(xué)，融入到根本功能實(shí)現(xiàn)電路的設(shè)計(jì)研究中。在研究型教學(xué)中，問題的結(jié)論是未知的、非預(yù)定的，結(jié)論的獲取也不是從書本上直接得到的，而是學(xué)生運(yùn)用類似于科學(xué)研究的方式，以已掌握的科學(xué)知識和技術(shù)為根底，通過假設(shè)、設(shè)計(jì)和求證，最終解決問題，得出結(jié)論。這種探究本質(zhì)是學(xué)生對科學(xué)研究的思維方式和研究方式的學(xué)習(xí)、運(yùn)用，目的在于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和理論才能。三、引導(dǎo)學(xué)生探究指令系統(tǒng)，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維指令系統(tǒng)是微型計(jì)算機(jī)原理課程教學(xué)的重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容之一，而指令系統(tǒng)的學(xué)習(xí)、掌握是比較枯燥的。不少學(xué)生在指令系統(tǒng)的學(xué)習(xí)過程中，往往難以進(jìn)入狀態(tài)，感覺指令很難記，不少初學(xué)者往往長時間彷徨在指令系統(tǒng)中而不得要領(lǐng)。研究型教學(xué)形式的特點(diǎn)是

7、引導(dǎo)學(xué)生探究教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，使他們的自主學(xué)習(xí)。首先讓學(xué)生認(rèn)識到指令系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)硬件和軟件的橋梁，各種功能豐富的應(yīng)用程序都是源自這些單一功能的指令，讓學(xué)生體會到這是一個創(chuàng)造的過程，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。在指令系統(tǒng)的教學(xué)中，從尋址方式到指令的分類學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生以探究的方式去學(xué)習(xí)、研究。如在討論了數(shù)據(jù)傳送指令后，以某一條指令為例，討論機(jī)器碼的組成元素，引導(dǎo)學(xué)生探究不同型號的PU指令系統(tǒng)的不兼容的原因。不能死記指令系統(tǒng)，以尋址方式為基點(diǎn)，按功能歸納不同類別指令，引導(dǎo)學(xué)生通過歸納、總結(jié)、記憶，區(qū)分非法、合法指令，掌握指令系統(tǒng)。研究型教學(xué)把學(xué)生的整個學(xué)習(xí)過程看得比結(jié)果更為重要，讓學(xué)生獲得親身體驗(yàn)。在

8、這一過程中，關(guān)鍵是能否對所學(xué)知識有所選擇、判斷、解釋、運(yùn)用，從而有所發(fā)現(xiàn)、有所創(chuàng)造。通過誘導(dǎo)學(xué)生的探究過程來培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神、動手才能和解決實(shí)際問題的才能。四、建立研究型教學(xué)的教學(xué)觀念傳統(tǒng)的教學(xué)觀，把學(xué)生當(dāng)作盛知識的容器，目的是教會學(xué)生，在課程教學(xué)中表現(xiàn)為教師講科學(xué)，學(xué)生聽科學(xué)。在現(xiàn)代科學(xué)飛速開展的今天，這種教學(xué)方式已不再適應(yīng)創(chuàng)造性人才的培養(yǎng)，只有開展研究型教學(xué)，形成在研究中學(xué)習(xí)的教學(xué)觀。培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)的才能、創(chuàng)新才能，使學(xué)生掌握科學(xué)研究問題的方法。在研究型教學(xué)中，教師要深化認(rèn)識、注重學(xué)生的能動性，充分發(fā)揮學(xué)生的主體性，激活他們的自信心，激發(fā)他們的興趣，為他們展示自己的聰明才智創(chuàng)造時機(jī)，同

9、時也要尊重、信任、賞識每一位學(xué)生，形成教學(xué)平等的教學(xué)觀念。研究型教學(xué)設(shè)計(jì)的是一種未知過程的想象和探究，它需要最大限度發(fā)揮教師的創(chuàng)造力，教師在教學(xué)中應(yīng)從更高的層面和更廣闊的視角出發(fā)，同時，根據(jù)研究型教學(xué)的內(nèi)容和學(xué)生開展需要對教學(xué)內(nèi)容及課程教學(xué)方式作出新的構(gòu)思和處理，設(shè)計(jì)適宜研究型教學(xué)的教學(xué)方案，根據(jù)方案進(jìn)展具有特色的教學(xué)活動。在研究型教學(xué)中，教師適時創(chuàng)新開發(fā)一些教學(xué)設(shè)計(jì)，有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。研究型教學(xué)要求教師從知識的傳遞者轉(zhuǎn)型為學(xué)生學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者、組織者、合作者，從僅僅關(guān)注課程教學(xué)內(nèi)容本身的知識到同時關(guān)注課程與理論的聯(lián)絡(luò)、課程的前沿知識、課程與相關(guān)學(xué)科的聯(lián)絡(luò)，教師不僅要為學(xué)生傳道、授業(yè)、解惑，而且要參與、組織、指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)展研究。研究型教學(xué)強(qiáng)調(diào)以學(xué)生的自主性、探究性學(xué)習(xí)為根底，整個學(xué)習(xí)過程中注重讓學(xué)生始終擁有高度的自主性，引導(dǎo)學(xué)生對學(xué)習(xí)過程進(jìn)展自我設(shè)計(jì)和自