“互联网+”时代立体化计算机组
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第一部分 移动一体化教学模式

“计算机组成原理及实验”是计算机相关专业的核心课程,在整个课程体系中起承前启后的作用,其前导课程是“模拟与数字电路”及其相关实验,后续是“体系结构”“单片机”“嵌入式系统结构”“嵌入式操作系统”及“程序设计”等课程。组成原理理论内容十分抽象,不易学好,所以配套相关实验以帮助学生理解和掌握计算机整机的内在运行机制。实验的目的是从实际操作的角度验证理论内容,如果理论脱离实验,则学生浮在空中,无法脚踏实地,对计算机组成原理也会一头雾水,基础打不好,更无法进行后续课程的学习。

在我院(大连理工大学开发区校区)计算机组成原理实验室共承担“计算机组成原理实验”“体系结构实验”及“计算机系统设计开放性”三门实验课程,三门硬件课程由易到难、由浅到深,完成计算机组织结构的相关内容。“计算机组成原理”是大学生建立计算机整机系统概念和学习硬件的枢纽课程,因此,其重要性不仅体现在对学习硬件的学生,对软件工程等专业的学生也尤为重要,可帮助他们认识并掌握计算机系统原理,进而在此基础上提高自己的编程水平,达到知其所以然的程度。

在软件工程相关专业中,硬件离不开软件,软件离不开硬件。清华大学“计算机组成原理”课程王诚老师曾指出,该课程不能一味强调硬件,忽视软件,因为硬件是软件的基础,软件是硬件的目的,所以他组织并研发了TEC系列计算机组成原理实验箱,其中很多部件实验都融合汇编语言来完成,体现了硬件和软件的协作。

计算机组成原理实验的主要教学目标是:通过实验对计算机系统基本组成原理以及各部件的内部构成和运行机制进行验证,为学生建立计算机整机的概念,为学生继续深入学习计算机硬件知识和在了解硬件原理基础上提高软件编程能力奠定基础。

然而在当今,大学生对课堂内容学习兴趣不大已经成为普遍现象。造成这种后果的其中一个重要的客观原因就是教学方式的吸引力不够大。随着移动设备和技术的普及,不少大学生更愿意用手机或平板电脑等手持移动设备进行学习。因此,为激发学生的学习兴趣、提高教学质量、提升教学效果,从教学、预习、互动、测验考核等几个方面,探索与时俱进的教学辅助手段就显得十分重要。

基于这种现状,教学团队从移动设备辅助教学观点出发,建设“计算机组成原理实验”课程微信公众平台,开发基于TEC-XP实验平台的多模式虚拟仿真教学系统,以便学生课下进行预习和模拟实验演练,并建设移动教学、仿真系统模拟预习、线上互动与互动论坛、移动测验与考核、成绩自动化结算、学生意见建议留言板一体化平台,对“计算机组成原理实验”课程进行教学改革。在课程建设过程中,充分发挥在学生生活与学习中扮演重要角色的移动设备之作用,激发学生学习兴趣,强化学生学习效果,提高教学质量。