计算机系统课程群的构建与实践研究

计算机系统课程群的构建与实践研究

摘要：本文介绍了我院构建计算机系统课程群的具体实施，包括整合课程内容，提出层次化、系列化的课程体系；提出与理论教学密切配合的、适合能力和技能培养的实践教学体系；引入电子学习系统平台作为教学手段的扩充等。实践表明，这是培养具有认知和创新能力的高素质专业人才高素质人才的有效途径。

关键词：计算机系统课程群；课程群建设；实践教学体系；电子学习系统1引言

作为高校计算机专业教师，我在多年教学中发现：一方面，由于每门课程都强调其系统性、完整性，必然造成内容多与学时少的矛盾和课程之间部分内容重复；另一方面，教学内容在不同程度上脱离了实际和不能反映科学技术新进展。通过各届毕业生反馈的意见也表明，在学校学到的知识与社会需求之间有明显差距。这都要求对传统的教学进行多方位的改革，必须在教学实践中引入新的教学模式和调整教学内容。课程群的构建就是为了解决课程之间内容重复、知识更新速度加快与学时有限的矛盾。加强教学计划中具有一定的学科知识关联性、内容可整合性和结构相对独立性的课程群的研究和建设，通过重组师资队伍、优化教学结构、更新教学内容、整合课程资源、提高资源使用效益，从而整体提高教学质量。

2根据学科发展特征，创建课程群结构

2.1课程群建设的意义和内容

计算机学科的发展具有交叉、渗透与综合的特征，导致了老课程内容不断增加，新课程不时出现，特别是以硬件为基础的计算机系统课程尤其如此。课程之间重复内容较多，较少考虑相互关联问题。教师由于课时紧张难以讲深讲透，学生由于孤立知识点的学习而难以达到较好的课堂效果；实验只是对特定部分知识或技能的理解和应用，很难形成综合性的系统开发和创新设计。为了实现“传授知识、培养能力、提高素质”的教学目标，我们改革教学结构，整体优化教学计划，把建设重点由单一课程转到课程群，把追求单课内容严密完整的局部优化转为追求课程群完善的全局优化。课程群是为完善同一施教对象的认知结构，将专业培养方案中若干门在知识、方法、问题等方面有逻辑联系的课程加以整合的课程体系。为了改变目前课程各自为政的封闭教学状态，在课程群水平上进行规划，课程群建设以人才培养为中心，以课程优化资源整合为重点，以改革课程群教学内容、教学方法、教学手段为主要内容。组织相关课程的教师，以现代教育思想和理论为指导，改变目前课程各自为政的封闭教学状态，对教学计划中具有相互影响、互动、有序、相互间本可构成独立完整的教学内容体系的相关课程，进行重新规划、设计、构建具有关联性和整合性的课程群。建设一支适应课程群教学、科研教学相长、一专多能、结构合理的高水平师资队伍，确保课程群整合优化目

标的实现。

2.2计算机系统课程群构建

以“基础性、综合性、时新性、开放性、整体优化”为准则，创建以计算机硬件为基础、软件的计算机系统课程群。目的是构建的一个结构合理、层次清晰、相互配合、相互渗透、课程间相互连接的递进式的课程群体。课程内容的优化整合分为两个步骤：首先以微处理器及其编程、接口、应用为中心，把“汇编语言程序设计”和“多核处理器与并行编程”两课程整合进“微机系统与接口技术”。然后按基础、系统、应用为序构建计算机系统课程群，图1表示了计算机系统课程群整合的理论教学课程。在计算机系统课程群中“微机系统与接口技术”是一个承上启下的课程，与“操作系统”、“计算机体系结构”同为系统课程；“电路与电子技术”、“数字逻辑”、“计算机组成原理”为基础课程；“嵌入式系统与应用”、“多核处理器计算机系统”为应用课程。我们认为计算机课程群一般以5~8门课为宜。

计算机系统课程群构建过程中须对相关课程的内容进行优化整合。课程群教师进行研究和讨论，摒弃过细、过专、过旧及重复的内容，重新确定各课程内容和关联，及其在课程群中所占的比率。然后按比率设定课时数，按内容编写新的教材。每门课程授课教师对于本课程内容以及与前后课程的关联心中有数，了解学生在前面课程中学了那些相关知识和知识的深度，本课程如何讲解，以及知识点讲解的深度，以便学生在后续课程中能够更好理解新的知识点。同时，关注当前学科前沿发展概况以及与其他课程群或课程相关内容的联系，使学生及时了解计算机学科发展的新成就、新观点、新问题和新动向。

3建立适合能力与技能培养的实践教学体系

为了密切配合课程群的体系，把实践教学分成验证实验——课程设计实验——综合设计实验——研发与竞赛四个层次。明确每一个实验类型对人才能力培养的必要性，图2表示了计算机系统课程群实践教学培养体系。

各个层次实践教学的设置原则、功能、作用各不相同。

(1) 验证实验指课内实验，是促进学生深化理论知识、掌握实验基本技能和基本研究方法的实验教学环节。通过对一个或几个知识点的演示性、验证性、组合验证胜等多层次实验，配合理论教学，以巩固知识、验证理论、培养动手能力。

(2) 课程设计指全课实验，是面向课程核心内容的设计性实验。融实验理论、实验知识和实验技能为一体，综合课程主要知识点进行面向系统部件级设计，旨在培养学生的基本设计思想、设计方法、实验技能和设计能力。

(3) 综合设计是面向课程群综合知识的实验，培养学生综合运用知识，分析问题、解决问题的实际能力和自主实验设计的意识。

(4) 参与科研与竞赛是鼓励学生根据自己的兴趣与专长自拟科研项目或在专业教师引导下申请国家、学校和学院的学生业余科研项目，学院保证学生申请的每个项目都能得到资助和指导，进入开放实验室和课程群指导老师的实验室进行实验。项目结题时每个项目组必须交出结题报告和成果，通过这些科研项目锻炼了学生的创新能力。指导学生参加ACM、国内和国际嵌入系统大赛，力争获得奖项，通过大赛学生的专业技能得到跨越式提高。

4构建课程群内容优化整合的教学平台

4.1电子学习系统

在国家863计划项目的支持下，我们进行了电子学习(e-Learning)系统平台和教育资源库的研究与开发。这项科研成果又促进了教学改革和课程群建设。电子学习系统提供构建支持情景创建、资源共享、交互协作的教学环境，它是面向学