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“新型主机操作系统”课程教学改革实践
摘 要:主机操作系统不同于常见操作系统,入门较难。为让学生尽快掌握主机操作系统,本文从实践环境、教学模式、考核方式、课外实践几方面对新型主机操作系统课程的教学改革实践进行了探讨。<br> 关键词<br>本文来自:计算机毕业网 :新型主机操作系统;教学改革;教学模式<br> <br> 操作系统课程是计算机专业的核心专业课程,一直在教学计划和实际教学中受到重视。作为计算机系统上最重要的系统软件,操作系统本身一直与时俱进,不断发展。在教学中引入现代新型主机操作系统,让教学内容紧跟计算机技术更新的步伐,是适应新形式下操作系统教学改革的需要。让学生在掌握基础理论知识的基础上,学习业界流行的优秀、先进的新型主机操作系统,是培养符合社会需要的计算机专业人才的需要。<br> 在一般学校的教学中,多是以UNIX等常见操作系统为实例及实践环境讲解操作系统的基本理论和基本方法。而UNIX、Windows等在可靠性、可用性、并行化、共享性、安全性、数据处理能力等方面远逊于目前的新型主机操作系统。主机操作系统从1964年诞生以来,经历了从封闭到开放的与时俱进的发展过程。特别是2000年以来,IBM推出的更开放更可靠的新型主机操作系统Z/OS,使得主机操作系统焕发了前所未有的活力。<br> 基于技术的先进性和社会的需要,从2006年开始,我校计算机专业开始开设“新型主机操作系统”选修课。主机操作系统先进、庞大、复杂,和常见操作系统既有相同点,又有很多不同点。为了让学生学好这门课程,我们从实践环境、教学模式、考核方式、课外实践等方面进行了有益的教学研究和改革。<br> <br> 1 建立先进开放的实践环境,让学生接触主机、熟悉主机、最终喜爱主机<br> <br> 由于主机界面和常见操作系统界面差别大,学生普遍感觉入门难,因此保证随时随地的用机,方便逐渐熟悉主机,显得十分必要。作为加入IBM主机合作项目的9所高校之一,我校拥有IBM公司2005年捐赠的一台大型主机Z900。在此有利条件上,我们建立了一个开放的主机实践环境,包括Z/OS操作系统、RACF安全子系统、COBOL语言、DB2数据库、PL/1、CICS中间件等。主机全天候24小时免费开放,学生可以不分课内课外,随时接触主机。<br> 在教学中,教师采用了理论讲解和实际操作系统环境紧密结合的方式,对一些抽象的理论,通过相应的主机操作演示,增强了学生的理解和实际应用能力。通过48个课时的学习以及不限量的课后用机,学生从对主机完全陌生,到逐步熟悉并最终喜爱。例如对于Z/OS操作系统的字符界面从不喜欢到喜爱,不仅是因为熟能生巧,更是由于字符界面的快速和优于UNIX字符界面的风格,而Z/OS强大的数据处理能力更是让同学们乐于使用它。<br> <br> 2 针对不同知识点,采用有针对性的教学模式<br> <br> (1) 联想+对比教学法<br> 由于新型主机操作系统Z/OS不同于常见的Windows、UNIX系统,初始学习时,大量的基本概念和术语扑面而来,学生十分陌生,难于理解,难于入门。针对这个拦路虎,我们想到联想+对比教学法。充分利用学生已掌握的知识,通过联想和对比,增进对新概念和新术语的理解。<br> 首先,由于教学计划的安排,大多数选修该课的学生都先修过“操作系统原理”课程,同时熟悉UNIX、Windows操作系统。因此教师采用对比法,将UNIX和Z/OS中的概念和术语进行对照,达到了快速增强学生理解的目的(见表1)。<br> <br> (2) 研究型教学法<br> 作为研究型大学,我校在人才培养观上十分重视学生科研能力的培养,而这一点也延伸到了课堂教学中。在教学中,教师不仅教授基本理论知识,还十分重视学生研究型思维的培养,采用研究型教学法,将发现问题、研究问题、解决问题的方法论渗透到教学内容中去。在学习法中,学生体会到了知识发现、技术创新的动力和思维过程,通过提出问题,研究问题,提出解决方法,最终解决问题的方式,学生体会到了发现、探索、研究并最终解决问题的乐趣,提高了研究能力。<br> 例如在讲解主机通道技术发展时,教师首先让学生明确提高系统效率是技术发展的动力,而为达到此目标,需解决的问题是如何让高速CPU和慢速I/O设备速度相匹配。要解决此问题,必须改进早期主机CPU和I/O设备串行工作的方式,减少CPU的等待时间,而并行工作方式是一个解决问题的途径,从而引入通信控制器、通道技术,实现了主机、通道、I/O设备的并行操作,达到了提高系统效率目的。<br> (3) 突出重点、难点,详略得当<br> 主机操作系统课程有一部分内容与学生先修课程“操作系统原理”大致相同,为了在有限的课时里尽量加深学生对主机系统的了解,我们略讲这些内容,而将重点放在二个方面:① 主机操作系统的优势和新技术 ② 主机操作系统难点。<br> 例如,在新技术方面,教师重点讲主机的虚拟化技术。这项技术从诞生到现在一直不断发展着,并一直处于虚拟化技术的顶尖位置。除了“操作系统原理”中讲到的存储虚拟化 (这部分简略讲解),我们详细讲解服务器级虚拟化LPAR技术和操作系统级虚拟化技术,让学生明确了不同层次的虚拟化适用于解决不同的实际需求。在教学中,注意引入目前最新的技术发展,如LPAR中新出现的微分区技术,同时将主机虚拟化技术与目前同学们熟悉的x86平台的VMware和Virtual PC这两个虚拟机软件比较,使同学更清楚地明白了不同的虚拟技术以及主机虚拟化技术的优势。<br> 同样在教学中重视教学难点。在开发程序时,主机的编译和调试软件使用复杂麻烦,学生开始时难于适应。因此我们增加了课时,通过教师精心挑选的不同实例演示编译和调试过程,同时针对不同的知识点和难点设计实验题目,组织上机实践,增加学生对编译器和调试器的使用强度,使学生很快适应了主机的应用环境。<br> <br> 3 引入国际化考核方式<br> <br> 考核方式上,在常规的总成绩=期末成绩+作业+上机+考勤的基础上,引入了IBM主机Z01全球认证考试。Z01考试由全球最大的计算机化认证考试服务公司美国Prometric提供,采用英文方式的全球统一试题,主要考核主机操作系统方面的知识,全球认可。学生可免费参加Z01考试,用国际化的标准来考量自己对本门课程的掌握程度。引入国际化考核方式扩大了学生的视野,符合国际化办学的潮流,同时将来这批学生择业时,大量的需求来自软件外包业,而国际化的证书可增加其就业竞争力。<br> <br> 4 课外实践活动<br> <br> 除了重视课堂教学,丰富多彩的课外实践活动也能激发学生的学习兴趣,培养学生的创新能力。鉴于此,利用我校和IBM公司良好的合作关系,我们有意识地引导学生参加课外实践活动。例如教师鼓励学生参加IBM全国主机应用大赛,明显提升了学生对主机的理解和应用开发能力,起到了课堂教学不能替代的作用。在2007年全国主机应用大赛中,我校代表队成功进入决赛,并取得了优胜奖。为了激发学生学习主机技术的热情,教师还推荐学得好的学生申请IBM实习生计划,进入IBM公司主机部门实习,通过和IBM主机团队的共同工作,学生在技术上突飞猛进,更加激发了其他同学的学习热情。<br> <br> 5 结束语<br> <br> 主机操作系统Z/OS与常用的UNIX、Windows有较大区别,学生鲜有接触,入门较难。通过在上述四方面的教学改革,我们较好地解决了这一问题,使学生能较快速地初步掌握主机系统,大大增强了学生逐步掌握这一庞大复杂系统的信心,为进一步学习后续的开发课程打下了良好的基础。 <br> <br> 参考文献:<br> [1] 汤子瀛,哲凤屏,汤小丹. 计算机操作系统[M]. 西安:电子科技大学出版社,2001.<br> [2] 王琳. 新形式下操作系统的教学方法探讨[J]. 科技信息,2007,(33):488-489.<br> [3] 彭娅婷. 主机操作系统基础[M]. 北京:人民邮电出版社,2008.<br> [4] 钱慎一,尚展垒. 谈操作系统教学中学生素质和能力的培养[J]. 教育与职业,2007,(12):120-121.<br> </p> <p> </p> <p>
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我怀着十分高兴的心情欢庆我们清华大学计算机系50周年庆典,心中萌生起充满自豪的感情和回忆。<br> 首先值得我们自豪的是:我们中华民族自古就有使用罗盘和算盘的光荣历史,如果说我们系是第一批国内建立的计算机系,指的自然是现代技术的电子计算机。第一台电子计算机ENIAC于1945年诞生于美国,但计算机作为一门学科则是发生在较晚的时候。例如国际知名的专门针对计算机科学的学术组织ACM (Association for Computing Machinery)只是创建于1947年。由ACM和IEEE 计算机学会出版专门的计算机学术刊物只是开始于1955年。可以认为我们计算机系建立于1958年,或者更准确地说开始筹备建立于1956年,在国际上来看也是比较早的。<br> 另外,ACM在去年5月份出版了纪念60周年的专刊,其中有一篇文章[1]回忆了ACM早期介入模拟计算技术的历史,说明计算技术更早是从机电控制技术发源的。那时的研究兴趣主要是计算过程的自动化,属于自动控制领域是很自然的。从本质上说,物理模拟本身就是重现它的数学描述,进而利用专门的模拟器件直接实现任意的数学运算。我们系的建立也经历了这样一条道路,即首先从电机工程系分离出自动控制系,培养初始的计算机硬件教师队伍,接着吸收计算数学专业的软件人才,使我们系逐步地转向数字计算机领域,建立起一支优秀的软件硬件齐全,系统理论应用结合的计算机专业队伍。 <br> 我1952年被派往当时的苏联学习,认识和接触计算机技术也大致是经过了这样的过程。以炮火控制仪为模型的机电技术和以运算放大器为元件的电子计算网络,构成了模拟计算技术的基础。进而以更大的发展动力转向以二进制代码为计算对象的数字计算技术。在1955年,我首次看到了前苏联科学院计算所开发的БЭСМ-1计算机以及工业部门开发的M2数字计算机,它们是典型的计算机第一代,反映了当时苏联计算技术的较高水平,也成为后来我们学习数字计算技术的起点。<br> 肩负在全国范围内开展科学研究和培养高水平人才的双重任务,我国的计算机事业于1956年的第一次全国科学规划开始进入全面发展的新阶段。我由于在国外学习,无缘了解这次科学规划的具体情况,但有幸参加了1956年秋我国派往前苏联的计算技术考察团的全面学习过程。事实是这样:当时我正好等待着论文答辩,有时间和能力为代表团担任全程翻译工作。代表团访苏三个月期间,受到了苏方很好的接待和礼遇,并在11月7日参加了在红场的观礼。这次毕业前实习不但给我一次极好的学习机会,更重要的是为我以后回国工作中加强清华大学计算机系与国内计算机界特别是科学院计算所的联系和合作打下了良好的基础。科学规划后,我国计算机科研生产的发展力量包括科学院、工业部门和国防三大方面,但具体的研制工作都集中在科学院计算技术研究所。代表团成员中如何包含这三个方面的科学家,我现时回忆不是很清楚。但他们多数都是1955年前后从国外返回祖国任职计算所的骨干科学家,例如吴几康、蒋士騛,范新弼、夏培肃等,还有任职我校的闵乃大,周寿宪。领导和行政干部则有王正(后来计算所所长是闫培霖)、张效祥、何绍宗等。<br> 1956年12月底,我从原苏联毕业回国。1957年刚过了年假,便立即参加了我们计算机系的前身 — 自动控制系 — 的筹建工作。当时的第一任系主任是钟士模教授,他1947年从美国麻省理工学院回国后,初次为我们讲授以模拟方法研究自动控制系统的过渡过程,60年前的情景至今仍历历在目,令我深深怀念。第一任总支书记是凌瑞骥,全面统筹建系的大量组织工作,并建立了系内的党支部。筹建的四个新专业是计算机、火箭技术、原子能控制以及运筹学,这是1956年蒋南翔校长率团访问前苏联后战略部署的重大发展。当时刚从前苏联回国的我和章燕申,以及唐泽圣和从国外回国的周华章分管这四个方面。开始时保密程度很高,在封闭环境中办学,师生凭证出入系馆内的专门区域。当时恰逢1957年5月7日前苏联首次成功发射人造卫星,它震惊了全世界,也使我们对卫星技术产生了浓厚的兴趣。根据学校的安排,校内各系与卫星工程有关的专业集中在保密区内学习和讨论方案。章燕申和我参加了这项工作。参加人员各自介绍与自己的专业有关的卫星技术以及可能的攻关设想。但后来由于计划未能立案,有关的任务也就中止了。<br> 前面说过,我们系的研究工作是从模拟计算机发源的。这是指我们从1958年开始研制55X序列模拟计算机。它的第一个型号551于开始的同一年即告完成,为以后陆续开发同一序列的后续各型号552--556打下了坚实的基础。这些产品曾经参加国内外多次展览,为我系争得了荣誉,并经批量生产获得了实际应用。<br> 我们系在数字计算机方面的工作开始于1959年,反映在被命名为911的大型电子计算机的研制任务上。这个型号代表1959年第11号任务,对应于第一代数字计算机的技术水平。它是一个全部使用真空管线路,包含运算控制器、磁芯存储器、机电式外部设备以及带有充电设备(直流发电机组)的蓄电池组和空调系统的庞然大物,光是几十个机架就占满了主楼二区一层的一间大教室,外加周围安装电源系统及其他辅助设备的许多房间。这项任务的难度更多地表现在它的全部加工过程要由我们自己来完成,包括全部印刷电路板和它们的插头插座,全部磁芯存储矩阵从磁芯的测试挑选到穿线工艺等。 为此,我们系建立了自己的计算机生产车间。由于当时复杂的生产工艺条件还不能完全到位,装配好的全机总调稳定性成为一大难题,不易过关,致使这项任务于1964年方才最终完成,但仍在全校范围内受到表扬。我们的队伍在从设计到制造的全过程中受到了全面的锻练,为进一步开发新一代计算机打好了基础。<br> 这个新一代计算机就是1964年我们自行研究设计的112全晶体管计算机,属于计算机的第二代。它是一台小型计算机。当时,美国开始流行的第二代计算机是IBM360系列机,它是最早的中型机系列。我们在缺乏参考资料的情况下,自行设计了独特的系统结构。例如说,它在机器内部直接用二进制符号绝对值代码实现加减运算,简化了浮点数操作和人机接口;它引入了“广义指令”的概念,实现浮点乘除等复杂运算,用最少的硬件实现中型机的功能。这台机器研制的主要困难在于它的制造过程。当时晶体管生产在国内刚刚处于起步阶段,如果说国内第二代计算机研制的领先水平以科学院计算所的109晶体管计算机为代表,它需要的晶体管尚且要由附设的109厂专门研制和供应,我们的机器如果没有晶体管供货渠道的保证,它的设计再好也是不可能实现的。我们在北京市电子工业内部建立和打通了这个渠道,由北京计算机三厂和沙河半导体研究所协作,开发和生产合格的半导体器件,并由我系王尔乾和有关教师密切配合,进一步完善测试开发工作,终于使我们的第二代计算机在1965年底奇迹般地诞生了。后来,我们系车间曾经小批量生产小型计算机,开始的型号就是我们自行设计的112机。后来,我们在DJS130和140小型机研制任务上又进行了大量的开发定型工作,为我国计算机的序列化和推广应用作出了贡献。但那已经是进入70年代属于第三代计算机的后续时期了。<br> 1969年我被派往江西鲤鱼洲农场进行劳动锻炼,1971年最后一批随农场撤回北京,又在学校发电厂继续劳动一段时间。回到计算机系时,第三代大型计算机724机的研制任务刚刚开始。我被分配在运算控制器组,组长是王克宏。我得知724机已经是一台设计好的计算机,服务于卫星跟踪任务,指令系统等系统结构参数都已固定。我们的任务只是把提供的全部设计资料消化吸收,进行必要的修正和改进,进而产生插件板和机架布线等工艺资料,并进行生产和调试。由于电子数字计算机的运算控制器从本质上说是一个同步式自动机,严格地按照时钟频率的节拍工作,我们用图表(格)形式把这个时序过程描写出来,称它为操作表。这样既易于理解,又便于发现设计中的错误。它的最大好处是用图解方法比用语言方法更加直观,易于发现每条指令所需的最少周期以及哪些指令可以共享同一组控制命令。这样我们运算控制器组完成了最佳化设计,高质量地完成了任务。后来我由于与谢锡迎等被派往南京开门办学,没有机会参加724机的总调和交机,但整个过程我还是很清楚的。在南京我和从无线电系同样派去开门办学的王汉生合作开发了图形显示终端,算是有了一点成绩吧。<br> </p> <p> <p>我们开展第四代计算机的研究是在10年“不闻窗外事,只读圣贤书”的闭塞时期之后,当时我们对国际计算机的发展已经是很生疏了。我仍记得自己亲身经历的一些例子。那时我们开始被允许接待外宾了,和他们讨论问题时甚至会遇到一些新鲜专业名词而不知其准确含义。经过努力,到1979年,我们系组织一个5人小组访问美国11所著名大学时, 我们已能够应对自如,主动地完成被赋予的学习交流任务,为回国后重建我们的计算机系和确立新的研究方向提供了参考和依据。这些新的研究方向,从本质上说,是围绕第四代计算机的发展来进行的。<br> 第四代计算机起源于1978年美国Intel公司利用超大规模集成电路(VLSI)技术首先研制出微型处理器芯片。它奠定了第四代计算机赖以发展的技术基础。我们系在此后新的发展时期中在下列方面体现了它的影响:<br> (1) 制造计算机不再是计算机系的附属车间能全部胜任的工作。为此学校建立了新的半导体专业和配备精密制造工艺设备的实验室或超洁净车间,但它属于无线电系。<br> (2) 初期的微处理器芯片尚不是一台完整的微计算机,至少需要配备内存储器和外设接口才能构成一台最低功能的单板计算机。但如此简单的新型微计算机依靠VLSI技术却开辟了计算机普及和应用的广阔领域,例如人工智能,过程控制,模式识别,图像处理,计算机辅助设计等。它们分别成为我们系有关教研组在计算机应用方面新的研究发展方向。<br> (3) 微处理器及其代表的VLSI技术成为第四代计算机的发展动力,构成各种类型,规模和应用对象的计算机系统。它为我们系另外几
摘要:本文在分析信息化时代对人才全方位要求的基础上,指出了“计算机组成原理”课程的传统教学中的不足,结合多年“计算机组成原理”课程教学的体会和经验,就信息化环境下教学改革中的教育模式、教学内容、教学方法、教学手段和考核方法等有关问题进行了探讨和研究,为“计算机组成原理”课程的教学改革提供了新的思路。<br> 关键词:“计算机组成原理”课程;教学改革;教学模式;教学方法;教学手段<br> <br> “计算机组成原理”课程是计算机专业的一门重要的专业必修课程,是很多课程的前导课,也是计算机专业研究生入学考试的课程之一,因此学好这门课程对后面课程的学习和深造有着至关重要的作用。随着信息化社会的发展和计算机科学技术的广泛应用,在担负着培养计算机专业人才的一流高等学校里,“计算机组成原理”课程教学改革的主要目的是使“计算机组成原理”教学跟上计算机科学与技术的发展步伐,适应当前计算机硬件的更新速度和软件发展的需要,因此传统的教育模式、教学内容和教学方法已不适应信息化时代对人才培养发展的需要。本文结合多年“计算机组成原理”课程教学的体会和经验,就信息化环境下教学改革中的有关问题进行探讨和研究。<br> <br> 1教学模式的改革<br> <br> 1.1教学模式由灌输型向引导型转变<br> 传统的教学模式是以教师为中心,教师通过讲授、板书等多种媒体的辅助,将教学内容传递给学生或灌输给学生。在这样一种模式下,教师是主动施教者,学生是被动的外部刺激接受者即灌输对象,媒体则是教师向学生灌输的工具,教材则是灌输的内容。表面上学生参与教学活动,但这是一种被动的参与。它的优点是有利于教师主导作用的发挥,有利于教师对课堂的组织、管理与控制,有利于教师系统的传授知识;缺点是忽视学生的主动性、创造性能力的培养,不能把学生的认识主体作用很好地体现出来,学生缺乏主动的思考、探索,其自主性、积极性难以发挥,不利于学生创新能力的培养与创造性人才的成长。因此在教学中我们尝试了由灌输型教学模式向引导型教学模式的转变。比如:在讲述二进制加法器时,我们引导学生设计十进制加法器;在介绍设计既能按8位访问又能按16位访问的存储器时,引导学生设计既能按8位访问又能按16位访问还能按32位访问的存储器;在介绍完Cache存储器的工作原理后引导学生分析实际微型计算机系统中的Cache存储器;在介绍完所用教材里CPU结构下指令流程图后引导学生分析其他CPU结构的指令流程图;在介绍完微程序地址安排的基本技术后,引导学生安排实际微型计算机系统中指令流程图的微地址,这些引导的内容都是课本之外的,我们在教学中教的是方法和技术,因此学生发挥主观能动性后便可以解决课本之外的有关问题。<br> 这种教学模式是一种教与学双向互动的教学模式,其核心在于既要发挥教师的指导作用,又要充分体现学生的主体作用。在这样一种模式下,学生是信息加工的主体,是知识意义的主动建构者;教师是课堂教学的组织者、指导者,是学生建构意义的帮助者、促进者。学生主动地参与到教学过程中,教师则对教学内容及教学媒体进行总体的指导与把握,教师职责逐步从传道、授业、解惑转变为指导、咨询、组织、主持和设计教学上来。实践证明这种模式的优点是有利于学生的积极性、自主性的发挥,有利于学生主动思考、主动探索、主动发现,有利于学生的创新能力的培养及创造性人才的培养。<br> 1.2教学模式由理论主导向能力主导转变<br> “计算机组成原理”课程所用教材绝大部分都是介绍理论知识,如果仍多采用传统的教育模式,过多地注重于知识的传授、理论的灌输,而对于学生是否能够消化、是否能够吸收、是否能够将所学的知识结合到实践中去进行创造,则注重不够。这样的人才只能单纯地重复知识、记忆知识、进行模仿,其适应性及创新能力都不够。培养的学生死记硬背的多、高分低能的多、知其然而不知其所以然的多,学生缺乏创造性,许多毕业学员在工作岗位上无法开展创造性工作。因此大力推进现代教学模式,在传授知识的同时,注重学生能力的培养,注重理论联系实际、注重与学生的生产生活相联系、注重学生对知识的驾驭非常重要。信息化时代培养的人才是复合型、应用型、创造型三者的整合统一,必须具备较强的适应性和较好的创新性,不仅熟悉和掌握一门专业、技术,而且熟悉和掌握相关学科的知识和技术,能够将所学知识运用到生产、生活中,具有不断创造的能力。<br> 明确了教学的目标和现代的教学模式,在教学中我们不完全介绍书本上的纯理论,不强调死记硬背,而是给学生自我发挥的空间。因此在介绍运算方法和实现后,对运算器的设计进行了练习;在介绍主存储器的组成原理后,对实际存储器的设计技术,比如模块化存储器设计、动态存储器设计和交叉存储器设计都进行了训练;在介绍指令系统时,在将操作码的设计和寻址方式的设计介绍完后,对指令系统的设计进行了训练;在介绍控制器的设计技术后,对控制器的完整设计进行了训练。这样的理论与实际相结合的方法即能把所学的理论融会贯通又能激发学生的学习兴趣,学生感到自己所学的东西不是空洞的,而是学有所用的。<br> <br> 2教学手段的改革<br> <br> 教学手段已经成为制约教学质量、教学效益和教学模式的重要方面,因此在计算机课程的教学改革中,教学手段的改革也是刻不容缓的。传统的教学手段是“粉笔+ 黑板”,不仅书写黑板要花很多课题时间,而且老师面对的是很多粉笔灰和不停的写了擦、擦了写,学生看到的是死板的黑底白字。随着科学技术的发展,越来越多的教师已经充分运用多媒体、远距离通讯等现代技术,改变传统教学的局限与不足。课件教学已经成为最主要的教学手段,但又出现了另外的极端,很多老师过分的依赖幻灯片,做在机器旁边念课件,而学生把课件拷贝回去后有的干脆就不来听课,因此出勤率大大下降。为此,我们采用了“课件+黑板”的教学手段,大部分内容在课件上出现,但细节部分在黑板上给予适当补充,而且一些临时需要增加的内容必须借助于黑板来发挥。采用黑板还可以让学生有思考的余地,在黑板上我们可以让学生指挥粉笔,由他们来告诉解题下面的答案,这种方法的试用效果很好,所以我们认为不能完全摒弃黑板,两者的结合可以发挥到最好的教学效果。<br> <br> 3教学方法的改革<br> <br> 教学方法是教育思想、教育观念在教学过程中的体现,是一种经验的积累,针对不同层次的学生和不同的能力需要实施不同的教学方法。在“计算机组成原理”课程的教学中我们尝试了下列的几种不同的教学方法:<br> (1) 问题式教学<br> 在教学过程中我们经常会提出与讲解相关的问题,把学习引入到复杂的、有意义的问题情境中,学生通过互相合作来解决这些问题,发现隐含在问题背后的科学知识,形成解决问题的技能和自主学习的能力。在设计中我们会给出一些故障问题,让学生找出其中的错误,从而开启学生的思维。比如某微机的寻址范围为64KB,由8片8KB的芯片组成,如果运行时发现无论往哪个芯片存放8KB数据,寻址地址大于等于A000H起始地址的存储芯片都有相同的数据,分析故障的原因;若发现译码器中的地址线A13与CPU断开,并搭接到了高电平,分析其后果将如何。<br> (2) 任务式教学<br> 任务式教学从实际问题入手,采取提出任务、分析任务、设计任务、解决任务、归纳规律的方法,让学生在解决任务的过程中掌握知识。如在学习完控制器设计技术后,我们给学生提出任务,设计一个能控制完成10条指令的控制器,包括立即寻址、直接寻址、间接寻址、相对寻址等4种寻址方式。学生先进行总体方案设计、指令操作流程设计、微指令格式设计、微地址的设计和微程序控制器的设计,从解决任务中学生归纳出控制器设计的方法和步骤,即指令流程的设计从取指令开始、然后根据寻址方式取数、最后进行运算并存结果,设计过程与CPU结构图中的数据流通路有关,不能死记硬背,CPU结构图不同,同一条指令其操作流程图相同,但微操作流程不一定相同;同样微指令格式也与CPU结构图密切相关,与数据通路相对应;微地址安排时一般采用下址和计数结合的方法。<br> </p> <p> <p>(3) 讨论式教学<br> 传统的教学一般是满堂灌,学生完全处于被动的听状态,有时听得直打瞌睡,为了避免这种状况,我们必须让学生的脑子有事可做,要让他们思考,因此必要的时候我们会采取讨论方式,让学生发言或提问,大家都可以提出自己的想法。比如“某主存储器访问一次存储器时传送地址一个时钟周期、读/写4个时钟周期、数据传送1个时钟周期,如果采用4字宽主存、一次只能读/写4个字、但CPU与主存的数据传送宽度为1个字的存储器结构,则读取16个数据,需要多少时钟周期;如果采用4体交叉存储器、每个存储体为单字宽的存储器结构,则读取16个数据,又需要多少时钟周期。”,书上对这两个问题的解答与学生们的想法有出入,因此我们交给学生去讨论,大家对后续指令如何重叠展开了讨论,各抒己见。通过讨论式教学,学生可互相激励、探讨问题,增加了学生的参与度,使其全身心地投入到学习中去,充分调动了学生的学习热情,开发了其自身的潜能,提高了教学效率。<br> (4) 实践式教学<br> 眼过千遍,不如手动一遍 ,学生在学完了相关知识后,通过自己动手操作和深入实践,能巩固所学的知识。如在学习完运算器后,安排运算器的实验,使学生了解运算器的组成、掌握运算器串并行进位方式组装方法、掌握使用运算器进行各种运算的方法;学完存储器后,安排了存储器的实验,使学生了解存储器的组成、掌握字向扩展和位向扩展的电路组装方法和存储器的读写方法;在学完系统总线后安排了总线传输实验,使学生掌握数据在存储器模块和运算器模块这两个模块之间传递方法;在学完控制器设计后安排了微程序控制器的实验,使学生了解微程序控制器的概念、微程
<P>CDIO工程教育模式在高职软件专业中的实践</P>
<P>摘要:为了提高高等职业教育教学质量,满足企业对软件专业高技能人才的需求,本文以CDIO工程教育模式12条标准为依据,探讨CDIO工程教育模式在高职软件专业课程体系开发、人才培养模式和师资队伍建设等方面的实践。“做中学”模式的实践,培养且提升了学生的工程能力。 <BR> 关键词:国家示范性高等职业院校;CDIO;做中学;软件专业 <BR> <BR> 近年来,我国高等职业教育蓬勃发展,但是仍然有一些深层次问题未能得到解决,集中体现在企业招不到生产一线高技能人才,高职教育培养的大多数毕业生,必须经过企业较长时间的培训才能胜任岗位工作。导致这一偏差的直接原因是人才培养与市场需求没有建立起有机的联系。 <BR> 2006年11月,教育部和财政部启动了被称为“高职211工程”的“国家示范性高等职业院校建设计划”。在“十一五”期间,中央财政将安排20亿元专项资金重点支持100所示范性高职院校,天津职业大学成为首批28所示范性院校立项建设单位之一。在示范校建设过程中,我校软件专业基于CDIO工程教育模式,以岗位为出发点、以工作过程为导向、以构思(conceive)、设计(Design)、实施(Implement)和运作(0perate)4个阶段性的工程内容作为学生能力培养目标,全面培养且提升了学生的职业能力。 <BR> <BR> 1 CDIO工程教育 <BR> <BR> 1.1 理念 <BR> CDIO工程教育模式,是近年国际工程教育改革的最新成果。CDIO代表构思(conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(operate),它以产品研发到产品运行的生命周期为载体,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力4个层面,大纲要求以综合的培养方式使学生在这4个层面达到预定目标。 <BR> <BR> 1.2 CDIO的12条标准 <BR> CDIO不仅继承和发展了欧美20多年来的工程教育改革理念,更重要的是,它系统地提出了具有可操作性的能力培养、全面实施以及检验测评的12条标准。CDIO标准中提出的要求直接参照了工业界的需求,因而能够满足产业对工程人才质量的要求。 <BR> </p>
<p>3.2形成双师型队伍训练和培养的有效机制<br> 双师型教师队伍和实训基地建设是专业建设的瓶颈和关键。学校通过送培教师到软件企业顶岗实践的长效机制,保证了双师型队伍建设的可持续发展;而且作为双师型教师队伍建设的补充,我校建立了SOVO实训中心,要求双师型教师进入SOVO实训中心承接商用项目,并指导学生参加实际项目,作为双师型教师考核指标,保证了双师型教师的可持续地发展,有效地解决了双师型教师后续培养的可持续问题。<br> 3.3提升了学生能力和质量<br> 经过人才培养模式的孵化,培养的学生具有如下特点:<br> (1) 软件工程师岗位的职业素养。较强的责任感、职场沟通、团队合作能力、语言表达、适应能力和创新精神。<br> (2) 扎实的学科专业基础知识。较好地掌握计算机专业领域的基本理论和基本知识,了解学科前沿和发展动态,较强的后续发展潜力。<br> (3) 夯实的专业技术。熟练掌握软件市场上流行的主流技术,接受软件工程项目实践的训练,丰富的项目实训经验,熟悉行业规范,实践动手能力强,适应IT行业技术需求。<br> 4结语<br> 我校构建的应用型软件人才培养模式特色鲜明、实用性强,经过近两年的建设实践,培养的学生专业兴趣更浓,普遍认为收获大,不仅注重学生的动手能力和项目实践经验培养,而且注重培养学生发展后劲、职业素养以及软件企业的适应性能力,使其能较快地融入软件企业。构建的人才培养新模式才实施两年,培养效果还需要我们进一步探索和实践。<br> 参考文献<br> [1] 报告编辑部. 2004年度中国软件产业发展研究报告[R],2004.<br> [2] 李立国. 大学办学综合化与特色化的内涵及其关系研究[J]. 中国高教研究,2008(2):17-19.<br> [3] 罗代忠. 应用型本科院校软件工程专业人才培养模式探究[J]. 计算机教育,2008(8):121-122.<br> [4] 张诚,徐扬. 软件人才橄榄型结构依旧捆扰中国. [2008-06-22] content_8417867.htm.<br> [5] 鲁鸣. 软能力在竞争中胜出[M]. 北京:北京出版社,2009.<br> Training Mode Reform of Students Majored in Software Engineering in<br> Application-oriented Colleges and Universities<br> LUO Dai-zhong, LUO Wan-cheng, LI Rui<br> (School of Computer Sci
<P>基于网络平台的多媒体集中管理与维护</P>摘要:多媒体是当前高校教育的重要组成,有效地管理和运用多媒体是保障教学的日常教学工作。为了实现对分布分散的多媒体设备的管理与维护,提出基于网络平台多媒体设备集中管理与维护的设计构想,以校园网为基础,以计算机和远程控制软件为核心,实现多媒体实时维护与管理。 <BR> 关键词:远程控制;网络中控;多媒体设备;网络平台 <BR> <BR> 1 多媒体教室管理的现状 <BR> 近年来,随着高校规模不断的扩大、学生人数的不断增加和教学手段的不断更新,高校兴起了建设多媒体教室的热潮。但从许多专家和学者的调查来看,多媒体的应用和管理还存在着许多问题。笔者在多媒体教室的日常管理中也发现了一些亟待解决的问题: <BR> (1)先进的教学技术与滞后的管理手段相悖。多媒体教室通常采用人为管理的方式,安排专人负责多媒体教室钥匙的发放,教师必须在课前到值班室领取钥匙,下课后需要及时归还,步骤繁琐,受人为因素影响明显。例如:教师下课后忘记了归还钥匙,导致了后面的课程无法正常进行。 <BR> (2)多媒体教室内设备相对集中,操作复杂,但管理相对分散,一些细节问题容易被忽略,引起误操作,造成设备损害,影响教学秩序。 <BR> (3)管理缺乏实时性。管理者与多媒体教室的实时性联系不够,管理者发放钥匙后,无法获得任何反馈信息,对当前正在使用教室的工作状况也很难知晓,一旦多媒体设备出现故障,需要较长时间才能
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