高职“Ｃ语言”教学中存在的问题及教学建议.doc

1、高职“语言”教学中存在的问题及教学建议摘要：本文对高职教育中“C 语言程序设计”教学中存在的问题及原因进行分析，从激发学生的自信心、教材选择、教学内容和教学目标的确定、现代教学手段的选择及实践教学方面提出了教学建议。 关键词：高职；C 语言程序设计；问题；教学建议 1 高职学生自身存在的问题 高职学生在学习 C 语言程序设计时，普遍感觉该课程涉及的概念复杂、内容枯燥乏味，学完后依旧不会编程，或者即使编写程序也出现诸如书写格式杂乱无章等情况。笔者针对上述情况进行了认真的分析，根据多年的实际教学经历，分析得出原因主要有以下几点。 1.1 数学、英语基础差 高职学生的数学和英语基础相对较低。而 C

2、语言往往围绕数学问题进行举例和分析，且所有程序代码均使用英文。 1.2 计算机基本操作不熟练 多数高职学生在中学阶段受高考指挥棒的影响，对非高考科目的信息技术课程往往仅停留在了解层面上，计算机基本操作能力较弱。对基于 DOS 操作系统下的 C 语言编辑、编译和调试环境的操作则尤显生疏，使得利用计算机解决问题的能力无法很好地施展。 1.3 逻辑思维能力较弱 C 语言课程要求学生具备一定的逻辑思维能力，但同样受高中阶段死读书的影响，学生普遍缺乏逻辑思维方面的训练，再加上 C 语言常常被设置为首门程序设计语言，致使学生编写的程序代码逻辑性较差。 1.4C 语言自身的优点反成学生学习的难点 C 语言语

3、法不拘一格，设计者在编写程序时有较多的自由空间，另外，C 语言拥有非常丰富的运算符及数据类型，这本是其他高级语言望尘莫及的优点，却成了学生学习的障碍。比如，语法格式不拘一格，C 语言没有像 PASCAL语言那样具有固定的语法格式，常常让初学者搞不明白究竟应该采用哪种语法格式。 1.5 自卑心理影响 高职学生因受高考结果的影响，总认为就读高职院校就低人一等，自己先天就比别人笨，自卑情绪比较强烈。带着这样的情绪，总觉得自己凡事不行，在学习 C 语言上表现得更加明显，严重影响学习 C 语言的积极性。 2 实践教学环节薄弱 (1) 实践条件相对较差。由于 C 语言程序是基于 DOS 环境进行编辑、编译

4、和调试，因此有些高职院校常常将本校早期建设的实验室作为 C 语言的实验室，这些老设备经常出现运行不稳定、莫名死机等现象，严重影响学生实践学习的效率。(2) 通常我们在制定教学计划时，受传统教学观念影响，致使 C 语言理论学时远高于实践学时，实践学时的不足也影响学生实践学习效果。 (3) 学生在上实践课时一般最多有两位教师指导，而高职学生在 C 语言实践中人均指导需求次数偏高，有的甚至需要手把手指导，指导教师的不足也影响学生的实践效果。 (4) 我们所设计的C 语言实践教学项目中验证性实验偏多，并且实验课题往往偏离生活，吸引不了学生，学生的消极学习态度也影响学习效果。 3C 语言教学建议 3.1

5、 激发学生的自信心，提高学习 C 语言的兴趣 对于刚进校门基础偏差的高职学生，没有摆脱高考失意的影响，心中多少存有自卑感，而学生的自卑都是从看不起自己，不相信自己开始的，认为成绩差是由于个人的先天不足造成的。对此，作为 C 语言任课教师，首先就要通过仔细地观察，并精心组织课堂教学，在教学中善于发现每一个学生的优点或长处，并及时予以表扬和认可。同时还要有耐心，循循善诱，关注每一个学生的成长，在教师的关怀和适当的鼓励下，绝大多数学生能发现自身的优点，并提升自己的自信心。同时，学生亦会对所学的课程逐渐由关注过渡到产生兴趣，由此而获得进步，并因进步而获得教师表扬更加激发学生学习的兴趣，这样就形成了良性

6、循环。比如，我院 05 级软件技术 4 班一位学生，初学 C 语言时因缺乏自信而一度处于低迷的学习状态，甚至发展到怕上C 语言课。任课教师发现这一现象后，及时进行鼓励和耐心诱导，使该生重拾自信，并逐渐喜欢上 C 语言课，C 语言成绩名列前茅。正是由于前期的良好语言基础和充足的自信，07 年该生顺利通过考核并获到了计算机软件设计师资格证书。在经验交流中，该生这样的一句话使得在场的所有教师深思良久“我的成绩得益于我的 C 语言启蒙老师，是她的鼓励唤回了我的自信和前进的动力” 。 3.2 选择合适教材，提高学生阅读效率目前可供选择的 C 语言教材五花八门，在众多的教材中有相当一部分教材内容不分教学对

7、象的差异性。为了提高高职学生的阅读效率，应该选择通俗易懂、概念清晰、强化编程思想、注重实用性的高职高专优秀教材。根据多年的教学实践，笔者发现清华大学出版社出版的 C 语言系列教材基本符合上述要求。 3.3 确定教学内容及教学目标，做到“有的放矢” 对于高职高专学生，可以把通过全国计算机二级考试作为学习C 语言的目标，依据等级考试大纲来确定教学计划以及教学内容。这就要求教师在初次接触教学对象时就介绍并要求每位学生通过全国计算机二级考试，既让学生明确短期学习目标，又确定后期努力方向，以激发学生进行自主学习的主动性。C 语言教学内容可确定为五个相对独立的模块：结构模块、数组模块、指针模块、函数模块和

8、文件模块。每个模块的教学内容安排要循序渐进，把握好从易到难的教学过程，尽可能不让学生产生畏学心理。各模块的教学目标明确，教学量适中，让学生较容易地把握住教学要点，理解和掌握教学内容。 3.4 适当采用现代先进的教学手段，避免全篇“放映” C 语言在传统的课堂教学中教师往往因书写程序案例要花费较多的板书时间，大大降低教学效率。而现代的多媒体教学手段，操作方便，易于控制教学内容和节奏，能在规定课时内呈现较多信息量，因此教师可采用多媒体方式来改进传统教学方式的不足，但必须有度。因为在多媒体教学方式下，学生往往处于被动学习状态，教学内容不适应学生的个体差异，所有学生被迫按照老师的讲授速度进行学习，这不

9、利于培养思维能力与创造能力。因此，为了提高课堂教学效率和效果，建议 C 语言程序设计课程的教学只适当采用多媒体授课，而非全篇使用。比如，初学 C 语言的学生对循环结构掌握得不太理想，特别是多重循环，往往弄不懂里外循环的执行过程。为此，最好将循环结构的执行过程设计成动态演示的多媒体课件，用动态的演示替代抽象的语言描述，教学效果非常明显。 3.5 注重实践教学(1) 加大实践与理论教学学时比，提高学生动手能力 过去理论与实践课时比一般是 2:1，有时甚至达到 3:1，学生缺乏必要的实践锻炼和体会的时间，导致编程、调试程序能力相对较弱。因此我们将理论与实践教学学时比调整成 1:1，这样学生将有更多的

10、时间进行实践，提高动手能力。 (2) 实践教学中用对比手段，激发学生学习的积极性 我们知道，现实生活中的许多问题，往往有不止一种解决方法。同一课题，交给全班学生去做，可以出现若干中完全不同的解题方法，但都达到同一目的，如同数学中的“一题多解”现象。解题方法的不同是考虑问题思路不同的必然结果，然而必定有一个是最佳者，这就是所谓的“最优算法”(有衡量标准) 。算法的优与否实际上直接反映了学生的逻辑思维能力的强与弱，为了鼓励、激发学生们积极去思考问题，我们要适时唤起和有效利用高职学生所处年龄段好动、争强好胜的特性，采用多种对比形式，将学生们在解题中出现的不同算法进行评比，以达到优者鼓励、刺激劣者进一

11、步进取的目的。比如在一次上机课题中，原本布置的是一道利用循环结构输出一个由若干个“*”组成的静态的“S”图形，有一位学生因在前一次算法评比中输于其他同学，在本次实践中竟别出心裁的让这个静态的“S”动了起来，远处看真像一条扭动的“蛇” 。为此，笔者借题发挥大加表扬了该同学的创造性，尝到了成功的喜悦，他的学习兴趣更浓了，学习劲头也更足了。在这样的激励环境下，学生们的学习热情很高，兴趣浓厚。就如某学生在某次上机报告“收获和体会”中所言：“虽本次课题我的算法不如意，老师，相信我，下一次我一定会成功的。不过，运用这一方式来引导我们对编程的兴趣，这是个好方法” 。 (3) 注重代码书写格式，培养良好编程风

12、格 在实践中，学生往往因注重程序的正确性而忽略程序书写格式的要求，这种不良习惯一旦养成后期难以改变，因此教师在实践教学中应每次都要强调代码书写的规范性，并进行指导和示范。旧而久之，学生不单在上机操作中而且在平常的书面作业中都会注意程序代码书写格式的规范性，这种良好的编程风格一旦养成，将会在后期程序设计学习中体现。 (4) 实践以小组为单位，培养团队合作精神 实践教学中我们往往无法安排较多的指导教师，一般是两名指导教师(授课教师和实践教学教师)。在实践教学前，可将学生以 35 人为单位进行分组，每小组再自选一名组长。分组时任课教师要对学生进行合理搭配，保证每组至少有一名学习较佳者和学习较弱者。本

13、课程所有实践教学均以小组形式进行，这样既能有效地解决实践教师不足的问题，又能让小组成员在实践过程中能充分体验团队合作的优势，遇到问题时可互相商量，共同解决。当然，该方法在实施中还必须制定相应的制度，比如小组长职责、成员职责、小组成员分工要求、实践任务完成要求及相应的评价机制。多年的实践教学证明，该方法比较受学生欢迎，实践教学效果好。 4 结束语 本文对高职 C 语言程序设计教学中存在的问题和原因进行分析、研究，并结合本人的实际教学经历，从激发学生的自信心、教材选择、教学内容和教学目标的确定、现代教学手段的选择及实践教学等方面提出自己的教学建议。因各高职院校实际情况不尽相同，笔者仅是通过有限的调

14、查和实践进行陈述，难免有偏坡之处，敬请广大同仁批评和指正。 参考文献 1 许晶. 论实训在高职 C 语言教学中的重要性J. 计算机教育,2007,(9). 2 陈捷. 关于 C 语言程序设计教学的基于设计施工一体化的信息化研究 关键词:设计施工一体化; 信息化;BIM 摘要:介绍了建筑企业信息化的应用状况,论述了我国建筑业设计施工一体化的发展概况。针对设计施工一体化企业的特点,分析了企业信息化体系架构。对设计施工一体化的信息化进行了初步的调查与研究,指出设计和施工一体化十分需要信息化的支持。 Informatizaon Research of DesignConstruction Integr

15、ation Yang Jing (Capital University of Economics,Beijing100070,China) Abstract:This paper introduces the application of information technology for construction enterprises,describes the development of integration of design and construction in domestical construction. According to the point of integr

16、ation of design and construction,analysis the architecture of the information technology.Preliminary investigating into the information technology for integration of design and construction ,it point out that the integration of design and construction of much-needed support information. Keywords:Int

17、egration of designconstruction;Informatizaon;BIM 实行设计施工一体化,可以通过设计施工的有效分工和合作,在设计施工环节形成交叉互动互补优化的工作机制,达到经济效益最优化。这一承包模式,在国外应用非常普遍。我国建筑业也一直研究推广施工一体化建造模式。有效的利用信息技术,能把瞬息万变的信息传递给企业管理层,实现“在线管理”,快速反应、解决问题,降低管理成本和劳动力成本,提高经济效益。 一、我国建筑企业信息化的应用和设计施工一体化的发展综述 (一)信息化与设计施工企业一体化 中国的建筑行业.正处在从传统建筑业向现代化建筑业转型的关键时期。管理半径的扩大

18、,对我国建筑企业的管理能力提出严峻挑战。通过信息化实现管理现代化,提高企业的核心竞争力,成为建筑企业的共识。根据对全国 1400 多家施工企业所作的问卷调查显示,截至 2008 年,全国施工企业已开展信息化建设工作的占总数的 45.83%,其中特级资质施工企业的信息化开展率约为 78.06%,一级企业约为 43.51%。我国建筑企业信息化普及率与国外企业相比仍存在不小的差距,企业的信息化普及率仍然不高。在我国,建筑业设计施工一体化的现状是实行设计施工一体化建造的建筑企业较少,当前推行设计施工一体化建造最主要的障碍在于市场环境、管理政策不配套,没有相应的组织模式和经验,一体化施工能力不足等。要改

19、善我国设计施工一体化的发展情况,需要从建筑过程本身以及建筑企业管理的信息化进程上来着手。 ( 二)设计施工一体化企业如何面对信息化 近年来,我国许多工业生产企业都实施了信息化管理,大大提高了生产力水平。而建筑业企业利用信息技术提高生产力水平的步伐明显滞后。信息化建设不仅是一场技术变革,更是一种思维更新和管理创新。设计施工一体化企业信息化建设涉及范围广、层次深、信息量大,是一个庞大的复杂的系统工程。企业的信息化过程是个循序渐进、逐步完善的过程,要结合企业的实际,最终目标是提高企业的协同管理能力和经营水平,为企业创造价值。 二、BIM( 建筑信息模型 )实现设计施工一体化 (一)设计施工一体化信息

20、革命的开端 纵观国内外建筑行业利用信息技术实现其高效直观的设计与施工过程, CAD(Computer Aided Design) 技术的普及推广使建筑师、工程师们从手工绘图走向电子绘图,可以说是工程设计领域第一次革命。BIM(Building Information Modeling)建筑信息模型 ,为工程设计领域带来了第二次革命 ,从二维图纸到三维设计和建造的革命。同时,对于整个建筑行业来说,BIM 也是一次真正的信息革命。 (二)BIM(建筑信息模型) 在设计施工一体化项目中的应用 BIM 的技术核心是一个由计算机三维模型所形成的数据库,不仅包含了建筑师的设计信息,而且可以容纳从设计到建成

21、使用,甚至是使用周期终结的全过程信息。BIM 可以持续提供项目设计范围、进度以及成本信息,这些信息完整可靠并且完全协调。BIM 能在综合数字环境中保持信息不断更新并可提供访问,使建筑师、工程师、施工人员以及业主可以清楚全面地了解项目。这些信息在建筑设计、施工和管理的过程中能使项目质量提高,收益增加。BIM 的应用不仅仅局限于设计阶段,而是贯穿于整个项目全生命周期的各个阶段。BIM 在整个建筑行业从上游到下游的各个企业间不断完善,从而实现项目全生命周期的信息化管理,最大化地实现 BIM的意义。 在设计阶段,BIM 使建筑、结构、给排水、空调、电气等各个专业基于同一个模型进行工作,从而使真正意义上

22、的三维集成协同设计成为可能。将整个设计整合到一个共享的建筑信息模型中,结构与设备、设备与设备间的冲突会直观地显现出来,工程师们可在三维模型中随意查看,并能准确查看到可能存在问题的地方,并及时调整,从而极大避免了施工中的浪费。这在极大程度上促进设计施工的一体化过程。 在施工阶段,BIM 可以同步提供有关建筑质量、进度以及成本的信息。利用 BIM 可以实现整个施工周期的可视化模拟与可视化管理。帮助施工人员促进建筑的量化,迅速为业主制定展示场地使用情况或更新调整情况的规划,提高文档质量,改善施工规划。最终结果就是,能将业主更多的施工资金投入到建筑,而不是行政和管理中。此外 BIM 还能在运营管理阶段

23、提高收益和成本管理水平,为开发商销售招商和业主购房提供了极大的透明和便利。 BIM 这场信息革命,对于工程建设设计施工一体化各个环节,必将产生深远的影响。这项技术已经可以清楚地表明其在协调方面的设计,缩短设计与施工时间表,显著降低成本,改善工作场所安全和可持续的建筑项目所带来的整体利益。 据 AEC 软件业巨头欧特克的报告显示,2005 年至 2008 年间,其主打 BIM 软件 Revit 的销售额增长了三倍。 BIM 距离行业标准还有相当大的距离,但业内普遍感到,现在已经到了采取行动的时候了。 三、实现设计施工一体化信息化的其他途径 在认识到信息化对于建筑施工企业的一系列好处,国内外各大软

24、件提供商都为建筑业信息化提供了解决方案。 AVEVA 是一家值得信赖的在世界各地提供工程 IT 解决方案和战略价值的领先的公司。AVEVA 的设计施工一体化方法综合了所有设备工程和 AVEVA 的 PDMS 三维设计数据 ,在一个单一的 AVEVA模型数据库。无需额外的必要的基础软件。这些数据是完全控制,可用于各个阶段的工程和支持快速准确设计。 甲骨文公司也为工程设计和建造业提供了完整的集成解决方案。为了帮助企业应对这些挑战,提供了一个统一的数据模型,使客户可以撰写针对性的建议控制项目执行,管理资产,采购成本和提供设施维修服务。另外,甲骨文提供的商务套件意在解决企业资源规划及其项目的集成,对设

25、计施工一体化的信息化解决方案提供了一个更全面的企业信息化解决办法。 四、小结 对于设计施工的一体化的实施与发展,十分需要信息化的支持。通过项目的信息化平台,可以把瞬息万变的信息传递给企业管理层,实现“在线管理”,快速反应、解决问题,降低管理成本和劳动力成本,提高经济效益。各大信息化软件商从不同程度对设计施工一体化的信息化提供了相应的解决方案,但真正整体上解决设计施工一体化的信息化还得从国内实际情况出发,提供一个因地制宜的解决办法。参考文献: 1 吕春玲.发展建筑行业信息化管理的探讨 J.企业财经,2008,7 2李德全,郑翔.我国建筑业设计施工一体化发展研究 J.建筑,2009,7 3赖寿鸿.

26、工程设计与施工一体化模式及工作程序 J.公路交通技术,2006,8,4 4魏广科,范兰芬.施工企业信息化建设的研究与探讨 J.计算机与现代化,2009,12 5李德全,郑翔.我国建筑业设计施工一体化发展研究 J.建筑,2009,7 6BIM 建筑信息模型 :建筑业的信息革命 7AVEVA Strengthens the Integrated Engineering and Design Approach of AVEVA Plant With Two New Products 8Engineering and Construction Companies Use Oracle Family o

27、f Solutions to Improve Competitive Advantage 基于 Ghost 的多播系统 关键词:计算机网络;克隆;多播; 映像 摘要:本文介绍了利用用 Ghost 企业版的多播功能进行网络多播克隆的技巧和方法,如何进行多播克隆服务器的安装以及客户端引导盘的制作,计算机模板映像文件的生成等。 对于广大的计算机网络机房管理员来说,维护工作量大而重复性的工作多 ,如何减轻他们的工作强度,每一个计算机机房的管理员都有一套自己的管理方法。笔者把这自己多年来 GHOST 软件使用的经验和大家共享。 一、制作网络多播克隆服务器 在一台计算机上安装 Ghost7.5 中文企业版

28、,在使用 Ghost7.5 的安装向导进行安装时,选择第 4 项:仅标准工具包。如果不改变安装向导的默认安装路径,GHOST7.5 将安装到 C:/Program Files/Symantec/Ghost/文件夹下。这台计算机就是服务器。 二、制作客户端引导盘 另一台计算机则作为克隆的客户端,在客户端计算机上则需在 DOS 环境下运行克隆的客户端软件及配置文件。假设这些需要克隆的客户端计算机的硬盘系统不能正常工作了,那么,这时就需要有一张能够引导 DOS 系统的软盘。并且 ,在这张盘上存放有克隆的客户端软件以及所需的各种配置文件。这张软盘可称之为克隆的客户端引导盘。 Ghost7.5 提供了一

29、个制作引导盘的向导程序,打开“开始”菜单,选择“程序”-“Symantec Ghost”- “Ghost 启动向导”,然后选择“网络启动盘”,接着按下一步,选择客户机所使用的网卡类型。其中预制了一些网卡驱动程序模版,但我们的 RTL8139 网卡不在列表之中,按“添加”按钮。在弹出的“模版类型”对话框中,选择第一项“数据包驱动程序”,数据包驱动程序是介于 TCP 程序与网卡之间的桥梁,以软件中断呼叫的方式提供一个标准的界面服务,RTL8139 网卡的数据包驱动程序为,在网卡的驱动程序盘上可以找到。在“模版属性”中,“驱动程序可执行文件”处,给出 所在的位置;在“参数”处,给出中断 0x60;

30、在“多点传送模式”处,选择自动。按确定按钮返回到网卡类型对话框,此时可见在列表中建立了一个新的网卡驱动程序模版。 接下来选择 DOS 版本,选第一项“使用 PC-DOS”。 再按下一步后,选择客户机类型,选择第一项“Symantec Ghost”,并选择 Ghost.exe 文件所在的位置,默认为“C:/Program Files/Symantec/Ghost/ghost.exe ”。 下一步“网络设置”,如果配置了 DHCP,可选择第一项“由 DHCP 指定 IP 设置” 。由于没有配置 DHCP,我们选择了第二项“静态定义 IP 设置”,设置参数为:第一个 IP 地址:192.168.99

31、.6(与服务器在同一网段);子网掩码:255.255.255.0;网关:192.168.99.71(服务器 IP)。 设置好 IP 地址后,按下一步选择制作引导盘的目的驱动器,默认为 A 驱动器。 再按下一步,就开始带系统格式化软盘、拷贝克隆软件到软盘,并在软盘上生成克隆客户端配置文件等,从而完成克隆客户端引导盘的制作。 三、模板计算机及映像文件的准备 在进行网络多播克隆前,首先要选择一台计算机作为模板计算机,在模板计算机安装好所需的各种软件,使之能正常工作。模板计算机安装好之后,可使用克隆软件讲模板计算机的整个硬盘做成一个映像文件,传送到安装有 Ghost7.5 的服务器上,作为网络多播克隆

32、的原文件,网络多播克隆时将把这个文件的内容传送到其他客户机的硬盘上。 在服务器计算机上运行多播克隆服务器程序。打开“开始”菜单,选择“程序”-“Symantec Ghost”-“Ghost Cast 服务器” 。在服务器程序界面的“会话名称”框中,可输入任意字符,代表本次任务的名称,例如可在此处输入“xq” 。 选中“从客户机转储”单选框。 在“映像文件”框中,给模板计算机的镜像文件取一个名称,并确定保存在本机的路径,如输入“dxq2.gho” 。因为,此镜像文件要包括的是模板计算机的整个硬盘 ,所以还要选中“磁盘”单选框。 单击“接受客户机”按钮,等待客户机( 此时即指模板计算机)的连接。

33、在模板计算机上用客户端引导盘启动计算机,进入 Ghost7.5 克隆程序的界面。 在 Ghost7.5 克隆程序的菜单中,选择“GhostCast/Multicast” 。接下来程序要求输入克隆服务器会议名称,此时输入“xq” 。 随后,克隆程序就将模板计算机的整个硬盘数据克隆成一个.gho 的文件传送到克隆服务器上去。 四、网络多播克隆的实现 准备好了克隆服务器、模板计算机的镜像文件,以及客户端引导盘,接下来就可以实施网络多播克隆了。 在服务器计算机上运行多播克隆服务器程序。打开“开始”菜单,选择“程序”-“Symantec Ghost”-“Ghost Cast 服务器” 。在服务器程序界面

34、的“会话名称”框中,输入“xq1” 。 选中“装载到客户机”单选框。 在“映像文件”框中,给出镜像文件所在的路径“dxq2.gho ”。选中“磁盘”单选框。单击“接受客户机”按钮,等待客户机的连接。 在客户机上( 由于实验环境所限,模板计算机和客户机使用同一台计算机)用引导盘启动,进入 Ghost7.5 克隆程序的界面。 在 Ghost7.5 克隆程序的菜单中,选择“GhostCast/Multicast” 。接下来程序要求输入克隆服务器会议名称,此时输入“xq1” 。 按“OK”按钮后,就会自动连接上克隆服务器,此时在服务器端的窗口中可看见客户机 IP 地址,表示客户机已经登录。在客户机上选

35、择好本地的目标驱动器后,就等待服务器开始克隆。 服务器端按“发送”按钮,就开始网络多播克隆了。 五、实际意义 由于许多学校机房使用率较高,加上有些学生操作不当或操作不熟练,极易造成计算机系统运行不稳定甚至崩溃,为了教师及学生正常使用,有效而快速地维护计算机系统已成为各机房管理人员所最为关注的问题。 摘要:本文介绍了在文科院校没有计算机硬件实验条件下,借助 EDA 软件来解决计算机实验的问题。文章分析了计算机实验对计算机硬件教学的重要性,并以层次化方式设计了以 EDA 软件 Quartus II 为实验平台的计算机系统实践教学方案,为缺乏硬件实验设备的院校探索了一条经济适用,简单易行的实践教学方

36、法。 关键词:计算机系统;仿真实验;EDA G642 随着计算机技术的普及和深入,很多文科院校都开办了计算机相关专业,如信息管理与信息系统专业和电子商务专业,虽然这些专业有的隶属于管理学院,有的以独立学院的形式出现,但无论以何种形式存在,计算机类课程都是其教学的主要内容。在本科教育从精英人才培养向普及型教育转变的时代,人才培养的目标已从过去培养造就研究型人才向具有坚实理论基础和丰富实践能力的应用人才培养目标转变。为此,文科院校开设的计算机课程越来越多,这种以实验技术为基础的课程看不见、摸不着,完全靠实验来了解其内部工作过程的课程令文科院校学生十分困惑,因此,在文科类院校建立计算机教学实验环境就

37、是迫切需要解决的问题之一。 1 文科类院校计算机实验所面临的问题 众所周知,计算机类课程属于理工类课程,而理工类课程的学习就离不开实验室,这对理工类院校的专业来说不是什么问题,但对文科类院校,由于过去多年形成的惯性思维和基础环境,对实验课理解的偏差,把计算机实验片面理解成计算机软件的使用,把流程的模拟软件当作了计算机实验。因此,文科院校几乎没有像理工院校那样的实验室,所谓的实验室就是几个计算机房,安装一些常用软件或模拟软件,如 Microsoft Office、EVIEWS、QSB 等,学生无法完成探索性实验。这一方面是由于人文科学的实验受主观因素影响比较大,过去以定性研究为主,即使现在大量引

38、入了定量分析,也主要是借助统计学理论进行数据处理,其对实验环境要求也不像理工科那么直观。在这种大背景下,文科院校很难建立像理工科院校那样的专业实验室也是情理之中。这对需要掌握计算机内部结构知识的计算机相关专业,如信息管理与信息系统专业的基础教学影响很大。由于计算机底层知识(如数字逻辑、计算机组成原理、计算机网络等课程)需要大量实验支撑,致使这些课程的教学缺乏直观性、可操作性,严重影响了教学效果和学生的学习积极性,本来比较直观、深受学生喜爱的实践应用型课程就完全变成了理论课,没有实验环境和实验课,给学生的理解带来很大困难,结果是学生不喜欢上这些课程。 事实上,在文科院校建立像理工类院校的实验室也

39、不现实。首先是利用率问题,相比理工院校,在文科院校的理工类专业学生人数少,使用这类实验室的也只有本专业的学生和极少数选修二学位的其他专业学生。人数少,专业单一,这就很难保证实验室的利用率。其次是认识问题,这类院校中信息管理、电子商务等专业都不是学校的主流学科,既然不是主流学科,当然也不是投资重点,能保证对其他学科的支撑保障作用就足以,投入“巨资”发展是很难的。 正确认识自己的地位和环境之后,我们应该学会在夹缝中寻求发展,探索一条适合文科院校实验室建设的新思路。我们探索了计算机实验教学模拟化方法,这也许是一条在机房建立实验室的可行之路。 2 当前实验和模拟教学软件的发展现状 计算机教学软件分为模

40、拟教学软件和实验软件,模拟教学软件近年有了飞速的发展,但应用领域很不平衡,在中小学电子辅导材料中深受学生欢迎的计算机模拟实验演示软件直到近年教育部提出重点发展实践教学以后才引起高校的重视。事实上,计算机辅助教学技术的发展已经达到了相当高的程度,只要看看在计算机辅助设计中大量使用的软件,在电子游戏中大量使用的参与型操作软件,就能想象到这些技术应用到计算机实验和模拟教学中会产生多大影响。相对而言,现在财经类大学深受欢迎的各种操作实务型过程模拟软件,在代替学生直接参与企业实践方面发挥了有效的作用,是培养学生掌握某一特定技能的高效模拟软件。如上海育文公司的“科荣电子商务模拟教学软件” 、网络证券、期货

41、、外汇、财会网络系统和电子银行模拟软件、上海远恒电子工程有限公司的“YHLog物流模拟实习平台”实验室教学软件等都得到了很好的应用,特别是一些主要软件提供商,像用友和金蝶等也推出了教学版软件。 应用在计算机技术方面的教学模拟软件近几年发展迅速,有思科网络学院推出的各种模拟器(如 Routersim CCNP),OPNET Technology 公司的 OPNET Modeler,UC Berkeley 开发的 NS2,Cadence 公司的 SPW 仿真软件,以及华为公司的网络实验模拟器软件,这些实验模拟系统都是网络公司针对自己产品特点而设计的,推出的目的是配合网络管理人员学习本公司产品的使用

42、方法,很难作为学生学习一门课程的教学实验软件。这类软件重视操作,对学生理解掌握原理和研究探索作用不大,属于培养技能的教学软件。 在计算机方面可以作为仿真实验的主要是一些功能比较完善的 EDA 软件,如Altera 的 QuartusII,Xilinx 的 ISE,Lattice 的 ispLEVER 等数字电路设计仿真软件,这些软件为用户提供了各种门器件、编码器、译码器、加法器、触发器、组合逻辑器件、时序逻辑器件等数字电路常用器件,用户可以用这些器件自由地搭建各种数字电路,构建计算机。软件提供的仿真工具可以让用户方便地进行数字电路仿真分析,这些软件作为辅助工具应用于实验课的模拟教学,作为没有硬

43、件实验室院校学生教学实验,可以大大提高这类院校学生对相关课程的理解和兴趣。 3 计算机系统实验方案 没有配备计算机硬件实验环境的文科院校,计算机硬件课程教学以理论讲授为主,缺少实验支持,学生学习硬件缺乏兴趣,对内容的理解不深刻,学习主要靠死背硬记,教学效果欠佳。在教育部关于提高教学质量的1、2 号文件精神指引下以及利用计算机模拟教学的呼声日渐受到教育主管部门的重视的大背景下,我们尝试了用 Altera 公司的 QuartusII 作为计算机系统的实验模拟工具,收到了良好效果。 课程实验设置分为三个层次阶段,第一阶段是基础电路实验阶段,学生完成组成计算机单元电路的设计和仿真实验;第二阶段是计算机

44、组成实验阶段; 第三阶段是控制器设计和运行实验阶段。 3.1 电路基础实验 基础电路实验的目的是使学生掌握各模块功能,重点理解逻辑电路和时序电路的差异,实验包括加法器、译码器、寄存器的设计和仿真。加法器实验从 1 位加法器开始,把逻辑表达式转换成逻辑电路,实验电路如图 1 所示。把设计好的电路封装后组成 4 位加法器,并通过功能仿真实验观测设计的正确性。例如,被加数 Ai(i=0,1,2,3)的值为 0010,加数 Bi 为 0101,输出和 Si(i=0,1,2,3)为 0111,学生可以从仿真波形图中直接读出结果。 图 1 一位全加器电路 3.2CPU 组成实验 第二层次阶段是计算机组成实验,这一阶段的重点是使学生掌握功能模块的输入/输出控制机制和总线概念。实验包括算术逻辑运算器 ALU 实验,存储器 MEMORY,累加器Accumulator,计数器 COUNTER 等。控制器和指令译码器不在这个阶段实验 ,把它以一个黑