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《计算机的硬件组成》教学设计

时间：2024-06-20 16:30:47 教学设计我要投稿

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《计算机的硬件组成》教学设计

　　作为一名为他人授业解惑的教育工作者，常常要写一份优秀的教学设计，教学设计是连接基础理论与实践的桥梁，对于教学理论与实践的紧密结合具有沟通作用。那么应当如何写教学设计呢？下面是小编为大家收集的《计算机的硬件组成》教学设计，仅供参考，大家一起来看看吧。

《计算机的硬件组成》教学设计

《计算机的硬件组成》教学设计1

　　一、教材分析

　　本课是冀教版初中信息技术第一单元第二课第二课时，主要对整个计算机硬件系统进行简要介绍，通过本节课的学习，揭开计算机的神秘面纱，使学生充分了解计算机硬件系统的组成，为后续知识的学习和操作，打下坚实的基础。本节课的内容涉及很多专业术语，这些术语都是比较难理解和掌握的，大多数学生学习起来有一定的难度，教师在教学中可以通过学习活动，引导学生观察、分析、比较、归纳和总结，使之逐步掌握《计算机硬件系统的组成》的知识。

　　二、教学对象分析

　　本课程的教学对象是初中生，具有活泼好动的特点，怀着对初中生活的憧憬来到一个新的环境里，对每样事物都充满着好奇，都想去探个究竟。随着社会的进步，计算机的使用范围越来越广，计算机的硬件发展越来越迅速，计算机在家庭中的普及程度越来越高，很多学生的家中都有了计算机，但对计算机的认识可能仅仅局限于上网与打游戏，对于计算机硬件系统也只能从自己可以看到的来理解，认识比较片面，通过学习本节内容，可以让学生系统地认识计算机硬件系统。

　　三、教学准备

　　多媒体设备、CPU、CPU风扇、内存条、硬盘、主板、整机一套（未组装）

　　四、教学目标

　　知识目标：

　　1、掌握外部设备的组成；

　　2、识别主板、CPU、内存、硬盘并掌握其作用与性能指标；

　　3、能识别其他部件如显卡、声卡等并了解其作用；

　　4、了解组装计算机的主要部件的过程。

　　能力目标：

　　1、培养学生的科学精神、创新精神和实践能力，提高学生对信息社会的适应能力

　　2、培养学生敢于动手、乐于动手的能力，以及理论联系实物的能力

　　情感目标：

　　1、通过教学探索，激发学生探求未知、认识新知的愿望，提高学习的积极性和主动性

　　2、通过介绍国产软件，对学生进行爱国主义教育，学生感受到知识的价值，对学习计算机产生深厚的兴趣。

　　五、教学重点、难点

　　1．教学重点

　　计算机硬件系统的组成、结构及各主要部件的作用。

　　2．教学难点

　　计算机硬件系统的组成及结构。

　　六、教学策略

　　本课的教学内容涉及较多专业述语、名词和概念，其中很多与学生日常接触到的内容不一致。因此在设计教学情境和活动时，通过展示计算机实物和观察多媒体图片，引导学生根据这些体验，认识所学内容，掌握专业词汇，理解概念，自主归纳总结出系统结构图，同时培养学生自主探究、协作学习的能力，完成教学任务。

　　七、教学过程

　　一、导入

　　小活动：用摄像头现场拍摄照片，然后立即通过投影仪展示给大家看。（用以吸引学生注意力和学习兴趣）

　　教师提问：大家知道我刚才用的这个计算机设备叫什么名字吗？学生回答：摄像头

　　教师讲解：对，摄像头是计算机中一种很重要的输入设备，把我们平时见到的图像信息和视频信息输入到电脑中，像这样有用的设备，计算机中还有很多。今天我们就一起来学习一下，计算机硬件系统的组成（板书），你们想不想学？

　　学生回答：想！

　　二、新授

　　1、出示教学目标：（请同学齐读）

　　知识目标：

　　1、掌握外部设备的组成；

　　2、识别主板、CPU、内存、硬盘并掌握其作用与性能指标；

　　3、能识别其他部件如显卡、声卡等并了解其作用；

　　4、了解组装计算机的主要部件的过程。

　　能力目标：

　　1、培养学生的科学精神、创新精神和实践能力，提高学生对信息社会的适应能力

　　2、培养学生敢于动手、乐于动手的能力，以及理论联系实物的能力

　　情感目标：

　　1、通过教学探索，激发学生探求未知、认识新知的愿望，提高学习的积极性和主动性

　　2、通过介绍国产软件，对学生进行爱国主义教育，学生感受到知识的价值，对学习计算机产生深厚的兴趣。

　　2、新授

　　教师提问：大家都知道，计算机又被人们称为“电脑”，这是一种比喻，就好像用电的人脑一样，是人脑功能的延伸和扩充。因此，要了解计算机各部件的构成和作用，首先要了解人体各部位的功能。请问：人体的哪一部分能够进行计算，是人脑，还是四肢或五官？学生：是人脑；

　　老师：我们每个人都能记住自己的名字，人体的哪一部分能够进行记忆，是人脑，还是四肢或五官？学生：是人脑；

　　老师：人脑能命令我们的四肢和五官做出各种活动，是整个人体的中心。那么一个人光有大脑没有四肢和五官行不行？

　　学生：不行。他没办法说话走路和写字。

　　老师：是啊！人脑再重要，也必须依靠四肢和五官将自己的功能发挥得尽善尽美。（将计算机各部件的功能与人体各部位的作用建立形象对照。）

　　老师：计算机也同人一样，有相当于大脑的中心部件，也有相当于四肢和五官的外部设备和辅助部件。我们先来介绍外部设备。

　　教师：下面我请同学们将你知道的外部设备给大家分享一下，同时请你自动把它分一下类，是输入设备还是输出设备。学生：

　　输入设备：将信息输入给计算机的设备，常见的有键盘、鼠标、麦克风、摄像头等输出设备：将信息输出计算机的设备，常见的有显示器、音响、打印机、投影仪等教师：刚才我们介绍了各种外设，包括输入设备和输出设备，它相当于我们的四肢和五官，同学们猜一下计算机的大脑和心脏在哪里呢？答案是主机箱里，计算机中最主要的部件都存放在这里。

　　教师：我请同学们用3分钟时间快速浏览一下课本第18到第20页，同时请同学们组织一下语言，你来给大家介绍一下主机箱里你觉得很重要的的部件，并说出它重要的理由。教师讲解：谁能给大家介绍一下，在主机箱里，你认为的很重要的部件？（接下来学生的顺序也许和教案的顺序不一样，要随机应变，根据学生的顺序而改变讲解的顺序）

　　学生：中央处理器（CPU）

　　教师补充：实物的样子：平时大家见到的是它外部的散热片和风扇，是因为它要高速运转，因此产热量也大，如果不加散热片和风扇的话，电脑一开机就当。但是它真实的样子是这样的（出示图片，有正面和反面的）它的表面是一张金属包的标牌，上面有CPU的型号、性能指标、产地等基本信息。标牌下面的才是真正的那张芯片，反过来，这么多密密麻麻的针脚是CPU和主板连接的部分，它们排列成正方形。但是为了区分方向，四个角上有一个角是缺一针的`，并且在它相对应的标牌的那一面，也是有一个金色三角形的指示标识的。

　　（多媒体展示CPU的实物和图片）

　　内部组成：它由控制器和运算器构成，它是一种封装好的超大规模的集成电路组成的系统部件，具有运算、处理和控制的功能，是计算机的核心部件。

　　功能：它的性能好不好，直接决定着这台计算机的性能的好与坏。他的一个重要的一个性能指标是时钟频率，简称主频。用来表示中央处理器的运算速度。主频越高，中央处理器的运算速度越快。目前流行的个人计算机中央处理器的主频已超过2GHz。

　　品牌：常见的中央处理器的品牌有：AMD和Intel，在现在的市场上，AMD的运算速度更快一点，如果想要玩大游戏的时候不卡的话，最好选用AMD的CPU，只是它的价位稍高一点，Intel的CPU，现在发展的也不错。

　　安装时注意事项：CPU功能这么强大，但是它却是一个娇气的家伙，安装它的时候却需要小心再小心。下面请大家看一下一段视频，是如何安装CPU和它上面的风扇的。

　　教师点拨：现在常用的CPU一般都是马来西亚、新加坡等一些地区生产的，我国虽然有一些自主研发的处理器，但是从稳定性和运算速度上来说，还是差的很远，但是外国有关的技术封锁的很紧，中国人要用CPU就必须得买他们的产品，因此希望同学们能认真学习，在不远的将来为中国研发出高速高质的国产CPU。

　　教师提问：谁还能像刚才那位位同学一样给大家介绍一下，在主机箱中，你认为的很重要的部件呢？学生：内存储器教师补充：

　　实物的样子：它是多个寄存芯片集成在一个线路板卡上，一般是绿色的，长条的，常被称为内存条。在内存条的下方，有一系列的表面镀金而且导电的触片，排列如手指状，被称为“金手指”，它是与主板进行连接的部分。为了区分方向，金手指的一端有一个缺口，没在正中间，同样，在主板的内存插槽上也有相应的隔断，插错了方向是插不进去的，除非你使劲硬插，但是我强烈建议你不要这样做。

　　功能：它是计算机的临时存储单元。输入计算机的信息暂时存放在这里，等待中央处理器的提取和处理。虽然硬盘也有储存资料的作用，但是他们俩的速度相当于是闪电侠和乌龟。但是很不幸的是，内存储器必须在供电的状态下才能保存资料，电源一拔，里面立刻空空如也。

　　容量：内存储器的容量的大小也直接影响计算机的运算性能。一般为512M到4G。扩大内存也可以通过增加内存条的数量或更换大容量内存条的方式实现。

　　使用注意事项：随着每日频繁的计算机启动和关闭，芯片不断被加热和冷却，慢慢地芯片会偏离出插槽。最终导致接触不好，产生内存错误。

　　品牌：现在一般好的内存条的品牌主要有金士顿、宇瞻、现代等。

　　教师归纳量知识点：存储容量的基本单位是字节（Byte），用B来表示，一个汉字占两个字节，一个英文字母占一个字节。常见的容量单位有KB（千字节），MB（兆字节），GB（吉字节）它们之间的换算关系是：1KB = 1024B，1MB= 1024KB，1GB = 1024MB。

　　教师提问：还有没有你认为重要的部件呢？学生回答：外存储器，教师补充：它是长这个样子的。（出示图片）

　　主要用于长期存放信息的存储器，它的存储量大，断电后数据不会消失，存取速度比内存慢的多，常见的有硬盘、软盘、光盘、优盘等。

　　硬盘容量常用GB表示，现在一般的硬盘通常在几百G以上。

　　它不能直接和主板进行连接，必须通过电源线和数据线和主板进行连接。因此也是早成它存取信息速度慢的一个很重要的原因。

　　教师归纳：输入设备、CPU（控制器、运算器）、存储器、输出设备，构成了计算机系统的硬件系统。

　　（注意：在讲解硬件设备的过程中，一一展示实物，并用大家熟悉的称谓、型号来讲，并指出它们各自的相似与不同。比较我们国家的硬件生产发展与国外的差异，用以激发学生的爱国热情和学习动力。）教师提问：你绝对不会看漏一样东西，因为装在主机底部的就是它，如果没有意外的话，它就是电脑里最大的零件。

　　学生：主板

　　教师：老师可最喜欢它了。因为它为中央处理器、内存和各种功能卡（如声卡、显卡、网卡等）提供插槽，为各种存储设备、输入输出设备提供接口。

　　（出示图片，详解各接口的连接设备，尤其要点明各接口的颜色是相对固定的）而且它的功能也越来越强大，实行三包四包五包政策，可以实现显卡声卡网卡等一系列的功能。插在它上面或周边的零部件，都是由CPU控制的。简单的说，主板就是CPU与各零部件的沟通的平台，形成一套完整的系统。

　　教师问：大家看的显示器和投影仪输出出来的图像很好看，其实是一个零部件发挥着重要的作用的。那就是显卡。

　　显卡，看名字也就知道了它的作用，是将主机的输出信号转换成字符、图像等信号，传送到显示器上显示。它的名字是显示适配器，是连接主机与显示器的接口卡。一般集成在主板上，你也可以根据自己的使用需要，比如看3D的画面或影片，或者处理一些图片或照片，你就可以购买一个独立的显卡，安装在主板的插槽中。

　　教师问：人们看到的是显示器输出出来的信息，那么人们听到的信息是从哪里发出来的呢？

　　学生回答：音箱播放出来的，教师点拨：对，音箱播放的也是计算机发出来的声音，但是音箱还有耳机只能播放声波那样的模拟信号，计算机发出来的只能是数字信号，是主板上的一个零部件实现了模拟信号和数字信号之间的转换，你知道是哪个零部件吗

　　学生回答：声卡

　　教师点拨：对，就是声卡。它是专门处理音频信号的接口电路板卡，可以连接话筒、音箱、耳机等设备。

　　教师讲授兼小总结：请同学看一下书第21页信息岛内容，结合大屏幕的图，用三分钟的时间，试着分析一下，这些输入输出接口都是连接哪些外部设备的？三分钟时间到的时候，可就不许看书了（给学生一点紧迫感和压力感，以促使学生的学习）

　　教师学生互动：反复指认，反复记忆（提示学生，往往电脑上的插口的颜色也是为了提醒使用者不要差错，比如键盘的紫色插头、鼠标的蓝色插头耳机的红色插头和绿色插头）

　　小活动：教师：那现在老师这里有一个任务需要大家的帮助了，你能帮我一下吗？教师：现在，咱们七年级综合办公室的老师们要用电脑来备课，我从电脑城买了一套设备回来了，（将各个设备一一展示，并加强学生对设备的认识）谁能帮我组装一下，使它们能正常使用。每五个人一组，可以互相商量，限时一分钟。

　　学生：现场演示

　　教师：没到前面来的同学不要失望，这个主板留在教室里让你们看一天，有什么不会的问题下课后可以互相交流。

　　3、总结

　　教师：同学们，我们这节课学了这么多重要的零部件，对电脑有了一个最简单的了解了。现在请同学们试着总结一下，电脑的硬件系统是由哪几部分组成的啊？

　　输入设备：键盘鼠标摄像头麦克风扫描仪等输出设备：显示器投影仪打印机绘图仪音箱等

　　主

　　机：中央处理器（CPU）、外存储器（硬盘、U盘、光盘等）

　　内存储器、显卡、声卡等

　　4、当堂练习：

　　课后小记：

　　我认为我这一节课最大的亮点就是充分考虑了学生学情，设计一个比较好的情景引入来激发学生好奇心和求知欲，在兴趣的引导下主动获取知识，变“要我学”为“我要学”，第二个就是在能过这节课的学习活动，学生能感受到一种克服学习上的困难，产生获取新知，有一种成功的喜悦。在一种“学海无涯乐作舟“中无形提升了信息素养。

《计算机的硬件组成》教学设计2

　　一、教学目标

　　知识目标:认识计算机的硬件组成,掌握其功能,并能对各种硬件进行识别。

　　能力目标:培养自主学习、探究问题、动手实践的能力。

　　德育目标:通过合作学习,培养团结协作的意识。

　　二、教学重点、难点

　　重点:计算机硬件系统的组成及功能。当出示硬件的实物或图片时,学生能回答出它们的名称和基本作用。

　　难点:CPU和存储设备的主要参数。

　　三、教学准备

　　计算机硬件、学生每人一台计算机、自制的介绍计算机硬件组成的课件。

　　四、教学过程

　　1.创设情境引入课题

　　师:20xx年9月2 5日,我国神舟七号载人航天飞船发射成功。我们共同见证了这一历史时刻,真是让人激动不已。请问,飞船在太空航行,地面上的人们是通过哪些设备来控制它呢?

　　学生兴奋了起来,开始七嘴八舌地议论。

　　生:我看到北京指挥控制中心有好多台计算机哟,人们一定是通过计算机来控制天上的飞船的。

　　师:对。飞船能够成功发射,计算机功不可没。同学们喜欢计算机吗?

　　生(异口同声) :喜欢。

　　师:那让我们一起来探索计算机的奥秘吧。今天,我们先学习计算机的硬件系统(板书课题) 。

　　设计意图:通过回顾学生关注的真实事件来激发他们的学习兴趣,增强学生的求知欲,顺利引入课题。

　　2.以“易”导学分析主题

　　师:同学们还眷恋小学生活吧?今天,我们就穿越时光隧道再次回到小学课堂,来计算一道数学题。请同学们准备好草稿纸(故意的,其实不需要) ,计算9+6÷3=? (板书) 。

　　生1:等于11。

　　师:你真聪明,恭喜你答对了。说说看,你是怎样得出结果的呢?

　　生1惊讶状。

　　师:大家想一想,要计算这道题需要几个步骤?

　　生2 (在教师的引导下) :第一步,通过眼、耳等感觉器官将信息输送到大脑并存储起来;第二步,对这一信息进行加工处理(先算出6÷3=2,再算出9+2=11) ;第三步,由大脑控制人把最终结果以某种方式(用嘴描述或用手书写)表达出来。

　　师:正确。计算机正是模仿人脑进行工作的。首先,通过输入设备将程序和原始数据送入内存,告诉计算机要做哪些事、按什么步骤去做。然后,计算机从内存中取出指令送到控制器去识别,分析该指令要做什么事。控制器根据指令的含义发出相应的命令,控制各部分的工作。当运算任务完成后,根据指令将结果通过输出设备输出。由此可见,计算机计算这道题应该经历的工作过程是?

　　生3:输入→存储→运算→输出。

　　师:那么,计算机要想完成这样的工作过程,必须有支持它的硬件设备,即输入设备、存储设备、控制设备、运算设备和输出设备。由于厂家在生产时把运算器与控制器集成到一起了,我们又称集成的部分为中央处理器,简称CPU。

　　设计意图:要想让学生更好地理解计算机的硬件组成,应该先让学生知道计算机的工作过程。如果仅凭简单枯燥的讲述,学生不能产生深刻的'体会。在这个环节,教师巧妙安排,让学生先来看一看人是如何解决数学问题的,再引申到计算机,从而更容易地理解计算机硬件系统的组成。

　　3.小组合作探讨功能

　　(1)分配任务自主探究

　　教师将学生分为四个小组,每个小组推荐一人担当小组长。每个小组借助教师准备的资源,探究一部分任务,分工如表1。

　　在这个过程中,教师深入到每个小组中进行指导和点拨。由于给了学生充分的自主探究的机会,他们的积极性较高。

　　(2)交流成果总结任务

　　师:现在我们请每个小组展示自己的成果,然后大家讨论。

　　教师总结,学生将结果填入表中(见表2) 。

　　设计意图:本环节采用分小组、分任务自主探究的方式,充分体现学生的主体地位,培养他们自主探究、动手实践及团结协作的能力。

　　4.全课总结提炼精华

　　师:现在我们一起把前面得出的结论总结一下。

　　学生总结,教师板书:

　　师:上面是计算机硬件系统的组成,同学们明白什么是计算机的硬件了吗?

　　生:构成计算机看得见、摸得着的部件称为计算机硬件。

　　师:光有硬件能构成完整的计算机系统吗?

　　生:不能。

　　师:为什么?

　　学生发表各自的观点。

　　师:光有硬件的计算机,我们叫它“裸机”,就像是“植物人”,不能做任何事情。只有安装上软件系统才能称得上是完整的计算机。同学们想更好地学习软件系统,那就期待下一节课的讲解吧。

　　5.拓展延伸学以致用

《计算机的硬件组成》教学设计3

　　计算机组成原理是计算机专业及其相关专业的一门专业基础课程,在计算机硬件课程体系中起着承前启后的作用,具有举足轻重的地位。该门课程理论性强、较为抽象、内容繁杂,学生在学习过程中容易感到枯燥、乏味、难于理解,对所学的知识较难有一个感性的认识。实验教学有助于对抽象理论的理解,增强学生对计算机各部件的感性认识,因此对整个课程的教学效果具有决定性作用。

　　一、计算机组成原理课程特点

　　1.理论性强。

　　计算机组成原理着重讲述了单处理机系统的组成和工作原理,其中涉及了较多的理论性研究内容,例如计算机系统的层次结构、运算器、存储器、中央处理器、输入/输出设备、总线等部件的基本构成及其工作原理[1],从而造成学生对所学的知识容易感到枯燥、乏味,提不起学习的兴趣,影响相应的教学效果。

　　2.内容抽象。

　　课程中所讲述的内容涉及的是各部件的内部结构,但这些部件均被高度集成化或进行了封装,学生无法获取一个直观的印象,只能靠书本上的一些原理图和老师的讲解来理解所学内容,这就造成学生常常反映所学内容较为抽象,理解困难,无法将所学的知识具体化、形象化。例如CPU内部具体的构成,它是如何进行指令的执行和数据的处理,存储单元具体又是如何寻址、如何组成相应的存储器等问题。

　　3.内容繁杂。

　　该门课程中每个章节涉及到的各种概念及原理繁多且复杂,使得学生对一些基本概念容易混淆,如对CPU周期、指令周期、存储周期、总线周期等概念的区分[2];另外在学习该门课程前还必须先修一些其他相关课程,增加了学生学习的难度。如在学习运算器章节前应先学习数字电子技术课程,在学习存储器记忆原理时还需先学习模拟电路课程,在学习磁表面存储器的读写原理时对相关的物理学知识也需有所掌握[3],因此造成学生对所学知识的理解困难,不易记忆。

　　二、设置综合设计性实验的必要性

　　传统的实验教学一般是作为理论教学的补充和辅助,大多以验证为目的[4],使得学生的动手能力没有得到充分的发挥,通常学生只是按照实验书上列出的步骤进行按部就班的操作,没有对所做的实验进行深层次的思考和认识,限制了学生的创造力。另外验证性实验通常是各单元部件的实验,这样就使得学生在完成实验后,还是无法将所学知识进行系统性的整合,从而清晰地建立一个计算机整机的概念,造成了学生对整个知识体系掌握的片面性和模糊性。本课程的教学目标是要培养学生对计算机硬件结构的分析、应用、设计能力,并在此基础上培养其创新能力。要完成这样的教学目标,显然传统的验证性实验教学是无法达到的,因此在验证性实验的基础上开设综合设计性实验,将运算器、存储器、微程序控制器等各单元部件实验内容进行有机的结合,就显得尤为必要。

　　三、实验教学模式的改革

　　要想激发学生的学习兴趣,培养学生分析、设计、调试、创新能力,较好地完成综合设计性实验的教学,采用传统的“教师主讲式”教学模式无法达到这样的要求,必须采用以“教师为主导、学生为主体”的教学模式。教师作为教学的设计者及组织者要最大限度地引导学生参与到整个教学过程中,让每个学生都积极参与学习的全过程并有所发展,成为学习的主体。还要将多种教学方法灵活运用到整个实验教学过程中的不同阶段,这样才能激发学生学习的兴趣,将理论教学和实践教学相结合,帮助学生建立计算机整机概念,培养学生的创新思维和意识,使其具有相应的设计和动手能力。以下就以设计一台基本模型计算机为例讲述综合设计性实验的教学实践方法。

　　四、基本模型计算机实验的教学实例

　　1.实验目的及内容。

　　CPU的组成及微指令的执行是计算机组成原理课程中的重点和难点,学生通常会对微指令与机器指令如何存储和执行感到困惑, CPU如何正确地从主存中取得机器指令?微指令序列如何“解释”相应的机器指令并正确执行?微指令的执行顺序如何确定?要解决这些问题,光靠理论课的讲解还不足以使学生有深刻的认识和理解,各单元部件的验证性实验也无法很好地解决学生的这些疑问。必须是将运算器、存储器、微程序控制器等单元部件组合成一台基本模型计算机,通过为其设计几条机器指令,并编写相应的微程序,上机进行调试、验证等一系列的操作,才能使学生通过完成这样的综合设计性实验,清晰地建立一个整机的概念。

　　2.具体实践方法。

　　要很好地完成这样一个实验,指导教师必须对学生进行正确的引导,可将启发式、任务式[5]、讨论式[5]几种教学方法融合进这个实验的教学中,在实验的不同阶段使用不同的教学方法,调动学生的积极性,发挥其创造性,让学生积极思考,动脑设计,动手操作,从而达到提高教学效果的目的。 (1)设计阶段。该阶段主要是帮助学生对所要完成的实验内容进行相应的分解,分析所要解决的关键问题、寻找合理的解决方案、协助其理清思路,此阶段可以运用启发式和讨论式教学法。教师首先应启发学生将复杂的实验内容进行合理的步骤分解,找出完成实验的关键点,并让学生以小组为单位讨论实现关键步骤的合理解决方案,从旁点拨和引导学生主动思考和进行设计。关键步骤包括:首先让学生分析要完成这个实验,必须使用到哪些相关单元部件、有哪些关键步骤,这样还能使学生重新回忆曾经做过的单元部件的`相关实验,增强学生对已学知识的记忆;确定需要用到的相关部件后,还得确定这些部件如何进行数据的传递,它们之间需要有哪些连接线用以控制它们正确的进行工作;让学生讨论、分析所要执行的指令都完成了哪些功能,指令和数据应该如何进行存储,指令的字长是多少,需要占用多少存储空间;启发学生根据所给的指令助记符写下正确的机器指令代码,确定相应的指令和操作数在存储器中的地址;引导学生根据指令助记符的要求设计数据通路框图,画出相应的微程序流程图,并确定相应微指令的微地址。这部分属于实验中较为重要和困难的部分,是考验学生对该部分知识掌握情况和设计、思维能力的一个重要环节;结合已知的该实验机的微程序控制器原理图和微指令格式,将设计出来的微程序流程图转化为相应的微指令序列,并以列表的方式将所用到的微指令列出,要求具体到每个微命令信号。这个环节较为复杂,需要学生有很强的逻辑思维能力和设计能力,并且对相关的微指令中各微命令信号较为熟悉。在此还应让学生弄清相应的微指令在控制存储器中对应存储位置的分布情况。 (2)调试测试阶段。该阶段主要是锻炼学生的动手能力,以及对问题的分析能力,可检验学生对之前所做的存储器单元和微程序控制单元实验的掌握情况。其关键步骤包括:指导学生将相应的机器指令代码写入存储器中并检验写入存储器的数据是否正确;指导学生将相应的微指令代码写入控制存储器中并检验写入控制存储器的数据是否正确;让学生按照单步微程序、单步机器程序、程序运行与暂停三种不同的方式来运行写入的机器程序和微程序,并记录下相应的结果;让学生分析实验所得结果是否与理论设计相符,如果不相符时,可引导学生讨论分析每一条微指令运行的结果中其微地址部分、PC地址部分、存储器地址部分、当前总线内容部分是否正确,是否与相应的微程序流程图吻合。引导学生逐步找出未能正确完成实验的原因,并改正设计中的错误或遗漏之处,助其顺利完成实验,培养其分析问题、解决问题的能力,增强其自信心。 (3)提高阶段。该阶段主要目的是检验学生在前两个阶段是否已正确掌握所学的知识,并能将所学知识较好地进行融会贯通、灵活运用。此阶段可通过任务式教学法完成该环节的实验教学,关键步骤包括:教师根据学生之前完成基础实验内容的具体情况,进一步设置不同难度的附加实验任务,比如增加机器指令的条数、更改操作数的寻址方式、增加中断功能等,针对不同难度的任务设置不同的奖励分数,学生可根据自己的能力选择不同难度的任务,完成低难度任务后可挑战更高难度的任务。这样不同能力层次的学生都可以得到充分的锻炼,不会因为任务过难或过易而失去学习的兴趣,使各能力层次学生的创新设计能力都得到了提高;对于难度较大的任务,可给予学生关键点的提示,让学生能根据所给提示,按任务要求正确分析出应该如何分解任务、画出微程序流程图、编写相应的微程序代码;学生再次上机实验,验证自己设计的微程序运行结果是否正确;教师验收实验结果,并对学生进行简单答辩,考核学生对实验内容掌握的真实程度,并记录下相应的成绩以备成绩评定时所用。

　　通过以上几个阶段的实践教学后,学生对模型机内各部件如何传递数据、CPU如何执行指令序列就有了较为清晰的认识,从而达到了帮助学生建立整机概念的目的,有效提高了教学效果。本方法经过实际运用到实验教学中,取得了不错的教学效果。

　　3.成绩的考核。

　　综合设计性实验以激发学生学习兴趣、帮助其内化知识、运用所学知识解决问题、培养其创新能力为目的,实验考核注重的是对分析能力、设计能力、创新能力的考核,不能单纯以是否完成实验内容为考核标准,应综合考虑学生在实验过程中有无较强的分析能力、设计中是否有巧妙之处、完成任务的方法是否有创新点、实验报告中的错误分析和自我总结处是否有自己独特的见解。综合设计性实验的成绩按实验的完成水平和难度占40%、答辩成绩占30%、实验报告的质量(包括其规范度和创新性)占30%进行配比。这样的成绩考核方式既增强了学生进行实验的自觉性又鼓励了学生进行创新的积极性。

　　实验教学是让学生在理论学习之后进行知识巩固的重要手段,在实验教学中重视综合设计性实验的开展,使其和验证性实验进行紧密的配合,才能让学生在熟悉单元部件之后正确地建立起整机的概念,从而提高计算机组成原理实验课的教学效果,培养出具有分析能力、设计能力、创新能力的学生。