计算机导论实验课存在的问题及改进措施

计算机导论实验课存在的问题及改进措施

计算机导论是中医学的一门专业一门课程，也是在深入学习其他专业课程之前掌握的一门入门课程。计算机导论对学习和掌握计算机专业完整的知识体系起着重要的引导作用,它使计算机专业的学生了解本专业基本的知识框架,以及运用这些知识能够解决的问题。实验课是计算机导论教学中的重要组成部分,就目前情况看,计算机导论实验课在实验内容和实验教学方法上都存在问题,改进和完善实验内容和实验教学方式是计算机导论课程建设中面临的重要课题。许多实验教材在实验内容的安排上只侧重于windows、Word、Excel、PowerPoint等常用软件的操作使用上,而忽视了本课程的教学目的主要是构建计算机专业知识的基本框架,引导学生进一步学习好本专业各门课程。在计算机导论实验课上,涉及专业知识很少,学生埋头于常用软件的学习上,而这些内容又与理论课上讲的内容没有直接的联系,造成理论课与实验课的脱节。学习掌握常用软件的使用操作技能是必要的,而作为计算机专业的学生,仅仅学会软件的使用显然还远远不够,要有别于非计算机专业的计算机文化基础课的实验内容。应适度削减有关常用软件使用操作类的实验学时,而增加有关构建计算机专业知识框架的实验学时,探索出一套适合于计算机导论实验的教学方法。在这里不再赘述如何学习常用软件的使用,而是在学习掌握了常用软件的操作使用之外,就加强丰富计算机导论实验内容,改进完善实验教学方式上表达几点见解。1用程序模拟技术,提高学生的自主学习能力计算机导论实验课一般安排在大学一年级的第一学期。虽然如今电脑已基本普及,而且学生在中学也学过计算机办公软件的操作技能,但是中学里学到的操作技能仅限于办公软件少量简单的操作使用,平时使用电脑更多的是上上网玩玩游戏,绝大多数学生对电脑的工作原理并不了解,极少有学生曾打开电脑机箱了解内部组成,他们对微机内部结构和工作流程几乎一无所知。在理论课已讲授了计算机发展简史、计算机系统原理和硬件子系统后,为配合理论课教学,我们特安排一个相关实验项目,此实验项目分两次做,每次2个学时共4个学时,实验目的是使学生了解计算机硬件结构和工作流程,进而对计算机原理及工作流程有一个初步认识。利用实验室的废旧微机作为实验用机供学生拆卸与安装,每2个学生一组占用一台微机互相配合做实验。在教师指导下打开机箱,使学生认识每一个零部件的名称和外观,弄清微机的几大部件如CPU、存储器、输入输出设备的位置,使学生对微机硬件有一个感性认识。同时教师通过多媒体课件中的框图、图片、文字等形式加以讲解其性能和在系统中所起的作用。讲到每个部件,便与实物对照,学生可以将它拆卸下来,然后自己再安装上。教师讲授计算机工作原理时,必须意识到学生基本没有本专业基础知识,没学过相应的前导课程,如果使用过多的专业术语,讲得过于深入,学生会越听越困惑。教师应该用生动形象、通俗易懂、更接近生活的语言来描述,让学生更容易理解。比如在讲解程序运行过程时,指令数据从外存到内存,中央处理器再从内存读取指令数据、执行指令。可以把这个过程比作一个加工原料的过程:一个人从库房里取出原料,放到工作台上,然后这个人拿起工作台上的原料进行加工。在这个加工过程中,人相当于中央处理器,具体说人手是运算器,人脑是控制器,工作台是内存,库房是外存(硬盘,光盘,U盘)。作为工作台的内存只在工作时间存放“原料”,而作为库房的外存却能长期存放“原料”。“原料”由输入设备硬盘、键盘、鼠标输入,经内存到中央处理器“加工处理”形成“产品”,再由输出设备显示器、打印机输出“产品”。这样就可以形象地描述出微机的工作过程,学生很容易领会,因而增强了学习的趣味性。然后要求学生启动微机运行一个软件,对照微机各部件实物,画出微机启动及运行程序的简要流程图,每一步涉及到的硬件都要在图上标出。通过以上内容的实验,学生对微机基本原理及工作流程有了一个初步认识,虽然这种认识是不透彻的,是带有悬念的,要使学生意识到这些悬念将在以后的相关专业课程学习中得以解决,启发了学生的求知欲,培养了学生进一步学习本专业的兴趣。2用任务强化操作计算机导论理论课涉及计算机专业各门专业课内容,而在计算机导论实验课上,由于时间有限,更因为以后将系统学习各门专业课程,不可能大量安排与专业课相关的实验内容,而只能将大部分学时用在常用软件的学习上。针对这样的实验状况,应将实验内容加以充实,在实验课上学习常用软件的同时,对与之相关的专业理论知识作概括形象的讲解,把这些讲解适时地插入到实验课中,学生在实验课上不仅学会了常用软件的操作使用方法,而且也对相关的专业课程知识有了一定的认识。比如在计算机导论实验课上有一个关于WindowsXP操作系统的实验项目,此实验项目的主要目的是学习WindowsXP操作系统的使用方法,包括文件建立、拷贝、删除、重命名等。在做实验前,教师应简要讲解操作系统的概念:操作系统能有效地组织和管理计算机系统中的硬件和软件资源,管理组织计算机工作流程,控制程序的执行,并向用户提供各种服务功能,使得用户灵活、方便、有效地使用计算机,并使整个计算机系统有效地运行的一组程序模块集合。这样使学生认识到什么是操作系统,它是做什么的以及在计算机整个系统起的作用。由于此时的学生还没学过操作系统的先导课程,缺乏本专业的基础知识,为了使学生更容易理解操作系统的概念,应该以生动形象更通俗易懂的语言去描绘操作系统:操作系统就象是一支军队的司令部,对这支部队的人员装备进行调度指挥,充分发挥人员装备的效能,使这支军队有条不紊地完成各种任务。为了使学生对操作系统有一个感兴认识,教师要求学生利用文字处理软件Word编辑一个文档,之后存盘,最后打印这个文档,使学生在实验操作中领会操作系统的作用。教师对全过程进行总结分析。首先开机运行WindowsXP操作系统,在这个WindowsXP操作系统平台上,再打开运行Word文字处理软件,编辑好文档取一个文件各存入硬盘,最后打印该文档。在这个过程中,操作系统调用了文字处理软件Word和硬盘及打印机,使软件硬件谐调运行,完成了我们的工作任务。在操作系统的指挥控制下,各种计算机资源才能被分配给用户所使用。操作系统发挥了它的处理机管理功能和存储器管理功能;在将文件存盘时,操作系统使用了它的文件管理功能,打印文件时,使用了它的设备管理功能,而且每一项功能的实现都有要运行操作系统中的相关程序。虽然这些内容可以在理论课上讲,但以学生现有的专业知识,仅以口头讲解,学生总是有“虚幻“的感觉,而将这些专业理论知识的讲解融入到实验课的实际操作中,在实际操作中体会教师所讲的内容,学生就更容易理解了。采用这种教学方法,在学会操作系统WindowsXP各种操作使用方法的同时,也对操作系统内在的原理性的东西有了一定的认识,得到了一些启示,为将来深入系统地学习操作系统这门课程作了铺垫。3高级语言程序设计程序设计能力是计算机专业学生的基本能力之一,也是计算机专业人员与非计算机专业人员的重要区别。增加有关程序设计知识的实验项目,目的是使学生初步认识程序设计需要掌握的知识结构以及这些知识在程序设计中所起到的作用,初步了解程序设计的基本步骤,在学生头脑中勾画出程序设计的基本框架,为以后学习程序语言、数据结构、编译原理和面向对象等程序设计相关的课程打下基础和指明学习方向。此实验项目分两次做,每次2学时共4学时。在实验课上,要求学生在VC++环境下编辑调试一个简单的C语言程序,通过这样一个程序实例使学生了解程序设计的相关知识。此时的学生并无程序设计的基础知识,还不能自己亲手去编写程序,可以要求学生将一个已编写完整的C语言程序放到VC++环境中,使学生对高级程序语言有一个感性认识,然后教师对程序语言作一个概括介绍:计算机程序是指为计算机完成特定任务而设计的指令序列,程序设计是沟通算法与计算机的桥梁,程序是编程者编写的计算机能够理解并执行的一些命令的集合,是解决问题的具体算法在计算机中的实现。教师简要讲解程序语句的格式含义和功能,这个程序解决的是什么实际问题,它是怎样将算法描述出来的,程序怎样表达编程者的思路,初步认识一下顺序结构、选择结构、循环结构用C语言的表达形式。让学生在微机上编译运行这个程序,使他们亲身体会到运行这个程序时,亲手输入要处理的数据,计算机快速自动输出处理结果的感受,领略计算机程序的工作的自动快捷高效。要使学生意识到一个结构好、效率高的程序,必须研究数据特性及数据间的相互关系,及其对应的存储表示,并利用这些特性和关系设计出相应的算法和程序,这就涉及到数据结构的知识。教师就具体程序实例向学生介绍程序中用到的数据结构、程序是如何通过这些数据结构来解决问题的,并简要介绍数据结构中的线性结构、树形结构、图形结构及顺序存储和链式存储。当学生将一个编好的程序在计算机上运行,输出结果时,教师要向学生指出,计算机并不能识别C语言这种高级语言编写的程序,需要先将C语言编译成机器语言程序才能执行,计算机识别的只是机器语言。高级语言程序要运行出结果,必须经过由编译软件将高级语言编译成机器语言,再运行机器语言的过程。而我们所使用的软件开发环境VC++就集成了编译程序,它具有将高级语言编译成机器语言的功能。让学生反复编译运行一个程序,体会程序编译执行全过程中的各个环节。要使学生了解编译原理就是介绍如何把高级源程序编译成机器语言程序的。学习该课程,既能掌握编译程序的基本原理,还有助于对高级语言程序设计的深层次理解,提高开发大中型软件的能力。通过在实验课上学生编辑运行具体的程序和教师的讲解,学生在头脑中形成了程序设计应具备的知识结构,并对这些知识有了一个初步认识,为今后具体深入学习程序设计相关课程打下了基础,理清了思路,也使学生在学习有了全局观念,少走弯路,有了明确的学习目标。4计算机导数课程,深入分析旅游路线这些对计算机导论实验课程的探索与改进,应用于实验教学中,对培养学生的计算机专业素养、在学生头脑中构建一个基本的框架性的计算机专业知识体系、引领和启发学生进一步学习计算机专业知识等方面都起到了明显的作用。如果将计算机专业知识体系比作一个大的旅游景区,而计算机导论这门课程就是这个景区的旅游路线地图。学习计算机导论这门课程,就象是研究识别这幅景区地图,游览景区前将景区的整体布局、旅游路线了然于胸,以便在实际游览时对景区有整体观念、目标明确,减少盲目性。许多曾承担计算机导论课程的教师认为,要教好计算机导论这门课程,真正达到理想的教学效果不是一件容易的事。计算机导论是整个计算机专业课