計(jì)算機(jī)設(shè)備原理課程教學(xué)論文

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1課程特點(diǎn)與教學(xué)中存在的問題

1.1課程的特點(diǎn)

計(jì)算機(jī)設(shè)備原理課程屬于特定領(lǐng)域計(jì)算機(jī)類課程，是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程內(nèi)容在特定領(lǐng)域應(yīng)用的集中體現(xiàn)，不僅具有一般計(jì)算機(jī)專業(yè)課程的特點(diǎn)，還具有鮮明的領(lǐng)域特色。

（1）領(lǐng)域性強(qiáng)，與裝備結(jié)合緊密。計(jì)算機(jī)設(shè)備原理課程與特定領(lǐng)域密切相關(guān)，計(jì)算機(jī)設(shè)備的功能、性能和體系結(jié)構(gòu)與領(lǐng)域應(yīng)用要求是相適應(yīng)的，如在很多應(yīng)用中，要滿足組件化、實(shí)時(shí)性、可靠性要求。

（2）內(nèi)容比較龐雜，涉及計(jì)算機(jī)種類多。目前大多數(shù)裝備的信息化、智能化程度較高，在裝備中不同的子系統(tǒng)內(nèi)，根據(jù)需求采用了各種各樣不同的計(jì)算機(jī)設(shè)備，有通用計(jì)算機(jī)設(shè)備、嵌入式計(jì)算機(jī)設(shè)備、實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)設(shè)備等。

（3）專用計(jì)算機(jī)設(shè)備較多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。裝備中的很多計(jì)算機(jī)設(shè)備需要滿足一些特殊的要求，因此采用了很多特殊的專用計(jì)算機(jī)設(shè)備，如專用的處理器設(shè)備，它的指令集和執(zhí)行部件與一般的處理器均有較大差異，因這些設(shè)備并不常見，如何將這些設(shè)備的內(nèi)容講授清楚，也是面臨的一大問題。

1.2教學(xué)中存在的問題目前該類課程普遍存在的問題主要有3點(diǎn)。

（1）計(jì)算機(jī)設(shè)備原理課程是計(jì)算機(jī)類課程，由于其具有鮮明的領(lǐng)域特色，內(nèi)容上與領(lǐng)域知識結(jié)合非常緊密，只將計(jì)算機(jī)設(shè)備的內(nèi)容隔離出來單獨(dú)講授，造成“知其然，不知其所以然”的教學(xué)效果，過多涉及領(lǐng)域知識，在學(xué)時(shí)有限的情況下，難以將計(jì)算機(jī)設(shè)備的內(nèi)容講解透徹。

（2）因?yàn)橛?jì)算機(jī)設(shè)備原理是在講現(xiàn)成的計(jì)算機(jī)設(shè)備，課程內(nèi)容龐雜，還涉及很多專用計(jì)算機(jī)設(shè)備，如果內(nèi)容取舍不當(dāng)、教材編排不深入，就容易出現(xiàn)在講用戶說明書或者操作的現(xiàn)象，違背了開設(shè)這門課程的目的，無法達(dá)到課程目標(biāo)。

（3）因各種客觀條件制約，不像一般性計(jì)算機(jī)課程，擁有大量的素材、教具、實(shí)物和模型可以從不同角度展開講解，計(jì)算機(jī)設(shè)備原理課堂講授缺少必要的教具和實(shí)物，課堂內(nèi)容講授難以做到生動形象，學(xué)員學(xué)完本課程后對知識一知半解或者感受不深，因裝備作為一個(gè)整體和完整的系統(tǒng)存在，即使組織學(xué)員參觀操作裝備也難以完全彌補(bǔ)這一缺陷，影響了教學(xué)效果。

2計(jì)算機(jī)設(shè)備原理課程教學(xué)內(nèi)容的組織

計(jì)算機(jī)設(shè)備原理課程教學(xué)內(nèi)容與領(lǐng)域相關(guān)，不同領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)設(shè)備大不相同，沒有普遍性，但不同領(lǐng)域計(jì)算機(jī)設(shè)備原理課程教學(xué)內(nèi)容的組織，具有一般性的指導(dǎo)和借鑒意義。首先分析一般的計(jì)算機(jī)原理課程的教學(xué)內(nèi)容組織。一般的計(jì)算機(jī)原理課程就教學(xué)內(nèi)容組織是按照“總—分—總”的思路展開的。先從總體上介紹計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)，再按各組成部分邏輯順序，由內(nèi)到外逐一進(jìn)行講解，最后回歸到更復(fù)雜的多處理機(jī)與機(jī)群系統(tǒng)。應(yīng)該說這種組織方法是比較科學(xué)合理的，符合人的認(rèn)知習(xí)慣。計(jì)算機(jī)設(shè)備原理能否采用這種教學(xué)內(nèi)容組織模式？一般來說，武器裝備計(jì)算機(jī)設(shè)備原理講述的是武器系統(tǒng)主要部分的計(jì)算機(jī)設(shè)備，在這個(gè)案例第一章計(jì)算機(jī)設(shè)備概論中，將計(jì)算機(jī)設(shè)備進(jìn)行總體介紹，包括功能、分類、組成與結(jié)構(gòu)。在第二章中，對武器裝備計(jì)算機(jī)設(shè)備涉及的主要相關(guān)理論基礎(chǔ)進(jìn)行介紹，這些理論基礎(chǔ)與領(lǐng)域密切相關(guān)，除了計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)理論外，可能還會包含領(lǐng)域基礎(chǔ)理論，如信息融合、目標(biāo)識別等。從第三章到第九章，也是按各組成部分邏輯順序，由內(nèi)到外逐一對武器裝備計(jì)算機(jī)設(shè)備具體型號進(jìn)行講解。第十章再從裝備的角度對擔(dān)負(fù)不同功能的計(jì)算機(jī)設(shè)備進(jìn)行綜述，如火力控制計(jì)算機(jī)，如果在第一章已經(jīng)涉及這方面內(nèi)容，也可以去掉第十章內(nèi)容。仔細(xì)分析就會發(fā)現(xiàn)，這種組織方式有一個(gè)很大的問題，就是武器裝備計(jì)算機(jī)設(shè)備原理講述的是武器系統(tǒng)主要部分的計(jì)算機(jī)設(shè)備，這些計(jì)算機(jī)設(shè)備涉及一般的PC結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)、單板機(jī)、嵌入式計(jì)算機(jī)和片上計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等，按照案例1的組織，第二章到第九章每一章的內(nèi)容都可能會包含這些不同種類計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)、控制器和存儲系統(tǒng)等，同時(shí)割裂了各個(gè)不同計(jì)算機(jī)設(shè)備之間的功能聯(lián)系，這顯然是不合適的。第一章計(jì)算機(jī)設(shè)備概論先從總體上將武器系統(tǒng)功能、性能和體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹，將武器系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)從信息的角度轉(zhuǎn)換成信息處理過程框架，實(shí)質(zhì)上就是OODA循環(huán)過程，再根據(jù)OODA循環(huán)每一過程引入其中的計(jì)算機(jī)設(shè)備，這樣就自然的在這些計(jì)算機(jī)設(shè)備中建立起之間的邏輯關(guān)系。第二章到第七章的組織依據(jù)的是從核心到外圍，從前端到末端的雙重組織原則，對信息化武器裝備來說，指揮控制系統(tǒng)無疑是其中樞，負(fù)責(zé)將武器系統(tǒng)其他部分有機(jī)聯(lián)系起來構(gòu)成指揮控制回路，完成OODA循環(huán)過程，因此在第二章就引入指揮控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)。第三章到五章是從前端到末端的組織思路，與武器裝備作戰(zhàn)過程信息流動方向一致。第六章和第七章屬于基礎(chǔ)設(shè)施和保障內(nèi)容等，安排在課程的最后自成一塊較為獨(dú)立的內(nèi)容。從整體來看，這種課程內(nèi)容組織案例條例清楚，符合武器裝備作戰(zhàn)過程與信息流動方向，極大減少了不同內(nèi)容之間的混合，保留了很好的邏輯關(guān)系，同時(shí)又將領(lǐng)域內(nèi)容與計(jì)算機(jī)設(shè)備原理的內(nèi)容自然地結(jié)合起來，避免了知其然，不知其所以然的問題。

3計(jì)算機(jī)設(shè)備原理課程教學(xué)應(yīng)注意的幾個(gè)問題

有了好的教學(xué)內(nèi)容組織，要把這門課教好學(xué)好，還需要把握以下3個(gè)問題。

3.1教學(xué)方法問題

由于武器裝備計(jì)算機(jī)設(shè)備原理課程的特點(diǎn)，教學(xué)過程中要盡量避免造成在講用戶說明書或者操作這種現(xiàn)象。從第3部分教學(xué)內(nèi)容組織可以看出，本課程采用啟發(fā)式的教學(xué)方法是比較適宜的，課程教學(xué)目的不是為了學(xué)計(jì)算機(jī)而講計(jì)算機(jī)內(nèi)容，而是有著非常鮮明的領(lǐng)域特色，因此非常有利于以問題為導(dǎo)向的啟發(fā)式教學(xué)法的運(yùn)用。如第一章計(jì)算機(jī)設(shè)備概述的內(nèi)容組織是從總體上將武器系統(tǒng)功能、性能和體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹，再將武器系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)從信息的角度轉(zhuǎn)換成信息處理過程，同時(shí)根據(jù)OODA循環(huán)每一過程引入其中的計(jì)算機(jī)設(shè)備，這樣就自然地在這些計(jì)算機(jī)設(shè)備中建立起邏輯關(guān)系。這一章的教學(xué)就可以從OODA循環(huán)出發(fā)，分析循環(huán)的每一步武器裝備戰(zhàn)技參數(shù)，提出為了完成這些戰(zhàn)技參數(shù)應(yīng)該需要什么樣的計(jì)算機(jī)設(shè)備等問題，這樣自然而然打開了學(xué)員的思路，引導(dǎo)學(xué)員主動運(yùn)用以前學(xué)過的專業(yè)課知識來構(gòu)建問題的答案，按照OODA循環(huán)環(huán)環(huán)相扣，推進(jìn)教學(xué)內(nèi)容展開。

3.2授課教師問題

計(jì)算機(jī)原理課程的第一個(gè)特點(diǎn)決定了授課教師不僅要有深厚的計(jì)算機(jī)專業(yè)知識，更需要扎實(shí)的領(lǐng)域知識背景，熟知相關(guān)武器裝備的作戰(zhàn)對象、功能、性能、組成結(jié)構(gòu)、作戰(zhàn)運(yùn)用及與同類武器裝備差異。只有達(dá)到這個(gè)層次，才能從全局掌控這門課程，做到講解深入淺出、內(nèi)容翔實(shí)準(zhǔn)確，既能傳授知識，又能培養(yǎng)學(xué)員分析解決問題能力，達(dá)到課程目標(biāo)。

3.3教材教具問題

需要指出的是教材編排應(yīng)盡量避免直接采用用戶說明書或已有資料的編排結(jié)構(gòu)，我們的教學(xué)內(nèi)容組織案例3已經(jīng)給出了一種教材內(nèi)容編排參考模式。本門課程應(yīng)盡可能采用相關(guān)的教具進(jìn)行授課，有條件的院校可以采用專業(yè)教室進(jìn)行授課，以達(dá)到形象生動的教學(xué)效果，僅武器裝備的外部參觀講解和操作對于原理教學(xué)是不夠的，需要對相關(guān)計(jì)算機(jī)設(shè)備進(jìn)行拆卸，運(yùn)行和演示才能起到良好的效果。對于像信息流動和信息處理等難以通過實(shí)物展示的內(nèi)容也應(yīng)盡可能通過動畫來進(jìn)行描述。筆者在教學(xué)實(shí)踐中大量采用以問題為導(dǎo)向的啟發(fā)式教學(xué)法，并將一些真實(shí)的計(jì)算機(jī)設(shè)備部件及研制的計(jì)算機(jī)設(shè)備工作原理仿真軟件用于課堂演示，取得了良好的教學(xué)效果。

4結(jié)語

武器裝備計(jì)算機(jī)設(shè)備千差萬別，但只要抓住支撐武器系統(tǒng)作戰(zhàn)能力這條主線不放，并基于其邏輯關(guān)系來進(jìn)行計(jì)算機(jī)設(shè)備原理教學(xué)內(nèi)容組織與教材編排，采用基于作戰(zhàn)能力問題的啟發(fā)式教學(xué)方法，就一定能取得良好的教學(xué)效果。

作者:狄博王曉丹郭新鵬單位:空軍工程大學(xué)防空反導(dǎo)學(xué)院