“计算机结构与组成”全英文课程改革探索

房 芳，钱

(东南大学自动化学院，江苏南京210096)

0 引言

目前许多高校开设了全英文教学课程[1]。全英文教学不仅能满足高校学生教育的需求，还会推动高校教学质量的提高，为高等院校的国际化奠定坚实基础。为此国内许多高校纷纷从国外大学聘请知名教授和学者来华讲授各种全英文课程，借鉴西方教学方法，为学生营造一个开拓性的教育环境，增加学生与教师之间的互动，鼓励学生多问问题，特别是一些有创意的问题。此外，全英文课程还专门提供课堂讨论时间，因为课堂教学决不仅仅是指学生听教师讲课，更强调的是师生之间进行课堂学习的交流和互动，这样有助于创造师生互动的课堂气氛、提高英语表达和思维能力。但是，目前的全英文课程建设仍面临着很多问题。

我校自动化学院和电子科学与工程学院越来越重视国际化人才的培养，积极开展国际化教育合作项目，以提升学院的教育层次和质量，联合引进国外先进的教育理念、教学模式和教学方法，并结合我国学生的特点，改变传统的教学方法，构建研究型和互动型教学新模式。建立并完善“计算机结构与组成”(Computer Architecture and Organization)课程教学系统，使学生在计算机组成与结构功能设计方面既具有较好的理论基础，又具有较强的设计开发能力[2-4]。实验方面采用全英文和开放式实验教学，以ALTERA DE1为实验平台[5]。全面研究探索并改进相关实验课程的体系结构、实验方法和实验内容，确定面向国内学生和开放式实验环境的新的实验内容和考核方式;研究面向新的人才培养计划的综合设计开发型实验内容和方法，完成相关的设计和开发工作。

1 引进国外优秀资源

我校自动化学院和电子科学与工程学院，联合面向本科三年级学生开设了全英文“计算机结构与组成”课程，特邀澳大利亚皇家墨尔本理工大学(RMIT)著名教授和其助教共同主讲此门课程。该课程在总结以往电子信息技术类课程的基础上，针对我国学生特点将教学体系进行了重新计划和调整，改革了教学方法和教学手段。学生以英语为语言媒介，通过对英文原版教材与文献的学习、思考和研究，了解学科发展的前沿方向与最新动态，熟悉所学的专业学科，加深对本学科知识的理解，从中获取该领域的新信息和先进技术。

同时，我们在引进国外实践课程教学人员和教学系统的基础上，针对国内学生特点进行改进提高，建立了综合性、研究性和探索性强的配套实验和综合系统设计体系结构，使学生能够在观察现象、提出问题、分析问题和解决问题方面得到能力上的培养和锻炼。学生籍此实现实践能力、工程设计能力和综合能力，达到新的国际人才培养要求。从目前的资料显示，国内尚无其它高校开展共同引进国外知名大学教授和助教开设理论和实验课程的先例，我们这一教学改革举措在国内尚属首例。

2 实验课程改革

2.1 实验课程内容

我们全盘引进国外配套实验课程的教学人员和教学模式，以全英文的授课模式和全开放的实验管理体制进行实验课程的讲授。我们以ALTERA DE1为实验平台，并将其发放给学生，鼓励学生利用课后时间进行资料查找、相关设计和实验验证，使学生能够利用有限的课上时间进行和教师的探讨和设计提高，最大限度地提高实验课程的效率和质量，提高学生实践和动手能力。

2.2 三个实验阶段

实验主要由助教引导学生学习软件以及后期实践项目所需要的系统与功能单元知识。

第一阶段为单元实验部分，具体包括以下三个小实验:①学习建立简单累加器结构，以PC为基础，要求实现功能仿真、以及下载到DE1运行，实现LED debug，完成正确数码管显示;②学习基础微程序控制并实现功能仿真和时序仿真;③学习建立ALU架构，实现寄存器读出运算写回，并实现功能仿真和时序仿真。

第二阶段为作业部分，要求学生在指定的九种微处理器中选择两种，自学其汇编语言并完成简单算法程序的编写(如冒泡算法等)、性能分析、计算和比较，最终完成作业报告。

第三阶段为完成实践项目由学生从两种任务目标中二选一，两人一组提交报告。报告要求详细并真实地记录MCU设计的过程，设计思路，结构，以及实验设计。任务目标一:在ALU设计的基础上扩展，增加解码，制定位置写回等功能使得程序可以在DE1板上自动运行并进行简单的运算;任务目标二:在期中作业使用过的MCU的基础上，要求学生独立设计制作CPU，通过写入机器码实现冒泡排序或同等难度的功能。

2.3 课程考核方式改革

我们引入了国外实验课程的考核方式，采用理论课考试成绩占40%，实验课程考核成绩占60%的考核方式。期中实验课程考核包括三部分:平时小实验部分(取三次成绩的平均值)占20%，作业部分占10%，实践项目部分占30%。

3 结语

我校开设的全英文“计算机结构与组成”课程改革，引进消化吸收全英文的配套实验和完全开放式实验模式，并针对国内高校学生实验动手能力普遍偏弱的特点进行改进和提高。这种英文和开放式实验教学能充分调动学生的学习热情和积极性，将理论知识和实践相结合，去获取知识、增强能力、提高素质。这样做的结果，不仅提高了教学层次，还促进了学生科研和开发水平的提高，最大限度提高实验课程的效率和质量，最终为日后解决计算机设计开发关键技术打下了坚实的基础。

[1]田慧，闻跃，杜普选.“电路分析”全英文课堂教学探索[J].南京:电气电子教学学报，35(5):37-38，2013.

[2]David A.Patterson，John L.Hennessy.Computer Organization and Design[M]，Morgan Kaufmann，2013.

[3]白中英.计算机组成原理[M]，北京:科学出版社，2008.

[4]蒋本珊.计算机组成原理[M]，北京:清华大学出版社，2008.

[5]ALTERA Corporation.DE1 Development and Education Board User Manual.2006.