浅析“理实一体化”视域下的高校计算机实验课改革

张东

摘要：计算机学科具有应用范围广、社会影响力大的特点，在当前社会不断发展的过程中逐渐成为了高校教改非常关注的一门学科。然而，当前高校不断借鉴国外高等教育的“双元制”模式，所以开展的“理实一体化”教学改革越来越受到青睐。本文以《大学计算机基础》教材为主，根据实际情况提出“理实一体化”视阈下的高校计算机实验课改革策略，旨在全面提升高校计算机实验课的教学水平。

关键词：高校；计算机；实验课

高校计算机实验教学的目标是为了培养学生的计算思维能力，所以采取理实一体化教学模式具有非常重要的意义。理实一体化教学理念主要就是将理论教学内容与实践教学内容合理的融为一体，逐步突破传统的理论与实践教学的方法。理实一体化教学理念在应用的过程中主要是强调老师的主导作用与学生的主观能动作用，以素质与能力培养为主要目标，构建丰富的教学环节，提高计算机实验课程教学质量。其中，在整个理实一体化的应用过程中，理论指导语技能训练同步进行，而知识传授、技能训练和能力培养逐步融合为一体，以紧密结合和相互印证的原则传递课堂教学信息，从而真正做到理中有实、实中有理。在高校计算机实验课程教学改革过程中采用理实一体化的方法，能够充分激发学生的学习兴趣，从而全面提升学生的动手能力和专业技能水平[1]。下面以《大学计算机基础》教材为主，深入分析理实一体化视阈下的高校计算机实验课改革途径。

一、教学实施思路

当前部分大小所开设的计算机实验课程的学时较少，且教学内容非常复杂，而在高校计算机实验课改革过程中，《大学计算机基础》教材、仿真实验软件和配套素材库都非常适合采用理实一体化的教学模式。本文主要针对其中所涉及的：“一条指令的执行过程”内容为例，具体分析讲授：“计算机基本工作原理”内容的教学思路。在高校计算机实验课改革过程中采取“理实一体化”方法，着重强调教学空间和教学时间的同一行，所以在整个过程中非常重要的一个要素就是教學场地的一体化。因此，应尽量选择在具有多媒体教学设备的计算机机房中展开教学，其具体的教学思路如下：

（一）简要介绍计算机基本工作原理

首先应该全面介绍计算机的各个部件名称及功能；然后再具体讲解计算机的两个基本能力直接决定了计算机的工作方式。其中，计算机的两个基本能力主要是指：能力存储数据和能够自动的执行程序。程序就是将多条指令有效集合起来，而计算机主要就是在完成一条一条指令来完成程序而确定的功能。指令主要是由操作码和操作数两个部分组合而成，而每一条指令又主要分为了取指令、分析指令和执行指令三个阶段。因此，在高校计算机实验课程改革过程中采取理实一体化教学方法，便需要学生深入掌握计算机指令的基本概念，明确了解各个指令的整个执行过程，从而更加深入的理解程序自动执行的基本原理。

（二）虚拟仿真实验

由于计算机的基本工作原理具有较强的理论性和抽象性，所以在教学过程中很容易吸引学生的注意力。因此，在理实一体化的视阈下的高校计算机实验课改革过程中，通过开展虚拟仿真实验能够充分激发学生的学习兴趣。其中，通过利用BIT-VRLab软件创建了虚拟仿真了：“一条加法指令的执行过程”，并模拟了虚拟的仿真实验界面。整个实验的主界面主要是由上、下两个部分组成。上半部分主要是由3组总线来连接CPU和存储器，这是计算机在完成一条指令执行过程中的核心部件；下半部分则主要是模拟器的具体操作区，主要是执行人机交互和实验程序控制的内容[2]。

在整个计算机实验过程中采用人机交互技术，并合理设计一条加法指令的全过程模拟器，即“指定操作数——取指令——指令译码——取操作数——加法计算”五个重要的环节。其中，在完成一条指令执行的过程中进行实验展示，其储存器、控制器和运算器各个计算机的组成部件可通过人机交际技术，让学生全面观察每一条微指令的执行状态，便能够让学生更加全面深入的了解CPU的工作机制和计算机的基本原理。

（三）撰写实验报告

在科技实验工作中，撰写实验报告占据着至关重要的位置，学生花费25分钟的时间撰写实验报告，认真归纳总结实验内容，将虚拟仿真执行一条加法指令的每一步运行结果写出来，并对计算机的基本工作原理进行反思，从而对计算机求解问题本质展开深入了解。

二、结论

开展以计算思维为基础的大学计算机基础理实一体化教学模式改革，把理论知识与实践教学结合到一起，让学生在练习过程中对理论知识栈来深入了解，将学生在学习中的主体作用充分发挥出来，促使学生主动开展学习，在解决大学计算机课程中的表达问题用到计算思维。

参考文献：

[1]吕小莲，林植慧，吴卫明，时晓杰.应用型本科院校“理实一体化”教学模式的研究[J].大学教育，2016，07：23-25.

[2]李楠.高等学校模拟电子技术新教学模式探讨——以理实一体化教学为例[J].电子世界，2014（02）：143-144.