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摘要：西部地区信息产业的快速发展使得信息技术方向的应用型人才需求愈加迫切。计算机系统平台课程是计算机科学与技术专业（信息技术方向）规范中的一门全新课程，其中涵盖了从硬件平台、软件平台、操作系统到应用平台的诸多内容。文章结合青海大学计算机技术与应用系的实际情况，总结对此门课程进行建设的探索与实践，希望其中的经验能够为地方高校类似课程的开设提供参考。
关键词：西部高校；计算机专业；课程建设；计算机系统平台
0 引言
西部地区经济和社会发展一直在全国范围内处于相对落后的地位，西部大开发政策为西部偏远地区信息技术的发展以及计算机专业人才的培养提供了新的机遇。青海省作为经济欠发达地区，信息技术仍相对落后很多。西部高校的计算机专业如何结合地方经济发展进行教学实践，成为一个重要的研究课题。
青海大学计算机技术与应用系在培养定位上，一直秉持“面向西部地区经济建设主战场”的理念，强调能力与素质并重，培养信息技术与应用的特色人才，满足社会对高质量应用型人才的需求。培养方案设计和教学计划制定参考了2006年教育部计算机教学指导委员会计算机专业教学分委员会（简称“教指委”）发布的《计算机科学与技术本科专业规范（信息技术方向）》（下面简称《规范》）。《规范》指出，信息技术是一门针对社会与各种企事业单位的信息化需求，提供实施技术与解决方案的学科，与青海大学计算机技术与应用系应用型信息技术人才的培养原则和目标相一致。
在《规范》推荐的课程体系中，计算机系统平台是其中重要的一门专业必修课，课程内容涉及计算机硬件平台、软件平台、操作平台和应用平台等。作为一门全新的专业课，该课程有很多需要探索和研究的内容。我们结合自身探索和初步实践，将对课程的内容组织、教学方法、实践环节等几个方面进行探讨。
本课程理论讲授48学时，实验部分32学时，按教学内容进行划分，课程教学内容学时安排如图1所示。其中计算机硬件平台部分学时相对较少，相比传统计算机专业的计算机组成原理课程内容进行了大幅度的裁剪，尤其是其中较深的理论、抽象的概念等难以理解和接受的部分。应用开发平台部分则对常用的软件开发环境进行介绍，使学生联系其他课程中与编程相关的知识进行结合和过渡，从而对计算机上层平台有更加清晰的认识。
首先，我们将计算机作为一个整体的软硬件平台介绍给学生，使学生对本课程有直观的了解并产生兴趣。接下来讲解指令系统和汇编程序设计，让学生先练习，通过汇编语言编写一些简单的程序，掌握基本语句的含义，对后续讲解CPU控制器和运算器的实现具有很好的铺垫作用。“计算机信息表示”单独作为一章来介绍进制转换及运算等知识。第四章重点介绍构成计算机的5大功能部件以及连接它们的总线。在有限的学时内，我们将涉及理论部分的内容大部分裁剪掉，旨在让学生领会计算机设计的基本思想及各功能部件的基本工作原理即可。
第五章从操作平台的角度人手讲解操作系统的功能和作用，进程管理、内存管理、外存管理及外设管理分别对应第六至十章的内容。最后加入关于应用开发平台的内容，学生可结合在其他课程中所接触的集成开发环境及应用程序接口等来学习此部分知识。
本课程的理论教学内容从
经过近3年的课程调研发现，使用笔记本电脑的学生比例高达95%，而使用台式计算机的学生非常少，曾经拆开过主机机箱的学生更是屈指可数。据此，本课程实践环节首先让学生通过亲自动手来了解计算机的硬件组成，使学生对计算机有直观的认识。目前实施设备包括真实PC机及16位教学实验机。实际效果表明，学生纷纷表示实验后收获很大。接下来，汇编程序设计实验要求学生在教学实验机上用汇编语言编写一些简单的程序，在熟悉汇编语言的基础上进一步了解指令系统及CPU运算器和控制器的工作方式。实验3让学生通过编写中断程序进行验证性实验，观察多级嵌套中断的效果，并理解中断产生、响应、处理的工作过程。
实验4让学生通过亲自动手安装Windows和Linux操作系统，熟悉这两种不同的操作系统。在此基础上，实验5-8通过让学生在实际操作系统上利用程序员接口编写程序，了解不同的操作系统在进程管理、内存管理、存储器管理等方面的实现方法。实验9和实验10上升到应用层面，要求学生分别在Linux环境和Windows环境下进行综合性的程序设计，利用Shell及集成开发环境进行规模较大的程序开发。 综上所述，实践教学内容遵循从底至上的顺序，配合理论教学中讲解到的各种原理和方法，让学生能够将专业学习与实际动手相结合。实践环节的精心设计和有效实施大大提高了学生学习本门课程的兴趣，也加深了学生对整个计算机系统平台核心实现原理的理解。
1）结合技术前沿引发学生兴趣。
学生在刚刚接触一门新的课程时并没有太多的认识和了解，因此应该利用这一关键时机，引导学生激发出对本课程的学习兴趣。计算机系统平台是整个课程体系中首先接触到软硬件综合知识的课程，应当结合当下最前沿技术的发展趋势对计算机进行介绍，使学生既能了解到最新技术也能增强对计算机原理的学习兴趣。例如，在讲解计算机与用户的交互时，给学生演示iPad的使用（当时平板电脑尚未在国内发售），学生表示很感兴趣。近年来，随着云计算、移动平台和嵌入式操作系统等技术的兴起和广泛应用，在课程中对这些最新概念进行介绍能够使学生体会到本课程与实际的紧密联系。
2）联系实际应用帮助学生理解。
在教学时遇到比较枯燥的知识点，应适当结合实际应用来讲授，从而帮助学生理解。例如，在讲解进程管理部分时，进程控制块中包含各类与进程相关的信息。此时，可直接在Windows系统中开启进程管理器，通过“选择进程页列”的功能，可以看到PID、优先级、线程数等属性，使学生产生直观的理解。又如，信号量可以用生活中常见的场景联系讲解。在银行填写单子时需要用公用笔，如果只有3支笔可以用，即信号量的初始值为3；每来一个顾客请求用一支笔，相当于执行了一次P操作，信号量的值减1；当顾客用完笔放下后，相当于执行V操作，信号量的值加1。这样，当信号量值为负值时，其绝对值的含义为当前等待用笔的顾客数。这个过程的讲解可以加深学生对信号量含义的理解，更能够体会到此种机制在实际问题中如何应用。
3）开放式讨论活跃课堂气氛。
在课堂教学中，气氛沉闷影响学生听课效果以及对知识的记忆和掌握。因此，应积极鼓励学生成为课堂的一部分，适时采用开放式讨论。例如，在讲到Windows与Linux的发展史时，可以让学生根据其自身对两种系统的了解和熟悉程度，讨论到底哪种操作系统更好。这类问题本身并无确定答案，学生在激烈的争辩中不但使课堂气氛更加活跃，而且也能够发掘他们平时积累的知识，锻炼其表达和组织语言的能力。再如，在讲解死锁部分时，可以让学生先想一想可以用什么方法解决死锁（如哲学家进餐问题中的死锁现象），让学生能够主动思考，而不是被动地等待教师灌输知识。开放式的讨论使得学生不再觉得自己“置身事外”，而是真正成为了课堂教与学的核心参与者。
1）全面利用信息化辅助教学。
利用逐步完善的校园网环境，借助各种信息化手段来辅助教学各环节的实施。具体包括：课堂上通过精心设计的电子课件增强教学效果；利用网络资源提供网上在线学习，开展教学互动；利用教育在线平台进行电子作业收集，开发抄袭检测系统督促学生养成良好的学习风气，同时也提高教师批改作业的效率。运用这些信息化手段，加强了学生和教
2）利用动画演示形象化讲解。
在教学过程中需要讲解一些动态变化过程时，采用动画演示等形式进行呈现能够起到很好的辅助效果。除了教师自己制作动画和演示之外，更鼓励学生利用课余时间开发Flash动画或采用自己熟悉的编程语言编写与课程相关的演示程序，并采取一定的激励机制。这样，通过生动、形象的程序可以缓解教学内容的枯燥乏味。更重要的是，学生在开发的过程中大大地提高了动手能力，并更加深入地理解课程的相关内容。
3）重视实践教学环节。
本课程理论性很强。长期以来，本课程团队一直以培养学生能力为核心，结合教学内容和人才培养目标开设不同层次的验证、设计、综合类实验项目，根据对学生的观察和了解，为其写作合适的实验难度。此外，在一部分实验中采用分组进行团队协作的方式，使学生学习并掌握与他人协作完成文档编写、代码调试、运行测试等重要的专业技能。实验课考核成绩以30%的权重记入总评成绩。考核内容应较为全面地反映学生实验课的表现，包括出勤、实验指导书预习、实验前准备、实验操作和实验报告等。重视及精心设计实践教学环节，能够很好地激发学生的学习热情。理论与动手相互结合，也为今后的长远发展奠定了良好的基础。
TEC-2008教学计算机指令系统设计目标满足教学要求，机器字长16位，有单字和双字指令完备性支持监控程序和简单汇编语言程序设计。该教学计算机系统支持运算器部件、控制器部件、嵌套中断等多种类型的实验，对提高课程教学质量发挥了重要的作用。
此外，实验室还专门配备了专用怎么写作器，为学生搭建了操作系统实验环境。除此之外，每名学生拥有自己的实验机，可以进行应用软件平台的使用和程序开发。上述实践教学环境的建设有效地保障了本课程实践环节的实施和进行。
4 结语
计算机系统平台是计算机科学与技术专业信息技术方向的课程体系中一门重要的基础课程。由于西部地区高校生源质量不高，基础相对较差，这就要求教师必须在教学过程中探索符合计算机技术发展特点和学生实际情况的教学模式。我们从教学内容、教学方法、教学手段和实践环节等方面对本门课程的探索进行了总结和探讨，以供更多教师参考。今后，我们还需要进一步解决教学中所存在的问题，不断提高教学质量，使培养出的学生能够真正学有所用，为西部地区信息技术产业的发展作出贡献。
（见习编辑：刘丽丽；编辑：郭田珍）
关键词：西部高校；计算机专业；课程建设；计算机系统平台
0 引言
西部地区经济和社会发展一直在全国范围内处于相对落后的地位，西部大开发政策为西部偏远地区信息技术的发展以及计算机专业人才的培养提供了新的机遇。青海省作为经济欠发达地区，信息技术仍相对落后很多。西部高校的计算机专业如何结合地方经济发展进行教学实践，成为一个重要的研究课题。
青海大学计算机技术与应用系在培养定位上，一直秉持“面向西部地区经济建设主战场”的理念，强调能力与素质并重，培养信息技术与应用的特色人才，满足社会对高质量应用型人才的需求。培养方案设计和教学计划制定参考了2006年教育部计算机教学指导委员会计算机专业教学分委员会（简称“教指委”）发布的《计算机科学与技术本科专业规范（信息技术方向）》（下面简称《规范》）。《规范》指出，信息技术是一门针对社会与各种企事业单位的信息化需求，提供实施技术与解决方案的学科，与青海大学计算机技术与应用系应用型信息技术人才的培养原则和目标相一致。
在《规范》推荐的课程体系中，计算机系统平台是其中重要的一门专业必修课，课程内容涉及计算机硬件平台、软件平台、操作平台和应用平台等。作为一门全新的专业课，该课程有很多需要探索和研究的内容。我们结合自身探索和初步实践，将对课程的内容组织、教学方法、实践环节等几个方面进行探讨。
1 课程教学内容的选取与优化
本课程的学习目的是使学生了解和掌握信息系统开发、运行和维护所需要的整个平台所相关的技术，涉及计算机系统的不同层次，包括硬件、软件、操作系统和应用软件等。通过学习不同层次所提供的支撑功能，感受并理解人们能够在这样的平台上做哪些事情，并掌握计算机系统平台中一些典型功能实现的基本原理。本课程理论讲授48学时，实验部分32学时，按教学内容进行划分，课程教学内容学时安排如图1所示。其中计算机硬件平台部分学时相对较少，相比传统计算机专业的计算机组成原理课程内容进行了大幅度的裁剪，尤其是其中较深的理论、抽象的概念等难以理解和接受的部分。应用开发平台部分则对常用的软件开发环境进行介绍，使学生联系其他课程中与编程相关的知识进行结合和过渡，从而对计算机上层平台有更加清晰的认识。
1.1 课堂理论教学内容
计算机系统平台课程既包括传统计算机专业课程体系中的计算机组成原理和操作系统课程的主要内容，还包括向上层应用平台延伸的部分内容，涉及的范围十分广泛。因此，如何根据专业培养方向的目标和定位对本课程教学内容进行选取是需要精心设计和探索的。信息技术方向以培养应用型人才为目标，强调的是专业知识的针对性和应用能力的培养，因此应着重提高课程学习内容的针对性和应用性。作为一门全新课程，青海大学计算机技术与应用系将计算机系统平台的理论教学内容的学时安排如表1所示。首先，我们将计算机作为一个整体的软硬件平台介绍给学生，使学生对本课程有直观的了解并产生兴趣。接下来讲解指令系统和汇编程序设计，让学生先练习，通过汇编语言编写一些简单的程序，掌握基本语句的含义，对后续讲解CPU控制器和运算器的实现具有很好的铺垫作用。“计算机信息表示”单独作为一章来介绍进制转换及运算等知识。第四章重点介绍构成计算机的5大功能部件以及连接它们的总线。在有限的学时内，我们将涉及理论部分的内容大部分裁剪掉，旨在让学生领会计算机设计的基本思想及各功能部件的基本工作原理即可。
第五章从操作平台的角度人手讲解操作系统的功能和作用，进程管理、内存管理、外存管理及外设管理分别对应第六至十章的内容。最后加入关于应用开发平台的内容，学生可结合在其他课程中所接触的集成开发环境及应用程序接口等来学习此部分知识。
本课程的理论教学内容从
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平台的视角出发，将计算机硬件、操作系统、应用开发从底至上贯穿其中，形成完整的体系。经过几轮教学实践尝试，对内容顺序进行了合理的调整，使得学生在学习的过程中能够承前启后，达到良好的学习效果。1.2 课程实践教学内容
根据西部地区信息产业的实际需求，我们所培养的学生需要具备很强的计算机应用技能，才能适应工作岗位对人才的迫切需求。因此，作为一门重要的专业课程，实践教学内容必须经过精心合理的安排和设计。目前，青海大学计算机技术与应用系所采用的计算机系统平台实践教学内容学时安排如表2所示，总计32学时。经过近3年的课程调研发现，使用笔记本电脑的学生比例高达95%，而使用台式计算机的学生非常少，曾经拆开过主机机箱的学生更是屈指可数。据此，本课程实践环节首先让学生通过亲自动手来了解计算机的硬件组成，使学生对计算机有直观的认识。目前实施设备包括真实PC机及16位教学实验机。实际效果表明，学生纷纷表示实验后收获很大。接下来，汇编程序设计实验要求学生在教学实验机上用汇编语言编写一些简单的程序，在熟悉汇编语言的基础上进一步了解指令系统及CPU运算器和控制器的工作方式。实验3让学生通过编写中断程序进行验证性实验，观察多级嵌套中断的效果，并理解中断产生、响应、处理的工作过程。
实验4让学生通过亲自动手安装Windows和Linux操作系统，熟悉这两种不同的操作系统。在此基础上，实验5-8通过让学生在实际操作系统上利用程序员接口编写程序，了解不同的操作系统在进程管理、内存管理、存储器管理等方面的实现方法。实验9和实验10上升到应用层面，要求学生分别在Linux环境和Windows环境下进行综合性的程序设计，利用Shell及集成开发环境进行规模较大的程序开发。 综上所述，实践教学内容遵循从底至上的顺序，配合理论教学中讲解到的各种原理和方法，让学生能够将专业学习与实际动手相结合。实践环节的精心设计和有效实施大大提高了学生学习本门课程的兴趣，也加深了学生对整个计算机系统平台核心实现原理的理解。
2 教学方法与手段
针对目前青海大学计算机技术与应用系计算机专业信息技术方向课程教学的现状和学生自身的基本情况，我们进行了一系列教学改革的实践探索，力求提高和改进本门新课程的教学质量。2.1 教学方法的改进
计算机硬件构成和操作系统相关的内容相对枯燥，如果照本宣科地讲授将会使学生很快丧失对课程的学习兴趣。下面从几个方面来讨论对计算机系统平台课程教学方式与方法的探索。1）结合技术前沿引发学生兴趣。
学生在刚刚接触一门新的课程时并没有太多的认识和了解，因此应该利用这一关键时机，引导学生激发出对本课程的学习兴趣。计算机系统平台是整个课程体系中首先接触到软硬件综合知识的课程，应当结合当下最前沿技术的发展趋势对计算机进行介绍，使学生既能了解到最新技术也能增强对计算机原理的学习兴趣。例如，在讲解计算机与用户的交互时，给学生演示iPad的使用（当时平板电脑尚未在国内发售），学生表示很感兴趣。近年来，随着云计算、移动平台和嵌入式操作系统等技术的兴起和广泛应用，在课程中对这些最新概念进行介绍能够使学生体会到本课程与实际的紧密联系。
2）联系实际应用帮助学生理解。
在教学时遇到比较枯燥的知识点，应适当结合实际应用来讲授，从而帮助学生理解。例如，在讲解进程管理部分时，进程控制块中包含各类与进程相关的信息。此时，可直接在Windows系统中开启进程管理器，通过“选择进程页列”的功能，可以看到PID、优先级、线程数等属性，使学生产生直观的理解。又如，信号量可以用生活中常见的场景联系讲解。在银行填写单子时需要用公用笔，如果只有3支笔可以用，即信号量的初始值为3；每来一个顾客请求用一支笔，相当于执行了一次P操作，信号量的值减1；当顾客用完笔放下后，相当于执行V操作，信号量的值加1。这样，当信号量值为负值时，其绝对值的含义为当前等待用笔的顾客数。这个过程的讲解可以加深学生对信号量含义的理解，更能够体会到此种机制在实际问题中如何应用。
3）开放式讨论活跃课堂气氛。
在课堂教学中，气氛沉闷影响学生听课效果以及对知识的记忆和掌握。因此，应积极鼓励学生成为课堂的一部分，适时采用开放式讨论。例如，在讲到Windows与Linux的发展史时，可以让学生根据其自身对两种系统的了解和熟悉程度，讨论到底哪种操作系统更好。这类问题本身并无确定答案，学生在激烈的争辩中不但使课堂气氛更加活跃，而且也能够发掘他们平时积累的知识，锻炼其表达和组织语言的能力。再如，在讲解死锁部分时，可以让学生先想一想可以用什么方法解决死锁（如哲学家进餐问题中的死锁现象），让学生能够主动思考，而不是被动地等待教师灌输知识。开放式的讨论使得学生不再觉得自己“置身事外”，而是真正成为了课堂教与学的核心参与者。
2.2 教学手段的改革
教师与学生为实现共同的目标，完成共同的学习任务，应不断开发新型的教学手段，促进目标和任务的达成。下面从几个方面来讨论对教学手段全方位的探索。1）全面利用信息化辅助教学。
利用逐步完善的校园网环境，借助各种信息化手段来辅助教学各环节的实施。具体包括：课堂上通过精心设计的电子课件增强教学效果；利用网络资源提供网上在线学习，开展教学互动；利用教育在线平台进行电子作业收集，开发抄袭检测系统督促学生养成良好的学习风气，同时也提高教师批改作业的效率。运用这些信息化手段，加强了学生和教
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师之间的互动，并能够督促学生认真完成课堂和课下任务。2）利用动画演示形象化讲解。
在教学过程中需要讲解一些动态变化过程时，采用动画演示等形式进行呈现能够起到很好的辅助效果。除了教师自己制作动画和演示之外，更鼓励学生利用课余时间开发Flash动画或采用自己熟悉的编程语言编写与课程相关的演示程序，并采取一定的激励机制。这样，通过生动、形象的程序可以缓解教学内容的枯燥乏味。更重要的是，学生在开发的过程中大大地提高了动手能力，并更加深入地理解课程的相关内容。
3）重视实践教学环节。
本课程理论性很强。长期以来，本课程团队一直以培养学生能力为核心，结合教学内容和人才培养目标开设不同层次的验证、设计、综合类实验项目，根据对学生的观察和了解，为其写作合适的实验难度。此外，在一部分实验中采用分组进行团队协作的方式，使学生学习并掌握与他人协作完成文档编写、代码调试、运行测试等重要的专业技能。实验课考核成绩以30%的权重记入总评成绩。考核内容应较为全面地反映学生实验课的表现，包括出勤、实验指导书预习、实验前准备、实验操作和实验报告等。重视及精心设计实践教学环节，能够很好地激发学生的学习热情。理论与动手相互结合，也为今后的长远发展奠定了良好的基础。
3 实践教学条件建设
计算机系统平台课程的实验环境配套有20套清华大学自主研发的TEC-2008教学计算机面板如图2所示，既可以作为讲解原理知识的实例，又用于教学实验。TEC-2008教学计算机指令系统设计目标满足教学要求，机器字长16位，有单字和双字指令完备性支持监控程序和简单汇编语言程序设计。该教学计算机系统支持运算器部件、控制器部件、嵌套中断等多种类型的实验，对提高课程教学质量发挥了重要的作用。
此外，实验室还专门配备了专用怎么写作器，为学生搭建了操作系统实验环境。除此之外，每名学生拥有自己的实验机，可以进行应用软件平台的使用和程序开发。上述实践教学环境的建设有效地保障了本课程实践环节的实施和进行。
4 结语
计算机系统平台是计算机科学与技术专业信息技术方向的课程体系中一门重要的基础课程。由于西部地区高校生源质量不高，基础相对较差，这就要求教师必须在教学过程中探索符合计算机技术发展特点和学生实际情况的教学模式。我们从教学内容、教学方法、教学手段和实践环节等方面对本门课程的探索进行了总结和探讨，以供更多教师参考。今后，我们还需要进一步解决教学中所存在的问题，不断提高教学质量，使培养出的学生能够真正学有所用，为西部地区信息技术产业的发展作出贡献。
（见习编辑：刘丽丽；编辑：郭田珍）