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“虚拟仿真云基地”打造虚实结合实验教学新理念 《计算机组成原理》实验教学案例

发布时间:2021-03-30 来源:信息科学与工程学院 阅读次数: 【字体:

《计算机组成原理》是计算机科学与技术、软件工程等专业的一门重要的专业核心课程。该课程的实验教学作为课程内容的有力补充,也显得尤为重要。信息科学与工程学院《计算机组成原理》实验课程围绕实验环境构建实验过程设计实验指导等三方面问题,对实验课程的有效实施开展了探索并取得了一定成效。

   1.实验环境构建

 原始状态下,该课程的实验始终采用实验箱进行连线和硬件测试与设计等工作,这种实验方式一个小部件、一个LED灯泡坏了都会影响学生看到真实可靠的实验结果。并且实验设备需要不断更新换代,对实验的开展不利。于是教学团队教师通过讨论,查阅各种资料,并实践、开拓思路,最后确定依托Logisim开源的仿真软件,通过我校信息技术虚拟仿真云基地平台(如图1,简称为“云基地”)管理实验开展。


图1.我校信息技术虚拟仿真云基地

实验过程设计

      开展实践教学,实践环境是关键。计算机组成原理课程实验借助我院信息技术虚拟仿真云平台设计、管理实验过程。每一位同学在实验开始前,通过该平台预习实验内容,不仅锻炼了学生的自主学习能力,也让学生对实验内容有了期待,再在实验中解决预习时的难点,也增强了学生的自信。图2是学生预习可查看的内容。图3是学生通过该平台预习实验内容。图4是通过该平台教师开展的实验过程环节。借助平台的实验过程学生可对实践项目的教学内容查看并按照教师设计的上机报告的内容开展实验,让学生在上机报告的指引下做实验,图5为某一个实验学生需要填写的实验报告中的部分内容。



图2.学生可通过我院实践平台查看实验教学内容


图3.学生开展实验预习


图4.实验过程管理项

图5.实验报告之一


      2.实验指导

      采用在线虚拟仿真实验解决了硬件实验长期依赖老旧的实验箱,缺乏经费更新新设备的窘境。同时也对更新实验内容搭建了平台,任课教师能进行二次开发和在线辅导,从逻辑门开始逐步打造属于学生自己的CPU,图6为学生通过开源软件搭建的实验电路,教师可实时指导学生编辑、修改电路,也可课后查看学生上交在平台上的电路指导学生进一步优化完善电路。


图6.实验电路

 通过2轮的实践教学的开展,学生对于通过我院信息技术虚拟仿真云平台开展实践教学给予了充分的肯定,对通过该平台教师创建的实践资源的指导作用、实践课堂的开展方式、以及实践效果都给予了较好的反馈。