摘要：針對目前武器裝備計算機設(shè)備原理課程普遍存在的教學內(nèi)容枯燥、編排難度大和邏輯性不強等問題，闡述武器裝備計算機設(shè)備原理課程的目標與特點，探討存在的問題內(nèi)在原因，在計算機原理課程教學內(nèi)容組織結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，分析兩種計算機設(shè)備原理教學內(nèi)容組織案例優(yōu)缺點，結(jié)合教學實踐經(jīng)驗，提出一種基于武器系統(tǒng)作戰(zhàn)能力的計算機設(shè)備原理教學內(nèi)容組織模式并介紹教學內(nèi)容組織案例.

關(guān)鍵詞：武器裝備；計算機設(shè)備原理；課程教學

引 言

在武器裝備設(shè)備原理教學中，計算機設(shè)備原理是重要的組成部分之一，占據(jù)著基礎(chǔ)性、貫穿性的地位。尤其是對信息化、智能化程度較高的武器系統(tǒng)而言，更是發(fā)揮著舉足輕重的作用。計算機設(shè)備原理課程目標是使學員掌握裝備中計算機設(shè)備類型、功用、組成結(jié)構(gòu)、工作原理等，理解計算機設(shè)備在裝備戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能中發(fā)揮的支撐作用，為學員分析和解決裝備計算機系統(tǒng)相關(guān)問題打下牢固的基礎(chǔ)。計算機設(shè)備原理本質(zhì)上屬于特定領(lǐng)域計算機類課程，但同時計算機設(shè)備原理課程又不同于一般的計算機專業(yè)課程，如計算機組成原理、體系結(jié)構(gòu)、計算機網(wǎng)絡(luò)等，而是這些課程內(nèi)容在特定領(lǐng)域應(yīng)用的集中體現(xiàn)。

1 課程特點與教學中存在的問題

計算機設(shè)備原理課程的目標是使學員能夠系統(tǒng)地掌握裝備中計算機系統(tǒng)的功能、性能、軟硬件組成、體系結(jié)構(gòu)和工作原理，理解裝備中不同計算機設(shè)備在實現(xiàn)裝備戰(zhàn)技術(shù)性能中起到的作用，掌握計算機設(shè)備和裝備中其他設(shè)備之間的功能聯(lián)系和接口，并著力培養(yǎng)學員具備一定的分析與解決實際問題的能力。

1.1 課程的特點

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

（1）領(lǐng)域性強，與裝備結(jié)合緊密。計算機設(shè)備原理課程與特定領(lǐng)域密切相關(guān)，計算機設(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、實時性、可靠性要求。

（2）內(nèi)容比較龐雜，涉及計算機種類多。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算機設(shè)備，有通用計算機設(shè)備、嵌入式計算機設(shè)備、實時計算機設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)汁算機設(shè)備等。

（3）專用計算機設(shè)備較多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。裝備中的很多計算機設(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算機設(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 教學中存在的問題

目前該類課程普遍存在的問題主要有3點。

（1）計算機設(shè)備原理課程是計算機類課程，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，只將計算機設(shè)備的內(nèi)容隔離出來單獨講授，造成“知其然，不知其所以然”的教學效果，過多涉及領(lǐng)域知識，在學時有限的情況下，難以將計算機設(shè)備的內(nèi)容講解透徹。

（2）因為計算機設(shè)備原理是在講現(xiàn)成的計算機設(shè)備，課程內(nèi)容龐雜，還涉及很多專用計算機設(shè)備，如果內(nèi)容取舍不當、教材編排不深人，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，無法達到課程目標。

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

2 計算機設(shè)備原理教學內(nèi)容的組織

計算機設(shè)備原理課程教學內(nèi)容與領(lǐng)域相關(guān)，不同領(lǐng)域的計算機設(shè)備大不相同，沒有普遍性，但不同領(lǐng)域計算機設(shè)備原理課程教學內(nèi)容的組織，具有一般性的指導(dǎo)和借鑒意義。

首先分析一般的計算機原理課程的教學內(nèi)容組織，如表1所示。從表1可以看出，一般的計算機原理課程就教學內(nèi)容組織是按照“總一分一總”的思路展開的。先從總體上介紹計算機系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)，再按各組成部分邏輯順序，由內(nèi)到外逐一進行講解，最后回歸到更復(fù)雜的多處理機與機群系統(tǒng)。W6OtxvKG+VTfND/sxukb6OKht/rdYNPlpZiswf6doIc=應(yīng)該說這種組織方法是比較科學合理的，符合人的認知習慣。計算機設(shè)備原理能否采用這種教學內(nèi)容組織模式？表2是按照表1的模式生成的一個計算機設(shè)備原理教學內(nèi)容組織方式案例1，我們對這個案例分析如下。

一般來說，武器裝備計算機設(shè)備原理講述的是武器系統(tǒng)主要部分的計算機設(shè)備，在這個案例第一章計算機設(shè)備概論中，將計算機設(shè)備進行總體介紹，包括功能、分類、組成與結(jié)構(gòu)。在第二章中，對武器裝備計算機設(shè)備涉及的主要相關(guān)理論基礎(chǔ)進行介紹，這些理論基礎(chǔ)與領(lǐng)域密切相關(guān)，除了計算機基礎(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算機設(shè)備具體型號進行講解。第十章再從裝備的角度對擔負不同功能的計算機設(shè)備進行綜述，如火力控制計算機，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。

仔細分析就會發(fā)現(xiàn)，這種組織方式有一個很大的問題，就是武器裝備計算機設(shè)備原理講述的是武器系統(tǒng)主要部分的計算機設(shè)備，這些計算機設(shè)備涉及一般的PC結(jié)構(gòu)計算機、單板機、嵌入式計算機和片上計算機系統(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算機的指令系統(tǒng)、控制器和存儲系統(tǒng)等，同時割裂了各個不同計算機設(shè)備之間的功能聯(lián)系，這顯然是不合適的。

為避免這個問題，這里再給出計算機設(shè)備原理教學內(nèi)容組織案例2，如表3所示。

案例2這種內(nèi)容組織方法是“總一分”的組織思路，第一章計算機設(shè)備概論中，將這些計算機設(shè)備進行總體介紹，包括功能、分類、組成與結(jié)構(gòu)，后續(xù)章節(jié)每章都講述一個具體的計算機設(shè)備，這種方案避免了案例1不同類型計算機設(shè)備內(nèi)容混合在一起講解的問題，但同時仍然存在各計算機設(shè)備之間功能聯(lián)系不清楚，沒有形成一個系統(tǒng)的知識框架，各章之間邏輯關(guān)系不明顯。

為避免產(chǎn)生上述兩種問題，我們提出一種基于武器系統(tǒng)作戰(zhàn)能力的計算機設(shè)備原理教學內(nèi)容組織模式。這種組織模式的核心思想就是以形成武器裝備戰(zhàn)斗力的各種作戰(zhàn)能力為單位，以作戰(zhàn)能力之間的支撐關(guān)系為邏輯紐帶來組織教學內(nèi)容，案例3如表4所示。

第一章計算機設(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算機設(shè)備，這樣就自然的在這些計算機設(shè)備中建立起之問的邏輯關(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，負責將武器系統(tǒng)其他部分有機聯(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)計算機。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，同時又將領(lǐng)域內(nèi)容與計算機設(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 汁算機設(shè)備原理課程教學應(yīng)注意的幾個問題

有了好的教學內(nèi)容組織，要把這門課教好學好，還需要把握以下3個問題。

3.1 教學方法問題

由于武器裝備計算機設(shè)備原理課程的特點，教學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部分教學內(nèi)容組織可以看出，本課程采用啟發(fā)式的教學方法是比較適宜的，課程教學目的不是為了學計算機而講計算機內(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)式教學法的運用。如第一章計算機設(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，同時根據(jù)OODA循環(huán)每一過程引入其中的計算機設(shè)備，這樣就自然地在這些計算機設(shè)備中建立起邏輯關(guān)系。這一章的教學就可以從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)該需要什么樣的計算機設(shè)備等問題，這樣自然而然打開了學員的思路，引導(dǎo)學員主動運用以前學過的專業(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，推進教學內(nèi)容展開。

3.2 授課教師問題

計算機原理課程的第一個特點決定了授課教師不僅要有深厚的計算機專業(yè)知識，更需要扎實的領(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)運用及與同類武器裝備差異。只有達到這個層次，才能從全局掌控這門課程，做到講解深入淺出、內(nèi)容翔實準確，既能傳授知識，又能培養(yǎng)學員分析解決問題能力，達到課程目標。

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)的教具進行授課，有條件的院?？梢圆捎脤I(yè)教室進行授課，以達到形象生動的教學效果，僅武器裝備的外部參觀講解和操作對于原理教學是不夠的，需要對相關(guān)計算機設(shè)備進行拆卸，運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物展示的內(nèi)容也應(yīng)盡可能通過動畫來進行描述？

筆者在教學實踐中大量采用以問題為導(dǎo)向的啟發(fā)式教學法，并將一些真實的計算機設(shè)備部件及研制的計算機設(shè)備工作原理仿真軟件用于課堂演示，取得了良好的教學效果。

4 結(jié)語

武器裝備計算機設(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)系來進行計算機設(shè)備原理教學內(nèi)容組織與教材編排，采用基于作戰(zhàn)能力問題的啟發(fā)式教學方法，就一定能取得良好的教學效果。