关展鹏

关键词：计算机组成原理；虚拟仿真实验；线上教学

1引言

“计算机组成原理”实验课程是高等院校计算机及相关专业一门重要的专业基础课程，在计算机硬件相关课程体系中起着承上启下的作用[1]；同时，在新工科建设背景下，其也是大数据、人工智能专业的基础课程，属于新工科建设的重中之重[2]。学生系统地了解了计算机各功能部件的逻辑组成与运行机制，形成了计算机整机概念[3]。本课程由理论课和实验课2个环节构成。实验课程从计算机的各个组成部件出发，验证计算机的工作原理，旨在帮助学生理解计算机各功能部件的逻辑组成与运行机制，形成计算机整机概念，提高学生研究复杂工程问题的能力。

在实践“计算机组成原理”实验课程的教学过程中，我们起初采用传统的实验箱（唐都教仪的TD-CMA），遇到了如下挑战。

（1）实验箱功能虽多但硬件结构复杂，每一个实验都需要消耗一定的学时讲解实验箱的原理，对于总共16学时的实验课而言时间紧迫。

（2）在实验箱配套的教程中，大部分实验都是简单验证课堂所讲内容，缺少让学生进一步设计和创作的平台。

（3）从投资回报的角度来看，实验箱已使用超过10年，设备陈旧，存在故障的箱子日渐增多，既影响学生的上课体验，也影响教学效果。同时，学生出于好奇，在实验期间进行一些探索性的尝试，往往可能给设备带来新的故障。

（4）由于实验箱的管理需要，学生的实验操作只能在实验课室进行，课后要再练习或者实践创意几乎不可能。……