一、課程簡介

《計算機組成原理》是計算機科學與技術專業(yè)的一門核心基礎課程。本課程旨在深入剖析計算機的基本組成原理、內(nèi)部工作機制以及指令執(zhí)行過程，使學生能夠全面理解計算機系統(tǒng)的硬件架構和軟件運行基礎。

通過本課程的學習，學生將掌握計算機的基本組成部件，包括中央處理器、存儲器、輸入/輸出系統(tǒng)等的工作原理和相互關系。同時，學生還將學習指令系統(tǒng)的設計和功能，以及計算機執(zhí)行指令的過程和方法。此外，課程還將介紹計算機性能評估的方法和指標，幫助學生了解如何優(yōu)化計算機系統(tǒng)的性能。

本課程注重理論與實踐相結(jié)合，通過實驗和課程設計等環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生的動手能力和解決問題的能力。通過本課程的學習，學生將為后續(xù)的高級課程如操作系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡等打下堅實的基礎，并能夠更好地理解和應用計算機技術。

二、案例基本信息

1.案例名稱：國產(chǎn)計算機芯片發(fā)展

2.對應章節(jié)：第五章中央處理器

3.課程講次：17

三、案例教學目標

1.增強愛國情懷與民族自豪感：通過介紹國產(chǎn)計算機芯片的發(fā)展歷程和取得的重大突破，激發(fā)學生的愛國情懷，使學生認識到自主研發(fā)芯片對于國家信息安全和經(jīng)濟發(fā)展的重要性，進而培養(yǎng)他們的民族自豪感和使命感。

2.培養(yǎng)創(chuàng)新精神與科研素養(yǎng)：鼓勵學生關注計算機芯片領域的最新技術和研究成果，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。通過引導學生開展相關課題的研究，探索新的芯片設計方法和優(yōu)化策略，培養(yǎng)他們的科研素養(yǎng)和實踐能力。

四、案例主要內(nèi)容

思政案例的內(nèi)容主要圍繞國產(chǎn)計算機芯片的發(fā)展展開。案例首先介紹我國計算機芯片產(chǎn)業(yè)的背景，包括長期以來對進口芯片的依賴以及國產(chǎn)芯片發(fā)展的滯后現(xiàn)狀。然后著重描述了近年來我國政府和企業(yè)在推動國產(chǎn)芯片研發(fā)方面所做的努力和取得的重大突破。

五、案例教學設計

一、教學目標

專業(yè)知識目標：使學生掌握計算機組成原理的基本概念、原理和方法，理解國產(chǎn)芯片的設計思路和技術特點。

思政目標：培養(yǎng)學生的愛國情懷和創(chuàng)新精神，增強社會責任感和使命感，引導他們關注國家科技發(fā)展和信息安全。

二、教學內(nèi)容與步驟

1.導入新課（5分鐘）

簡要介紹國產(chǎn)芯片的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀，引出本節(jié)課的主題——計算機組成原理與國產(chǎn)芯片發(fā)展。

提問學生：你們知道我國自主研發(fā)的芯片有哪些嗎？它們在我們的日常生活中扮演著怎樣的角色？

2.知識講解（20分鐘）

詳細講解CPU的基本概念、原理和方法，包括各組成部件的工作原理和相互關系。

結(jié)合國產(chǎn)芯片的設計案例，分析計算機組成原理在芯片設計中的應用，使學生了解國產(chǎn)芯片的技術特點和優(yōu)勢。強調(diào)自主研發(fā)芯片對于國家信息安全和經(jīng)濟發(fā)展的重要性，激發(fā)學生的愛國情懷和創(chuàng)新精神。

3.思政融合（10分鐘）

引導學生思考：作為一名計算機科學與技術專業(yè)的學生，我們應該如何為國家芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展貢獻自己的力量？

分享一些國內(nèi)芯片企業(yè)的成功案例和創(chuàng)新故事，激發(fā)學生的創(chuàng)新熱情和創(chuàng)業(yè)精神。強調(diào)社會責任感，引導學生關注國家和社會的發(fā)展需求，將所學知識應用于實際問題的解決中。

4.課堂討論（5分鐘）

分組討論：你認為我國芯片產(chǎn)業(yè)面臨哪些挑戰(zhàn)和機遇？我們應該如何應對這些挑戰(zhàn)并抓住機遇？

每組選一名代表匯報討論成果，其他同學進行點評和補充。

5.總結(jié)提升（5分鐘）

總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容，強調(diào)計算機組成原理與國產(chǎn)芯片發(fā)展的緊密聯(lián)系。鼓勵學生繼續(xù)關注國產(chǎn)芯片的發(fā)展動態(tài)，積極參與相關課題的研究和實踐活動。

三、布置課后作業(yè)：讓學生搜集相關資料，撰寫一篇關于國產(chǎn)芯片發(fā)展及其在計算機組成原理中應用的報告（百分制）。

六、教學反思

教學方法：采用講授、案例分析、課堂討論等多種教學方法相結(jié)合，注重理論與實踐相結(jié)合，激發(fā)學生的學習興趣和積極性。

教學評價：通過課堂表現(xiàn)、作業(yè)完成情況、小組討論成果等方式對學生進行評價，注重學生的參與度和創(chuàng)新能力。同時，通過思政目標的達成情況來評估課程思政教學的效果。

通過以上教學設計，旨在實現(xiàn)計算機組成原理課程與思政教育的有機結(jié)合，培養(yǎng)學生的專業(yè)素養(yǎng)和思政素養(yǎng)，為他們的全面發(fā)展奠定堅實基礎。

物聯(lián)網(wǎng)工程教研室供稿

責編：魏東平 審稿：董西偉 劉妍