计算机硬件类专业范文

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第1篇

关键词：计算机硬件；专业人才；培养

计算机硬件类专业人才是计算机行业所需的专业人才类型之一，其主要是培养熟悉计算机内部结构、计算机内部工作原理、操作系统、计算机网络等，具有独立承担计算机硬件的设计、应用的应用型人才，但是长期以来各高校中计算机硬件类专业发展明显落后于软件类专业，在培养目标、课程体系、教师教学等各个环节中都存在着一定的问题，因此有必要对当前计算机硬件类专业人才现状进行分析，以更好地指导实践中人才培养。

1当前各高校计算机硬件类人才培养现状

计算机硬件类人才培养是高校计算机专业人才培养的重要方向2_--，也是适应当前社会发展的现实需要，但是当前各个高校在硬件类人才培养的过程中普遍地存在着一些问题，这些问题的存在也较为严重地影响了硬件类专业人才培养质量的进一步提高，主要表现于以下几点。

1.1培养目标模糊，缺乏特色

高校中培养的计算机专业人才一般分为2类：一类是软件方面的专业人才，主要从事相关的计算机软件开发与维护、程序编写等偏软件人才，如各类软件工程师等。另一类是偏硬件方面的专业人员，主要从事计算机硬件方面的结构、工作原理、计算机硬件方面的设计与开发工作。当前我国高校在计算机硬件类专业人才的培养目标的制定上人才定位模糊，专业特色不明显，在实际的人才培养过程中“广而不精”，学生在硬件方面的专业知识不足，尤其是实际动手能力较差，不能很好地胜任计算机硬件方面的专业工作。

课程设置缺乏科学性和针对性。培养目标的不明确直接导致硬件类专业的课程设置缺乏科学性和针对性，计算机相关专业是一门发展较快的专业门类，其课程体系的设置应时刻紧跟计算机软硬件方面的技术而不断更新和发展，以便更好地服务于专业人才的培养。当前各高校中的计算机硬件类课程体系更多地面向计算机类的相关专业，如软件开发、计算机通信、自动控制等等计算机专业中的各个相关专业，而缺乏专门针对硬件类人才的计算机硬件课程体系的设置，使得硬件类专业的课程体系缺乏针对性和科学性，同时不少高校的硬件类课程内容较为陈旧庞杂，课程与课程之间在知识结构、内容等方面缺乏联系和衔接，没有及时更新现有的硬件类课程内容，课程脉络较为模糊，影响了硬件类人才培养质量。

1.2学生硬件动手能力不足

计算机硬件类专业所学的知识理论性较强，应用范围广，与实践联系十分紧密，因而对学生的实际动手能力要求极高，硬件类专业要培养的就是有较强的硬件设计、开发等方面的实际技能的应用型人才，硬件类专业的人才培养特点决定了其需要在相关实训设备、人员配备、资金等方面有较大的投入，为提高学生的动手实践能力奠定基础，然而当前高校在硬件类专业人才的培养过程中或多或少地忽视了学生实际动手能力的培养，突出表现在实验室设备不足、相关的人员不到位、理论教学和实践教学体系协调性缺失等情况，较为严重地限制了学生硬件方面实际动手能力的提高。

1.3师资不足，尤以“双师型”教师紧缺

制约高校计算机硬件类专业人才培养的另一因素是师资因素，没有高素质的教师就不可能有高素质的学生。硬件类人才培养过程中对学生实践动手能力的高要求需要有一支既精通理论又拥有硬件动手操作能力的教师队伍，然而当前高校中硬件类专业的教师大多来自各高校毕业的硕博人员，其特点是理论知识丰富却缺乏相关的实践动手能力，这也在一定程度上影响了教师对学生实践动手能力的指导，长期的理论灌输也使得学生的专业热情降低，影响了培养质量。虽然不少高校也注意到了应培养和招聘更多的计算机类“双师型”教师，但是受制于工资待遇、教师编制等现实性因素，高校硬件类专业教师师资建设依然任重而道远。

2改进高校计算机硬件类专业人才培养的措施

面对当前计算机硬件类专业人才培养过程中存在的突出性问题，有必要采取有效措施进一步改进当前硬件类专业人才培养现状，提高培养质量，笔者认为应着重从以下几个方面着手。

2.1明确培养目标

培养目标作为高校教育活动的出发点和归宿，不仅深刻地影响教育者和受教育者个人，而且也影响到整个高校和社会的发展，对课程设置、教学活动等方面具有直接的指导作用和统筹作用，因此改进高校计算机硬件类专业人才培养现状应首先从培养目标入手，应对当前高校中计算机硬件类专业人才培养目标模糊不清、缺乏特色的问题予以清理，明确硬件类专业人才的培养目标是培养熟悉计算机内部工作原理，专业从事计算机硬件类的设计、技术开发、维护等方面的实际工作的人才，要和软件类人才区别开来，明确硬件类专业人才培养定位，使得学生毕业之后可以独立从事硬件类方面的专业工作，拥有较高的实践动手能力。

2.2根据硬件类专业人才培养目标优化和改进课程设置

课程设置作为学生学习本专业知识的重要载体，其科学性、针对性如何，直接关系到培养目标能否顺利实现。面对当前计算机硬件类专业课程设置不合理、针对性不足、结构冗余、内容落后的现状，应根据计算机硬件类的最新发展趋势和硬件类人才培养目标来重构硬件类专业课程体系，设置覆盖硬件类专业内容从基础课程、核心课程到创新课程的纵向分层体系，明确基础课程、核心课程和创新课程各自的功能和内容，形成3类课程之间相互协调、相互促进的课程体系；在课程内容方面，依据计算机硬件方面的最新发展趋势和硬件类专业人才培养的总要求，合理充实现有的硬件类课程体系的内容，促使课程内容紧跟时展，夯实硬件类专业人才培养的课程基础。完善后的计算机硬件类课程体系大致如表1所示。

2.3完善现有的硬件类实践课程教学体系

完善实践教学体系应成为今后硬件类人才培养改进的重点，因其在硬件类人才培养质量的过程中有着核心和基础性的作用，在实践教学过程中，教师应坚持促进学生在知识、能力以及创新素养等协调发展的理念，以培养学生实际的动手能力为核心，在实际的教学环节中，由于种种主客观方面的原因，实践教学在硬件类人才的培养过程中的重要性被降低甚至有所忽略，因此在今后应着力于推进硬件类人才培养的实践教学改进，培养具有扎实的实践动手能力、创新意识和创新能力强的硬件类专业人才。高校应积极采取措施，推进硬件类专业学生积极参加各种校内外实训计划、顶岗实习等，实行工学结合、校企合作、顶岗实习的人才培养模式，从校内和校外2个方面提高学生实践动手能力。校内方面，加大对学生硬件类实验硬件建设的投入、师资配备，在课时分配、课程评价等方面向实践教学倾斜，鼓励学生积极参加各类硬件类的竞赛活动等；校外方面，积极与相关企业建立合作关系，拓展校外学生实训基地，鼓励学生利用寒暑假等时间进入企业进行顶岗实习等，因地制宜地提高学生的实际动手能力。

2.4加强师资建设，扩大“双师型”教师队伍在计算机专业教师队伍中的比例

师资队伍建设是高校人才培养的重要一环，教师素质的高低对学生素养的影响是不言而喻的，因此高校应重视加强硬件类专业教师队伍的建设问题。―方面，针对现有的教师，应鼓励他们积极通过各种途径提高实践技能，定期对教师进行专业培训，鼓励相关教师进入相关企业，参与相关产品的研发、设计等工作，鼓励有条件的教师积极申报相关课题、研究项目等，提高自身实践技能；另一方面，完善现有的教师招聘标准和教师评价办法，通过提高待遇等措施吸引拥有计算机硬件方面学科背景和专业背景的“双师型”人才进入高校任教，充实高校计算机教师队伍，提高教师群体整体专业素养水平，以更好地服务于教学。

第2篇

[关键词]：计算机 硬件 专业人才 培养

一、当前各高校计算机硬件类人才培养现状

计算机硬件类人才培养是高校计算机专业人才培养的重要方向之一，也是适应当前社会发展的现实需要，但是当前各个高校在硬件类人才培养的过程中普遍地存在着一些问题，这些问题的存在也较为严重地影响了硬件类专业人才培养质量的进一步提高，主要表现于以下几点。

1.培养目标模糊，缺乏特色

高校中培养的计算机专业人才一般分为2类：一类是软件方面的专业人才，主要从事相关的计算机软件开发与维护、程序编写等偏软件人才，如各类软件工程师等。另一类是偏硬件方面的专业人员，主要从事计算机硬件方面的结构、工作原理、计算机硬件方面的设计与开发工作。当前我国高校在计算机硬件类专业人才的培养目标的制定上人才定位模糊，专业特色不明显，在实际的人才培养过程中“广而不精”，学生在硬件方面的专业知识不足，尤其是实际动手能力较差，不能很好地胜任计算机硬件方面的专业工作。

2.学生硬件动手能力不足

计算机硬件类专业所学的知R理论性较强，应用范围广，与实践联系十分紧密，因而对学生的实际动手能力要求极高，硬件类专业要培养的就是有较强的硬件设计、开发等方面的实际技能的应用型人才，硬件类专业的人才培养特点决定了其需要在相关实训设备、人员配备、资金等方面有较大的投入，为提高学生的动手实践能力奠定基础，然而当前高校在硬件类专业人才的培养过程中或多或少地忽视了学生实际动手能力的培养，突出表现在实验室设备不足、相关的人员不到位、理论教学和实践教学体系协调性缺失等情况，较为严重地限制了学生硬件方面实际动手能力的提高。

3.师资不足，尤以“双师型”教师紧缺

制约高校计算机硬件类专业人才培养的另一因素是师资因素，没有高素质的教师就不可能有高素质的学生。硬件类人才培养过程中对学生实践动手能力的高要求需要有一支既精通理论又拥有硬件动手操作能力的教师队伍，然而当前高校中硬件类专业的教师大多来自各高校毕业的硕博人员，其特点是理论知识丰富却缺乏相关的实践动手能力，这也在一定程度上影响了教师对学生实践动手能力的指导，长期的理论灌输也使得学生的专业热情降低，影响了培养质量。虽然不少高校也注意到了应培养和招聘更多的计算机类“双师型”教师，但是受制于工资待遇、教师编制等现实性因素，高校硬件类专业教师师资建设依然任重而道远。

二、改进高校计算机硬件类专业人才培养的措施

面对当前计算机硬件类专业人才培养过程中存在的突出性问题，有必要采取有效措施进一步改进当前硬件类专业人才培养现状，提高培养质量，笔者认为应着重从以下几个方面着手。

1.明确培养目标

培养目标作为高校教育活动的出发点和归宿，不仅深刻地影响教育者和受教育者个人，而且也影响到整个高校和社会的发展，对课程设置、教学活动等方面具有直接的指导作用和统筹作用，因此改进高校计算机硬件类专业人才培养现状应首先从培养目标入手，应对当前高校中计算机硬件类专业人才培养目标模糊不清、缺乏特色的问题予以清理，明确硬件类专业人才的培养目标是培养熟悉计算机内部工作原理，专业从事计算机硬件类的设计、技术开发、维护等方面的实际工作的人才，要和软件类人才区别开来，明确硬件类专业人才培养定位，使得学生毕业之后可以独立从事硬件类方面的专业工作，拥有较高的实践动手能力。

2.根据硬件类专业人才培养目标优化和改进课程设置

课程设置作为学生学习本专业知识的重要载体，其科学性、针对性如何，直接关系到培养目标能否顺利实现。面对当前计算机硬件类专业课程设置不合理、针对性不足、结构冗余、内容落后的现状，应根据计算机硬件类的最新发展趋势和硬件类人才培养目标来重构硬件类专业课程体系，设置覆盖硬件类专业内容从基础课程、核心课程到创新课程的纵向分层体系，明确基础课程、核心课程和创新课程各自的功能和内容，形成3类课程之间相互协调、相互促进的课程体系；在课程内容方面，依据计算机硬件方面的最新发展趋势和硬件类专业人才培养的总要求，合理充实现有的硬件类课程体系的内容，促使课程内容紧跟时展，夯实硬件类专业人才培养的课程基础。

3.完善现有的硬件类实践课程教学体系

完善实践教学体系应成为今后硬件类人才培养改进的重点，因其在硬件类人才培养质量的过程中有着核心和基础性的作用，在实践教学过程中，教师应坚持促进学生在知识、能力以及创新素养等协调发展的理念，以培养学生实际的动手能力为核心，在实际的教学环节中，由于种种主客观方面的原因，实践教学在硬件类人才的培养过程中的重要性被降低甚至有所忽略，因此在今后应着力于推进硬件类人才培养的实践教学改进，培养具有扎实的实践动手能力、创新意识和创新能力强的硬件类专业人才。高校应积极采取措施，推进硬件类专业学生积极参加各种校内外实训计划、顶岗实习等，实行工学结合、校企合作、顶岗实习的人才培养模式，从校内和校外2个方面提高学生实践动手能力。校内方面，加大对学生硬件类实验硬件建设的投入、师资配备，在课时分配、课程评价等方面向实践教学倾斜，鼓励学生积极参加各类硬件类的竞赛活动等；校外方面，积极与相关企业建立合作关系，拓展校外学生实训基地，鼓励学生利用寒暑假等时间进入企业进行顶岗实习等，因地制宜地提高学生的实际动手能力。

三、结语

总之，针对当前高校计算机硬件类人才培养中所存在的普遍性的问题，需要教育部门、高校乃至教师和学生本人各尽其职，通力合作，努力通过各种途径提高硬件类专业人才培养质量，更好地服务于经济社会发展。应该说，当前高校中计算机硬件类人才培养过程中所存在的普遍性问题远不止本文所提到的以上诸方面，其他如教材问题、学生的兴趣问题等也都在一定程度上影响着硬件类人才培养质量的提高，因此要彻底解决这一问题，还需要继续加强该方面的深入研究，笔者对本问题的阐述也希望能起到引发议论、启发思考的作用。

参考文献：

第3篇

摘 要：针对当前计算机硬件类专业人才缺乏的现象，以及高校在计算机硬件类人才培养中存在的“欺软怕硬”问题，阐述硬件类人才培养现状及问题存在的原因，从计算机硬件类课程体系、实践环节、学科竞赛方面提出计算机硬件类人才培养的改革思路，希望与同行探讨。

关键词：计算机硬件；硬件课程；实践教学；学科竞赛

计算机硬件类专业人才培养是一项系统工程，我们须在社会大背景、专业教学大环境下思考计算机硬件类专业人才培养的问题。计算机硬件类人才培养具有一定共性，即教学规律，也有一些新模式和新措施。笔者在多年教学经验基础上，思考计算机硬件类专业人才培养，希望对计算机硬件类专业人才培养起到一定的借鉴作用。

1 硬件类人才培养现状

计算机专业涵盖的范围越来越广，计算机硬件类课程体系是计算机专业的重要组成部分，主要包括计算机组成原理、操作系统、计算机网络、计算机系统结构、接口技术等课程，它们是计算机专业中的技术核心课程，具有理论性强、应用范围广且与实际工程联系紧密等特点。然而很长一段时间内，许多本科院校计算机专业培养的学生特色不明显，存在“博而不精”、“欺软怕硬”等问题，使得计算机专业在硬件课程的设置、教学知识体系和内容等方面存在着诸多不尽如人意的地方，教学质量难以保证，多数学生的硬件能力都比较差，基本无法胜任计算机硬件方面的相关设计和应用工作[1]。加上缺乏引导和创新能力的培养，学生学习硬件类专业知识存在仅仅一知半解，只认识表面，不能深入本质、学以致用，不能系统认识等诸多方面问题，造成学生学习被动，缺乏踏实精神，工作后丧失适应能力和创新能力。这无疑为高校硬件

类专业人才培养敲响了警钟。我们应该立即采取措施解决计算机硬件类课程教学中存在的问题，才能有效提高硬件类人才培养的质量。

2 改革思路

2.1 调整现有硬件类课程结构，建立硬件课程群

计算机硬件类课程在计算机科学与技术教学中占有很重要的位置，对计算机专业学生全面掌握计算机知识体系、深入认识计算机科学内涵起着不可估量的作用。其课程一脉相承，构成一条连续坚固的知识链，相关的软件类课程与之配合，形成大学阶段计算机知识的完整结构，为以后计算机开发应用和深造打下良好基础。

传统计算机类硬件课程体系的设置不是专门针对计算机专业，而是面向电子工程、自动控制、计算机等多个专业的通用体系。因此，在内容上几乎面面俱到，对培养通才有好处，但是针对性不强，造成课程教学中课时不够，许多知识点讲不深、讲不透。计算机科学与技术是一门不断更新、快速发展的学科。为使计算机科学与技术专业的人才培养与社会需求相适应，近年来，许多高校对计算机硬件类课程教学计划也在不断进行调整，但调整的多是课程名称和内容，体系结构本质没有太大变化，使课程内容之间的划分不清晰，造成课程设置和课

程内容重叠，在先修和后修课程衔接上脉络不清，比如有些学校的软件工程专业在学习计算机硬件系统基础课程时，往往没有先修数字电路基础课程，导致学生要学好该门课程比较吃力，同时课程内容上又存在与计算机接口通信课程重叠现象，造成学时资源浪费。因此，对现有课程体系进行必要的改革，及时根据计算机的技术发展调整培养计划，设置硬件课程群，更新现有硬件课程内容，建立清晰课程脉络，培养学生坚实硬件基础知识和创新能力，显得尤为重要。

我校针对教学与实验内容滞后于计算机科学技术发展、学生好“软”怕“硬”等切实问题，在人才培养方案上进行了较大的改革和创新，从基础课抓起，逐步培养学生的“硬件学习”兴趣，逐步将计算机新技术和新方法纳入到新课程体系的建设中来。按照硬件课程特点建立了硬件课程群，修改了硬件课程群培养方案，设置了纵向分层优化的课程体系，包括基础课程、实用课程、创新课程三个层次，硬件课程群的课程构成及学时分布如表1所示。

同时，根据计算机技术最新发展趋势，针对现有硬件课程不足进行课程改革，主要是对原有课程进行整合、调整，理顺课程的脉络，同时根据计算机技术发展需要增加一些能够满足社会需求的理论和实践课程。因此，在新的课程体系中，保留计算机组成原理、计算机系统结构、微机系统与接口技术等计算机专业必修课程，对这些课程内容作些微调。比如在计算机组成原理课程中，除讲述计算机存储系统、指令系统、控制器等基本内容外，增加了计算机多核技术内容。在系统可编程单片机原理及应用课程中，将系统可编程思想融入到单片机原理课程中。同时，显著增加实践环节学时的比例，不仅为重要的专业基础课程设置独立的课程设计实践环节，而且90％以上的专业课程均含有实验或上机学时。

2.2 改革现有硬件类课程实践教学体系

硬件类课程实践教学是保证和提高人才培养质量的一个重要环节，硬件类课程实践教学体系在计算机硬件类人才培养方面起关键作用。在实践教学中，应树立“以学生为主体，教师为主导”的新教育观，坚持知识、能力和素质协调发展的实践教育理念和以能力培养为核心的实践教学观念，以“提高学生工程实践能力、工程设计能力、创新意识与创新能力，培

养学生综合素质”为人才培养的宗旨，致力于培养具有创新精神和实践能力的高素质人才。

在计算机硬件课程教学中，实践环节往往容易被忽视，或为最薄弱环节，其教学效果也不太好，对计算机硬件教学产生关键影响[2]。目前，高校在计算机硬件实践教学中普遍存在的问题如下。

1) 实验设备及条件相对滞后。

计算机硬件是实践性很强的学科，在计算机硬件教学中，硬件课程的实验设备投资大，通常每门课程都需要配备专门的实验设备，多数高校在硬件课程及实验条件建设方面都明显不足，设备相对落后，实践教学时间严重不足，培养出来的学生大多不具备基本电路设计、调试和实践的能力。

2) 实验内容和社会需求脱节。

计算机硬件是一门更新换代速度非常快的学科，社会需求针对性非常强。由于教学内容和实验条件相对滞后，导致实验内容和社会需求脱节，培养的学生不能迅速适应社会需求。

3) 创新能力培养不足。

现有的计算机硬件实践环节多数以验证性实验为主，即学生往往根据教师提供的实验方法和实验步骤进行验证，缺乏自主创新意识。通常实践环节结束之后，学生也不会进行发散思维，达不到学生创新能力培养的目的。

我校在计算机硬件课程实践教学环节中已经探索出一条新思路，依托国家级计算机基础课示范中心，培养适应国家经济社会发展急需的多层次、复合型、应用型、创新型计算机人才，在硬件类人才培养中提出“追踪计算机新技术，遵循‘TRY’实践教学新方法，构建实验实训新体系，培养具有创新精神、脚踏实地的应用型人才”的实践教学理念。同时，积极跟踪计算机学科发展，优化整合计算机系列实践课程教学，坚持以学生为本，让学生在做中学，在多次、多种、开放性试验中学会学习，学会探索、学会创新，锤炼学生严谨的学风、顽强的工作作风、合作精神和科学态度；培养具备实践能力、创新能力的多层次应用型人才。

在实践教学改革中，积极推动实验课程体系、教学内容、教学模式和教学方法等方面的改革，培养基础扎实、视野开阔、具有适应能力和创新意识强、高素质的应用型人才。为此，我们坚持以实验室建设尤其实验资源的整合、共享和开放为基础，以实验教学体系和实验管理体制的改革为核心，以建立一支稳定、高素质的实验教学队伍为主力，以完备的实验条件为保障，改革和完善实验中心的管理体制，依靠科研促进实验教学，全面提高实验教学质量。

我校的计算机硬件类实践环节由校内实践与校外实践两个方面有机组成。校内实践包括课程设计、工程训练与毕业设计等环节，以“DIY”为教学理念，促进实验从验证型到设计型、从实验室到学生寝室的转变，结合学科建设，重点培养学生的知识综合运用能力与系统分析设计能力。

校外实践鼓励学生到校企共建的实训基地完成工程设计、毕业设计和实训实习等环节，重点培养学生的工程实践能力与团队协作能力；改革现有学校主导的学生考核评价机制，建立用人单位共同参与的综合评价机制，提高学生评价的有效性、准确性与科学性。

同时，积极探索新的计算机硬件类实践教学方法。为实现培养“既会动手，又会动脑”的计算机应用人才的目标，计算机科学与技术专业的教师在实践教学过程中采用丰富多样的实验教学方法，内容如下：(1)“TRY”实验教学法。“TRY”是以学生多试为主的实验教学方法。改变传统的以教师讲解、学生验证为主的实验方法，鼓励学生动手实验，自己总结规律。(2)交互讨论式教学法。教学中师生之间、学生之间互动讨论，可以充分调动学生的积极参与性，尤其在设计与综合实验中，教师引导学生讨论实验方案、方法。(3)开放式自主实践教学法。开放部分实验室，学生自选实验选修项目，学生自主选择指导教师。(4)目标驱动教学法。教师给出实验项目和目标，主要由学生根据任务目标完成实验的各个环节，如资料查找、实验方案设计、仪器调试、实验结果测量与处理等。(5)课外科技活动指导方法。开设计算机硬件学生兴趣小组，配备经验丰富的教师指导学生的科技实践活动。(6)参与教师科研项目方法。大三学生即可参与教师的科研项目，教师指导其进行相关的学习与研究，边学边用，活学活用。

2.3 通过学科竞赛扩大硬件学习影响力

大学生学科竞赛是促进创新型人才培养的有效手段之一。我校积极鼓励学生参与国内外各类科技竞赛，如大学生“挑战杯”、电子设计竞赛、嵌入式系统设计大赛、智能车大赛，激发学生学以致用的兴趣。对获得国家和省级各类学科竞赛等级的学生，给予成绩、学分和物质奖励。建立计算机硬件学生科协和各种竞赛组织、集训的长效机制，分为智能汽车小组、嵌入式竞赛小组、挑战杯小组、创新设计小组，搭建学生参加科技竞赛、训练的基础平台，形成一个“传、帮、带”的梯队，扩大竞赛的影响面，达到以点带面的良性循环效果，增加学生学习硬件课程的兴趣，加强学生创新能力的培养。

在学生科协辅导形式上，改变传统授课模式，辅导教师采用专题讲座形式，将各种知识和能力介绍给学生，充分发挥学生主观能动性，结合自身优势和特点，弥补不足，努力实现学科交叉，将计算机、电子、控制、机械等知识和应用能力融入其中。

如在智能汽车小组中，涉及计算机科学与技术、电子科学与技术、自动控制等专业的学生。计算机科学与技术专业的学生在实现小车控制过程中，结合自身在图像处理、算法等方面的优势，努力掌握电路知识和经典控制算法，在机械调校过程中掌握基本机械设计和调试能力，潜移默化中掌握硬件类人才所需要的各种知识和能力，成为社会所需人才。实践证明，通过学科竞赛形式，计算机硬件科协从最初十数人发展成为现今上百人规模，包括了大一到大四各个年级的学生，将大批计算机专业学生从电脑游戏旁吸引过来。

在培养学生能力的同时，我们也取得了一定成绩，包括全国Intel杯嵌入式竞赛一等奖、全国大学生“挑战杯”竞赛二等奖、全国智能车比赛二等奖等。目前，计算机硬件科协的大四学生大都继续攻读研究生深造，或进入国内外知名IT企业从事硬件技术研发工作。

3 结语

近两年来，我校在计算机硬件类人才培养方面初见成效，学生“欺软怕硬”现象逐步改善，更多的学生开始喜欢并选修诸如计算机硬件系统基础、单片机原理、嵌入式系统开发等硬件相关课程。同时，学校为这些学生提供了专门的实验室及良好的开发实验平台，让学生通过实际动手操作，更好地掌握硬件类相关课程。同时，越来越多的学生加入到硬件科协，热衷于参加电子设计竞赛、嵌入式大赛及智能车比赛等对硬件要求较高的大学生科技竞赛活动中，逐步形成一种热爱硬件类课程学习的良性氛围。

对于计算机相关尤其是计算机科学与技术专业学生来说，光学习计算机编程等偏软课程远远不够，应该对计算机底层有深刻认识，形成一套完整的知识结构，方能满足社会需求。因此，教师应该在现有基础上加强对学生的引导，使其认识到计算机硬件类课程的重要性。目前，我校计算机硬件类专业人才的培养尚处于探索阶段，但是社会对硬件类人才的需求却与日俱增。如何采用一些有效改革措施，培养社会急需的高素质硬件类专业人才，是当前需要解决的紧迫问题，笔者对这个问题提出了思考，希望起到抛砖引玉的作用。

参考文献：

[1] 黄剑玲,廖剑华. 计算机硬件系列课程教学改革的探讨[J]. 教育探索,2009(3):31-32.

[2] 胡景春,叶水生,韩旭,等. 计算机科学与技术专业硬件教学实践环节的综合研究与建设[J]. 实验技术与管理,2010,27(3)：12-14.

Exploration of Computer Hardware Special Talents Training

ZENG Hong, LI Ertao, DAI Guojun

(National Computer Teaching Lab of Basic Courses, Hangzhou Dianzi University, Hangzhou 310018,China)

Abstract: The purpose of this paper is to analyze the reason for the current situation that there are not enough computer hardware engineers, and the problem that the universities do not pay enough attention to computer hardware education. After that, a set of revolution solutions, including the computer hardware course system, practice link, and subject contest, are introduced.

Key words: computer hardware; hardware course; practice teaching; subject contest

第4篇

关键词：应用型人才；计算机软件类；课程体系；校企合作

随着“互联网+”战略的推进，特别是电子商务、服务外包等新兴信息技术产业的迅速发展，社会和产业对计算机软件人才的需求日益强盛。根据有关部门不完全统计，今后每年对IT人才的需求将突破100万，其中信息、软件、网络管理人才的需求占70%以上，而每年高等院校培养的此类毕业生数量和质量远远不能满足行业发展的需要，兼备信息技术与行业知识的复合应用型人才更是紧缺。

传统高校面向学科的专业课程体系、单一的课程教学模式和考核评价机制培养出来的软件类人才能力与企业需求还存在不小的差距，一般企业不得不花6～12个月的时间和大量的成本对毕业生进行岗前培训。如何构建面向能力需求的计算机软件类专业课程教学体系是应用型软件人才培养中的关键问题。

近年来，一些高校计算机软件类教育工作者对该问题进行了探索，但是，如何在新形势下面向能力需求建构应用型本科计算机软件人才培养专业课程体系尚未有很成功的经验。本文在深度校企合作、产教融合的基础上，提出了一种“四对接”的专业课程体系，并提出了保障课程体系改革与实施的四项举措。

一、应用型计算机软件类专业课程体系现状分析

随着社会和高校对应用型转型的认识不断提高，地方性、应用型院校对应用型人才培养的定位越来越明晰。应用型人才培养需要应用型的课程体系。目前，不少高校软件类专业课程体系还不能支撑培养目标，存在着以下问题和不足。

1.专业课程体系目标定位与产业能力需求脱节

传统高校培养的计算机软件类人才设计开发能力、创新创业能力普遍不足，不能较好地胜任新兴信息技术产业软件岗位，课程教学体系不能支撑软件岗位所需要的核心能力培养。在课程体系定位上，过分强调学科、理论基础扎实，轻视能力需求；在课程教学模式上，固封在传统教室、实验室上课实习，忽视与相关产业、企业的结合；在课程教学安排上，理论课程占比过高，实践课程占比严重不足。

2.专业课程教学内容与生产实际脱节

传统计算机软件类专业课程教学的课程目标、课程内容、环节安排、教学方法、实践途径、评价机制、质量保障等与新兴信息技术产业软件行业能力要求、技术需求、组织形式、生产过程、质量标准等严重脱节。课程目标没有与岗位技术相关细分能力要求一致；课程内容陈旧，距离当前行业流行软件开发技术距离较远，更没有与生产标准相结合；实践途径、环节安排也很少与实际软件开发过程相结合；评价机制只注重验证性的个人实践结果正确与否，而不是生产性的团队项目测试是否通过。

3.支撑资源平台与专业教学需求脱节

培养应用型软件类人才的专业课程体系需要有较好的校企合作平台支撑，需要有良好的校企合作运行机制，需要有校企合作的“双师型”教学师资队伍，需要有与软件生产对接的教学资源。而目前大部分高校的校企合作仅仅停留在校外实践基地上，只注重把学生派到企业实习，没有与企业建立起深度合作课程教学的机制，没有引入企业的师资和教学资源，不能满足教学的深层次需要，校企合作还停留在浅层的实习合作。

二、面向能力需求的应用型计算机软件类专业课程体系构建

1.专业课程体系的构建理念

针对产业需求和传统计算机软件类课程体系存在的问题，提出了“需求导向，能力核心，理实一体，工学融合”的应用型计算机软件类专业课程体系建设理念。需求导向，是以产业、行业对计算机软件类人才的实际需求为目标，兼顾毕业生的岗位适应能力和未来职业发展潜力，对课程体系进行顶层设计；能力核心，即课程体系的构建突出行业、企业实际需要的各项能力的培养；理实一体，即通盘设计理论课程与实践课程，使理论课程与实践课程融为一体；工学融合，是指与行业、企业共同设计、建设课程体系，把计算机软件产业当前生产实际的开发标准、组织形式、流行技术引入课程体系，校企共同实施课程教学。

2.面向能力需求的“四对接”专业课程w系建设

（1）能力培养与软件岗位需求对接，全面创新专业教学课程体系。经过广泛的调研和深入分析，梳理出应用型计算机软件类人才应具备三个核心能力，即“软件开发能力、业务流程分析能力、沟通与项目管理能力”。在剖析三项能力的基础上，设计全新的专业课程体系。根据三项核心能力培养的需要，建设业务流程分析、软件开发、沟通与项目管理三个能力课程群。确定课程群中各课程之间衔接关系，课程中各知识点的串接，并设置课内实验、独立项目实训、企业综合实习等实践环节。从第一、二学年的专业基础知识课程，第三学年综合应用课程到第四学年的行业相关岗位任职的职业素养课程，构建递进式培养的课程体系。

在课程学分安排方面，大幅提高实践课时和学分。独立设置的实践课程加上毕业实习等学分占到总学分的40%以上，主要核心专业课的实践课时占总课时的45%以上。

（2）课程内容与软件标准对接，深化改革专业课程教学内涵方法。从计算机软件行业岗位实际出发，根据《计算机程序设计员国家职业标准》和服务外包软件开发行业标准中的要求，将相关岗位所需的技能素质要求和技术标准细化，成为课程教学标准。学生通过“了解标准”“熟悉标准”到“使用标准”三个阶段的教学、训练和实践，毕业进入工作岗位后，能够自觉按照技术标准和工作要求规范操作。

在教学中，根据典型软件岗位技术需求结合各课程要达到的细分能力目标，对教学内容、教学方法、组织形式、评价机制等做了全面的改革。对Java/Net开发工程师、UI设计、web前端开发工程师、测试工程师等岗位技术与能力需求进行深入的分析提炼，并通过优化课程教材与实践案例把这些内容融入相关课程。将职业素养的培养融入日常教学和实践中，强调编码规范、编程习惯等基本职业规范。

（3）教学过程与开发过程对接，着力培养学生岗位胜任能力。梳理专业课程，以岗位需求的细分能力为目标，重构理论教学和实践教学过程。在专业实践教学环节方面，重构由专业认知实习、专业课内实践、独设实践课程、创新创业实践、综合项目实训、假期顶岗实践、专业毕业实习、就业岗位试用等紧密相连的八个环节组成的实践教学体系，通过理论与实践交互、校内与校外交替、学习与生产交融，实施“从初级到高级、从简单到综合、从实践到岗位”的综合实践能力递进式培养。

依托校外实践基地联盟，将“面向对象程序设计课程设计”等8门主要专业课程的实践部分或全部放在企业进行，使学生的学习过程直接与软件企业生产过程对接。“项目开发实例”以软件企业真实开发项目为案例项目，从合同签订、项目启动、设计开发到测试与验收，全程仿真模拟在企业实际操作，无缝对接软件开发实际生产过程。

（4）孵化项目与产业市场对接，着力提升学生创新创业能力。依托基地联盟，通过举办创新创业辅导报告、沙龙论坛以及开设创新创业课程等进行创新创业教育；通过组建创新创业团队、设立学生创新研发资助项目引导学生创新创业；通过设立创业孵化项目、设立创新创业工作室、支持学生注册公司等形式推进学生创新创业.依托本专业产学研“软件研发中心”及教师工作室，通过“传帮带”机制，吸引学生参与教师科研，增强学生创新创业实战能力。

为使教学项目更符合新兴信息产业软件发展方向，对接软件产业市场，选择基地联盟企业关注的、创业前景良好的开发类项目设立为创新创业资助和孵化项目。企业也将一些实际项目的开发、设计和测试等环节直接放在学校，让学生以参加项目组研发和实践的形式参与其中。

三、专业课程体系建设的保障措施

1.建设机制融合的校企合作课程体系支持平台

为支撑软件开发能力、业务流程分析能力、沟通与项目管理能力三项核心能力的培养，在全面梳理专业课程体系所需要的实验、实践平台的基础上，依托国家级校外大学生实践教育基地――东忠集团服务外包基地，全面整合完善专业实验室和校内外实践基地，搭建校企融合的计算机软件类专业课程体系教学支持平台。

为了更好地取得政府、行业、企业的支持，成立由政府主管部门、省计算机软件行业协会、省服务贸易协会、计算机软件企业等高管、专家和学校、专业领导、教授共同组成的学校计算机软件类人才培养指导委员会和实践教学指导委员会。按照“过程共管、互惠共赢、共享合作”的原则构建人才培养和实践教学共同体――计算机软件类人才培养联盟和实践基地联盟，以“供需对接、资源共享、利益共享、双赢三益”的新型紧密融合的校企合作机制在校内和企业实施人才培养。

2.依托“千百工程”共建校企融合的教学团队

依托学校“千人业师”“百业培师”的“千百工程”，建立一支跨越学科、校企融合的教学团队，共同建设课程体系，共同实施教学。企业工程师全程参与教学项目和课程设计、组织、实施、考核；学校教师担任企业项目经理、项目组成T和企业培训师，全程参与项目的研发、业务流程设计、员工培训等工作。团队教学根据不同阶段采用不同模式，在校内外理论教学和实验、实习、实训等教学环节中，采用团队合作授课、指导和考核模式；在企业顶岗实习、毕业实习和就业岗位试用阶段，采用企业分配岗位和真实项目，业师全权指导并考核、教师跟踪管理的模式。

3.以企业实际项目为基础共同开发教学资源

校企双方根据行业技术和能力需求，以企业真实项目为基础，分解课程知识点和技能需求，结合课程学习、实践的特点，构建基于课程案例资源与企业综合项目的“叶一枝一干”案例项目体系，实施教学后大大提高了学生的学习兴趣和综合实践能力。

为“数据库”“面向对象程序设计”等每门专业核心课设计了10～20个案例资源，校企共同实施理论和实践教学。企业提供、双方共同制作了用于综合项目实践课程的“人保会员管理系统”“地铁管理系统”等10个企业大型真实项目，包括各项目的计划书、需求分析说明书、概要设计说明书、测试计划书等行业标准文档。在梳理知识、技能和案例的基础上，校企双方合作开发教材和实践指导书。

4.校企合作共建新型教学质量评价和保障体系

第5篇

关键词：研究性教学；硬件类课程；问题为导向

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）51-0219-02

一、引言

计算机专业硬件类课程通常包括计算机组成原理、汇编语言、计算机系统结构、接口技术及嵌入式微处理器等课程。目的是让学生掌握计算机各部分的工作原理，具备一定的计算机硬件开发设计能力，但是该类课程具有理论及实践性强、概念抽象、技术更新快的特点，因此教学难度大，学生学习兴趣低，导致计算机专业学生大多“喜软怕硬”。如何改变这一现象，一直是困扰任课教师的难题。

目前，研究性教学备受关注。研究性教学在国外始于20年前，是一种在教师的组织指导下学生自主学习、自主实践的教学[1]，注重培养学生研究和创新能力的新教育理念。目前已被国际、国内教育界普遍认同并付诸实践[2]。近年来，本文作者所在的计算机硬件课程组，结合硬件类课程的特点，突破传统的“传输―接受”式教学框架，也尝试在硬件类课程的教学中引入以问题探索为基础的研究性教学理念，并取得了令人满意的效果。本文以计算机专业硬件类核心课程“计算机组成原理”为例，介绍研究性教学的应用与实践。

二、研究性教学改革的理念及思路

研究性教学是教师为指导和培养学生进行研究性学习，模拟科学研究活动所设计和组织的一种课堂教学。包括教与学两方面：一方面教师要创设良好的研究性教学环境，给学生提供必要的指导与帮助；另一方面学生积极主动地进行探究式学习[3]。要推行研究性教学，关键是教学理念的改革，即传统教学理念到研究性教学理念的转变。具体实施时，主要完成以下转变：教学思路，由传统的“知识点讲解型”向“问题导向型”转变；教师角色，由“知识灌输者”向“问题引导者”转变；学生角色，由“被动接受者”向“自主学习者”转变；考核方式，由“应试型”向“多元考核型”转变。

依据研究性教学理念，结合硬件类课程特点，课题组建立了一种课堂讲授辅以专题讨论课、创新性实验等多种形式相结合的研究性教学体系，以培养学生对计算机硬件系统的分析与设计能力，提高学生的自主学习及创新能力。具体思路是：在教学内容上，“以问题为导向”对讲授内容进行结构性调整、重组和更新，以激发学生主动学习知识的兴趣。在教学方法上，坚持启发式、参与式教学。在教师讲授的同时，辅以专题讨论、学生参与式教学、创新性实验等多种形式。在考核方法上，不再以笔试为唯一考核方式，而是采取笔试结合专题讨论、调研报告、实验设计等多元化的考核方式。

三、研究性教学改革的实施

1.创设问题情境，“以问题为导向”组织课程教学内容。组织教学内容时，要遵循“讲学科不讲教材”的原则。首先让学生清楚课程在整个学科中的地位和作用以及它与前导课和后续课的关系。其次，针对硬件课程理论性、实践性强的特点，引入研究性教学模式，通过创立问题情境，以问题为导向引导学生主动探索。“以问题为导向”提炼每章内容主线，比如在计算机组成原理课程运算方法和运算器一章中，提出：“各自算术运算和逻辑运算在计算机中如何实现的？”引起学生兴趣并对章节内容主线初步掌握。对每章相关知识模块还要按照“以问题为导向”的原则，设计出具体的细节问题。如：乘法运算的研究性问题设计如下：

（1）手算乘法运算是怎样的？――锻炼学生的观察和总结能力

引导学生给出手算乘法规则并得到结论：手算乘法是通过移位和加法来实现的。

（2）为什么不能直接在计算机中采用？――锻炼学生发现问题的能力

引导学生给出总结手算乘法的缺点。

（3）如何调整才能应用到计算机中？――锻炼学生解决问题的能力

引导学生想出改进上述方法的妙招。

（4）机内乘法运算规则是怎样的？――锻炼学生概括能力和举一反三能力

通过原码一位乘案例，引导学生自己总结出机内原码一位乘规则，并由此推出机内原码两位乘规则。

（5）现在的CPU中乘法是如何实现的？――锻炼学生主动学习能力

预先告知学生现在计算机中广泛采用的指令并行执行及流水线等概念，说明这些概念在以后的章节中会详细讨论，并要求感兴趣的同学上网查阅相关资料。

这样设计后，一个简单的机内乘法运算规则，经过一系列问题的探究，将原本枯燥无味的0，1运算，转变成了学生有兴趣去寻求答案的一个个具体问题。按照“以问题为导向”设计的教学内容，学生在整个学习过程中，一直处于思考如何解决问题的状态，既能做到有兴趣地全身心投入，又能比较扎实地掌握计算机内部的乘法运算方法，还能使他们对计算机的新技术有所了解和掌握。

2.启发式、参与式等教学方法的采用。课堂教学中坚持启发式教学。运用启发式教学方法不仅可使学生对课程知识的掌握有深刻的理解，而且还可以培养学生主动学习和独立思考的能力[4]。在课堂教学中通过实际问题引出理论知识点，通过一系列问题启发学生进行思维，引导学生主动探索、学习。例如，在学习存储器时，做了如下启发设计：（1）通过实际问题引出理论知识点：存放在内存和优盘中的信息在计算机关机后，有什么不同？――引导学生带着问题课下预习，主动查阅资料，寻求答案。（2）内存和优盘的存取机制有什么不同？――引出讲解点：RAM和ROM存储器概念。（3）RAM为什么又分为静态和动态？――引导学生带着问题对比静态和动态存储器的工作原理及区别。（4）在教学过程中，安排学生分组讨论，然后发言总结。

这样，由表及里、由浅入深、环环相扣地启发学生思考，并让学生们充分讨论，进行课堂交流，最后结合有关知识点进行分析和概括。实践证明：启发式教学是科学、成效的教学方法。

实施参与式教学。对内容多、理论性强、学生理解有难度的运算器、存储器和中央处理器三个章节设置专题讨论课，每次专题讨论课安排2学时，共6学时。专题讨论课的题目提前公布，让学生自由组合分组做准备。在讨论课上，各组选代表上台主讲，由教师和其他同学发问和争论，最后由教师进行总结与点评。通过专题讨论，学生能了解最新的技术与发展趋势，扩展课堂所学知识，学会对原理的灵活运用。在这种环境下，学生的作用是双重的，既学习新知识，又传授新知识，在掌握知识的同时，也有助于提高各自能力。

3.研究性教学的创新性实验环节的保证。为保证研究性教学的实施，建立了“验证型―设计型―综合型―探索型”的多层次实践教学模式。在课程部件实验中，适当开设“验证型”和“设计型”实验，在后续模型机设计课程中，开设“综合型”和“探索型”实验，形成“验证型―设计型―综合型―探索型”的多层次实践教学模式，以强化学生的综合设计和硬件动手能力。（1）变“实验指导书”为“实验任务书”。每次实验只给出实验任务、要求及实验条件等，具体如何设计和实现全部由学生自主完成，锻炼学生独立分析问题、解决问题的能力，激发他们的创新思维。（2）重新设计实验内容，保证实验内容的综合性、设计性和研究性。让学生通过自学和查阅有关文献，自行设计实验方案，自行搭接实验线路，自己进行实验，观察实验现象，发现问题并分析产生问题的原因，提出相应对策，最后撰写研究报告。整个过程把主动权完全交给学生，教师只是启发引导和做好组织工作。充分发挥主观能动性，调动学习积极性，培养自主学习和获取知识的能力。

4.研究性教学多元化考核方式的配套。传统考核方式以期末笔试为主，导致很多学生平时学习主动性差，知识掌握不牢固。本课程组建立了一种硬件类课程多元化考核模式。在多元化考核模式中，平时成绩比重达到50%，平时成绩包括课堂表现、专题报告、实验设计及操作、文献查询、作业等多个环节。使得学生更加注重平时的学习过程，对调动学生的学习积极性及培养学生自主学习能力、动手能力和创新能力起到积极作用。

四、结论

本文以计算机组成原理为例介绍了计算机专业硬件类研究性教学的实施，基于以上理念，本文作者所在的硬件课程组也在其他硬件类课程进行了研究性教学的实践，通过几年的探索，教学效果显著并取得了丰硕成果。学生学习的积极性高涨，参与计算机硬件课题组或创新活动的人数大增，硬件动手能力和创新意识有了明显提高。2009年至2014年期间，历届授课专业每年均有二十多名学生积极参加智能车大赛和嵌入式设计大赛等硬件类竞赛，获国家级一、二等奖及山东省一等奖等三十多项奖项。

参考文献：

[1]曾广录.论研究性教学改革中的评价机制建设[J].当代教育理论与实践，2012，（4）：82-84.

[2]王立欣，等.基于研究性教学的电子创新基地建设与教学实践[J].中国大学教学，2010，（4）：73-74.

第6篇

关键词：应用型本科；实践教学；竞争性教学

引言

程序设计类课程的实践教学，是计算机专业课程教学的重点。尽管学校办学条件有了较大改善，但当前应用型本科院校计算机专业毕业生的实践动手能力与外部企业单位的实践需求差距还是很明显，一方面企业招聘不到合格的程序设计人才，另一方面很多计算机毕业生找不到自己满意的岗位。市场需求和人才培养的反差需要高等院校采取相应的教学改革措施来减少与市场对人才培养质量需求的差距。对于产生目前这种状态的原因，已经有研究人员分析了造成这种现象的原因，并提出了相应的解决措施。[1]有的提出在实践教学中引入竞争性机制，并在操作系统实训进行了实践。[2]有的探索专业学科竞赛和“3+1”人才培养模式调动学生的主观能动性和专业兴趣，提高实践教学效果。[3]还有的通过制定实践教学计划、保障实践教学质量、实践教学项目设计与监督等方面提出一系列改革和创新的思路和方法。[4]

研究证明，一般情况下成就动机高的比成就动机低的学生容易取得优良的成绩。[5]调查发现，绝大部分的学生对成就充满渴望，带有竞争性质的学习是激发学生成就动机最有效的手段之一。[6]

普通地方高校以培养应用型本科人才为目标，而计算机专业的实践教学环节带有强烈的实践性，它不同于物理、化学等实践课程，也不同于理论课程，而是两者的结合，需要在实践过程中理解理论知识、掌握基本功能以及最后熟练地综合应用。但是目前程序实践课程中简单的控制台输入输出效果已经不能吸引学生的注意力，也达不到实践课程的设置目的。因此，改革传统的教师布置实践任务、学生各自低头开始练习的实践教学模式具有重要的意义。

竞争性实践教学方法

纯竞争性教学方法是精英化方法，在实施过程中学习较好的学生将占据非常大的优势。所以在教学过程中引入竞争性教学方法时应做到鼓励先进，促进后进，以先进带动后进。[7]在实施过程中应该结合相关课程的特点以及学生的整体程度，设置合理的竞争规则以及实践内容。因而对教师有如下要求：

（1）自身要求更高。由于学生在实践过程中目的性明确，为准备实践课题的限时实践，需要提前进行相关的准备练习。在课后实践过程中必然会出现很多问题要及时解决，那就要求教师在平时要花更多的时间解答学生在学习中出现的问题。在这过程中，要求教师能够比较熟练地解决这些教材中没有的案例。这样，一方面要求授课教师对程序设计课程要有较强的编程实战能力，能够熟练解决各类程序设计的问题，对所承担的程序设计课程知识的实践应用能力要达到应用自如的地步；另一方面，还需要了解前沿程序设计知识与技术，能对相关话题进行解答。

（2）实施过程合理控制。由于学生来自全国各地，每个学生教育背景和知识结构存在较大差别。在实施时需要充分考虑这些因素，采取逐步深入的方式。在实施过程中控制教学节奏，充分考虑学习程度好的学生和暂时落后的学生。不能在过程中出现明显的两极分化情况，否则就达不到引入实施竞争性教学的目的。

竞争性实践教学实施方式

在实践教学中引入竞争机制，需要调整原有课程评价的方式，不能简单地采用以卷面考试成绩为主的最终成绩评价方式。因为程序设计课程的重点除了课本知识点外，最为关键的是对知识的应用能力以及程序排错调试能力，这些能力的测试在笔试中难以实现。但如只采用上机考试，也存在一次考试定结果的问题，达不到能力培养的要求。因此，不能依靠一次考试解决问题，而是要通过加强学习过程管理，将评价分解到平时，这种评价方式更能反映真实水平且能激发学生间的相互竞争从而提高教学效果。竞争规则主要围绕如何加强过程管理进行设置，具体设定如下：

（1）修改课程考核方式。将平时的限时实践所得到的成绩作为成绩的一部分计入最终的总成绩，每次限时实践后要进行综合评价排名，最终的综合评价结果也作为一个重要部分计入总成绩。

（2）调整原来的教学方式。平时课堂教学不能采用传统的作业布置方式，而是要结合实践教学的需要来布置作业，学生课后可以进行相关的实践训练。

（3）精心设置限时测试内容。提供限时实践测试的题目每次需要有2～3题，难度要有梯度，要保证有1题是比较简单，绝大部分学生只要认真即可完成的。测试题需要提供相关验证数据，而且要保证学生间有所区别，防止抄袭现象发生影响效果。

（4）测试结果评价。限时测试完成后要求学生按照提供的模版，将编写代码和运行结果截图即时提交测试结果电子报告，教师根据报告给定测试成绩。成绩不能是一个简单的分数，需要使用包括代码和报告规范程度、完成时间、代码质量等指标。

（5）即时综合评价。每次测试完成后，要根据本次测试结果结合前期测试结果进行重新评价，并进行综合排名。综合排名中考虑鼓励后进学生，因此综合评价不能简单地将每次测试结果累加，还要考虑学生的进步情况。进步要考虑两方面，一方面是绝对分数的进步，另一方面是排名的进步。进步指标要作为一个非常重要的指标计入总评价中，并且每次测试后要将综合结果及时，以便学生及时掌握自己的学习情况。

（6）最终综合评价。最终成绩的评定要考虑排名和综合分值的情况，本方法的最终目标是使更多的学生达到程序设计的合格要求。拔尖、合格和不合格要有一定的区分度。

实施效果

从计算机专业程序设计课程的实施效果看，竞争性实践教学提高了学生学习的积极性、主动性。整个实践课堂的时间非常紧张，学生需要在限定的时间内完成指定的实践任务，并在课堂结束的时候上交实践的过程材料和结果。教师不需要在上课时反复要求学生在课后复习理论授课的内容，并加强实践练习，因为学生会自觉复习并准备下一次课堂的限时实践。在推行过程中，学生普遍反映过程紧张，但从实际效果来看实践教学的效果确实有明显的提升。

结束语

竞争性实践教学模式，将由学生自由完成任务转换为限时完成任务，但这一变化提高了学生对知识掌握和应用的要求，并尽可能避免了部分学生抄袭上交实践内容。可在采用该方式的过程中，会增加教师的工作量，假如能有相关的软件系统配合，则一方面可以更加客观和快速的评定，另一方面也能减少教师的工作量，教师可以投入更多的精力来设置合理测试题目以及掌握每一个学生的学习情况，使实践教学达到更好的效果。

参考文献：

[1]黄贤英，刘恒洋，范伟.计算机专业实践教学体系建设思考[J].实践技术与管理，2009（10）：94-96.

[2][6][7]陈生萍，李宗范.加强实践教学中心建设推进实践教学改革[J].实践室研究与探索，2010（3）：114-117.

[3]牛芗洁.专业学科竞赛与计算机实践教学模式探索[J].当代教育理论与实践，2012（3）：109-110.

第7篇

关键词：计算机硬件基础；课程标准；教学改革

高校工科专业开设的《计算机硬件基础》课程，是培养学生利用计算机科学使用装备、科学管理装备、科学研究装备的技术基础课程之一。该课程主要介绍计算机硬件的基础知识和基本工作原理，旨在提高学生对计算机硬件基础知识的了解和基本工作原理的认识、掌握，对于培养学生的机电设备计算机控制方法和动手操作能力方面具有较为重要的作用。

一、课程改革的必要性

计算机课程在非计算机专业中的开设是随着计算机及应用技术发展到一定阶段而提出的。在九十年代中期，其逐渐成为各工科专业基础课程，国内几乎所有院校（特别是工科院校）的大部分专业都开设了计算机硬件基础或相关的课。《计算机硬件基础》课程也是我校各专业的必修课程。

计算机硬件基础课程目的是培养学生的工程实践能力、实际动手能力和科技创新能力，特别是以应用计算机硬件为主要技术思考、分析、解决本专业领域中实际问题的能力。“计算机硬件基础”课程需要让学生更多地掌握计算机接口及其应用知识，以期能应用所学知识深刻理解实际装备的结构和工作原理，能解决实际问题，尽快适应岗位，胜任岗位。

现行的课程标准基本按照“微计算机原理、微计算机接口、微计算机应用”三个层次进行讲述。其中，微计算机原理部分安排24学时，包含4个实验学时，接口和应用部分共安排16学时，包含2个实验学时。从课时分布上看，课堂教学和实验教学都过于偏重于微计算机原理部分，这虽然有利于学生对微计算机内部工作原理的理解，但是由于接口和应用部分的课时偏少，又不利于学生掌握微计算机在实际中的应用，而实际工程应用方面的知识才是这些学生在第一任职岗位上所更需要的。

教学应该以学生为本。学生需要学什么？社会需要什么样的人才？这不仅是设置培养计划所要遵循的原则之一，也应在课程教学实施过程中得到贯彻和落实。因此，有必要对现行的课程标准进行调整，让教学内容和教学形式更加适应学生第一任职需要。

二、课程改革的内容

课程标准调整的总体思路是根据学生培养方案，在计算机硬件基础课程总课时不变的情况下，适当减少微计算机原理部分的课时，增加接口和应用部分的课时，适当增加实验课时，减少课堂教学课时，并且实验更偏重于接口和应用部分。

1、课堂教学

工科专业学生的第一任职一般都是技术管理岗位，学习和应用计算机硬件技术，主要涉及的是微机和接口芯片的外部特性，以及如何通过总线实现微机与各种接口电路及外设连接、组成微机应用控制系统等，而一般不需要进行计算机控制系统的底层开发，所以在选择、组织教学内容和实施教学过程中，应始终围绕计算机系统及其各大组成部分的硬件结构与工作原理这样一条主线展开，强调硬件与软件的结合，并适当淡化微机内部和芯片内部原理，而强化基于总线连接的外部接口与应用。

但是，在现行课程标准中，微计算机原理部分的“汇编语言指令系统”和“汇编语言程序设计”两节内容共占用16个课时。汇编语言是一门与机器语言最为接近的编程语言，掌握汇编语言程序设计的确能更加深入理解计算机工作原理，但是汇编语言不同于高级语言，其指令多且难记。虽然学生已经学习并初步掌握了C语言程序设计，有一定的计算机语言程序设计基础，汇编语言程序对其而言也是晦涩难懂，编写汇编程序更是困难。所以要想掌握汇编语言，学生还是要花大量的时间和精力。对于这些专业的学生来说，《计算机硬件基础》课程的目的是让学生能掌握计算机接口及其应用的知识，花过多的精力学习汇编语言不仅不能突出重点，而且在今后的实际工作中，绝大部分学生都不会再用到汇编语言知识，白白浪费了时间和精力，得不偿失。因此，应降低学生对本门课程中“汇编语言指令系统”和“汇编语言程序设计”相关内容的学习要求，并相应减少其所占的课时数。

另外，现行课程标准中“微计算机接口和应用”部分因课时较少，讲述的内容更多还是在接口芯片的原理和性能上，对接口的实际应用仅详细讲述了“8255A并行接口芯片”，而8251A串行接口芯片也仅仅是简单介绍其主要结构、性能和用途，并没有着重讲述其具体应用。而“数/模转换”、“模/数转换”、“计数器”、“单片机”等常见的典型接口及应用都只作为自学内容，也没有安排专门的实验学时帮助学生理解相关接口知识，所以课程结束后，很多学生对计算机在实际中应用了解得还不够。因此，很有必要将这些比较典型的接口芯片及其应用列入课堂教学，以增强学生对计算机在实际中应用的形式和方法有比较深入的理解。要多结合舰艇动力装置和机械控制类的接口等在舰艇上的应用实例，让学生熟悉接口控制技术在本专业的应用，并要及时跟踪最新装备，将其与本门课程相关的技术应用引入课堂，开拓学生的视野，增强学生的学习兴趣。

2、实验教学

现行课程标准中安排了3个实验，共6个学时，其中有两个实验是为学生深入理解微计算机指令系统和汇编程序设计相关知识而设置的，另外一个实验是为了让学生运用课堂学习的知识，结合具体硬件，熟悉计算机系统在实际中的应用。

根据课程改革思路，在课堂教学内容偏重于接口和应用部分的同时，不仅要增加实验课时，还要让实验教学也应偏重于接口和应用。因此，可将本门课程的实验数量调整为4个，共6个学时，微计算机原理部分占用1个实验，而接口和应用部分占用3个实验，在保留原有的8255A并行接口控制实验的基础上，增加8251A串口接口通信控制、数/模转换和模/数转换等多种接口应用型实验。

3、考试评价

现行课程标准采用考试与平时成绩相结合的方式，考试一般采用开卷的形式，占课程总成绩的80%，平时成绩占10%，实验成绩占10%。但是目前，在广大学生中存在重理论轻实践，重考试轻实验的现象。为督促学生重视实验教学，应要求学生重视实验报告，启发学生创新思维，鼓励学生认真总结实验经验，杜绝抄袭他人实验程序和实验结果等现象，并应在适当增加实验课时的同时也要增加实验在最终成绩重的比重，与此同时，需要完善学生实验考核成绩评定，充分调动学生对实验教学的积极性，达到学生实验动手能力的成绩在总评成绩中占合理比例。所以，将课程总评成绩分为卷面成绩70%，实验成绩20%，平时成绩10%三部分。

三、设立不同的课程标准

计算机硬件基础课程是我校各专业的专业基础必修课程。全校各专业，无论是电类专业还是非电类专业，课程名称统一称为“计算机硬件基础”，但是实际课程教学实施过程中，根据学生学历层次和专业情况不同，执行的课程标准并不相同。于是出现了同一门课程，执行的课程标准却不同，严格来讲，课程标准不同的课程不是同一门课程。因此，很有必要将该课程根据所执行课程标准不同将课程名称加以区分，让课程名称更加规范。

就我校目前实际情况，各工科专业都开设了“计算机硬件基础”课程，有部分专业是非电类专业，其课程标准与其它电类专业的课程标准差异较大。因此可以将电类专业开设的计算机硬件基础课程名称改为“计算机硬件基础I”，将非电类专业开设的计算机硬件基础课程名称改为“计算机硬件基础II”。这样可以明确不同专业所开设的课程也不同，而不再出现同一门课，课程标准确不同的现象，从学校层面上规范了课程名称。

四、结束语

由于计算机的应用已经涉及各个领域，但是应用层面和方式差别很大，所以在“计算机硬件基础”课程教学实施过程中，确有必要根据学生的专业不同来合理组织教学内容，使其与本专业学生学习计算机的目的相适应，制定不同的课程标准。教员根据课程的教学任务和要求，结合教学的具体内容，以教学原则为指导，通过对教学内容和教学模式进行改革，以先进的理论创造性地组织教学，将以往“要学生学”改变成“学生要学”，充分发挥学生的创造性思维学习和能动性，提高该课程的教学效果。

[参考文献]

[1]陈立刚等. “计算机硬件技术基础”课程创新教学改革的实践[J].电气电子教学学报，2009， 31（9）：109-112

[2]吕海燕等.《计算机硬件基础实验》教学模式研究与实践[J].计算机技术与发展，2011，21（5）：238-245

第8篇

近年来，微处理器技术和微型计算机技术得到了突飞猛进的发展，其应用也渗透到各行各业，包括科学计算、信息处理、过程控制、仪器仪表、事务管理、计算机辅助设计、制造、家用电器、网络通信等方面，极大地改变着人们的工作和生活方式，已成为社会前进的巨大推动力。因此，硬件设计技术和硬件工程能力已成为现在科技人员和高校专业学生必须掌握的技能。国内计算机硬件专业课程实践体系却已远远的落后于技术的发展和时代的要求。计算硬件专业课程设置各高校都有所不同，但是普遍都包括《电路与电子》、《数字逻辑》、《计算机组成原理》、《汇编语言》、《单片机》、《嵌入式系统》、《体系结构》等。前面五门课程相对属于基础类低级课程;《单片机》和《嵌入式系统》属于应用性比较强的课程;《体系结构》属于理论性比较强的课程。对于国内比较优秀的研究型高校，比如“985”和“211”这类高校，在计算机硬件实践课程体系的设置上，近年来都在不断的改革［2－4］，也初见成效，但这些实践教学的改革都是针对“研究型”高校的特点提出的。由于技术力量和资金各方面的悬殊，其实践教学体系的改革并不适合地方本科高校。而对于大部分需要转型的地方本科高校，计算机硬件专业实践课程体系已严重的阻碍了应用型人才的培养，由于这类高校在技术上和资金上都比较薄弱，并且没适合自身发展特色的实践教学体系，在实践教学过程中出现了很多问题。缺乏适合自身特色的实践教学体系。目前大部分地方本科高校现有的实践教学体系基本上是模仿“研究型”高校的实践教学体系，而在技术力量和资金设备配置上却远远地落后于“研究型”高校，使得这种模仿的实践教学体系难以适合地方本科高校自身人才培养的特色。

(1)实验设备陈旧，完全和新技术的发展脱节。许多硬件低级课程的实验还在用十多年前的固化实验箱，已经完全落后于现在硬件技术的发展水平。

(2)实验方式手段落后，大部分硬件底层实验还是使用传统的实验箱。传统的实验箱存在诸多弊端，大部分实验都是验证性的实验，学生不需要理解实验的原理，只需要按照实验指导书的要求，连线、拨动模拟开关、观察指示灯的亮灭就能完成验证性实验，不利用发挥学生的设计能力和创新能力，且传统的实验手段受到时间和空间的制约。

(3)实验内容跟不上应用技术的发展，实验项目的设计与实验设备密不可分，陈旧的实验设备中完成不了新颖的与应用结合紧密的实验项目。

(4)实验课时严重不足。在传统硬件类专业课程的设置中，实验课程只是理论课程的附属，理论课程与实验课程的课时比通常是3:1，实验课时完全不能满足硬件应用技术型人才的培养需求。课程设计环节不被重视。硬件类专业课程中只有少部分课程开设了课程设计，并且课程设计的效果也不尽理想，课程设计的选题也没有及时更新，没有与社会应用需求接轨。学生课余时间没有实践条件也没有兴趣自主实践，课外实践活动空白。总之，目前地方本科高校在转型发展过程中由于实验经费和技术力量的薄弱以及实践教学体系的不健全严重地阻碍了应用技术型人才的培养，实践教学体系的改革是迫在眉睫。

2．新的计算机硬件类专业课程实践教学体系

实践教学体系改革是一个全方位的改革，计算机硬件类专业课程实践教学体系改革并不是针对某门单独课程的实践教学体系改革而是针对于一系列课程的实践教学体系改革，因此，其范围广泛，涉及的内容繁多，改革的措施也是全方位的，改革的过程也将是复杂的繁琐的。以下是在地方本科高校转型发展过程中针对计算机硬件类专业系列课程所提出的新的实践教学体系。

(1)确定实践教学目标。分析硬件类专业各门课程的特点以及与当前最新应用技术的结合点，确定每门课程的实践教学目标。

(2)确定实践课时。根据实践教学目标设置硬件类专业课程的实验课时，课程设计课时及课外实践自主学习课时。

(3)设计实验项目。结合实际应用需求，设计硬件类专业课程的实验项目，并注重课程间的内在联系与实验项目的实用价值，将传统的部分验证性实验项目改为设计性实验。

(4)改革实验方式。在硬件类基础课程实验中引入EDA技术(如仿真软件Multisim)，用仿真软件虚拟实现硬件实验，与国际先进电子设计技术接轨;在硬件实用开发性较强的课程中购置硬件开发实材，如在《单片机》实践课程中使用流行的51系列开发板，在《嵌入式系统》实践课程中使用流行的ARM系统芯片，让学生能在这些实验设备中真正的开发出有价值的系统和产品。

(5)设置案例式的课程设计。为每门硬件类专业课程开设课程设计，结合实际应用，将真实的案例引入课程设计中来，充分重视课程设计环节对学生应用能力及创新能力的培养，培养学生独立的硬件设计能力和开发能力。

(6)开展创新性实践项目。在课程课时之外开展创新性实践项目，利用课余时间开放实验室，并提供学习资源给学生自主学习和实践，鼓励和指导学生参加各种电子设计或单片机设计、嵌入式系统设计大赛或“挑战杯”大赛等，培养和锻炼学生的设计开发能力，让学生的创造设计直接变成有效产品。

(7)发展校外实训基地。高校与企业合作办学，利用企业的实用项目资源训练学生，让学生的应用技能和开发能力与社会应用需求接轨。

(8)改革考核体系，加大实践教学考核力度。传统的教学考核体系往往主要采取论文、考试等方式，偏重卷面成绩。为了培养高素质的技术应用型人才，必须对现行的考核体系进行改革，加大对实践教学的考核力度，增加实践教学考核成绩的比重。鼓励学生自主实践，对于有创新性和设计性的作品在实践考核中予以重视和鼓励。

第9篇

计算机硬件基础是计算机大类专业的一门专业必修课，涉及到计算机组成、结构、原理。学完该课程后学生应当掌握数字逻辑基础、计算机系统的基本组成、计算机数据表示、计算机各硬件部分的组成及功能、计算机的工作原理、计算机组装与日常维护等。学好了计算机硬件基础，学生在今后学习高级程序设计、数据库等应用课程时将会领悟得更加透彻。

二、计算机硬件基础职业教育教学存在的不足及改进办法

计算机硬件基础课程现阶段存在的最大不足之处是：重理论，轻实践。受到传统教学的影响，高职课堂还是以理论知识为主、实验课为辅，这就造成了学生上课积极性不够高，即使听懂了也没有办法通过实践巩固所学知识。比如，学生虽然知道计算机由哪些部分的组成，但是依然有大部分同学不知道如何拆开主机箱，不能具体说出机箱内各个部件的名字。其次，课程设计枯燥乏味，不能激发学生自主学习的热情。计算机硬件基础有大量的理论知识，只有通过科学、有趣的课程设计，才能吸引学生兴趣，进一步提学习质量和效率。要做好计算机硬件课程教学，可以注意以下几点：

（一）任课教师要重视学生思想

教学不仅是传授知识，也是培养学生思想和能力的过程，所以教师在教授课程知识的同时，也应当注意加强学生思想教育和能力培养，融入思政元素，树立国家正面形象。为了加强学生良好行为习惯的养成，可以适当提高学生平时成绩占比，给学生一定自由发展的空间。

（二）突出学生主体

《计算机硬件基础》作为计算机大类专业的基础课程，必须对课程理论知识有全局的把控，包括计算机的基本组成、结构和工作原理以及计算机组装与维护的基本技能的学习。同样重要的是，要通过实践课程激发学生的自主学习兴趣，全面地理解计算机的组成结构和工作原理。

（三）尊重个体差异

在教学过程中，倡导自主学习，也要尊重学生群体中的个体差异。因此，要建立合理的评价体系：在平日的教学过程中以学生的表现为主，主要是培养学生的自觉性和学习信心；课程的终结评价应当着重考查学生的基础知识和知识应用能力。这两部分评价都是为了促进学生的知识应用能力和健康人格的发展。

（四）拓展学习渠道

注重理论与实践相结合。在任课教师引导下，学生可以分组对知识点进行分析、案例演示，学会归纳总结，达到增强对计算机组成和工作原理的理解的目的。教师可以先进行基础知识的讲解，开展分组讨论，促进学生对所学理论的理解和运用；充分利用多媒体、网络、视频等现代教学手段，有条件的甚至可以组织参观计算机生产基地等，充分调动学生学习积极性。

(五)强调工学交替

学习借鉴“四环相扣”教学改革成果，课程教学目标应当围绕能力标准，课程本身按模块设置，教学过程充分工学交替，考核评价采用理论教考分离与过程考核相结合，避免教师单方命题。

三、市场对计算机硬件人才的需求情况

通过在当今主流应届生招聘平台进行了解，社会市场对计算机硬件方面需求的人才主要需求量同样巨大，一般要求应聘者需要掌握以下技能：（1）了解数字和模拟电路基础知识，具有数字电路设计经验；（2）了解嵌入式系统开发和软硬件架构；（3）具有单片机、ARM等处理器硬件设计基础；（4）具有独立完成模块调试、故障诊断、维修能力；（5）熟悉计算机编程；可以看出，高职计算机专业学生在学好编程的同时，若能在硬件方向有所造诣，求职竞争力会更加大。任课教师在授课的过程中，可以将就业市场需求为驱动，系统规划计算机硬件课程教学实施，激发学生自主学习的热情。

第10篇

随着高等职业教育改革的不断深入与发展，实践教学日益成为教学改革的重要环节。可以说，实践教学质量的好坏直接影响着一门课程的教学效果――实践教学能够把一些枯燥的理论知识更直观地呈现在同学们的面前，使学生对理论知识更容易理解和吸收，加深同学们的系统印象，并且通过理论联系实际，提高同学们的动手能力。[1]随着计算机应用的不断普及，学生动手组装计算机的热情也在不断高涨，加上兼容PC机以其低廉的价格（相对于品牌机）而深受在校大学生的喜爱，学生通过《计算机组装与维护》课程的学习，不仅能掌握计算机硬件的理论知识，更为自己能独立组装计算机（DIY）而对该课程产生了浓厚的兴趣。

目前，很多高校开始把《计算机组装与维护》作为选修或开放实验课程来开设，其目的是为了培养学生的实践动手能力，掌握一技之长。然而，现行的理论或实验教材从编写到出版，需经过较长时间，但计算机的各个部件在不断升级，性能日益提高，由此带来了计算机新技术、新产品与相对滞后的教材内容相矛盾。要使学生跟上硬件发展的步伐，传统的实验教学内容和考核方式已不能适应课程发展的需要，要使实验内容跟上市场计算机硬件的变化，引起学生对该门课程兴趣，对该课程的实验内容和考核方式的改革势在必行。因此，安徽商贸职业技术学院（以下简称“我院”）对计算机类专业开设的《计算机组装与维护》课程进行了全面

改革，以提高该门课程的教学质量，通过实践取得了一定教学效果。

一、课程教学形式的改革

本门课程的目标是让学生掌握计算机硬件的基本知识和基础理论，能用所学知识选购和组装计算机，具备计算机软、硬件安装、调试和维护的基本技能。本门课程的特点有：（1）课程内容多、知识面广，包括计算机组成部件、硬件安装、硬件测试、系统BIOS设置、优化、硬盘的分区规划、软件安装、计算机日常维护；（2）知识更新快，具有鲜明的时代特征。新知识、新产品不断出现，只有不断更新教学（实验）内容才能满足学生了解新产品和新技术的愿望，做到与时俱进；（3）课程注重实践，根据该课程的特点，要达到学习的效果和课程的目的，必须通过大量的实践教学环节来完成。我院计算机类专业《计算机组装与维护》在2009年以前都是开设一个学期，每周开设4课时。受限于实验室场地的开设，实验课必须分组分批进行，大部分课时只都在课堂中讲解计算机硬件及性能参数、介绍计算机组装维护的理论知识，实践课时较少，学生动手能力不强。另外，在开设《计算机组装与维护》课程的前期已经开设《计算机基础》课程，在这门课程中已经简单讲解了计算机硬件的基本组成及其工作原理，在《计算机组装与维护》中再次介绍这部分内容，造成了内容重复。鉴于此，

我院在开设《计算机组装与维护》课程的专业中，适当调整该门课的教学计划，将本门课程由原来开设一学期，每周开设4课时，调整为开设一周《计算机组装与维护》实训课，授课地点全部改为计算机组装与维护实验室。并且在这一周中，减少在前期课程中已经介绍的理论内容的课时，增加动手实践课时，通过实物介绍各个部件及安装方法等内容，以实际操作考核代替理论考试，强调人人动手，培养学生的独立动手能力。简言之，通过一系列的改革，有效地提高了学生的动手能力，达到了预期的教学效果。此外，一般的教材从编写到征订再到课堂，难以跟上计算机技术日新月异的发展，不能让同学们及时了解计算机发展状况，导致教学与实践脱节，甚至误导学生，不能起到很好的教学效果。因此，笔者认为可通过自编实训教材，及时补充、更新、修订教材内容，使教材案例贴近生活，内容贴近前沿技术，充分调动学生学习兴趣，真正让学生学以致用，以适合高等教育培养目标和发展方向。

二、教学方法的更新

《计算机组装与维护》主要锻炼和培养学生理论与实践巧妙结合的能力，需要学生在熟悉了解理论知识的基础上，亲自动手操作。[2]以前的教学方法比较单一，传统的“填灌式”讲授法难以让学生理解、掌握计算机组装与维护的技能，甚至会导致同学们厌学，教学目标难以实现。因此，在本门课程的教学过程中，教师应对计算机组装及其维护整个过程，由浅入深，从感性到理性再到感性，详细介绍各个部件的工作原理、性能特点、安装注意事项，软件安装与调试，数据备份等。最终要求同学们不仅能够组装、维护实验室内的各种机器，也能对当前流行的计算机进行安装维护，还能适应日新月异的计算机发展。因此，上述教学要求就需要依赖于灵活多样的教学方法。

（一）充分利用现代多媒体教学技术

多媒体技术具有清晰明了、图文并茂、富有真实感的优点，在本门课程的讲解中，可以利用多媒体课件、展台直观地将课本中的理论知识和部件实物清楚地展现，从而在短时间内加深同学们对新知识新模块新技能的理解和记忆，以取得更好的教学效果。其次，通过多媒体教学也能有效地提高同学们学习兴趣和激情，在教学过程中，能够更好地集中同学们的注意力。

随着科技日新月异的发展，计算机更新换代很快。计算机组装实验室中不可能及时更新当前主流设备，那同学们如何才能了解当前主流设备的性能与价格呢？我们可以充分利用网络资源，通过各类计算机硬件介绍的网站，给学生详细讲解各类器件的参数、性能、价格。

因受实验场地等因素限制，在讲解计算机组装过程中，同学们全部围绕在任课教师身边，只有站在老师边的少部分同学能够看清楚老师的每个组装细节。针对这个问题，可以在开课前拍摄一段关于计算机组装的教学视频，然后通过投影逐步讲解，对于重点难点可以放慢速度或者回放进行重点讲解。通过自拍教学视频，老师讲得轻松，学生学得明白。

因实验室内可供学生拆卸的机器不多，特别是当前流行的计算机，很难保证人手一台。且由于学生在教学初期对计算机不够熟悉，虽然教师讲解了计算机组装方法，但学生在实际实训操作中，还不能完全掌握计算机组装的一些要领，常出现一些违规操作，导致一些重要器件的损坏。这既加大了实验室经费，又使学生有了畏惧心理。对此，在计算机组装初期、BIOS设置、硬盘分区、操作系统安装与调试、系统备份等实验中，可以通过Flash、3DMAX等多媒体软件，设计形象生动的计算机组装与维护仿真实验室，大幅节约实训成本。另外，同学们可以通过虚拟实验室，可以随时随地的完成实验。待同学们基本掌握了相关技能后，再利用实物动手实践。通过二者有机结合，进一步提升学生动手能力。

（二）积极运用项目教学法

项目教学法是以任务驱动的教学模式，能够有效地提高学生的学习兴趣，引导学生积极思考问题，主动参与实验。我们可以将同学们3-4分为人一组，将《计算机组装与维护》课程分成计算机硬件组装、操作系统安装、应用软件安装与调试、杀毒软件安装、数据恢复与硬盘分区、操作系统备份与恢复等六项实训任务。每个小组成员明确项目任务，积极思考任务实施步骤，然后有条不紊地开展实验任务，在任务实施中受阻时相互讨论，分析、解决问题，最后检查任务完成情况。通过项目教学法有利于实验的正常开展，明显提高教学效率，并在培养同学们技能水平的同时增强同学们的团队精神和协作能力。

（三）采用故障设置法

《计算机组装与维护》的教学重点是解决实际使用计算机时遇到的各类问题。任课教师可带领学生梳理、总结各类硬件故障、软件故障的提示，再在实训中人为设置一些计算机故障，按照故障检测方法进行查找分类，直至故障排除。[3]可以将同学们生活中有故障的计算机拿到课堂上统一讲解。通过故障设置、排查、解决加深学生的印象，帮助学生收集整理经验，进一步提升同学们的实际动手能力。

应注意的是，虽然笔记本电脑与台式机工作原理相同，但两者的内部结构还存在相当大的差别。因此，笔者认为应在实训课程中，加大笔记本电脑硬件内容的介绍和操作。

三、施行单项实验项目考核

笔者认为，本门课程可以分为计算机硬件组装、操作系统安装、应用软件安装与调试、杀毒软件安装、数据恢复与硬盘分区、操作系统备份与恢复等六项实验项目内容。每次对单个实验项目内容进行考核，实训结束再将各个实验项目考核得分汇总，得出最终成绩。拆分实验项目进行单独计分，目的只有一个，就是通过实践的练习，确实把教学大纲规定的教学要求落到实处，使学生能在轻松学习的基础上掌握一项技能，体现学以致用的原则。通过这种考核办法有效激发了学生的学习兴趣，进而避免学生为考核而死记硬背理论知识，反而忽略锻炼实际动手能力的弊端。

第11篇

【关键词】航海设备；嵌入式系统；维修；对策

船用导航设备为船舶航行提供航速、航向、航迹、位置、水深、方位、气象要素等信息。这些信息对于航行安全非常重要。嵌入式系统（Embedded System）技术在航海设备中的应用非常广泛，大幅提高了仪器的性能和智能化水平。但由于嵌入式系统（Embedded System）技术复杂，更新换代快，一旦出现故障，难以及时、有效地完成修复，给航行带来安全隐患，影响了船舶的正常航行和任务顺利完成。本文阐述了航海设备嵌入式系统的应用状况，分析了维修航海设备嵌入式系统方面存在的问题，提出相应的对策。

1 嵌入式系统的应用状况

1.1 航海设备嵌入式硬件系统应用情况

目前，航海设备种类型号众多，采用的嵌入式系统技术五花八门，大致有以下几类应用：

一是，各类单片机。通常使用Intel MCS-51系列单片机和DSP芯片。功能相对简单的导航仪器中使用比较多的是Intel MCS-51系列单片机如80C31及兼容芯片单片机AT89C51、89C52和AT89C55等，如某型测深仪、某型数字复示磁罗经、某型气象仪等；有些航海仪器则使用了DSP芯片如TMS320C32芯片、TM5800芯片，如某型GPS/GLONASS组合导航仪、某型罗兰C接收机使用TMS320C32芯片，某型组合智能导航仪使用TM5800芯片。

二是，嵌入式微处理器和嵌入式系统主板。系统或功能比较复杂的航海设备，其嵌入式系统主板较多使用PC/104主板、ETX、COMe等母板，CPU通常采用Intel 80486到Pentium Ⅲ以及凌动ATOM超低功耗处理器等嵌入式微处理器。

三是，设备内部同时使用了工控机和单片机等多种嵌入式硬件。在一些比较庞大复杂的航海设备中，既有主机又有分机，主机使用PC/104、ETX板、COMe板来完成主控、复杂计算等功能，分机使用单片机或DSP完成相对简单的功能。

1.2 航海设备嵌入式软件系统应用情况

嵌入式软件系统一般针对专门功能用途编制的，运行环境主要有DOS、WINDOWS、VxWorks、Windows XPE等操作系统，通常采用C/C++语言和汇编语言开发。对于简单的单片机系统通常直接采用汇编语言编写应用软件，对于功能相对复杂的系统，一般选用相应的EOS，在此基础上再开发完成特定功能的应用软件。

2 目前维修方面存在的问题

2.1 缺乏行业标准

目前，相关部门针对航海设备嵌入式系统开发、研制还没有建立统一的行业标准，市场上使用的产品主要是按照各厂家标准研发，产品无统一的技术衡量指标，这就导致维修方面缺乏规范的技术指导资料，加大了维修难度；同时各厂家为了追求市场利润，除了进行简单的使用、保养资料外，很少提供其它资料。

2.2 维修技术人员能力不足

一是，维修技术人员普遍缺乏嵌入式系统维修经验。嵌入式系统实际上就是专用计算机系统，对于维修技术人员能力要求较高，不仅要掌握计算机硬件、软件知识和电路知识，也要有丰富的维修经验。即使是计算机硬件专业的技术人员对于嵌入式系统的维修排故刚开始也会感到棘手，更何况其它专业的人员。二是，维修技术人员专业结构不合理。目前，导航设备技术人员多数为航海仪器、电子、自动控制等专业，计算机硬件及软件知识相对薄弱，对于嵌入式系统不太熟悉，因此对于航海装备中嵌入式系统模块的修理往往束手无策。而计算机应用专业的对于嵌入式系统比较熟悉，但对航海装备不熟悉，难以完成其它部分的维修任务。最理想的情况是两者的有利结合，专业相互渗透。三是，知识老化未及时更新。由于嵌入式系统技术发展很快，如不及时学习更新，很容易造成知识老化。而且维修行业又非研发部门，对于新兴技术的跟踪掌握并不及时，相对滞后，这一方面表现会更加明显。

2.3 嵌入式系统技术复杂，不易掌握

一是，嵌入式系统种类繁多。嵌入式系统从20世纪80年代开始大规模应用以来，各种产品非常丰富，既有单片机又有嵌入式微处理器；嵌入式主板推陈出新，标准多；不同时期的各种档次单片机和嵌入式微处理器广泛应用；可编程逻辑芯片广泛使用，难以维修等；二是，嵌入式操作系统产品多。嵌入式操作系统有数十种之多，航海设备常用的有DOS、WINDOWS、VxWorks、Windows XPE和嵌入式Linux等，大多数技术人员对于DOS、Windows、Windows XPE系统相对熟悉，但对于VxWorks、Linux系统大都不熟悉，导致对于操作系统、软件故障等简单问题的处理不熟悉。

2.4 维修器材、设备缺乏

一是，嵌入式系统一般为设备的核心部件，价格占全套设备价格的比重较大，维修器材备件价格比较贵，无论是修理方还是使用方器材储备量都很少。二是，升级换代快，器材提供难。嵌入式系统技术更新快，元器件更新周期短，造成一些嵌入式系统采用的元器件因停产等原因无法采购。三是，调试开发工具、维修工装少、技术资料少。一般修理方只有普通的修理工具和技术使用说明书，专用工具及专项资料少，加之缺乏行业标准，修理方无法配齐或研发专用修理工具。

3 嵌入式系统维修问题的对策

3.1 需提升维修技术人员的相应能力

从事嵌入式系统维修的技术人员除应具备电子类专业知识外，还应具备计算机硬件和软件基础知识，因此，在技术人员的培养上因注意以下几个方面：一是，招聘技术人员时应有所考虑。应适当招收计算机硬件、计算机应用专业的毕业生或者具有计算机软硬件、单片机基础的电子类专业毕业生充实技术人员队伍。二是，院校课程设置上应有所考虑。航海仪器专业课程中应增加计算机软硬件、计算机应用以及单片机方面的课程。三是，技术培训时应有所考虑。考虑到目前维修技术人员大多数为电子类、自动控制、精密仪器等专业毕业，对于计算机的操作不成问题，但计算机软硬件的知识比较薄弱，应加强数字电路、计算机软硬件、单片机原理的知识培训。技术人员应熟悉掌握市场上嵌入式硬件产品的种类，学习掌握主流操作系统及开发工具的使用，最好能熟练掌握一门高级语言或汇编语言；技术人员应掌握调试工具和调试方法，熟悉数字电路信号的检测调试。

3.2 需提高设备的维修性

一是，设备厂家开发软件自检模块，可以作为应用软件的一个菜单存在，也可以单独作为一套自检测试系统。二是，系统的升级换代应与硬件发展同步，一旦采用的硬件停产或无法采购，应及时更新升级。三是，配套技术资料要齐全，特别是嵌入式系统原理、硬件电路、软件实现、系统安装、维修、操作使用等方面的图纸资料；四是，配套的维修技术培训要及时组织，针对嵌入式系统的培训不能只停留在操作使用方面，要拓展培训的深度。

【参考文献】

第12篇

关键词：硬件技术基础 课程整合 教学方法 考核方法 教材建设

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）06（c）-0141-02

对计算机偏软专业而言，在教学培养目标方面，掌握必要的计算机硬件基础知识非常重要，能促进培养全面发展的、具有扎实功底的系统设计和开发的高级人才，但具体开设哪些硬件课程？在本科的哪些阶段开设？学生需要掌握哪些硬件知识？掌握到什么程度？具备哪些硬件实践能力？这些问题都是培养方案中需要切实解决的、非常重要的问题。

《计算机硬件技术基础》是我院软件工程、网络工程、信息安全等专业必修的一门专业基础课程，其目的是对于计算机偏软专业如软件工程、信息安全等只需要通过一门计算机课程精炼的学习，就能够掌握必备的计算机基本的硬件知识，从而培养具有扎实硬件基础的 高级设计开发人员。

该文通过该课程的定位分析，围绕课程体系、教学内容、教学方法、实践教学、考核方法等方面对该课程的教学改革进行了一系列的探索和实践。

1 课程的定位

本课程定位在大专院校计算机偏软专业如软件工程专业、软件学院各专业、网络工程专业、信息安全专业等对计算机硬件基础需要有一定了解，同时也无需安排多学时、多门课程的教学要求，以《计算机组成原理》课程教学大纲为主线，涵盖数字逻辑与设计、微型计算机与接口技术和计算机系统结构等相关硬件课程的内容并进行有机的衔接，达到一门课程完成对计算机硬件系统涉及内容讲解的目标。课程围绕如何理解和构建一台简单的计算机硬件系统为目标，全面而系统地讲解计算机组成的工作原理，同时以最具代表性的Intel 8086为背景，简要讲述微处理器及常用的接口电路的原理，并从计算机系统结构的角度讲述了提高计算机系统性能的各种方法和技术[1]。

目前，这门课程安排在大一的下学期开设，先导课为《计算机导论》，共80课时，除了理论教学和实验教学之外，还安排了一周的课程设计。

2 课程改革的具体措施

2.1 重视课程内容的建设，突出应用性

《计算机硬件技术基础》课程涉及的知识点非常多，且内容比较抽象、枯燥，难以理解。内容主要涉及到《数字电路》《计算机组成原理》《微机原理及应用》《计算机系统结构》等四门课程的相关内容，通过调整教学大纲，减少重复度，把上述四门课程整合为一门课程《计算机硬件技术基础》[2]，从而通过一门课程的学习，就能覆盖计算机偏软专业所需掌握的硬件知识；同时对教学内容进行优化和调整，精炼教学内容，突出重点，以注重能力培养为目标，重点讲述计算机组成的工作原理，并强调微机原理及接口技术的应用。另外，增加目前广泛使用的32位机的硬件技术，确保教学内容与时俱进，激发学生的学习兴趣。

2.2 改善教学手段、改革教学方法

不断改革教学方法和教学手段，改变传统的灌输式教学模式，根据教学内容，提倡启发式、讨论式教学方式，在教学过程中，注意学生学习能力的个体化差异，注重因材施教。另外，在课程教学中积极探索研究性教学方法，改变传统教学以教师为主的现象，体现以学生为主导，激发学生的学习兴趣，提高学生自主式、探究式学习能力。

2.3 加强实践教学、提升动手能力

该课程的实践教学环节除了实验教学之外，还安排了一周的课程设计。在实验教学环节，改革实验教学内容与体系，不断更新实验项目、实验内容；在课程设计环节，突出综合性、应用性，不断提高学生的动手能力、实践能力。

2.4 改革考核方法、实行“教考分离”

改革传统考试中的“谁任教，谁出卷”的考核方法，课程组通过多次研讨，规范课程的教学大纲、重点、难点，建立《计算机硬件技术基础》试题数据库，并每年更新10%的试题，每次考试前根据题型、知识点、难度等从试题库中抽题组卷，从而对课程实行“教考分离”，避免了任课教师不同，试卷的要求和难度不同的情况。课程考核后，课程组还需进一步对试卷进行分析和对课程进行考试后的总结，并以此促进下一轮课程教学质量的提高。

2.5 依托网络教学平台、丰富网络教学资源

在课程建设的同时，不断加强网络教学平台的建设，制作了多媒体课件，并逐步完成课堂教学视频的制作。依托扬州大学网络教学平台，本课程的教学资源如教学大纲、教案、课件、教学视频、实验指导、习题等全部上网，并设置了疑难解答[3]。通过网络教学平台，弥补了课堂教学受时间、空间控制的不足，方便了师生间的交流，提高了教学效果。另外，制定了网络教学资源更新计划，更新比例要求每年不低于10%。

2.6 强化师资队伍的建设、不断提高教学水平

结构合理的师资队伍是课程建设的关键，是合格人才培养的基础和保证。通过成立《计算机硬件技术基础》课程组，建立了一支由教学水平高、工程能力强的、教授领衔的，副教授、讲师等教师组成、老中青搭配的硬件教学团队[4]，保证了课程建设的连贯性。课程组注重培养骨干教师，尤其加强对青年主讲教师的培养，积极鼓励青年教师参加各类学术会议和培训，通过老教师指导、课程组研讨、督导听课、学生反馈等手段不断提升教师的教学水平，同时鼓励青年教师积极参与企业工程项目，提高工程实践能力，以实践促进教学。

3 成效

近几年来，课程组对《计算机硬件技术基础》课程不断进行深入的改革与探索，在课程建设方面开展了一系列工作，取得了以下成效。

3.1 整合教学内容、优化课程体系

针对计算机偏软专业的培养要求，课程组通过多次研讨，对该专业所需掌握的硬件知识进行归纳、整理，并重新制定了教学大纲。在课程的内容方面，围绕“硬件”这条线，整合了《数字电路》《计算机组成原理》《微机原理及应用》《计算机系统结构》等四门课程的相关内容，减少了重复度，突出了重点，突出了应用性，同时在教学中穿插介绍当前最新的计算机知识点，确保教学内容与时俱进。

3.2 构建了多层次的实践教学体系

本课程实践性、应用性比较强，为加强课程的实践教学，构建了课程实验、课程设计等多层次的实践教学体系。在实验环节，主要完成数字逻辑实验、计算机部件实验、微机接口等方面实验，为提升学生的动手能力，在实验项目设计方面，既有简单的验证性实验，又有一定难度的设计性实验和综合性实验，通过实验难度的不断提高，循序渐进地培养学生的思考能力、创新能力。在课程设计环节，突出应用性，把汇编程序、FPGA、硬件设计等内容结合起来，进一步培养了学生的动手能力和综合能力。

3.3 加强了实验室的建设

现有的硬件技术基础实验设备比较落后，远远滞后于现代计算机技术的发展，通过多方调研，及时维护现有实验设备，同时更新、引进先进的硬件设备，从而大大改善了实验室的硬件设备，实现教学与时俱进，为培养高质量的人才奠定必要的基础。为满足对学生课后开放实验室的需求，同时为提高实验室设备的技术含量和使用效率，下一步，将制定创新性、开放式实验室规划及开放计划，鼓励学生利用课余时间到实验室来积极参与实验及科研项目，从而进一步加强学生的动手能力、综合能力[5] 。

3.4 强化了教材建设

为配合课程体系、教学内容的改革，课程组结合多年的教学经验，编写了兼具“实用”和“创新”特色的教材《计算机硬件技术基础》，2011年由机械工业出版社出版。本教材共分为11章，第一章概述；第二章介绍数字电路与逻辑设计的基本知识；第三章至第八章重点讲述了计算机组成原理的内容，介绍了运算器部件、存储器部件、控制器部件、总线和指令系统等；第九章到第十章以Intel 8086微处理器为背景，讲述了微型计算机的基本原理以及常用的接口电路及其使用方法；第十一章讨论了指令流水线、多处理机系统等基本概念和工作原理[1]。

通过对全书内容进行精心编排，使得教材内容衔接流畅、深浅适当、通俗易懂；覆盖知识面宽、叙述简练、重点突出；满足了一门课程涵盖计算机硬件系统涉及内容的讲解要求。目前该教材在我院软件工程专业已使用四轮，学生使用效果较好，后续还将继续对教材内容进行更新，确保教学内容与时俱进。

4 结语

《计算机硬件技术基础》是一门理论性、实践性都很强的课程，如何针对不同专业的培养目标，适应不同层次学生的教学要求，做到因材施教，提高学生创新能力，课程改革是关键，该课程为计算机偏软专业的学生通过一门课程的学习，掌握必备的硬件知识作了有益的探索。在课程教学过程中，由于涉及知识点较多，要注意突出重点，强化应用，另外在教学过程中要及时反映硬件发展的新技术，做到与时俱进。

参考文献

[1] 李云，葛桂萍.计算机硬件技术基础[M].北京：机械工业出版社，2011.

[2] 孙德文.计算机硬件课程改革与建设探讨[C]//大学计算机课程报告论坛论文集.2006.

[3] 黄伟，冯径.《计算机硬件技术基础》课程教学改革探索[J].现代计算机，2011（5）：36-37.

第13篇

【关键词】计算机组装维护，虚拟现实，软件安装S

1引言

《计算机组装维护》课程是计算机类专业高职学生必修的一门专业基础课，动手实践性很强。课程内容主要涉及计算机硬件的选择、安装与调试、软件系统的安装与维护、常用维护工具软件的使用等。在现实的实践教学环境中，由于经费有限，实验室的硬件跟不上，仪器设备陈旧老化且数量不足，不能满足教学的需要，往往是教师示范多，学生动手少的教学方式，保证不了学生的动手机会。而一个虚拟的实训系统，可以很好的解决以上问题，通过虚拟实训系统的应用，对于教师课堂教学有利，也有利于学生进行实践，熟悉更多的硬件，很快掌握技能，同时可以节约大量经费。

2虚拟仿真系统设计

采用3DMAX、sketchup、VRML、Java等技术，设计虚拟仿真教学系统。模拟计算机组装与维护课程中的计算机硬件部分的安装调试，如CPU、主板、内存、风扇、硬盘安装调试实训；计算机操作系统的安装与测试、应用软件的安装等实训。动态仿真实验交互过程和实验现象，达到虚拟实验的沉浸感、真实感和交互性。

1）模型的建立，采用3D模型，画面真实，动态仿真实验交互过程和实验现象。利用sketchup软件可以非常方便的建立硬件的3D模型，同时可以利用goole3D模型库里的现有模型，再利用3Dsmax建立各种复杂计算机硬件（如CPU、主板）三维物体，再将这些物体导出为VRML文件， 导入VRML文件中进行二次开发，从而形成丰富多彩的虚拟现实世界，构建三维场景。

2）使用Java和VRML技术实现组装过程的交互。利用Java编程语言进行二次开发，使整个场景具有交互性，利于教学使用让学习者可以随意的漫游在虚拟的实验场景中了解组装维护的全过程，而不用担心多次实验而损坏实际的计算机硬件设备。

3）提供计算机组装维护过程的视频和学习资料，供学习者进行学习，以便熟悉整个组装维护过程，从而可以自己动手操作实践，很快掌握技能。

4）错误提示功能，可以针对学习者在实践过程中的错误操作问题给予适时的提示，并对出现错误的地方提供相关资料，使学习者避免出现操作错误。

5）硬件设备库，将通过软件做好的模型导入到硬件设备库，实训时可以对硬件进行选择，从而组装成一整的机子。库中不仅保存设备的3D模型数据，还保存各个部件的相关技术参数资料，学习者可以通过虚拟仿真系统了解各个部件的种类，特性和功能。

3虚拟仿真系统在实践教学中的重要意义

1）节省实验经费，丰富实验资源。利用虚拟现实系统，可以弥补因为实验设备、实验场地、教学经费等方面的不足，丰富实验资源，虚拟实验环境可以获得与真实实验一样的体会，丰富了学生感性认识，加深对教学内容的理解。

2）实验内容可紧跟科学发展步伐。传统实验教学实验项目多为验证性实验，总是滞后于学科发展。虚拟实验技术的发展，给实验教学改革注入了新的活力。它不但可以有效营造一个跟技术发展同步的实验环境，还可以具有适当的超前性。实验环境虚拟化，实验过程可以突破物理上时间和空间的限制。以前因时空限制而无法实现的实验项目，现在就可以通过虚拟技术进行模拟实验。

3）实验教学手段多样化。虚拟实验的出现，为实验教学改革提供了条件。教师可以采取灵活的教学方法，实行个性化教学。通过网络虚拟实验教学，学生可以灵活控制学习时间，不受实验室关闭和开放的影响，不受书本的约束，自主地选择自己所需的实验内容。同时，实验考核也可多样化，通过网络考核与实际考核相结合，更能真实评价学生的能力。利用虚拟实验远程系统，将实验设备、教学内容（包括理论教学）、教师辅导和学习者的思考、实验操作等融为一体，克服了实验教学长期受到课堂、课时限制的因素。

4）更利于培养学习兴趣与能力。由于虚拟实验利用多媒体技术来模拟真实实验环境，使得整个实验过程具有游戏的特点，将群体式学习、协作式学习、竞赛式学习的模式灵活应用，可以激发学生浓厚的学习兴趣。其次，在虚拟实验中。学生可以很方便地通过改变实验参数分析不同的实验结果。这有利于培养学生的科学意识和创新精神。

通过虚拟的实验室进行实验，既可以缩短实验的时间，又可以获得直观、真实的效果，还能对那些不可见的结构原理和不可重组的精密设备进行仿真实训，避免真实实验操作带来的各种危险。并且，虚拟实验具有先进性和共享性，易扩充。易于改变教学项目，减少设备投入经费，使教学内容在虚拟的环境中不断更新。使实验实践及时跟上技术的发展。

参考文献：

[1]陈小红.基于仿真软件的虚拟实验室设计与应用[D] .上海：上海师范大学，2010

第14篇

关键词：数字逻辑；系统能力；EDA；教学改革

中图分类号：G623.1 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）06-0148-02

《数字逻辑》是计算机及电子信息类专业的一门必修专业课程，是学习计算机硬件系列课程的基础，同时是一门实践性、技术性很强的基础课。随着现代数字电子技术的发展，《数字逻辑》这门课程的教学目标和教学方法也需要不断地调整变化。对于计算机专业的学生而言，学习这门课程的主要目标是为后续计算机硬件系列课程的学习奠定基础，因此，在具体教学内容方面与电子类专业的数字电子技术类课程应该有所区别。本文从计算机专业学生系统能力培养的角度来探讨《数字逻辑》课程的内容调整等教学实践中的一些问题和做法。

一、计算机系统能力培养的内涵与相关课程体系

计算机系统能力指的是对计算机系统进行分析、设计、调优和检错的能力[1]。从本科教学的角度来看，计算机系统能力培养需要包括如下内容：

1.培养学生建立起单机计算机系统（硬件+软件）的整机概念，全面理解计算机系统的层次结构，深入理解操作系统和硬件之间的分工和衔接关系；

2.理解高级语言程序与指令集结构（ISA）和操作系统之间的关系，譬如高级语言语句与具体指令的对应关系、变量（常量）在机器中的表示和存放、嵌套和递归等机制在指令级的实现、堆/栈的结构和动态存储分配机制、程序中的I/O操作和涉及到的系统调用过程等等内容。

3.理解指令在计算机硬件上的执行过程，包括算术逻辑运算部件以及运算指令执行过程、层次化存储结构（Cache、TLB、RAID等）以及访存过程、I/O结构（I/O外设和接口、BUS、网络等）以及I/O过程等。

4.理解构成计算机硬件的基本电路特性和设计方法，具体内容包括布尔代数、逻辑门电路、FPGA和HDL以及集成电路的功耗、延时等概念。

计算机系统能力培养包括计算机软硬件方面的内容，涉及到的课程有《数字逻辑》、《计算机组成原理》、《微型计算机技术》、《计算机体系结构》、《操作系统》和《编译原理》等。这些课程之间存在着紧密的内在联系，因此，需要在统一的指导思想和培养目标下，全方位系统地构建相关课程的教学内容和实验教学方案，统一规划教学内容，将计算机系统讲深讲透。

二、《数字逻辑》课程教改的几点举措

1.面向计算机系统能力培养的总体目标，在《数字逻辑》课程教学中注意培养学生的计算机整体系统观，使课程的教学更适应计算机专业的要求。从图1可以看出，《数字逻辑》这门课程在系统能力培养过程中处于基础底层，学生对于这部分内容的掌握影响后续课程的学习和对计算机系统底层硬件运行过程的理解。因此，需要在培养计算机系统能力的总体目标下，统一规划相关课程的教学内容，循序渐进地培养学生的系统能力。可以采取从底层到高层螺旋式上升的课程体系，也可以采取从高层到底层自顶向下的课程体系，还可以先从高层（应用程序与算法）和底层逻辑电路两头开始，再到中间核心层的课程体系结构。

2.注意不同课程之间的内容衔接，授课内容面向后续课程的教学，同时注意避免重复。在《数字逻辑》课程教学中，可以选用《计算机组成原理》等后续硬件类课程的内容作为电路设计案例。通过这样的案例设计，不仅巩固了课程教学内容，而且有利于后续课程的学习。由于《数字逻辑》与其它硬件系列课程如《微型计算机技术》、《计算机组成原理》、《计算机系统结构》的内容联系紧密，相互交叉，因此，需要统一规划协同相关内容，避免重复。

3.突出课程教学重点，简化但不摒弃器件原理等基础知识。《数字逻辑》课程内容的重点在于介绍器件应用和数字电路的分析和设计方法，由于受到总课时的限制，对涉及到器件工作原理和其内部电路结构的内容需要简化。但是需要注意的是，简化并不是简单地摒弃，对于课程学习中涉及到的基础知识，必须有所交代和介绍。由于计算机专业大都不开设《模拟电子技术》之类的工科基础课程，因此，学生对于分立元件及其内部工作原理知之甚少，这并不利于《数字逻辑》课程的学习。所以，在课时分配上，需要对二极管、三极管的开关特性、简单门电路的工作原理有所交代。在遴选教材时，可以选择以中规模集成电路芯片应用为主、适当兼顾器件基础知识的教材；而那些以分立元件为主、过多强调内部工作原理的教材则不太适用于计算机专业的教学。

4.充分利用EDA技术，培养学生利用硬件描述语言设计数字系统的能力，为计算机系统能力培养奠定基础。随着现代可编程逻辑器件（CPLD/FPGA）和电子设计自动化（EDA）技术的飞速发展，数字电子系统设计与实验的方式正在发生变化，越来越多的高校开始将EDA技术引入到《数字逻辑》等课程的实践教学环节[3]，用硬件描述语言等完成数字系统设计，然后由计算机将设计文件进行编译化简、综合、优化布局和仿真，最终完成逻辑编译过程，从而得到和硬件实验十分接近的最终实验结果。基于EDA技术的实验简化了传统数字逻辑设计实验在硬件连接过程中的消耗，节约了实验设备和实验时间，提高了学生的自主动手能力。在将EDA技术引入到《数字逻辑》课程的实践教学环节时，不要孤立、片面地看待问题，而是要以系统的、联系的和发展的观点进行教学，从培养现代计算机系统设计和应用能力的角度出发，全面深入地认识EDA技术对于后续课程学习和系统能力培养的重要意义。当前国内外许多一流大学已经以EDA设计知识为基础，在FPGA实验板上设计流水线CPU和I/O电路，从而全面培养学生的数字系统设计和CPU设计能力。例如，可以通过《数字逻辑》、《计算机组成原理》、《操作系统》和《编译原理》等课程的学习，逐步让学生完成一整计算机的设计，包括在FPGA实验板上独立设计CPU，完成基本的MIPS指令（多周期CPU方式），进而借助于板上SRAM，在设计完成的机器上实现操作系统和编译器。可以看出，《数字逻辑》课程重在培养学生使用HDL语言进行计算机硬件设计的能力，在此基础上可以帮助学生深入理解操作系统和硬件之间的分工与衔接关系，为分析理解操作系统功能或开发操作系统软件打下坚实基础。

《数字逻辑》是一门实践性较强的课程，随着FPGA技术和EDA技术的应用普及，数字系统的设计具有了极大的灵活性。基于硬件描述语言，在FPGA实验板可以设计验证基本逻辑门电路，进而到各种复杂程度不一的数字系统，直至在FPGA实验板设计验证完整的CPU和I/O电路，实现计算机系统硬件的设计，在此基础上可以完成计算机指令系统、操作系统和编译器的设计，使学生能够建立单机计算机系统（硬件+软件）的整机概念，全面理解计算机系统的层次结构，从而培养计算机专业学生的系统能力。但是对于计算机专业的学生而言，初学《数字逻辑》这门课程时，缺乏一些前导课程的学习，需要讲授较多的理论知识，对于硬件描述语言的学习和数字系统的设计验证则不可能在有限的实验教学时间内完成，因此，可以考虑单独设置一门数字系统设计类型的实践课程，作为《数字逻辑》和《计算机组成原理》的实践内容，在FPGA实验板上用硬件描述语言实现从简单数字系统到完整的CPU和I/O电路的设计验证，为后续能力的培养奠定坚实基础。

参考文献：

[1]袁春风.计算机组成与系统结构[M].北京：清华大学出版社，2011.

[2][美]M.Morris Mano，Charles R.Kime，著.逻辑与计算机设计基础[M].邝继顺，等，译.北京：机械工业出版社，2012.

[3]刘新元，谢柏青.改革数字逻辑电路实验培养创新人才[J].中国电力教育，2009，（134）：156-157.

[4]刘浩斌.数字电路与逻辑设计[M].北京：电子工业出版社，2007.

第15篇

关键词：建构主义；专业模块；情境教学；公共基础课

作者简介：夏惠芬（1981-），女，江苏南通人，常州机电职业技术学院，讲师；杨建新（1981-），男，江苏常州人，常州机电职业技术学院，讲师。（江苏 常州 213164）

基金项目：本文系江苏省高等教育教改研究课题“国外大学生创新教育的策略对我国高职院校的启示研究”（课题编号：2013JSJG524）的阶段性研究成果之一。

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）05-0168-02

高职院校的目标是培养学生的专业能力和职业技能。目前围绕专业课程教学与学生技能培养、专业课程体系的合理性、实践教学的设计与实施、如何提高学生的技能等方面研究得较多，而对公共基础课程在学生专业技能和素质的培养以及学生可持续发展中的基础性作用的研究较少。本文将从学生、教师、课程教学三个方面进行分析，以“计算机应用基础”为例，结合笔者多年的一线教学经验，运用“建构主义理论”的情境教学方法，对不同专业背景的计算机基础情境教学模式进行探索。

一、对现状的认识

1.学生现状分析

（1）新生基础水平参差不齐，差异较大。以计算机基础水平为例，由于目前大多数高职院校录取方式的改革，加上生源和地区的差异，新生的计算机水平参差不齐，一部分学生掌握了计算机的应用操作，绝大部分学生接触过计算机，但也局限于简单的应用。还有些经济欠发达的地区学生很少接触过计算机。

（2）不同专业需求。高职院校公共基础课程是针对全院所有专业开设的课程。不同专业对基础课程的要求也各不相同。随着计算机技术日新月异的发展，各行业和计算机的关系越来越密切，对计算机的依赖性也不断加强。

2.公共基础课程教学现状

（1）分类别、分层次的教学方式不够深入。几乎所有高职院校中不同专业对计算机基础课程都采用统一的要求、相同的课程标准及考核方式，这使得教学活动缺乏针对性，在一定程度上影响了不同专业对计算机课程的发展需求，从而也限制了学生继续学习探究的能力。

（2）教学模式相对陈旧。在以往的教学过程中，很多院校意识到这门课程实践操作的重要性，安排了大量的上机练习课时，鼓励学生利用课余时间上机练习；在授课过程中采用“先讲授演示，再模仿练习”的模式，没有真正地把实践融入到实际的工作情境中去，学生在操作过程中知其然不知其所以然，缺乏目的性，导致学习兴趣低下。

3.公共基础课程教师在学生专业培养中的作用

相对于专业课而言，很多院校对公共基础课程的重视不够。大部分教师认为：公共基础课程在专业教学中位于基础地位，与学生的技能培养目标距离比较远，内容结构和深浅程度可自由掌握，这也导致了所有专业都使用同一本教材，同一套教案，同一种教学方法。

（1）公共基础课程教师需要具备高职教育人才培养目标和特点等基本理论知识。高职院校的培养目标是培养生产、管理、建设、服务一线需要的技术应用型人才。教师在教学过程中要处理好基础理论知识与专业知识的关系，既要突出人才培养的针对性与应用性，又要让学生具备可持续发展能力。

（2）公共基础课程教师要认识公共基础课程的重要作用。公共基础课程教师要充分认识到公共基础课程在提高学生的综合素质以及培养学生在校期间学习兴趣等方面的重要作用。一个合格的高职毕业生，不仅需要通过学习训练获得科学文化知识和技术能力，还需要获得在未来职业生涯中必须具备的思想道德素养、心理素质、社会适应能力等。

（3）公共基础课程教师要积极寻求教学内容中与学生所学专业相关的素质和能力培养的最佳切入点和结合点。教师应在教学实践过程中将教学内容与不同专业学生的素质和能力培养紧密联系起来，弄清学生未来所从事岗位需要的文化素质与基本能力素质。本文认为要针对不同专业的培养目标深入研究教学内容，应该明确对各章节内容的安排、课时分配、重点难点、需要突出的技能训练，制订针对不同专业的、具有指导意义的课程标准，设计符合需求的情境教学案例。

二、运用“建构主义”理论引入专业模块

1.“建构主义”理论

建构主义认为知识不仅仅是通过教师传授而得到，而是学习者在一定的情境（即社会文化背景下），借助学习或其他人的帮助获取知识的过程。本质是一个积极主动的建构过程，用过去的知识经验自主建构知识。强调学习中要主动发现问题，收集、分析、整理有关资料，并将所获得的新知识与已有知识经验建立实质性联系，进行知识意义建构。建构主义还强调“情境”、“协作”、“会话”的作用，即通过这一系列的活动，使学习者对事物的性质、规律以及事物之间的内在联系有一个深刻的理解，从而完善已有的认识结构，使学习活动的意义建构效果更好。

2.“专业模块”教学

笔者长期担任“计算机应用基础”课程的教学与研究，并且从事多个专业该课程的教学工作。结合自身的教学实践，认为从学生素质的培养与提高来看，应以专业需求为背景，对“计算机基础”教学内容进行分类探索，引入专业项目模块，增强计算机基础的工具作用，更好地服务专业知识的学习和岗位技能要求。以常州机电职业技术学院为例，主要分为机电（机械电气）类、信息类、经管类、艺术设计类等四大类。根据各专业对计算机技能的不同要求，将教学内容进行分类，如表1所示。

表1 专业项目模块的分类

专业分类 专业技能 专业模块内容

机电类 专业作业对计算机硬件的基本配置；

熟练使用计算机各种软件；

产品推广，编写产品说明书；

企业形象展示 企业介绍；

PPT产品推广；

绘图（CAD制图等）

信息类 专业作业对计算机硬件的基本配置；

IT产品的推广与营销；

计算机软硬件的应用与维护；

网络的应用；

IT发展以及电子商务 计算机操作系统；

计算机组装与维护；

网页设计与维护；

电子商务

经管类 专业作业对计算机硬件的基本配置；

日常办公；

公司财务报表；

数据处理 中英文录入；

word高级应用；

Excel电子表格数据处理

艺术设计类 专业作业对计算机硬件的基本配置；

版式设计；

图像制作与处理；

图文混排 word、Excel高级应用；

图形图像处理

与传统教学相比，引入专业模块具有如下优点：

（1）增强基础课程与专业课程之间的联系。专业课对学生来说是重点，公共基础课程围绕专业课拓展学生的全面素质。本文引入的专业项目模块恰好是基础课程与专业课之间的桥梁，增强了课程之间的联系，帮助学生培养专业方面的技能。

（2）增强计算机基础课程的实用性。计算机基础是高职院校工具课程之一，其目的是要让学生灵活的使用计算机，正确处理日常事务。引入“专业项目模块”，使学生体验真实的企业工作环境，以实际的工作任务为出发点，围绕一个个任务解决过程来组织教学，让学生体会计算机基础在实际工作中的作用。

（3）激发学生的兴趣。针对不同专业的学生，引入不同的专业项目模块，会引发学生对所学专业的兴趣，达到更好的教学效果。

三、设计情境教学模式

1.课程定位

以信息类专业知识为背景，以企业管理工作中对计算机操作技能的实际要求为导向，模拟企业员工的工作过程（以一名IT产品营销人员为例），使学生熟练掌握计算机基础知识、IT产品的推广与营销、计算机软硬件的维护、网络的应用、IT发展以及电子商务等。

2.思路设计

（1）情境教学设计背景。根据对企业实际需求的调研以及“计算机应用基础”的课程标准，信息类专业对计算机能力的基本要求有：掌握计算机的基本操作，计算机软件、硬件、网络的应用与维护，了解IT的发展趋势以及电子商务的发展。根据这一技能要求，笔者对课程内容进行分类，在专业模块中建立学习情境，把对应的知识点归类到相应的学习情境中。

（2）情境教学中的关键问题。传统的教学过程是按照教学内容由易到难，先教师演示、再学生练习。文中提出的教学情境要综合考虑所授知识点与企业技能需求两个方面。在设计教学情境时，既不能遗漏相关知识点，又要把它们有机组合起来，以满足企业实际的技能需求。这是在设计过程中最关键的问题。

（3）情境教学设计过程。在明确情境教学设计背景及关键问题的基础上，以职业能力本位、工作过程导向、典型案例应用为基本原则，按职业岗位需求选择教学内容，按工作过程循序渐进编排教学顺序。改变传统的机械的传授理论知识、盲目上机实训的教学模式，模拟真实的工作情境，突出课程的实践性、职业性、真实性。

以信息类专业在“计算机应用基础”中计算机硬软件的教学为例，在基础模块与专业模块的框架下，设计一个情境，涵盖该行业对计算机技能的基本要求，同时包含课程标准中要求学生掌握的知识点，实现两条主线的无缝结合。情境设计如表2所示。

表2 信息类专业情境设计

专业 知识点 专业技能 专业情境

信

息

类 掌握常用的操作系统；

计算机硬件系统的组成；

常用软件；

相关维护等 计算机软硬件的应用与维护 模拟一次台式电脑的销售活动，包括：电脑配件的简单报价；向客户介绍电脑的配置；根据客户要求，组装电脑清单；安装操作系统及常用的软件；引导客户体验；成交后的售后服务及维护工作

3.情境教学实施

在情境教学中，改变了传统的教师讲解、学生操作的简单教学方式，采用任务驱动的情境教学模式，通过“任务驱动、分组讨论、任务分解、计划实施、考核评价”五步来进行。整个过程以学生为中心，以教师为主导，把理论教学与实践教学紧密的结合在一起，从而达到在实际项目中培养学生职业能力的目的。

在实施过程中，要注意如下方面：一是改变观念。以学生为本，学生是演员，教师是导演，形成教师与学生的互动，启发学生的创造性思维。让学生在完成任务的过程中发现问题并解决。二是采用“渐进法”。根据情境设计，有层次地组织教学过程，学生在进行一个新的任务之前，必须通过上一个任务的考核，考核通过后才可进行下一个层次的任务。三是加强职业能力培养，激发学生学习兴趣。在教学过程中要强化基于工作环境的案例和任务教学，任务引领引发学生兴趣，使学生切实感受到所学的知识在现实工作中的重要作用。

4.情境教学体会

通过对信息系个别专业班级教学实践，学生普遍反映较好，通过学习不仅明确了企业对计算机技能的要求，而且对企业环境也有了一个大概的了解。同时情境教学对教师提出了更高的要求，不仅要熟练掌握计算机基础的理论知识和操作技能，而且要具备较强的社会实践能力和创新意识，设计出合理的情境任务，为学生创造真实的工作情境。为此，公共基础课程教师队伍建设将是今后公共基础课程建设和改革的关键所在。

四、总结

“计算机应用基础”作为高职院校的公共基础课程之一，在各行业中都发挥着巨大的作用，对其掌握的熟练与否，直接决定着大学生将来的职业发展。通过对公共基础课程教学的探究和探索，希望能创造更多的机会，与兄弟院校乃至各企业单位进行沟通，不断提高认识，开阔视野，切实将融入专业模块的情境教学活动作为公共基础课程教学计划内的必修课抓好。

参考文献：

[1]康世瑜，张文清.高职院校《计算机应用基础》课“教学做一体化”教学模式的探索[J].中国成人教育，2010，（19）.

[2]王联合.公共基础课教师在高职高专学生专业培养中的作用[J].教育与职业，2008，（29）.