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篇(1)

關鍵詞：硬件；課程體系；教學；教材

中圖分類號：G64 文獻標識碼：B

文章編號：1672-5913 (2007) 21-0023-02

目前高校計算機專業(yè)本科計算機教學可以分為三個層次：計算機文化基礎、計算機技術基礎和計算機應用基礎。計算機文化基礎包括計算機的基本概念、軟硬件基本知識和計算機的基本使用方法；計算機技術基礎指軟件技術基礎和硬件技術基礎，包括計算機組成原理、操作系統(tǒng)、微機原理與接口技術、語言、通信和網(wǎng)絡原理，等；計算機應用基礎指本專業(yè)常用軟、硬件的應用技術。在這三個層次中，硬件基礎課程占有重要的地位，無論是軟件開發(fā)、網(wǎng)絡技術還是工業(yè)控制等計算機技術的應用，都必須掌握計算機的工作原理，對硬件支持非常了解。由于目前高校計算機教育中普遍存在著“重軟輕硬”的現(xiàn)象，使得計算機應用專業(yè)在硬件課程的設置、教學知識體系和內(nèi)容等方面存在著諸多不盡人意的地方，教學質量難以保證，多數(shù)學生的硬件能力都比較差，基本無法勝任計算機硬件方面的相關設計和應用工作。對此本文對計算機硬件課程教學體系及內(nèi)容中存在的問題和不足進行了分析和討論，提出了一些教改思路和方法。

1計算機硬件課程教學體系中出現(xiàn)的問題及原因

目前硬件教學中主要存在的問題首先是計算機硬件發(fā)展速度太快，教材知識相對落后，學生無法學以致用；其次是實驗條件差，缺乏實踐環(huán)節(jié)，學生無法鍛煉實踐能力，學習困難較大，無法激發(fā)學生的學習積極性和創(chuàng)新能力。導致當前狀況的原因是多方面的，總的來說有以下幾個方面。

(1) 認識方面的偏離：目前計算機教育存在著重軟輕硬的傾向。很多學生對硬件課程的了解甚少，認為硬件課程只是學習計算機的內(nèi)部工作原理，在計算機應用當中無關緊要，認識不到硬件技術在應用方面的重要性，再加上相應的實踐環(huán)節(jié)難以保證、課程考試評價體系(包括社會各類計算機考試評價體系)中對硬件實踐能力的不重視，導致學生在學習中缺乏積極性。

(2) 設備條件方面的不足：硬件課程的教學實施比較困難，設備投資大，通常每門課程需要配備專門的實驗設備和相應輔助設備，且對實驗室輔導和維護人員的要求也比較高。多數(shù)高校在硬件課程及實驗條件建設方面都明顯不足，實踐教學的時間過少，而且驗證性實驗占絕大多數(shù)，造成學生硬件動手能力普遍低下，其創(chuàng)造力無法得到訓練，這導致了計算機硬件課程在教學上的不足。其中的客觀原因是學校缺乏足夠的物質條件和經(jīng)費，沒有條件開展自主創(chuàng)新性實踐活動；而其中的主觀原因是實踐能力在考試評價體系中所占比例過小，實驗指導教師的工作積極性不高，指導能力也有限。另外，部分理論教學教師和實驗指導教師之間缺乏足夠的交流與溝通。

(3) 在教材方面的欠缺：一般教材都與實際聯(lián)系不緊密，且教材知識相對落后，許多客觀條件原因限制計算機硬件教學內(nèi)容的更新。其一，計算機硬件發(fā)展太快，真正能反映當今世界微機領域新技術的微機原理教材太少，相應的實驗設備和條件幾乎沒有。其二，計算機硬件知識存在不直觀，最新的硬件知識往往包含許多較復雜的技術，講述起來抽象、枯燥，教學方法可視性和直觀性差，致使學生對硬件知識的理解存在困難，學習起來不太容易，教學效果較差。由于組織和實施教學的難度非常大，許多教師偏向于講述舊的知識。其三，新知識的過快更新給許多教師帶來了巨大的工作量和工作壓力，熟悉并掌握新的教學知識和內(nèi)容往往需要幾年時間的摸索和實踐，因此教師往往跟不上新技術的發(fā)展。

(4) 課程教學系統(tǒng)性方面的不完整：課程教學系統(tǒng)缺乏足夠的系統(tǒng)性，各相關課程以及教材之間的分工與銜接不夠規(guī)范。其一，硬件課程知識與軟件課程知識之間缺乏足夠的交叉和互補，學生無法深入理解計算機的基本工作原理及其在軟件系統(tǒng)中的作用；其二，在硬件課程之間缺乏充分的銜接，有些知識點重復，有些知識點缺失；其三，缺乏足夠的實踐訓練。其四，內(nèi)容多和時間少的矛盾突出。這些都導致了學生的知識體系結構不健全。

根據(jù)計算機硬件教學體系中存在的一些主要問題，加強教學體系的系統(tǒng)性、提高硬件教學質量和學生水平、改革教學內(nèi)容，以適應社會發(fā)展的需要，已成為各高校計算機專業(yè)迫在眉睫的任務。

2提高硬件課程教學質量的對策

2.1提高認識

計算機系統(tǒng)是硬件和軟件的統(tǒng)一，計算機工作的過程，實質上是以硬件為基礎執(zhí)行程序的過程，所有硬件的工作都是軟件驅動的結果，而計算機的優(yōu)良性能是通過復雜的硬件系統(tǒng)結構換取的。只有對軟件的載體――硬件、硬件組成、硬件的工作原理理解才能對軟件是怎樣依附于硬件的全過程有一個飛躍的認識，最終達到對計算機系統(tǒng)軟、硬件基本知識的融會貫通。因此，在各硬件課程開設時，應首先給學生介紹該門課程的主要內(nèi)容、該門課程在計算機專業(yè)當中的地位、與相關課程的關系，建立起與軟件之間的聯(lián)系。同時介紹該課程在實際工作中的應用及應必備的知識，以激發(fā)學生學習硬件課程的興趣，讓學生真正感覺到，這門課離自己的生活并不遙遠。另一方面，在開設各門硬件課程時，可開設相關課程的專題講座及相關的學術報告，以使學生深入理解計算機的基本工作原理及其在軟件系統(tǒng)中的作用，通過對新技術和新產(chǎn)品的了解，開闊學生的視野。其次加大實踐能力在考試評價體系中所占比例，以促進學生對硬件實踐的重視。從而改變大學課堂上“重軟輕硬”的現(xiàn)象。實現(xiàn)學生的全面發(fā)展，使其具備一個IT時代大學生必備的基礎知識和基本素質。

2.2正確處理內(nèi)容先進性與教學適用性的關系

由于計算機硬件技術發(fā)展非常迅猛，保持先進性與實用性的統(tǒng)一，并力求做到兩者的統(tǒng)一，適時跟蹤學科技術發(fā)展、更新教學內(nèi)容是必要的。首先作為課程教學，應盡量選用能反映目前計算機領域內(nèi)硬件新技術、新成就，能體現(xiàn)出知識性、先進性和系統(tǒng)性的計算機硬件教材，重點要突出基本原理思想和基本方法技術的闡述，以使學生能學到先進的硬件知識。其次又要重視其實用性的一面，盡量拉近學校教育與社會上流行技術、流行產(chǎn)品、流行工具的距離，著力培養(yǎng)學生利用計算機處理問題的思維方式和利用硬件、軟件技術與先進工具解決本學科專業(yè)及相關領域中問題的能力，以及將來獨立獲取、掌握新知識、跟蹤計算機技術新發(fā)展、新應用的能力。使課程的組織內(nèi)容符合計算機基礎教育的固有規(guī)律、學科的內(nèi)涵及聯(lián)系，以及人的認知規(guī)律。可以通過在系列課程教學中引入課程設計，鼓勵學生參加電子設計大賽和科技創(chuàng)新活動，以及社會實踐實習、畢業(yè)設計等綜合性實踐環(huán)節(jié)來解決。

2.3 保持教學內(nèi)容的系統(tǒng)性

硬件和軟件知識是相輔相成的，它們都包含豐富的知識和先進的技術。計算機硬件知識必須對計算機的體系結構、組成及其核心技術進行系統(tǒng)的描述，以使學生能學到較系統(tǒng)的先進硬件知識。因此，首先在計算機硬件課程教學中完善教學大綱，加強教師之間的溝通，注意課程之間的相互銜接，注意知識點的重疊和互補，以保證教學知識的系統(tǒng)性和完備性。其次要加強計算機軟硬件教學之間的勾通，對軟硬件課程的教學內(nèi)容中進行適當?shù)拇┎濉Ｔ凇拔C原理及接口技術”和“單片機原理及應用”的課程中，可以加入一些利用高級語言對硬件進行編程的實例。在“計算機組成原理”和“計算機系統(tǒng)結構”的課程中，聯(lián)系“操作系統(tǒng)”課程中I/O管理、內(nèi)存管理、CPU調度等知識，以引導學生思考，建立必要的知識關聯(lián)，最終達到對計算機系統(tǒng)(軟件、硬件)基本知識融會貫通的目的。同時解決好內(nèi)容多和時間少的矛盾，計算機硬件技術內(nèi)涵豐富，學時少和內(nèi)容多、要求高將是一個一直要面對的主要矛盾，要解決這個矛盾，一要靠系列課程內(nèi)外體系的整體優(yōu)化，找到一種相對來說能動態(tài)跟上計算機硬件發(fā)展步伐的教學和教材新模式；二要靠課程各教學環(huán)節(jié)功能的統(tǒng)一運籌、合理調動和多種教學方法模式的科學設計、統(tǒng)籌配合；三要靠課堂教學的數(shù)字化、現(xiàn)代化。

2.4重視實驗和實踐環(huán)節(jié)

計算機應用是一門實踐性很強的學科，學生必須具備足夠的動手實踐能力和社會競爭力才能滿足社會要求。計算機專業(yè)本科階段的實踐教學對學生理論學習、實踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起到了重要作用。因而一方面必須增加對硬件實踐設備的投資，并鼓勵教師自主開發(fā)一些實驗設施，盡可能建設一些與本校教學特點和教學條件相匹配的實驗條件；另一方面加強綜合性和設計性實驗；還要改變現(xiàn)有的硬件實踐教學評價體系，增加教學實踐的內(nèi)容，尤其是創(chuàng)新類和設計類的實踐環(huán)節(jié)，并開設硬件綜合設計的課程。

3結束語

對計算機硬件課程教學改革，筆者在實踐中作了初步的嘗試，對推進課堂教學建設，改革課程教學體系，改進教學方法，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力，提高課程的整體教學水平和教學質量起了一定的推動作用。

參考文獻

[1] 李玲娟,鄭彥,王紹橡. 計算機課程新模式的探討與實踐[J ]. 南京郵電學院學報(社會科學版) ,2002，3 .

[2] 鐘樂海,王朝斌,唐新國. 高等師范院校計算機科學與技術專業(yè)計算機硬件教學改革. 四川師范學院學報(自然科學版) ,2003.

[3] 王元亮. 計算機教育與素質教育[J] . 云南師范大學學報，2000.

篇(2)

關鍵詞　計算機組裝　硬件分類　虛擬機

0　引言

計算機組裝實踐課程作為計算機系學生的一門必修課程，旨在使學生了解計算機的基本組成結構，計算機硬件的相關知識以及組裝計算機的一般過程，通過課程的學習使學生可以熟練地對計算機進行拆裝并處理常見的軟硬件問題。在計算機組裝實踐的課程中，除了硬件的組裝外還有軟件的操作如安裝操作系統(tǒng)、對硬盤進行分區(qū)等，頻繁地對硬盤進行以上操作會對硬盤造成很大的損害，因此在軟件操作環(huán)節(jié)引入虛擬環(huán)境就顯得尤為重要，通過搭建虛擬環(huán)境，使操作不損害硬盤壽命，既使學生掌握了相關知識，又節(jié)約了更換硬件的成本支出。由此，通過實踐操作和虛擬環(huán)境的相互配合，可以達到一個更好的教學效果。

1　硬件環(huán)節(jié)

在計算機組裝的教學過程中，一個實驗室內(nèi)所使用的計算機都是相同的，這樣既方便了老師講課，又便于計算機的管理。但是，學生在學習過程中，接觸到的也就只有那一種類型的計算機，一種類型的硬件，對于快速發(fā)展的計算機硬件而言，是遠遠不夠的，因此，在有條件的基礎上，盡量多的增加計算機硬件的種類，有助于學生掌握更多的硬件知識。同時，現(xiàn)在學生在進行計算機組裝的操作時，都是將安裝好的完整的電腦進行拆解后重新安裝，學生在組裝時大部分都是依葫蘆畫瓢，照著安裝好的樣子來進行組裝，無法充分發(fā)揮學生的主觀能動性，要使學生真正地掌握計算機組裝的要領及硬件知識，可以將所有的硬件如主板、內(nèi)存、CPU、硬盤等分類擺放，同時，各種硬件應有多種類型，如內(nèi)存應有DDR、DDRII、DDRIII，硬盤有IDE接口和SATA接口等，讓學生根據(jù)自己所掌握的硬件知識選擇硬件，然后進行組裝，此舉不僅可以增強學生的學習興趣，同時也可以加強學生對硬件知識的了解和掌握，另外，通過親手實踐，也是學生的動手能力得到了提高，增強了解決實際問題的能力。

對于計算機組裝這門課程而言，不僅僅是讓學生學會組裝一臺電腦，更要使學生掌握一些基本的排查硬件故障的能力。對于計算機硬件而言，由于其是高度集成化的電路，我們很難對其進行維修，但我們可以通過排查找出問題硬件究竟是哪一個，以便進行更換或升級。因此，在實驗過程中，我們可以在各種硬件中混入一些有問題的硬件，當學生在組裝中出現(xiàn)問題的時候，由學生來找出問題硬件所在，這樣就更有利于鍛煉學生排除故障的能力以及加深學生對于硬件的認識。但是，由于學生畢竟是初次接觸計算機組裝，有可能會出現(xiàn)各種各樣的問題，而有些問題可能并不是由于問題硬件產(chǎn)生的，而是學生自己的操作失誤，因此，為了更好地輔導學生和便于硬件的管理，可在問題硬件上標注一些特定的標記，這樣，授課教師就可快速地判斷究竟是硬件問題還是學生的操作問題，既節(jié)約了時間，也可給學生一個明確的解決問題的方向。

對于有些觀點諸如通過3D建模軟件來建立硬件模型，在計算機上直接進行模擬組裝等，其優(yōu)點和缺點同樣明顯，優(yōu)點在于其可以緊跟時展，隨時更新硬件模型，和最新的硬件保持同步，同時，通過虛擬環(huán)境來模擬組裝過程可以避免在實際組裝過程中造成的硬件損壞等一系列問題，節(jié)約成本的投入。但是，其缺點在于學生接觸到的都是虛擬的、虛幻的東西，在真正接觸到實物時往往不知從何下手，從而使教學效果大打折扣。對于實踐課程而言，動手操作、親身實踐才是課程的目的，否則很容易造成學生“理論知識頭頭是道，實踐操作基本不會”的問題。

由此，若將兩者有機結合起來，通過虛擬環(huán)境將最新最前沿的硬件知識授予學生，同時，給予學生實際操作的平臺，親自動手組裝計算機，既可以使學生了解和掌握硬件的最新發(fā)展狀況，也可以使學生的動手能力得到加強，對計算機組裝的完整過程有一個清晰的了解。

2　軟件環(huán)節(jié)

一個完整的計算機組裝過程，不僅有硬件上的，還有軟件上的，軟件環(huán)節(jié)通常包括BIOS設置，分區(qū)軟件的使用和操作系統(tǒng)及驅動的安裝等，頻繁地對硬盤進行分區(qū)和操作系統(tǒng)安裝時，會對硬盤造成很大的損害，進而影響硬盤的使用壽命，因此，在此環(huán)節(jié)引入相應的模擬軟件和虛擬機可以有效的減少對硬盤的傷害，同時，也可以使學生對虛擬機等軟件的使用有一個大致的了解，有助于拓寬學生的知識面。

虛擬機（Virtual　Machine）指通過軟件模擬的具有完整硬件系統(tǒng)功能的、運行在一個完全隔離環(huán)境中的完整計算機系統(tǒng)。通過虛擬機軟件，我們可以在一臺計算機上模擬出一臺或多臺虛擬的計算機，這些虛擬計算機和本體計算機擁有一樣的功能，共享所有的硬件資源，在虛擬計算機上我們可以安裝操作系統(tǒng)、安裝應用程序、訪問網(wǎng)絡資源等等。對于本體計算機而言，虛擬機只是運行于其上的一個應用程序，因此，我們在虛擬機中進行的任何操作都不會對本體計算機造成任何影響，但是，對于操作者而言，其在虛擬機中的操作和在真實計算機中的操作是完全一樣的，使用虛擬機既保證了計算機的安全性，又使學生掌握了操作方法，可謂一舉兩得。

現(xiàn)在常用的虛擬機軟件有VMware（VMWare　ACE）、Virtual　Box和Virtual　PC，它們都能在Windows系統(tǒng)上虛擬出多個計算機。

在首次使用虛擬機時，其相當于真實計算機的裸機狀態(tài)，需要我們對計算機的BIOS進行設置，對硬盤進行分區(qū)等操作，這些操作和在真實計算機上的操作是完全一樣的，但是，由于其是在虛擬機中的操作，所以不會對本體計算機造成任何影響，學生在實驗時可以任意進行修改并觀察實驗結果，有助于學生加深理解。

篇(3)

 

關鍵詞：計算機；硬件組裝；教學方法 

計算機硬件組裝與維護課程是計算機應用技術的一門重要基礎課程，其主要任務是使學生了解計算機各種部件的分類、性能、選購方法，理解各主要部件工作原理、硬件結構、軟件安裝、相互聯(lián)系和作用，并能掌握微型計算機的組裝與簡單故障的維修方法。 

由于計算機硬件安裝強調的是動手能力，按時以往傳統(tǒng)的教學模式，只能是紙上談兵。例如教師在講述CPU相關知識時往往要把CPU結構、功能、原理做為重點來講，而這些知識對職業(yè)學生以后的就業(yè)幾乎沒有任何作用，而對CPU的種類、廠家、性能、與其它部件的搭配等，這些對職業(yè)學生將來就業(yè)有用的，則介紹得不多。學生對這些理論并不是很感興趣，也很難記住這些知識，而等到他們就業(yè)時，這些理論已經(jīng)過時了。同時由于學生缺乏動手能力的培養(yǎng)與訓練，畢業(yè)后走上工作崗位，即使面臨一些簡單的操作方面的問題也無從下手。相反，我們在一些電腦市場看到的工作人員往往沒有什么計算機學歷，但是他們對計算機組裝與維修非常熟練。他們通常的經(jīng)驗是：做的多了、熟了，就會了，不需要懂得太多知識。這種現(xiàn)象使我們意識到計算機應用技術更要注重培養(yǎng)學生的動手操作技能。為此，我們應該在計算機應用專業(yè)進行大膽探索，引入一種以實際需求為教學目的的改革教學模式，培養(yǎng)適應社會需求的學生。 

本課程的教學改革可以用以下的教學方法： 

1．充分運用計算機技術輔助教學。由于教學資源缺乏，那么可以利用3DS MAX虛擬現(xiàn)實的技術來解決。學生不光可以在學校使用這一資源，也可以把這種輔助教學軟件帶回家進一步學習。我們可以用3DS MAX強大的建模功能，建立出計算機中的“CPU”、硬盤、顯卡、主板等核心硬件，并且每一個硬件完全對比真實實物建模，內(nèi)部構造也要建模完成，這樣就可以節(jié)省大量資金和使用空間，可能剛開始做這些硬件模型需要一定的時間，但是一勞永逸，這些虛擬的模型造價遠遠低于真實硬件的價格，并能得到同樣的教學效果。不用像傳統(tǒng)硬件教學，在使用設備的時候搬來搬去，只需要一個U盤，你就可以擁有一個計算機硬件設備實驗室，便于教師隨身攜帶，去不同場合教學使用。學生放假也可以把這個“虛擬的硬件實驗室”帶回家，只要有一臺計算機，就可以在家中做練習，鞏固對知識的掌握。 

2．充分運用項目教學法。在教學中，以社會的實際需求為標準，主要采用項目教學來構建教學模式。從學習者的角度說，項目教學是一種學習方法，特別適用于學習操作類的知識和技能，尤其適用于學習計算機應用方面的知識和技能。所謂項目教學法，就是師生通過共同實施一個完整的項目工作而進行的教學活動，在這是指采取小組討論、協(xié)作學習的方式，以實際的任務來驅動學生的學習。同時還可采取多種形式來完成各個任務，比如：行動導向、小組搶答、網(wǎng)上模擬攢機、小組競賽等。行動導向的教學形式是：每次任務之前，老師在充分考慮學生和設備的安全問題之后，把任務直接下達給他們，每個小組從任務的計劃——決策——實施——檢查等各個環(huán)節(jié)都是獨立完成，中途有疑問的，老師給他們提供若干學習途徑：實習報告、網(wǎng)絡、老師的輔導、小組間的互助等。老師在巡視過程中，不斷記錄存在的問題或及時更正一些不當?shù)淖龇ǎW生的操作過程做適當點評，最后由學生根據(jù)老師的點評繼續(xù)完善任務。通過完成任務，應用已有知識和掌握新知識，真正做到全面提高學生的綜合職業(yè)素養(yǎng)。

篇(4)

關鍵詞：計算機硬件；集成電路設計；教學改革

信息系統(tǒng)工程教育論壇我院計算機科學與技術本科專業(yè)始建于1987年，歷經(jīng)20年的發(fā)展，為油田及相關企事業(yè)單位培養(yǎng)了大量的計算機應用人才。“具有良好的科學素養(yǎng)，系統(tǒng)地、較好地掌握計算機科學與技術包括計算機硬件、軟件與應用的基本理論、基本知識和基本技能與方法，能在科研部門、教育單位、企業(yè)、事業(yè)、技術和行政管理部門等單位從事計算機教學、科學研究和應用”是本專業(yè)的培養(yǎng)目標。基于這個培養(yǎng)目標，結合目前計算機硬件技術最新發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢，提出本硬件系列課改方案。

一、硬件系列課改的目的及意義

當前，計算機在信息社會中充當了重要角色，也是發(fā)展最為迅速的一門學科。隨著這門學科的不斷發(fā)展，目前，計算機核心技術愈來愈集中在集成電路芯片設計和軟件設計這兩項技術中，其中CPU和OS設計技術是最核心的兩項技術，特別是高性能計算機技術一直是衡量國家實力的一個重要標志。在硬件系列課程里，培養(yǎng)學生CPU及相關硬件的設計能力，培養(yǎng)學生自主創(chuàng)新并能夠設計出擁有自主知識產(chǎn)權的計算機部件的能力，是當前計算機硬件課程重要的改革方向，也是目前社會迫切需要的計算機硬件人才[1]。因此，適應當前計算機硬件技術的發(fā)展及社會對計算機硬件人才的需求，及時調整硬件系列課程的培養(yǎng)方向，既有利于學生及時掌握最新的計算機硬件技術，又有利于學生及時把所學知識轉化為社會生產(chǎn)力，對擴大我院學生就業(yè)，樹立我院計算機科學與技術專業(yè)學生良好的社會形象意義深遠。

二、硬件系列教學的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

由于我國的制造業(yè)比較落后，一直以來，計算機硬件的核心技術未能被國內(nèi)掌握。相應地，在計算機硬件教學中，像計算機組成和計算機體系結構等重要硬件課程，傳統(tǒng)上僅僅以講授、分析原理為主，且內(nèi)容不能適應現(xiàn)代計算機技術的發(fā)展[2]。國外一些知名大學非常重視計算機硬件的教學，美國的許多高校本科計算機專業(yè)中都無一不是安排了CPU設計方面的課程和實驗內(nèi)容。例如麻省理工學院計算機專業(yè)的一門相關課程是《計算機系統(tǒng)設計》，學生在實驗課中，須自主完成ALU、單指令周期CPU、多指令周期CPU乃至實現(xiàn)流水線32位MIPS CPU和Cache等的設計。Stanford大學計算機系的本科生也有相似的課程和實驗。隨著計算機硬件技術的不斷發(fā)展，國內(nèi)開展硬件設計技術的條件已逐漸成熟，這主要得益于計算機硬件發(fā)展中的兩個重要技術，一是大規(guī)模可編程邏輯器件CPLD/FPGA的成熟，可以在一個芯片中通過編寫硬件描述語言設計CPU和全部的相關硬件電路，減輕了硬件芯片間連接的復雜性，同時消除了硬件制造的限制。二是硬件描述語言的成熟，以VHDL和Verilog VHDL語言為代表的硬件描述語言，可以通過編寫程序的方式來描述極其復雜的硬件電路邏輯，大大降低了以前采用手工方式設計硬件電路的復雜性。國內(nèi)的一些知名大學，在最近幾年里，也相應地增加了硬件電路設計在教學中的比重，據(jù)我們了解，清華大學、電子科技大學、哈工大、哈理工等一些學校，已經(jīng)修改了計算機組成原理及計算機體系結構等方面的課程教學內(nèi)容，把利用CPLD/FPGA和硬件描述語言設計CPU及其相關硬件電路作為重要內(nèi)容加入到課程體系里，取得了良好的教學效果，大大加強了學生對計算機工作原理的理解及計算機硬件的設計能力，逐步實現(xiàn)了與發(fā)達國家高校計算機本科教育的接軌。

三、目前我院硬件系列教學現(xiàn)狀及不足

計算機科學與技術本科專業(yè)硬件系列主要課程設置始于20年前，期間雖經(jīng)過部分調整，但基本教學內(nèi)容依然延續(xù)20年前的知識體系。按授課先后次序排列，這些課程包括：《數(shù)字邏輯與數(shù)字電路》、《計算機組成原理》、《數(shù)字系統(tǒng)設計自動化》、《計算機體系結構》、《單片機原理及應用》、《嵌入式系統(tǒng)》、《硬件課程設計》等7門。基于當前硬件課程系列教學現(xiàn)狀，我們認為存在以下的不足：1.從整體上看，硬件系列教學內(nèi)容過于強調基本原理和基本方法，缺少能夠驗證原理、實際實現(xiàn)這些原理及方法的手段，導致學生缺少動手能力，對原理和方法認識模糊，會說不會做的現(xiàn)象比較嚴重，創(chuàng)新能力較弱。2.《數(shù)字邏輯與數(shù)字電路》和《數(shù)字系統(tǒng)設計自動化》，這兩門課之間存在較大的聯(lián)系，在內(nèi)容上存在承上啟下的關系，前者是講述數(shù)字電路的基本概念、組合及時序電路的傳統(tǒng)分析設計方法，后者則介紹組合及時序電路的現(xiàn)代分析設計方法，基于目前的教學實際情況，可以合并成一門課講述。3.《計算機組成原理》和《計算機體系結構》是計算機科學與技術本科專業(yè)非常重要的兩門課，通過這兩門課的學習，應使學生能夠設計簡單的CPU及相關的硬件電路，從而加深對基本原理、基本方法的理解，增強實際動手能力。基于現(xiàn)在的教學內(nèi)容及教學手段還無法達到上述目的。4.《單片機原理及應用》和《嵌入式系統(tǒng)》兩門課存在較大的內(nèi)容交叉。這兩門課都是講述特定計算機在控制及嵌入式產(chǎn)品中的應用，《單片機原理及應用》這門課介紹的是8位機MCS-51的原理，《嵌入式系統(tǒng)》這門課介紹的是32位機ARM的原理，鑒于目前嵌入式領域的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢，建議取消《單片機原理及應用》這門課，以避免課程內(nèi)容重復。5.《硬件課程設計》作為硬件系列的最后一門硬件設計課，學生已掌握了較豐富的軟硬件知識，因此應該具備設計較復雜的硬件電路的能力，目前的設計內(nèi)容較簡單并與《數(shù)字邏輯與數(shù)字電路》課程實驗存在一定交叉，建議選擇有一定復雜度并較實用的設計內(nèi)容。從而培養(yǎng)學生綜合運用硬件知識及硬件設計能力。

四、硬件系列教學新課改方案

針對我院計算機科學與技術專業(yè)的實際情況，在保證總的硬件教學學時不變的前提下，對硬件系列教學提出如下建議：1.課程合并：《數(shù)字系統(tǒng)設計自動化》是計算機組成原理等的先修課，為保證能及時開課，同時該課和《數(shù)字邏輯與數(shù)字電路》這門課有密切的聯(lián)系，合并為一門課，仍稱為《數(shù)字邏輯與數(shù)字電路》，并適當增加學時，建議在大二上學期開課，取消《數(shù)字系統(tǒng)設計自動化》這門課。2.《計算機組成原理》：這門課改為《計算機組成及設計》，增加CPU及相關硬件電路設計內(nèi)容，在講清楚組成原理的基礎上，以設計為重點，建議在大二下學期開課。 3.《計算機體系結構》：適當增加設計內(nèi)容，原學時保持不變，建議在大三上學期開課。4.《單片機原理及應用》：本課程取消，鑒于目前嵌入式系統(tǒng)涉及軟硬件知識較多，難以在一門課程中全面系統(tǒng)學習，因此另開設一門《嵌入式軟件開發(fā)》課程，重點講述如何設計編寫嵌入式軟件程序，建議在大三下學期開課。5.《嵌入式系統(tǒng)》：這門課作為《嵌入式軟件開發(fā)》的先修課，重點講述嵌入式系統(tǒng)的基本概念及方法、ARM處理器的硬件工作原理、接口、匯編語言等，而相關操作系統(tǒng)及其程序設計等知識暫不涉及，建議在大三上學期開課。6.《硬件課程設計》：在設計題目中，引入嵌入式系統(tǒng)、FPGA及計算機組成等知識，適當增加設計的綜合性和復雜性，建議在大四上學期開課。基于新的硬件系列課程體系，能夠有效理順課程之間的先后關系，并把硬件課程均勻分散到大學四年的學習中，同時對重要的課程及相關的知識進行了加強，例如數(shù)字電路設計貫穿在整個硬件系列課程中；舍棄了過時的技術，增加了新技術的份量，例如去掉了單片機，加強了嵌入式系統(tǒng)。因此，我們認為：調整后的硬件系列課程是較合理的，它吸收了當前先進的硬件設計技術，保證了知識的實用性，有一定的前瞻性。

五、結束語

高等教育是為學生提供專業(yè)技能和生存本領、服務社會的最后一站，教學內(nèi)容及方法直接關系到學生的未來發(fā)展。通過不斷教學改革，保持教學的先進性和實用性一直是高教課改的目標之一。通過這次課改，理順了我院硬件系列課程的教學關系，增強學生未來服務社會的競爭力，因此很有實際意義。

作者:李軍 崔旭 李建平 單位:1.東北石油大學 2.大慶市薩東第二小學

參考文獻

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關鍵詞：計算機硬件 硬件維護 計算機技術

中圖分類號：TP307 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）12（b）-0090-02

隨著計算機信息技術的快速發(fā)展，計算機技術的應用已經(jīng)涉及人們?nèi)粘Ｉ钪械母鱾€方面，但是隨著計算機應用的不斷深入，計算機應用中所凸顯的硬件問題也越來越多，加上許多用戶對于計算機硬件方面知識的了解比較匱乏，從而使得他們在硬件故障或者問題面前束手無策，這嚴重影響著計算機的應用效果。因此，下面將從計算機維護的要求出發(fā)，積極探討新技術背景下計算機硬件維護的策略。

1 計算機硬件維護的要求

計算機硬件的維護對于計算機的應用效果有著極大影響，但同時，計算機硬件維護必須遵循一定的標準和要求。這對計算機應用者來說，無疑是最基本的維護技能。

1.1 用戶必須不斷增進硬件維護常識

計算機技術并不是一成不變的，而是不斷發(fā)展的。新技術的出現(xiàn)勢必會產(chǎn)生計算機硬件設備性能的改變，這在一定程度上也促使了計算機硬件維護方法的改變。因此，用戶在計算機使用過程中，隨著計算機技術的不斷更新，其也需要不斷增進計算機硬件的維護常識和技能。比如在計算機各硬件設備出現(xiàn)一些故障時，用戶應該形成一種維護常識。同時，用戶應該對計算機的各硬件及應用狀況等知識進行一定的了解，用戶應該根據(jù)硬件設備的技術更新，而實時改進其維護方法和知識。

1.2 用戶應該提供良好的運行環(huán)境

計算機硬件的維護都是在正常工作運行的情況下進行的，只有將計算機處于一個正常的良好的運行環(huán)境，計算機才有維護可言。反之，將計算機置于水中或者高溫、強濕度等環(huán)境下，這肯定對計算機硬件的壽命和使用效率產(chǎn)生極大的不利影響。所以，用戶在計算機應用過程中，應該為計算機硬件提供良好的運行環(huán)境。首先，應該為計算機硬件創(chuàng)造一個適宜的溫度環(huán)境。將計算機盡量置于一個通風、適溫、背光的環(huán)境下；其次，應該將計算機置于特定的濕度之下，不能讓計算機及其硬件滲水，也不能太干燥，滲水或者濕度過高容易產(chǎn)生計算機硬件短路，太干燥容易產(chǎn)生靜電效應，這些會對計算機的正常運行產(chǎn)生極大影響。

1.3 用戶應該正確應用計算機

計算機的應用也是講究一定的應用原則或者要求的，用戶在使用過程中也應該采取正確的應用措施。比如關機并不是直接拔掉電源即可，而是應該在界面中進行關機，這樣將有效降低電腦電源的損耗。再如，計算機聲卡、網(wǎng)卡、顯卡等位置不能插錯，還有計算機應該定期對風機進行清塵，這樣將一定程度上提升計算機的壽命。所以用戶應該養(yǎng)成良好的計算機使用習慣。

2 計算機硬件維護的措施

計算機硬件的維護，除了用戶具備一定的維護常識、為計算機提供良好的運行環(huán)境以及正確使用計算機外，其還需要一定的策略，只有采取以下幾個計算機硬件維護措施，才能確保計算機在新技術不斷發(fā)展的背景下運行良好，才能提升計算機的維護效率。

2.1 定期檢查，查找問題

在計算機應用過程中，對計算機硬件應該定期檢查，對各種可能出現(xiàn)的問題進行探尋，并及時進行處理。比如，對于計算機的鍵盤、鼠標、顯示器等的運行狀況進行定期不定期檢查，確保其運行狀況是否良好，若出現(xiàn)不好的狀況，用戶應對問題進行處理和解決。同時，用戶在計算機使用過程中，對于新技術背景下的硬件兼容問題，應該定期或不定期根據(jù)新技術對計算機及其硬件進行檢查。

2.2 優(yōu)化資源配置，提升應用效率

在計算機應用過程中，對于計算機各硬件中的資源往往通過計算機系統(tǒng)進行啟動，其中相關的配置也進行了生成，而這些資源在配置過程中，必須對其進行優(yōu)化配置，以提升計算機硬件的應用效率。如在計算機菜單“開始”中可以打開“設備管理器”并對各硬件的系統(tǒng)資源進行科學的合理的正確的高效的配置。所以，用戶對于計算機硬件的維護，必須重視資源的優(yōu)化配置。應該在菜單中對黃色驚嘆號進行定期檢查，并進行有效設置，只有這樣才能確保整個計算機硬件的正常運行，確保計算機的高效運轉。

2.3 針對不同硬件，采取不同的維護措施

計算機各硬件基本上都是獨立的，它們之間又彼此聯(lián)系，因此在對計算機進行整體維護的同時，也應該針對不同的硬件采取特殊的獨立的維護措施。

第一，針對計算機主機。其維護應該是計算機硬件維護的重要部分，其中的CPU可謂整個計算機的核心，其對計算機的運作具有巨大的推庸δ堋R虼耍主機的維護顯得格外重要。而對于主機的維護，首先，應該對各部件進行系統(tǒng)而又獨立的維護。如顯卡的維護主要是確保計算機顯示的內(nèi)容和頁面清晰，如聲卡的維護主要是確保用戶接收和播放的聲音正常。總之，在計算機硬件的維護過程中，每一個硬件的維護既是獨立的，同時又是相互聯(lián)系的，一個硬件出了問題，將勢必會影響整個計算機的運行效果。其次，在計算機硬件維護中，應該采取正確的操作措施，如開機和關機之間的時間差應該大于2 min，如關機并不是將電源拔掉，而應該采取正確的程序進行操作。

第二，針對顯示器。首先應該保證整個顯示器的整潔；其次應該確保顯示器跟計算機主機之間連線的聯(lián)結；再次應該確保顯示器附近沒有一些強磁性物品，比如收音機、電視機、信用卡、銀行卡等，盡量讓顯示器跟強磁性物品保持一定的距離，以避免磁場的干擾；再者，顯示器的對比度跟亮度應該設計到一個恰當?shù)姆秶蛔詈螅@示器的分辨率不能頻繁改變，這樣將對顯示器產(chǎn)生巨大的損害。

第三，針對鍵盤、鼠標等硬件。首先，鍵盤和鼠標不能進水，不能置于潮濕的環(huán)境工作，這樣容易形成短路，從而降低它們的使用效率。其次，鍵盤按鍵過程中，盡量不要長按一個鍵不放，這樣可能造成鍵盤的損壞。再次，定期對鍵盤鼠標進行清塵處理，防止鍵盤灰塵太多，從而影響鍵盤的使用效率。

第四，對光驅、音響、耳機、攝像頭等硬件，應該定期對其效用進行檢查，發(fā)現(xiàn)問題，及時檢修。

3 結語

綜上所述，當今計算機技術發(fā)展和廣泛應用已經(jīng)對人們生活諸多方面都產(chǎn)生巨大影響，因此加深對計算機技術的相關了解是非常有必要的，相關硬件知識可以有效幫助用戶進行簡單的計算機故障處理及維護，保持計算機良好的使用性能及壽命。計算機技術的快速發(fā)展，勢必會引起計算機硬件維護策略的不斷更新，而針對計算機各硬件，彼此是聯(lián)系的整體，因此對于它們的維護，不但要單獨進行維護，同時還要注重彼此之間的聯(lián)系。所以，計算機硬件的維護對于計算機的應用效果有著極大影響，但同時，計算機硬件維護必須遵循一定的標準和要求。在維護過程中，用戶必須不斷增進硬件維護常識，必須為計算機提供良好的運行環(huán)境，必須正確應用計算機；同時還要定期檢查，查找問題；還要優(yōu)化資源配置，提升應用效率；還要針對不同硬件，采取不同的維護措施。

參考文獻

[1] 王吉.試析新技術背景下計算機硬件維護的原則與策略[J].電子制作，2013（24）：80.

[2] 趙明海.計算機硬件維護原則與方法問題探討[J].電子制作，2013（4X）：76.

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關鍵詞：計算機教學教學改革硬件教學教學實踐

自上世紀末90年代末開始計算機科技技術的發(fā)展日新月異，與之同步的計算機硬件技術也在不斷順應著計算機軟件系統(tǒng)進行著高速的改朝換代，從而達到匹配其需求的目的。時至今日，隨著人機互動系統(tǒng)的不斷完善與普及，各種新穎的輸入/輸出硬件不斷的刷新市場，這都給計算機硬件組裝的教學工作提出了新的挑戰(zhàn)，如何使計算機硬件教學順應計算機科技的發(fā)展是擺在計算機教育工作者面前的一個嶄新的課題。

1.當前計算硬件組裝教學上存在的主要問題

由于計算機硬件組裝教學相對于軟件教學來說，教學知識概念比較繁復，而且一些硬件與具有著高集成化的特點，這就是說計算機硬件在教學內(nèi)容本身上就存在著學習的硬傷，再加上教學時許多問題比較抽象，如果不親自動手操作很難讓學生產(chǎn)生認同感，這就導致了當前學生們普遍的“喜軟（件）怕硬（件）”的情緒。同時，由于許多軟件教學課程實踐中并沒有和硬件產(chǎn)生必要的聯(lián)系，這就容易讓一些計算機專業(yè)學生產(chǎn)生輕視硬件組裝課程學習的心理。

2.計算機硬件科技發(fā)展的背景

從學生的就業(yè)形式上來考慮，學生們所學習的計算機硬件組裝知識，必須是計算機產(chǎn)品最前沿的產(chǎn)品，所以制定計算機硬件組裝教學實踐并不是一個靜態(tài)的過程，而是要時刻關注計算機市場動態(tài)，了解計算機硬件技術的最新發(fā)展以及相應配件的換代情況。但這對于計算機學校的財力要求比較高，要盡量協(xié)調資源，盡量避免用廢棄教學機或是淘汰落后品來進行計算機硬件組裝教學實踐的情況發(fā)生。同時，從2010年對我國計算機維修市場的調查統(tǒng)計中顯示，只有5%的硬件維修任務是出在硬件實質損傷維修/維護上，也就是說有95%的的硬件故障任務用簡單的更新/更換硬件方法得到解決，粗糙而浪費資源，這客觀反映出當前我國計算機硬件市場急需硬件專業(yè)技術人才，這也為計算機硬件組裝教學工作提供了動力。

3.以計算機科技發(fā)展為基進行硬件組裝教學的原則

3.1 將理論和實踐操作進行有機結合

首先由于計算機硬件組裝教學所涉及到的教學內(nèi)容，如：電子電路基礎、各電子元配件（包括電阻、電容等）工作原理、相關硬件的匹配原理等都是具有著極強知識性和極強實踐性的知識內(nèi)容，需要通過多課時、多層次的實訓教學才能達到理想化的教學目的。因為將理論和實踐操作進行有機結合是以計算機科技發(fā)展為基進行硬件組裝教學的首要原則。

3.2 以學生就業(yè)需求為教學目的

隨著當前計算機專業(yè)學生就業(yè)形式的日趨嚴峻，以就業(yè)為主導向的職業(yè)人才培養(yǎng)教育形式已經(jīng)成為了專業(yè)人才培養(yǎng)的核心思路。同樣的，計算機硬件行業(yè)也迫切需要適合計算機科技發(fā)展需求的高素質、高聚合性、技能過硬的復合型人才，要達到這樣的人才培養(yǎng)效果，在計算機硬件組裝教學設計初期，就要以學生的就業(yè)需求為教學根本原則進行設計。

4.針對計算機科技發(fā)展的計算機硬件組裝實訓改革措施歸納

4.1 靈活應用調研/多媒體手段，激發(fā)學生主動學習欲望

不可否認的事實是，當前學生學習計算機硬件組裝課程時，絕大多數(shù)是被動式學習，只能通過機械的反復操作，反復記憶達到一種，“心里沒記住，但手卻記住了”的操作熟練狀態(tài)。這種方式很容易造成對計算機硬件組裝學習的厭惡或抵觸情緒。所以在具體教學實踐中，要盡量的多利用多媒體手段，（當然如果能找到硬件實物則更為理想）模擬制作相應的硬件實體課件，使學生產(chǎn)生興趣，主動的作到知識點與實物結合。同時，要盡量用多媒體課件代替相對枯燥的板書教學，讓學生在單位時間內(nèi)盡量多的獲得信息量，如果多媒體課件制作的工作量比較大，可以進行全體教師的調配，大家分章節(jié)制作課件，然后串換使用，這樣用多媒體手段進行的演示操作可以使枯燥的硬件裝機內(nèi)容盡量生動地展示給學生，有效地調動學生的求知欲望。而且還要盡量多安排學生在課余時間做一些相關的硬件信息調研或市場調研任務，這樣學生在進行實際調研過程中客觀了解到所接觸到硬件的價值所在，有助于學生對硬件的理解和記憶。

4.2 盡最大努力多安排實訓課時

計算機硬件組裝教學最忌諱的教學效果，就是培養(yǎng)出的學生“眼高手低”，所有的操作知識步驟都能靠著反復死背而記牢，但當進行實際操作或是出現(xiàn)一些靈活問題時就變得不著頭緒。因此，要盡學校最大的努力多安排計算機硬件組裝的實訓課程，這樣在學生鞏固所學習理論知識的同時還大大提高了學生的動手能力，為以后就業(yè)工作實踐打下了堅實的基礎。

4.3 給學生多提供實踐操作的機會

學校可以根據(jù)自身的情況，與專業(yè)公司協(xié)商，承接一些計算機硬件維修任務。初期讓學生在老師的帶領下完成任務，后期達到獨立完成維修任務的目的。這樣通過具體的問題，學生可以用心的思考所學過的知識技能，并將其用在實處；將課堂上所學到的技能代入到實際存在的故障中，將實訓課程的內(nèi)容和社會中所存在的相關問題相結合，讓學生在這樣的環(huán)境中鍛煉成長。并可以和市場上一些專業(yè)公司合作，推薦一些在實踐操作中比較優(yōu)秀的學生，去該公司進行實習，進一步刺激學生的學習積極性，將學習與以后走入社會生存聯(lián)系到一起，讓學生對自己的人生提前作出規(guī)劃。

4.4 考核體系的完善

在傳統(tǒng)的計算機硬件組裝考核體系中，學生的成績基本都是由實踐操作報告來進行分數(shù)評定的，這樣得出的分數(shù)與該學生的實際操作能力有很大出入，因為考核所進行的操作部分題目大多是驗證型題目，學生比較容易通過完成，這樣所得出的分數(shù)不能客觀評價學生的計算機硬件組裝能力。因此為了針對計算機科技的發(fā)展需求，對于計算機硬件組裝教學的考核體系也應當系統(tǒng)化，比如制定相應的計算機硬件組裝維護考核標準，或是組織學生參加一些國家統(tǒng)一的認證考試，比如：全國計算機信息高新技術考試（即通常說的CITT）、信息產(chǎn)業(yè)部推出的硬件工程師認證考試等等。

5.虛擬實訓室的建立，符合計算機科技發(fā)展需求

前文已經(jīng)提到過根據(jù)計算機硬件科技發(fā)展的情況，學校應該及時更新實訓用計算機硬件材料，但這樣的更新耗損非常巨大，尤其現(xiàn)在計算機職業(yè)院校多為私立辦學形式，這種理想化的硬件組裝實訓形式無法達到。所以虛擬實訓室這種以軟件替代硬件的高科技形式就得以發(fā)展了，通過市場調研將最新的硬件配件進行編程模擬，這樣在簡化實驗操作程序的同時，也大大彌補了實訓資源的不足。而且突破了傳統(tǒng)的計算機硬件裝機實訓教學過分受到時間和空間制約的事實，完成了教學模式的更新。在對市場上新出現(xiàn)的硬件產(chǎn)品進行編程虛擬時，一定要與模擬實體保持一致，對于設備的接口、具體操作法要完整的用多媒體形式進行模擬，讓學生達到身臨其境的效果。

但必須要強調的是，普通的計算機職業(yè)院校是無法達到硬件模擬高度仿真指標的，因此，虛擬實訓室不能完全的代替實物實訓教學活動。 虛擬實訓所操作的效果都是將操作進行理想化模式進行的，在和實際操作接軌時可能會出現(xiàn)手動失誤或操作缺憾等問題，所以它并不能代替實物實訓。

參考文獻:

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關鍵詞：計算機硬件教學；改革；實驗教學

中圖分類號：G642文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2011)27-6724-03

An Exploration of Computer Hardware Experiment Teaching and Management

JIANG Hao

(Ningxia Bureau of Civil Aviation Air Traffic Control, Yinchuan 750009, China)

Abstract: Experimental computer hardware in the computer science teaching is a core of basic courses in the country's overall course in computer hardware and software plays a supporting role, as computer technology continues to develop in China, as well as the upgrading of computer hardware continues to accelerate, computer hardware experimental teaching computer education has become an extremely important part, but it also faces serious challenges. In this paper, to solve this problem a series of computer hardware education reform measures, so as to achieve continuous improvement of quality of teaching and the practical ability of students to become 21st century's new talent.

Key words: computer hardware teaching; reform; experiment teaching

隨著計算機技術在我國的不斷發(fā)展，以及計算機硬件設施的更新?lián)Q代速度不斷加快，計算機硬件實驗教學已經(jīng)成為我國計算機教學的一個極其重要的環(huán)節(jié)，但同時也面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。因此我們必須不斷對計算機實驗教學與管理進行研究與探索，從而不斷提高教學的質量，以達到不斷提高學生能力的目的。

1 概述

計算機硬件實驗教學是計算機學科中的一門核心的基礎課程，在我國的整體計算機軟硬件課程中起著支撐的作用，可以幫助學生理解一些計算機的硬件系統(tǒng)組成以及工作原理，從而不斷培養(yǎng)學生對計算機硬件結構的分析和設計開發(fā)能力。

目前計算機教學模式主要以教師灌輸為主，學生缺乏足夠的批判性和創(chuàng)新思維，而且實踐經(jīng)驗較少，很難將課堂所學理論知識運用到實踐中去。例如在計算機組成這樣的教學中：課堂上采用的教學模型主要是以16位機為主，而我們生產(chǎn)和生活實踐中卻以32位機為主，這樣就造成了理論與實際的偏差。另外，計算機硬件教學所選用的教材必須既要能講述清楚一些重要概念、原理、結構，而且必須脫離具體機型，可以讓學生了解一般計算機的系統(tǒng)結構。

隨著信息時代的到來，我們的各種觀念都在發(fā)生巨大的轉變，因此計算機教學觀念也要發(fā)生相應的變化，必須改變傳統(tǒng)的以教師為主導的課堂，充分發(fā)揮學生的主體地位。另外要加強實驗在教學中的重要性，將一些抽象、難懂的概念與學生日常生活中較為熟悉的食物進行類比，給予學生充分的思考時間，，充分調動學生的積極性。

由于計算機硬件教學的實踐性很強，因此必須加強實驗教學的重要性，而且實驗教學的質量高低直接關系到學生的動手能力的提高，關系到學生是否能夠培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的能力，對于學生的分析、解決問題以及獨立工作能力的提高都有著十分重要的作用。因此在基礎教學的基礎上，我們應該將理論教學與實驗教學兩手抓，兩手都要硬，適當增加實驗教學的課時數(shù)，而且要構建全新的實驗體系，將實驗分為：基礎性實驗、綜合性實驗、研究性實驗三個層次。在實驗的設計上，可以將開放式實驗與封閉式實驗相結合，讓學生可以根據(jù)自己所學的專業(yè)知識對一些實驗進行自主的設計，從而學以致用，將自己所學與實踐相結合，不斷培養(yǎng)自己的綜合技能，提高自身動手和創(chuàng)新能力。

總之，隨著信息化的不斷普及，我們傳統(tǒng)的計算機教學也遭受到了巨大的挑戰(zhàn)，需要我們結合新形勢下人才培養(yǎng)的需要，不斷地對計算機教學進行改革，加強實驗教學的重要性，提高學生的實踐和動手能力，不斷將自己所學知識與實際相結合，從而提高我國計算機教學的教學質量，為我國的信息化的普及奠定基礎。

2 加強計算機硬件實驗教學改革的措施

計算機技術以及半導體技術的不斷發(fā)展使得一些新穎的電路設計方法以及各種功能齊全的器件層出不窮，傳統(tǒng)的計算機硬件實驗教學已經(jīng)無法適應這種改變，無法培養(yǎng)出社會需要的計算機人才，更加無法跟上當今社會計算機技術的發(fā)展水平，為此我們根據(jù)這種現(xiàn)狀必須不斷進行實驗教學內(nèi)容、方法、手段等各方面的改革，從而讓學生掌握先進的技術，不斷跟上時代的需求，為社會的發(fā)展做出自己的貢獻。為此，目前高校的計算機硬件實驗教學可以進行以下方面的改革：

2.1 加強多層次實驗教學的構建

計算機硬件實驗教學過程的構建是一個逐步建設的過程，從而加強對課程體系系統(tǒng)性和完整性的構建。在這個過程中，實驗教學的課程設置不應該間斷，相反應該不斷提高其難度，內(nèi)容應該逐步遞進，從而可以達到硬件實踐訓練層次化、系統(tǒng)化的目的，并且不斷加強學生的硬件動手能力。在課程的開設上應該理清各個課程之間的順序，避免課程設置的遺漏和前后順序的顛倒，從而使得整個硬件課程體系系統(tǒng)、完整，硬件實驗課程體系的設置可以參照表1。實驗教學內(nèi)容的改革主要可以分為4種：驗證型、設計型、綜合型以及探索型，這四部分內(nèi)容的難易度由淺入深，貫穿于整個實驗課程中，一般實驗課程主要由50%的驗證實驗、20%的設計實驗、20%的設計實驗、10%的探索實驗組成，從而形成了一個“驗證型-設計型-綜合型-探索型”的多層次實踐教學模式，其中驗證性實驗使為了加強學生的理論基礎知識，設計性實驗是讓學生了解一些基本的電路設計及其調試方法，綜合性實驗的是為了培養(yǎng)學生的一些綜合應用能力，提高他們分析問題和解決問題的能力，而探索型實驗的設置目的主要在于培養(yǎng)學生的自主能力，讓他們能夠獨立地設計一些課題，并且不斷查閱大量的資料，獨立地分析問題和解決問題，在這個過程中培養(yǎng)自身的創(chuàng)新能力，最終使得整個硬件實驗教學課程能夠達到整體性和系統(tǒng)性的統(tǒng)一。另外，驗證性課程的布置，教師可以根據(jù)學生的實際情況，設計一些預實驗方案，在課堂上，除了驗證教材上的一些實驗內(nèi)容還可以驗證自己編寫設計的實驗方案，從而充分調動學生的積極性和主觀能動性。比如脫機運算器(AM2901芯片)實驗，不僅要做實驗教材規(guī)定的11種運算功能，還要求學生自己根據(jù)AM2901芯片的功能設置(I8-I0)設計出5~8種運算，從而加深對運算器的理解。總之，加強學生自主的實踐過程可能會遇到一定的困難，但是卻對學生形成一定的吸引力，只要學生持之以恒，就一定能夠充分地應付這些實驗操作，從而不斷提高自身的操作技能。

2.2 增強配套設備的獨立性，增加循環(huán)次數(shù)

計算機硬件實驗教學的質量對教學實驗設備的依賴性非常強，因此要想提高教學的質量必須不斷改善教學設備的性能和數(shù)量，從而改善實驗環(huán)境，達到提高教學質量的目的。目前高校中實驗設備和師資力量不足，因此學生無法充分接觸到一些設備，有的甚至是三四個人合用一臺，因此實驗教學無法取得預期的效果，我們只能采取分批上課的方法來解決這個困難，

一個實驗分8~10批，一個學生一臺設備，同時將學生與設備編號對應。這樣學生能有足夠的時間完成實驗內(nèi)容，而且能夠獨立冷靜地去面對解決試驗中遇到的問題。教師在實驗課程中也能夠更好輔導學生，同時學生與設備配對后，為實驗設備的管理提供了方便。但是這種教學方法也存在自己的問題，那就是對師資力量要求較高，而且課時數(shù)也較多。

2.3 加強實驗環(huán)境的開放，不斷拓寬學生的思路

學生實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)主要是在硬件實驗室中得到培養(yǎng)的，因此加強對實驗室的建設與管理可以幫助學生水平的提高以及學校聲望的不斷提高。要想提高實驗室的教學效果，有一個很關鍵的因素就是必須不斷加強對實驗資料的整理，主要是一些實驗教學資料以及設備檔案的整理。

每門硬件實驗課程都要結合理論課程認真組織研究，以基本原理為基礎進行實驗設計，同時對基本原理進行擴充和結合，從而設計出一套由淺入深的綜合性、設計性實驗教學體系，結合一系列教學資料進行修改，例如相應的實驗教學講義、實驗教案、參考實驗報告等，最終形成一套讓學生認可的實驗資料。

硬件實驗室的開放可以不斷加大學生接觸設備的幾率，提高學生的實踐機會。由于硬件實驗課程相對來說比較復雜，學生無法單純地依據(jù)教學大綱去真正理解和獨立完成實驗的內(nèi)容，因此要求實驗室簡單的開放必須靈活，讓學生可以有選擇、有計劃地去安排自己的實驗，從而提高自身的主動性。另外，硬件課程相對來說也是比較抽象的，讓學生多加接觸實驗設備有助于學生更直觀地去理解和掌握一些硬件的原理和構成，而且還能夠根據(jù)自己的興趣愛好，自主地設計一些課程以外的實驗內(nèi)容，從而不斷提升實驗的效果。例如，我們設立數(shù)字電路、計算機組成原理和微機接口等開放實驗室，對學生做到實驗設備開放、元器件開放。這樣吸引學生參與實踐，學生均表現(xiàn)出較強的學習興趣和創(chuàng)造能力，取得良好的教學效果。

2.4 加強學生在教師科研中的參與度，提高學生的實踐創(chuàng)新能力

為了不斷提高大學生的創(chuàng)新精神、實踐能力以及面對就業(yè)競爭壓力，我們必須加大對大學生的創(chuàng)業(yè)和科研的支持力度。在一項調查統(tǒng)計中我們發(fā)現(xiàn)，有將近20%的大學生有很明顯地科研創(chuàng)新的欲望，教師針對這種情況必須給予不同程度的支持和鼓勵，給學生提供機會，讓他們參與到教師的可養(yǎng)活動中去，從而不斷提高自身的科研創(chuàng)新能力。讓學生參加這些科研活動，不僅可以幫助他們不斷鞏固自己的所學理論知識，而且可以不斷激發(fā)學生的科研開發(fā)能力，不斷發(fā)掘學生的潛能，培養(yǎng)他們的興趣，發(fā)揮主觀能動性。當然，由于學生的時間、

精力和經(jīng)驗都比較少，失敗也很常見，及時有些實驗項目無法達到預期的效果，但是只要學生在試驗中能夠學習到一些知識，并且分析問題和解決問題的能力得到提高，那么實驗的目的就算已經(jīng)達到了。我們經(jīng)常就不同的科研項目成立不同的學生研發(fā)小組，集中對于失敗的實例進行講解、分析和討論，重新設計，探索新實驗方案。對于成功的實例也要進行討論，進一步修改完善，以期待達到最佳效果。這一措施促進了個性發(fā)展，為學生營造一個活潑主動、開放交流的學習環(huán)境和氛圍，創(chuàng)造一個具有科研能力、創(chuàng)新意識的發(fā)展平臺。

3 學校在加強計算機硬件教學系統(tǒng)性與實踐性的統(tǒng)一中的作用

3.1 根據(jù)學生的基礎來進行改革，以促進計算機硬件教學的實踐性與系統(tǒng)性的提高

高校中的學生相對于一些職業(yè)高校來說稍微好一點，然而一些中等職業(yè)學校的生源較差，學習方法不科學、興趣低下，計算機硬件教學質量明顯不高。面對這種情況，中等職業(yè)學校計算機硬件教師必須以科學的教學方式與教學模式提高學生的學習興趣，另外還要加強對學生學習方法的指導，從而不斷提高學生的自主學習能力和實踐能力，以期待計算機硬件教學質量的不斷提高。

3.2 加強對理論教學的歸納與總結

提高學生硬件實踐能力的基礎是要對學生進行理論知識的系統(tǒng)灌輸，為了加強學生的理論知識，教師在教學過程中必須不斷對所學理論知識進行歸納和總結，從而為其實踐能力的提高奠定扎實的基礎，而且在理論教學過程中，學生可能會遇到老舊型號計算機與實際應用中的計算機不配套的情況，因此教師必須對計算機硬件的發(fā)展、改革情況進行系統(tǒng)的講解，從而幫助學生在實際工作中面對這些問題打下良好的基礎。

3.3 促進教學一體化模式的發(fā)展

計算機硬件教學的理論教學與實驗教學是一個統(tǒng)一的整體，為了幫助學生將所學知識運用到實踐中去，學校應該以教學一體化的模式來壓縮單純的理論課，加強對學生的實踐指導，而且將兩者有機結合，從而提高學生的積極性，培養(yǎng)其實踐能力，促進計算機硬件教學系統(tǒng)性與實踐性的統(tǒng)一。

3.4 加強課堂的高效性，來促進計算機硬件教學的實踐性與系統(tǒng)性的統(tǒng)一

課堂是學生學習知識的一個主要陣地，同樣在計算機硬件教學中也要加大對課堂的重視程度，以有限的教學課時來提高教學質量。通過學生親自參與配置計算機，體驗選購計算機硬件的過程，以及教師設置的常見問題等加深他們對計算機系統(tǒng)的組成思考與感悟，從而激發(fā)學生探究創(chuàng)新的興趣和愿望。在整個教學過程中，加強學生的主動學習性，使學生自主活動，勤于動腦動手，形成積極的學習方式。通過教學方式、方法的改革提高課堂教學的高效性，促進學生理論知識系統(tǒng)性及實踐能力的提高。

4 結束語

硬件實驗教學質量直接影響到學生學習硬件基本知識的成效。因此我們必須不斷對其進行改革，在這個過程中不能完全依附于課堂教學，而應該在緊密配合課堂教學的前提下，開放實驗室，發(fā)展實驗教學本身的特點，發(fā)揮實驗教學培養(yǎng)學生獨立工作能力的優(yōu)勢。另外，由于計算機技術發(fā)展日新月異，因此我們必須注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維。如何讓他們充分將自己所學的理論知識運用到實踐中去，培養(yǎng)自身的動手能力，從而成為21世紀的新型人才，是擺在我們面前的問題，我們必須不斷對其進行探索和研究。

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