计算机硬件课程论文大全11篇

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1.1在教学过程中都要以软件来当做平台在计算机软件教学过程中，老师们所教的以及学生们所学的都是要依赖软件本身，老师在教学的过程中主要是对计算机的操作和语言语法的讲解，学生在学习的过程当中也主要是对计算机软件的掌握和利用计算机软件来完成一些相关的设计任务，或者是能够掌握到一种语句的编程方法。可以说老师的教学和学生学习都是要以软件为载体的。

1.2计算机软件具有着操作性以及实践性在计算软件课程当中，主要是以学生掌握软件的操作以及应用编程为目标，在实际的教学过程中，学生们只有积极的去参与，在学习中多动手动脑，身临其境的去体验，才能对计算机软件这门课程在学习的过程中取得良好的效果，不是仅仅依靠着听课就能够学习好这门课程。

1.3在教学中具有着一定的交互性在计算机软件课程教学过程中，主要是以计算作为基础，在教学的过程当中主要是强调对软件的操作以及演示，而学生以及老师要对计算机的每一次操作都要有着相应的反馈结果。所以，在计算机软件教学的过程中包含了学生、老师以及计算机之间的一个动态交互特性。

2多媒体教学所具有的特点和缺点

随着科技的进步，多媒体教学逐渐成为了一种重要的教学手段，与传统的教学相比，多媒体教学具有以下的特点：

⑴表现力和可视效果得到加强，多媒体具有的试听功能可以提高教学的感染力，吸引学生的注意。

⑵容易控制，每章的内容可以快速的找到，教师可以很容易的掌握。

⑶节约时间，老师讲解题时，可以提前编写，节约了在黑板上书写的时间。以上的的这些优点使得老师更喜爱用多媒体教学，然而，事物都是有两方面的，对于软件类课程来说，这种多媒体教学就不怎么使适用，原因有以下几点：

1）多媒体教学确实节约了一些时间，但在一些编程类课程上，当讲解到编程方法时，老师亲自动手在黑板上编写比给学生们直接展示效果要好得多。

2）在多媒体教学过程中，知识传播的速度很快，学生不一定能跟上老师的速度，所以学生接受知识信息的的效果也未必理想。

3在教学过程中的方法

在教学过程中，根据软件类课程的特点，如果仅仅只是把PPT教学来作为多媒体教学形式来讲授软件类课程，在教课的过程当中并不会取到一个良好的效果。这是因为计算机软件这门课程在操作的过程中具有着较强的操作性，如果在教学的过程中只是采用传统的按部就班的方式来教学，那么学生在学习效果和效率方面都不会很理想。我们在计算机当中要安装着教学过程中所需要的软件，以此来作为多媒体教学的辅助手段，在软件的安装过程中，我们要直观的向学生展示安装的过程。对于书本当中的一些例题，可以在计算机当中直接的展示给学生看，并且可以在原有的例题上面进行一些修改，在一些比较容易出错的地方以及一些容易混淆的程序上给学生们做对比的展示，在适当的时候，可以有目的的运行一些出错的程序，并且针对这个程序的结构来给学生们进行讲解原因以及改正的方法。这样学生在以后的程序编写过程中可以根据编译的情况自己就能够找出错误的原因并且能够加以修改。在计算机软件教学的过程中，具体有着以下的几个方法：

3.1教学环境多媒体教室一般都采用投影仪的模式，对与这样的模式，在投影仪的亮度以及屏幕大小方面一定要注意，以此来保证学生们可以舒适的看到屏幕上面的内容。另外一方面，使用投影仪时最好不要占用到整个黑板，适当的留出一部分空间，以便教师在讲解时可以把一些重点和难点书写在黑板上。

3.2演示课件时要具有交换性首先，在软件课程制作时要注意知识性以及美观性的相结合，其次，在软件的切入时要注意界面。这样可以更好的把软件的操作和理解相结合到一个文件当中来对学生进行展示，在运行的过程当中，通过对不同或者是相同的例题分析，可以更好的交会给学生透过问题的具体形式，来抽象的表现出本质特征，从而也能够更好的培养出学生举一反三的能力，使教学的效果也能够得到明显的改善。最后，在使用PPT教学时可以更好的节省老师的板书时间，往往会使一堂课的内容信息量相当大，学生在接受的过程中也会比较吃力。在多媒体这个强大的教学平台支持下，我们便可以很容易的实施这样的教学办法。

3.3通过使用案例教学在计算机课程当中，软件的语法以及知识点相对比较零散，在教学过程中，我们需要通过对各种例题来建立知识点之间的联系，以此来方便学生的记忆。可以通过使用案例教学的方法在解决实际的问题当中，通过对软件的每项功能以及操作，使得学生可以更好的理解为何提供这些功能，以及功能之间的操作有何联系。

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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.

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自上世纪末90年代末开始计算机科技技术的发展日新月异，与之同步的计算机硬件技术也在不断顺应着计算机软件系统进行着高速的改朝换代，从而达到匹配其需求的目的。时至今日，随着人机互动系统的不断完善与普及，各种新颖的输入/输出硬件不断的刷新市场，这都给计算机硬件组装的教学工作提出了新的挑战，如何使计算机硬件教学顺应计算机科技的发展是摆在计算机教育工作者面前的一个崭新的课题。

1 当前计算硬件组装教学上存在的主要问题

由于计算机硬件组装教学相对于软件教学来说，教学知识概念比较繁复，而且一些硬件与具有着高集成化的特点，这就是说计算机硬件在教学内容本身上就存在着学习的硬伤，再加上教学时许多问题比较抽象，如果不亲自动手操作很难让学生产生认同感，这就导致了当前学生们普遍的“喜软（件）怕硬（件）”的情绪。同时，由于许多软件教学课程实践中并没有和硬件产生必要的联系，这就容易让一些计算机专业学生产生轻视硬件组装课程学习的心理。而且计算机硬件组装的教学实践中，往往受到课时因素、场地因素、资金因素等客观因素的制约，把本应在探索和实践中进行理解和消化的教学内容，局限在书本上的讲解，这样生硬的“演绎式”教学方式不符合学生的认识规律，也不容易调动学生的主动学习意识，这些就是当前计算机硬件组装教学所面临的最严重问题。

2 计算机硬件科技发展的背景

从学生的就业形式上来考虑，学生们所学习的计算机硬件组装知识，必须是计算机产品最前沿的产品，所以制定计算机硬件组装教学实践并不是一个静态的过程，而是要时刻关注计算机市场动态，了解计算机硬件技术的最新发展以及相应配件的换代情况。但这对于计算机学校的财力要求比较高，要尽量协调资源，尽量避免用废弃教学机或是淘汰落后品来进行计算机硬件组装教学实践的情况发生。同时，从2010年对我国计算机维修市场的调查统计中显示，只有5%的硬件维修任务是出在硬件实质损伤维修/维护上，也就是说有95%的的硬件故障任务用简单的更新/更换硬件方法得到解决，粗糙而浪费资源，这客观反映出当前我国计算机硬件市场急需硬件专业技术人才，这也为计算机硬件组装教学工作提供了动力。

3 以计算机科技发展为基进行硬件组装教学的原则

3.1 将理论和实践操作进行有机结合

首先由于计算机硬件组装教学所涉及到的教学内容，如：电子电路基础、各电子元配件（包括电阻、电容等）工作原理、相关硬件的匹配原理等都是具有着极强知识性和极强实践性的知识内容，需要通过多课时、多层次的实训教学才能达到理想化的教学目的。因为将理论和实践操作进行有机结合是以计算机科技发展为基进行硬件组装教学的首要原则。

3.2 以学生就业需求为教学目的

随着当前计算机专业学生就业形式的日趋严峻，以就业为主导向的职业人才培养教育形式已经成为了专业人才培养的核心思路。同样的，计算机硬件行业也迫切需要适合计算机科技发展需求的高素质、高聚合性、技能过硬的复合型人才，要达到这样的人才培养效果，在计算机硬件组装教学设计初期，就要以学生的就业需求为教学根本原则进行设计。

4 针对计算机科技发展的计算机硬件组装实训改革措施归纳

4.1 灵活应用调研/多媒体手段，激发学生主动学习欲望

不可否认的事实是，当前学生学习计算机硬件组装课程时，绝大多数是被动式学习，只能通过机械的反复操作，反复记忆达到一种，“心里没记住，但手却记住了”的操作熟练状态。这种方式很容易造成对计算机硬件组装学习的厌恶或抵触情绪。所以在具体教学实践中，要尽量的多利用多媒体手段，（当然如果能找到硬件实物则更为理想）模拟制作相应的硬件实体课件，使学生产生兴趣，主动的作到知识点与实物结合。同时，要尽量用多媒体课件代替相对枯燥的板书教学，让学生在单位时间内尽量多的获得信息量，如果多媒体课件制作的工作量比较大，可以进行全体教师的调配，大家分章节制作课件，然后串换使用，这样用多媒体手段进行的演示操作可以使枯燥的硬件装机内容尽量生动地展示给学生，有效地调动学生的求知欲望。而且还要尽量多安排学生在课余时间做一些相关的硬件信息调研或市场调研任务，这样学生在进行实际调研过程中客观了解到所接触到硬件的价值所在，有助于学生对硬件的理解和记忆。

4.2 尽最大努力多安排实训课时

计算机硬件组装教学最忌讳的教学效果，就是培养出的学生“眼高手低”，所有的操作知识步骤都能靠着反复死背而记牢，但当进行实际操作或是出现一些灵活问题时就变得不着头绪。因此，要尽学校最大的努力多安排计算机硬件组装的实训课程，这样在学生巩固所学习理论知识的同时还大大提高了学生的动手能力，为以后就业工作实践打下了坚实的基础。

4.3 给学生多提供实践操作的机会

学校可以根据自身的情况，与专业公司协商，承接一些计算机硬件维修任务。初期让学生在老师的带领下完成任务，后期达到独立完成维修任务的目的。这样通过具体的问题，学生可以用心的思考所学过的知识技能，并将其用在实处；将课堂上所学到的技能代入到实际存在的故障中，将实训课程的内容和社会中所存在的相关问题相结合，让学生在这样的环境中锻炼成长。并可以和市场上一些专业公司合作，推荐一些在实践操作中比较优秀的学生，去该公司进行实习，进一步刺激学生的学习积极性，将学习与以后走入社会生存联系到一起，让学生对自己的人生提前作出规划。

4.4 考核体系的完善

在传统的计算机硬件组装考核体系中，学生的成绩基本都是由实践操作报告来进行分数评定的，这样得出的分数与该学生的实际操作能力有很大出入，因为考核所进行的操作部分题目大多是验证型题目，学生比较容易通过完成，这样所得出的分数不能客观评价学生的计算机硬件组装能力。因此为了针对计算机科技的发展需求，对于计算机硬件组装教学的考核体系也应当系统化，比如制定相应的计算机硬件组装维护考核标准，或是组织学生参加一些国家统一的认证考试，比如：全国计算机信息高新技术考试（即通常说的CITT）、信息产业部推出的硬件工程师认证考试等等。

5 虚拟实训室的建立，符合计算机科技发展需求

前文已经提到过根据计算机硬件科技发展的情况，学校应该及时更新实训用计算机硬件材料，但这样的更新耗损非常巨大，尤其现在计算机职业院校多为私立办学形式，这种理想化的硬件组装实训形式无法达到。所以虚拟实训室这种以软件替代硬件的高科技形式就得以发展了，通过市场调研将最新的硬件配件进行编程模拟，这样在简化实验操作程序的同时，也大大弥补了实训资源的不足。而且突破了传统的计算机硬件装机实训教学过分受到时间和空间制约的事实，完成了教学模式的更新。在对市场上新出现的硬件产品进行编程虚拟时，一定要与模拟实体保持一致，对于设备的接口、具体操作法要完整的用多媒体形式进行模拟，让学生达到身临其境的效果。

但必须要强调的是，普通的计算机职业院校是无法达到硬件模拟高度仿真指标的，因此，虚拟实训室不能完全的代替实物实训教学活动。

同时，虚拟实训室是一个依赖硬件实物模拟单元和操作模拟程序存在的实验场所，它从根本上解决了由于经费紧张而无法实现的硬件元器件无法更新的情况，而且由于他是虚拟系统操作，其实训效率远远超过了实物实训，而且由于其实验所用单元完全虚拟，将不会受到规格和品种不全的限制。但由于要求实训过程的逼真，其中各个硬件单元组装教学的过程必须用连续动画效果表示，这些动画的制作非常繁琐。最后要强调的就是，虚拟实训所操作的效果都是将操作进行理想化模式进行的，在和实际操作接轨时可能会出现手动失误或操作缺憾等问题，所以它并不能代替实物实训。

参考文献

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关键词：硬件课程群；实验体系；实验内容；实践能力

中图分类号：G642

文献标识码：B

我校计算机专业自99级开始进行了较大规模的扩招，但由于师资力量跟不上、实验条件和实验内容相对落后等原因，造成计算机硬件教育存在层次单一、教学内容滞后、理论与实践脱节等问题，学生普遍存在着“重软怕硬”的现象，毕业后硬件设计能力差，软件开发缺少后劲。为提高学生的硬件动手能力，增强毕业生的社会适应性，学院自2002年开始进行计算机硬件课程群建设及相应的硬件课程群实验体系建设，包括“计算机组成原理”等九门硬件课程及5门相关的实践课程。本文对我院计算机硬件课程群实验体系建设及硬件实践教学环节的改革进行了探讨与总结。

1构建科学完整的硬件课程群实验体系

在原有的课程体系下，我院为本科生开设的硬件实验教学课程有“数字逻辑实验”、“计算机组成实验”、“微机接口实验”、“单片机实验”。由于实验条件的限制，各课程实验内容相对独立，综合性、系统性较差；尚有部分硬件主干课程没有对应的实验课程，如系统结构。实验课程体系存在诸多问题。

(1) 缺乏对学生系统设计能力的培养。传统的硬件设计和软件设计相分离的设计方法成为阻碍设计和实现复杂、大规模系统的关键因素。系统平台的搭建、软硬件的协同设计验证和软硬件功能模块的可重用性已成为现阶段设计方法的热点。培养学生具有系统设计的思想成为当务之急。

(2) 缺乏对学生可编程芯片设计能力及EDA技术的培养。可编程芯片与EDA技术是现代电子设计的发展趋势，将可编程芯片设计及EDA技术引入实验教学中是时展的需要。

(3) 缺乏综合性的实践课程，学生的创新能力发挥受限。由于实验条件限制，原有的多数实验是基于纯硬件逻辑设计的，只是在面包板上用器件构建小系统，功能扩展性差；并且只能开设数量有限、技术含量较低的实验，学生无法开展自主的综合性设计，无法进行创新能力的培养。

为此，经过充分调研和论证，我院首先从修改03级教学计划入手，对课程体系中的多门课程进行了调整，同时理顺各门课程间的关系，构建起了新的硬件课程体系。该课程体系由必修课程、选修课程及配套实践三部分组成。必修课包括“组成原理”、“接口技术”、“系统结构”等基础课程。为适应社会需求，在选修课中删去原有的“诊断与容错”等一些过时的课程，增加“数据采集”、“计算机控制技术”、“嵌入式系统”等社会需求较强、实用价值高的应用性课程，同时新开了“模型机设计与组装”、“硬件综合实践”等实践课程。在07版教学计划中，又新增了“DSP原理与应用”、“嵌入式系统实践”等新课程，保证课程体系的实用性与先进性。

硬件系列课程从体系结构上划分为三个层次：基础层、应用层和提高层，其课程间的关系如图1所示。基础层为“数字电路”与“组成原理”。“数字电路”课程虽然在教学体系上不属于计算机硬件系列课程，但它是计算机硬件系统的技术基础，是必修的前续课；“组成原理”介绍计算机的基本组成和工作原理，解决整机概念；通过“电工电子实习”与“模型机设计与组装”两门实践课程，强化学生的硬件动手能力。在应用层中，通过“接口技术”介绍应用层的接口和相关外设，以“嵌入式系统”等四门实用性强的课程作为选修课，每门课程都配有相应的实验环节，并通过“硬件综合实践”、“嵌入式系统实践”强化学生对基础知识的掌握和综合应用。提高层为“系统结构”及“性能测试与分析”实践课程，通过学习和实践，能够使学生比较全面地掌握计算机系统的基本概念、基本原理、基本结构、基本分析方法、基本设计方法和性能评价方法，并建立起计算机系统的完整概念。

在硬件课程群实验体系建设过程中，突出强调课程体系的系统性和完备性。从第1学期到第7学期硬件实验不断线，层次逐步提高，实验内容衔接连贯。注意各硬件实践的相互次序和互补，使硬件实践训练层次化、系列化，以此来系统强化学生的硬件动手能力。同时调整各课程的开设顺序，理顺每门课与前导课和后续课之间的关系，从而保证硬件课程体系的系统性和完备性。

注：所有必修课程与选修课程均开设课内实验，包括验证实验(20%)、设计实验(80%)；实践课程单独开设，包括综合实验(80%)、探索实验(20%)。

2改革实验教学内容与模式

计算机硬件系列课程的重要特点之一是工程性、实践性强。为了使学生在学过该系列课程后具备较强的实际动手能力和计算机应用系统的开发能力，应在实验教学内容的设置上体现出基础性、系统性、实用性和先进性，既要重视计算机硬件的基础内容，又要结合当今电子与计算机的最新发展。为此，我们对该硬件系列课程的实验教学内容和教学模式进行了改革创新。

2.1优化实验内容，引进实验新技术，提高硬件设计的效率和兴趣

随着计算机硬件技术的日益发展，各种各样的微处理器不断更新，功能不断增强，以FPGA为代表的数字系统现场集成技术取得了惊人的发展，嵌入式系统设计也逐步成为主流。为了使学生跟上时代潮流，了解最新技术，需要不断引入新设备、新技术，提高硬件设计的效率和兴趣。如更新的“组成原理”和“系统结构”实验台，通过RS232串口与PC机相连，可在PC机上编程并向系统装载实验程序，还可在PC机的图形界面下进行动态调试并观察实验的运行，使学生像设计软件一样来设计硬件，做到了硬件设计软件化，大大提高了硬件设计的效率和兴趣。“模型机设计与组装”，将CPLD和FPGA等技术引入，用CPLD来设计复杂模型机。“汇编语言”和“接口技术”补充Windows下设备驱动程序的设计与实现，增加PCI、USB的应用等内容。“系统结构”通过局域网组建小型的微机机群，研究探索多处理机操作系统，试验并行程序的运行与任务分配调控等功能。为适应当前嵌入式芯片的迅速普及应用，新开设了“嵌入式系统设计”课程设计。针对学生已学过多门硬件课程，但仍不能完成一个完整的、可独立工作的计算机系统设计问题，新开设了“硬件综合实践”，使同学亲自体会设计一台微型计算机系统的全过程。

2.2建立“验证型－设计型－综合型－探索型”的多层次实践教学模式

在实验教学内容的改革上，本着“加强基础、拓宽专业、注重实践、提高素质”的方针，将实验项目分为4类，即验证型、设计型、综合型、探索型,实验项目由浅入深，循序渐进。在所有硬件必修和选修课程中，全部开设课内实验。课内实验由验证实验(20%)、设计实验(80%)组成。所有实践课程都单独开设实验，包括综合实验(80%)、探索实验(20%)。这样，课内课程中开设“验证型”和“设计型”的实验，在后续课程设计中，开设“综合型”和“探索型”的实验，形成“验证型－设计型－综合型－探索型”的多层次实践教学模式，系统强化学生的综合设计和硬件动手能力。

在验证型实验中，注重使学生巩固基本理论，进一步掌握基本概念和基本技能。在设计型的实验中，注重培养学生的创新意识、设计能力和动手实践能力。在这一类实验中，以学生动手为主，教师辅导为辅，只给定实验的课题及达到的目的，中间过程需学生自己去查阅资料和设计方案，直至最后调试完成。在综合型实验中，注重培养学生综合运用所学知识的能力，使学生受到更为实际、更加全面的科学研究的训练。综合实验的特点是没有现成的模式可循，学生需要独立完成硬、软件设计和调试。在调试过程中，学生自己动手分析解决实验中出现的问题，虽然有一定的难度和深度，但对学生很有吸引力，能使学生从应付实验变为主动实验，不仅提高了基本操作技能，也发挥了学生的主观能动性和创造性。课程设计的部分内容属于探索型实验，学生可以自主选择感兴趣的课题及相关开发工具，写出设计书，交给指导教师审核后实施。在这一过程中，学生需要查阅大量的资料，培养了学生的自学能力、研究设计能力、独立分析问题及解决问题的能力和创新能力。

2.3确立“系列化硬件实践训练”方案

硬件实践训练由“课程实验－课程设计－综合训练－毕业设计”四个系列组成。课程实验――所有硬件课程都开设。课程设计――在“嵌入式系统”、“组成原理”等重点课程中开设，在这些课程的课内实验中进行部件或模块实验，在课程设计中进行综合性、创新性设计。综合训练――通过“硬件综合实践”展开。该课程安排在大四开设，是一门综合性设计实践课程，也是对前面所学课程的一个全面应用和总结，在硬件课程群建设中起着“总练兵”的作用。通过让学生亲自设计一台小型计算机控制系统，包括计算机的各个部件和功能，“麻雀虽小，五脏俱全”，旨在让学生真真切切感受到如何设计一个可独立工作的计算机系统，强化和提高学生的综合实践能力，培养学生的创新思维和创造能力。毕业设计――每年精选一定数量的硬件毕业设计题目，提供实验场所、设备及材料，让对硬件感兴趣的同学去实现自己的设计，放飞自己的理想。学生以接近于实际应用环境，完成高质量综合设计为训练手段，以掌握计算机硬件结构与应用系统设计作为主要训练目的，使学生对计算机的整个硬件系统有较全面、较系统的掌握。要求学生能够根据需要设计出一定规模的计算机硬件应用系统实例，从模板设计、制作、总线的走向、计算机部件选取、工作原理的分析、部件在模板上的部局、部件的焊接、运算能力的调试、结果正误的判断分析等流程的设计到具体的制作，直至最后写出毕业论文，使学生建立系统的概念与工程的概念。

3结束语

上述改革取得了令人满意的效果。大学生对计算机硬件实验课程学习的兴趣增强了，实验室开放期间，有更多的学生走进了硬件实验室。在毕业设计时，有更多的学生选择了与计算机硬件系统设计和开发相关的课题。学生做完硬件综合实习和硬件毕业设计课题后，普遍充满自豪感和成就感，感到硬件设计及底层软件开发不再可怕。通过这样的训练，提高了其综合设计能力和创新能力，同时也锻炼了他们的团队合作精神，步入单位就能直接胜任计算机应用系统设计、开发的工作，实现高校、学生、用人单位等各方面的多赢。同时我们也应该看到，随着新技术的不断发展，计算机硬件系列课程及其实验体系的建设和实验内容的改革是一项长期不懈的工作，需要不断完善。

参考文献

[1] 罗家奇,李云,葛桂萍等. 计算机硬件系统实验教学改革的研究[J]. 实验室研究与探索,2007,26(8):98-99.

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1.1 计算机知识储备量不足

目前，各高校都开设有计算机课程，但仍不能满足本科毕业论文实践的需求。对于本科毕业论文，主要会用到Office办公软件中的Word、Excel、PowerPoint(PPT，Internet文献数据库，以及文献管理软件等。虽然各高校一般都开设有计算机基础类课程，介绍MicrosoftWindows、Office软件、Internet的使用，但所授内容还不能满足本科毕业论文实践的需要。在毕业论文写作时，毕业生往往感到Word文档的编排非常的麻烦，需要花费相当的精力和时间，也给指导老师增添了不少指导负担。同样，Excel、PowerPoint、Internet的使用也不尽如人意。除此之外，还有部分软件知识在已有课程中完全没有涉及，如文献管理软件的使用等。

1.2 计算机硬件设施不足

计算机资源不足严重影响毕业论文的撰写。学生可利用的计算机资源主要有三种：自有计算机，学校计算机，网吧计算机。对自有计算机而言，虽有调查表明大学生电脑的拥有率已达到50%左右，但对于大多数来自农村的大学生而言，他们的电脑拥有率依然很低。对学校计算机而言，虽然各学校都建立有计算机房，但相比于庞大的学生群体，学校计算机依然不能满足学生需求，而且学校计算机主要用于教学使用，学生的使用有时间限制。在这种情况下，许多学生不得不求助于网吧，而网吧一般不安装OFFICE办公软件，更不会安装如AutoCAD这种专业软件，也无法访问学校图书馆数据库。与此同时，毕业论文的撰写时间比较集中，往往在一两个月内完成，特别是临近答辩的几天里，几千毕业生需要计算机修订论文，计算机的紧张程度可想而知。因而，学生在毕业论文撰写过程中，常遇到没有计算机可以使用的情况。

1.3 计算机使用缺乏指导

学生进行计算机操作时，缺乏足够的指导。由于高校扩招，学生数量急剧增大而教师数量增加缓慢，导致师生比偏高，严重影响教学质量。作为公共基础课程，几千名学生的教学工作，往往由十多名教师来完成，师生比甚至高达1:250，很难说学生可以充分得到教师的指导在毕业论文进行阶段，也同样遇到师生比过高的问题，经常遇到一个老师同时指导十几名学生的现象，教师指导任务重，很难保证指导质量。

2.本科毕业论文实践中计算机应用需求

2.1 WORD大型文档编排

毕业论文是一种较长的文档，编排难度相对较大般而言，毕业论文字数要求5000字以上，页数一般在10页以上，编排的版式几乎与出版社正规出版的书籍类似。这对于平时很少利用Word软件的学生而言，具有很大的难度，需要重新学习Word的编排技巧。在论文写作过程中，也容易出现论文排版上的各种问题。

目前，文档编排软件很多，但一般采用Mi-crosoftWord完成.对于Word排版问题，应着重解决以下几方面的问题：①页面设置；②文字格式的设置；③样式的应用；④分节的设置；⑤页眉页脚的设置；⑥图表的绘制；⑦公式的录入；⑧自动生成目录。

2.2 Excel表、图与统计分析

对于大多数的毕业论文，都会涉及插入图表，以及数据的统计分析。除文科类论文较少涉及图表知识外，理工科、农科、医学等学科的大部分毕业论文，都会涉及图表的制作以及数据的统计分析。在毕业论文写作过程中，部分学生对图表的制作很是陌生，甚至不知道标准的图表要求是什么，因而做出来的图表不仅不美观，而且也不符合要求。Excel还具有统计分析功能，不仅方便快捷，而且准确可靠，但不少同学不知道Excel具有统计学功能，更不会使用。他们往往采用手算的方法来进行统计分析，耗时耗力，而且还容易出错。

图表与统计分析，不仅可以采用Excel，也可以采用更为专业的软件，如Origin制图、Sigmaplot制图、SAS统计分析、SPSS统计分析等，但以Excel更为方便。对于Execl图表与统计，应着重解决以下几方面的问题：①Excel表格的制作(特别是三线表的制作）；②Excel图表的制作；③Excel函数与公式；④Excel统计分析工具。除此之外，也可以介绍Origin、Sigmaplot、SAS、SPSS等软件的使用。

文档演示毕业论文答辩时，_般采用PPT展示其研究课题。答辩过程主要包含两部分，学生陈述和老师提问。学生的自主陈述过程，不仅需要其精彩的陈述，更需要映衬陈述的多媒体展示。目前，大多数学生往往直接将论文内容粘贴到PPT当中，却不知如何精简和美化，结果导致PPT臃肿，条理不清晰，没有层次感。导致这一情况的直接原因就是学生缺乏PPT制作的技巧。

对于PPT的制作，应着重解决以下几方面的问题：①整体结构设计；②页面布局设计；③色彩搭配设计；④演讲内容提炼；⑤媒体元素设置；⑥动态效果设置；⑦播放策略。

2.4 INTERNET文献检索

Internet是获取科技信息非常方便的渠道。毕业论文的实践不是闭门造车，而是他人研究成果的继续。因而在研究之前需要查阅大量的文献。文献资料主要分为两种资料：文本资料和电子资料。大部分的研究成果是以期刊论文、会议报告、学位论文等形式最先展示出来的，而这部分资料目前基本都被相关数据库所收录，存储在数据服务器上。利用互联网技术，可以非常方便地查阅到所需要的资料。

对于Internet文献检索，应着重解决以下几方面的问题：①主要中文期刊数据库；②主要英文期刊数据库；③其它类型数据库（如：电子图书、电子报纸、会议论文、学位论文、标准、专利等）；④检索策略；⑤检索技巧。

2.5 ENDNOTE文献管理

在毕业论文撰写过程中，根据撰写需要，要对参考文献进行插入、移动、删除等各种管理操作。本科毕业论文的参考文献数量一般在20篇左右，而研究生毕业论文的参考文献数量可达100篇以上，对于如此多的文献，如果采用人工管理的方式，不仅工作量巨大，而且非常容易出错。通过专业的文献管理软件，可以非常方便地对参考文献进行处理。文献管理类软件有多种，如：医学文献王、风^-express、Endnote、Referencemanager、Notefirst等。不同软件有自己的特点和优势，重点推荐Endnote文献管理软件，当然像Notefrst这种推出时间较短的国内免费软件，也有不错的口碑。

以Endnote文献管理软件为例，应着重解决以下几方面问题：①参考文献格式标准；②创建End-note图书馆；③文献信息录入；④Word中使用文献格式模板设置；⑥高级应用。

3.本科毕业论文实践中的计算机应用指导

3.1 加强计算机教育课程建设

通过调整课程设置和课程内容，引入相关计算机教育内容。同时，提高教学质量和水平，加强学生计算机实践能力的培养。在《计算机基础》课程中，要将Office办公软件引入到课程中，并要达到一定的应用水准。在《试验设计与统计分析》课程中，可以引入Excel和SAS等软件知识。在《文献检索》课程中，可以引入Internet的使用，数据库查询和Endnote软件等知识。在其它专业课程中，凡涉及到计算机内容的，也要尽可能进行上机训练，提高计算机应用能力。

3.2 加强计算机专业知识讲座

通过专题讲座的形式，讲解毕业论文实践过程中所使用的软件知识。在毕业论文撰写期间，可以通过专题讲座，具有针对性地进行辅导。因此，学生可以及时的了解相关知识，并立即加以应用。除了现场的讲座形式外，还可以利用网络的优势，建立网上学习平台，将学习资源放在网络上，学生可以随时查询相关计算机应用知识。

3.3 加强计算机硬件建设

加大计算机硬件设施的投入力度，优化计算机机房管理，提高计算机利用效率。根据学校人数和计算机使用的实际情况，合理投入资金进行计算机房的建设，增加计算机的台套数。其次，制定合理的管理措施，适当延长计算机房的使用时间，提高计算机房的利用效率，减少计算机的非学习性占用。

3.4 加强指导老师的指导职责

制定毕业论文指导教师的考核体系，强化指导教师的责任意识，督促教师加强对学生的指导。从学校和学院两个层次，学校层次要做好毕业论文指导的全面工作，同时要对计算机应用指导工作提出明确统_的要求，学院则有必要对学校的规定做出具体的安排和实施办法。

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中图分类号:G424文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2010)11-2694-02

Researching on Architecture of Computer Hardware-experimentation Teaching

ZOU Yi, XU Yu-ming, WEI Shu-di, LI Lang, JIAO Ge

(Hengyang Normal University, Hengyang 421008, China)

Abstract: Analyzing and researching the current status of computer hardware experimental teaching, then explored and proposed the way to how to establish a scientific and rational experimental architecture, experimental platform and evaluation methods in terms of teaching of computer hardware experimentation for the current existing issues.

Key words: hardware-experimentation; experimental architecture; computer teaching

计算机实验教学是计算机专业一个重要的教学内容之一,实验教学的质量与人才培养的质量有着密不可分的关系。合理的实验体系是高质量实验教学的关键。高质量的实验设计,综合性和创新的实现,都需要对实验体系进行梳理。本文从我校计算机硬件实验课程教学的现状出发,对计算机硬件实验教学体系进行初步的研究与探索。

1 当前计算机硬件实验教学存在的问题分析

目前,国内大多数高等院校在实验教学模式和手段上,主要存在以下几个方面的问题:

1) “教师课堂演示,学生分组实验”的教学模式根深蒂固。这样不利于调动学生的积极性,而且学生分组实验时,又形成一名组员动手,其他成员观看的局面,更不利于大多数学生动手能力的锻炼。

2) 实验内容陈旧,与实际应用脱节;具体实验的过程严格按照教材进行,缺乏灵活性;另外学科本身的特点也给学生的学习带来一定困难。

3) 针对每门具体课程单独设置实验及单独提供实验环境。一方面很难使学生对其前导课程所完成的基础能力做要求,同时也很难兼顾到其后续课程。各门课程各自为战,实验设置缺乏连贯性、整体性、系统性,相互间缺少有效的贯通;另一方面实验环境重复建设,实验资源得不到充分利用。

计算机技术不断进步与发展,如果硬件实验教学仍停留在传统的实验教学模式和实验平台上,那么要实现开设自主性、综合性、创新性实验的目标将只能成为空谈。计算机学科的课程内容具有很强的交叉性和相关性,特别是硬件课程,因而计算机硬件实验课程更是面临着诸多问题。比如,硬件设备投入高,项目开发周期长的问题。硬件实验平台的建设需要大量的资金投入,而且硬件类实验消耗很大,需要持续的资金投入做保障。此外,硬件课程建设周期也较长,硬件实验项目开发也非一蹴而就,实验教师需要完备的理论知识和扎实的电子学知识,而且需要反复的实验和长期的实践,才能自如的设计实现,这一过程比掌握一门计算机语言或一种计算机软件开发工具要难得多和慢得多。同时,实验设备的更新速度及实验项目长周期开发难以满足新技术、新方法的更新步伐。

另外,教学实验设计针对性强,硬件线路相对固定,实验内容受硬件设计的制约的问题。很多教学实验台的设计针对性强,是针对某门课程而开发设计的,硬件线路部分相对固定,其扩展性很有局限,更新实验内容受硬件设计的制约。硬件实验设备的高投入和实验器件的大消耗,在没有足够资金投入的情况下,在现有硬件设备上进行实验内容的更新,开设自主性、综合性、创新性实验难以实现。

其次,硬件实验教学彼此脱节,缺乏系统化的实验体系的困难。计算机专业硬件类课程必修课程一般包括数字逻辑、计算机组成原理、单片机原理、计算机体系结构,选修课程一般包括计算机接口与通信技术、嵌入式系统设计等。这些课程之间彼此存在内在的联系,学生通过这些课程的学习,应当能逐步建立起整个计算机系统设计的概念,掌握计算机系统的设计技术,掌握计算机的控制应用。但在具体课程和实验安排中,却往往忽略并割裂了这种内在联系,实验内容没有从模块化、系统化的角度整体考虑计算机系统设计和控制应用的要求。

综上所述,分析这些课程之间的内在联系,设计阶段性、模块化、系统化的实验教学内容,建立计算机硬件实验教学体系,对于培养学生的计算机系统设计能力和应用设计能力十分重要且必要。

2 构建科学完整的硬件课程实验体系

2.1 硬件课程实验体系

首先从教学计划入手,在现已构建的硬件课程体系基础上展开研究。新构建的课程体系由必修课程、选修课程及实践课程三部分组成。必修课包括“汇编语言”、“数字逻辑”、“微机原理”、“组成原理”、“单片机原理”、“系统结构”等基础课程,另外,为适应社会需求,在选修课除原有的“微机故障诊断与维护”课程外,增加“嵌入式系统设计”等社会需求较强、实用价值较高的应用性课程,同时计划将 “硬件课程设计”实践课程的开设时间提前至大三下学期,以保证课程体系的有效性、实用性、先进性。

硬件系列课程从体系结构上划分为三个层次:基础层、应用层和提高层,其课程间的关系如图1所示。

基础层为“数字逻辑” 、“汇编语言”与“组成原理”,在第三学期结束前开设。“数字逻辑”课程是计算机硬件系统的技术基础,是必修的前续课;“汇编语言”作为硬件编程的基础语言,是硬件设计的根本;“组成原理”介绍计算机的基本组成和工作原理,解决整机概念;其中汇编语言与组成原理均开设课内实验,在学习整机构成的同时,强化学生的硬件动手能力。

应用层为“单片机”、“微机原理”等必修课程,以及“接口技术”等选修课程,可开设在第四学期到第六学期间,通过 “单片机”介绍单片机的组成和特点,以及应用领域,使学生了解单片机技术的发展趋势;“微机原理”介绍微型计算机体系结构以及微型计算机各个组成部分等内容;并以“接口技术” 、“硬件课程设计” 等实用性强的课程作为选修课,每门课程都配有相应的实验,强化学生对基础知识的掌握和应用。

提高层为“系统结构”等课程,在第六学期到第七学期间开设。通过学习和实践,能够使学生比较全面地掌握计算机系统的基本概念、基本原理、基本结构、基本分析方法、基本设计方法和性能评价方法,并建立起计算机系统的完整概念。同时展开“嵌入式系统设计”实践课程,从整体上强化学生的理论知识与综合应用能力。

因此,在硬件课程实验体系构建过程中,突出强调课程体系的系统性和完备性。从第2学期到第7学期硬件实验层次逐步提高,实验内容衔接连贯。注意各硬件实践的相互次序和互补,使硬件实践训练层次化、系列化,以此来系统强化学生的硬件动手能力。同时调整各课程的开设顺序,理顺每门课与前导课和后续课之间的关系,从而保证硬件课程体系的系统性和完备性。

2.2 计算机硬件实验平台

在硬件开发平台的设计上综合各个阶段的不同需求,构建多层次的实验环境,提高实验效率,促进学生的创新思维,进行创新式构建实验。兼顾对毕业设计的实验环境以及本科生创新性研究活动实验体系的支持,结合软件设计的方法和手段(即硬件设计软件化)构建灵活多样的硬件实验平台。此外,实验平台设计要具有层次性,并且考虑课程间内容交叉和互补。

传统的实验装置支持相对简单的连线类的实验,这类实验只能使用中小规模的集成电路器件。设计大规模的实验几乎是不可能的,因为大规模的实验用中小规模的芯片来实现费时、费力,且受面包板等空间和实验装置能提供的电源限制。使用HDL 语言,如AHDL、VHDL 和Verilog 等,通过EDA 工具软件设计各种规模的数字电子系统是目前工程师的设计潮流。通过EDA 和CPLD/FPGA 仿真器能完成计算机硬件课程的各类实验。

根据我院实际情况,现采用一款低成本综合实验装置,该实验板是基于一个支持实时仿真的16/32位的ARM7 TDMI-S CPU的微控制器,可实现各种工业控制、医疗系统等方面的应用,通过扩充板可以满足大部分的实验要求。

2.3 多形式的实验考核体制

为了更好地展开硬件实验教学,对学生的实验设计展开情况进行检查和考核,需要有相应的科学合理的实验考核方法对应。在文中所建立的实验体系中,实验的考核主要通过以下几种形式。

1) 动态考核:对实验过程中的主要环节进行跟踪、记录、评价,并作为最终成绩考核的主要依据。这就改变了传统的根据实验结果和报告打分的体制,更能反应学生的实际能力。

2) 实验报告:实验结束后,要求学生撰写实验报告,以总结个人实验结果,明晰实验思路,实现知识的融合、升华和再学习。通过实验报告的撰写可以培养学生对科技活动的总结能力,科技论文的写作能力,使学生的科研素养得到初步锻炼。

3) 答辩机制:对于综合设计型,特别是创新研究型实验,前两种考核机制存在明显的不足,因此需要引入新的机制来评价学生所做工作及取得的成绩。可通过学生讲解、演示,教师提问和回答,课程设计报告撰写三个步骤来进行考核。

参考文献:

[1] 陈妍,王换招.高等学校计算机硬件实验教学体系改革研究与探索[J].Computer Education,2008(8).

[2] 蒋景华.麻省理工学院培养创新人才特色的做法的分析研究[J].实验技术与管理,2006,23(6):1-4.

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随着信息时代的飞速发展，计算机的应用已经普及到社会的各个领域，并成为人们生活、工作以及学习中不可或缺的电子产品。计算机在给人们带来便利的同时，也会在使用中出现各种故障，严重影响人们的生活、工作和学习。因而，我国中等职业学校计算机应用专业普遍开设了《计算机组装与维修》课程，以能更好地拓展学生计算机的日常维护和独立拆装知识，提高学生的动手能力。该课程实用性较强、内容丰富、知识更新较快，注重实践能力的培养。结合自己的教学实际，笔者谈谈在中职院校如何开展这门课程的教学。

一、中职计算机组装与维护教学现状

（一）教学培养目标脱离市场需求

中职学校计算机硬件组装维修专业学生的就业方向是从事计算机及周边产品的组装与维护工作、计算机产品销售及售后服务等工作。我们在实际工作中经常看到这种现象：计算机专业的毕业生往往对计算机硬件知识一窍不通，对计算机软硬件上出现的一些简单故障束手无策。而一些电脑市场或电脑维修店的工作人员往往没有什么计算机学历，但是他们对计算机组装与维修非常熟练。这种现象让我们意识到我们的教学培养出来的学生不适应市场的需求。

（二）教材内容滞后，与市场计算机发展的速度脱节

目前计算机技术的发展速度惊人，计算机硬件的更新速度极快。但是，现有的计算机组装与维护类教材尽管也在努力地更新内容，但由于教材从编写到出版需要一定的时间，教材的滞后性难以避免。很多教材在编写两三年后，可能其中所列举的很多例子已经完全被淘汰，近年来出现的新技术、新理念、新技巧也没有涉及，甚至叙述的一些理论与现行的计算机技术相悖，最终使得中职计算机组装与维护教学质量大打折扣。

（三）实训设备落后，实训教学效果不尽人意

计算机组装与维护课程的教学目标主要是让学生能够完成对计算机的组装以及调试，在碰到计算机故障时能及时、正确地诊断并解决。但是，由于实训设备落后的影响，使得学生在上实训课时积极性不高，大部分中职学校实训课的教学效果并不理想，从而不同程度地降低了中职计算机组装与维护教学的质量。

（四）考核方式单一，效果不理想

计算机组装与维护的考试形式大多为笔试和实践相结合，并且成绩以笔试分数为主。因此，大多数学生为了让成绩合格，把大部分时间和精力花费在识记课本中的相关知识与概念，而忽视实践与操作，最终导致计算机组装与维护课程的教学只停留在理论阶段，难以达到理想的教学效果，不能适应社会的需求。

（五）教学方法不合理，效果不显著

计算机硬件组装与维护是一门实践性很强的课程。而目前，大多数中职学校在进行该课程的教学时，仍然实行以“以黑板、粉笔、投影仪”为主要工具，以教师的讲授为主，学生只是负责掌握一些概念和基础理论，并没有重视实践教学，导致学生只会理论知识，而碰到计算机故障时就满头雾水、一脸茫然。

二、中职计算机组装与维护教学方法探讨

（一）利用多媒体课件演示与实物展示相结合的教学方法，完成理论知识的教学

从教学内容来看，教师首先要介绍组装计算机的主要硬件设备：主板、CPU、内存、显卡、外设、机箱电源等的工作原理、分类、性能指标及其选购、组装、维护保养等。如果用传统的方法讲授，大多数学生会感觉内容枯燥、乏味，学生的学习积极性不高，学习效果也不好。为此，我们可以使用多媒体课件配合实物展示的方式来教学。先通过多媒体课件中的相关图片、视频等让学生对基本理论知识有一个了解，然后再通过实物展示，让学生认识各个硬件以及他们的安装过程、各种参数的设定方法，最后让学生亲自动手操作。这样不仅能够提高学生的学习主动性，而且能够提高学习效果，锻炼学生的动手能力。

（二）加强实践教学，提高学生解决问题能力和动手操作能力

《计算机组装与维护》是一门实践性很强的课程，因此，教学中我们应该加强实践环节。在实践教学中我们要根据学生实际情况，因材施教，分组分层教学，将学生分成若干个小组，分别让学生独立完成计算机硬件组装、操作系统安装、故障查找与处理等实践项目。

（三）积极改进教材内容，解决教学内容滞后的问题

教材应该尽量选择最新出版、内容前沿和实用的教材。另外，我们可以在深入了解市场的前提下，借助互联网，以当前计算机软硬件发展技术为依据，自行编写适合本校学生学习的校本教材，这样不仅可以保证教材内容与时代同步，而且可以自己编制科学合理的实践部分。

（四）改革考试模式，真正提高学生解决计算机故障的能力

本课程考试模式改革的目的旨在加强学生技能培养，以引导和培养学生解决问题和动手操作的能力。故考核时要以实践为主，理论为辅。考试前教师先建立本课程的考试项目库，项目内容涉及计算机组装、测试、维护和维修等方面。考试时，让每个学生随机抽取一个项目，学生先口头陈述本操作项目的原理、方法、步骤和过程等，并回答教师的相关提问，教师可对其陈述情况进行打分，这将作为理论成绩;然后学生再动手操作，操作完成后教师再根据完成情况打分，这将作为实践成绩。最后教师以操作与理论7：3的比例给学生评定本课程的最红成绩。这样不仅能够让学生重视操作实践部分，也可以提高学生解决计算机实际故障的能力。

中职教育的目的就是为社会培养技能型人才，所以更强调学生上岗所需的实际动手能力。为此，在《计算机组装与维修》课程教学中，我们应该大胆探索和总结，改革传统教学模式，把学生实践操作能力真正放在教学的重要位置，培养适应企业需求的学生，以期实现教学与企业需求更好的结合。

参考文献：

[1]许力航.计算机组装与维护课程教学中存在的问题及对策[J].辽宁高职学报，2011（01）.

[2]陈国先主编.计算机组装与维修.电子工业出版社，2014（8）.

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本研究旨在了解科技大学生信息素养中计算机基础能力与全球标准差异性，尝试建立一种运用全球共通性信息素养的检验平台，以评估台湾地区科技大学生信息素养中的计算机基础能力是否达到国际标准，并提供给产业界在人力资源发展规划者、教育界在实际教学领域工作者及教育和信息能力培养的相关单位，了解科技大学生信息素养中计算机基础能力的整体概况，并将信息素养中计算机基础能力具有显著影响的学生背景因素，作为教育行政机关及学校在规划大学生信息素养的计算机基础能力相关课程设计、研习进修、检测的参考，也可成为产业界对于人力资源招聘、培育、发展等规划的参考依据。希望制定出信息素养中计算机基础能力培养目标，提升台湾地区高级人力资源信息素养中的计算机基础能力达到全球标准，强化国际竞争能力。

1.1研究动机

二十一世纪是知识经济时代，快速且正确掌握信息并将其转变为知识者，即掌握最大的优势与竞争力(许淑莲，2004)。科技大学生是台湾地区产业界高级人力资源的重要来源，在此知识经济时代，信息素养能力成为现代科技大学生必须具备的核心能力之一，而计算机基础能力又是信息素养能力中最基础的一环。因此，产业界除了解科技大学生信息素养中计算机基础能力中差异外，还要在全球化竞争的产业环境下，随时和全球人力资源的信息素养作比较，以了解台湾地区高级人力资源与其他国家或地区之间的落差。因此，运用全球共通的信息素养能力标准，检验台湾地区科技大学生信息素养中计算机基础能力是有必要的。本研究具有下述三个动机：

(1) 应对全球化的竞争时代

信息化的社会中，培养民众具备信息知识与应用能力，已成为各国教育发展的重点，各国陆续推动相关的信息教育计划，为其迈向二十一世纪的发展奠基(邱德青，2005)。

(2) 提升科技大学生信息素养的计算机基础能力

信息教育是培养使用者能利用计算机工具将所搜寻的信息作进一步筛选与分析整理，成为有用的信息，并有效地养成学习者创造思考及问题解决能力(何荣桂，1999)。而教育信息化就是要利用现代信息科技的辅助来促进教育发展，提升科技大学生的信息素养，以适应世界信息化发展的潮流和台湾地区信息化建设的步伐。

(3) 与国际接轨的信息科技―计算机基础能力

从1994年至2005年，有一些专家学者对信息能力作过研究介绍(戴建耘、吴正达、张明文、郑福昌，2006)，但仅限于问卷方式，且较偏向理论，欠缺实证性与全球性的比较，尚未发现其运用国际标准为实施平台并以数据为证据的实证研究分析与比较。因此，本研究希望用实证性研究的方法，从国际化标准的信息能力指针检测来建立评估模式，探讨科技大学生在全球信息科技素养标准的情形。

2.2研究目的

本研究的目的是要探讨台湾地区科技大学生在全球共通性信息素养的计算机基础领域中三项能力指针的信息素养能力的差异性；以学生背景变量进行统计分析，以评估影响计算机基础领域的信息素养能力的因素。具体而言，本研究之研究目的如下：

(1) 评估各系学生信息素养中的计算机基础能力

基于全球信息素养能力标准，检测科技大学生在计算机基础领域及其领域中的三个指针所显示的信息能力程度的差异性。

(2) 评估学生背景变量对计算机基础领域的信息素养能力的影响

以科技大学生的计算机基础领域成绩表现，评估有哪些学生背景变量会影响信息素养中的计算机基础能力。

2文献探讨

2.1产学合作

有别于一般的产学合作模式，本研究通过产业界、教育学术界及国际认证界三方面的国际性产学合作模式，运用全球化标准的检测工具，进行以全球化数据为基础的实证分析、比较与评估研究。

学校教育除了加强理论与实务结合，同时也要让学生对产业界有宽广的视野，培养学生在进入产业界前的基本能力，以创造工作机会(Chaffanjon, 1994)。产学合作系结合学校教学资源及企业技术资源的合作策略，以达成共同培养技术人力的目的(江义年，2000)。全球竞争力愈来愈激烈，企业已不能长期立于不败之地(Steele, 1989)，因此需要刺激合作来增进公司利益(Hamel & Prhahlad, 1994)。

近年来，台湾地区的产业界和教育学术界对于经由国际产学合作，进行人力资源评估与培育的分工与合作模式，已逐渐开始产生共识，通过此国际性产学合作模式，其研究结果将为产业界、教育学术界及国际认证界三方所共享，将研究的价值层面提升到国际化平台。

2.2信息素养能力

社会转型与信息科技迅速的发展和扩充引发了全球性的教育改革，信息通讯科技教育不能停留在保存知识和应用技术的层面，而是走向善用信息的信息素养(戴建耘等，2006)。培养将来能在学习型社会中“掌握信息的成功自学者”成为信息通讯科技教育的首要任务，能够获得和使用信息更是每位世界公民的基本权利(WSIS, 2006)。为此，各国纷纷将ICT (Information and Communication Technology)教育课程转变为信息素养的培养，以建构学生处理信息的知识(Bereiter, 2002)。联合国于2005年推动科技善用者(Power Users of Technology)计划，善用信息与网络通讯科技(ICT)成为世界各国二十一世纪的关键指针之一。

信息素养已然是现代科技大学生必须具备的一项重要专业知能，然而我们至今尚未有具备全球标准与信效度的检测工具，来检测科技大学生在全球信息素养标准的各项能力。

2.3IC3计算器综合能力考核国际认证

全球教学研究与考试管理中心Certiport与全球信息素养委员会GDLC(Global Digital Literacy Council ) 在2001年共同邀集各国信息、教育、行业企业专业人士，进行建立全球信息素养能力标准与计算机综合应用能力认证考核的可行性研究与发展工作。科技的变迁快速，全球化的ICT能力标准项目，需要动态地、不断地更新，才能符合实际教学、工作与生活上的需要。有鉴于此，Certiport平时收集或征求考生、教师、学者专家以及企业界用人单位的意见，每两年作一次版本的更新，让全球的信息素养ICT能力标准项目能动态式、不断地调整与更新(戴建耘，2005)。至今，计算机综合能力考核IC3证照通行全球超过128个国家和地区。全球参加Certiport全球认证测验中心至2007年12月已经超过500万人次，每月约有八万人左右参加考试。

IC3计算机综合应用能力考核国际认证分成三大领域(Domain)作为学习与能力评估与考核的依据，分别是计算机基础(Computing Fundamentals)、常用应用软件(Key Applications)、网络应用与安全(Living Online)，请参考表一。计算机基础含有3个能力指标；常用应用软件含有4个能力指标；网络应用与安全含有4个能力指标(戴建耘、思递波，2008)。

3研究设计与实施

3.1研究方法与对象

本研究对象为台湾地区的辅英科技大学信息管理系、保健营养系以及物理治疗系三个系一年级学生，共127位学生为取样对象。先以叙述性统计分析学生背景资料，并以通行超过128国家，已有500余万考生接受考试的Certiport全球计算机综合能力测验平台，进行科技大学生在计算机基础领域的信息素养能力考试；藉由与Certiport的产学合作，运用Certiport的全球化庞大的成绩数据库进行数据探勘，撷取出需求数据，继之以单因子变异数分析vANOVAw，检定不同系所学生，在IC3计算机基础领域的各个指标能力成就表现是否有显著差异，以获知各系所学生在计算机基础领域之各项指针能力的信息素养能力特性，并比较三个系之间的差异；再将调查问卷所得的学生背景变量数据，以多元回归统计来分析有哪些背景变量因素能够影响信息素养中的计算机基础能力。本研究将所得的资料以统计软件包SPSS 10.0 进行统计分析。

3.2研究限制

(1) 本研究只选取辅英科技大学信息管理系、保健营养系以及物理治疗系一年级学生为研究样本，因此，针对本研究结果与发现的推论须谨慎。

(2) 影响信息素养能力的因素很多，本研究参考历年文献(戴建耘等，2006)后，选择以性别、年龄、每周使用计算机时数、计算机课程修课情形、接触计算机的年数等学生背景资料来进行研究。

(3) 本研究采用国际认证IC3计算机综合应用能力标准中的计算机基础领域的信息素养能力为本研究之范围，对于IC3的其他不同领域之信息素养能力，不纳入本研究范围。

3.3研究工具

全球信息素养能力检测工具很多，由于本研究期望了解辅英科技大学学生与国际信息素养能力标准差异情形，故必须选定具有全球公信力及具备全球数据库之国际认证检测工具。根据全球认证专业研究与管理中心Certiport对于IC3(Internet and Computing Core Certifications)计算机综合能力认证所进行的信效度检验报告显示，IC3具备信效度vCertiport，2003w；这也可从戴建耘(2005)的研究报告中获得一致的结果。所以本研究采用IC3计算机综合能力认证为本研究之检测工具。

3.4研究架构

本研究参考近年来学者探讨信息素养相关文献数据及博硕士论文(郭碧明，2003)、(柯云娥，2006)、(谢宜芳，2002)、(魏令芳，2002)、(林丽娟，2002)，其采用的研究方法，仅限于以问卷方式为主，尚未发现其运用国际标准为实施平台、以数据为证据的实证研究分析与比较。本研究以全球信息科技素养标准IC3国际认证的计算机基础领域检测成绩及领域中的操作系统、计算机软件与计算机硬件等三项个别能力指标的正确率，来了解各系学生在信息素养能力上有无显著差异；并以性别、年龄、每周使用计算机时数、计算机课程修习情形、接触计算机的年数等背景变量进行多元回归分析，以评估影响计算机基础领域信息素养能力的因素。并期望此研究结果能提供教育机关规划大学生信息素养能力研习进修、检测的参考。本研究之观念性架构如图1 所示。其中成绩搜集服务器与成绩资料仓储为Certiport考试中心所提供的资源，经由数据挖掘技术，提供本研究所需的学生信息能力相关数据，用以和学生基本数据所提供的背景变量进行统计分析之用，以计算机基础领域的信息素养能力成绩为依变项，并将学生背景变量当自变项，进行包括指标成绩与成绩表现等进一步的分析与比较工作。

图1本研究架构图

4资料分析与讨论

4.1学生各项背景资料

学生各项背景变数计有：性别、年龄、每周使用计算机时数、接触计算机的年数、计算机课程修习情形。学生各项背景资料经叙述性统计分析之结果如表二所示。

4.2各系学生在IC3信息素养中的计算机基础能力表现

表三列出各系学生在IC3信息素养的计算机基础能力表现，以信息管理系表现最佳，通过人数16人，达34.8%；物理治疗系表现最差，通过人数只有7人，达15.6%。因此需特别加强物理治疗系学生在此领域的信息素养能力教育。但是以信息管理专业角度来看，未通过计算机基础领域能力考验的比例高达65.2%，也是值得留意的现象。

4.3各系学生在IC3计算机基础领域及三项能力指标的差异性

表四与表五列出各系学生在IC3计算机基础领域的信息素养能力成绩及其领域的三项能力指标之平均值与标准差，以及进一步以单因子变异数分析法分别对IC3计算机基础领域及3项能力指标进行分析的结果。从两个表中得知三个系学生在“计算机基础”(F=8.65, p

4.4学生背景变量对计算机基础信息素养能力的影响

为了了解哪些学生背景变项会对信息素养的计算机基础能力造成影响，本研究针对性别、年龄、每周使用计算机时数v时数w、计算机课程修习情形v学分w以及接触计算机的年数v年数w等学生背景变项，以多元回归分析来评估其对信息素养之计算机基础能力成绩vYw是否有显著的预测力，标准化后如方程式(1)，所得分析结果如表六所示：

Y= －.068×[性别]－.224×[年龄1]－.087×[年龄2]＋.058×[时数1]＋.110×[时数2]－.199×[学分1]＋.025×[学分2]－.256×[年数1]－.114×[年数2] (1)

就方程式(1)得知，3个对信息素养的计算机基础能力成绩具有显著预测力的背景变项分别为计算机课程修习情形v学分1w、接触计算机的年数v年数1w与年龄v年龄1w，而其对计算机基础领域的信息素养能力的影响程度大小顺序为：接触计算机的年数为首，年龄次之，计算机课程修习情形为末。性别与每周使用计算机时数因其回归系数的绝对值皆小于 .2，相对小于其他背景变项的回归系数绝对值，对信息素养中的计算机基础能力成绩较没有显著的预测力。

5结论与建议

5.1国际产学合作模式的研究优点

以往使用的信息素养能力检验工具，因施测的对象与地理范围受到局限，对于学生信息素养能力的研究，只能与台湾地区其他学生作比较，无法提升至全球平台上进行全球性比较。通过与国际认证产业及国际信息产业的产学合作模式，能够使用具备国际公信力、信效度的检验工具，基于全球信息素养中的计算机基础能力标准，探讨台湾地区科技大学生信息素养中计算机基础能力相对于全球方面的成就定位状况，并了解与分析科技大学生在不同计算机基础能力上程度与就读系所之间的差异关系。这种通过国际产学合作将研究范围扩及全球平台位阶的模式，具有以下特点：

(1) 解决了局限于台湾地区的研究限制，将研究国际化，并可将研究的信效度提升至国际位阶领域。

(2) 可探讨研究对象于全球共通水准平台上的表现比较。如本研究的结果，可得知辅英科技大学学生基于全球信息素养的计算机基础能力标准，所表现的信息素养的计算机基础能力。经由此种测评的研究模式与结果，可协助该校或教育界、信息能力培养单位与产业界了解科技大学生在全球范围中的表现，更为有效、正确地认识与研讨出信息素养中的计算机基础能力的教学与培养重点。

(3) 将台湾地区研究样本加入国际样本中，增进总样本的多样性与国际化，提升全球性评量的信效度，这是一种双赢互利的结果。如本研究采用国际认证为研究的检测工具，强化IC3国际认证的样本多样性与国际性，也优化IC3评量尺度的信效度。

5.2研究结论与建议

采用“Internet and Computing Core Certifications(IC3)-计算机综合能力考核国际认证”来分析辅英科技大学三个系所学生得知：仅26%学生通过IC3认证检验，达到全球标准，其中又以信息管理系的通过率最高。信息管理系在计算机基础领域与操作系统、计算机软件以及计算机硬件等3项能力指标表现最佳，保健营养系次之，物理治疗系殿后。但是信息管理系学生的计算机基础领域通过率也仅达34.8%，值得再深入研究。以单因子变异数分析法分别对IC3基础领域及三项能力指标进行分析，得知在计算机基础领域以及操作系统和计算机硬件两个能力指针都具有显著差异。再进一步以事后比较法分析，得知信息管理系在计算机基础领域以及操作系统和计算机硬件两个能力指针表现都优于物理治疗系。其中，又以物理治疗系学生的表现较弱。本研究选择计算机基础领域的信息素养能力成绩为依变项，并将学生背景变量当自变项投入于多元回归模式中分析，得知计算机课程修习情形、接触计算机的年数与年龄三个变项达到对计算机基础领域的信息素养能力成绩有显著的预测力，为其主要影响因素。分析以上结果，对于本研究样本的信息素养中的计算机基础能力状况，提出以下结论与建议：

(1) 学生信息素养中的计算机基础能力普遍低落，达到全球标准的人数不到三成，显示台湾地区在培养科技大学生信息素养中的计算机基础能力方面的努力，仍然需要加强，建议透过以下作为，提升学生信息素养中的计算机基础能力：

* 教育行政机构与学校合作，通过施行奖励措施与执行证照认证，鼓励学生参与国际信息素养能力认证检测，获得国际认证，提升整体学生达到国际标准的合格率。

(2) 信息科技相关学系的科技大学生相对于其他非信息科技类系所大学生，其信息素养的计算机基础能力有较佳表现，又以计算机操作系统和计算机硬件两个能力有着显著的表现差异。建议通过以下作为，提升学生信息素养中的计算机基础能力：

* 学校探讨分析信息科技相关科系与非信息科技相关科系在计算机基础能力方面的课程差异，并且适当安排课程，尽量缩短两者间在计算机基础能力方面的课程差异，特别是计算机操作系统和计算机硬件两方面的相关课程。

(3) 计算机课程学习情形、接触计算机的年数与年龄三个学生背景变量，对科技大学生计算机基础领域的信息素养能力有显著影响。学生学习越多计算机课程、接触计算机的历史越长久及越年轻人群，其计算机基础领域的信息素养能力有较佳表现。建议通过以下作为，提升学生信息素养中的计算机基础能力：

* 学校增加学生学习计算机相关课程的时数。

* 教育行政机关通过制定教育政策，提早学生接受计算机相关教育课程或活动的年龄层，以增长学生接触计算机的年数与提早学习计算机相关课程或参与相关活动，认识与使用计算机相关科技。

最后，期望此研究结果能提供教育行政机关与学校规划科技大学生信息素养能力相关课程设计、研习进修、检测的参考，也可成为产业界于人力资源招聘、培养、发展等规划的参考依据。而后续研究方向建议可针对其他信息素养能力领域和能力指标作实证研究，完成全面信息素养能力的研究。

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篇（9）

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）42-0165-03

一、引言

随着信息技术的发展，计算机硬件基础课程已经成为了理工科专业学生的必修课程，它的综合性和实践性强，是后续专业课程学习的基础。该课程是硬件和软件相结合的一门课程，在硬件设计方面，达到能设计接口电路的水平;在软件开发方面，培养学生使用汇编语言或者C语言进行程序设计的能力，达到能编写接口程序和设备驱动程序的水平。通过该课程的学习，使学生掌握计算机的基本组成结构和工作原理，更重要的是使学生掌握硬件电路设计与应用开发能力，培养学生运用理论知识解决实际问题，因此课程的实践性非常强。

二、计算机硬件基础课程教学中存在的问题

由于该课程教学内容比较抽象，知识点多，学生普遍反应不好学，学习起来缺乏兴趣，这样就更加大了该课程在教学上的难度。主要体现在以下几个方面：

（一）在教学方法方面

传统的教学方法基本以教师讲授为主，学生大多只是被动地接受。由于课程涉及的概念多、专有名词多、接口芯片多，理论基础复杂，往往使初学的学生感觉入门较难。计算机的接口设备之间通常使用汇编语言编程，而该语言属于低级语言，编程复杂，比C语言等高级语言更难掌握，单纯理论讲授使学生难以理解，会使学生觉得枯燥无味，失去学习的兴趣。由于该课程的逻辑性和完整性强，计算机的内部结构是指令系统的基础，不同的CPU采用的指令各不相同，而指令系统又是汇编语言程序设计的基础，指令掌握不好，就会给编程带来困难，各部分知识衔接紧密，一环扣一环，因此，学生必须全面地掌握各个知识点，否则将会严重地影响学习效果。该课程还有一个特点就是硬件电路图多，接口芯片应用举例多，包括各种芯片的内部结构图、时序图、硬件电路图等，接口芯片的应用不仅仅要设计硬件电路，而且要编写应用程序，画出程序流程图等。

由于硬件学习的难度较大，因此在学生中普遍存在重视软件忽视硬件的现象。产生这种倾向的原因是多方面的：一方面是硬件课程掌握起来花费的时间多，个别学生存在急功近利的错误认识等;另一个重要的方面是硬件系列课程的教学改革力度不够，使得目前的教学方法无法与飞速发展的计算机技术接轨，无法满足学生获取新知识的需求。

（二）在教学内容方面

计算机硬件基础课程基本上都是以微机或者单片机为蓝本来学习计算机原理，教材内容覆盖面大。课程往往是以8086/8088、80386或是80486微机的结构为主线，首先讲不同类型微机的硬件结构以及对应的指令系统，然后是基于该系统的汇编语言程序设计，最后是各种接口芯片的结构及应用。但是由于理论学时有限，在教学过程中只能够选择一种微型机芯片或者是某种型号的单片机进行教学，为了适应微型计算机系统的飞速发展，必须改革教学内容，既要强化基础知识，又要加强对学生应用能力的培养;既要把典型的微型计算机原理和架构传授给学生，又要把计算机技术发展的最新水平和状况介绍清楚，使学生能够举一反三、触类旁通，通过学习一种典型的芯片达到对同类芯片的普遍认知，从而具备独立自主的学习能力。其次，随着信息技术的高速发展，微型计算机更新换代频繁、新产品和新技术不断涌现，硬件基础教学中的基础性和先进性、前沿性的矛盾比较突出。当今的微型计算机已经从原来的32位全面进入64位。而现在的教学中还是以16位微机为基础的。因此，该课程内容显得繁杂难学，跟不上时代。

教学内容的改革主要思想是要增加对现代微型计算机系统的介绍。在常规教学内容的基础上，增加现代微机系统中的新技术、新应用和新方法，如USB总线技术、高速缓存Cache技术、多核技术、高性能计算机、计算机体系结构等知识的介绍，以32位微机的典型代表80486和Pentium作为基础教学内容，选用教材也应该反应这种变革，同时兼顾64位微机的介绍。这样既开阔了学生的视野，让学生能更深入地理解软、硬件结合设计系统的方法，又能增强学生将来就业的竞争性。

（三）在实践教学方面

由于计算机硬件基础课程是一门实践性非常强的课程，只有通过实践才能真正地理解其中的知识点，使学生不仅知其然，而且知其所以然。当今社会提倡创新能力的培养，学生如果不通过动手实践，只是死记硬背书上的理论，无法达到教学的目的。但是，由于实践教学中存在的实验设备不足、方法单一，实验内容不能达到学生能力培养的目的，再加上知识点多，学生的学习时间有限，忽视对实验结果的深入分析和理解，导致部分对实践教学内容失去兴趣，往往难以把实验的内容应用在后续的学习和工作中。因此，当前的实践教学无法培养学生必要的设计、创新能力，无法使学生感受到所学知识的应用价值，有必要在这一基础上进行能力培养的扩展。以为国家培养合格人才为目标，重视实践教学的作用，改进教学内容，把实践教学放到和理论教学同等重要的地位。

现在的硬件基础实验多为验证性实验，缺乏综合性实验和设计性实验。学生往往是照抄书上的程序，然后在实验设备上运行来观察运行结果，没有充分发挥学生的创新思维能力，更无法提高学生自主学习获取知识的能力，因此教学效果不理想。目前大，多数高校计算机硬件基础课程都是采用某种类型芯片的实验箱进行，而这些实验箱提供的实验内容为固定模块化的组织形式，学生只需要连接较少的导线，输入现成的程序就可以完成实验，由于实验内容和方法的局限性，学生处于被动接受的地位，从而使学生无法发挥主动性和创造性。

三、基于“口袋实验室”的实践教学新模式

以往学生做硬件类实验都必须在硬件基础实验室里进行，用到的实验器材包括面包板、电源、万用表、示波器等，但是由于实验仪器陈旧、老化，实验内容落后于技术的不断发展。而且由于学生人数远远多于实验设备数，往往是几个学生一组做一个实验。甚至有时候由老师将实验过程和结果向学生展示，而学生得不到充分的应用实验设备的机会。随着新技术的发展，目前的小型硬件开发板已经可以通过USB接口连接到电脑上，再配合图形界面的闪存编程器和调试工具等就能完成硬件基础实验，让学生的实验不再局限于在传统的实验室进行。

国内一些高校已经开始推行“口袋实验室”的教学创新，口袋实验室是将名片大小的实验板卡发到每个学生的手上，装在口袋里可以随身携带，随时操作，在完成各种基本实验的基础上，激发学生的兴趣，发挥学生的独创精神。清华大学、华中科大、浙江大学等国内名牌高校已经开始大力推行口袋实验室的实践和创新，其他高校也紧随其后。比如，华中科技大学电信系的150名学生每人拿到了德州仪器（TI公司）捐赠的一块能揣进口袋，仅有名片大小的LaunchPad开发板，学生可以在寝室、图书馆等地轻松做实验。清华大学学生则获得了Xilinx公司捐赠的Spartan 3开发板。浙江大学的学生以分组的模式开展，每个小组使用一块开发板。为使学生真正掌握所学内容，不设实验室实验，学生分组后发给实验板和软件，课下自行安排，不设统一的作业，由分组学生自行讨论后制定设计课题，以发挥学生的创造性和积极性。不设笔试性考核，进行全部学生参加的各组自选课题大作业演示和答辩，期末的答辩和演示成为教和学的最好检查。国内其他一些高校也开始了口袋实验室的创新尝试，使用的开发板大多以Xilinx，Altera公司的FPGA板卡为主。

借鉴其他高校的成功经验，我们在计算机硬件基础课程的教学过程中开展了“口袋实验室”的创新研究，按照方案制定、授课实践、形成结果、总结推广的步骤实施。其中，方案的制定需要决定硬件开发板的选型和配套开发软件，由于FPGA芯片具有静态可重复编程以及动态系统重构的特性，可以像软件一样通过编程来修改硬件的功能。学生可以通过硬件描述语言完成各种数字电路到高性能CPU的设计。使用FPGA还可以缩短设计时间，特别是当电路有少量改动时，FPGA的优势更加突出，因此，采用FPGA芯片进行口袋实验室的选型优势较为明显。与开发板配套的软件资源丰富，并且要提供丰富的实例以供学习分析。除了给学生提供硬件开发板和配套的软件以外，编写基于FPGA的硬件实验参考教材供学生学习参考。开发板的管理采取学生分组借用的方式，建立损坏赔偿机制，促使学生养成认真细致的工作作风。学生可以选择在宿舍、机房、实验室等场合进行实验。

在实验内容的设计上分为三个类型，验证性实验、设计性实验和综合性实验。紧贴硬件基础课程的理论教学过程，要求学生完成存储器设计实验，I/0中断实验、输入输出接口实验、A/D和D/A实验等基本理论实验。并且及时更新实验内容，循序渐进地培养学生的实际动手能力，为学生开展自主创新活动提供条件。为此，可以将多个独立的验证性实验内容组合成一个综合实验的方式来实现，如将5255并行芯片、8254定时器及8259的中断实验，综合成一个由中断及定时器控制的彩灯循环显示电路的综合设计性实验，培养学生的系统设计能力和独立工作能力。还可以利用当前应用广泛的PCI、USB线以及Windows驱动程序编写等内容，要求学生分组进行设计课题的制作，设计课题由学生自选题目，该题目可以与每年进行的全国大学生电子设计大赛项结合，以发挥学生的创造性和积极性。对于综合性和创新性实验，学生需要撰写实验报告，总结个人实验的结果和体会，通过实验报告的撰写可以培养学生对科技活动的总结能力，科技论文的写作能力。并且采取课堂汇报的方式，由学生讲解、演示，教师提问的方式进行考核。学生通过课题设计熟悉用语言实现数字系统的多种方法，学会工程调试的基本思想，理解数字系统设计的整体概念，体会团队合作的重要性。使学生具有了一定的软硬件开发能力，还可以让学生了解当前计算机应用领域的先进技术，接受新的设计思想和方法，培养学生自主创新能力，可以更好地适应今后的工作和学习，达到良好的实验效果。

四、结束语

计算机硬件基础课程是一门理论性和实践性都很强的课程。随着计算机技术的不断发展，课程的内容也产生了很多新的元素，这就要求改进传统的实践教学模式以适应素质教育和鼓励创新能力培养的要求。基于口袋实验室的计算机硬件课程教学模式可以在学时数有限的约束条件下，为达到较好的教学效果提供支持，体现学生自主学习的新思路。解决计算机硬件基础课程重理论、轻实践的弊端，改善硬件类课程实验设备不足、教学力量薄弱的瓶颈，增强学生的动手能力。

参考文献：

[1]刘多文.关于计算机硬件实验教学改革的思考[J].电脑知识与技术，2010，（19）.

篇（10）

 

计算机实验教学是计算机及相关专业课程的重要组成部分，通过实际的上机操作，要让学生不仅仅是熟悉计算机的基础理论知识，更重要的是使学生掌握实际的计算机操作技能。

要达到这样的目的，除了在教学过程中要将计算机课程的各项知识点融入到实训项目中去，实现理论与实际相结合，提高学生的学习兴趣，强化学生的操作技能，增强学生对知识的理解和运用能力外，作为计算机实验室的管理人员要全面掌握学生的上课情况高校，全方位监管网络上所有计算机的使用情况，严格规范学生在实验期间的网络使用行为，引导学生合理利用上机实验时间，协助上课教师完成实践教学任务，从而更好的为计算机实验教学做好辅助服务。

高校计算机实验室的管理工作十分的琐碎，为了能够更加方便的进行实验室的管理，就必须实现以下几个功能：

1．计算机实验室管理系统能够实现单机整体监控，实验管理人员通过网络上的任一台电脑上就可以监控和管理整个网络上所有的学生计算机，包括跨网段的计算机，这样可以使的计算机管理变的更加方便。

2．实验期间学生的计算机使用行为要有详细日志记录，主要包括屏幕日志、上网日志和程序使用日志，以记录学生的上机操作行为，有效避免学生在实验室进行与学习无关事情，并为可能发生的各种问题的责任认定保留必要的证据记录。

3．游戏及非法应用程序限制，可以有效的禁止学生在实验室实践期间玩游戏以及使用非法应用程序的情况的发生，有效的提高学生的学习效率，防止计算机病毒的传播。

4．计算机屏幕能够做到实时监控，实验室管理员可以随机实时监控学生计算机的客户端屏幕，了解当前学生的计算机使用情况，这样更容易掌握学生的上课情况。

5．设备硬件资产发生异动时可以及时报警，当机房计算机硬件资产发生非正常改动或变化时报警高校，从而保障公共财产安全，可以避免学校公共财产的损失。

6．IP管理，管理人员可以管理整个局域网内的计算机IP地址的分配，确保学生计算机实现IP地址固定，以尽量减少IP地址冲突的现象的发生。

计算机实验室管理软件可以很好的解决了以上这些问题，它让实验室管理者可以全面的实时的掌握上课期间局域网中计算机的使用情况，严格规范学生的上网行为，并引导学生合理利用上机时间，协助任课教师更好的完成计算机实践教学任务。

计算机实验室管理软件按其功能模块来划分可分为：

1．记录模块

它可以精准记录上网日志、程序日志、屏幕日志等信息，并且为记录的内容提供详尽的查询分析工具。例如管理员可以查看每个学生的上网日志，其中就包括了访问人，访问网址，访问时间以及是否允许访问等信息，从这些信息中可以了解学生在上网冲浪时的操作和其所访问的网络对象是否健康；程序日志则是记录了学生在上课期间在本机所运行的所有程序，包括访问人，访问程序，访问时间，是否允许等信息，可以从记录中可以看出学生是否在上课期间进行与学习无关事情；屏幕日志则是根据管理员事先设置好的间隔时间来保存学生端计算机的屏幕图像的截图，为可能发生的各种问题的责任认定保留必要的图像证据

2．过滤封堵模块

在提供全方位的记录日志同时，计算机实验室管理系统还具备程序禁用、网址过滤、端口过滤、IP过滤等具有特色拦截功能的过滤封堵模块。这些功能可以有效的规范学生上课期间使用计算机的行为。例如程序过滤功能可以禁止学生端计算机运行管理人员事先设定的禁用程序高校，这样可以有效的控制学生在上课时间玩游戏和上网聊天；网速控制功能可以控制学生端计算机的上网带宽，从而杜绝学生在计算机上使用BT、迅雷等软件进行海量下载，恶意占用网络带宽资源，影响学校其他部门的网络的正常使用；网络禁用功能可以依照实验课程对网络环境的要求，决定学生端计算机是否需要在上课期间开通网络环境；网址模式功能则分为禁止模式和允许模式两种，当选择禁止模式时，学生不能访问管理人员在禁止网站库中加入的网址，其他网址则正常访问，当选择允许模式时，学生只允许访问管理员在允许网站库中加入的网址，其他网址则不能访问。这样做可以控制学生的上网浏览的对象，防止学生浏览网络上的不健康内容，而且可以防止计算机病毒的网络传播；端口禁用功能可以关闭或打开指定的计算机端口，可以在只需要使用局域网的情况下设置关闭计算机访问外网的端口，这样可以即断开了实验室计算机与因特网的连接，又不影响上课期间其对校内FTP服务器的访问。

3．远程控管模块

通过远程控管模块实验室管理人员可以在上课期间实时监控学生端计算机的屏幕，及时的发现学生在使用计算机中所出现的各种问题，在发现问题后，管理人员可以通过远程控管模块中的远程操作功能，关机、重启、注销出问题的计算机，并且可以锁定和解锁该计算机的桌面高校，进而可以及时的解决出现的问题。

4．应用管理模块

在该模块中，我们主要使用了其中的三个功能：

（1）资产管理功能：

高校的计算机硬件资源最少都是数以百计的，多的则更多，因此对于计算机实验室的管理人员来讲管理好这些学校的公共资产可不是一件轻松的工作。有了资产管理功能后，当实验室中计算机硬件资产发生非正常改动或变化时管理端可以及时的发出警报，管理人员可以第一时间进行查看和处理，这样就可以保障学校公共财产安全，从而避免学校公共财产的损失，也减轻了管理人员的工作压力。

篇（11）

现今《计算机文化基础》课程是大学各专业学生必修的公共基础课程,是学习其他课程和计算机相关技术课程的基础课。授课对象为全校各专业本科生,课程类别为通识教育中的计算机类。

根据教育部的教学基本要求,本课程的教学内容突出基础性、应用性和实践性。旨在通过本课程的学习,使学生达到:了解计算机基础知识,掌握计算机系统的组成和基本工作原理,具有较好地使用Windows操作系统平台的能力,掌握Office主要办公软件Word 、Excel、PowerPoint 和FrontPage的使用方法,了解计算机网络的基础知识,掌握信息获取方法,同时要求学生达到浙江省高校非计算机专业学生计算机等级考试的一级水平。最终培养学生应用计算机和网络的基本能力和思维方法,为学生走向社会和后继计算机技术课程的学习打下必要的基础,使学生成为时代需要的复合型人才。

作为计算机基础课程教师,在教学过程中发现一系列问题,比如即使理论课教学安排的很充实,按要求完成大纲内容,同时学生在期末考试中也能顺利通过考试,但在平时的实践应用环节还是不能够达到应用要求。诸如毕业设计时论文指导老师所反映学生的WORD应用水平不过关,目录自动生成、页眉页脚设置等等操作不熟练,甚至有些同学不会应用;在EXCEL制表过程中函数不会应用,效率较低;电脑出现故障无法排除导致工作无法进行……

为什么会出现这一些列问题呢?计算机的课程设置成效又体现在哪里呢?本人在承担计算机教学任务的同时承担了计算机技能竞赛office办公自动化实训课程,认为在教学过程中应提高文化基础课程的授课难度,把相应的竞赛题目引入到课堂中,提升学生的学习兴趣,达到更好的教学效果。接下来我将针对这个问题,把我在教学课堂过程中的一些做法和大家分享。

Office主要包括Word,Excel,Powerpoint,Access等,是办公常用的软件,大多数企事业单位都用的。我们的大多数同学在初中和高中也都曾学过,这样对于我们的授课有了很大的难度。如果还和高中教学一样针对于Word进行窗口介绍、文档创建、格式化文档、分栏、页眉页脚等等功能理论讲解的话,没有几个人会投入到课堂中。学过的东西再次进行教学常常无法提起学生的兴趣,所以找到一个兴奋点切入是问题的关键。

首先,提出问题:我们同学在每学期结束,学校都会有成绩单寄给家长和本人的是吧?那么我们课堂上两个班级有90多名同学,全校有2万多人,这些成绩单是如何生成的呢?通过Word就可以解决这个问题,高中阶段大家都学过这个Office组件,那么请大家思考一下,如何批量生成成绩单?

此时,同学们的注意力就被吸引到了课堂上,因为这是一个非常实用而又有难度的问题。这时引入Word的教学,介绍Word的常用功能,结合具体的实例达到更好的教学效果。批量生成成绩单用到的是Word的邮件合并功能,历届的计算机技能竞赛都曾涉及到。

之后,布置作业:利用Word的邮件合并功能,批量制作四六级准考证。让学生举一反三,熟练掌握知识点并学会在日常工作生活中的应用。

在Excel教学过程中,首先引入问题:班级同学每学期末都要有成绩单,为了更好的观察班级的学习成绩,同一学年之间要建立直观的图表、数据透视图;要求出平行班中课程的平均分、最高分、最低分及名次。这时分别会用到Excel里的Average、Max、Min、Rank等函数。把这些知识点实例化,并融合到同一道例题里面,提起了同学的学习兴趣。在讲到Left、Right和Mid函数时引入身份证求解的问题。如身份证号为:330126198203121610,利用函数在Excel中求出此人的出生年月、性别和年龄。

针对于计算机硬件教学,可以借助于组装维护实验室,让学生亲自拆装机器逐一认识计算机内部构造,从而达到既定的教学效果。由于高中阶段计算机教学主要以应用为主,很多同学对于计算机硬件知之甚少,如CPU、内存、硬盘、主板、风扇、电源等等计算机硬件都没有见过。借助于实物的展示并配合各种参数的介绍让学生更直观的认识计算机,这部分内容可以结合计算机的发展史来介绍。同时,把不同阶段的硬件产品收集起来形成对比,让他们直观感受到计算机的发展速度和演变过程。在硬件熟悉的基础上,设置故障,从而讲述如何排除计算机硬件故障。

对于计算机文化基础的授课方法,还要积极探索能够激发学生学习兴趣的有效途径。由于此课程学生在高中阶段有所接触,所以提高现今文化基础的授课难度,引入技能竞赛相关题目,提高课程的实用价值很值得借鉴。

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