時間：2023-06-01 09:30:28
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇計算機硬件基礎知識，希望這些內容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
1.1 注重理論知識傳授，忽視實踐能力培養(yǎng)
計算機硬件教學是一門實踐操作性比較強的學科，在硬件安裝和日常維護中體現(xiàn)比較冥想。然而在實際的教育教學中，很多教師往往墨守成規(guī)，沒有根據(jù)硬件教學的學科特點采用靈活多樣的教學方法。一方面，教師不重視硬件課程的教學，認為硬件教學在工作和生活中缺乏實際的應用價值，這樣計算機硬件教學就變成了一種擺設，教師沒有專心的教授。另一方面，教師理念落后，僅僅按照傳統(tǒng)的教學模式進行理論知識的傳授，忽視學生的動手操作能力，很多學生在學習了計算機硬件課程后不會打開機箱，不知道內存條在什么位置，學生只知道概念，只能紙上談兵，連最基本的操作都不會。注重理論知識傳授，忽視實踐能力培養(yǎng)之后導致學生在走上工作崗位之后無法適應社會的需求。
1.2 教學內容落后，教育資源不足
計算機技術隨著時代的發(fā)展和社會的需求而需要不斷的提升和進步，無法取得計算機硬件的核心技術，就缺乏理論與實踐的有效銜接。在實際的教育教學中，存在教學內容落后，教育資源不足的問題。一是教學內容落后，學生在學校學習的計算機硬件的相關知識，與現(xiàn)實工作和學習中使用的計算機硬件差距很大，學生所學內容和實際的應用脫節(jié)，無法學習到關于硬件設備的最新的技術和材料，這樣學生就很難在沒有知識儲備的情況下解決實際問題，抽象、單調、枯燥、落后的學習內容也難以激發(fā)學生的學習興趣。二是教育資源不足，很多學校在計算機實驗條件方面存在教育資源不足的情況，例如設備相對落后，師資配備不足、創(chuàng)新環(huán)節(jié)缺乏等，這都導致學生在實際操作過程中缺乏實踐能力和創(chuàng)新能力。
1.3 課程體系不健全，教學缺乏系統(tǒng)性
計算機技術的系統(tǒng)性較強，是由硬件技術和軟件技術構成的龐大系統(tǒng)。在當前的教學中整體缺乏系統(tǒng)性，忽視教學內容和知識之間的有效銜接。一個問題是課程體系不健全，由于師資力量的不足和教學資源不足等特點，存在自身課程體系缺乏特色和忽視學生學習能力和學習特點等問題，存在課程名稱種類繁多，但是變動性大，穩(wěn)定性不強等諸多問題，另一個問題是教學缺乏系統(tǒng)性，計算機硬件技術和軟件技術本應是一個完整的系統(tǒng)，知識內容是相互交叉和互補的，但是由于課程體系缺乏系統(tǒng)性，導致這些知識內容缺乏有效銜接，學生無法建立完整的知識體系。在教學過程中由于教學銜接不夠，知識點重復、缺失現(xiàn)象嚴重，這些導致了學生對于計算機硬件的結構缺乏完整認識，學生缺乏持續(xù)學習的耐性、也缺乏學習的興趣和積極性。
2 計算機硬件教學的實踐策略
2.1 加強課程體系的建設
積極建設計算機硬件教學的課程體系，能夠有效實現(xiàn)教育教學的實用性和創(chuàng)新性。加強課程體系的建設，可以從以下幾方面入手：一是選擇合適教材。二是加強實踐課程的教學。在教學過程中，要將基礎知識學習和實踐課程學習結合起來，實踐教學的內容可分為驗證性實踐、設計性實踐、綜合性實踐三個方面，驗證性實踐是根據(jù)實驗要求和實驗步驟開始試驗，測試所需數(shù)據(jù)，并驗證數(shù)據(jù)的合理性和正確性，這是在學習基礎知識之后走向實踐的第一步，這是學生學習的基礎；二是設計性實踐，是通過學生通過將所學的基礎知識運用到實踐過程中，學生自行設計試驗方面，形成初步的分析問題和解決問題的能力；三是綜合性實踐，即學生在炎癥性實踐、設計性實踐的基礎上，靈活的運用所學計算機技術創(chuàng)新性的進行學習的過程。
2.2 加強實踐操作的訓練
計算機硬件教學離不開實踐教學，有效的實踐操作能夠培養(yǎng)學生的實際動手能力和分析問題解決問題的能力。因此，必須在實際的教學過程中，加強實踐操作的訓練。一是加強實踐教學。教師布置若干實踐任務，將班級同學分成若干小組，小組成員相互合作配合來進行實踐操作，教師在實際操作過程中加以有效的指導，回答學生提出的問題，從而完成正常實踐教學環(huán)節(jié)。二是走向社會參加實踐。學校可以根據(jù)自身的情況，與電腦公司、相關部門簽訂校企合作項目，接手一些計算機維修維護的任務，初期可以由教師帶領學生進行參觀、維護，后期可以讓學生獨立的進行實踐操作，使學生在不斷的實踐活動中學習到實踐知識，同時還可以選派優(yōu)秀學生到企業(yè)實習鍛煉。
關鍵詞：中職；計算機硬件；實踐教學；系統(tǒng)教學
隨著計算機技術在各個行業(yè)應用的不斷深入，基礎計算機人才的需求日益加劇。作為我國基礎技術人才培養(yǎng)的基地，中等職業(yè)院校計算機教育工作對我國基礎技術人才的綜合能力有著重要影響。如何從實際應用出發(fā)培養(yǎng)學生的實踐能力、培養(yǎng)學生計算機理論知識的系統(tǒng)性是現(xiàn)代中職院校計算機教學工作開展的重點。
一、以人才需求為基礎進行中等職業(yè)院校計算機硬件教學工作
現(xiàn)代社會對專業(yè)技術型人才的需求正在向著具有系統(tǒng)理論知識結構、具有較強實踐動手能力的方向發(fā)展。這一需求的改變使得中等職業(yè)院校培養(yǎng)方向必須以實際需求為導向，優(yōu)化計算機硬件教學內容，使學生的計算機硬件理論知識結構更加完善。同時注重學生實踐能力的培養(yǎng)，為其走上工作崗位后快速進入工作角色奠定堅實的基礎。教改后的中職院校培養(yǎng)目標加大了對實踐能力培養(yǎng)的力度。針對這樣的情況，現(xiàn)代中等職業(yè)院校計算機相關專業(yè)的硬件課程教學中，必須強化理論知識系統(tǒng)性及實踐能力，緊跟計算機硬件技術的發(fā)展，為中職院校實踐型人才培養(yǎng)奠定良好的基礎。
二、計算機硬件教學——以實踐教學與系統(tǒng)教學的結合為重點
（一）改進計算機硬件教學方式，促進計算機硬件教學實踐能力與系統(tǒng)性的提高。
中等職業(yè)院校生源結構使得其生源基礎較差，學習方式不科學、學習興趣較低是普遍存在的情況。針對這樣的情況，中等職業(yè)院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，同時注重改善學生的學習方法，以促進計算機硬件教學質量的提高，為計算機硬件教學中培養(yǎng)學生良好的實踐能力、系統(tǒng)的理論知識奠定良好的基礎。
（二）注重理論教學的總結與歸納，提高學生計算機硬件理論知識系統(tǒng)性。
系統(tǒng)的理論知識是培養(yǎng)學生計算機硬件實踐能力的基礎，是現(xiàn)代中等職業(yè)院校計算機硬件教學中的重點。現(xiàn)代中等職業(yè)院校的計算機硬件教師應在教學過程中通過理論教學的總結、歸納、回顧性復習等方式幫助學生提高計算機硬件的理論知識系統(tǒng)性，為其實踐能力的培養(yǎng)奠定基礎。在進行理論教學的過程中，針對學生在具體應用中可能遇到老舊型號計算機的情況。現(xiàn)代中等職業(yè)院校計算機硬件教學，除初步對主流硬件技術的介紹與講解外，還應對計算機硬件發(fā)展的歷史沿革、技術情況進行教學，以此為學生的實際工作奠定良好的理論基礎。通過有針對性的、系統(tǒng)的理論教學使學生獲得計算機硬件技術方面的基礎知識、基本思想、基本方法和基本技能，培養(yǎng)學生利用硬件與軟件相結合的方法，分析解決本專業(yè)及相關專業(yè)領域問題的思維方法和初步能力，使學生掌握計算機硬件中具有基礎性、系統(tǒng)性、先進性和實用性的基本知識，了解計算機硬件系統(tǒng)結構和工作原理，了解計算機硬件技術的歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，掌握微型計算機使用、組裝和維護等方面的技能，能為學生的實際工作提供堅實的理論基礎。
（三）以基礎實驗鞏固學生理論基礎的同時，培養(yǎng)其實踐能力。
在進行計算機硬件理論教學的同時，中等職業(yè)院校計算機硬件教學工作還應注重學生基礎實驗的教學工作，以此鞏固學生理論基礎的同時，培養(yǎng)學生實踐能力。在計算機硬件基礎實驗教學中，教師要培養(yǎng)學生良好的計算機硬件組裝、維護習慣，如維修前斷電操作、接觸硬件前消除靜電等。以此為學生養(yǎng)成良好的實踐習慣奠定基礎，為其工作中的安全提供基礎保障。在計算機硬件教學中，教師還應著重對學生硬件系統(tǒng)檢驗能力進行培養(yǎng)，減少和降低由于硬件匹配問題造成的硬件故障。
（四）以教學一體化模式促進培養(yǎng)學生系統(tǒng)教學與實踐教學相結合的綜合運用能力。
現(xiàn)代中等職業(yè)院校的計算機硬件教學的理論與實踐教學是分開進行的，為了提高學生理論學習的積極性及其對理論知識的“消化”理解，中等職業(yè)院校應以教學一體化的模式，壓縮單純的理論課，將理論知識在實踐課程中穿行，以此提高學生的學習積極性，促進學生理論知識掌握的同時，培養(yǎng)學生理論指導實踐的意識。針對中等職業(yè)院校學生畢業(yè)方向，在進行計算機硬件教學過程中，還要以學生工作方向為導向，突出實踐能力培養(yǎng)的重要性，開展以理論結合實踐的實踐課程教學。同時，模擬學生可能在工作中遇到的問題，將傳統(tǒng)實踐教學轉變?yōu)橐阅７鹿ぷ髑榫暗姆绞酱龠M學生理論基礎與實踐的結合。
（五）運用多種教學方式提高學生計算機硬件課程學習的系統(tǒng)性與實踐能力。
針對中等職業(yè)院校學生基礎、接受能力等實際情況的差別，計算機硬件教師要采用多種方式相結合的教學方式來開展計算機硬件的教學工作。通過具有針對性的差異教學方式使不同基礎、不同理解能力的學生都能夠在教學活動中完成學習任務，達到教學目的。同時，在教學過程中適當應用問題教學法，提高學生的學習興趣，精講多練，達到“教學做一體化”滿意的教學效果。
三、以高效的課堂教學促進系統(tǒng)教學與實踐教學的結合
在進行中等職業(yè)院校計算機硬件教學過程中，以系統(tǒng)教學與實踐教學為重的教學活動開展還應注重高效的課堂教學，以此在有限的教學課時內提高教學質量。采用基于項目學習的教學方式，培養(yǎng)學生的學習能力和利用所學到的知識解決實際問題的能力。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，逐步形成勇于質疑、勤于思考、樂于在探究中獲得新知的意識和習慣。通過教學方式、方法的改革提高課堂教學的高效性，促進教學工作中系統(tǒng)教學與實踐教學的結合，促進學生理論知識系統(tǒng)性及實踐能力的提高。
四、結語
根據(jù)上述三點的論述可以看出，中等職業(yè)院校計算機硬件教學工作的科學開展是基于學生實際應用、工作為基礎的教學活動。其需要中職院校計算機硬件教師具有良好的理論與實踐基礎的同時，還要具有較高的教學理論知識，針對學生的實際情況、工作需要科學的設計教學方式，以此促進教學工作系統(tǒng)教學與實踐教學的結合，促進學生實際應用能力的培養(yǎng)，為計算機應用的基礎人才培養(yǎng)奠定良好的基礎。
（作者單位：梅州農業(yè)學校）
參考文獻：
[1]陳為國．關于中等職業(yè)技術院校計算機硬件教學活動開展的分析[J]．職教資訊，2009，（12）．
[2]韓麗華．中職院校計算機硬件教學中學生實踐能力的培養(yǎng)[J]．中職教育信息，2008，（12）．
關鍵詞：計算機硬件；實驗教學；創(chuàng)新人才；教學改革
文章編號：1672-5913（2013）03-0046-04
中圖分類號：G642
0 引言
計算機硬件實驗主要面向軟件工程、信息安全等專業(yè)開設，它是計算機硬件實驗教學體系中最為重要的教學內容之一。通過計算機硬件實驗，學生可以掌握計算機硬件設計、制作、調試、運行維護等多方面的技能。學生利用VHDL以及波形圖等對實驗結果和中間環(huán)節(jié)進行調試和驗證，可以訓練自身對計算機底層技術的創(chuàng)新技能，培養(yǎng)嚴謹?shù)目蒲凶黠L。
隨著電子設計自動化（EDA）和可編程邏輯器件（PLD）技術的快速發(fā)展，國內外高校普遍采用硬件描述語言進行邏輯設計，實現(xiàn)在計算機上進行功能仿真，最后下載到編程邏輯器件中進行測試。哈爾濱工程大學于2005年在黑龍江省率先引進了單片大規(guī)模FPGA來實現(xiàn)計算機硬件實驗教學，這種方法將使實驗過程從“驗證為主”轉變到以“設計為主”，有助于提高學生的硬件設計能力。
目前，計算機硬件實驗的突出特點是仿真實驗軟件系統(tǒng)過于復雜。從編程到測試，再到實時測試的過程過于繁瑣，學生不易掌握。教師往往需要花費大量的課時，講解QUARTS軟件的基本使用方法以及FPGA實驗平臺的結構原理，這就大大降低了計算機硬件實驗的教學效果。
互動式計算機硬件實驗教學將主要研究如何通過多媒體教學手段以及教師學生互動交流等方式，使學生在脫離實驗室的環(huán)境下，快速掌握軟件系統(tǒng)及硬件平臺的使用技巧，提高計算機硬件實驗教學質量和學生培養(yǎng)效果。
1 國內外現(xiàn)狀、水平與發(fā)展趨勢
目前，歐美發(fā)達國家的理工科大學計算機專業(yè)普遍重視硬件類課程實驗，要求學生必須掌握一種硬件描述語言，會使用先進的EDA工具進行硬件設計、驗證和測試。美國、日本、新加坡等國早在20世紀90年代初期，就開展了有關互動式輔助實驗教學的研究。利用多媒體、教師個人網(wǎng)站等多種電子交互手段，提高教師知識傳授和學生間技術交流的效果，達到課內外同步教學的目標。
互動式實驗教學主要解決大量基礎知識的講授以及基本技能問題驗證占用有限課時的問題，目的是有效降低教師的教學負擔，提高學生的學習效率。日本、韓國在互動硬件實驗教學上具有豐富的經(jīng)驗，在多所高等學校進行推廣，如日本北海道大學、韓國釜山大學等均建有獨立的互動實驗門戶或交互系統(tǒng)。
我國的計算機實驗教學發(fā)展相對較晚，近年來，隨著大批實驗教學示范中心的建設以及高校對實驗教學方法改革與研究的逐步重視，包括清華大學、北京大學、上海交通大學在內的許多高校都陸續(xù)開展了對互動式實驗教學內容的研究。目前我們將重點闡述如何通過互動實驗教學方式，縮短學生理解基礎知識、熟悉設備使用的時間，最終獲得理想的教學效果。
2 實驗教學體系
2.1計算機硬件實驗的重要性
嵌入式系統(tǒng)以應用為中心，以計算機技術為基礎，因其軟硬件可裁減，已受到歐美發(fā)達國家的廣泛關注。哈爾濱工程大學依據(jù)當今國際電子設計業(yè)對人才培養(yǎng)能力的普遍認同標準，集中強化學生嵌入式開發(fā)技術技能的培養(yǎng)。
為此，我們?yōu)橛嬎銠C科學與技術及相關專業(yè)勾畫了以數(shù)字邏輯實驗為基礎，以微機接口實驗為終結的，包含計算機硬件實驗、計算機部件實驗以及計算機組成實驗為一體的計算機硬件實驗教學課程群。要求本科生從大學第四學期到第七學期硬件實驗內容不斷線、銜接連貫、層次提高；強調各門課程明確分工、分層次培養(yǎng)學生的獨立組織硬件實驗的能力、軟件仿真驗證能力和測量儀器使用能力。
計算機硬件實驗是該課程群針對軟件工程、信息安全等專業(yè)設置的，實驗內容緊緊圍繞計算機組成原理，兼顧VHDL描述語言、數(shù)字邏輯有關組合、時序邏輯電路的有關知識；每個實驗項目都是一個獨立的實驗單元，可進行獨立設計和測試，同時，所有的實驗單元又能夠組成一個有機的整體，完成一個基本模型機的設計和實現(xiàn)。
基于上述原因，哈爾濱工程大學計算機實驗教學中心（下簡稱“實驗中心”）選用GW-48系列SOPC/EDA實驗開發(fā)系統(tǒng)進行計算機硬件實驗教學。學生利用實驗開發(fā)系統(tǒng)完成一系列基本單元實驗和模型計算機綜合設計實驗，掌握計算機各個部件的功能和設計方法，也更加直觀地掌握計算機各主要部件的工作原理。實驗開發(fā)系統(tǒng)不但使學生更加深刻地理解了計算機組成原理理論知識，而且還能使他們在VHDL語言、EDA軟件工具和FPGA的應用方面獲得大量實用的技術。
2.2“三化結合，四個并舉”的實驗教學理念
“三化結合”的教學理念：構建軟硬件一體化實驗環(huán)境有利于培養(yǎng)學生軟硬件綜合素質，實驗平臺綜合化有利于培養(yǎng)學生的綜合設計能力，實驗內容系統(tǒng)化有利于培養(yǎng)學生的系統(tǒng)化設計思想和能力，為較好地實現(xiàn)“理論教學注重基礎，實踐教學注重能力，創(chuàng)新教學注重個性”的目標打下了堅實的基礎。
四個并舉的教學理念：
1）工學并舉。
工程教育與經(jīng)濟建設相結合，按照工程教育專業(yè)認證要求調整實踐育人目標；按照卓越工程師培養(yǎng)計劃建立面向校企合作的實踐育人體系。
理論教學與工程實踐相結合，修訂2009版人才培養(yǎng)方案，加強理論課程與實踐課程內容的相互融合，打造科學合理的實踐育人平臺。
科學研究與社會服務相結合，以ACM人才培養(yǎng)實驗班為依托，培養(yǎng)拔尖人才，打通進入科研實驗室的科學研究模式；提高科技創(chuàng)新普及率，增加學生接觸社會、服務社會的鍛煉機會，提高社會實踐能力。
開辟提高實踐教學辦學水平、推動區(qū)域經(jīng)濟快速發(fā)展的“三結合”辦學道路。
2）點面并舉。
以數(shù)字邏輯實驗為例，實驗分為三個階段：①組合邏輯實驗階段采用虛擬實驗環(huán)境與現(xiàn)場器件驗證操作相結合方式；②時序邏輯實驗階段采用實際器件操作與理論研究相結合方式；③創(chuàng)新設計階段采用自主設計與教師指導相結合方式。不同的實驗類型和階段，采用不同的授課方式和教學設備資源。
3）教研并舉。
將科研資源有機融合，科研實驗室、創(chuàng)新實驗室全部面向學生開放，遴選科研團隊教師納入兼職教師序列，研究生助教充實教學輔助力量，科研方向助力推動科技創(chuàng)新，提高學生的科學研究水平；積極開展面向教學輔助系統(tǒng)的科學研究，開設MATLAB等科研工具與科研方法的實驗教學課程，鼓勵學生參與科研實踐，使學生了解科技最新發(fā)展，提升學生科學研究和科技創(chuàng)新的能力。夯實教師隊伍和教學質量工程建設，教學科研相互促進，共同推動實踐教學發(fā)展。
做到“教學-科研-創(chuàng)新-服務”一線牽，從教學中發(fā)現(xiàn)問題，并凝練問題；在創(chuàng)新中探索問題，并剖析問題；以科研來處理問題，并解決問題；由服務來普及“問題”，并消除“問題”。
4）建改并舉。
以軟件工程、計算機科學與技術、物聯(lián)網(wǎng)工程和信息安全四個專業(yè)為依托，分別建設國家工程實踐教育中心、實驗教學基地、工程師培養(yǎng)基地、校企聯(lián)合實驗室、實習實訓基地等。
加大計算機實驗教學平臺建設力度，特別是文化平臺的建設，設立圖靈文化長廊、計算機歷史展廳、計算機技術展廳以及實驗中心宣傳展廳，強調“格物窮理、知行合一”的辦學思想。
面向軟硬件實驗課程，開展實驗教學改革，開展虛擬實驗教學開放系統(tǒng)建設、物聯(lián)網(wǎng)技術綜合實驗系統(tǒng)建設和創(chuàng)新實驗基礎與實踐課程建設。
面向創(chuàng)新實踐活動及教學，與科研密切聯(lián)系，結合科研方向，依托計算機科學與技術、軟件工程兩個一級學科，設立集成科研團隊技術優(yōu)勢的創(chuàng)新平臺，即物聯(lián)網(wǎng)技術創(chuàng)新平臺、網(wǎng)絡與信息安全創(chuàng)新平臺、機器人技術創(chuàng)新平臺、軟件工程創(chuàng)新平臺和ACM/ICPC創(chuàng)新平臺。
2.3計算機硬件實驗項目設計
由于計算機硬件實驗主要面向計算機科學與技術以外專業(yè)開設，參與實驗的學生絕大多數(shù)未學習數(shù)字邏輯等基礎課程。為此，按照計算機硬件實驗課程群的整體安排，考慮到知識點的傳承，我們制定了由邏輯電路到重要部件，最終回歸基本模型機的項目設計思路。具體內容見表1。
3 互動式實驗教學
3.1互動式實驗考核方式
實驗內容和實驗方法的多樣性決定了考核方式的多樣化，考核方式應能真實地反映學生的理論水平和實驗技能水平。為此，課程組提出了“3+5+2互動式實驗成績考核方式”。其突出特點在于將“生寫師查、生做師察、生疑師答”三種交互方式貫穿于整個實驗考核過程中。
1）生寫師查。突出預習在實驗教學中的作用，預習成績占總成績的30%，預習報告是學生對于教師所教授理論知識理解和掌握程度的直觀體現(xiàn)。教師查看預習報告，有針對性地指導學生實驗，從而提高了實驗教學質量。
2）生做師察。實驗操作和數(shù)據(jù)收集是實驗教學的中心環(huán)節(jié)，占總成績的50%。教師通過現(xiàn)場觀察和抽查的方式，對學生的動手能力進行全面考核，包括：①是否遵守實驗規(guī)則；②設計能力；③分析、解決問題能力；④對理論設計的實現(xiàn)能力等。
3）生疑師答。實驗報告是實驗教學成果的總結，它反映了學生對科學實驗的概括總結能力，占總成績的20%。對于學生的疑惑和操作難題，教師有必要進行針對性解答和輔導。
上述多角度的師生互動方式，考核了學生的真實水平，提高了實驗教學的整體質量，達到了實踐創(chuàng)新的培養(yǎng)目標。
3.2互動式虛擬實驗教學平臺
互動式實驗教學的目標是：①減輕教師繁重的教學指導任務，提高師生互動頻率和次數(shù)，提高實驗教學質量；②降低設備使用的冗余時間，加強實驗的靈活性和創(chuàng)新型，實現(xiàn)高素質創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標。由此，互動式虛擬實驗教學平臺應運而生。
互動式虛擬實驗教學平臺是以虛擬現(xiàn)實為技術基礎，結合計算機硬件實驗課程建立起來的，以加強師生互動、挖掘學生創(chuàng)新潛能、節(jié)約實驗經(jīng)費為目的。教學平臺依托于校園網(wǎng)絡環(huán)境，可以解決實驗設備資源不足、實驗室開放與日常學習任務沖突等問題，實現(xiàn)最大負荷情況下的多人數(shù)在線虛擬實驗。
互動式虛擬實驗平臺內部運行結構如圖l所示。該教學平臺不受場地和教學課時限制，學生可根據(jù)自身基礎，完成任何基于虛擬元器件的邏輯電路，并在FPGA平臺上給予實現(xiàn)。借助于該教學平臺，教師能夠靈活考查學生對于實驗原理的掌握程度、實驗操作的熟練程度以及技術創(chuàng)新的拓展程度。
3.3互動式實驗教學改革反饋
為了檢驗互動式計算機硬件實驗教學內容的改革效果，實驗中心對全校159名學生進行了“互動式計算機硬件實驗教學效果”調查問卷。
從統(tǒng)計結果可以看出，89.5%的學生通過實驗完全理解了相關理論知識；91.2%的學生可以熟練運用有關的科學實驗方法，92.6%的學生能獨立完成或在教師提示下完成應用系統(tǒng)設計，96.2%的學生認為實驗教學對考研或就業(yè)有較大幫助；94.3%的學生通過實驗課程的學習，認為教學內容和課程設置合理，能滿足需求。很多學生反映新修訂的計算機硬件實驗教學內容注重能力培養(yǎng)，加強了老師與學生的溝通，特別是增強了對創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，使其終生受益。
關鍵詞：計算機硬件技術基礎；教學改革；教材建設；教材分析
隨著計算機硬件技術的發(fā)展和普及，大學生接觸到的計算機硬件設備無論從種類還是功能都比之前有更多的樣式，并具有更快的發(fā)展趨勢。計算機硬件有關產(chǎn)品已經(jīng)成為人們日常生活中必不可少的生活用品，具有明顯的日常化、集成化、工具化的發(fā)展趨勢。在計算機硬件新的發(fā)展階段，讓學生們掌握基本的計算機硬件原理，熟悉各類硬件接口技術，懂得計算機硬件產(chǎn)品的基本運行方式，是各學科各專業(yè)教學體系建設中重要的一個教學和實踐環(huán)節(jié)。
計算機硬件技術基礎課程是普通高等學校理工科專業(yè)的一門重要的計算機技術公共基礎課程，也適合非理工科的其他專業(yè)學生選修。該課程是學生學習和掌握計算機硬件基礎知識、了解計算機硬件發(fā)展、熟悉硬件原理及接口技術的主要課程。
1課程現(xiàn)狀和問題分析
2006年，教育部高教司將微型計算機原理和微機接口技術等課程精簡整合為計算機硬件技術基礎，并明確提出了該課程是針對大學非計算機專業(yè)的理工類本科生設置的6門典型核心課程之一。
2009年，教育部高等學校計算機基礎課程教學指導委員會將“微機原理與接口技術”確定為計算機基礎教學的核心課程之一。該課程建議面向電類專業(yè)授課70學時，實驗20學時；面向非電類專業(yè)授課48學時，實驗10學時。[1]
課程名稱及學時上的變化，一方面顯示教學指導委員會對計算機硬件類課程的重視，同時也反映出在大學課堂上如何引入計算機硬件公共基礎課程還存在爭議。事實上，計算機硬件類課程在實際實施中存在很多實際困難和問題，導致全國大多數(shù)高等學校沒有開設此類計算機基礎課程，部分開設微機原理與接口技術課程的學校往往由非計算機類專業(yè)教師開設并講授，不歸屬于計算機基礎教學范疇。主要有以下三方面原因。
1) 課程定位不清晰，學時很難落實。計算機硬件技術基礎課程如果作為計算機技術基礎課程，應該主要放在大二，兼顧大三授課，面向沒有數(shù)字電子基礎的學生，作為選修課，以32學時為宜。然而，計算機基礎課程教學指導委員會規(guī)劃的微機原理與接口技術主要面向大三、甚至是大四學生開設，學時數(shù)量超過60，甚至在90，還需要數(shù)字電子方面的先導課，很多高校在學時、先導課等角度都無法將該課程編排進教學大綱。
2) 現(xiàn)有實驗條件落后，學生難有興趣，硬件投入較大。傳統(tǒng)授課中，計算機硬件技術基礎所安排實驗需要借助定制的實驗箱完成實驗[2]，而實驗箱的投入成本較高，新實驗開發(fā)受限，使用效率較低，教師和學校往往都沒有熱情開設該課程。另外一些課程僅以匯編語言或單片機技術作為實驗內容，技術廣度不足，僅適合小部分特色專業(yè)。
3) 教學內容落后，教材急需建設。無論是計算機硬件技術基礎還是微機原理與接口技術，講授內容仍然以計算機專業(yè)的80x86、匯編語言、可編程接口芯片等內容為主，沒有結合計算機硬件近10年來新技術和新產(chǎn)品的發(fā)展。由于課程面向非計算機專業(yè)學生，這種專業(yè)性很強的內容很難符合學生們的學習預期。縱觀5年內新出版的相關教材，所講授內容的絕大部分與10年前(2000年左右)教材的教學內容一致，教材改革和建設需求迫切。
本文從面向大二兼顧大三的計算機公共基礎課角度出發(fā)，全面分析整理了2005年后出版的《計算機硬件技術基礎》相關教材的教學內容和實驗內容，客觀還原已出版教材現(xiàn)狀，尋找教材建設的薄弱環(huán)節(jié)和問題，從而為進一步教材建設理清思路。同時，本文結合北京理工大學的教學改革情況，給出了進一步加強教材建設的思路和方法，希望能夠為計算機硬件類公共課更為廣泛的進入大學課堂提供參考建議。
2教材情況概述
為了全面還原計算機硬件技術基礎課程教材建設情況，我們對2005年之后出版的相關教材進行了匯總，合計34本，如表1所示。
從表1可以看出，34本教材來自于13個出版社，其中，正式本科教材26本，教學實驗指導書等教輔類教材6本(本文后面使用表示表1中第N本教材)，高職高專教材2本。后面，我們將主要對本科和高職高專共28本教材進行分析。
3教材分析與問題匯總
3.1教材組織和定位分析
課程教材定位指教材的受眾面，我們根據(jù)教材介紹中作者對教材的定位說明分成四類：電學為主的理工類專業(yè)、非電學為主的理工類專業(yè)、非理工類專業(yè)、各學科專業(yè)(內容難度偏低，適用于所有學科開展教學)。其中存在一本教材劃分到多個類別的情況。
表1中教材(含本科和高職高專教材)共28本，根據(jù)上述劃分，各教材定位如表2所示，其中，高職高專教材由于教學內容較為實用，被劃分到各學科專業(yè)類別中。
根據(jù)教材的不同定位，圖1和圖2分別給出了教材章節(jié)數(shù)、頁數(shù)、實驗數(shù)的統(tǒng)計值。
從這兩個圖中可以看出，針對電學為主的理工科類專業(yè)(編號為A)的計算機硬件技術基礎教材頁數(shù)最多，章節(jié)最多，實驗最少(數(shù)量為0)。可以看出，目前這類教材主要以理論講授為主，定位中缺少實驗內容，內容覆蓋面廣泛但缺乏實踐性。實際中，這類課程是從“微機原理”精簡而來，內容變化不大。
針對非電學為主理工類專業(yè)(編號為B)的教材章節(jié)最少，平均實驗數(shù)為1。可以看出，這類教材的建設思路是講授基本的計算機硬件知識，簡單的開展少量實驗。實際中，這類專業(yè)往往在大三、大四會講授“嵌入式系統(tǒng)開發(fā)”、“單片機”等硬件類相關課程，為此，針對大二為主的計算機硬件技術基礎類教材在內容上比較基礎并為后續(xù)課程有所保留。
對于非理工類和各學科專業(yè)的教材，章節(jié)數(shù)量相對較多，實驗數(shù)量也比之前有所增加。可以看出，這類教材的建設思路是使學生掌握較為全面的硬件知識，并有一定的動手訓練。實際中，非理工類專業(yè)在本科階段最多能夠學習一門計算機硬件技術相關類課程，為此，教材建設思路反映了全面性和實用性。
綜合上述分析，可以看出，目前市面上已有的《計算機硬件技術基礎》相關教材主要針對四類不同的受眾學生，教材組織上偏重于內容講解(尤其是針對理工科學生的教材)，總體建設思路還停留在講授計算機原理的階段，無法體現(xiàn)當今計算機硬件日常化、集成化、工具化的發(fā)展趨勢。突出問題是教材配套實驗很少，實踐性差。
3.2教材實驗分析
表1中28本教材和6本實驗指導書一共記錄了109個實驗。根據(jù)各實驗特點，我們將所有實驗分為四類：實驗箱實驗、芯片實驗、匯編語言實驗和PC機實驗。各分類描述如下：
實驗箱實驗：指依托于特定實驗箱的實驗，針對該課程的實驗箱往往是從其他課程的實驗箱中裁減下來的，種類較多且良莠不齊，沒有公認的標準；
芯片實驗：指基于單片機或者接口芯片的實驗，包括：8051系列單片機、計數(shù)器芯片8253、定時器芯片8254、并口芯片8255A、中斷芯片8259A、DMA控制器芯片8237A等。這類實驗專業(yè)性強，應用性差，適合特定專業(yè)或者大三以上的學生；
匯編語言實驗：指匯編語言程序設計實驗，編程訓練不是該課程的主要目的，這類實驗盡管能夠讓學生對計算機硬件有一定了解，但程度有限；
PC機實驗：基于PC機的實驗，包括：model安裝、存儲器測試等。目前，這部分實驗內容受到學生喜愛，可以鍛煉實際能力，易于推廣，但如何讓學生了解到CPU、存儲器等核心部件內部的工作原理，需要創(chuàng)新性設計。
圖3給出了109個實驗在組織結構、運算控制器、存儲器、IO和其他等6個方面的統(tǒng)計。從圖中可以看出，大部分實驗都集中在IO方面，反映出這部分實驗內容很重要，也是教材的主要內容。相比較而言，實驗箱類和PC機實驗能夠覆蓋到計算機硬件的各個部分，而芯片實驗主要針對IO，缺少對運算控制器、存儲器等其它部件的覆蓋，匯編語言實驗主要針對運算控制器。
圖3教材中實驗的分類
基于以上分析，針對計算機硬件技術基礎課程，匯編語言實驗和芯片實驗數(shù)量較多但比較重視接口，無法讓學生對計算機各組成部分有更深入的理解。實驗箱實驗針對性很強，但前期投入大，靈活性不強。我們認為，隨著PC機的廣泛應用(學生們幾乎人手一臺PC機)，基于PC機的創(chuàng)新性實驗是該課程的發(fā)展方向，同時，這類實驗還能較好的引導學生在課余時間完成實驗，并激發(fā)學習興趣。
3.3教材內容分析
對于教材內容，我們主要分析和匯總講述的重點知識點，還原現(xiàn)有教材的主要內容組織。全部教材為28本，其中4本(、、、)沒能找到原書，為此沒有統(tǒng)計在內。表3給出了24本教材中知識點的排序。
從表3可以看出，所有教材都有存儲系統(tǒng)內容的講授，大部分教材(19本)都包括匯編語言，18本包括80x86，半數(shù)以上教材都講授了8259A和8255A等內容。圖4給出了這些內容在原書中平均的頁數(shù)，可以看出，匯編語言、80x86、單片機等內容都超過了25頁，在教材中所占比重很大。此外，8259A和8255A等芯片的講授內容也在10頁以上，成為某些教材的重點授課內容。
縱觀2005年至今出版的全部相關教材，《計算機
硬件技術基礎》教材還是以《微機原理與接口技術》、《匯編語言》等課程的內容簡化為主，仍然以很大的比重講授80x86、匯編語言、單片機等內容。這些內容對于某些專業(yè)十分必要，但對于面向非計算機專業(yè)的計算機公共基礎課程來說，這些內容相對陳舊，而且無法與計算機硬件的最新發(fā)展相結合。
教材具有教學的引導作用，在教材建設上，這種內容組織方式的落后需要引起重視。
4教材建設建議
4.1教材定位建設
我們認為，面向計算機公共基礎課程，教材名稱確定為《計算機硬件技術基礎》比較合適，表明教材內容是計算機硬件的基礎內容，以全面了解計算機硬件知識為主，掌握計算機硬件的基本概念和原理。
教材應結合計算機公共基礎課程的實際情況，以32學時(含6～10實驗學時)為宜，適度擴展到54學時，實驗學時擴展到12學時(實驗學時占總學時的25%)。這種學時設計有利于各學校將該課程以校公選課、通識課、實驗課等形式安排到教學大綱中。
針對大二學生的教材，前導課程為計算機基礎(或者大學計算機基礎)等計算機基礎類公共課程，不需要學習數(shù)字電子等課程。教材內容適度增加相關的數(shù)字電子知識。
教材應該充分利用該課程特點，以增強學生的實踐興趣為根本，通過實踐環(huán)節(jié)使學生們主動學習教學內容。為此，在教材設計中，應該以實驗建設為導向，注重讓學生們理解計算機硬件的基本工作原理，為學生們進一步理解其他硬件技術和實踐硬件設計打好堅實基礎。
過去十幾年來，在計算機硬件相關課程講解過程中，教師們主要關心接口技術，并引導學生們在該方向進行實驗。隨著計算機硬件種類、功能和應用程度的增加，我們認為，學生們應該綜合了解計算機硬件組成，理解各部分的工作原理，而不是側重某一方面。使學生在課程學習和實驗實踐后能夠分析新技術和新方法在整個計算機硬件發(fā)展中的作用和價值。
4.2教材實驗建設
《計算機硬件技術基礎》教材應該更加重視實驗建設，使學生能夠在實踐中理解計算機硬件的基本概念。[3]為此，我們建議教材中的實驗能夠覆蓋計算機硬件結構的各個領域，并且能夠有一定趣味性，以了解基本的硬件原理為主。
與此同時，教材中的實驗應該能夠與學生們的實際生活結合起來，設計創(chuàng)新實驗，將數(shù)字消費類電子產(chǎn)品(MP3、手機等)、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、藍牙、PC外設接口等融入計算機硬件實驗的設計，引導學生興趣，同時適應計算機硬件技術的發(fā)展，使得學生通過教材學習能夠掌握對計算機硬件的正確認識，并解決一些基本實際問題。
在這里，我們建議將實驗分為：基礎實驗和提高實驗兩類，以適合不同專業(yè)的學生。經(jīng)過北京理工大學2010年的教學反饋，表4中的實驗得到了學生們的歡迎。
在教材建設過程中，考慮到各院校建設計算機硬件實驗室的實際情況，進一步結合學生興趣，我們基于PC機和少量配件設計了一些候選實驗。初步的教學實踐表明，這種實驗設計完全能夠創(chuàng)新性的激發(fā)學生興趣，使學生掌握更為實際的計算機硬件知識，并通過實踐理解計算機硬件基本原理。
候選實驗包括三類：測試類、開發(fā)類和操作類。例如：存儲系統(tǒng)性能測試(測試類)、CPU和GPU性能測試(測試類)、BIOS定制刷新(開發(fā)類)、串口短信收發(fā)(開發(fā)類)、并口液晶點陣控制(開發(fā)類)、基于PSOC的物聯(lián)網(wǎng)結點(開發(fā)類)、計算機認知和組裝(操作類)等。
4.3教材內容建設
在教材內容建設上，我們認為《計算機硬件技術基礎》教材應該全面講解各類計算機硬件原理，以理解計算機硬件部件功能為主，注重理解基本概念和基本運行規(guī)律，并結合實際硬件器件分析，以不變的理論應對萬變的計算機硬件產(chǎn)品。
為此，教學內容 以“基本概念+基本部件”方式組織，例如：存儲系統(tǒng)與存儲器，其中，存儲系統(tǒng)是基本概念，理解起來有一些抽象，需要課堂講授；而存儲器(內存等)則是基本部件，學生們平時接觸較多，通過適當?shù)膶嵺`教學，學生們不僅可以很快認識硬盤、Flash存儲器、光存儲器等設備，還可以通過測試類實驗了解各設備的工作速度和基本模式，易于將存儲系統(tǒng)和實際硬件有機的關聯(lián)起來，達到較好的教學效果。
5結語
計算機硬件技術基礎課程建設是近年來計算機公共基礎課建設中面臨的一個重要的難點問題，《計算機硬件技術基礎》教材更是教改所面臨的最大問題。如何合理定位該教材，并有效地選取適合高等院校開展該課程的內容是我們的進一步工作。在回顧2005年后出版的34本教材的基礎上，我們驗證了該課程和教材建設中存在的一些具體問題，并給出了解決問題的一些建議。我們將在2011～2012年度北京理工大學的教學實踐中檢驗教材建設的初步效果。
參考文獻：
[1] 教育部高等學校計算機基礎課程教學指導委員會. 高等學校計算機基礎核心課程教學實施方案[M]. 北京：高等教育出版社，2009: 137-183.
[2] 鄒逢興. 關于創(chuàng)新計算機硬件技術基礎課程教學的實踐和思考[J]. 計算機教育,2004(2):81.
[3] 嵩天,李鳳霞. 計算機硬件技術基礎課程實驗的改革與實踐[J]. 計算機教育,2010(10):65-68.
Analysis and Suggestions to Textbooks for Computer Hardware Fundamentals
SONG Tian, LI Fengxia, SONG Dandan
(School of Computer Science, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China)
本簡歷模板為WORD格式,下載后可直接編輯.
更多簡歷模板>>
☉請使用WORD打開編輯您在本站下載的簡歷模板
☉如果您有好的簡歷模板與其它網(wǎng)友分享,請發(fā)送到
☉本站模板均是由我的簡歷網(wǎng)收集整理,未經(jīng)本站許可不能轉載或盜鏈本站資源
☉本站為非營利性站點，所有資源均是網(wǎng)上搜集或私下交流學習之用，任何涉及商業(yè)盈利目的均不得使用，否則產(chǎn)生的一切后果將由您自己承擔！本站僅僅提供一個觀摩學習的環(huán)境，將不對任何資源負法律責任。xxx專業(yè)個人簡歷 姓 名：*** 性 別：男 出生日期：1986-03-19 籍 貫：河北 目前城市：北京市 工作年限：應屆畢業(yè)生 目前年薪：XX萬人民幣 聯(lián)系電話：15900000000 E-mail： (郵件&MSN) 請換成自己的真實信箱！ 應聘方向 求職行業(yè)： 計算機軟件，計算機硬件，計算機服務(系統(tǒng)、數(shù)據(jù)服務，維修) ，通信/電信運營、增值服務，政府 應聘職位： 技術支持 求職地點： 北京市，秦皇島市，廊坊市，唐山市，石家莊市 薪資要求： 面議 工作經(jīng)歷 2008/03—現(xiàn)在 ***公司 所屬行業(yè)：計算機服務(系統(tǒng)、數(shù)據(jù)服務，維修) 技術部 系統(tǒng)和軟件維護，提供技術支持 主要職責： 1. 負責計算機系統(tǒng)的維護和故障恢復； 2. 解決計算機硬件出現(xiàn)的問題以及硬件維護； 3. 對計算機的數(shù)據(jù)進行備份和恢復； 4. 負責幫客戶安裝軟件，以及用戶培訓； 5. 安裝掃描儀等周邊的I/O設備； 6. 提供技術支持，解決客戶的問題。 2007/09—2008/01 河北農大 所屬行業(yè)：計算機服務(系統(tǒng)、數(shù)據(jù)服務，維修) 信息工程系 系統(tǒng)和軟件維護 主要職責： 1. 在校期間，與我系網(wǎng)絡管理員合作，兼職系統(tǒng)的安裝與維護； 2. 電腦軟件的安裝與優(yōu)化； 3. 電腦硬件故障排除； 4. 清除病毒等工作。 教育培訓 2005/08—2008/06 河北農業(yè)大學 計算機網(wǎng)絡 大專 河北農業(yè)大學 計算機組裝與維護高級技工計算機組裝與維護高級技工 職業(yè)技能 外 語： 英語：良好 自我評價 通過對計算機操作員（高級）的培訓，使計算機操作員（高級）全面掌握本等級的技術理論知識和操作技能，掌握計算機操作員（高級）崗位的職業(yè)要求，為參加本崗位的鑒定做好準備。其培訓的具體要求是掌握計算機的組裝與維護以及微機操作的基礎知識和基本技能、Windows操作系統(tǒng)的基礎知識和基本技能、掌握Word2000、Excel2000軟件及因特網(wǎng)的基本操作，局域網(wǎng)的組建和其他相關操作。 本人品德兼優(yōu)、性格開朗、熱愛生活，有較強的實踐能力和組織能力。
【關鍵詞】 CDIO模式 計算機 硬件嵌入式技術
近年來，嵌入式技術在工業(yè)控制、通信設備、醫(yī)療儀器及航空航天等領域中的應用越來越廣泛，新興的物聯(lián)網(wǎng)技術、智能家居等都以嵌入式系統(tǒng)為基礎，在這樣的背景下，市場對嵌入式人才的需求越來越重視。但就目前來看，當前高校計算機專業(yè)關于嵌入式技術方面的教學還存在一定問題，往往過于注重軟件方面的程序開發(fā)，忽略了硬件嵌入式技術的研究和教學。
在這樣的背景下，本文以CDIO功課教學模式為基礎，探討了計算機硬件嵌入式技術的發(fā)展方向和人才培養(yǎng)內容與方法，旨在為相關研究與實踐提供參考。
一、CDIO模式概述
CDIO模式屬于一種工程教育模式，是國家工程教育改革的一項突破性成果，由麻省理工學院等四所大學組成的研究團隊歷時四年研究獲得。CDIO模式代表構思、設計、實現(xiàn)及運作四個過程，以產(chǎn)品整個生命周期為載體，讓學生對產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行各個階段進行學習，實踐性較強。
CDIO理念繼承了歐美先進工程教育改革觀念，創(chuàng)新性的提出了可操作性的教學標準，對于提升功課教學質量有著重要的意義，代表了當代工程教育的發(fā)展方向和趨勢[1]。
就我國來看，工科教育體系需要積極培養(yǎng)出與世界接軌的工程師，但我國工科教育實踐還存在著諸多問題，過于注重理論和輕視實踐，過于注重學習而忽略創(chuàng)新，在這樣的背景下，應當積極學習并應用CDIO工程教育模式。
二、基于CDIO理念分析計算機硬件課程存在的問題
CDIO的核心為構思、設計、實現(xiàn)及運作，強調實踐性和創(chuàng)新性，基于這一理念，分析我國計算機課程中存在的主要問題。
2.1缺乏設計能力培養(yǎng)
近年來計算機技術發(fā)展較快，應用越來越廣泛，使得計算機系統(tǒng)復雜度提升，傳統(tǒng)軟硬件相隔離的設計方式已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代計算機系統(tǒng)要求。計算機系統(tǒng)平臺搭建、軟硬件協(xié)同設計等成為主流設計思想，但當前計算機硬件技術相關課程缺乏對學生這種先進設計能力的有效培養(yǎng)。
2.2缺乏可編程芯片設計能力培養(yǎng)
我國工科高校開設計算機硬件課程很少涉及到關于芯片編程的實驗課程，僅有的實驗安排在大肆，但受到教育體制的影響，許多學生畢業(yè)設計不涉及到芯片編程就不會認真學習，這就大大弱化了對學生可編程芯片設計能力的培養(yǎng)。
2.3缺乏創(chuàng)新能力培養(yǎng)
收到實驗條件等因素的影響，現(xiàn)有計算機硬件實驗大多針對的是純硬件邏輯，缺乏橫向功能拓展和縱向功能延伸，給予學生的創(chuàng)新空間較少，學生在現(xiàn)有條件下難以完成綜合性和創(chuàng)新性的設計。
三、嵌入式技g發(fā)展現(xiàn)狀
嵌入式系統(tǒng)是一種專用的計算機系統(tǒng)，其以計算機技術為基礎，以具體應用為核心，軟硬件可進行裁剪來滿足應用系統(tǒng)的相關要求，例如功能要求、穩(wěn)定性要求、功耗要求、成本要求及體積大小要求等[2]。嵌入式系統(tǒng)的應用能夠實現(xiàn)計算機技術、電子技術與各行各業(yè)應用的有效結合，其應用前景廣泛。
嵌入式技術的快速發(fā)展和應用使得計算機分類模式發(fā)生了改變，從傳統(tǒng)的按體積進行分來變化為通用型和嵌入型兩類，涉及到的領域十分廣泛，例如醫(yī)療領域、航天航空領域、軍事領域、工業(yè)控制領域及金融領域中都能夠看到嵌入式系統(tǒng)的身影。嵌入式系統(tǒng)中軟硬件結合，要想從事此項工作，需要具備較高的計算機技能水平，具體來說如下：
一方面，是電子工程、通信工程等硬件專業(yè)方面的人才，這些人才以硬件設計和開發(fā)為主，開發(fā)硬件驅動程序，對硬件原理掌握較為清楚，但這些人才對復雜的軟件系統(tǒng)往往能力較差，例如復雜應用軟件、嵌入式操作系統(tǒng)的程序設計等。
另一方面，是偏軟件專業(yè)的人才，這些人才在軟件開發(fā)和嵌入式系統(tǒng)開發(fā)上造詣較高，且如果軟件方面人才掌握了相關硬件原理，完全可以自主開發(fā)硬件驅動程序，硬件設計完成后則需要依賴于軟件實現(xiàn)系統(tǒng)功能。但就目前來看，許多企業(yè)將硬件設計部分外包，硬件設計能力較弱，對硬件有所忽視，這就造成市場上對硬件嵌入式技術方面的人才短缺。
四、基于CDIO模式計算機硬件嵌入式技術發(fā)展方向
4.1無線網(wǎng)絡技術
近年來，移動設備發(fā)展快速，無線網(wǎng)絡也隨之發(fā)展起來，人們對無線網(wǎng)的需求也越來越大，而軟件系統(tǒng)是否能夠支持無線網(wǎng)絡也成為了嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的關鍵所在[3]。因此，在今后的一段時期內，無線網(wǎng)絡應用將成為嵌入式技術的重要發(fā)展方向，就目前來看，WIFI、藍牙技術及無線傳輸技術等的應用越來越成熟，但需要注意的是，這些技術有著一定的局限性，其傳輸距離大多較近，這就需要在未來研發(fā)的過程中著重解決遠距離傳輸?shù)膯栴}，例如3G協(xié)議棧的開發(fā)等。
4.2網(wǎng)絡互連技術
在嵌入式系統(tǒng)不斷發(fā)展和應用的背景下，各種互聯(lián)網(wǎng)接口受到關注，傳統(tǒng)的單片機難以滿足對互聯(lián)網(wǎng)接口的要求，從而催生了各種新型的嵌入式系統(tǒng)，例如微型處理器，從互聯(lián)網(wǎng)接口方面來看，嵌入式處理器能夠支持TCP/IP、USB、CAN、IEE1394等多種通信接口，一些先進的嵌入式處理器甚至能夠同時支持幾種接口，但同時也需要一些硬件驅動程序，只有這樣才能夠實現(xiàn)輕松上網(wǎng)，打破眾多用戶上網(wǎng)的時空限制。
4.3人工智能技術
歸根結底，嵌入式技術的應用就是滿足人類相關的應用服務，人工智能化的發(fā)展和使用則能夠提升嵌入式技術的服務水平，將人工智能技術與嵌入式系統(tǒng)或產(chǎn)品相結合，實現(xiàn)人機交互，擴展嵌入式系統(tǒng)的服務應用范圍。就目前來看，人工智能技術與嵌入式系統(tǒng)的結合在醫(yī)療衛(wèi)生領域應用較為成熟，能夠降低手術病人受到的傷害[4]。
而隨著技術的發(fā)展和社會的進步，人工智能技術的應用范圍將會得到進一步拓展，例如自動控壓裝置、自動控溫裝置等智能化儀表的應用越來越多，這都會促進人工智能技術的進一步發(fā)展。
五、基于CDIO模式的計算機硬件嵌入式技術人才培養(yǎng)
計算機硬件嵌入式技術課程的學習是一個系統(tǒng)性、長期性的過程，需要循序漸進，不僅涉及到原油的硬件課程，還涉及到后續(xù)嵌入式技術理論知識和嵌入式設計開發(fā)等。本文結合CDIO工程教育模式和理念，探討計算機硬件嵌入式技術的人才培養(yǎng)方向和方法，具體來說如下。
5.1學習嵌入式系統(tǒng)基本知識
CDIO工程教育模式強調對構思、設計、實現(xiàn)及運作等產(chǎn)品整個生命周期的研究和學習，而對于嵌入式系統(tǒng)來說，其構思、設計、實現(xiàn)及運作都離不開嵌入式系統(tǒng)的基本知識，因此，在計算機硬件嵌入式技術人才培養(yǎng)過程中，嵌入式基本知識的學校至關重要。
嵌入式系統(tǒng)大體可以分為三類，其一為傳統(tǒng)的實時多任務系統(tǒng)，即RTOS系統(tǒng)，主要包括Vxworks操作系統(tǒng)、Tornado開發(fā)平臺等；其二為嵌入式Linux操作系統(tǒng)，其不僅可以作為服務器的操作系統(tǒng)，在嵌入式領域也有著良好的應用前景，系統(tǒng)免費，支持的軟件眾多，這會大大降低嵌入式產(chǎn)品的開發(fā)成本；其三為Windows CE嵌入式操作系統(tǒng)，如Microsoft等，其進入嵌入式市場前景良好，Windows CE嵌入式操作系統(tǒng)雖然于近幾年才被研發(fā)出來，但卻能夠迅速搶占市場，尤其對于智能手機、顯示儀表等對界面要求較高，Windows CE嵌入式操作系統(tǒng)的應用有著良好的效果。通過對嵌入式系統(tǒng)這些基礎知識的學習，能夠讓學生全面掌握嵌入式軟件整體開發(fā)環(huán)境情況和開發(fā)平臺，形成對系統(tǒng)開發(fā)理性、直觀的認識[5]。
5.2 ARM技術及嵌入式微處理器
當前嵌入式處理器種類較多，例如ARM處理器、MIPS處理器及PowerPC處理器等，其中應用最為廣泛的處理器當屬ARM，ARM有著四個通用處理器系列，不同系列能夠提供的性能有所差異，但基本覆蓋了大多應用領域，有效滿足了不同應用領域的應用需求。以SecurCore系列為例，其專門應用于對安全等級要求較高的場合。因此，應當讓學生積極學習ARM技術及相關嵌入式微處理器結構，為后續(xù)產(chǎn)品設計研發(fā)實踐奠定基礎。
5.3指令系統(tǒng)與硬件電路設計
一般來說，ARM微處理器有兩種工作狀態(tài)，且其能夠在兩種工作狀態(tài)之間隨時切換，第一種工作狀態(tài)為ARM狀態(tài)，在這種工作狀態(tài)下，處理器執(zhí)行的ARM指令為32位字對齊指令[6]；第二種工作狀態(tài)為Thumb狀態(tài)，在這種工作狀態(tài)下，處理器執(zhí)行的是Thumb指令，屬于16位半字對齊指令。兩種狀態(tài)下指令有著一定的關系，即Thumb指令集合為ARM指令集合的功能子集，但相較于等價ARM代碼來說，其能夠有效節(jié)省存儲空間，節(jié)省比例能夠達到30%-40%之間。
對于嵌入式技術來說，其軟硬件可以裁剪，因此應當做好硬件電路設計工作，通過有效的硬件電路設計來獲取最優(yōu)硬件組合，提升嵌入式系統(tǒng)的硬件性能。
除了上述提到的說那個方面之外，數(shù)字電路、數(shù)據(jù)結構算法及匯編語言和編程語言等也較為重要，需要在計算機硬件嵌入式技術人才培養(yǎng)中有所側重。
六、結論
綜上所述，在計算機領域，嵌入式系統(tǒng)的應用越來越廣泛，計算機硬件嵌入式技術越來越受到關注，計算機嵌入式技術人才的培養(yǎng)應當以CDIO模式為指導，以市場需求為導向，以嵌入式技術發(fā)展趨勢為依據(jù)，合理選擇教學內容，培養(yǎng)先進的計算機硬件嵌入式技術人才。
參 考 文 獻
[1]蘇英.基于CDIO的微機原理與接口技術教學研究[J].中國管理信息化，2016（10）：218-219.
[2]楊偉力 李偉民 楊盛毅.基于CDIO理念的嵌入式系統(tǒng)課程改革實踐[J].科教導刊（上旬刊），2016（06）：56-57.
[3]徐武雄.基于CDIO的地方高校嵌入式系統(tǒng)仿真實驗室建設研究[J].中國電力教育，2012（19）：98-99.
[4]王偉 王楊 孟煒 李明.變電站自動化IED設備嵌入式通信模塊的開發(fā)[J].科技資訊，2014（24）：9-10.
關鍵詞:硬件實驗;實驗體系;計算機專業(yè)
中圖分類號:G424文獻標識碼:A 文章編號: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
計算機實驗教學是計算機專業(yè)一個重要的教學內容之一,實驗教學的質量與人才培養(yǎng)的質量有著密不可分的關系。合理的實驗體系是高質量實驗教學的關鍵。高質量的實驗設計,綜合性和創(chuàng)新的實現(xiàn),都需要對實驗體系進行梳理。本文從我校計算機硬件實驗課程教學的現(xiàn)狀出發(fā),對計算機硬件實驗教學體系進行初步的研究與探索。
1 當前計算機硬件實驗教學存在的問題分析
目前,國內大多數(shù)高等院校在實驗教學模式和手段上,主要存在以下幾個方面的問題:
1) “教師課堂演示,學生分組實驗”的教學模式根深蒂固。這樣不利于調動學生的積極性,而且學生分組實驗時,又形成一名組員動手,其他成員觀看的局面,更不利于大多數(shù)學生動手能力的鍛煉。
2) 實驗內容陳舊,與實際應用脫節(jié);具體實驗的過程嚴格按照教材進行,缺乏靈活性;另外學科本身的特點也給學生的學習帶來一定困難。
3) 針對每門具體課程單獨設置實驗及單獨提供實驗環(huán)境。一方面很難使學生對其前導課程所完成的基礎能力做要求,同時也很難兼顧到其后續(xù)課程。各門課程各自為戰(zhàn),實驗設置缺乏連貫性、整體性、系統(tǒng)性,相互間缺少有效的貫通;另一方面實驗環(huán)境重復建設,實驗資源得不到充分利用。
計算機技術不斷進步與發(fā)展,如果硬件實驗教學仍停留在傳統(tǒng)的實驗教學模式和實驗平臺上,那么要實現(xiàn)開設自主性、綜合性、創(chuàng)新性實驗的目標將只能成為空談。計算機學科的課程內容具有很強的交叉性和相關性,特別是硬件課程,因而計算機硬件實驗課程更是面臨著諸多問題。比如,硬件設備投入高,項目開發(fā)周期長的問題。硬件實驗平臺的建設需要大量的資金投入,而且硬件類實驗消耗很大,需要持續(xù)的資金投入做保障。此外,硬件課程建設周期也較長,硬件實驗項目開發(fā)也非一蹴而就,實驗教師需要完備的理論知識和扎實的電子學知識,而且需要反復的實驗和長期的實踐,才能自如的設計實現(xiàn),這一過程比掌握一門計算機語言或一種計算機軟件開發(fā)工具要難得多和慢得多。同時,實驗設備的更新速度及實驗項目長周期開發(fā)難以滿足新技術、新方法的更新步伐。
另外,教學實驗設計針對性強,硬件線路相對固定,實驗內容受硬件設計的制約的問題。很多教學實驗臺的設計針對性強,是針對某門課程而開發(fā)設計的,硬件線路部分相對固定,其擴展性很有局限,更新實驗內容受硬件設計的制約。硬件實驗設備的高投入和實驗器件的大消耗,在沒有足夠資金投入的情況下,在現(xiàn)有硬件設備上進行實驗內容的更新,開設自主性、綜合性、創(chuàng)新性實驗難以實現(xiàn)。
其次,硬件實驗教學彼此脫節(jié),缺乏系統(tǒng)化的實驗體系的困難。計算機專業(yè)硬件類課程必修課程一般包括數(shù)字邏輯、計算機組成原理、單片機原理、計算機體系結構,選修課程一般包括計算機接口與通信技術、嵌入式系統(tǒng)設計等。這些課程之間彼此存在內在的聯(lián)系,學生通過這些課程的學習,應當能逐步建立起整個計算機系統(tǒng)設計的概念,掌握計算機系統(tǒng)的設計技術,掌握計算機的控制應用。但在具體課程和實驗安排中,卻往往忽略并割裂了這種內在聯(lián)系,實驗內容沒有從模塊化、系統(tǒng)化的角度整體考慮計算機系統(tǒng)設計和控制應用的要求。
綜上所述,分析這些課程之間的內在聯(lián)系,設計階段性、模塊化、系統(tǒng)化的實驗教學內容,建立計算機硬件實驗教學體系,對于培養(yǎng)學生的計算機系統(tǒng)設計能力和應用設計能力十分重要且必要。
2 構建科學完整的硬件課程實驗體系
2.1 硬件課程實驗體系
首先從教學計劃入手,在現(xiàn)已構建的硬件課程體系基礎上展開研究。新構建的課程體系由必修課程、選修課程及實踐課程三部分組成。必修課包括“匯編語言”、“數(shù)字邏輯”、“微機原理”、“組成原理”、“單片機原理”、“系統(tǒng)結構”等基礎課程,另外,為適應社會需求,在選修課除原有的“微機故障診斷與維護”課程外,增加“嵌入式系統(tǒng)設計”等社會需求較強、實用價值較高的應用性課程,同時計劃將 “硬件課程設計”實踐課程的開設時間提前至大三下學期,以保證課程體系的有效性、實用性、先進性。
硬件系列課程從體系結構上劃分為三個層次:基礎層、應用層和提高層,其課程間的關系如圖1所示。
基礎層為“數(shù)字邏輯” 、“匯編語言”與“組成原理”,在第三學期結束前開設。“數(shù)字邏輯”課程是計算機硬件系統(tǒng)的技術基礎,是必修的前續(xù)課;“匯編語言”作為硬件編程的基礎語言,是硬件設計的根本;“組成原理”介紹計算機的基本組成和工作原理,解決整機概念;其中匯編語言與組成原理均開設課內實驗,在學習整機構成的同時,強化學生的硬件動手能力。
應用層為“單片機”、“微機原理”等必修課程,以及“接口技術”等選修課程,可開設在第四學期到第六學期間,通過 “單片機”介紹單片機的組成和特點,以及應用領域,使學生了解單片機技術的發(fā)展趨勢;“微機原理”介紹微型計算機體系結構以及微型計算機各個組成部分等內容;并以“接口技術” 、“硬件課程設計” 等實用性強的課程作為選修課,每門課程都配有相應的實驗,強化學生對基礎知識的掌握和應用。
提高層為“系統(tǒng)結構”等課程,在第六學期到第七學期間開設。通過學習和實踐,能夠使學生比較全面地掌握計算機系統(tǒng)的基本概念、基本原理、基本結構、基本分析方法、基本設計方法和性能評價方法,并建立起計算機系統(tǒng)的完整概念。同時展開“嵌入式系統(tǒng)設計”實踐課程,從整體上強化學生的理論知識與綜合應用能力。
因此,在硬件課程實驗體系構建過程中,突出強調課程體系的系統(tǒng)性和完備性。從第2學期到第7學期硬件實驗層次逐步提高,實驗內容銜接連貫。注意各硬件實踐的相互次序和互補,使硬件實踐訓練層次化、系列化,以此來系統(tǒng)強化學生的硬件動手能力。同時調整各課程的開設順序,理順每門課與前導課和后續(xù)課之間的關系,從而保證硬件課程體系的系統(tǒng)性和完備性。
2.2 計算機硬件實驗平臺
在硬件開發(fā)平臺的設計上綜合各個階段的不同需求,構建多層次的實驗環(huán)境,提高實驗效率,促進學生的創(chuàng)新思維,進行創(chuàng)新式構建實驗。兼顧對畢業(yè)設計的實驗環(huán)境以及本科生創(chuàng)新性研究活動實驗體系的支持,結合軟件設計的方法和手段(即硬件設計軟件化)構建靈活多樣的硬件實驗平臺。此外,實驗平臺設計要具有層次性,并且考慮課程間內容交叉和互補。
傳統(tǒng)的實驗裝置支持相對簡單的連線類的實驗,這類實驗只能使用中小規(guī)模的集成電路器件。設計大規(guī)模的實驗幾乎是不可能的,因為大規(guī)模的實驗用中小規(guī)模的芯片來實現(xiàn)費時、費力,且受面包板等空間和實驗裝置能提供的電源限制。使用HDL 語言,如AHDL、VHDL 和Verilog 等,通過EDA 工具軟件設計各種規(guī)模的數(shù)字電子系統(tǒng)是目前工程師的設計潮流。通過EDA 和CPLD/FPGA 仿真器能完成計算機硬件課程的各類實驗。
根據(jù)我院實際情況,現(xiàn)采用一款低成本綜合實驗裝置,該實驗板是基于一個支持實時仿真的16/32位的ARM7 TDMI-S CPU的微控制器,可實現(xiàn)各種工業(yè)控制、醫(yī)療系統(tǒng)等方面的應用,通過擴充板可以滿足大部分的實驗要求。
2.3 多形式的實驗考核體制
為了更好地展開硬件實驗教學,對學生的實驗設計展開情況進行檢查和考核,需要有相應的科學合理的實驗考核方法對應。在文中所建立的實驗體系中,實驗的考核主要通過以下幾種形式。
1) 動態(tài)考核:對實驗過程中的主要環(huán)節(jié)進行跟蹤、記錄、評價,并作為最終成績考核的主要依據(jù)。這就改變了傳統(tǒng)的根據(jù)實驗結果和報告打分的體制,更能反應學生的實際能力。
2) 實驗報告:實驗結束后,要求學生撰寫實驗報告,以總結個人實驗結果,明晰實驗思路,實現(xiàn)知識的融合、升華和再學習。通過實驗報告的撰寫可以培養(yǎng)學生對科技活動的總結能力,科技論文的寫作能力,使學生的科研素養(yǎng)得到初步鍛煉。
3) 答辯機制:對于綜合設計型,特別是創(chuàng)新研究型實驗,前兩種考核機制存在明顯的不足,因此需要引入新的機制來評價學生所做工作及取得的成績。可通過學生講解、演示,教師提問和回答,課程設計報告撰寫三個步驟來進行考核。
參考文獻:
[1] 陳妍,王換招.高等學校計算機硬件實驗教學體系改革研究與探索[J].Computer Education,2008(8).
[2] 蔣景華.麻省理工學院培養(yǎng)創(chuàng)新人才特色的做法的分析研究[J].實驗技術與管理,2006,23(6):1-4.
[3] 劉新平,鄭秋梅.計算機硬件課程群實驗體系的改革與完善[J].Computer Education,2008(12).
計算機專業(yè)。
本專業(yè)是計算機硬件與軟件相結合、面向系統(tǒng)、側重應用的寬口徑專業(yè)。通過基礎教學與專業(yè)訓練，培養(yǎng)基礎知識扎實、知識面寬、工程實踐能力強，具有開拓創(chuàng)新意識，在計算機科學與技術領域從事科學研究、教育、開發(fā)和應用的高級人才。所有非常適合想學電腦的人。
（來源：文章屋網(wǎng) ）
關鍵詞：技工院校；計算機教學；實踐課程；課程設置
在當前的社會發(fā)展中，計算機技術在各行各業(yè)中得到了廣泛的應用，企業(yè)對于計算機人才的需求也不斷增大。計算機技術的應用與發(fā)展有效的推動了計算機教育事業(yè)的發(fā)展。技工院校的教育模式具有一定的特殊性，其主要體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，技工院校中的學生大多文化知識水平不高，對于學習毫無興趣甚至產(chǎn)生了厭煩心理；第二，技工院校的教學實踐相對較短；第三，技工院校的硬件設備設施不足，條件較差；第四，技工院校中教師的綜合素質不高，師資力量相對較差；等等。這些原因導致技工院校學生在計算機教學中無法掌握全面的計算機知識，不能夠滿足社會及企業(yè)的需要。因此我們很有必要技工院校計算機教學進行分析，通過實踐課程的研究來提高學生的計算機應用能力。
一、優(yōu)化課程設置，提高計算機教學的實用性與趣味性
為了提高學生的計算機應用能力，技工院校需要根據(jù)學生的興趣與愛好來設置計算機教學課程，以此來提高學生的自主學習能力，激發(fā)學生的好奇心，從而提高學生的計算機能力。
1、合理設置課程，達到實用性的目的
要想使計算機課程達到最佳的教學效果，技工院校的教師應該充分調查與分析，了解學生的愛好與興趣，然后從學校的實際情況出發(fā)，進一步開發(fā)計算機課程，向學生講授更多計算機內容，滿足學生對知識的需求，提高學生的計算機應用能力。
在設置計算機教學內容的過程中，教師應該將目標定位在提高學生計算機實際操作能力上，在實際教學過程中，教師可以通過各種方式向學生講授計算機操作方法、漢字錄入等各個方面的內容，明白計算中各個硬件的功能以及性能，熟悉計算機網(wǎng)絡的操作方法等。并且還需要了解各種各樣深層次的計算機文化概念，從而豐富學生的文化基礎，為后期計算機教學中實踐操作能力的培養(yǎng)奠定基礎。
2、提高計算機課程的趣味性，培養(yǎng)學生的自主學習能力
學生對某一種事物產(chǎn)生興趣有利于其對該事物的學習。因此在開設計算機課程的過程中，教師應該側重于課程的趣味性與實用性，教學時應取其精華，使學生更能夠掌握計算機知識。教師在授課之前，必須要對學生的興趣愛好做充分的了解，然后在課程中通過學生感興趣的東西來對其講授，例如教師交到學生通過計算機技術的應用制作卡片、通過指導帶領學生上網(wǎng)等，使學生在游戲或者練習中了解計算機技術的應用，激發(fā)他們對電腦的興趣。而作為一名優(yōu)秀的教師，在向學生講授相關計算機知識的過程中，不應過多浪費在計算機理論講授當中，而是在他們練習中明確方法與步驟，在興趣的驅使下不斷創(chuàng)新，提高學生的計算機應用能力。
3、健全技工院校硬件教學設施，促進學生的全面發(fā)展
在我國，仍然還有一部分技工院校并沒有重視計算機硬件教學設備，導致學生在計算機教學中無法實際操作計算機，這就不能夠提高學生的計算機應用能力。在現(xiàn)代化社會發(fā)展中，雖然在一些相關數(shù)據(jù)當中介紹了計算機硬件設備對知識的講授產(chǎn)生的重要性，但是由于內容過于單一，無法完全滿足不同層次學生的需要，這就在很大程度上限制了學生對計算機知識的學習。技校生就業(yè)單位的特殊性一般都是從事電路板、計算機硬件等生產(chǎn)和檢測的單位，需要學生對計算機硬件了解更多。應聘時.常常出現(xiàn)學生看不懂電路板.不知道計算機各硬件如何安裝.如何判斷硬件是否工作正常減少了學生成功應聘的機會學生更多的是和計算機的使用與維護打交道一這就要求我們應該開設專們的計算機硬件知識課程，教會他們如何安裝硬件，如何維護硬件、如何完成一些簡單網(wǎng)絡產(chǎn)品的使用.以及一些簡單網(wǎng)絡的組建和檢測我們完全可以在進行計算機硬件教學時，充分利用被淘汰下來的計算機作實物演示，讓學生自己動手，加深對硬件的認識。
二、優(yōu)化教學環(huán)節(jié)并營造發(fā)現(xiàn)式的學習環(huán)境
1、優(yōu)化理論課教學。教學時，教師應善于創(chuàng)造設疑的契機，設置懸念，誘導學生析疑解疑，讓每個學生在課堂上都有事干，或指導他們下一步要干什么。也必須留一定的時間，讓學生通過視聽發(fā)現(xiàn)矛盾，向教師提問，教師可通過課堂討論答疑。這樣，充分調動了學生的學習積極性，學生學得主動，學得活潑，學習效率顯著提高。
2、優(yōu)化上機實踐。美國著名教育家杜威提出了“從做中學”、“從活動中學”、“從經(jīng)驗中學”的實用主義教育思想。實踐是最好的老師，只有把課堂授課與實驗操作緊密結合.才能把知識轉化為能力。
為提高上機效率，在有計劃、有步驟、有目的進行操作的前提下，每次必須把課堂教學的基礎知識轉化為能力。讓學生發(fā)現(xiàn)認知點，鞏固理論概念，發(fā)展他們高水平的思維和解決問題的能力。
學生上機時，教師巡回指導，及時對學生進行提問、輔導、答疑，檢查每一個學生掌握的程度。針對學生比較活躍的特征，必須加以耐心細致的正確誘導。對喜歡玩游戲的現(xiàn)象可充分利用教學媒體和教學環(huán)境，因勢利導，也可給學生講解游戲的程序結構和破譯方法.促使其智力因素和非智力因素的統(tǒng)一協(xié)調。
3、充分運用現(xiàn)代媒傳法，優(yōu)化計算機課堂教學。傳遞教學信息成為現(xiàn)代媒傳法課堂教學的一個重要特征和必然趨勢。媒傳使課堂結構從“二元主從結構”雙向反饋信息變?yōu)椤皫拧⒚健⑸Y構”的多向反饋信息。既給學生進行形象思維創(chuàng)造條件，又為學生進行抽象思維創(chuàng)造時機。
三、加強師資隊伍素質建設，促成教育的全面變革
對于從事計算機教育的教師，必須要有一定的功底，比各方面都要鉆精、鉆透在教學中，對于理論知識.采用形象化的語言.不能生搬硬套，并且還應該及時拓展學生的學習思路.由此及彼計算機應用技術發(fā)展迅速、層出不窮.計算機教師也應不斷學習.不斷豐富和完善自己的知識體系從而不斷提高自己的業(yè)務能力順應時展學校也應大力展開學術討論.提供科研條件利用集體搞教研活動的時間.開設一些講座.傳遞計算機前沿信息.給教師及時“充電”，并布置一些論文題目，提供科研條件鼓勵教師積極開展學術討論以造就一支高素質的計算機教師隊伍，促成教育的全面變革。
四、結束語
總之。作為一名技工院校從事計算機教育的教師.在教學過程中.我們不僅要把計算機的基礎知識傳授給學生，更要培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和實踐技能，真正把技工院校的計算機教育推向前進。為培養(yǎng)國家所需的計算機技能型人才而貢獻自己的力量。■
參考文獻
[1]李永雷.計算機教學中學生創(chuàng)造力的培養(yǎng)[J].新課程研究（職業(yè)教育）.2007（04）
1、計算機專業(yè)是指計算機硬件與軟件相結合、面向系統(tǒng)、更偏向應用的寬口徑專業(yè)。通過基礎教學與專業(yè)訓練，培養(yǎng)基礎知識扎實、知識面寬、工程實踐能力強，具有開拓創(chuàng)新意識，在計算機科學與技術領域從事科學研究、教育、開發(fā)和應用的高級人才。
2、比如電子與通信工程、應用電子技術、電子科學與技術、計算機科學與技術、通信工程、電子信息工程、微電子技術、電子信息科學與技術、企業(yè)信息計算機管理、電子商務、經(jīng)濟信息管理與計算機應用、信息管理與信息系統(tǒng)、計算機輔助設計與制造，等等。
（來源：文章屋網(wǎng) ）
關鍵詞 信息技術 職高學生 計算機專業(yè) 專業(yè)特長形成
中圖分類號：G633.67 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2014）18-0036-03
一、背景
近年來計算機技術的突飛猛進和迅速普及，社會需要更多的高素質人才，這對計算機學科教育提出了更新更高要求，計算機教育不論從課程設置還是從教學內容上遠遠不能滿足社會的需求。目前，很多學校已經(jīng)意識到這個問題，并引起了重視，由傳統(tǒng)的理論型教學向學生專業(yè)特長型方向發(fā)展。
信息技術課程作為一門實踐操作性很強的學科，更應注重學生特長的培養(yǎng)，使學生在掌握一定基礎知識的同時能夠培養(yǎng)能力，為他們的專業(yè)特長形成打下基礎。
在培養(yǎng)計算機專業(yè)學生過程中，注重學生能力的培養(yǎng)，以適應當今市場的需求，職業(yè)教育就是為企業(yè)培養(yǎng)知識結構合理、專業(yè)技能過硬，能夠迅速上崗并為企業(yè)創(chuàng)造效益的應用型人才。專業(yè)課教學的任務，包含著傳授知識、專業(yè)特長和培養(yǎng)良好職業(yè)道德這樣三大方面，其中專業(yè)特長的培養(yǎng)與發(fā)展，是學生認識社會、適應時展的客觀需要，是專業(yè)課教學中不可分割的組成部分。
二、培養(yǎng)目標
1.專業(yè)目標
充分認識職業(yè)教育的目的，樹立職高計算機教育有利于培養(yǎng)學生專業(yè)特長的意識，要求掌握計算機應用技術，具備計算機某一方面特長，畢業(yè)后能從事計算機系統(tǒng)的管理與維護，能從事多媒體制作，能從事平面設計工作，能具備最基本的編程能力，能適應網(wǎng)頁制作技術，并具備進一步深造和自學的能力等。
2.技能目標
通過探索研究，培養(yǎng)計算思維能力，對抽象事物的認知能力和對各種設計選擇的理解能力，以及客觀的科學的測試和評價能力；培養(yǎng)具有實踐能力、創(chuàng)新能力、適應社會、一定工作能力、自我發(fā)展的能力的優(yōu)秀畢業(yè)生。
3.操作目標
通過本課題的研究，希望能夠為學生專業(yè)特長能力的培養(yǎng)提供理論與實踐依據(jù)，以提高實際運用的能力。在學生專業(yè)特長培養(yǎng)上可以通過以下幾個方面去培養(yǎng)：能熟練運用常規(guī)辦公軟件，如OFFICE等，能適應辦公室日常工作的需求；具備掌握計算機軟件、硬件的組裝維修原理，勝任計算機維修等工作；能充分利用自己扎實的專業(yè)知識，準確定位用戶的需求，具備一定的營銷知識與經(jīng)驗；具備網(wǎng)絡專業(yè)知識特長，對企事業(yè)系統(tǒng)中網(wǎng)絡的構架與維護有一定的實踐經(jīng)驗，能夠建設和維護簡單的網(wǎng)站，能從事網(wǎng)絡相關的工作；具備熟練掌握多媒體制作軟件知識的特長，能較熟練掌握流行的網(wǎng)頁制作軟件、FLASH動畫制作、Photoshop平面設計以及相關的多媒體處理軟件，具有應用它們設計實用網(wǎng)頁的實踐經(jīng)驗；具備電子商務知識的特長，能從事電子商務類的專業(yè)工作。
三、研究過程
（一）運用信息技術開展計算機專業(yè)指導
教學工作者必須意識到職業(yè)教育與學生特長發(fā)展之間的密切關系，以職業(yè)教育有利于培養(yǎng)學生專業(yè)特長為理念；同時，信息技術教學以引導為主，提供學生自主學習目標，增強自主參與意識，激發(fā)自主學習動機，形成自主參與情感；創(chuàng)設有利條件，提高自主探索能力；加強學習方法指導，提高能力培養(yǎng)，發(fā)揮學生主體作用的關鍵在于教給其學習的方法，讓學生由“想學”到“學會”，再過渡到“會學”。
（二）運用課程設置及課程教材進行計算機專業(yè)教學
目前我校計算機專業(yè)的課程設置主要有平面廣告設計教學、動畫制作教學、多媒體課件教學、網(wǎng)頁制作教學、基礎語言教學，根據(jù)課程設置，我們計算機組合理分工，進行特長培養(yǎng)。1.計算機操作應用人員，能熟練運用各種辦公自動化軟件和常用計算機外設，解決日常辦公中的文字、表格等的快速處理。另外，還需學習一定的文秘基礎知識，掌握常用辦公設備的使用；2.計算機維修維護人員，熟悉各種常用的計算機軟件和硬件，能熟練安裝各種軟件和硬件設備，具備軟、硬件維護的知識和經(jīng)驗。3.計算機網(wǎng)絡安裝和維護人員，注重培養(yǎng)學生網(wǎng)絡的相關知識，具備網(wǎng)絡專業(yè)知識特長；4.注重培養(yǎng)學生多媒體知識的掌握，熟練掌握常用的多媒體軟件，如phtoshop、flash、coreldraw、dreameaver等。
同時，專業(yè)特長的培養(yǎng)必須按階段完成。一般來說，可以參照以下步驟：第一階段，即入學的前兩年目標應該是一致的，都是文化素質培養(yǎng)和專業(yè)基本知識、專業(yè)基本操作的學習，經(jīng)過統(tǒng)一水平測試后，合格的學生就可以通過自主選擇分別進入下一階段的學習。第二階段的培養(yǎng)應該是各不相同的。選擇就業(yè)的同學按各自的特長和意愿選擇適合自己的就業(yè)方向，根據(jù)專業(yè)方向操作應用技能的難易程度分別進行一年的專長培養(yǎng)。
（三）運用軟硬件開發(fā)進行計算機專業(yè)教學
我校現(xiàn)有3個電腦室、140多臺電腦，每個教室均配有多媒體設備，教學樓內實現(xiàn)無線上網(wǎng)，為可進行的研究提供了良好的條件。利用優(yōu)越的軟硬件條件，主要進行如下方面研究：
1.電腦維護與維修特長培養(yǎng)
學生整體動手能力得到提高，更培養(yǎng)了他們的興趣愛好。對男生而言，這方面比較感興趣，于是針對他們的興趣特長，將理論與實踐操作相結合，使學生掌握計算機的軟件維護與硬件維護。其中軟件維護主要有：WIN98安裝、WIN2000安裝、WINXP安裝、GHOST系統(tǒng)備份及還原、系統(tǒng)優(yōu)化、系統(tǒng)基本設置、系統(tǒng)簡單故障排除。硬件維護主要有：計算機主要硬件的介紹和購買、計算機的組裝、計算機硬件的簡易參數(shù)設置、BIOS設置、計算機硬件的簡易故障診斷與排除、計算機硬件的簡易清潔、網(wǎng)絡的簡易構成、網(wǎng)絡介質的簡單制作、簡單的組網(wǎng)和網(wǎng)絡設備的簡介、服務器環(huán)境的要求和設置、網(wǎng)絡還原。
2.計算機基礎特長培養(yǎng)
在信息技術技能中，基本功是相當重要的，因此在特長培養(yǎng)中，計算機基礎特長培養(yǎng)也是一塊重要的領域，其中打字就是其中一項。
3.計算機平面設計人員培養(yǎng)
使學生能熟練掌握平面設計所使用的做基礎電腦軟件，能獨立勝任創(chuàng)意及設計制作工具，具備一定的彩色運用能力和平面創(chuàng)意能力，并在學習中具備領先、前沿的設計思維和理念，使之能勝任整體廣告宣傳創(chuàng)意及各類宣傳品的平面設計與制作能力。
4.動畫制作特長培養(yǎng)
使學生掌握FLASH等基本的動畫制作軟件，能嫻熟運用這些軟件來完成一定要求的動畫作品，培養(yǎng)學生的自主思考和創(chuàng)造能力。
（四）運用與社會接軌進行計算機專業(yè)教學
職業(yè)教育應該是社會生產(chǎn)和社會生活服務的一部分，是社會成員獲得職業(yè)身份或職業(yè)資格的重要的社會化過程。因此，應進行廣泛的社會調查，了解勞動力市場對這些崗位的需求，了解這些崗位上崗必須滿足的要求，了解這些崗位技術發(fā)展的狀況，預測勞動力市場對計算機應用人才的需求，寫出調查報告和市場分析。研究職業(yè)高中學生計算機應用能力和水平在就業(yè)上崗的職業(yè)分類、職業(yè)能力，通過認真分析地區(qū)計算機技術應用的現(xiàn)實基礎和未來發(fā)展趨勢，通過對計算機應用在不同崗位的職業(yè)分析，歸納和完成職業(yè)中學學生計算機應用能力在各職業(yè)分類和就業(yè)市場的作用。
職業(yè)教育必須面向市場，以就業(yè)為目標。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，現(xiàn)代企業(yè)迫切需要擁有一定的專業(yè)知識，同時又掌握專業(yè)技能技巧的灰領。在上海、深圳等地區(qū)出現(xiàn)了高級工、技師個人收入超過了大學畢業(yè)生和研究生。這說明，在知識經(jīng)濟的社會里，企業(yè)對中等職業(yè)教育的要求與以往相比更高了。所以，為了使學生能更好的就業(yè)，在專業(yè)特長培養(yǎng)中必須首先了解市場，以市場需求為導向來培養(yǎng)，這樣才能更好的有的放矢。
四、成效和思考
（一）學生計算機專業(yè)特長初步形成
著眼于素質教育的全面推進，努力培養(yǎng)既具有較強的創(chuàng)新意識和開拓精神，又具有良好個性特長的新型人才，增強學生在進入社會后的競爭能力，從社會實際出發(fā)，確定了電腦維護與故障維修研究、軟件設計、網(wǎng)頁制作特長培養(yǎng)、計算機基礎特長培養(yǎng)、PHOTOSHOP平面設計研究、FLAH動畫制作培養(yǎng)為切入點，對學生特長培養(yǎng)進行探索與研究。
在注重學生特長培養(yǎng)的過程中，我校計算機專業(yè)實習生98.6%都找到了實習崗位，在調查中，他們本人及實習單位都很滿意，現(xiàn)舉例如下：陳嬌嬌，成功任職于阿里巴巴；胡珊珊，任職于臨平引鈺臺灣飾品；王慧，任職于同盛電腦公司；卓慧，任職于安吉創(chuàng)新科技有限公司；孟嬌，任職于北京四中網(wǎng)校；夏靈，任職于新視原廣告公司；高新凱，在華耀家具廠從事電腦管理；葉華軍現(xiàn)在電腦公司從事超速數(shù)碼工作；范躍峰，任職于聯(lián)創(chuàng)電子有限公司……
（二）校本教材
根據(jù)專業(yè)特長培養(yǎng)目標與實踐操作，經(jīng)過總結與歸納、修改，形成了一套校本教材，對計算機硬件維護、系統(tǒng)安裝、動畫制作、網(wǎng)頁制作及平面廣告設計，配有生動的圖片，從實踐教學中，學生反映良好。
（三）教師專業(yè)發(fā)展
沒有相應水平和實踐經(jīng)驗的老師，就難有合格的學生，通過課題組分工合作教學，可以很好地利用教師專業(yè)對學生專長的培養(yǎng)，學生進入專業(yè)技能學習階段后，某個專業(yè)方向（就業(yè)方向）的學生應該學習什么課程、應該開展什么樣的實踐培訓活動，均由相應專業(yè)方向的教師根據(jù)實際情況去制定和負責實施。將我們的專業(yè)課教學活動與學生的就業(yè)掛鉤，這首先需要我們的專業(yè)教師在具備相應專業(yè)知識和技能的的同時，更多了解社會對某類專業(yè)人員的具體需求，以及某個專業(yè)方向中專畢業(yè)生具體都做什么樣的工作，或在參與實際的社會工作中挖掘出某個專業(yè)方向的社會需求，為他們及時培養(yǎng)所需人員。在本課題研究過程中，教師在各自方面也取得了一定的成果：王連玉老師的《C語言程序設計調試常用技巧》在國家級刊物發(fā)表，同時參與省教材《微機應用基礎》的編寫；馬美芳老師指導學生參加省創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽獲省二等獎，指導學生參加市技能大賽獲多個市一等獎。
參考文獻：
[1]嚴雙林.高職計算機網(wǎng)絡專業(yè)實踐性環(huán)節(jié)的教學改革與實踐[J].揚州職業(yè)大學學報，2007，（11）.
關鍵詞：計算機組裝；實踐能力；教學改革
計算機的組裝與維護是計算機應用過程中非常重要的環(huán)節(jié)。我院開設的“計算機組裝與維護”為全實訓選修課程，有專門的實訓室，配備了一定數(shù)量的組裝用計算機組件，可同時安排40名學生進行學習。本課程的教學目標是讓學生在了解計算機的組成、計算機的功能和計算機基本原理的基礎上，掌握計算機的組裝方法、磁盤管理方法、操作系統(tǒng)、應用工具軟件的安裝和使用，學會常見外部設備的使用與維護，掌握排除常見的軟硬件故障的方法。[1]
一、“計算機組裝與維護”課程的特點
1.課程內容多，實踐性強
“計算機組裝與維護”是一門理論性、實踐性、應用性非常強的計算機應用能力課程。本課程的主要內容包括：PC機的基礎知識、微機部件及系統(tǒng)擴充外部設備的安裝、CMOS設置、硬盤分區(qū)及格式化、操作系統(tǒng)的安裝、驅動程序及應用軟件的安裝、常用工具軟件的使用、微機的日常維護與常見故障的排除。[2]
2.計算機硬件產(chǎn)品知識更新快
計算機硬件的發(fā)展速度非常快，各種新的產(chǎn)品、型號、品牌層出不窮，其性能指標多種多樣。要求學生必須把握市場的發(fā)展動態(tài)，緊跟計算機技術的最新發(fā)展狀況，做到熟悉當前市場的各計算機配件的流行產(chǎn)品。
3.對實訓器材要求高
在選購計算機組裝器件時，既要考慮各器件的性能不能太落伍，又要考慮成本不能太高。而且在使用過程中，實訓的準備工作量很大，維護成本也較高。
二、教學中存在的主要問題
1.教學內容更新快，教材滯后
科學技術的飛速發(fā)展，使計算機的軟件和硬件都有了新的突破，新技術和新產(chǎn)品層出不窮。由于存在計算機硬件技術發(fā)展迅速與教材出版周期之間的矛盾，必然會出現(xiàn)教材滯后的問題。
2.教材內容與實訓器材不配套
教材中都會以最新的硬件產(chǎn)品為實例進行講解。除CPU外，其他設備的種類、品牌很多，而在選購設備時因受多種因素的影響，不可能選用與教材介紹一致的設備。
3.設備損耗大
在實際的教學過程中發(fā)現(xiàn)因學生的錯誤操作帶來的設備損壞現(xiàn)象比較嚴重。損壞主要有兩類：一是物理損壞，不能修復。如CPU、硬盤、光驅斷針，數(shù)據(jù)線插頭損壞，板卡短路等。這類的損壞造成的損失較大；二是因連接不當?shù)仍蛟斐傻臅簳r性的不能工作。這類就需要教師一點點的仔細檢查進行修復。
三、教學方法的改革
1.講解與演示相結合
該課程宜采取邊講解邊實踐，然后再拓展理論的教學方法。為加強連貫性可播放完整的操作演示視頻，同時應提醒學生每一步的操作細節(jié)，特別是容易出錯的地方要強調，這樣學生做得仔細，印象會更深刻。
2.分組操作，相互幫助，培養(yǎng)團隊合作精神
為了培養(yǎng)學生的團隊精神，可進行分組教學。在分組的時候盡量讓動手能力較強的和動手能力較弱的分在一組，這樣在實訓過程中出現(xiàn)問題時可以互相幫助解決，同時也可以培養(yǎng)學生的人際溝通能力。
3.硬件組裝與軟件安裝分開操作
“計算機組裝與維護”是設備損壞率非常高的一門課程，為了減少損耗，教師可將硬件組裝與軟件安裝分開操作。在實訓時，我們將比較落后的機器拿來進行硬件的組裝，當然也要拿幾臺比較好的機器，讓學生去比較一下市場上流行的機器與比較落后的機器在組裝上的區(qū)別，使學生適應市場上各種硬件的安裝。
綜上所述，計算機組裝與維護是一門實踐性很強的課程，它與理論結合得很緊密。在今后的教學中，應探索使用如3D模擬等其他新的教學方法，努力為學生創(chuàng)造良好的實踐機會，提高學生綜合運用知識的能力、解決實際問題的能力及創(chuàng)新能力，同時也為其學習后續(xù)課程及就業(yè)提供幫助。
參考文獻：
