计算机硬件基础课程精选(五篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的5篇计算机硬件基础课程，期待它们能激发您的灵感。

篇1

关键词:计算机硬件技术;教学改革;实验教学

计算机硬件技术基础课程是普通高等学校理工科专业的一门重要计算机技术基础课程,也适合非理工科的其他专业学生选修。早在2006年,教育部高教司就明确提出了该课程是针对大学非计算机专业理工类本科生设置的6门典型核心课程之一。它是学生学习和掌握计算机硬件基础知识、了解计算机硬件发展、熟悉硬件原理及接口技术的主要课程。

1课程现状和问题分析

根据教育部关于计算机基础教育“三个层次”的教学思想,计算机硬件技术基础由微型计算机原理和微机接口技术等课程整合而来,因此自2006年以来,该课程的教学内容和实践环节一直延续着原有课程的体系。与此同时,计算机硬件在过去的50年里以摩尔定律(晶体管的集成度每18个月翻1番)高速发展,以CPU为代表的计算机硬件更新换代十分迅速,新的接口层出不穷,使该课程的教学内容和实践环节与学生成长和熟悉的环境严重脱节[1-2],具体表现在以下3个方面:

第一,课程内容过于专业,教学要求和学生基础有一定差距。微型计算机原理和微机接口技术等课程主要针对大三或大四学生开设,而以这两门课程内容为基础的计算机硬件技术基础课程主要面向大一和大二学生,目的是进行计算机基础教育。由于面向群体不同,原有课程内容和实践环节过于专业,不适合计算机硬件入门级教学。

我们随机选取了高等教育出版社、机械工业出版社和中国铁道出版社2005年之后出版(含再版)的5本教材。经过统计,3本教材以较多篇幅介绍Intel 8086系列处理器指令和接口结构,其中4本含有较多的汇编语言知识。然而,Intel 8086和汇编语言等知识对于低年级非计算机专业学生过于深奥和枯燥,非计算机专业低年级学生很难理解。

第二,课程内容过于陈旧,实验环节无法吸引学生们的兴趣。我们调研了国内多所高校相关课程的教学状况,课程实验方案主要包括两种,即结合计算机硬件实验箱和利用PC机进行拆装实验。

基于实验箱的课程实验往往以DOS、汇编语言、8255a、数码管显示和数模转换等实验为主,这些内容继承了微型计算机原理的实验内容,对于大一和大二学生来说,离他们熟悉的硬件环境较远,缺少趣味。以PC机为平台的计算机拆装类实验一般会受到学生的欢迎,具有一定吸引力,但计算机拆装较为浅显,与课程内容结合效果不足,不能使学生对计算机硬件的原理有深入理解。尽管如此,考虑到学生的兴趣,将PC机作为入门级实验平台应是课程实验改革的方向。

第三,计算机基础课程的性质使课程无法照顾到各专业的需求。传统教学和实验内容不区分学生的专业属性,对于理工科专业来说,课程实验难度较低,缺乏学习兴趣;对于非理工科专业来说,课程实验难度较高,无暇关注更深入内容。为此,课程实验改革应该考虑学生的专业特点,实验为基本实验和可选实验,因材(专业)施教[3-4]。

实践教学是高等教育课程的重要组成部分,实践教学应努力贯彻以学生为主体,教师为主导,坚持知识传授、能力培养、素质教育协调发展的实验教学理念。结合计算机硬件技术基础课程的实际情况,课程实验教学改革势在必行。

2教学改革内容

北京理工大学计算机公共基础课教学团队(国家级教学团队)在充分调研该课程讲授现状的基础上,于2010年度开展了教学改革。核心思想是以克服学生对硬件的恐惧心理为目的,以计算机硬件经典技术和新发展为主要内容,辅助开放和自由的实验教学平台,重点在于改革课程实验内容。

基于上述思想,课程实验的改革从3个方面开展:教学组织、实验方案和实验场地。

首先,在教学组织上,我们增大了实验比例,占到整个学时的25%。同时,教学内容以“基本概念+基本部件”方式组织,如表1的第2-6章。例如,第3章内容为“存储系统与存储器”,其中存储系统是基本概念,学生理解起来有一些抽象,需要课堂讲授;而存储器则是基本部件,可以采取实践教学,学生在实验中认识硬盘、Flash存储器、光存储器等设备,更容易将存储系统和实际硬件有机关联起来,取得更好的教学效果。

其次,在课程实验方案上,考虑到大一、大二学生对硬件的陌生程度,我们采取了“基本实验+提高实验”的模式。基本实验的目的是让学生对计算机硬件有基本的熟悉,克服对硬件的畏惧心理。提高实验的目的则是结合某一章节内容,通过题目引导和激发学生的兴趣,调动他们的积极性,使其深入了解计算机硬件,部分候选方案如表2所示。

最后,为了达到实践教学目的,依托学校的支持,我们建立了能够同时为120人提供实验的场地,并在课程授课期间同步向学生自由开放。

3课程实验改革实践

以北京理工大学2010年度的教学为实验样本,学生来源于大一和大二两个年级,共计122名,其中包含34名大一学生和88名大二学生。学生分布在36个专业,共12个学院,以理工科专业为主,如图1所示。该课程以全校公选课形式提供,限制人数为120人(额外2人为留学生),共32学时,包含8个课程实验学时。

结合课程实验改革内容,我们向全体学生发放了无记名调查问卷,全部学生提交了有效问卷,我们获得了一批有价值的反馈信息。

对于课程学时和实验课程学时问题,大一与大二学生的反馈建议如图2所示。由图可以看出,如果计算机硬件技术基础安排在大一下学期,学生只学过计算机基础课程,对硬件知识学习的渴望比较强烈,32个学时相对较少。如果安排在大二下学期,学生会比较有针对性地听课,32个学时较为合理。

图3给出了学生针对实验学时的反馈意见,横坐标是实验学时数,纵坐标是人数。可见,75%的学生们希望实验学时在8～11之间,即实验课时占到总课时的25%～34%。

针对一些高校开展的“计算机拆装”实验,我们对学生的支持度进行了调查。有100%的大一学生和98%的大二学生认为“计算机拆装”实验很有必要,得到了学生的广泛支持,实验效果如图4所示。

从图4可以看出,计算机硬件技术基础课程实验应该以学生常见的PC机及扩展实验组成,这就指明了该课程实验改革的方向。

由于实验场地建设等问题,本次教改实践让学生选择完成1项基本实验和1项提高实验。对于全部课程实验方案安排,请学生就欢迎程度排序,结果如表3所示。

从表3可以看出,在基本实验方案中,“计算机拆装”和“计算机硬件故障诊断”实验最受学生欢迎。此外,“操作系统安装”和“网络连通性测试”等与学生密切相关的实验也很受欢迎。从基本实验方案的设计初衷上来看,上述内容达到了预期效果,有效地激发了学生的学生兴趣,并帮助其克服了对硬件的恐惧心理。

在提高实验方案中,“U盘高级操作”和“硬盘数据的恢复”与生活比较贴近,最受学生欢迎。此外,由于大部分学生是理工科类学生,从未来专业发展角度讲,“驱动程序设计”和“单片机开发”也得到了学生支持。这样的实验内容涵盖较多,在该课程中能够帮助学生建立基本的概念即可。

而一些传统实验,例如“串行通信建立和测试”、“8086指令集实验”等,没有激发学生的学习兴趣。应该说,这两个实验的专业性更强,但对于大一、大二学生来说,专业性强的实验不容易让学生掌握基本原理和规律,不利于学生克服畏难心理。

4结语

针对计算机硬件技术基础课程,结合北京理工大学2010年度教学改革实践,我们认为实验课时占总课时30%左右时的教学效果最好。在课程实验中,以PC机为主的硬件实验受到了学生欢迎。除了一些高校开展的“计算机拆装”实验外,更多实验得到了实践。从反馈效果来看,本文提出的实验方案能够有效调动学生的积极性,具有良好的效果。

注:本课程相关教学内容、教学课件通过互联网开放。

参考文献:

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

[2] 樊友洪,邓韧,张敏. 非计算机专业“计算机硬件技术基础”课程教学实践探索[J]. 高教论坛,2009(2):75-77.

[3] 杨素敏,张政保,寇应展.《计算机硬件基础》课程教学内容和教学模式改革的探讨[J]. 中国教育信息化,2009(10):38-39.

[4] 邹逢兴. 关于创新计算机硬件技术基础课程教学的实践和思考[J]. 计算机教育,2004(2):81.

Innovation in the Experiments for Computer Hardware Fundamentals

SONG Tian, LI Feng-xia

(School of Computer Science, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China)

篇2

摘要：传统的计算机硬件基础课教学已不适应现代科学技术的发展和社会对人才的需求，本文结合计算机专业的特点，从课程内容、教学体系、教学方法等方面总结了在硬件基础课教学改革中所取得的实际经验和体会。

关键词：硬件基础课；教学改革；整合课程

中图分类号：G642 文献标识码：B

1引言

计算机硬件教学的先修课程是“电路分析”、“模拟电子学”和“数字逻辑与数字系统”。由于历史原因，这些课程大多由电子系开设，是以理论研究为目的的课程体系，存在教学内容陈旧，课程体系老化，理论论述多，占用学时多，前后衔接不好等问题，给后续计算机硬件课的理论教学和实践教学带来了诸多困难和被动。而计算机专业与其他专业相比较，少有的几个优势之一就是对计算机硬件结构的掌握。因此，结合计算机专业的具体情况，在教学体系、教学内容和教学方法等方面对硬件基础课程进行必要的改革就显得尤为重要。

2整合内容、精缩课时

1) 现代科学技术的发展日新月异，计算机技术的发展更是突飞猛进。在大学本科阶段，除了要给学生传授基础理论知识外，还要讲授新技术、新理论，这就使得各高校不断压缩某些传统基础课的课时，增设一些新的课程。在这种形式下，硬件基础课的课程体系和教学内容亟待更新。

2) 课程体系的构建是以理论知识为架构，以实际应用为目标，教学内容则应紧密结合专业核心能力对理论知识的要求。综合时展、专业结构和课程体系的总体考虑，从98年起我们就根据计算机专业的特点，逐渐建立完善了一套硬件基础课的课程体系。首先，在课程内容的组织与建设方面,注重了先修课和后续课程的关系,做到内容上不重复,知识点上不脱节。其次，教学内容力图反映时代的发展，技术的进步。通过编写出版《电路与电子学基础》、《数字逻辑与数字系统》两本教材重新划分课程内容，精缩学时，将原有的64学时的“电路分析”和64学时的“模拟电子学”这两门课程整合为课内48学时、实验20学时的“电路电子学”课程，重新划分、补充了“数字逻辑与数字系统”（课内48学时、实验20学时、三周课程设计）的教学内容。

(1) “电路与电子学”课程。在电路分析部分不再追求研究线性电路的理论体系完整性，删除了部分传统教学内容，只保留直流分析、交流分析和动态电路三大部分。在直流分析中，删掉了“电路分析”教学中关于支路电流法和回路电流法的内容，保留电路系统分析法中的被广泛用于机辅分析的节点电压法。在交流分析中，删除了三相电路内容，而对通信中的谐振电路则详细讲解。动态电路的分析中，只通过一个简单的RC充电回路让学生了解时域分析的基本步骤，而将重点放在三要素法和RC无源微积分电路上。在“模拟电子学”部分，去掉了半导体器件导电原理和反馈的方框图计算法，精简了阻容耦合放大电路（包括多级放大）、小信号动态图解法、差分电路分析等。相应地加强了有源器件MOS管、电流源电路和系统稳定性的介绍，课程着重讲解集成运放的应用。在讲解由运放构成的有源积分电路时，与前面的无源积分电路做比较，这样有助于学生理解并牢固掌握两种电路各自的特点。实践证明，学生在做电子竞赛时对这两种电路的使用都非常恰当。

(2) “数字逻辑与数字系统”课程。教学内容删除了数字电路中各种触发器电路的内部结构和传统设计方法中的设计技巧，精简了中规模器件的内部逻辑介绍，缩减了卡诺图和逻辑简化内容。由于计算机专业的硬件课程“微机原理与接口技术”中将介绍A/D、D/A转换，故这一部分内容就不出现在“数字逻辑”课程的教学中。将教学重点放在各类触发器的逻辑功能触发条件、集成电路外部功能、可编程器件和EDA技术上，要求教会学生如何通过查找器件手册了解器件功能和使用要点。由于计算机硬件中三态门、OC门的重要性，课程加强了对其逻辑功能及应用的举例说明。

(3) 改革组课方式。逻辑门电路是传统“数字逻辑”教学中最难的一章，由于门电路的原理要涉及到电路、模拟电子学等方面的知识，因此在讲述这一部分内容时，必须帮助同学复习有关的知识。在改革课程体系时，我们打破传统的教学体系，将这一部分内容放在“电路电子学”课程中，在讲述半导体器件后引入逻辑门电路，如MOS管可以具有开关和受控源两种类型的功能，根据器件所给偏置条件的不同，在模拟电路中可作为放大器件或在数字电路中作为开关器件。课堂上的师生互动证明，经过这样的调整，学生对有关门电路的问题就很容易理解掌握。通过合理地整合教学内容，改变了过去把电路模型与实际器件（如受控源和晶体管）、开关与放大作用、模拟与数字等研究对象截然割裂的组课方式，而是将它们有机地融合，找出共性和个性，讲清个性，突破难点，这样便于以统一的观点使学生建立完整的概念〔1〕。

3软硬结合与时共进

1) 当前国内计算机专业的普遍现象是“过软”，即强调软件编程，而学生的硬件动手能力非常薄弱。在计算机科学技术飞速发展的今天，计算机系统的软硬件界限开始变得模糊，且采用软件方法来设计硬件， FPGA、VHDL、DSP技术带来了全新设计理念与结构体系，与之相应EDA技术和ISP器件在教学、科研等领域应用越来越广泛。在这种软硬件逐渐融合的背景下，计算机学科的硬件基础课程必须要反映出这种时代的发展。

2)EDA技术分为三级：以PSPICE、EWB、Multisim等为软件平台的仿真分析类辅助设计技术为初级；以MaxPlus II、Quartus II等为软件平台，以FPGA/CPLD为硬件系统目标芯片的电子系统设计EDA技术为第二级；以NC Simulator、Virtuso、Diva等为软件设计开发平台、以集成电路芯片版图设计为目标的ASIC芯片设计为最高级〔2〕。EDA技术的前两级都与计算机硬件基础课密切相关，因此在进行课程体系改革时，应结合实践性教学环节，根据“基础型、应用型、综合型、创新型”的循序渐进的实验课程教学体系，将EDA技术分层次地引入设置在教学中：

(1) 第一级――首先在“电路电子学”教材各章的最后一节给出PSPICE对本章典型电路的仿真实例，教材最后一章加入可编程模拟器件ispPAC。其次，增加了20学时的Multisim仿真及电路设计实验。通过仿真实验，将教学中的难点用直观的图形和曲线表述，降低了数学难度。如通过对模拟放大电路的仿真，可以直接观察到改变电路参数所导致的波形失真，学生就很容易理解并掌握静态工作点变化对放大电路性能的影响。最后，利用仿真平台生动直观方便的特点，让学生掌握先设计、后仿真、再实际的设计方法和理念，在此基础上，将以往的一些验证实验提升为综合设计实验。对每一个实验都要求虚实结合，虚实互动，通过这种训练，极大地提高了设计的成功率。计算机专业的学生取得北京市大学生电子竞赛的3个一等奖，更多的二、三等奖证明，整合后“电路电子学”的教学改革取得了成效。

(2) 第二级――传统的“数字逻辑”课程体系以逻辑代数为基础，采用自底向上（DOWN-TOCTOP）的设计方法，教学内容以门电路－中规模集成电路－大规模集成电路－数字系统为顺序排列。导致学生在学习前面局部知识的时候，缺乏整体系统概念,只会 “搭积木”拼凑式的设计，当后续“组成原理”课程要建立整机、系统这些非常重要的概念时，前面所学的一个个分散的知识点不能被融会贯通〔3〕。现代数字系统的设计以硬件编程语言为基础，采用自顶向下(TOP-TO-DOWN)的设计方法，因此数字电路的教学体系必须重新构建。第二级的EDA技术包含三方面内容：(1)大规模可编程逻辑器件；(2)硬件描述语言；(3)软件开发工具。所以在“数字逻辑与数字系统”的教学体系上，应以逻辑代数与VHDL语言并行为基础，强调自顶向下的设计理念和层次化设计方法，以系统为对象，用VHDL语言描述，在EDA软件平台上，自上而下、逐步细化，最终完成整个系统的设计。依据整体“自顶向下”,细节“自底向上”的教学模式，在教学内容组织上，先给出数字系统的整体架构及逻辑系统的三大部件:存储、处理、控制，让学生有全局、整体的认识。在讲述逻辑系统的每一具体部件时, 仍然遵循“由浅入深，循序渐进”的原则，采用传统的“自底向上”的教学组织方法。在实践教学的综合设计部分中，要求学生必须按照从顶层抽象描述向底层结构描述，最后到可实现的硬件单元描述这一过程进行数字系统的设计。通过这种教学改革，学生的知识结构趋于合理，满足对软硬件结合的人才的需求。

4注重衔接 承前启后

在计算机硬件基础课的教学中，首先应注重介绍该门课程的主要内容、在计算机专业中的地位及与相关课程的关系，激发学生的学习兴趣。其次，应注重与后续课程的衔接。由于当代大学生在入学时就具备了计算机使用的基本知识，因此在授课过程中，要有意识地用计算机硬件电路作为基础课的授课案例。如“电路电子学”课程中，在集成运放构成的比较器一节，就可给出比较器在A/D转换中的应用举例，再指出A/D、D/A是计算机接口中的重要单元电路，这样就埋下一条线索，与后续课程的知识相联系。在“数字逻辑与数字系统”课程中所给出的案例都要尽可能为后续课程使用，如从键盘等引出编码的概念和编码器的作用；在讲三态门时，可进一步给出物理上总线的概念，解释当译码和读写信号设计错误时，CPU访问存储单元数据总线严重冲突会造成死机的原因；在存储逻辑一章，介绍完寄存器队列（FIFO）的逻辑结构后，可让学生设计寄存器堆栈（LIFO）的逻辑电路图。在该课程的实践教学中，所给出的设计题目包括总线缓存器、全加器、键盘扫描电路、硬件控制器等计算机的基本功能部件。通过这种方法引导学生思考，建立必要的知识关联及整体概念，最终达到对计算机硬件系统基本知识融会贯通的目的。实践证明，这种训练对于今后的“组成原理”课程和“嵌入式系统”设计都打下了坚实的基础。

5黑板、多媒体、EDA仿真

高校的教学手段基本都采用多媒体。多媒体图文并茂、生动有趣，但很容易变成另一种形式的照本宣科或“填鸭式”教育。在教学中要综合多种教学手段，注意针对不同的教学内容去寻求最佳的表述方式：黑板＋粉笔、电子教案、实物投影、动画课件、虚拟电路。计算机硬件基础课教学内容多，知识点杂，不容易理解。对于较难理解或学生有争议不明白的问题，传统的“粉笔＋黑板”有其独特的灵活性，既可以表述学生课堂思维的过程，又有利于师生交流互动。在课间让学生自己摆设实物投影，增强学生的感性知识，课间的学习气氛仍生气勃勃。录像CD和动画课件则留给学生自己观看。计算机硬件基础课程的实践性强、信息量大、EDA设计技术应用广泛。在授课时通过EDA仿真将验证实验与理论教学相结合，解决理论与实践的时空分离弊端，通过提问、思考、演示、总结等一系列步骤，循序渐进，调动学生参与教学的积极性，充分发挥学生的主动性。值得注意的是，在此过程中，教师一定要掌控好演示进程，既不能影响教学进度，又要协调好单位时间教学信息量与学生接受理解能力之间的矛盾。

6结束语

硬件基础课的教学改革，涉及课程多、学术性和技术性强，是一项系统工程，需要教师付出不懈的努力，不断学习新技术，及时更新教学内容，完善教学方法，才能更好地提高教学质量，更好地培养适应社会的发展人才。

参 考 文 献

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【关键词】 计算机硬件基础； 实验环节；教学方法； 教学内容

【中图分类号】G434【文献标识码】B 【文章编号】1001-4128（2010）11-0003-02

《计算机硬件基础》是非计算机类各专业本科生计算机基础教学中第二层次的课程［1］，是一门公共基础课，其目的是培养学生利用计算机从事科学研究和科技开发工作的能力，培养学生应用计算机硬件技术知识解决本专业及相关领域中问题的能力，使其能成为具有较强实际动手能力和科研开发能力的应用型人才。目前我军的许多高技术的武器装备都离不开计算机的控制，如何培养出符合部队需要的新型人才是急需解决的问题。因此一定要加强学员的计算机硬件知识，使他们能够将计算机硬件知识跟所学专业结合起来，将来更好地为部队服务，为装备服务。

1 存在的问题

1.1 认识不足

目前学员普遍存在着重视软件技术轻视硬件基础的情况，由于软件教学实施起来比较容易，且实用性强，可以做到现学现用，有立竿见影之效果。而计算机硬件知识从客观上来说存在不直观，讲述起来抽象、枯燥，学生学起来困难的现实。所以不论是教员还是学员对软件技术的重视程度都要远远高于硬件技术。

1.2 内容落后

目前，大多数计算机硬件基础教材是以8086为平台来对微机原理知识展开讨论的。现在的学员们从第一次使用微机时，就是面对的Pentium机，他们对这些过时的微机知识非常困惑，不认为是在学习微机硬件知识，仿佛是在学习历史，感觉所学离他们太遥远了。而对于他们整天使用的Pentium 机中采用的一些新技术，却不知其所以然。结果导致了学生们在市场上见到的微机和在实验室使用的微机都是Pentium，而课堂上讲得却是8086，不能学以致用，课堂上的微机知识与现实形成了巨大的反差。

1.3 实验环节不足

作为一门实践性很强的技术基础课程，除了正常的课堂教学外，为了加深学员对所学知识的理解，必须有专门的实验教学。而现在的硬件教学，在实验环节上，只把重点集中在汇编语言的上机调试，因此学员在学习相关章节的硬件知识时，理解困难，学习效果不好。经调查，大多数学员认为该课程难度大，抽象，不好理解，因此没有学习兴趣。实际上，主要原因就在于缺少了一些必要的实验环节，使学员无法真正理解某些知识点，特别是一些硬件的工作原理。

1.4 教学方法单一

计算机硬件知识存在不直观，讲述起来抽象、枯燥，教学方法可视性和直观性差。该课程一直采用传统的教学模式，基本上都是以教员为中心。主要表现在教员上课大多采用灌输式的教学方法［2］，即教员从头到尾一讲到底的教学手段，这种模式虽然有利于教员主导作用的发挥，便于教员组织、监控整个教学活动进程,但造成学员被动的吸收知识，不能够充分调动学员学习的积极性，不利于培养具有创新思维和创新能力的复合型人才。

2 改革方法

2.1 更新教学内容

在教材的选择上要采用与软件教学内容相统一的，能够反映当前微机领域内硬件新技术、新成就的教材。目前，流行的系统软件和各种应用软件中的绝大多数是以Pentium为平台开发出来的。因此计算机硬件的教学内容也应该是以Pentium为平台［3］，对微机的体系结构、组成及其核心技术进行系统地描述，以使学员既学到常用的系统软件、应用软件知识，又学到软件的载体――先进的微机硬件知识。这样，学员的计算机知识才能达到一个完美的统一，所学的硬件知识和软件知识才能互为促进，互为补充。结合新教材，要改变教员和学员“重软轻硬”的错误认识，使他们认识到硬件在计算机发展中的重大作用，逐步协调学员的知识结构。这样学员才能从硬件和软件上全面掌握计算机知识。另外，由于Pentium机结构复杂，采用了大量高新技术，所以在教学内容展开时，仍要以8086为基础，在此基础上对Pentium机的组成和采用的新技术进行详细的分析，做到循序渐进。更新内容，并不意味着8086就一无是处，毕竟Pentium机也是从8086一步一步发展起来的，它仍是基础。另外在教学中要突出重点内容的分析，非重点应鼓励学员自学。

2.2 增加实验环节

建立专门的计算机硬件基础实验室，使学员在学习理论的同时，能够亲身实践，加深对硬件知识的理解。由于硬件实验室需要专门的实验仪器，投入较大，可采用目前正兴起的虚拟网络实验室的技术实现，可大大较少投资，起到相同的教学效果。在实验课程体系的总体规划上应遵循：既要培养学员分析问题和解决问题的能力，又要重视培养其思维能力和创新能力。为此，在实验教学中除常规的验证性实验外，还要增加大量的设计性实验内容。

2.3 改进教学方法

好的教学方法是取得良好教学效果的桥梁。针对硬件教学的特点，在教学方法上可采取以下方式：

（1）启发式授课

由于计算机是学员非常熟悉的工具，所以在课堂上教员应有计划不断地以启发方式提出问题 、设置疑难，使学生结合自身的实际进行积极思考［4］，在思考中获得知识，从而有效地将传授知识与开发智力结合起来。 通过不断提出问题、解决问题，引导学生积极思考，调动他们的学习积极性，使他们将平日所接触的计算机跟所学知识结合起来，加深对问题的理解。

（2）联系实际，激发兴趣

课程中涉及较多的软、硬件知识,在实际中用处很大。教员应该通过实际问题来激起学员对所学知识的强烈兴趣,激发学习的热情，让学员充分了解所学知识的重要性,从而达到事半功倍的效果。比如：在学习存储器扩展原理时，可将日常生活中内存的升级问题抛出来，引起学员学习的兴趣，提高课堂效率。在学习8254定时/计数器时，可与家电中的定时功能联系起来，使学员觉得学有所用。同时应适当补充当前计算机中采用的最新技术，进一步拓展学员的知识面，也利于激发学员兴趣。

（3）多媒体教学与传统教学结合

多媒体作为一种教学手段，可以做到图、文、声并茂，既利于知识的表示，又可以吸引学员的眼球。在教学过程中应灵活使用多种教学手段，可以起到事半功倍的效果。因此在教学过程中，充分利用现代多媒体的动画技术、动态模拟、图形等手段，使课件能形象地表述教学内容而且极具吸引力，有助于学生更好地理解教学内容，提高教学质量。

2.4 加强教员队伍建设

在当前大力提倡素质教育的背景下，教员应该以提高学员的思考、探索、研究等各方面的能力为主要的教学目标。计算机硬件基础课程的性质，要求教员要及时把新知识不断地传授给学员，并让他们接受，这决非易事，需要花费大量的时间，投入大量的精力才能做到。这要求任课教员要不断提高自身的计算机理论水平、学术水平、技能水平，而这些需要有一定的条件和时间。因此，教员面临着新形势下新的挑战，必须以积极的态度认真对待，不断充实自己，将前沿新知识渗透、融化、拓展到教学中去，努力做到教学、科研、实践齐头并进，对科学的教学方法不断研究，对新的教学手段、教学设备灵活运用，只有这样，才能达到“常教常新、常讲常精”。除此之外，学院也应主动给年轻教员提供进修的机会，让他们不断充实自己，不断学习最新的计算机硬件知识，并鼓励他们将所学应用到日常教学中。

2.5 改革考核方式

考核作为一种检测手段，它是整个教学活动中必不可少一个组成部分。计算机硬件课程主要目的是使学员灵活掌握计算机硬件组成中各部分的原理，而不是死记硬背；另外本课程还需学员掌握一定的汇编语言编程能力，可对一些可编程芯片进行编程。所以在考核方式上应改变以前的通过笔试单一考试，而采用笔试、上机实验两种方式，这除了考核学员对本课程的基本理论知识的掌握外，还着重考核学生综合分析和解决问题的能力、实践能力。学生的最后成绩由笔试、上机和平时成绩三部分综合评定得出。平时成绩主要由作业、提问及实验报告等得出。

3小结

培养高素质、高能力、适应我军需要的军事人才，是军队院校教学改革的重要目标。随着我军越来越多的高技术武器装备的研制和配备，对青年军官的计算机水平要求也越来越高。要从根本上为学员打好基础，关键就是从计算机基础课程上下工夫，使学员能够有一个好的计算机基础知识铺垫，为将来的发展作好准备。

参考文献

［1］ 邹逢兴，陈立刚.计算机硬件基础(第二版)［M］.高等教育出版社,2005

［2］ 杨颖秀. 教育管理学. 东北师范大学出版社，2002

篇4

关键词：计算机硬件 教学改革 实践能力

0 引言

为满足社会的需要，培养适应21世纪我国现代化建设需要的具有创新精神、实践能力和创业精神的高素质人才势在必行，在高等专业院校，加强学生掌握计算机理论知识和实际应用能力的培养是锻造复合型人才的重要途径。高职高专的课程体系是以学生的职业教育为主体，学生的就业为前提，讲究学以致用，因此学生实践能力的培养更显着尤为重要。

“基于实践教育，实行职业教育，立足滨海，服务社会”是天津滨海职业学院提出的教学指导方针。“计算机硬件基础”课程是学生利用计算机进行软件开发和网络应用的基础课程。“计算机硬件基础”是天津滨海职业学院信息工程系计算机专业教育教学的核心课程之一。本课程有很强的理论性和实践性。主要讲授计算机硬件的基础理论、技术和方法，和周边设备配套连接与实用。教学目的是让学生了解计算机的基本组成、硬件连接和工作原理，通过上机实践，提高学生动手能力和实践能力，为学生学习计算机相关知识做准备。

1 计算机硬件基础课程的教学改革

“计算机硬件基础”作为计算机应用、软件、网络等专业的计算机技术基础核心课程之一，其教学改革遵循“立足实践，职业教育”这一目标。“计算机硬件基础”课程包含了众多的计算机硬件基础知识和基本理论，而且具有很强的系统性。该课程着重培养学生的动手能力、实践能力、创新能力。

本课程实际上是“微型计算机原理”、“汇编语言”和“微机接口技术”等课程整合而来。就是要培养学生了解计算机接口技术，将各种外部部件与计算机进行连接，进而构成计算机的一套系统。这是一门基础学科，但是内容十分分散，要求知识面很广，可是我们学生大多只学习了基础的C语言。为了克服诸多困难，建立教学体系。我们从教材，授课方式、实践实训等方面构建该课程的教学体系。其主要体现在以下方面：

1.1 顺应计算机发展潮流，与时俱进，及时关注计算机技术发展动态。比如将教学实验用计算机主要定位在Intel Pentium 4以上和AMD Athlon以上，网络设备计算机也配备的Intel 酷睿双核CPU的微机。极大的调动了学生的积极性，相对也提高的实验的效率。及时更新教学内容，满足科技的前沿和实用性，但是，教学内容更新，并不是放弃基础内容，而是循序渐进充分考虑教学规律和教学特点，现在已是多核时代了，但绝不忽略曾经8086、8088给我们科技带来的突破。

1.2 组织内容符合计算机学习规律。针对高职教育，一些未深入学习过计算机的同学，主要关心的是计算机处理芯片型号、硬盘容量、显示器大小等，因而我们在选择、组织教学内容和实施教学过程中，始终围绕计算机系统及其各大组成部分的硬件结构与工作原理这样一条主线展开，强调硬件与软件的结合，并适当淡化微机内部和芯片内部原理，而强化基于总线连接的外部接口与应用。例如我们在讲解存储器，按照读取速度和价格排列为CPU Register、L1 cache、L2 cache、RAM、Physical RAM、Hard Drives etc. 通过各部件相似组成、性质进行讲解。

1.3 课堂教学永远是教师与学生知识交流的重要场所。可是我们面对的现象往往是学生基础差，课本内容枯燥无味，而又缺少实物，学生理解起来困难。因为难，所以不喜欢，使学生产生厌烦心里，经过我们反复探索，改革出以下教学方法：①利用多媒体教学手段。将当今主流硬件设备，不能直接展示实物的情况下，可以利用多媒体，先了解设备的外观、性能属性，评测结果等。激发学生的学习兴趣。②“计算机硬件基础”课程教学内容多和课程学时少，为了使在最少课时的前提下，让学生学的更多，更好地掌握相关知识和技能。笔者多次参加诸如GE产品，HP高校产品论坛等活动，不但拓宽了眼界，还学习这些高科技公司工程师的讲授内容和风格。尤其是在有限的时间内讲解和介绍多个新产品，阐述其性能。工程师亲和、博学的演讲对我的教学工作有很强的推动。再结合学生实际，不断改进教学内容，增加知识点。在多年的教学实践的基础上，精心提炼，设计出一套完善的教学内容和流程。③现代教育理念强调以学生为中心，学生不再是一个外部信息的接受者和知识灌输的对象，他们有他们自己的选择；教师也不再是一个教书匠、读书机，他需要把知识加工、整理，还要精心设计教学内容。积极调动学生积极性，多交流，师生的互动是十分重要的。在教学过程多采用启发式的，比如在计算机故障处理，可以通过中医中的望、闻、问、切来引出问题，望（看）微机出现的状况，如黑屏、蓝屏、反复重启等；闻微机主机箱内可能因为温度过高引起短路烧焦；询问计算机使用者使用过程中进行了哪些操作；切（动手）解决出现的问题。既避免了枯燥的讲解，又加深了学生的印象，激发了学生的学习兴趣。④为尽量避免产生抵触情绪。我们建立课外兴趣小组，依托学院技能协会，为学生提供设计平台，提供丰富的教学资源，供学生自主学习，并给予适当讲解，课内外知识相结合，提高学生的学习主动性。增强学生动手能力。⑤在授课过程中，要求授课老师尽量以双语形式，学生了解和熟悉专业词汇不能少于300个。

2 计算机硬件基础课程的实践教学

“计算机硬件基础”课程离不开实践教学，加强实践环节是培养学生动手能力的重要方面。培养学生的实际动手能力和分析解决问题能力，具有课堂教学不可替代的作用。所以，专业的实践实训实验室是我们教学中建设的重点，学院从兄弟院校聘请专业的老师，帮助建立计算机硬件实训室，现在实训室有可供拆装设计计算机24台（加电可启动到BIOS），有可进行CPU超频实验、系统安装，网络配置计算机。实训室还备有DL-Link 5124交换机，RJ45压线钳，Fluke DSP4000测线仪Fluke万用表等实验仪器。大大满足了学生实践的需要。

实践教学的第一目的，就是要求学生能够根据日常学习和生活需要，能够DIY一套适用的计算机。结合CPU教学内容，当今Intel系列CPU分为E、T、L、U等几大类，桌面处理器和移动处理器的差别，作为桌面处理器，不同主频CPU在文字处理，流媒体播放，多媒体制作方面的差别；相同主频下，L2 cache不同时，上传下载时候的网络速度又有何不同？学生可以根据计算机是实际实验情况，自己去选择CPU类型、主频等。之后是主板、显卡、内存等，最后写好配置清单，去电脑城购买这些配件，进行组装。

计算机组装完成后，就对其进行硬盘分区，格式化，系统安装，应用软件安装，到后期的故障处理等。遵循从简单到复杂的原则，先进行了硬件组装维护实验、之后进行接口实验以及计算机应用实验。通过完成几个教学要求的实验，开始进行稍有难度的实验，并最终完成综合的应用性实验。例如可以通过可编程I/O接口实验，扩展到嵌入式系统的网络接口，添加寄存器定义，以太网接口驱动等。

3 总结

几年来，根据“计算机硬件基础”课程的特点，建设合理的课程改革方案，以学生为中心，将学生放到教学实践主体，提高他们动手能力，引导他们会思考至关重要。为此，学院和信息工程系诸位老师都做了不少工作。包括：完善教学大纲，更新教学内容，改进教学手段，加大实验室建设。由于科技进步，网络的普及，近几年来学生的计算机应用水平都有很大提升，都已经具备了不错的计算机基础。这些学生以不满足于有限课程的讲授。硬件基础教学的压力越来越大，我们将进一步探究和改进。计算机硬件建设是一个长期的过程，依旧需要同仁长期不懈的努力。

参考文献

[1]教育部计算机科学与技术专业教学指导分委员会.关于进一步加强高等学校计算机基础教学的意见[J].中国大学教学.2005(5).

[2]邹逢兴.关于创新计算机硬件技术基础课程教学的实践和思考[J].计算机教育.2004，(2).

篇5

关键词:兴趣;技能竞赛;教学方法

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。

参考文献:

[1]王晓民.Excel2002高级应用,北京-机械工业出版社,2003

[2]韩良智.Excel.在财务管理中的应用,北京-人民邮电出版社,2004

[3]杨尚群.曹淑艳.Excel实用教程,北京-人民邮电出版社,2006

[4]张钧良.大学计算机基础,杭州-杭州大学出版社,1997