计算机硬件类专业汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇计算机硬件类专业范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

篇（1）

一、当前各高校计算机硬件类人才培养现状

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

1.培养目标模糊，缺乏特色

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

2.学生硬件动手能力不足

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

3.师资不足，尤以“双师型”教师紧缺

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

二、改进高校计算机硬件类专业人才培养的措施

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

1.明确培养目标

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

2.根据硬件类专业人才培养目标优化和改进课程设置

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

3.完善现有的硬件类实践课程教学体系

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

三、结语

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

篇（2）

中图分类号:G642 文献标识码:A

1引言

随着计算机网络与通信技术、集成电路技术和计算机软、硬件软件技术的飞速发展,我国高等院校计算机专业教育的内容与形式都发生了很大的变化。如何跟上飞速发展的计算机科学与技术,培养具有创新能力的高素质计算机专业人才,是高校计算机专业教育面临的新挑战。

计算机是一个由硬件系统和软件系统组成的复杂系统。随着现代计算机系统的功能逐渐增强,对计算机专业人员硬件知识的要求也越来越高。作为计算机专业的核心课程之一,硬件类课程在培养学生的实际动手能力、工程实践能力、开发创新能力等方面具有非常重要的作用。但由于目前国内高校计算机教育中普遍存在着“重软轻硬”的现象,使得计算机专业在硬件课程的设置、知识体系和教学内容等方面存在着诸多不尽人意的地方,教学质量难以保证,致使许多计算机专业毕业生的硬件设计与动手能力较差,根本无法胜任计算机硬件方面的相关设计和应用工作。本文针对目前国内高校计算机专业教学中普遍存在的问题和不足进行探讨,结合自己多年的教学经验,提出了硬件类课程教学改革和学生创新能力培养的几点想法。

2存在的主要问题

计算机硬件类课程的内涵十分丰富,主要包括:电工与电子技术、数字逻辑、计算机组成与体系结构、汇编语言程序设计、微机原理与接口技术、单片机及应用、嵌入式系统等。这些课程虽然特点不同、内容各有侧重,但普遍存在工程实践性强,应用技术含量高,课程内容抽象难学的特点,影响了硬件类课程的教学效果。目前国内高等院校计算机专业硬件类课程教学中主要存在以下几方面的问题。

2.1专业设置普遍“重软轻硬”

硬件和软件是计算机系统不可或缺的两大组成部分,二者相互依存,不可分割。与之相对应,硬件类课程和软件类课程也相辅相成,构成了完整、科学的计算机专业知识体系。计算机的软硬件设计技能是一个合格的计算机专业毕业生本应具备的基本技能。但由于硬件类课程和软件类课程各自不同的特点,使得硬件类课程的教学对师资、设备乃至学生的学习基础与学习能力等方面的要求相对软件类课程要高,国内多数高校限于师资、设备、资金等各方面条件的制约,硬件类课程能砍掉的尽量砍掉,不能砍掉的课程也尽量压缩课时,在硬件类课程的教学及实验室建设方面明显不足,导致多数高校软件类课程课时相对较多而硬件类课程课时相对较少,在专业设置方面“重软轻硬”的现象比较严重。不少计算机专业的学生只将注意力和兴趣集中在各种编程环境、开发工具、数据库、计算机网络的集成技术上面,对于硬件技术的学习和应用研究不感兴趣或忘而生畏。

甚至有的学者也认为,计算机专业的学生可以“只要用键盘、鼠标就能演奏出各种美妙的音乐”。这种认识对于我国培养自主创新型人才是极为不利的。

2.2硬件类课程教材与教学内容相对陈旧,课程体系有待完善

随着科学技术的迅猛发展,计算机更新换代频繁,新产品、新技术不断涌现。在计算机专业的教学中,如不及时引入新知识,很容易造成教学内容滞后。目前许多高校在制订硬件类课程的教学计划时,主要根据本校的设备性能和师资水平来选择教材与教学内容,这就不可避免地造成了很多教学内容相对陈旧,与当前主流的计算机硬件技术差距太大,与实际应用严重脱节,对学生缺少吸引力,难以激发学生的学习兴趣。比如国内多数高校《数字逻辑》教材的内容还是以中、小规模集成电路为主,而对大规模、超大规模集成电路的内容很少涉及;《微机原理与接口技术》则以80x86系列微机为背景,以8259、8255等芯片的讲解为重点,而对在应用领域处于主流地位的ARM、DSP、FPGA等新型技术涉及较少。这种教学内容与现实技术脱节的现状严重影响了计算机硬件类课程的教学质量。另外,由于计算机硬件类课程体系不够完善,导致有些内容在多门课程中重复出现,如数制在“数字逻辑”、“汇编语言”、“计算机组成与体系结构”、“单片机”等课程中均要讲到;再如有关中断、接口控制方面的内容在“计算机组成原理”、“汇编语言”、“微机原理与接口技术”、“单片机”等课程中均有涉及。教学内容的重叠一方面占用了有限的教学学时;另一方面也会使学生感到疲劳,并对课程设置产生不满情绪,影响学习效果。

2.3重视课堂教学,轻视实践教学,缺乏创新能力的培养

计算机硬件类课程是实践性很强的学科,学生必须具备足够的实践动手能力才能适应社会的需求。相对于仅需要一台电脑、几本书及相应的软件应用平台就可进行软件类课程的学习,硬件课程实践教学的实施比较困难,设备投资大,通常每门课程需要配备专门的实验设备和相应辅助设备,且对实验辅导和设备维护人员的要求也比较高。多数高校在硬件课程及实验条件建设方面都明显不足,实践教学的课时过少,而且验证性实验占绝大多数,造成学生硬件动手能力普遍低下,其创造力无法得到训练,导致了计算机硬件课程在实践教学上的不足。从而出现了“重理论、轻实践、重考分、轻能力”的现象,这不利于学生扎实地掌握硬件知识,也无益于学生动手能力的提高,必须通过深化硬件课程的教学改革加以改进。

2.4各门课程间的有机联系不足,学生无法驾驭整个知识体系

现代计算机系统的功能越来越强,计算机软、硬件的界限日渐模糊,许多软、硬件的实现可以相互转化。而在目前的计算机教学中,硬件知识与软件知识间缺乏足够的联系和交叉互补,学生无法深入理解计算机的基本工作原理及其在软件系统中的作用,也就不能形成完整的知识体系,更无法做到软、硬件知识融会贯通。另外,由于前面所提到的计算机硬件类课程要在不同的学期内开设,各门课程间既有联系又各自相互独立,加之内容繁琐,受课时数等因素的限制,在硬件课程的教学中往往只注重各自的重点而无法顾及到各门课程间的联系,导致学生无法对计算机硬件系统有一个完整的认识,出现“只见树木不见森林”的现象。其次,硬件类课程间缺乏充分的衔接,如“数字逻辑”、“计算机组成与体系结构”、“汇编语言”与“微机原理与接口技术”等课程内容的关联很难统一,有些知识点多门课程中重复,而有些知识点缺失,导致学生知识的增长没有渐进性、系统性。所有这些都导致了学生的专业知识体系不够健全。

2.5学生对硬件课程的学习兴趣普遍不高

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1.现状

《计算机应用基础》课程是我院各专业学生的一门公共基础必修课程。主要内容与全国计算机等级考试一级相对应，有计算机基础知识、Windows操作系统、Office办公软件和计算机网络知识。

为提高学生学习兴趣和应用能力，本课程采用案例教学，从案例中进行“做中学”和“学中做”，取得了一定的教学效果。

《计算机应用基础》课程采用过程考核，计算机理论知识采用全国计算机等级考试一级B模拟考试软件上机测试20%，上机操作分为Word操作30%，Excel操作20%，PowerPoint操作10%，汉字输入10%，平时成绩10%。

Word操作和PowerPoint操作采用学生上交作品评定成绩，其中Word作品上交电子稿和打印稿，PowerPoint作品上交电子稿。

汉字输入成绩也采用全国计算机等级考试一级B模拟软件测试，要求在规定时间内完成输入的文字为打字通过，获总成绩的10%。打字不通过，总成绩不得评为优秀和良好。

今年5月，我院组织学生参加了首届全国计算机综合应用能力大赛。通过比赛，老师和学生看到了差距，激发了教师进行课程改革的决心。

参赛学生对比赛感受是：

第一，知识面广，题量大，软件类型多，所以无论在什么软件中都要使用快捷键，从而在比赛中赢得宝贵的时间；第二，软件的关联性，无论什么软件只要有相应的关联就要去熟悉它的操作方法和操作环境，如此一来在比赛中就不容易乱分寸；第三，实战操作，加强练习，提高熟练程度。

2.思路

本院非计算机专业学生参加全国计算机等级考试一级B考证，但现在计算机类专业学生对计算机应用能力考核没有统一认证，学生自愿报考全国计算机等级考试一级B和全国计算机等级考试二级。

针对上述现象，计算机综合应用能力考核（IC3）可以在计算机类专业《计算机应用基础》课程中进行置换。

IC3是一套国际通用的计算机标准，是全球第一个计算机综合能力认证。主要包括三大领域，分别是计算机基础概论(Computing Fundamentals)、计算机关键操作(Key applications)和在线应用(Living on line)。

3.实践与探讨

3.1 制订课程标准

课程总学时为56课时，课程内容分为三个模块：模块一，常用应用软件；模块二，计算机基本原理；模块三，网络应用与安全。

3.2 考核评价方式

本课程考核采用过程考核，考核内容分为三部分：常用应用软件、计算机基本原理、网络应用与安全，每个模块满分1000分，合计3000分。采用上机考试，边学边考，考上机测试80%，汉字输入10%，平时成绩10%。

汉字输入成绩采用全国计算机等级考试软件测试，要求在规定时间内完成输入的文字为打字通过，获总成绩的10%。打字不通过，总成绩不得评为优秀和良好。

S：总成绩；

Scf：计算机基础模块成绩；

Ska：常用软件模块成绩；

SlO：网络与安全模块成绩

P：平时成绩；

D：汉字输入成绩。

3.3 教学手段和方法

为保证理论与实际操作密切结合，本课程要求在多媒体教室或计算机机房上课。学生一人一台电脑供上机操作实践练习。

采用中国铁道出版社：天勤在线数字化教育平台，地址：certprep.省略/学生利用课余时间进行在线练习。

4.建议

《计算机应用基础》课程改革是一个课题，计算机类专业《计算机应用基础课程》融入以计算机综合应用能力全球标准认证为平台，以职业需求为目标，完善课程体系改革。

IC3国际认证可以增加学生的学习动力和职业竞争力，提高人才培养质量；为相关专业课程结构的改革提供了思路，使之更加适应培养学生综合职业能力和全面素质的需求。

基于工作过程的课程改革是一个趋势，建议如下：

第一，课程结构将职业工作流程作为一个整体设计和单元模块进行分析。

第二，将IC3的课程和人才培养目标相结合，强调职业能力的培养。

第三，全球标准测评平台融入《计算机应用基础》课程教学需加强实践和总结。

参考文献：

[1]潘海妹.计算机应用基础教学改革初探[J].装备制造技术,2012(02).

[2]邵利平.计算机应用基础的教学实践与探讨[J].计算机教育,2012(03).

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

一、引言

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

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

二、研究性教学改革的理念及思路

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

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

三、研究性教学改革的实施

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

（1）手算乘法运算是怎样的？――锻炼学生的观察和总结能力

引导学生给出手算乘法规则并得到结论：手算乘法是通过移位和加法来实现的。

（2）为什么不能直接在计算机中采用？――锻炼学生发现问题的能力

引导学生给出总结手算乘法的缺点。

（3）如何调整才能应用到计算机中？――锻炼学生解决问题的能力

引导学生想出改进上述方法的妙招。

（4）机内乘法运算规则是怎样的？――锻炼学生概括能力和举一反三能力

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

（5）现在的CPU中乘法是如何实现的？――锻炼学生主动学习能力

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

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

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

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

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

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

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

四、结论

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

参考文献：

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

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离散数学是计算机应用类专业的一门重要的专业基础课，在计算机、电气与信息工程中扮演着重要的角色，是随着计算机科学的发展而逐步形成的一门新兴的工具型学科，建立于20世纪60年代初期，是研究离散量的结构及相互关系的学科。它在算法与数据结构、程序设计语言、数值与符号计算、操作系统、编译系统、软件工程与方法学，数据库与信息检索系统、网络与分布式计算、计算机图形学及人机通信等各个领域都有着广泛的应用。对这门课程的理解、掌握和拓展，将对学生的数据分析、组织、处理能力有极为深刻的影响；同时也可以培养学生抽象思维能力和逻辑表达能力，提高发现问题、分析问题、解决问题的能力也有着不可替代的作用；而对于从事计算机科学及其应用的科技工作者来说，离散数学更是必须掌握的重要基础。

一、离散数学课程教学中存在的问题

近年来，大部分高职院校离散数学教学课时不但没有增加却在逐年递减，甚至有些高职院校完全取消了离散数学课。例如，我院目前在计算机专业所开设的数学课程仅有《高等数学》，而对于计算机专业的学生来说，由于所从事的计算机科学所需要的高度的数学训练几乎全来自离散数学而非连续数学，所以学生即看不到所学的数学知识有什么用处，体会不到数学的应用价值，同时还不知道什么是《离散数学》，更不要提对离散数学重要性的认识。这可能会对离散数学课程的设置带来不少阻力，因此，应加大对离散数学重要性的宣传力度，积极寻求来自各方面的支持与配合，从而使新课程的设置得以顺利实施。

同时，作为课程本身也有以下几个弊端：

⑴培养目标不明确，没有制定与计算机应用类专业人才培养目标一致的离散数学教学计划，缺乏应用能力和创新意识的培养，不能满足现代高职教育对人才培养的需要。

⑵教学内容处理简单，教师把该门课程当成数学课来处理，离散数学包括数理逻辑、集合论、代数系统、图论、组合数学等多个彼此独立的数学分支，离散数学将这些知识有机组合成为合理、完善的体系。这些知识具有或多或少的联系，但又自成体系，致使学生感觉各部分内容联系不大，对课程学习的目的不明确，学生甚至觉得这门课程和计算机科学联系不起来，从而缺乏学习兴趣。

⑶离散数学内容多、概念多、理论性强、抽象、解题方法灵活，学生一时难以理解和记忆，并且对定义和定理之间的联系缺乏一定的概括能力，在实际教学中学生兴趣不高，教学效果不理想。

⑷教学过程还不能围绕“职业”的目标开展各项教学活动，课程的内容与参与工作后的实际问题相互脱节，缺乏有机的结合，没有体现课程为专业服务的基本原则。

⑸课堂教学大多采用传统的“黑板+粉笔”教学手段，课堂教学的信息量受到一定的限制，教学体系中缺乏运用现代化的教学工具解决实际问题的内容，缺少将抽象知识转化为实际应用能力的平台。

⑹没有建立合理有效的评价体系。

针对实际教学中存在的问题，提出了改革措施。

二、以应用型人才和创新意识为核心的计算机应用类专业《离散数学》课程设计

对于课程设计这一概念的理解并不统一，归结起来有狭义和广义之分。本文指的是狭义的课程设计，它是指对某门课程的目标、内容、结构、教法及考核的组织与安排。

1.结合高职院校人才培养模式的特点设置课程培养目标、优化和整合教学内容

准确定位离散数学课程目标，是课程改革的首要任务，也是优化教学内容，选取科学有效教学方法的依据和根本。我们认为离散数学教学的三大目标是：

（1）掌握离散数学的基本理论与方法，培养抽象的离散思维能力与逻辑思维能力。

（2）为诸多计算机应用类专业后续专业课程提供支持。

（3）作为计算机应用类专业的应用与研究工具，能够解决本专业的实际问题。

我们认为，选取合理的教学内容是保证完成教学目标的根本。教师在选取教学内容上应从学生实际出发，兼顾专业与应用，形成具有自身特色的教学大纲和教学内容。离散数学具有很强的应用性，特别是对于计算机应用类专业，更是有明确固定的应用领域。因此，在教学过程中应采取“实用为主”的原则，根据计算机应用类各个专业的人才培养方案，调整课程结构，组合课程体系，优选课程内容。首先，离散数学还是一门数学课程，要突出数学的特色，即数学的符号化、形式化、抽象性、严密性及逻辑性特点，使学生学后能提高离散抽象思维与逻辑思维能力。其次，对计算机应用类专业的学生来说还应解决专业领域中出现的问题，在教学中注重从理论知识、基本概念、实践应用等多角度、全方位的介绍离散数学与其他后续课程之间的关系，让学生了解、领略离散数学在后续课程和本专业中的重要作用，如数据结构、操作系统、编译原理、数据库原理和人工智能、形式语言及自动机、数字逻辑等都离不开离散数学。代数结构是研究关于运算及其规则的学科，代数方法被广泛应用于可计算性与计算复杂性、密码学、网络与通信理论等；图论为数据结构和数据表示理论等奠定了数学基础和描述方法。图论中的通路与回路，为研究操作系统中是否存在死锁问题提供理论依据。支配集、覆盖集与近年比较热门的无线传感器网络研究有着密切的联系。不仅离散数学的基本思想、概念和方法广泛地渗透在计算机科学与技术的各个领域，而且其基本理论和研究成果更是全面而系统地影响和推动着计算机科学与技术的发展。

2.综合利用多种教学方法

教学方法的改革是提高教学质量的重要保证。离散数学课程的特点是定义多、定理多、公式多，内容抽象，逻辑性强，教学时数又少，传统的教学模式己越来越难适应这种大容量、少课时的教学要求。只有采取新的符合教学规律的教学方法、教学模式，将现代教育技术充分而有效地应用于教学之中，才能在有限的教学时间中，增加单位时间的信息量。传统教学手段和多媒体教学有其各自的优势和不足，应互补而非对立。如离散数学中大量的概念、公式和定理，若由教师板书，势必占用很多时间，学生也会产生倦怠感，借助于多媒体手段就可以使教师有更多的时间进行讲解。然而，作为一门数学课，如果教师只坐在操作台前，缺少了共同的解决问题过程，学生的思维能力就形成不了，这也是一种失败。因此，如何将传统的教学方法与现代化教学手段恰当的结合，做到优势互补是我们进行教学改革的一个新课题。高度的抽象性和严密的逻辑性，是离散数学的两个显著的特点，它决定了离散数学教学不仅应注意传授知识，更应注意培养学生的抽象思维和逻辑思维。多媒体辅助教学的优点是形象、具体，但当教学中需要培养学生的想象能力、抽象能力和逻辑推理能力的时候，若用屏幕上有限的“形象”代替了学生更接近数学本质的“想象”，用屏幕上个别的“具体”取代了学生的数学“抽象”，用屏幕上的快速推导，取代了板书教学中边写边想、师生互动的逻辑渐进过程，也许反而减弱对学生的能力的训练。所以，在采用多媒体课件教学的过程中，一定要配合黑板板书，并灵活采用启发式、发现式、讨论式等多种教学方法，即应针对教学内容采取与之相应的教学方法和手段，这样才能发挥各种教学方法的综合功能，取得最佳的教学效果。

3.建立合理有效的评价体系

由于高等职业技术教育的性质和培养目标所决定，高职数学教学质量评价标准不能等同于普通高等教育。检验高职办学质量如何的最终标准，要看培养的学生能否适应市场、受市场欢迎，因而数学教学质量评价标准，要根据所学的知识是否符合岗位所需要的标准，所学的知识是否在未来的工作中用得上、用得好来制定，使数学教育评价体系更具科学性和实用性。因此，采用形式多样的考试形式以及教学评价方式应该是整个教学改革不可缺少的环节。在教学评价中加大应用能力的考核比例，避免造成高分低能的现象。我们可以建立严格，详实的考核标准，在学期之初发给学生，让学生了解数学教学的考核标准，知道自己该怎么做，如何做。

我们将学生成绩考核标准分为三部分：“30%平时测评+30%基础能力测评+40%应用能力测评”。30%平时测评是对学生学习过程的考核，包括学习态度、学习纪律、上课出勤、上课回答问题、课堂练习、平时测验、课后作业完成等情况。30%基础能力测评是对学生数学基本能力的测评。它主要考查学生对数学基本概念的掌握和理解，对公式、性质、定理的运用与理解，考核学生基础知识的掌握情况，这部分考核采用期末闭卷考试形式，限时完成。40%应用能力测评是开放式考试成绩。可以口试和笔试结合、采用做大作业和让学生写小论文等形式。它主要考核学生应用数学知识解决实际问题的能力。为防止抄袭,教师对该项考核完成优秀的学生论文、报告还要进行答辩，再做出最后的成绩评定。

这种考核评价方式能充分体现高职数学教学“以应用为目的，重视创新，提高素质”的原则，而且能够给学生一个综合的评定，是由单纯数学理论知识的考核转变为知识、能力和综合素质的考核。

离散数学教学的最终日的是为计算机应用类专业的学生提供必需的数学基础，如何开好此门课程，是摆在我们面前的一个现实问题，涉及到课程目标的准确定位、优化和整合教学内容、综合利用多种教学方法、建立合理有效的评价体系等诸多方面。

参考文献：

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中图分类号：G42文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)10-2468-02

随着信息技术的发展，社会对计算机专业人才的需求日益增加，地方高校计算机专业进行了大量扩招，在一定程度上满足了地方经济和社会发展对人才的需求。但是随着科学技术的迅猛发展导致人才竞争日趋激烈，同时地方经济的持续高速发展也加大了对应用型人才的渴求，社会发展需要高素质应用型人才，这对高等教育尤其是地方高校的教育教学改革提出了更高的要求。计算机软件类课程在计算机专业应用型人才培养中起着重要的作用，计算机软件类课程一般分为基础类课程以及方法和技术类课程，分别就这两类课程教学进行探讨，提出一些解决课程教学问题的策略。

1 软件类课程教学中存在的问题

1.1 基础类课程教学中重理论轻实践

计算机专业软件基础类课程如数据结构、操作系统、数据库原理、编译原理、算法设计与分析等课程由于理论课时多实验课时少，所以教师在教学过程中更加重视基本理论和原理的讲授，没有很好地研究如何将有限的实验时间利用起来培养学生的应用能力，使理论和实践相结合，在加强学生理论知识的同时，培养了学生的实践能力。由于理论和实际应用脱节，导致学生感觉课程枯燥无味，学习积极性不高。

1.2 方法和技术类课程缺少工程化思想培养

计算机专业软件方法和技术类课程如软件工程、面向对象程序设计、Web程序设计等课程教学中重视具体技术的实现，忽视了工程化思想培养，教学项目缺少过程管理，项目内容与实际应用脱节，从而影响了课程教学的实用性。

1.3 实践教学环节薄弱，考核体制不健全

为了培养学生的应用能力，实践教学环节起着重要作用。目前人才培养方案中的主要实践环节包括课程实验、实验课程、课程设计、学年设计以及毕业设计等。在软件基础类课程中设置了课程实验以及课程设计，主要问题是实践项目设置不合理，内容与实际应用脱节，技术类课程的实践教学环节中项目内容陈旧，开发过程不规范，局限于如何具体实现各个功能模块，与市场需求脱节。另外实践教学考核方式不健全，学生课堂抄袭现象严重，不能独立完成实践教学内容，影响实践教学的效果和学生动手能力的培养。

1.4 教师能力有待进一步提高

教师在教学中还是按照以前精英教育时的教学方法组织教学，缺少对课程在应用型人才培养中作用的研究，缺少对课程之间相互关系的研究，缺少对课程应用内容的挖掘，所以不能很好地组织教学内容，从而为应用型人才培养服务。在教学时只孤立地讲授课程知识点，而没有把课程知识融入到整个人才培养中，把课程知识融入到计算机系统中讲解。另外由于扩招的原因，学生人数大幅度增加，新近教师人数增加，新教师在教学方法等方面还存在很多不足，教师的实践动手能力相对较弱，这些都影响了人才培养的质量和效果。

2 软件类课程教学改革策略

2.1 修订课程教学大纲，完善课程教学内容

修订课程教学大纲，从应用型人才培养的总体目标出发，明确课程教学目标和内容，基础类课程内容要注意课程之间的相互衔接，以及及时更新计算机发展的新技术和理论。方法和技术类课程要突出应用性，内容要根据社会需求动态调整。

基础类课程理论教学中要突出内容的基础性，设计课程教学的案例，把抽象、枯燥的内容用比较形象和直观的方式呈现出来，使学生容易接受。例如在数据结构教学中，针对线性结构、树形结构、图状结构等内容设计案例，如结合高速公路收费系统讲解图及其应用，通过案例教学使学生能够根据处理对象的特性，选择合适的数据结构和算法解决实际问题。在讲解操作系统课程时，结合具体的Linux系统来讲解操系统的四大块内容，通过分析基本理论是如何在具体Linux操作系统中实现的来帮助学生理解相关内容。

2.2 加强实践教学，提高学生的动手能力

实践教学是培养应用型人才的重要环节，为了提高学生的实践动手能力，具体措施如下：

① 丰富实验教学内容，减少验证型实验，增加设计型、综合型实验内容，设计多层次的实验内容。另外实验内容要与实际应用相结合，提高学生学习的积极性。

② 加强课程设计、学年设计等实践教学环节教学，应以真实应用背景为出发点设计实践项目，使学生能够按照完整的项目开发流程完成一个具有一定难度的项目，将课程内容综合起来解决实际问题，理论联系实践，培养学生的团队合作能力。

如图1，在操作系统教学中，将实践教学分为三个层次，从操作系统基本操作能力操作系统分析能力基于操作系统的设计能力循序渐进掌握操作系统的相关知识，培养学生程序设计能力以及基于操作系统分析问题和解决问题的能力。

③ 软件开发类课程的实训项目要突出工程化的思想，重视规范软件开发流程的培。

养，使学生掌握软件开发过程以及各种工具的使用，软件项目应以实际应用系统为背景。同时，可以与企业开展产学研合作，借鉴企业的管理方式来组织学生开展实践教学，提高实践教学的针对性和实用性。

如图2，基于GPRS的智能门锁及其管理系统的产学研项目可以分成三个大的模块来开发：三个模块涉及人才培养方案中三个选修方向，即硬件方向、软件方向以及网络方向，可以将各个方向的学生组织起来开发项目，不仅可以培养学生团队合作能力，而且能够使学生根据实际需求进行分析和设计，将课堂教学和实际生产相结合，做到真题真做，提高课程教学的效果。

2.3 完善课程考核体制，保证课程教学效果

在人才培养方案中，理论课程考核方式相对完善，但是计算机专业是实践性很强的专业，因此实践教学考核更加应该加强，实践课程考核大多以学生的出勤、任务完成情况、实验报告等为主，但是部分学生出勤不出力，抄袭现象严重。因此需要根据不同实践教学环节特点制定合理有效的考核方式，促使学生提高实践动手能力。对于独立开设的实验课程在已有考核方式基础上，在最后考核中通过建立试题库，随机抽取试题考核。随课程的实验需要独立于理论课程单独考核，考核学生对本课程所有实验项目的整体把握能力。对于课程设计、学年设计以及实训类课程要求学生完成一个小型应用系统或掌握一个较大项目的开发流程、实现方法和技术，在最后验收时增加类似毕业设计的答辩环节，考核学生是否独立完成了系统。

2.4 加强师资队伍建设，提高教师的教学能力和水平

课程内容如何讲授最终决定于教师，所以必须加强教师的教学研究和实践能力，研究课程之间的关系，研究课程在计算机系统中的地位，明确课程在人才培养中作用，例如，操作系统课程中讲解操作系统实现技术时需要数据结构以及程序设计语言课程的知识，所以可以在操作系统课程教学中回顾相关知识，使学生能够将课程知识联系起来，具有综合运用所学知识的能力，而不是把每门课程独立开来学习，提高学生学习的效果； 同时要加强教师的实践能力，讲授基础类课程的教师必须掌握与该课程相关的实践操作类课程，提高教师理论和实践相结合的能力。通过备课和讨论，合理组织每门课程的理论教学内容和实践教学内容，使每门课程既能增强学生的理论知识，又能培养学生的实践能力，通过基础类课程教学使学生不仅能够知道计算机可以做什么，而且要能够从宏观知道计算机是如何完成用户的任务，以及如何去合理利用计算机系统资源为用户服务，为学生今后的发展奠定基础。对于承担技术类课程的教师，鼓励教师参加了各类应用型师资培训、企业挂职锻炼以及产学研项目开发，掌握软件开发的新方法和新技术，了解软件企业的对人才的要求，从而有针对性地开展教学，提高人才培养质量以及适应市场的能力。

3 结束语

计算机软件类课程教学对培养应用型人才培养的起着重要的作用，基础类课程教学应突出基础性，改革教学方式和方法，提高课程教学效果；方法技术类课程要结合具体实际应用背景组织教学内容，教学内容根据方法、技术发展动态调整，适应软件技术发展的需求，培养高素质应用型人才。

参考文献：

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[2] 赵英良,仇国巍.软件开发技术基础[M].北京:机械工业出版社,2009,29(2):32-34.

[3] 李未.关于提高计算机本科教育质量的几点思考[J].计算机教育,2010(1):4-6.

[4] 张舸,刘利强,周细义.计算机专业实验考核方式初探[J].计算机教育,2010(1):119-121.

[5] 罗代忠,罗万成,李瑞.应用型本科院校软件工程专业人才培养模式改革与实践[J].计算机教育,2010(4):4-6.

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

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

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

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

2．新的计算机硬件类专业课程实践教学体系

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

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

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

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

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

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

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

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

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中图分类号:G642 文献标识码:A

1引言

当今社会对于熟练掌握计算机应用能力的复合型人才的需求日趋旺盛,熟练掌握计算机的通才极为紧缺。为满足社会的需要,培养出适应新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,在高等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势在必行。

基于通识教育的大类培养,实施精英教育是大连理工大学提出的教学改革指导方针。“计算机硬件技术基础”课程是培养学生利用计算机从事科学研究和科技开发工作的技术基础课程。1997年教育部高教司颁发“加强非计算机专业计算机基础教学工作的几点意见”以来,我校便开始执行计算机基础教学三个层次的课程体系,“计算机硬件技术基础”课程成为面向全校非电类专业开设的第二层次计算机技术基础类课程之一。2003年教育部计算机科学与技术专业教学指导分委员会又下发“关于进一步加强高等学校计算机基础教育教学的意见”(以下简称“意见”),把“计算机硬件技术基础”列为重点核心课程,并提出了教学基本要求。

“计算机硬件技术基础”是大连理工大学非电类理工科专业技术基础限选课程。本课程是一门面向应用的、实践性和综合性的通识教育课程。本课程主要讲授计算机硬件的基础理论、基本技术和方法,教学目的是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复合型人才。培养学生利用软硬件相结合的方法分析解决本专业领域的思维方式,从而为学生进一步学习计算机的后续课程,学习和应用相关方面的新知识、新技术打下必要的基础。

2立足创新能力培养,构建“硬件”教学课程体系

“计算机硬件技术基础”作为非电类专业的计算机技术基础类核心课程之一,其教学改革应符合精英人才培养这一目标。“计算机硬件技术基础”课程包含了众多的计算机硬件基础知识、基本理论和基本方法,而且具有很强的系统性和实践性。该课程对于强调培养学生的实际动手能力、工程实践能力、开发创新能力具有特别重要的意义。任课教师不能只“教”计算机的硬件知识,还应特别重视培养学生的创新能力。课程组的任课教师根据这一思路,充分借鉴了国内外相关高校成功的教学实践经验,设计了以基于通识教育的精英人才培养模式为导向的“计算机硬件技术基础”课程体系。从教材建设、教学内容、授课方式、实践环节、考核体系等方面全方位构建计算机硬件基础教学体系。经过近四年来的教学实践,该门课程取得了良好的教学成果,获得了学生的好评。

3重视教材建设和教学内容的及时更新

根据高等学校非计算机专业计算机基础课程教学指导分委会2003年提出的指导意见中的教材建设要求,对于典型核心课程的教材,要强调教材的基础性和系统性,突出基本概念、基本技术与方法的讲解。要使教材能反映计算机技术的新发展,特别是对于教材中一些技术性、应用性的内容更应如此,要让学生能学到一些先进的开发工具和开发方法。要编写一些具有专业特色的计算机教材。教材内容不是一般性地讲解计算机的技术与方法,而是将它们与专业应用有机结合。要重视案例课程的教材研究,教材从内容到结构要能反映案例课程的特点。

根据“意见”精神,课程组的任课教师编撰了高等教育出版社最新出版的“十一五”规划教材《微型计算机硬件技术》,以目前在计算机领域中占主导地位的80x86系列微机为例,系统地介绍了计算机的硬件技术基础知识,并通过对计算机中相关先进技术的介绍,体现出计算机及其应用技术发展的最新水平与趋势。

结合教材内容,重新调整了教学大纲和教学内容,学时安排参见表1,教学学时为32学时。

“计算机硬件技术基础”课程内容涉及常用逻辑元器件、CPU、指令系统、内存储器、外存储器、输入输出接口、常用外部设备和计算机网络等诸多内容,较为繁杂,课程组的任课教师本着少而精、知识面宽、知识新等原则,删繁就简,一是适时修改教学大纲,使之尽量符合新的学科技术及应用发展现状;二是体现在每次具体讲课内容中,可及时传递一些新的学科技术及应用信息,强调加强计算机硬件的基础知识、基本思想、基本方法和基本技能的培养。在保持课程内容系统性的前提下,主要选用和总结具有一般性、普遍性意义的内容。并在今后的课程讲授中,实时追踪最新计算机发展技术,及时补充到课堂教学中。

4启发式的案例教学方法

计算机硬件课程的特点是包括多门计算机相关课程,体系庞大,内容繁杂,而且大部分知识枯燥抽象,晦涩难懂。计算机硬件的工作原理与人的思维和行为方式“格格不入”,学生对抽象的指令和复杂的硬件电路很不适应。如果教学方法不合理,学生往往因为感觉太难而产生抵触心理,从而导致教学效果不理想。因此课程组在授课环节的设计上,围绕以学生为本、培养学生的创新能力这一教学目标,以是否符合创新能力的培养目标作为教学方法的设计依据。实践表明,采用循序渐进、深入浅出、突出重点的启发式方法授课,配合精心选择的各种工程实际案例有助于教学效果的提高。

用浅显易懂、循序渐进、逐步深入的方式介绍课程内容,帮助学生对课程产生学习兴趣,避免一开始就介绍过多的专业术语和细节。在每一堂课的设计上都有一个重点主题,课堂内容围绕这个重点展开,而不是一味按照讲义的章节顺序进行。例如在介绍计算机各个部件的工作原理时,以人体为例对比介绍,CPU的作用相当于人类的大脑,指挥身体各个器官协调工作,键盘、鼠标等输入设备相当于人们的耳、鼻、喉、眼等感知器官,显示器和打印机等输出设备相当于人类的嘴、手、脚等等,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。

精心选取和策划教学案例,案例是为知识服务的,所讲的案例一定要紧紧围绕相关知识,切不可偏离主题。具体讲授时可以步步导入,由浅入深;也可互相穿插,讲述理论知识时引入案例分析,分析案例的过程中又回到对理论知识的进一步探讨。整个过程中要注重与学生的互动,提出精心准备的各种问题给学生,让他们思考解决问题的办法,教师可以进行适当的启发和提示,这样学生对知识在实例中的应用会有更切身的体会,这种体会还可以进一步反作用于知识,使其对知识的理解和认识更进一层。比如在讲授逻辑电路时,结合三人表决电路的设计,从实际出发,重点介绍逻辑电路的设计和优化,这样讲授要比按照教材逐一介绍各种逻辑电路的效果好得多。又比如在介绍串行接口的介绍,避免对接口原理的枯燥讲解,引入计算机监控系统的实例,介绍RS232在计算机监控系统中的应用方法,进而引申出在工程中广泛应用的RS422和RS485接口,极大地调动了学生的学习兴趣,形成了研究型学习氛围。课程组的老师在授课过程中注重对课程内容学习方法的介绍,引导和启发学生掌握分析问题的方法,从而做到融会贯通、举一反三。

5重视实践环节

鉴于上机实践实习在计算机硬件基础教学中的重要性,任课教师编写了《计算机硬件基础》上机实验配套教材,合理组织实验教学内容。

实践能力和创新能力是素质教育的重要组成部分,是由被动学习转为主动学习的必由之路。在“计算机硬件技术基础”课程中,动手能力的培养尤为重要。因此在实验教学方式上,要有意识地增加学生自主思考、独立动手的机会,培养他们的独立创造能力;在实验内容上,根据不同专业需求,分别开设计算机硬件拆装实验和微机接口实验两部分。

计算机硬件拆装实验内容:为每个学生提供一套微型计算机,要求学生认知计算机各个主要硬件、独立完成组装计算机、安装操作系统、驱动程序和应用软件,独立完成计算机网络的配置操作。课后要求每个学生写出完整的实验报告,要求记录CPU型号和主频,主板外频和倍频的设置方法,各种板卡的型号,各种外设的品牌型号。除了上述实验报告以外,还要求学生根据电脑市场的商情和学生本人的实际需求,写出一份虚拟装机报告。该实验适用于数学学院、物理学院、力学系、化工学院、材料学院、船舶学院、环境生命学院和管理学院等。表2为该实验内容及学时(12学时)安排。

微机接口实验内容:为每个学生提供一套综合实验仪器设备,完成A/D和D/A转换实验,I/O接口设计等(4学时)。着重培养学生应用典型可编程接口芯片和数字电子技术进行综合设计能力。为培养学生主动学习的意识,加强了要求提前预习实验的环节,以使学生不盲目地仅为完成实验内容而做实验,而是要求他们做完实验后有一定的收获,得到一定的能力训练。要求学生独立完成实验,最后给出具有一定见解的实验报告。尽可能发挥学生的独立思考能力和主观能动性,以培养学生的实际动手能力和创新能力,倡导学生自主学习和独立探索。该实验适用于土木学院、动力系和化机系等。

6改革考试评价体系

根据本课程的特点,要求学生理解本课程的基本原理外,着重考核学生分析和解决问题的能力,引导学生不仅关注课本知识,还要关注本学科的最新技术的发展趋势。

改革了传统的“一纸定终身”的考评模式,学生的最后成绩由基础理论成绩、实验成绩和平时成绩三部分综合评定得出,其中基础理论部分的考核采用上机考试,机考成绩占总成绩的60%,实验成绩占总成绩的20%,并结合学生在实验过程中的主动性、动手能力、分析和解决问题的能力给出实验成绩。任课教师根据平时出勤情况、平时作业、课堂提问以及课堂讨论等平时学习的积极性、主动性给出平时成绩,平时成绩占总成绩的20%。

严肃考场纪律,杜绝学生作弊思想的滋生,课程组老师建立数量庞大、范围广泛的试题库,并随时补充新的题目加入试题库。课程组的任课教师开发了计算机硬件考试系统,并按遗传算法随机组卷,学生上机答题,避免了雷同的试卷,杜绝了相互抄袭的现象。上机考试的评阅则采取学生考试结束后当场打分,整个考评过程透明公正。此外,课程组还建立了考试结果分析制度,以指导命题和改进教学。

7结束语

“计算机硬件技术基础”课程改革从2006年秋季开始进行,从各学期学生的教学评估情况看,多为“理论联系实际”、“讲解方式浅显易懂”、“考核方式新颖”、 “这门课程很有趣”等正面评价。从学生的认可度来看“计算机硬件技术基础”课程的改革是比较成功的,符合人才培养的目标,有利于培养学生的研究创新能力。经过课程组教师的长期努力建设,2008年该门课程获得辽宁省精品课程立项,现正在建设当中。

构建合理的计算机硬件基础课程体系,对培养学生良好的计算机硬件基础,提高学生在本专业领域综合应用计算机的能力至关重要。通过计算机硬件系列课程体系建设及系列课程的教学改革实践,完善了课程体系,改革了各个教学环节,在教学大纲、教学内容、教学手段、考核环节和实验教学等方面做了许多工作。近年来,随着中小学信息技术课程的普及,大学生的计算机应用水平得到了很大的提升,尤其是从大中城市报考来的大学生已经具备了相当不错的计算机水平,这些学生已经不满足于有限的课堂讲授,为满足学生自主学习的需要,课程组的教师正在努力建设基于因特网的教学资源库,整合国内外优秀的教学资源。随着计算机技术的不断发展,计算机硬件课程建设和教学改革是一项长期的工作,更需要坚持不懈的长期努力。

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):11-18.

篇（9）

关键词：科学发展观；基础教学；课程建设；教学改革

中图分类号：G642

文献标识码：B

1课程体系建设

我们将计算机基础的知识结构划分为以下四个领域：

计算机系统与平台：涉及计算机硬件结构、操作系统、网络工作平台等方面的基础知识的应用技能；

计算机程序设计基础：涉及程序设计语言，程序设计基本方法、数据结构与算法基础等；

数据分析与信息处理：涉及应用计算机系统进行数据分析与信息处理的技术与方法，包括数据库技术、多媒体与人机交互技术、计算机接口与控制技术、辅助设计技术、数值计算与处理技术等方面的内容；

信息系统开发：涉及较大型信息应用系统的设计方法(特别是网络应用软件的架构技术)，以及软件开发过程等方面的内容。

围绕知识结构的四个领域，将其所涉及的一些理论与技术系统的划分成三个阶段：

第一阶段要求基本概念的“博学”“审问”，即需要牢固掌握大学生必备的计算机通识性基础知识。主要有计算机硬件技术基础、计算机软件技术基础、操作系统概述、网络与分布式计算机介绍、信息系统安全基础。

第二阶段要求技术与方法的“慎思”“明辨”，即需要深刻理解具有共性的知识领域中的一些技术与方法，主要有程序的控制结构、基本数据类型与数据结构、面向对象程序设计方法等。

第三阶段要求应用技能的“笃行”，即要求熟练使用一些可视化编程环境以及掌握程序的测试与调试等技能。

2以学生为中心进行课程设置

由于不同专业所涉及和要求的计算机信息处理技术的不同，在课程设置上采用“1＋X”方案，即计算机应用基础＋若干必修、选修课程。每门课程的总学时数可划分三部分：理论课学时、课内实验学时、课外实验学时。理工类非计算机专业学生四年课内外上机学时(不含毕业设计(论文)上机)不低于400学时，人文、管理、外语类专业学生不低于200学时。在规划必修、选修课程时，可根据学生所在专业的不同需求，采用以下不同方案：

(1) 电子/控制类专业

需要有较强的程序设计能力；在“计算机系统与平台”方面，偏向于计算机硬件结构以及网络与通讯等，同时需要掌握软件平台方面的基本知识；在“数据分析与信息处理”方面重点掌握计算机接口与控制技术等。具体方案如表1所示。

(2) 科学计算类专业

需要有较强的程序设计能力；在“计算机系统与平台”方面，掌握计算机软、硬件以及网络方面的基本知识，重点掌握软件平台方面的应用技能；在“数据分析与信息处理”方面重点掌握数值计算与处理技术和多媒体与人机交互技术等。具体方案如表2所示。

(3) 信息管理类专业

对一般程序设计知识和技能有较好的理解，在数据库应用系统设计方面有较强的能力；在“计算机系统与平台”方面，掌握计算机软、硬件以及网络方面的基本知识，重点掌握软件平台方面的应用技能；在“数据分析与信息处理”方面重点掌握数据库应用以及多媒体技术等方面的知识与技能。具体方案如表3所示。

(4) 辅助设计类专业

具有较好的程序设计知识和技能；在“计算机系统与平台”方面，掌握计算机软、硬件以及网络方面的基本知识，重点掌握软件平台方面的应用技能；在“数据分析与信息处理”方面重点掌握辅助设计技术以及多媒体与人机交互技术等方面的知识与技能。具体方案如表4所示。

(5) 基本应用类专业

在“计算机系统与平台”方面，掌握计算机软、硬件以及网络方面的基本知识，重点掌握常用软件的使用方法;在“数据分析与信息处理”方面重点掌握信息检索与分析方法。具体方案如表5所示。

3题库建设

题库建设是一项长期、复杂的工作，技术要求高，工作难度大。教师在设计题库时根据不同专业学生的培养目标，应用现代教育测量理论和技术，合理制定课程考试标准，科学把握考试的合格标准，引导学生按照专业、课程要求，全面、准确地理解、掌握和应用所学知识。

众所周知，考试是检验学生学习效果的常规手段，所以每到考试前出试卷时，教师总是为出一套好题费尽心思，既要几乎覆盖全部知识点，又要每个层次的题目都有，还要难易程度比例适中。为了使考题真正能检验教师的授课水准与学生的掌握程度，更为了严密考试程序及提高组卷的效率，学院及时开发了“大学计算机基础”电子题库管理系统。此题库设计实现了实用性与科学性相统一，并具有开放性、安全性和动态发展等特性。在课程考核标准的把握、命题质量的控制、参数估计和试卷生成模型上形成自己的特色。入库的题目在内容考核点、重要性、认知层次、难度层次和题型等方面的分布要有合理的结构，以保证生成多套平行试卷。该系统采用了高性能的快速算法具有高效的组卷能力，并具备对所组成的试卷自动进行分析的功能，同时为教员提供了试卷批改后的试卷分析功能。

参考文献

篇（10）

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

1 嵌入式系统的应用状况

1.1 航海设备嵌入式硬件系统应用情况

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

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

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

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

1.2 航海设备嵌入式软件系统应用情况

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

2 目前维修方面存在的问题

2.1 缺乏行业标准

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

2.2 维修技术人员能力不足

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

2.3 嵌入式系统技术复杂，不易掌握

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

2.4 维修器材、设备缺乏

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

3 嵌入式系统维修问题的对策

3.1 需提升维修技术人员的相应能力

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

3.2 需提高设备的维修性

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