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高职高专计算机硬件教学改革


□ 钟 瑛 赵健涛 王 飞

  一、硬件课程体系改革
  1.硬件课程体系存在的问题。目前,硬件课程体系中主要存在的问题:教材知识相对落后,学生无法学以致用;缺乏实践环节,实验条件差,学生无法锻炼实践能力,教师更无法鼓励和激发其创新能力;学生电子技术方面的理论基础较差,其对硬件的分析理解能力受到一定限制,学习困难较大;硬件课程开设学时离理想要求远远不足。2.导致这些问题的原因。⑴认识上的不足。目前,计算机教育存在着重软轻硬的倾向。很多学生对硬件课程的了解甚少,认为硬件课程只是学习计算机的内部工作原理,在计算机应用当中无关紧要,认识不到硬件技术在应用方面的重要性。⑵课程教学系统性方面的不完整,课程教学系统缺乏足够的系统性,各相关课程以及教材之间的分工与衔接不够规范。①硬件课程知识与软件课程知识之间缺乏足够的交叉和互补,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;②在硬件课程之间缺乏充分的衔接,有些知识点重复,有些知识点缺失;③缺乏足够的实践训练。④内容多和时间少的矛盾突出。这些都导致了学生的知识体系结构不健全。⑶解决的办法。①提高认识。计算机系统是硬件和软件的统一,计算机工作的过程,实质上是以硬件为基础执行程序的过程,所有硬件的工作都是软件驱动的结果,而计算机的优良性能是通过复杂的硬件系统结构换取的。只有对软件的载体——硬件、硬件组成、硬件的工作原理理解才能对软件是怎样依附于硬件的全过程有一个飞跃的认识,最终达到对计算机系统软、硬件基本知识的融会贯通。因此,在各硬件课程开设时,应首先给学生介绍该门课程的主要内容、该门课程在计算机专业当中的地位、与相关课程的关系,建立起与软件之间的联系。其次,加大实践能力在考试评价体系中所占比例,以促进学生对硬件实践的重视。从而改变大学课堂上“重软轻硬”的现象。实现学生的全面发展,使其具备一个IT时代大学生必备的基础知识和基本素质。②保持教学内容的系统性。硬件和软件知识是相辅相成的,它们都包含丰富的知识和先进的技术。计算机硬件知识必须对计算机的体系结构、组成及其核心技术进行系统的描述,以使学生能学到较系统的先进硬件知识。首先,在计算机硬件课程教学中完善教学大纲,加强教师之间的沟通,注意课程之间的相互衔接,注意知识点的重叠和互补,以保证教学知识的系统性和完备性。其次要加强计算机软硬件教学之间的沟通,对软硬件课程的教学内容中进行适当的穿插。在“微机原理及接口技术”和“单片机原理及应用”的课程中,可以加入一些利用高级语言对硬件进行编程的实例。在“计算机组成原理”和“计算机系统结构”的课程中,联系“操作系统”课程中I/O管理、内存管理、CPU调度等知识,以引导学生思考,建立必要的知识关联,最终达到对计算机系统基本知识融会贯通的目的。同时解决好内容多和时间少的矛盾,计算机硬件技术内涵丰富,学时少和内容多、要求高将是一个一直要面对的主要矛盾,要解决这个矛盾,一要靠系列课程内外体系的整体优化,找到一种相对来说能动态跟上计算机硬件发展步伐的教学和教材新模式;二要靠课程各教学环节功能的统一运筹、合理调动和多种教学方法模式的科学设计、统筹配合;三要靠课堂教学的数字化、现代化。
  
  二、教材的改革
  1.当前硬件教材存在的问题。一般教材都与实际联系不紧密,且教材知识相对落后,许多客观条件原因限制计算机硬件教学内容的更新。⑴计算机硬件发展太快,真正能反映当今世界微机领域新技术的微机原理教材太少,相应的实验设备和条件几乎没有。⑵计算机硬件知识存在不直观,最新的硬件知识往往包含许多较复杂的技术,讲述起来抽象、枯燥,教学方法可视性和直观性差,致使学生对硬件知识的理解存在困难,学习起来不太容易,教学效果较差。由于组织和实施教学的难度非常大,许多教师偏向于讲述旧的知识。⑶新知识的过快更新给许多教师带来了巨大的工作量和工作压力,熟悉并掌握新的教学知识和内容往往需要几年时间的摸索和实践,因此,教师往往跟不上新技术的发展。2.解决的办法。首先,作为课程教学,应尽量选用能反映目前计算机领域内硬件新技术、新成就,能体现出知识性、先进性和系统性的计算机硬件教材,重点要突出基本原理思想和基本方法技术的阐述,以使学生能学到先进的硬件知识。其次,要重视其实用性的一面,尽量拉近学校教育与社会上流行技术、流行产品、流行工具的距离,着力培养学生利用计算机处理问题的思维方式和利用硬件、软件技术与先进工具解决本学科专业及相关领域中问题的能力,以及将来独立获取、掌握新知识、跟踪计算机技术新发展、新应用的能力。使课程的组织内容符合计算机基础教育的固有规律、学科的内涵及联系,以及人的认知规律。可以通过在系列课程教学中引入课程设计,鼓励学生参加电子设计大赛和科技创新活动、社会实践实习、毕业设计等综合性实践环节来解决。
  
  三、硬件实验教学改革
  随着电子技术和计算机科学与技术的飞速发展,计算机系统硬件发展迅速,产品更新换代周期短,新技术与新产品不断涌现,因此,在适时调整计算机硬件理论课教学计划和教学大纲的同时,更应该重视计算机硬件实验教学改革。我们应从以下三方面来进行改革。1.加强实验室管理与建设,提高实验室教师素质。2.改革实验教学内容,培养学生创新能力。3.改革实验教学模式,提高实验教学质量。
  钟 瑛、赵健涛、王 飞:河北行政学院信息工程系。
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