计算机硬件课程群改革的探索与实践

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　　【摘 要】随着计算机应用领域的拓展和深入，各种计算机控制系统、外部接口日益繁多，对计算机硬件知识的要求也随之增多，数字逻辑、计算机组成原理、汇编语言和操作系统原理课程作为我校计算机专业核心的硬件课程，这四门课程内容上存在的一定的依赖关系且相互交叉，知识点前后衔接紧密。针对目前我校学生缺乏学习硬件课程的兴趣，硬件能力比较差，硬件课程内容多、学时少等问题，对计算机硬件课程理论内容进行优化，改革实验教学内容，改进教学方法进行探讨与实践。
　　【关键词】硬件课程;优化;改革
　　中图分类号： TP303-4 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）10-0067-002
　　DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.10.026
　　Exploration and Practice of the Curriculum Reform of Computer Hardware
　　JI Li-li
　　（Wuhan University of Engineering Science，Wuhan Hubei 430200，China）
　　【Abstract】With the development and deepening of computer application field，there are more and more computer control systems and external interfaces，Requirements for knowledge of computer hardware have also increased，Digital Logic，Computer Composition Principles，Assembly Language and Operating System Principles are the core hardware courses of our computer specialty，These four courses are interdependent and interdependent in content，and the knowledge points are closely linked up.In view of the lack of interest in learning hardware courses，the poor ability of hardware，the more content of hardware courses and the less hours of study in our school，etc.To optimize the theoretical content of computer hardware course，reform the experimental teaching content，and improve the teaching methods to explore and practice.
　　【Key words】Hardware Course;Optimization;Reform
　　由于目前我校計算机硬件类课程总体设置缺乏整体性和系统性的规划，学生思想上“重软轻硬”，很多学生在硬件理论课程和实验实践两个环节的学习上缺乏主动性，导致其硬件基础和设计能力相对于软件开发来说比较差，毕业后很难胜任计算机硬件方面的相关工作。
　　对计算机硬件相关课程进行教学改革，主要目的是为了激发学生学习硬件课程的兴趣，培养学生的硬件开发和设计能力，使软硬件理论教学、实验教学和实践教学紧密的融合在一起，使学生的软、硬件理论知识、应用能力和创新能力能够全面均衡的向前发展。另外，在硬件课程群改革的同时，也可以推动我校“双师型”教师队伍的建设，提高教师的硬件教学水平。
　　1 硬件课程体系存在的问题
　　1.1 学生思想上“重软轻硬”
　　目前，很多学生甚至包括部分教师都会认为，计算机硬件课程只是为了了解计算机硬件的工作原理，对软件课程的学习和软件开发来说没有太大的帮助，没有认识到硬件技术在应用方面的重要性。因此，在硬件理论和实验课程的学习上必然会造成主观能动性的缺失。另外，计算机硬件类课程的主要特点：内容枯燥、硬件体系繁杂、知识抽象，难于理解，因此学生在硬件类课程的学习过程中普遍存在畏惧心理，难以激发学生学习的兴趣。
　　1.2 计算机硬件课程体系缺乏整体性和系统性的规划
　　我校计算机专业硬件类核心课程主要包括计算机组成原理、汇编语言、操作系统和数字逻辑。这四门课程的知识结构紧密相关，内容相互渗透，部分教学内容存在重叠交叉或者延续衔接。如果只是过于强调其中某一门课的完整性，强化其独立性，而忽略了这四门课程之间的内容衔接，必然会导致交叉内容的重复教学。另外，计算机硬件类课程学时比较少，合理的组织硬件类课程内容，避免交叉和重复，优化课程体系，对提高课程质量和教学质量起着至关重要的作用。
　　1.3 计算机硬件课程教学内容陈旧
　　硬件技术作为计算机技术的一个重要分支，在不断的创新和完善，硬件体系结构的发展必将对人类社会的发展起着更加深远的意义。但目前学校的硬件理论和实验教材均显落后，实验内容比较陈旧，没有跟上硬件技术的发展。很多新理论和新技术并没有融入到课程教学中，因此，学生很难认识到掌握硬件技术对其今后发展的重要性。
　　1.4 对实践教学环节认识不足
　　目前，计算机硬件实验还是以验证计算机硬件的工作原理为主，没有让学生通过综合类实验完成一些综合性的系统设计，学生在学习过程中很难形成硬件知识体系。另外，由于学生自身理论知识比较薄弱，很难将理论与实践相结合，很多学生学习能力和自律能力比较差，学习的积极性低，很难保证实践环节的教学质量。 　　2 提高硬件课程教学质量的措施
　　结合我校学生的实际情况，课程群建设应以培养“应用型、技术型、创新型”人才为目标，注重学生计算机实践能力的培养，在满足计算机专业培养方案需求的基础上，将课程群中各门课程的授课、实践、实验和教材等教学环节进行统筹规划，优化各门课程的学习内容，使其能够成为一个完整的体系，让学生能够更好地理解和掌握课程的重点内容，理解课程间的连续性，使所学的硬件知识更加系统化。
　　2.1 激发学生学习的兴趣
　　兴趣是学好一门课程的前提和基础，作为教师首先应该让学生从思想上认识到硬件课程的重要性，使他们能够清晰地了解学好硬件课程对后续课程的学习和今后就业都将起着至关重要的作用。另外，在教学中也要积极引导学生对硬件课程的学习，让学生在硬件实践中能够有所收获，培养学生的实践动手能力，激发学生的学习兴趣和爱好。
　　2.2 调整课程设置，整合课程内容
　　计算机硬件教学是计算机专业教学的重要组成部分，我校目前硬件的核心课程包括计算机组成原理、数字逻辑、操作系统原理和汇编语言等。由于数字逻辑和操作系统原理作为计算机组成原理和汇编语言的先修和后續课程，因此在这两门课程之间主要起到承上启下的作用。由于这些课程内容之间存在这一定的交叉，任课教师之间应该相互沟通，界定教学内容，对四门课的各个教学环节进行统筹优化，这样才能在节约学时的同时又能突出重点，使硬件课程体系更加清晰化，有利于知识的的延续性和系统性。
　　按照培养方案，对课程群内各课程形成包含基础层、系统层和应用层的层次化课程体系。
　　数字逻辑课程作为基础层，是让学生掌握数字电路和数字逻辑的基本知识，能够分析和设计基本的数字逻辑电路;系统层主要包括计算机组成原理、操作系统原理和汇编语言课程，计算机组成原理作为核心课程，意在让学生掌握现代计算机的组成结构、工作原理和设计方法;应用层强调的是“实践教学”的重要性。
　　2.3 精选教材并改善教学方法
　　学生获取知识最简单最直接的途径就是教材，教材不仅对学生学习知识起着引领的作用，而且也是保证教学质量和教学效果的重要手段之一。教材的选取首先考虑是否结合较新的硬件技术，内容的深度是否适合本校学生学习，内容的组织是否适应本校课程学时的安排等。这样，教师在授课过程中才能更好的抓住和突出重点。另外，教师在讲授过程中应以学生为中心，采用引导式教学方法，比如可以适当增加分组讨论环节，突出学生的主导作用，激发学生的创新思维，减轻灌输式教学的枯燥感，活跃课堂气氛，让学生在轻松的环境下更好的学习。
　　2.4 注重实验教学内容及实验环节的考核
　　实验教学是学生深化理论内容学习的一个重要环节，也是培养学生专业素质的一个重要途径。通过实验把抽象的理论知识转变为具体的操作技能，学生才能更好的掌握硬件课程的技术方法，才能在实践中激发学生的硬件动手、设计和创新能力。这就要求教师首先对实验内容和实验原理要非常熟悉，实验内容的设计既要紧跟时代发展的需求，同时也应兼顾学生个体，让他们能够在实验中有所收获，尽量让不同层次的同学都能上手实践。另外，可以通过分组的方式把控好实验过程，并通过验收实验结果和批改实验报告进行实验成绩考核，对于完成情况好的同学也要根据实际情况设置一定的奖励机制，形成压力变动力的良性循环发展趋势，进一步激发学生的动手和创新能力。
　　3 结束语
　　建立硬件课程群，整合计算机硬件的系列课程，旨在巩固学生的硬件理论和实验课程的学习，培养学生的硬件实践创新能力，为今后从事硬件方面的工作奠定一定的基础。同时，课程群体系的完善也会推动教师硬件教学水平的提高，更好地服务于学生，使学生的实际动手能力跃上一个新的台阶。
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