计算机硬件课程设计范文
时间：2023-09-25 18:14:59
导语：如何才能写好一篇计算机硬件课程设计，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
关键词:课程群;计算机硬件;农业院校;人才培养
当前我国很多高等农业院校计算机专业已逐渐转变为软件工程和计算机科学与技术两个专业方向。然而,在教学实践中过分强调软件与应用,计算机硬件方面的教学却相对薄弱,导致学生缺乏计算机体系结构、计算机组成与结构等硬件方向的基本能力。即,计算机教育上存在着“重软轻硬”的倾向。
1计算机硬件教学存在问题分析
当前,农业院校计算机科学与技术本科专业中,计算机硬件与结构方向的核心和普通知识点一般体现在以下几门课程中:数字逻辑、计算机组成原理、微机原理、微机接口技术、汇编语言、计算机系统结构、计算机系统结构、嵌入式系统等。在教学过程中,各门课程相互之间内容衔接较多、重复之处也比较多,而某些知识点缺乏前导、造成断层。教师一般按照自己的教学大纲和计划对各门课程内容进行划定,而不是以计算机系统的整个体系结构为主线,造成缺乏系统性和科学性,难以实现学生从大一到大四的完整体系,使知识的连贯性变差;而且计算机硬件技术,例如:处理器技术、存储技术及网络技术等每天都有新的进展和变化,这些变化很难及时地反映到计算机硬件相关教材和实验设备上,因此难以体现发展中的新技术和教材之间的关联。由此造成,学生对这些课程普遍存在没有学习兴趣,教师上课缺乏激情的情况[1]。
因此,学生在掌握计算机硬件基本原理的基础上,如何结合计算机硬件技术的发展,并充分体现硬件技术的系统性和实践性,是当前农业院校计算机硬件教学所面临的重要问题;也是真正实现计算机科学与技术专业培养目标所必须解决的问题。
2计算机硬件课程群
为了解决以上存在的问题,本文提出构建计算机科学与技术专业硬件课程群。课程群方法是近年来高等院校课程体系建设实践中出现的一项新的课程开发技术。其基本思想是把各门课程内容联系紧密,内在逻辑性强,属同一培养能力范畴的同一类课程作为一个课程群组进行建设,从技能培养目标层次有效的把握课程内容的分配、实施、保障和技能的实现。课程群体系的进程如图1所示。
其优势在于以下3个方面:
1) 内容具有科学性。课程群各组成课程之间关系密切、逻辑性强,知识具有递进性,便于组织教学。
2) 实验室高效利用。课程群使计算机专业实验室可以进行大型的跨课程综合型实验,不仅在使用人次上,更重要的是在每次使用的效率上将得到极大的提高。
3) 教学具有可控性。课程群所有课程的教与学透明度提高,教学中的随意性和非计划性减少,可以有效的提高教学的可控性[2]。
3计算机硬件课程群构建的主要内容
本课程群的构建主要针对我校2010级本科教学人才培养实施方案。构建以下3个方面:计算机硬件课程群课程建设,综合型实验与课程设计设置和课程群内容的更新[3]。
3.1计算机硬件课程群课程建设
课程群的建立包括确定核心课程与选修课程。在课程群设置中,以学科方向和模块为核心,同时与专业培养计划相适应。在设置课程群的时候,打破单一授课的限制,使不同专业教研室的教师根据课程群设置凝聚一起,集中对各门核心课程和选修课程的内容与组织进行系统地规划,避免重复和脱节现象。例如:可以考虑把汇编语言课程和计算机组成原理课程结合,侧重于计算机硬件的五大部件、寻址方式和指令系统。这样有利于把计算机组成原理中介绍的一般性的知识和具体的微机系统联系起来,给学生打下牢固的理论基础;也可将汇编语言、计算机组成原理和微机接口技术3门课程全部联系起来,将计算机硬件基础知识全部融合在一起,提供给学生完善的知识体系[4]。
3.2计算机硬件课程群综合型实验建设
计算机硬件课程群建设中,强调实践教学的重要性。在课程群建设中,不是以单一的课程为单位设计实验,而是按照整个课程群来设计一体化的实验环境与实验内容。可以将汇编语言方向、微机接口方向、计算机组成原理和计算机体系结构等实验有机地结合在一起,创建良好的实验环境,灵活运用实验室、开放式实验室等多种手段培养学生的研究能力与团队精神的教育方法。例如,在计算机组成原理实验中设置了8255、8253等实验,同样在计算机接口实验技术中也有同样的内容,因此,可以考虑整合这部分内容,利用几个接口芯片开发一个小系统,不仅使同学学习了相关接口芯片知识,同时也锻炼了芯片在系统中的应用,建立整机概念等。
3.3课程群内容更新建设
根据计算机学科发展情况,及时、动态地调整课程群内核心课程、选修课程的设置,同时考虑到每一门课程具体内容的设置。让学生要尽可能学习掌握同当前主流技术发展方向联系比较紧密的新技术(如Pentium 的超标量流水线、分离的指令Cache 与数据Cache、指令分支预测技术、Itanium 的EPIC 核心技术),以及计算机新技术发展趋势(如未来处理器技术, 现代网络环境对硬件技术的要求, 64 位微处理器技术)等。
4结语
本方案已经通过相关课程专业教师多次研讨,打破以往独立课程设置方式,初步确立计算机硬件的课程群设置,计算机硬件综合实验设置的方案。该方案如果做进一步的深入研究、探讨与实践,必将对提高计算机专业学生软件和硬件能力的协调起到良好的作用,改变当前高等农业院校计算机专业学生硬件能力偏差的现状,提高其学生的自身综合素质和增强其就业能力。
参考文献:
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[2] 刘新平,郑秋梅,孙士明,等. 计算机硬件课程群实验体系的改革与完善[J]. 计算机教育,2008(12):117-119.
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[4] 刘全利,黄贤英,杨宏雨. 计算机组成原理课程群建设的探讨[J]. 科技信息,2008(4):9-10.
Discuss on the Computer Hardware Course Group in Computer Science and
Technology Teaching of Agricultural Universities
ZHANG Xi-hai, YU Xiao, WU Ya-chun, WEI Xiao-li
(Engineering college, Northeast Agriculture University, Harbin 150030, China)
篇2
关键词：大学计算机基础；课程建设；计算思维；与专业结合
1概述
“计算机应用基础”是高校除计算机专业外各专业学生的必修课。计算机技术的不断发展，大学生不再是只学会办公软件的使用就可以，而应学会更多的计算使用技能。目前大多教学改革都在原有的以office为主的课程体系下一种调整，难以解决现在教学中所遇到的困难。因此，我们应该积极探索建立一种面向学生所学专业，有益于学生职业生涯的计算机教育。非计算机专业学生将来可能利用计算机进行各学科研究和创新。面对现在大数据的形势，传统的实验手段比如观察预测和人工处理数据等显得力不从心，如果能利用计算机来辅助处理效率和准确率都会大大提高。要想利用计算机解决专业领域问题，需要从大学开始培养计算思维。
2计算机应用基础课教学现状
1)学生已经储备办公软件的使用技能。目前“计算机应用基础”主要是计算机基础知识加office办公软件的使用。随着中小学信息技术课程的开设，计算机应用基础中相关内容虽浅显但也都已经涉及。大学里的计算机应用基础看似在重复，课程内容受质疑，学生热情不高，教学效果欠佳。2)教材内容跟不上新技术。教材内容需紧跟技术发展，学生学到的知识才能较好得到应用。事实上，计算机教材中许多内容的滞后于计算机技术。学生在课堂中学到的知识可能已经是过时的知识。3)学生的动手操作能力不强，独立思考意识不强。计算机作为一种工具，首先应该注重学生操作能力的培养，其次注重运用计算机解决问题能力培养。在教学实际过程中，一般都是教师说什么，学生做什么。学生的学习比较被动，独立思考创新意识就更困难了。4)课程设置没有专业区分。计算机应用基础课程在教学模式、内容设置、课程体系等方面都没有强调专业区分。然而不同专业的学生将来从事工作不一样，对计算机技术的使用程度和要求会不同，我们应该注重学生利用计算机知识解决本专业的问题能力培养。现在计算机通识教育占90%，仅10%是和专业挂钩且是教师主动发挥的。虽然有丰富的案例供大家选择参考，但专业区分度并不大。5)计算机专业的教师对学生所学专业不了解。需要调研、思考、研究，并与专业教师进行深入交流，了解学生专业领域计算机的应用情况及用计算机解决什么样的问题。逐步实现计算机作为工具服务于专业学习的教学理念。
3面向专业的计算机应用基础课程建设思路
当前的计算机应用基础教学注重的是计算机基础与办公软件的应用技能，不能满足非计算机专业学生应用计算机解决本专业问题的能力。如果培养的目标是计算思维，将来思维融合，就可促进学生创造性思维的形成。面向专业的融入计算思维培养的计算机应用基础课程建设应从以下几方面着手。1)课程内容面向学生所学专业。目前学生在中学已经学会了许多计算机使用基础，在计算机应用基础中学到的知识在后续课程用不到，在专业中急需的技能却没有见到”。针对专业的计算机应用基础课程内容，不仅需有计算机基础知识，而且要包含学生所学专业所必需的计算机知识；在技能上，不仅传授计算机基本使用技能，还要传授专业要求的相关计算机复杂技能。使学生确实感到计算机基础课对专业学习的重要性；认识到计算机应用基础课中所学的技能不再是中学所学技能的简单重复，而是提高的是专业所必需的。这将有助于激发学生的求知欲，从而提高计算机应用基础课的教学效果。2)提供多种学习模块。强调学生主体性，实现因材施教。面向专业的计算机公共课课程体系，提供多种可供选择计算机工具。教师可以根据学生专业要求，选择相关工具进行教学。3)强调计算思维。应用多种教学方法，比如启发式，问题式，案例，任务或项目引领学生学会分析、解决一些实际问题。建立起计算机的思维方式。4)计算机应用基础教师深入学生所在专业，了解其他专业对计算机技能的需求情况。
4面向专业的计算机应用基础课程内容
广泛调研征求学生意见，和各专业教师相互交流后计算机应用基础教师们一起研究做出一套包括三方面内容的方案。1)首先经过一番适选择和组织设计出围绕计算思维培养的核心内容。比如，算法与系统——迭代循环问题求解思维；计算与自然环境的融合思维——大数据思维。具体内容可用两种方式组织：①专题性。比较典型的计算思维，例如“函数和过程”、“迭代和递归”、“并行与分布”等适合于以专题形式来组织。让学生由浅入深地构建自己的计算思维。②系统性。以系统化的方式构建计算思维。首先讲解计算系统的基本思维，接着讲解问题求解的过程，一步一步讲解典型的计算思维，例如典型的算法、数据抽象与分析、网络化等。2)针对学生专业的差异性以及学生需求的不同，采用有区别的教学内容和教学模式。在办公软件内容中，按照各专业收集汇总后的问题作为主要教学内容。比如化学专业中分子式的编排，数学专业中复杂公式处理，艺术专业注重多媒体应用，会计专业注重复杂数据分类汇总，地理专业中平面图绘制等等。对同一教学内容，也应该以专业进行分别，各有重点。比如，中文类文科专业，对文字处理软件的讲述，应注重分节、分页、批注、目录等；理科专业，对电子表格的讲述，注重合并、统计、公式的运用；电子商务类专业，注重网络技术的应用；为此我们做了大量问卷，征求学生的意见。并做了和专业相结合的案例若干。现在有12专业区分，不同专业案例240个。3)增加了若干模块供学生选择学习。比如网页制作，Flash，PhotoShop，思维导图，为知笔记，高级检索，多媒体处理，网络应用，作谱软件等等。
5结束语
计算机应用基础课程除了独立的课程内容外，还与其他学科的专业课程有着密不可分的关系，跨学科不同思维方式的交融对于学科发展具有革命性的促进。计算机应用基础教学量大、面广可以使各专业学生广泛接受计算机思维方法训练。对普遍提升大学生的创新思维能力，具备交叉的知识结构，提升核心竞争力有重要意义。良好的教学方案、教学内容、教学大纲和课程设置安排等可以更好实现教学目标。以上是对计算机应用基础课程的一些探讨和理解，更需要各位教师孜孜不倦的努力，才能做出与时俱进的教学内容，为培养综合性人才作出更大贡献。
参考文献：
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[2]冯博琴,张龙.迈向计算机基础教学的新高度[J].中国大学教学,2009(4):8-11.
[3]樊明智.计算机实践教学改革的实践与思考[J].计算机教育,2010(1):140-141.
[4]袁驷.计算机基础教育要面向应用,注重学生能力的培养[J].计算机教育,2010(1):41-43.
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[6]陈国良,董荣胜.计算思维与大学计算机基础教育[J].中国大学教学,2011(1):7-10.
篇3
关键词：计算机硬件技术基础；教学改革；教材建设；教材分析
随着计算机硬件技术的发展和普及，大学生接触到的计算机硬件设备无论从种类还是功能都比之前有更多的样式，并具有更快的发展趋势。计算机硬件有关产品已经成为人们日常生活中必不可少的生活用品，具有明显的日常化、集成化、工具化的发展趋势。在计算机硬件新的发展阶段，让学生们掌握基本的计算机硬件原理，熟悉各类硬件接口技术，懂得计算机硬件产品的基本运行方式，是各学科各专业教学体系建设中重要的一个教学和实践环节。
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的计算机技术公共基础课程，也适合非理工科的其他专业学生选修。该课程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
2006年，教育部高教司将微型计算机原理和微机接口技术等课程精简整合为计算机硬件技术基础，并明确提出了该课程是针对大学非计算机专业的理工类本科生设置的6门典型核心课程之一。
2009年，教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会将“微机原理与接口技术”确定为计算机基础教学的核心课程之一。该课程建议面向电类专业授课70学时，实验20学时；面向非电类专业授课48学时，实验10学时。[1]
课程名称及学时上的变化，一方面显示教学指导委员会对计算机硬件类课程的重视，同时也反映出在大学课堂上如何引入计算机硬件公共基础课程还存在争议。事实上，计算机硬件类课程在实际实施中存在很多实际困难和问题，导致全国大多数高等学校没有开设此类计算机基础课程，部分开设微机原理与接口技术课程的学校往往由非计算机类专业教师开设并讲授，不归属于计算机基础教学范畴。主要有以下三方面原因。
1) 课程定位不清晰，学时很难落实。计算机硬件技术基础课程如果作为计算机技术基础课程，应该主要放在大二，兼顾大三授课，面向没有数字电子基础的学生，作为选修课，以32学时为宜。然而，计算机基础课程教学指导委员会规划的微机原理与接口技术主要面向大三、甚至是大四学生开设，学时数量超过60，甚至在90，还需要数字电子方面的先导课，很多高校在学时、先导课等角度都无法将该课程编排进教学大纲。
2) 现有实验条件落后，学生难有兴趣，硬件投入较大。传统授课中，计算机硬件技术基础所安排实验需要借助定制的实验箱完成实验[2]，而实验箱的投入成本较高，新实验开发受限，使用效率较低，教师和学校往往都没有热情开设该课程。另外一些课程仅以汇编语言或单片机技术作为实验内容，技术广度不足，仅适合小部分特色专业。
3) 教学内容落后，教材急需建设。无论是计算机硬件技术基础还是微机原理与接口技术，讲授内容仍然以计算机专业的80x86、汇编语言、可编程接口芯片等内容为主，没有结合计算机硬件近10年来新技术和新产品的发展。由于课程面向非计算机专业学生，这种专业性很强的内容很难符合学生们的学习预期。纵观5年内新出版的相关教材，所讲授内容的绝大部分与10年前(2000年左右)教材的教学内容一致，教材改革和建设需求迫切。
本文从面向大二兼顾大三的计算机公共基础课角度出发，全面分析整理了2005年后出版的《计算机硬件技术基础》相关教材的教学内容和实验内容，客观还原已出版教材现状，寻找教材建设的薄弱环节和问题，从而为进一步教材建设理清思路。同时，本文结合北京理工大学的教学改革情况，给出了进一步加强教材建设的思路和方法，希望能够为计算机硬件类公共课更为广泛的进入大学课堂提供参考建议。
2教材情况概述
为了全面还原计算机硬件技术基础课程教材建设情况，我们对2005年之后出版的相关教材进行了汇总，合计34本，如表1所示。
从表1可以看出，34本教材来自于13个出版社，其中，正式本科教材26本，教学实验指导书等教辅类教材6本(本文后面使用表示表1中第N本教材)，高职高专教材2本。后面，我们将主要对本科和高职高专共28本教材进行分析。
3教材分析与问题汇总
3.1教材组织和定位分析
课程教材定位指教材的受众面，我们根据教材介绍中作者对教材的定位说明分成四类：电学为主的理工类专业、非电学为主的理工类专业、非理工类专业、各学科专业(内容难度偏低，适用于所有学科开展教学)。其中存在一本教材划分到多个类别的情况。
表1中教材(含本科和高职高专教材)共28本，根据上述划分，各教材定位如表2所示，其中，高职高专教材由于教学内容较为实用，被划分到各学科专业类别中。
根据教材的不同定位，图1和图2分别给出了教材章节数、页数、实验数的统计值。
从这两个图中可以看出，针对电学为主的理工科类专业(编号为A)的计算机硬件技术基础教材页数最多，章节最多，实验最少(数量为0)。可以看出，目前这类教材主要以理论讲授为主，定位中缺少实验内容，内容覆盖面广泛但缺乏实践性。实际中，这类课程是从“微机原理”精简而来，内容变化不大。
针对非电学为主理工类专业(编号为B)的教材章节最少，平均实验数为1。可以看出，这类教材的建设思路是讲授基本的计算机硬件知识，简单的开展少量实验。实际中，这类专业往往在大三、大四会讲授“嵌入式系统开发”、“单片机”等硬件类相关课程，为此，针对大二为主的计算机硬件技术基础类教材在内容上比较基础并为后续课程有所保留。
对于非理工类和各学科专业的教材，章节数量相对较多，实验数量也比之前有所增加。可以看出，这类教材的建设思路是使学生掌握较为全面的硬件知识，并有一定的动手训练。实际中，非理工类专业在本科阶段最多能够学习一门计算机硬件技术相关类课程，为此，教材建设思路反映了全面性和实用性。
综合上述分析，可以看出，目前市面上已有的《计算机硬件技术基础》相关教材主要针对四类不同的受众学生，教材组织上偏重于内容讲解(尤其是针对理工科学生的教材)，总体建设思路还停留在讲授计算机原理的阶段，无法体现当今计算机硬件日常化、集成化、工具化的发展趋势。突出问题是教材配套实验很少，实践性差。
3.2教材实验分析
表1中28本教材和6本实验指导书一共记录了109个实验。根据各实验特点，我们将所有实验分为四类：实验箱实验、芯片实验、汇编语言实验和PC机实验。各分类描述如下：
实验箱实验：指依托于特定实验箱的实验，针对该课程的实验箱往往是从其他课程的实验箱中裁减下来的，种类较多且良莠不齐，没有公认的标准；
芯片实验：指基于单片机或者接口芯片的实验，包括：8051系列单片机、计数器芯片8253、定时器芯片8254、并口芯片8255A、中断芯片8259A、DMA控制器芯片8237A等。这类实验专业性强，应用性差，适合特定专业或者大三以上的学生；
汇编语言实验：指汇编语言程序设计实验，编程训练不是该课程的主要目的，这类实验尽管能够让学生对计算机硬件有一定了解，但程度有限；
PC机实验：基于PC机的实验，包括：model安装、存储器测试等。目前，这部分实验内容受到学生喜爱，可以锻炼实际能力，易于推广，但如何让学生了解到CPU、存储器等核心部件内部的工作原理，需要创新性设计。
图3给出了109个实验在组织结构、运算控制器、存储器、IO和其他等6个方面的统计。从图中可以看出，大部分实验都集中在IO方面，反映出这部分实验内容很重要，也是教材的主要内容。相比较而言，实验箱类和PC机实验能够覆盖到计算机硬件的各个部分，而芯片实验主要针对IO，缺少对运算控制器、存储器等其它部件的覆盖，汇编语言实验主要针对运算控制器。
图3教材中实验的分类
基于以上分析，针对计算机硬件技术基础课程，汇编语言实验和芯片实验数量较多但比较重视接口，无法让学生对计算机各组成部分有更深入的理解。实验箱实验针对性很强，但前期投入大，灵活性不强。我们认为，随着PC机的广泛应用(学生们几乎人手一台PC机)，基于PC机的创新性实验是该课程的发展方向，同时，这类实验还能较好的引导学生在课余时间完成实验，并激发学习兴趣。
3.3教材内容分析
对于教材内容，我们主要分析和汇总讲述的重点知识点，还原现有教材的主要内容组织。全部教材为28本，其中4本(、、、)没能找到原书，为此没有统计在内。表3给出了24本教材中知识点的排序。
从表3可以看出，所有教材都有存储系统内容的讲授，大部分教材(19本)都包括汇编语言，18本包括80x86，半数以上教材都讲授了8259A和8255A等内容。图4给出了这些内容在原书中平均的页数，可以看出，汇编语言、80x86、单片机等内容都超过了25页，在教材中所占比重很大。此外，8259A和8255A等芯片的讲授内容也在10页以上，成为某些教材的重点授课内容。
纵观2005年至今出版的全部相关教材，《计算机
硬件技术基础》教材还是以《微机原理与接口技术》、《汇编语言》等课程的内容简化为主，仍然以很大的比重讲授80x86、汇编语言、单片机等内容。这些内容对于某些专业十分必要，但对于面向非计算机专业的计算机公共基础课程来说，这些内容相对陈旧，而且无法与计算机硬件的最新发展相结合。
教材具有教学的引导作用，在教材建设上，这种内容组织方式的落后需要引起重视。
4教材建设建议
4.1教材定位建设
我们认为，面向计算机公共基础课程，教材名称确定为《计算机硬件技术基础》比较合适，表明教材内容是计算机硬件的基础内容，以全面了解计算机硬件知识为主，掌握计算机硬件的基本概念和原理。
教材应结合计算机公共基础课程的实际情况，以32学时(含6～10实验学时)为宜，适度扩展到54学时，实验学时扩展到12学时(实验学时占总学时的25%)。这种学时设计有利于各学校将该课程以校公选课、通识课、实验课等形式安排到教学大纲中。
针对大二学生的教材，前导课程为计算机基础(或者大学计算机基础)等计算机基础类公共课程，不需要学习数字电子等课程。教材内容适度增加相关的数字电子知识。
教材应该充分利用该课程特点，以增强学生的实践兴趣为根本，通过实践环节使学生们主动学习教学内容。为此，在教材设计中，应该以实验建设为导向，注重让学生们理解计算机硬件的基本工作原理，为学生们进一步理解其他硬件技术和实践硬件设计打好坚实基础。
过去十几年来，在计算机硬件相关课程讲解过程中，教师们主要关心接口技术，并引导学生们在该方向进行实验。随着计算机硬件种类、功能和应用程度的增加，我们认为，学生们应该综合了解计算机硬件组成，理解各部分的工作原理，而不是侧重某一方面。使学生在课程学习和实验实践后能够分析新技术和新方法在整个计算机硬件发展中的作用和价值。
4.2教材实验建设
《计算机硬件技术基础》教材应该更加重视实验建设，使学生能够在实践中理解计算机硬件的基本概念。[3]为此，我们建议教材中的实验能够覆盖计算机硬件结构的各个领域，并且能够有一定趣味性，以了解基本的硬件原理为主。
与此同时，教材中的实验应该能够与学生们的实际生活结合起来，设计创新实验，将数字消费类电子产品(MP3、手机等)、互联网、物联网、蓝牙、PC外设接口等融入计算机硬件实验的设计，引导学生兴趣，同时适应计算机硬件技术的发展，使得学生通过教材学习能够掌握对计算机硬件的正确认识，并解决一些基本实际问题。
在这里，我们建议将实验分为：基础实验和提高实验两类，以适合不同专业的学生。经过北京理工大学2010年的教学反馈，表4中的实验得到了学生们的欢迎。
在教材建设过程中，考虑到各院校建设计算机硬件实验室的实际情况，进一步结合学生兴趣，我们基于PC机和少量配件设计了一些候选实验。初步的教学实践表明，这种实验设计完全能够创新性的激发学生兴趣，使学生掌握更为实际的计算机硬件知识，并通过实践理解计算机硬件基本原理。
候选实验包括三类：测试类、开发类和操作类。例如：存储系统性能测试(测试类)、CPU和GPU性能测试(测试类)、BIOS定制刷新(开发类)、串口短信收发(开发类)、并口液晶点阵控制(开发类)、基于PSOC的物联网结点(开发类)、计算机认知和组装(操作类)等。
4.3教材内容建设
在教材内容建设上，我们认为《计算机硬件技术基础》教材应该全面讲解各类计算机硬件原理，以理解计算机硬件部件功能为主，注重理解基本概念和基本运行规律，并结合实际硬件器件分析，以不变的理论应对万变的计算机硬件产品。
为此，教学内容 以“基本概念+基本部件”方式组织，例如：存储系统与存储器，其中，存储系统是基本概念，理解起来有一些抽象，需要课堂讲授；而存储器(内存等)则是基本部件，学生们平时接触较多，通过适当的实践教学，学生们不仅可以很快认识硬盘、Flash存储器、光存储器等设备，还可以通过测试类实验了解各设备的工作速度和基本模式，易于将存储系统和实际硬件有机的关联起来，达到较好的教学效果。
5结语
计算机硬件技术基础课程建设是近年来计算机公共基础课建设中面临的一个重要的难点问题，《计算机硬件技术基础》教材更是教改所面临的最大问题。如何合理定位该教材，并有效地选取适合高等院校开展该课程的内容是我们的进一步工作。在回顾2005年后出版的34本教材的基础上，我们验证了该课程和教材建设中存在的一些具体问题，并给出了解决问题的一些建议。我们将在2011～2012年度北京理工大学的教学实践中检验教材建设的初步效果。
参考文献：
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[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):81.
[3] 嵩天,李凤霞. 计算机硬件技术基础课程实验的改革与实践[J]. 计算机教育,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)
篇4
关键词：计算机应用基础；探究分析；建设与改革
中图分类号：G711 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2016）031-000-01
作为高职院校当中一门非常重要的科目，计算机的基础应用教学旨在培养学生应用计算机的思维能力，内容大体上包含了基础知识与基本操作技能的掌握。目前，我国计算机的教学取得了突飞猛进的进展，但是，在高职院校的基础课程的教学过程中仍然面临着层层的阻力。因此，就需要高职院校对计算机的基础应用课程实行改革建设，适应时代的需求。
一、课程改革与建设的基本框架和总体思路
1.基本框架
要想做好高职《计算机应用基础》的教学改革与课程建设工作，就需要在此过程中使各个环节能够互相促进，协同发展，形成一个互相协调的系统，基本的构架如下图所示：
2.总体思路
在高职院校开设《计算机应用基础》课程过程中[1]，应该深化教学课程改革，加大教学改革力度，严格遵守国家对培养高职人才的目标要求。通过建立完善的教学体制、深化教学改革体系、推动课程改革实践、完善管理制度，推进高职计算机教育，提高学生信息科学素养。
二、课程建设的主要内容
制定严谨的课程管理机制，确保教学指导的顺利进行。课程管理的内容大致包含教学目标、考核、教材、教学大纲以及教师管理等。通过对课程管理的规范性约束，能够使《计算机应用基础》的教学目标更加明确、教学标准得到统一、教学资源的配置得到优化以及教学质量得以提高，并且还能够在极大地程度上完成教学资源的互享，促进课程建设与教学改革的开展。首先，应该明确计算机课程的主体地位，使全院所有学生都必须修习《计算机应用基础》这门课程，清楚知道在培养高职人才的过程中该课程的重要地位，突出《计算机应用基础》这门课程对于学生综合素质的培养的重要作用。其次，完善课程的设置方案。对于那些不是计算机专业的学生，对其实行“1+X式教学”，“1”代表的是对其的教学重点内容，也就是《计算机应用基础》，在课程教学过程中，不同专业教学的重点应该有所不同，比如管理类的就注重软件使用的教导、工科类的就注重对于计算机的维护的教学等；“X”则要求教师根据学生人才发展的需要，开设不同的公共选修课供学生自主选择，比如说开设的关于如何制作教学课件的课程，师范专业的学生就可以去选择这门课程；还有网页如何设计的课程，非常适合管理方面的学生选修；程序设计的课程则比较适合工科类学生等等。再次，要对教学目标有一个清晰的认识。对学生入学时和毕业后从事工作时的计算机应用水平展开调查，分析总结，看学生在上学期间计算机的应用能力是否有所提升，以此确定日后计算机教育的大体方向。最后，制定科学合理的教学大纲。教学大纲对教学行为具有指导作用，应该严格按照国家对于人才培养的有关规定以及当前计算机发展的趋势，对计算机教学大纲做出适当的改动，确保对教学的良好指导作用。
三、课程教学改革的主要措施
优化教学内容，_保课程安排能够适应当今技术发展需要[2]。对当前计算机在社会上的应用情况做出严谨地调查分析，明确未来计算机的发展趋势，据此来安排其日后的教学内容和学习要求。在课程的选择过程中，应该秉持着先进性、基础性与实用性的基本原则。课程的内容包含了基础专业知识与基本操作技能两个部分，基础专业知识是同学们必须掌握的内容，比如计算机运作原理、信息安全、计算机的运用与功能等等；基本操作技能要求学生必须做到熟练，比如说对于办公软件的使用、计算机的维护、操作系统的使用等等。随着计算机网络技术的不断发展，其普及速度也飞快地提升，一些学生在中小学就接触到计算机，拥有了一定的计算机基础，但是因为地域差异，不是每个同学对于计算机的了解情况都一致的，为了照顾到每一个学生的计算机应用情况，实现学生的个性化教学，应该开展因材施教。根据每个学生计算机能力的不同，将其分成不同的层次，针对每一个层次制定不同的教学目标，教导不同的知识，采用不一样的教学方式，使得每一名学生都能够热爱学习，在学校有限的课堂时间中，使每一名学生获得最大的收获[3]。同时，对于那些计算机基础比较好的学生，可以免修《计算机应用基础》，为其开设计算机的选修课程，扩宽学生视野，使其掌握更多更加高深的计算机知识，以便日后能够充分的利用计算机技术为今后的学习与工作服务，使学生得到个性化的发展。在教学的方式上，采用多种方式共同使用的方法，实现各自的优势互补。在对《计算机应用基础》的教学过程中，先后经历了黑板到计算机再到网络信息化平台，教学手段不断的发展进步，为计算机教学带来了巨大的优势，使得学生更加能够清晰领悟计算机的专业知识。在教学过程中，利用网络信息化的平台，综合利用各种教学方法，实现它们的优势互补，能够极大的提高计算机的教学质量。
四、总结
对高职院校的计算机基础应用实行教学体制的改革建设，能够很好的推进高职院校的建设，促进人才的培养。在推进计算机教学体制改革建设的过程中，老师要做到因材施教，根据学生的自身特点和实际需要，制定适宜的教学方案与内容，利用多种教学方式，达到多元化的教学目的，在最大程度上提高教学效果。
参考文献：
[1]魏立荣[J].2016（2）：130-130.
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[关键词] 计算机应用 精品课程 高职院校
高职院校的课程建设直接关系到学校对人才培养的质量,教育部根据高职教育发展的现状和需求,决定实施“质量工程”,而其中第一项内容就是高职院校精品课程建设。高职院校作为高等教育的组成部分,启动精品课程建设势在必行。
一、精品课程与高职院校计算机应用精品课程
精品课程是21世纪初提出的概念,一些专家认为,精品课程应该是“名牌课堂”、“示范课程”,应该是“有自己的特色与风格”和“普遍受学生欢迎的课程”。精品课程要体现出现代教育教学思想,符合现代科学技术和适应社会发展进步的需要。
计算机应用课程面向所有专业开设的公共基础课,涉及面广,影响大。该课程对高职学生计算机应用能力的培养,对顺利完成后续课程的学习,对毕业后能迅速适应岗位需要、具有可持续发展的再学习能力,具有重要作用。自20世纪90年代起,全国高职院校相继在非计算机专业的授课计划中加入了计算机应用课程。经过近20年的探索,各校都有了一套相对稳定的教学体系和教学模式。但是,随着时代的发展和计算机的普及,学生进校之前对计算机的把握程度有了很大的变化。另外,随着社会上对计算机能力的认可度的提高,高职为顺应社会需求而对学生采取的一些强制的考级措施,使得目前“计算机基础”教学存在着一些必须引起重视的问题,因此加强计算机应用精品课程建设,研究教学改革,是高水平计算机应用教学的标志之一,也是不断提高计算机应用教学质量的必由之路。
二、对高职院校计算机应用精品课程建设的探讨
1.摆正建筑计算机应用课程的位置,重视计算机应用精品课程的建设
计算机应用是每个高职院校各专业应开设的必修课程,在学校教育和人才培养中起着重要的作用,对计算机应用教学的各方面的必要投入和重视是保证计算机应用教学的必备条件,同时也是计算机应用精品课程建设的必需。各级对精品课程的评审不仅包括名牌专业、院系的课程,也包括专业基础课,是“分层次、多样化”的。学校各级领导和部门要把计算机应用课程作为一门重要的课程,深刻理解计算机应用课程在高职教育教学中的重要地位和重要作用,并保证必要的投入,根据具体情况,把计算机应用课程放入不同层次精品课程申报计划之列。
2.以“五个一流”为核心,把握计算机应用精品课程的目标要求
精品课程是具有“五个一流”的示范性课程,高职院校计算机应用精品课程建设也要以“五个一流”为核心:就是要以现代教育思想为先导,以高素质教师队伍为前提,以适应相应层次的优秀教材和优化的教学内容为基础,以现代教育技术为平台和以科学规范管理体制为保障的。这是集教育理念、教师队伍、教学内容、教学方法和教学制度于一身的整体建设,是实现素质教育与专业教育并重、知识传授与能力培养并举、教学活动与科研创新同步的教育目标的基本保障。
精品课程首先要有一批学术造诣高、具有丰富授课经验、成果显著的主讲教师。教育部在精品课程建设内容中首先提出要有“一流的教师队伍”,形成一支以主讲教授负责的,结构合理、人员稳定、教学水平高、教学效果好的教师梯队,要按一定比例配备辅导教师。计算机应用教师是计算机应用精品课实施过程中最直接的参与者,计算机应用教师的课程观、课程研制水平、课程决策权力和课程改革的态度等是计算机应用精品课程实施成功与否的关键。高职院校的大多数计算机教师或是毕业不久的大学生,或是其他专业转行的教师,需要加强学习,提高自身的业务能力。同时高职高专教育的完成需要双师型教师。计算机教师大多是从学校到学校的教师,缺少实践经验。因此,通过精品课程建设,提高教师的专业理论水平和实践能力,把理论运用于实践,在实践中不断提高教学能力。作为学校,应定期组织教师学习,研究、探索。
“一流的教学内容”要求教学内容要具有先进性、科学性,要及时反映本学科领域的最新科技成果。高职院校计算机应用课程,包括:计算机发展史、软硬件基础、汉字输入法、常用软件的使用、计算机网络和数据库应用。理论方面应从最基本的概念和知识出发,对于操作系统和办公软件的内容,在教学中就应当注意与社会应用保持同步升级,不断更新、不断充实为了实现以就业为导向,以能力为本位的高等技术应用性人才的培养目标。
“一流的教学方法”要求使用先进的教学方法和手段。计算机应用教学要合理运用现代信息技术等手段,改革传统的教学思想观念、教学方法、教学手段和教学管理。运用学生乐于接受的形式传授教学内容,采取“启发式”的教学思想、多样化的教学方法,特别是采取多媒体高科技的直观教学手段取得良好的教学效果。对课程使用网络进行教学与管理,鼓励网络课件、授课录像网上开放,实现教学资源共享。对于计算机应用课程,可以设计理论教学与实践实训两条教学主线,课程的实践环节辅以多媒体配音课件,充分利用现代网络技术的互动功能,搭建以BBS和课程满意度信息收集的教学互动平台,为教师全面了解教学效果和在线答疑解惑提供了交流的渠道。
“一流的教材”要求系列化的优秀教材,主讲教师可以自行编写、制作相关教材,也可以选用国家级优秀教材和国外高水平原版教材。在教材建设工作中,应倡导精品意识。针对高职人才的培养目标和职业对人才需求的知识、能力、素质的具体要求进行编排,坚持以能力培养为中心,重点加强实践环节,解决过去教学中出现的学生反映课程理论性太强,缺乏实用性的问题,建立较为完整、科学的理论教学体系和实践教学体系。
建立科学规范的教学管理机制,实现“一流的教学管理”。完善健全的教学管理制度是精品课程建设的基本保证,这主要包括教学、科研、群体、训练、考评、规章制度、岗位职责等方面,形成切实有效的激励和评价机制。
3.加强设施硬件的投入
计算机应用是一门实践性很强的课程,在开发课程实践中注重项目教学法。为了增强学生的动手能力,必须给学生提供一个适合于学生自学的网络平台。计算机教学中,要提高教学效果,需要不断改善教学条件。采用先进教学手段提高教学效果。广泛使用多媒体技术、网络电子教学技术、虚拟机技术等高效方式教学,提高了学生的学习兴趣。目前,各高职校在硬件上都经过多年的努力,都有一定规模,但是相应的学习软件的开发和应用相对滞后,在一定程度上阻碍了计算机应用课程教学的发展。通过计算机应用精品课程的建设,加强学习软件的开发与使用,同时在校园网上建立课程教学资源库,将标准化的教学大纲、授课计划、电子教案、多媒体课件、推荐教材、推荐参考资料、练习题库、考试题库、辅助教学资源、技能鉴定资料等上传校园网,供学生学习参考。从而提高计算机应用课程的教学质量。
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关键词：功能模块式；计算机应用技术；课程体系；专业核心模块
中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)08-1859-03
Research and Practice of Functional Modular Curriculum System of Computer Application Major
DOU Li-li
(Tianjin Coastal Polytechnic, Tianjin 300450, China)
Abstract: Major of computer application technology has developed a very long time, further research of functional modular curriculum system can resolve the current main problem, prominent professional characteristics, and enhance students’ professional skills and market competitiveness. This article proposes dynamic functional modular curriculum system based on the professional core module, studies and practice system characteristics, teaching mode, teaching content and teaching methods.
Key words: functional modular; computer application technology; curriculum system; professional core module
随着我国教育体制改革的不断深入，如何推进职业教育的改革与发展，培养适应市场需求的高素质劳动者和高端技能型人才，已成为当前高职院校面临的主要问题。[3]近年来，计算机应用专业发展缓慢，招生形势严峻，为改善这种现状，学院作为2011年院级立项课题研究并实践了《计算机应用技术专业功能模块式课程体系建设》，本文为该课题研究成果。
1当前高职计算机类专业存在的主要问题
1.1专业定位不明确
高职院校计算机类专业的发展极不稳定，专业调研不及时，不能了解行业现状和发展动向，造成课程设置陈旧、计算机类的不同专业区别不大、职业方向不明确招生困难。这也就要求我们不断动态的定位该类专业，突出其专业特点。[2]只有通过开展广泛而深刻的专业调研、认真分析产业现状及其发展趋势，才能处理好市场需求与人才培养的关系、考生需求与专业设置的关系、长期规划与短期调整的关系。同时结合地方特点，科学地进行人才预测，动态地进行专业设置，满足不断变化的市场需要。
1.2专业对口率偏低
1999年以来，全国高校特别是本科院校大规模扩大招生，计算机类专业人才需求已接近饱和，同时大量的培训机构也在不断的输出定向型人才，高职院校计算机类专业受到空前的严峻考验。经过多方努力，学院计算机类专业毕业生虽就业率保持稳定，但专业对口率明显偏低。
1.3教育理念较落后
“校企合作、工学结合”是高职院校生存与发展之本，是高职教育发展的内在规律和特色创新，作为高职教育工作者更应该深刻理解这一教育理念。[4]校企合作最终要体现在课程体系如何与岗位职业标准对接上，这是实现学生专业职业能力与企业岗位能力零距离对接的关键环节。[5]没有校企合作工学结合我们的学生就不能掌握企业需要的技能、不能适应工作岗位，无法实现就业，也就失去了高职教育的意义。
1.4教师企业工作经验较少
教师是教学活动的组织者、设计者、指导者与参与者，也参与人才培养方案、课程体系、课程标准、教学模式、教学内容、教学方法的制定和实施，教师实践技能的高低决定着学生的技能水平。目前绝大部分教师直接来自于学校，没有企业工作经验，动手能力差，教学质量低。
1.5学生职业技能不满足企业需求
学生在校期间所学技能与行业需求存在较大差异，专业技能不扎实，实战能力差，难以满足社会需求。只有依托产业办专业， 把学院引向市场，让社会参与办学，广泛整合社会资源，建立生产性实训基地，不断加大校企合作力度，确定职业方向，突出动手能力训练，才能真正满足企业需求。
2基于专业核心模块的动态功能模块式课程体系的构建
高职院校不断更新办学理念，建立完善校企合作、工学结合、技术领先的教学体系，为学生创造良好的校企合作环境，开发工作岗位实际实训项目，达到校企资源共享，把校企合作、工学结合的思想和理念转化为行为规范和具体操作，真正培养出企业需要的高端技能型人才。以就业为导向，以行业为依托、以校企合作、工学结合为原则设计模块，首先进行了多方面的调查研究。调研对象主要包括企业、行业专家、在校生、毕业生、兄弟院校、专业带头人、骨干教师等，调研方式主要包括发放调查问卷、座谈会、企业深访、电话调研、参加企业招聘会或联谊会等，同时更利用网络资源进行大量的网上在线调研，分析得到了近年计算机应用技术专业人才需求调研报告，并据此制定出了专业发展规划和人才培养方案。重新按培养能力平台划分模块，不断建设完善课程体系，提出基于专业核心模块的动态功能模块式课程体系。该课程体系是一种扩展的集群式课程体系结构，包括专业核心模块、公共基础模块、专业通用模块、动态职业模块。
专业核心模块：对应职业核心工作岗位，同时对应专业核心技能取证。主要包括平面设计、二三维动画制作、多媒体制作、计算机辅助设计等子模块。对应photoshop、3DsMAX，CorelDraw、Illustrator、Flash、计算机辅助设计、多媒体设计等课程。
公共基础模块：对应基本职业素质培养，主要包括英语、沟通、表达、写作、创新、合作、组织、管理等职业素养。对应大学英语、高等数学、应用写作、演讲训练等课程。
专业通用模块：根据面向与职业核心岗位相关的特定职业岗位群(集群)的多种职业方向，抽取出该职业岗位群（包括职业核心岗位）需要的共同专业基础知识与技能，作为各职业方向的通用部分，设立专业通用模块。基本专业素质主要指计算机的管理和维护以及基础编程能力，对应计算机组装与维护、信息处理技术、办公设备使用维护、软件应用、基础编程语言等课程。
动态职业模块：根据各个职业方向的不同要求，设计出柔性的动态职业模块，可根据技术变化和市场需求对各职业方向人才的需求情况做出动态修改，每个模块与相应的职业资格证书对应。主要包括软件开发、数据库管理、网站设计、网络管理等动态职业模块。每个动态职业模块又都包含若干个子模块，每个子模块又由若干个学习单元或课题组成。每个动态职业模块对应一个专业辅助技能取证。
3基于专业核心模块的动态功能模块式课程体系的特点
3.1突出以市场为主导
职业核心工作岗位对应专业核心模块，同时又充分考虑到了就业市场的需求和变化，各个模块与职业能力平台相挂钩。工作岗位分解为工作任务，工作任务对应课程，即根据职业需要的知识技能来确定课程内容，使“能力本位”的思想得到体现。
3.2模块化确定了课程体系的基本结构
模块化教学是一种理论和实践有机结合且用在教育教学中的系统化教学方法。模块式教学（MES，Modules of Employable Skills），是国际劳工组织在20世纪70年代开发出来的一种较为先进的培训模式，以现场教学为主，以技能培训为核心的一种教学模式。它是以岗位任务为依据确定模块，以从事某种职业的实际岗位工作的完成程序为主线，可称之为“任务模块”，在我国一般称之为“模块式教学法”。[1]
3.3动态性阐明了课程体系适应变化的显著特征
动态性主要包含三个方面的内容，一是专业核心模块和动态职业模块内各个专业方向的课程设置与市场需求的变化保持一致，体现出课程设置的动态性；二是根据人才需求和学生就业率的变化情况，可调整选修相应动态职业模块的学生人数，体现出课程选择的动态性；三是根据专业招生情况和就业情况动态调整动态职业模块内专业方向，体现出职业发展方向的动态性。
3.4坚持以学生为主体、以教师为主导
坚持以学生为主体，专业通用模块为就业打下基础，专业核心模块满足了学生即时就业的需要，动态职业模块可由学生自主选择，充分考虑到了学生的兴趣和职业生涯发展。
坚持以教师为主导，不能只依靠学校专业教师，必须实现专业教师与企业技术人员对接，企业工程技术人员承担合作职业院校的实践教学任务，与教师共同开发实践教学课程内容，负责学生技能训练指导；职业院校教师参与企业的技术革新、设备改造与新产品的研发，承担企业员工继续教育的培训工作，到合作企业顶岗实践，在内涵上真正建立职业院校教师与企业工程技术人员双向交流与流动的机制，才能提高教育教学水平和企业生产效率。[5]
4基于专业核心模块的动态功能模块式课程体系的实施
4.1构建模块化课程体系
根据模块的划分，构建模块化课程体系。在模块的设置和每个模块的分解过程中积极与行业企业取得联系，建立长期稳定的有计划、有组织的教育合作关系，根据地方经济特色和市场调研分析报告由行业企业专家、专业带头人、骨干教师共同交流构建课程体系结构。每个专业模块（专业核心模块和动态职业模块）在综合实训后都对应一个岗位资格证书，使学生一走上工作岗位可以快速的适应和提高。增强了专业教研室和教师参与行业联系和技能提高的紧迫感和积极性。该体系的实施，对专业教学计划的制定人和专业课教师提出了更高的要求。
4.2转变模块化教学模式
每个学生的学习过程都包括专业核心模块、公共基础模块、专业通用模块和1个动态职业模块。采用“分段式串并结合”的教学模式，公共基础模块和专业通用模块采用并联模式，专业核心模块和动态职业模块采用串联模式。模块化教学过程中，每个模块分别设置了基础能力、核心能力、拓展能力和综合能力等四种循序渐进、螺旋上升的能力阶段。每个阶段组织在集中的时间内串联进行，可以明显区分出学生训练中的各个层次和各个能力阶段，从而便于更好地掌握学生的学习状态和技能水平，实现以学生为主体的因势利导、因材施教。
4.3设计模块化教学内容
重组教学内容，理清每个模块及内部各子模块之间的关系和顺序，避免大量的知识重叠或无用课程的开设。分解每个模块的教学内容，得到若干个学习单元或课题，确定每个课题的教学目标、教学要求、教学内容、教学形式及考核标准。每个教学课题都以企业生产任务为依据，以掌握技术技能为目标，以企业管理方式为要求进行。
构建“功能化”的教学考核模式，体现“职业技能本位”的思想。采用多元考核形式，包括口试、理论考试、现场操作、答辩、大作业、课程设计、论文、技能取证或多种形式相结合，评价方式包括自身评价、小组评价、同学互评、校内外教师评价、国家认证等。每个模块采用多级考核制度，包括单元考核、定时考核、综合实训考核和技能取证等，由工作态度、单项技能、拓展技能、综合技能等共同确定水平高低。
4.4引入模块化教学方法
引入模块化教学后，教师的工作量和工作强度加大了，对教师自身实践动手能力也提出了更高要求，需要教师不断加强企业联系，提高自身动手能力。每个学习任务或课题都是一个实际项目，只有深入企业一线才能得到，每位教师与1-2名企业专家保持长期联系，同时每年要求一个月深入企业一线工作岗位顶岗实习，为专业教学标准和课程标准的制定及日常教学工作打下基础。同时，教师要做好充分的课前准备工作，为每一个工作任务设计报告和相关文档，攻关解决每一个技术难题，设计指导组织每一个教学环节，评价反馈每一个学生，掌握每一个学生的学习情况和进度。因此，模块化教学对于我们教师自身的业务水平、教学水平、科研水平、师德师风都是一个严峻的考验。
转变教学观念，更新教学方法和教学形式。每个模块的实训过程都要以学生为主体，选择行动导向的教学法，主要有任务教学法、项目教学法、基于项目的引导文教学法、角色扮演法、案例教学法、情境教学法、实验法、现代四阶段教学法等，根据不同模块的特点选择能吸引学生注意力，激发学生学习兴趣的效果好的教学方法。做好教学过程设计，以实现技能、知识一体化，教、学、做一体化，将专业能力、方法能力、社会能力、个人能力集成于学生能力的实训过程中。每次任务完成以后，教师应对每位学生在本次活动中的表现给予反馈，肯定学生成绩的同时，指出存在的问题及不足，并根据其完成情况，制定新的任务目标，最大地调动学生学习的积极性。
5结论
动态功能模块式课程体系充分体现了以就业为导向的高职办学原则。课程体系的目标面向职业岗位群，把增强学生的职业适应能力和应变能力作为基本要素。把从业所需要的知识、技能、态度有机地整合在一起，形成“基本素质一职业能力一岗位技能”三位一体的课程模式，缩小了学生在校期间所学技能与行业需求之间的差异。同时，用学生在某职业方向的就业率来动态调控选择该模块的人数，真正实现了就业导向的原则。
参考文献：
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[2]殷锋社.计算机应用专业以职业为导向的课程体系研究与设计[J].价值工程,2011(5):299.
[3]刘琳.高职高专中计算机应用专业的模块化教学与研究[J].电脑知识与技术, 2010(12):3155-3156.
篇7
1.1 可能性
数据库技术、专家系统、机器学习和模式识别、软件工程及网络技术等都在生物学中有广泛的应用，因此我们强调计算机基础教育应该为专业服务，若抛开专业理论，独立地讲计算机基础知识，学生根本没有体会到计算机技术带来的辅效果，必然对课程产生“无用论”思想和抵触情绪。掌握现代计算机工具是所有专业的必然要求，计算机基础课程教学面向全校所有院系专业学生，如何把专业应用、专业研究方向、专业发展和未来融入到教学内容设计过程中，是我们要把握的重点。对于学生而言，一方面他们可以体会到如何利用计算机解决专业领域问题，一方面又意识到计算机学科的知识和技术具有广阔的应用舞台，同时，也将激励学生努力学好计算机科学技术，为今后学科领域的应用奠定基础。
1.2 必要性
“卓越工程师教育培养计划”是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010—2020年）》的重大改革项目，也是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措，旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，工程师的类型主要分为应用型、设计型和研究型三种。应用型工程师主要在现场从事产品的生产、营销、服务或工程项目的施工、运行、维护；设计型工程师主要从事产品或工程项目的设计与开发：研究型工程师主要从事复杂产品或大型工程项目的研究、开发以及工程科学的研究。应用型工程师主要在本科阶段培养，设计型工程师主要在硕士阶段培养，研究型工程师主要在博士阶段培养。
以应用型工程师为培养目标的工科院校本科毕业生应达到的知识、能力与素质要求摘要如下：
（1）掌握扎实的专业知识，了解本专业的发展现状和趋势；
（2）具有综合运用本专业所学科学理论方法和技术手段分析并解决本专业工程实际问题的能力，能够参与生产及运作系统的设计，并具有运行和维护能力；
（3）具有较强的创新意识和进行产品开发和设计、技术改造与创新的能力；
（4）具备获取专业前沿信息和终身学习的能力
从培养应用型工程师角度出发，计算机基础课程教学应该围绕如何阐述专业知识、如何将计算机技术代人解决专业问题展开，不仅要培养学生的计算机素养，更应该让学生学会将计算机技术作为一种辅助工具去解决专业领域问题。
工学结合是将专业学习、能力训练与实际工作经历结合在一起，把学生推向市场。一般来说，用人单位并不希望花钱对新职员提供计算机技能的培训，而是希望毕业生在校期间就能掌握所需知识，更期望求职的毕业生能较好地掌握信息技术，以便在工作中结合专业岗位有效地开展应用，提高工作效率。计算机技术因其实用性和有效性，已经渗透到了每一个专业领域，为解决专业问题提供极大的帮助。掌握计算机解决专业领域问题的能力，必然会提高工作效率，为企业创造更大的效益，这是用人单位最关心的问题。
应用型人才培养目标的“三位一体”包括知识、技能和素质。个人素质是否高，在于能否具备把所学知识和技能应用到解决专业领域问题的能力，如果所学知识不能用于解决任何问题，学生会感觉索然无味。计算机技术在各个领域都发挥了极大的作用，但是，对每个专业的学生来说，作用到底体现在什么地方，需要教师作为一个领路人指引其找到突破口。
2 研究内容
2.1 根据计算机基础教育的定位，改革课程教学内容
计算机基础教育的定位是配合其他专业学科的教学。目前还没有一种具有专业特色的计算机基础课程教材。教师要想突出专业特色，对现行教学内容的改革显得尤为重要，这也是计算机基础教育必须优先解决的问题。专业提供论文写作、写作论文的服务，欢迎光临dylw.net目前，广东石油化工学院计算机基础课程体系结构如表1所示。
以生物技术专业为例，教材的选择应该兼顾学生的知识背景和学习兴趣，尽量选择有生物专业背景的作者撰写的教材，其优点在于：
（1）生物专业背景的作者能够从他们自己的知识体系出发，阐述计算机方法和技术如何用于生物数据的处理；
（2）生物专业背景的作者了解生物专业的学生需要哪些基本的计算机知识。
在授课过程中，针对学生的特点综合使用多本教材更能达到预期效果，但就目前我们的研究所知，符合专业需求的、可借鉴的国内外相关教材比较少。
笔者建议先以程序设计基础课程为例，以点带面，综合剖析人才培养方案，充分发挥本课程对支撑该专业学生素质和能力培养的核心作用，着重于专业领域的计算机技术应用改革课程教学内容。
2.2 按照为专业培养目标服务的理念，对教学目标的研究
目前，国内外大学计算机基础课程的发展有两个重要趋势，一是计算机基础理论开始引入非专业的计算机基础教学，二是计算机基础教学开始与专业课程内容结合。因此，对于新型的计算机基础课程，我们必须重新认识、定位与设计，研究的教学目标是：
（1）让学生学习和理解数据分析基础。他们可能在专业课程学习中见过这些内容，但并不能深刻理解，更没有将它们应用于现实数据分析过程中。
（2）学习如何将计算技术“运用”于分析和解决那些只用分析技术很难或不可能解决的问题。
（3）学会如何“应用”计算机技术解决现实世界中专业领域问题，并将认识到专业领域中由于计算机的局限性所不能解决的一些突出性问题。
2.3 对课程内容的设计和研究
程序设计的目的是提供一种广义的解决问题的技能，可以用在任何编程设计应用中。在传统的程序设计教学过程中，一般按照数据类型、操作符、分支语句、循环语句、输入输出、模块化、数据结构的顺序教学并举例说明。这种过程周期较长，而且实验课程难以安排。教学实践表明，过多的抽象概念和理论只会在学生和教师之间竖起高墙。
此外，在讲授专业应用案例中，教师应尽可能利用学生熟悉的语言进行教学，可以参考情境概念教学中所应用的不同案例：物理学专业喜欢使用力学的例子讨论速度和加 速度；化工专业可能讨论反应速率和动态均衡。对这些例子进行分析和理解后，教师可以进行再抽象，从中提取这些现象所依赖的数据规律。实际上，这些从专业分支得出的案例和基础知识，很容易同计算的概念结合。
2.4 对教学方法和教学模式的研究
大多数教学活动主要以教师讲解为主，学生的思考很少，很多问题学生知其然却不知其所以然，应用能力不好。为了提高教学质量，很多教师对教学活动进行改革，提出任务驱动法、情景教学法、问题教学法等，还有的教学改革是从课程建设角度来进行的，包括课程内容的补充完善、实训案例扩充、加强师生互动等方面进行教学的深度探索。此外为了提高学生的自主学习能力，基于网络平台进行的教学改革也越来越多。
2.5 重视实验环节，对设计实验内容的研究
实验内容的设计要以专业实践为突破口，实现计算机实践教学与专业实践教学交融、相长。就生物专业而言，实验显得尤为重要。例如，使学生了解计算机技术和方法在生物数据处理过程中的举足轻重的作用。从实验课中，他们可以领略到计算机技术的魅力，并坚定学好计算机知识的信念。
2.6 专业提供论文写作、写作论文的服务，欢迎光临dylw.net对引入竞赛机制的研究
一般来说，企业在面试员工的时候，最先接触的是学生的成绩和各项获奖资料，获奖学生在同等条件下会被用人单位优先录用，但如果大学4年下来，学生说不出做过什么，也没有证据证明自己做得有多好，企业在选择优秀人才的时候会无所适从，往往依靠院系推荐，而推荐的学生又未必是适合企业文化的。但是有了获奖资料作为参考，企业很容易判断学生学过什么课程知识、对哪方面比较感兴趣、有什么长处、合适在什么岗位工作、是不是有上进心，这些都有助于企业顺利招收合适的员工。
我们希望合理设计与专业相关的竞赛选题，该项内容可以放在学期末最后几周进行。竞赛作品的制作和开发，是知识的综合运用、实践、创新的过程，有很强的系统性、目的性、实践性。竞赛必然包含证书和奖品，证书是大学毕业后进入企业的敲门砖，奖品则是对自己的努力、能力和付出的肯定，在一个富有挑战性的竞赛中获得荣誉和奖励，不仅让学生感觉学有所得，也会极大地增强学生的自信心，不断挑战自我，积极向更深更广的领域探索。
2.7 构建网络课程交流服务平台，培养学生团队合作精神的研究
团队合作非常重要，因此我们希望构建一个网络课程交流服务平台，所有获奖作品都上传到该平台上供全校学生学习，在平台上不定期组织获奖学生在线交流和答疑，培养学生的服务意识。
通过构建网络课程交流服务平台，不同专业学生可以发现自己的兴趣点，兴趣相同的学生会很自然地融合和沟通。在沟通的同时，一些综合素质较高并且志同道合的学生会慢慢凝聚成一支或几支学习能力强、学习潜力大的骨干队伍，这些队伍必然会在校内受到广泛关注，从而产生强烈的示范作用和影响力，有助于促进学风的整体提升。同时，团队还可以创办工作室，承接校内外项目，为将来创业就业打下坚实的基础。
2.8 对构建CCAI（云计算辅助教学）资源平台的研究
云计算辅助教学（Cloud Computing AssistedInstruction，简称CCAI）是将各种教学服务（如服务器、带宽、软件系统、数据资源乃至技术资源等）迁移到云端，学习者可以随时随地登录云端获取学习资源、制定学习计划、保存私人数据等各项云服务，进行个性化的自主移动学习。
图1是“云教育”平台关系结构。“云教育”平台上没有“教师”与“学生”之分，他们的关系是平等的，共同作为平台的主体。平台体现了“信息民主化”，教师作为“知识来源”的作用将部分由网络替代，学生也是资源的提供者；教师既可在真实的学校中，也可在虚拟的网络中体现教师的角色行为。平台的“资源”“习题”和实时互动等功能，能很好地辅助学习。
云计算专业提供论文写作、写作论文的服务，欢迎光临dylw.net辅助教学平台有利于学校节约经费，有利于教师构建自己的个性化网络辅助教学环境、开展个性化网络辅助教学活动、增强师生互动、完善课程特色教学建设、提高教学质量，有利于学生搭建个人学习环境、规划和管理个人学习、自由选择所需学习资源和服务、自主制定学习计划和学习进度，促进学生高级思维能力和群体智慧发展。
2.9 对改革考核体系的研究
广东石油化工学院计算机基础课程的考核方式较单一。笔者建议在引入竞赛机制的基础上，让每个学生从“成果展示+论文+模拟答辩+PPT演示+个人风采”几个方面制作视频并传到网络平台上，邀请有关部门的教师和相关院系的学生等分配账号，按照规定的评分标准，在某个时间内登录平台打分，课程教师的评分占30%，学生的评分占30%，其他评分占40%。
论文要求学生提交作品文字说明，训练学生的表达能力和逻辑思维，增强与他人沟通交流的能力，有利于建构新信息和修正旧信息。个人风采包括作者完成竞赛选题过程中的点点滴滴，模拟答辩、视频制作等都要求学生亲力亲为，激发他们的创造力和合作精神，还可以间接学习视频制作软件Premiere和音频制作软件Cool edit等。
2.10 对教学改革出现的问题的研究
计算机基础教学为专业服务的重新定位使得教学实践过程中出现多方面问题。分析这些问题并探索解决措施，是推进结合专业教学的必要途径，典型问题如下。
（1）教学内容选择上如何找到最佳结合点，如何删掉一些与该专业结合不紧密的内容，但又能保持内容体系的完整性。
（2）如何与专业课教师沟通，如何建立教师考评机制。
（3）如何建立有效的教学质量监督机制。
3 结语
大学计算机基础教学以其特殊的优势以及作为现代高科技在各专业领域应用的广泛性，定位于服务其他专业学科的教学，在教学中努力把专业前景、专业研究方向、专业发展和未来融入到教学内容设计过程中。除了计算专业提供论文写作、写作论文的服务，欢迎光临dylw.net机基础课程，很多其他课程都可以围绕专业开展教学，让学生整个大学期间都在浓厚的专业氛围内完成学业并深刻感受每门基础课程带给专业课程的辅效果。
篇8
[关键词]计算机课程；教学体系；医院信息系统；教学改革
doi：10.3969/j.issn.1673-0194.2016.12.154
[中图分类号]R193.8 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194（2016）12-0-02
医学院校的计算机课程是医学院校的基础课程，其教学目标是使学生了解掌握围绕计算机展开的计算机软件及硬件的基本理论、基础知识和使用计算机应用技能，培养利用计算机进行医学相关问题的分析和解决的意识，服务于医学相关应用。课程内容包括：计算机基础理论、操作系统、计算机网络及办公自动化等。
医院信息系统是医院管理和医疗活动中进行信息管理和联机操作的计算机应用系统。医院信息系统是一个全覆盖的系统，涵盖了医院及相关医疗组织的所有业务和和业务处理过程，是综合性信息管理平台。医院信息系统的应用已经相对成熟，各级医院和医疗相关单位都组建了相应的信息系统，同时各级医院及相关医疗机构是医学生未来工作的主要场所，其工作中首先要面对的就是医院信息系统的使用。本研究的目标以实际工作中医院信息系统计算机技能需求为出发点进行分析研究，进而实施医学计算机基础课程改革，探寻新的计算机课程体系。
1 医学院校计算机基础课程体系现状调查
研究者对辽宁省的10所医学类院校（涵盖了医院一本类、二本类、高职及三本多个层次）进行了计算机课程调查。100%的院校开设了计算机基础或计算机应用课程，作为医学生的基础必修课，相应课程内容按国家教育大纲要求主要集中于计算机基础理论、操作系统、计算机网络和办公自动化，75%的院校开设了Visual Foxpro程序设计。几乎所有院校都开设了计算机相关应用软件的选修课，如Photoshop、Flas制作等。在对学生的调查中96%的学生认为学习的内容没有医学特点，76%的学生表示学Visual Foxpro程序设计不知道以后能干什么，绝大多数学生表示对相关计算机知识的学习处于被动学习状态。同时，90%以上的学生表示对计算机相关选修课感兴趣，每年相关选修课的报名都处于抢名额的状态。在对医院信息系统的认识调查中，基于医院的实践教学和亲身经历，半数以上的学生表示对医院信息系统有一定的认识，几乎100%学生表示希望进一步了解医院信息系统，对开展以医院信息系统应用为中心的计算机课程教学表示欢迎，体现出极大的热情。
2 医院信息系统中计算机技能需求分析
医院信息系是计算机信息系统在医院管理中的信息化应用，从职能角度其包括：临床管理信息子系统、医学影像信息系统、放射学信息系统、实验室信息系统、药品管理子系统、经济财务管理子系统、综合管理与统计分析子系统以及外部接口等。从计算机知识体系角度分析包括：计算机软硬件基础知识、系统组成知识、数据库知识、网络知识、数据分析及智能处理知识等。
医学生作为未来医院及医疗机构的工作者，从医院信息系统应用的角度应该掌握以下相关计算机知识和技能：计算机基础操作技能，包括计算机操作系统的运用与维护、应用软件的安装与维护、常用设备（打印机扫描仪）的设置与安装、常用医疗设备（如心电监护仪、彩超等）与计算机了连接与设置；无纸化办公技能，主要是办公类软件的应用技能；网络应用技能，包括局域网和广域网两个部分。局域网相关技能包括办公局域网的组建与应用、信息共享的实现，广域网相关技能包括资源及资料检索应用技能、电子邮件应用技能、即时通信相关技能等；多媒体数据处理技能，包括医学图像数据的计算机处理技能、医学视频影像数据计算机处理技能、音频及无结构文本数据处理技能；管理信息系统相关技能，医院信息系统属于管理信息系统范畴，应用者应具有基本的相关技能，了解医院信息系统规划、设计、开发、实施及维护知识和技能。
3 基于资源、师资和学生的多维课程体系
图1给出了医学院校教学平台下，以医院信息系统应用需求为出发点的，基于资源、师资和学生的多维计算机课程体系建设示意图。教师、学生和资源是教学活动正常开展不可或缺的组成部分，三者在医学院校的教学平台上有机整合，以未来职业化的计算机技能需求为目标构成一个科学的、健全的、高效的教学体系。学生端充分分析医院信息系统（HIS）的计算机技能需求，进而进行相应的教学计划，并进行相应的技能竞赛和技能性认证考试等达到教学的目标。教学资源是教学开展的基础，资源端进行课程资源库的建设，实现教学资源的有机整合和共享，同时基于计算机具有较强实践性的特点开发相应的实践教学实验室和技能实践基地。多方向的计算机师资建设、医院信息系统师资建设和相关科研师资建设是教学得以实施的重要保障。
图1 计算机多维课程体系
以医院信息系统应用为目标的计算机课程教学体系的优势主要体现在如下两个方面。
实现了以学生未来职业需求为中心的教学形式的转变。传统的医学计算机教学依照教学大纲，完全以教师为中心展开教学，不能很好地兼顾学生的未来职业需求，导致学生只是知识的被动接受者，降低了学生的主动性和参与性。以学生职业需求为目标其实质是以学生为中心，以学以致用为目标，提升课程的针对性。
研究以医学院校教学平台为基础，从计算机课程相关的师资、资源和学生多角度进行教学体系构建，将教学体系中的三个主体有机的组成一个整体，使新体系具有完备性、系统性、科学性和极强的针对性。
4 建设实践
锦州医科大学的计算机课程基础应用课程是医学院校的一门基础课程，新课程体系建立之前主要包了两部分内容：计算机公共基础和Visual Foxpro两个部分。在以医院信息系统应用为目标的计算机课程教学体系建设的过程中，首先进行了课程的多元化改革（课程内容根据医院信息系统需求扩冲了医学图像处理、管理信息系统、数据分析、数据库、医学网络化应用等课程）并进行整合，建立了教学资源库。在师资方面，通过定向培训建设多课程的教师队伍，依据教学内容的划分建立相应的专项的教师团队，依据研究方向组建科研团队带动学科发展。在学生的教学环节上进行了新的教学形式的设计和规划，如依据不同专业在医院信息系统的不同应用需求区别对待，针对性划分计算机不同内容在总课程中的学时比例。依据相关的技能认证性考试开展了相应技能的强化性教育与实践。
5 结 语
以医院信息系统应用为目标的计算机课程教学体系的建设是在未来职业需求的基础上展开的积极的教学改革和新环境下的适应性发展和探索。通过一年多的发展，在学校教学平台基础上的新型教学体系正逐步发展，从反馈信息中发现新的教学体系受到学生的普遍欢迎和接受，学生的计算机技能性综合素质得到了大幅度提升。新的教学体系在理论上具有较强的科学性和优越性，必将推动计算机教育的发展。
主要参考文献
[1]韩智涌.医学院校计算机基础教学现状分析及对策[J].辽宁医学院学报，2007（4）.
篇9
摘要：本文介绍了我校对计算机硬件实验课程体系及实践教学环节进行的改革，建立了“基础层－应用层－提高层”三层体系结构的硬件课程群实验体系，并对多层次、系列化的硬件实践教学模式及训练模式进行了探讨。
关键词：硬件课程群；实验体系；实验内容；实践能力
中图分类号：G642
文献标识码：B
我校计算机专业自99级开始进行了较大规模的扩招，但由于师资力量跟不上、实验条件和实验内容相对落后等原因，造成计算机硬件教育存在层次单一、教学内容滞后、理论与实践脱节等问题，学生普遍存在着“重软怕硬”的现象，毕业后硬件设计能力差，软件开发缺少后劲。为提高学生的硬件动手能力，增强毕业生的社会适应性，学院自2002年开始进行计算机硬件课程群建设及相应的硬件课程群实验体系建设，包括“计算机组成原理”等九门硬件课程及5门相关的实践课程。本文对我院计算机硬件课程群实验体系建设及硬件实践教学环节的改革进行了探讨与总结。
1构建科学完整的硬件课程群实验体系
在原有的课程体系下，我院为本科生开设的硬件实验教学课程有“数字逻辑实验”、“计算机组成实验”、“微机接口实验”、“单片机实验”。由于实验条件的限制，各课程实验内容相对独立，综合性、系统性较差；尚有部分硬件主干课程没有对应的实验课程，如系统结构。实验课程体系存在诸多问题。
(1) 缺乏对学生系统设计能力的培养。传统的硬件设计和软件设计相分离的设计方法成为阻碍设计和实现复杂、大规模系统的关键因素。系统平台的搭建、软硬件的协同设计验证和软硬件功能模块的可重用性已成为现阶段设计方法的热点。培养学生具有系统设计的思想成为当务之急。
(2) 缺乏对学生可编程芯片设计能力及EDA技术的培养。可编程芯片与EDA技术是现代电子设计的发展趋势，将可编程芯片设计及EDA技术引入实验教学中是时展的需要。
(3) 缺乏综合性的实践课程，学生的创新能力发挥受限。由于实验条件限制，原有的多数实验是基于纯硬件逻辑设计的，只是在面包板上用器件构建小系统，功能扩展性差；并且只能开设数量有限、技术含量较低的实验，学生无法开展自主的综合性设计，无法进行创新能力的培养。
为此，经过充分调研和论证，我院首先从修改03级教学计划入手，对课程体系中的多门课程进行了调整，同时理顺各门课程间的关系，构建起了新的硬件课程体系。该课程体系由必修课程、选修课程及配套实践三部分组成。必修课包括“组成原理”、“接口技术”、“系统结构”等基础课程。为适应社会需求，在选修课中删去原有的“诊断与容错”等一些过时的课程，增加“数据采集”、“计算机控制技术”、“嵌入式系统”等社会需求较强、实用价值高的应用性课程，同时新开了“模型机设计与组装”、“硬件综合实践”等实践课程。在07版教学计划中，又新增了“DSP原理与应用”、“嵌入式系统实践”等新课程，保证课程体系的实用性与先进性。
硬件系列课程从体系结构上划分为三个层次：基础层、应用层和提高层，其课程间的关系如图1所示。基础层为“数字电路”与“组成原理”。“数字电路”课程虽然在教学体系上不属于计算机硬件系列课程，但它是计算机硬件系统的技术基础，是必修的前续课；“组成原理”介绍计算机的基本组成和工作原理，解决整机概念；通过“电工电子实习”与“模型机设计与组装”两门实践课程，强化学生的硬件动手能力。在应用层中，通过“接口技术”介绍应用层的接口和相关外设，以“嵌入式系统”等四门实用性强的课程作为选修课，每门课程都配有相应的实验环节，并通过“硬件综合实践”、“嵌入式系统实践”强化学生对基础知识的掌握和综合应用。提高层为“系统结构”及“性能测试与分析”实践课程，通过学习和实践，能够使学生比较全面地掌握计算机系统的基本概念、基本原理、基本结构、基本分析方法、基本设计方法和性能评价方法，并建立起计算机系统的完整概念。
在硬件课程群实验体系建设过程中，突出强调课程体系的系统性和完备性。从第1学期到第7学期硬件实验不断线，层次逐步提高，实验内容衔接连贯。注意各硬件实践的相互次序和互补，使硬件实践训练层次化、系列化，以此来系统强化学生的硬件动手能力。同时调整各课程的开设顺序，理顺每门课与前导课和后续课之间的关系，从而保证硬件课程体系的系统性和完备性。
注：所有必修课程与选修课程均开设课内实验，包括验证实验(20%)、设计实验(80%)；实践课程单独开设，包括综合实验(80%)、探索实验(20%)。
2改革实验教学内容与模式
计算机硬件系列课程的重要特点之一是工程性、实践性强。为了使学生在学过该系列课程后具备较强的实际动手能力和计算机应用系统的开发能力，应在实验教学内容的设置上体现出基础性、系统性、实用性和先进性，既要重视计算机硬件的基础内容，又要结合当今电子与计算机的最新发展。为此，我们对该硬件系列课程的实验教学内容和教学模式进行了改革创新。
2.1优化实验内容，引进实验新技术，提高硬件设计的效率和兴趣
随着计算机硬件技术的日益发展，各种各样的微处理器不断更新，功能不断增强，以FPGA为代表的数字系统现场集成技术取得了惊人的发展，嵌入式系统设计也逐步成为主流。为了使学生跟上时代潮流，了解最新技术，需要不断引入新设备、新技术，提高硬件设计的效率和兴趣。如更新的“组成原理”和“系统结构”实验台，通过RS232串口与PC机相连，可在PC机上编程并向系统装载实验程序，还可在PC机的图形界面下进行动态调试并观察实验的运行，使学生像设计软件一样来设计硬件，做到了硬件设计软件化，大大提高了硬件设计的效率和兴趣。“模型机设计与组装”，将CPLD和FPGA等技术引入，用CPLD来设计复杂模型机。“汇编语言”和“接口技术”补充Windows下设备驱动程序的设计与实现，增加PCI、USB的应用等内容。“系统结构”通过局域网组建小型的微机机群，研究探索多处理机操作系统，试验并行程序的运行与任务分配调控等功能。为适应当前嵌入式芯片的迅速普及应用，新开设了“嵌入式系统设计”课程设计。针对学生已学过多门硬件课程，但仍不能完成一个完整的、可独立工作的计算机系统设计问题，新开设了“硬件综合实践”，使同学亲自体会设计一台微型计算机系统的全过程。
2.2建立“验证型－设计型－综合型－探索型”的多层次实践教学模式
在实验教学内容的改革上，本着“加强基础、拓宽专业、注重实践、提高素质”的方针，将实验项目分为4类，即验证型、设计型、综合型、探索型,实验项目由浅入深，循序渐进。在所有硬件必修和选修课程中，全部开设课内实验。课内实验由验证实验(20%)、设计实验(80%)组成。所有实践课程都单独开设实验，包括综合实验(80%)、探索实验(20%)。这样，课内课程中开设“验证型”和“设计型”的实验，在后续课程设计中，开设“综合型”和“探索型”的实验，形成“验证型－设计型－综合型－探索型”的多层次实践教学模式，系统强化学生的综合设计和硬件动手能力。
在验证型实验中，注重使学生巩固基本理论，进一步掌握基本概念和基本技能。在设计型的实验中，注重培养学生的创新意识、设计能力和动手实践能力。在这一类实验中，以学生动手为主，教师辅导为辅，只给定实验的课题及达到的目的，中间过程需学生自己去查阅资料和设计方案，直至最后调试完成。在综合型实验中，注重培养学生综合运用所学知识的能力，使学生受到更为实际、更加全面的科学研究的训练。综合实验的特点是没有现成的模式可循，学生需要独立完成硬、软件设计和调试。在调试过程中，学生自己动手分析解决实验中出现的问题，虽然有一定的难度和深度，但对学生很有吸引力，能使学生从应付实验变为主动实验，不仅提高了基本操作技能，也发挥了学生的主观能动性和创造性。课程设计的部分内容属于探索型实验，学生可以自主选择感兴趣的课题及相关开发工具，写出设计书，交给指导教师审核后实施。在这一过程中，学生需要查阅大量的资料，培养了学生的自学能力、研究设计能力、独立分析问题及解决问题的能力和创新能力。
2.3确立“系列化硬件实践训练”方案
硬件实践训练由“课程实验－课程设计－综合训练－毕业设计”四个系列组成。课程实验――所有硬件课程都开设。课程设计――在“嵌入式系统”、“组成原理”等重点课程中开设，在这些课程的课内实验中进行部件或模块实验，在课程设计中进行综合性、创新性设计。综合训练――通过“硬件综合实践”展开。该课程安排在大四开设，是一门综合性设计实践课程，也是对前面所学课程的一个全面应用和总结，在硬件课程群建设中起着“总练兵”的作用。通过让学生亲自设计一台小型计算机控制系统，包括计算机的各个部件和功能，“麻雀虽小，五脏俱全”，旨在让学生真真切切感受到如何设计一个可独立工作的计算机系统，强化和提高学生的综合实践能力，培养学生的创新思维和创造能力。毕业设计――每年精选一定数量的硬件毕业设计题目，提供实验场所、设备及材料，让对硬件感兴趣的同学去实现自己的设计，放飞自己的理想。学生以接近于实际应用环境，完成高质量综合设计为训练手段，以掌握计算机硬件结构与应用系统设计作为主要训练目的，使学生对计算机的整个硬件系统有较全面、较系统的掌握。要求学生能够根据需要设计出一定规模的计算机硬件应用系统实例，从模板设计、制作、总线的走向、计算机部件选取、工作原理的分析、部件在模板上的部局、部件的焊接、运算能力的调试、结果正误的判断分析等流程的设计到具体的制作，直至最后写出毕业论文，使学生建立系统的概念与工程的概念。
3结束语
上述改革取得了令人满意的效果。大学生对计算机硬件实验课程学习的兴趣增强了，实验室开放期间，有更多的学生走进了硬件实验室。在毕业设计时，有更多的学生选择了与计算机硬件系统设计和开发相关的课题。学生做完硬件综合实习和硬件毕业设计课题后，普遍充满自豪感和成就感，感到硬件设计及底层软件开发不再可怕。通过这样的训练，提高了其综合设计能力和创新能力，同时也锻炼了他们的团队合作精神，步入单位就能直接胜任计算机应用系统设计、开发的工作，实现高校、学生、用人单位等各方面的多赢。同时我们也应该看到，随着新技术的不断发展，计算机硬件系列课程及其实验体系的建设和实验内容的改革是一项长期不懈的工作，需要不断完善。
参考文献
[1] 罗家奇,李云,葛桂萍等. 计算机硬件系统实验教学改革的研究[J]. 实验室研究与探索,2007,26(8):98-99.
[2] 武俊鹏,孟昭林. 计算机硬件实验课程体系的改革探索[J]. 实验技术与管理,2005,22,(10):107-109.
篇10
关键词：计算机硬件；集成电路设计；教学改革
信息系统工程教育论坛我院计算机科学与技术本科专业始建于1987年，历经20年的发展，为油田及相关企事业单位培养了大量的计算机应用人才。“具有良好的科学素养，系统地、较好地掌握计算机科学与技术包括计算机硬件、软件与应用的基本理论、基本知识和基本技能与方法，能在科研部门、教育单位、企业、事业、技术和行政管理部门等单位从事计算机教学、科学研究和应用”是本专业的培养目标。基于这个培养目标，结合目前计算机硬件技术最新发展现状及趋势，提出本硬件系列课改方案。
一、硬件系列课改的目的及意义
当前，计算机在信息社会中充当了重要角色，也是发展最为迅速的一门学科。随着这门学科的不断发展，目前，计算机核心技术愈来愈集中在集成电路芯片设计和软件设计这两项技术中，其中CPU和OS设计技术是最核心的两项技术，特别是高性能计算机技术一直是衡量国家实力的一个重要标志。在硬件系列课程里，培养学生CPU及相关硬件的设计能力，培养学生自主创新并能够设计出拥有自主知识产权的计算机部件的能力，是当前计算机硬件课程重要的改革方向，也是目前社会迫切需要的计算机硬件人才[1]。因此，适应当前计算机硬件技术的发展及社会对计算机硬件人才的需求，及时调整硬件系列课程的培养方向，既有利于学生及时掌握最新的计算机硬件技术，又有利于学生及时把所学知识转化为社会生产力，对扩大我院学生就业，树立我院计算机科学与技术专业学生良好的社会形象意义深远。
二、硬件系列教学的国内外发展现状及趋势
由于我国的制造业比较落后，一直以来，计算机硬件的核心技术未能被国内掌握。相应地，在计算机硬件教学中，像计算机组成和计算机体系结构等重要硬件课程，传统上仅仅以讲授、分析原理为主，且内容不能适应现代计算机技术的发展[2]。国外一些知名大学非常重视计算机硬件的教学，美国的许多高校本科计算机专业中都无一不是安排了CPU设计方面的课程和实验内容。例如麻省理工学院计算机专业的一门相关课程是《计算机系统设计》，学生在实验课中，须自主完成ALU、单指令周期CPU、多指令周期CPU乃至实现流水线32位MIPS CPU和Cache等的设计。Stanford大学计算机系的本科生也有相似的课程和实验。随着计算机硬件技术的不断发展，国内开展硬件设计技术的条件已逐渐成熟，这主要得益于计算机硬件发展中的两个重要技术，一是大规模可编程逻辑器件CPLD/FPGA的成熟，可以在一个芯片中通过编写硬件描述语言设计CPU和全部的相关硬件电路，减轻了硬件芯片间连接的复杂性，同时消除了硬件制造的限制。二是硬件描述语言的成熟，以VHDL和Verilog VHDL语言为代表的硬件描述语言，可以通过编写程序的方式来描述极其复杂的硬件电路逻辑，大大降低了以前采用手工方式设计硬件电路的复杂性。国内的一些知名大学，在最近几年里，也相应地增加了硬件电路设计在教学中的比重，据我们了解，清华大学、电子科技大学、哈工大、哈理工等一些学校，已经修改了计算机组成原理及计算机体系结构等方面的课程教学内容，把利用CPLD/FPGA和硬件描述语言设计CPU及其相关硬件电路作为重要内容加入到课程体系里，取得了良好的教学效果，大大加强了学生对计算机工作原理的理解及计算机硬件的设计能力，逐步实现了与发达国家高校计算机本科教育的接轨。
三、目前我院硬件系列教学现状及不足
计算机科学与技术本科专业硬件系列主要课程设置始于20年前，期间虽经过部分调整，但基本教学内容依然延续20年前的知识体系。按授课先后次序排列，这些课程包括：《数字逻辑与数字电路》、《计算机组成原理》、《数字系统设计自动化》、《计算机体系结构》、《单片机原理及应用》、《嵌入式系统》、《硬件课程设计》等7门。基于当前硬件课程系列教学现状，我们认为存在以下的不足：1.从整体上看，硬件系列教学内容过于强调基本原理和基本方法，缺少能够验证原理、实际实现这些原理及方法的手段，导致学生缺少动手能力，对原理和方法认识模糊，会说不会做的现象比较严重，创新能力较弱。2.《数字逻辑与数字电路》和《数字系统设计自动化》，这两门课之间存在较大的联系，在内容上存在承上启下的关系，前者是讲述数字电路的基本概念、组合及时序电路的传统分析设计方法，后者则介绍组合及时序电路的现代分析设计方法，基于目前的教学实际情况，可以合并成一门课讲述。3.《计算机组成原理》和《计算机体系结构》是计算机科学与技术本科专业非常重要的两门课，通过这两门课的学习，应使学生能够设计简单的CPU及相关的硬件电路，从而加深对基本原理、基本方法的理解，增强实际动手能力。基于现在的教学内容及教学手段还无法达到上述目的。4.《单片机原理及应用》和《嵌入式系统》两门课存在较大的内容交叉。这两门课都是讲述特定计算机在控制及嵌入式产品中的应用，《单片机原理及应用》这门课介绍的是8位机MCS-51的原理，《嵌入式系统》这门课介绍的是32位机ARM的原理，鉴于目前嵌入式领域的发展现状及趋势，建议取消《单片机原理及应用》这门课，以避免课程内容重复。5.《硬件课程设计》作为硬件系列的最后一门硬件设计课，学生已掌握了较丰富的软硬件知识，因此应该具备设计较复杂的硬件电路的能力，目前的设计内容较简单并与《数字逻辑与数字电路》课程实验存在一定交叉，建议选择有一定复杂度并较实用的设计内容。从而培养学生综合运用硬件知识及硬件设计能力。
四、硬件系列教学新课改方案
针对我院计算机科学与技术专业的实际情况，在保证总的硬件教学学时不变的前提下，对硬件系列教学提出如下建议：1.课程合并：《数字系统设计自动化》是计算机组成原理等的先修课，为保证能及时开课，同时该课和《数字逻辑与数字电路》这门课有密切的联系，合并为一门课，仍称为《数字逻辑与数字电路》，并适当增加学时，建议在大二上学期开课，取消《数字系统设计自动化》这门课。2.《计算机组成原理》：这门课改为《计算机组成及设计》，增加CPU及相关硬件电路设计内容，在讲清楚组成原理的基础上，以设计为重点，建议在大二下学期开课。 3.《计算机体系结构》：适当增加设计内容，原学时保持不变，建议在大三上学期开课。4.《单片机原理及应用》：本课程取消，鉴于目前嵌入式系统涉及软硬件知识较多，难以在一门课程中全面系统学习，因此另开设一门《嵌入式软件开发》课程，重点讲述如何设计编写嵌入式软件程序，建议在大三下学期开课。5.《嵌入式系统》：这门课作为《嵌入式软件开发》的先修课，重点讲述嵌入式系统的基本概念及方法、ARM处理器的硬件工作原理、接口、汇编语言等，而相关操作系统及其程序设计等知识暂不涉及，建议在大三上学期开课。6.《硬件课程设计》：在设计题目中，引入嵌入式系统、FPGA及计算机组成等知识，适当增加设计的综合性和复杂性，建议在大四上学期开课。基于新的硬件系列课程体系，能够有效理顺课程之间的先后关系，并把硬件课程均匀分散到大学四年的学习中，同时对重要的课程及相关的知识进行了加强，例如数字电路设计贯穿在整个硬件系列课程中；舍弃了过时的技术，增加了新技术的份量，例如去掉了单片机，加强了嵌入式系统。因此，我们认为：调整后的硬件系列课程是较合理的，它吸收了当前先进的硬件设计技术，保证了知识的实用性，有一定的前瞻性。
五、结束语
高等教育是为学生提供专业技能和生存本领、服务社会的最后一站，教学内容及方法直接关系到学生的未来发展。通过不断教学改革，保持教学的先进性和实用性一直是高教课改的目标之一。通过这次课改，理顺了我院硬件系列课程的教学关系，增强学生未来服务社会的竞争力，因此很有实际意义。
作者:李军 崔旭 李建平 单位:1.东北石油大学 2.大庆市萨东第二小学
参考文献
