導(dǎo)語：如何才能寫好一篇計算機硬件課程，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：計算機硬件課程；能力培養(yǎng)；開放實驗平臺

中圖分類號：G642 文獻標(biāo)識碼：B

文章編號：1672-5913 (2007) 24-0008-02

在計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的課程體系中，無論是專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課還是專業(yè)選修課，基本可以分為兩條主線：一是軟件課程體系；另一個就是硬件課程體系。一般來說，計算機軟件課程在計算機專業(yè)中基本能夠得到重視和加強。而計算機硬件課程體系相對比較薄弱。隨著電子技術(shù)和社會經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，計算機科學(xué)與技術(shù)與電子科學(xué)技術(shù)相互滲透和融合、硬件軟件化和軟件硬件化日益普遍，尤其是ARM、SOC、SOPC等技術(shù)的出現(xiàn)，計算機軟、硬件的融合日益顯著和成熟，加強計算機硬件課程的建設(shè)、硬件課程體系及新的實驗平臺的建設(shè)顯得越來越重要和必要。

1計算機硬件課程教學(xué)思路的改革

計算機硬件課程包括：數(shù)字邏輯電路設(shè)計、計算機組成原理、微機原理與接口技術(shù)、計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、單片機原理與應(yīng)用、嵌入式系統(tǒng)、計算機維護、EDA技術(shù)等。傳統(tǒng)的計算機硬件課程主要任務(wù)是講授計算機的工作原理，以配合計算機軟件課程的教學(xué)。而技術(shù)的發(fā)展需要軟硬結(jié)合、軟件硬件化或交融，硬件課程教學(xué)的任務(wù)不但要學(xué)生了解計算機結(jié)構(gòu)、原理，而且要用硬件描述語言進行部件及應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計。結(jié)合軟件知識，能夠設(shè)計計算機應(yīng)用系統(tǒng)，尤其是嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用日益普及，應(yīng)用范圍迅速擴大，要培養(yǎng)學(xué)生綜合設(shè)計能力。除此以外，計算機的維護也是學(xué)生能力的培養(yǎng)的一個方面。

本教學(xué)成果是對計算機硬件課程進行體系改革及教學(xué)內(nèi)容的梳理，確定硬件課程系列中基礎(chǔ)層、系統(tǒng)層、應(yīng)用層分別要講授的知識和學(xué)生應(yīng)該掌握的能力，以及各層之間的銜接和關(guān)聯(lián)的內(nèi)容，如圖1所示。制定教學(xué)大綱、實驗大綱、課程設(shè)計大綱等教學(xué)文件，教改項目的研究，教材、實驗指導(dǎo)書編寫，實驗室建設(shè)。教案、多媒體課件的制作。

圖1 計算機硬件課程結(jié)構(gòu)

在基礎(chǔ)層，主要是“數(shù)字邏輯電路設(shè)計”課程的建設(shè)，從99年開始對該課程教學(xué)內(nèi)容進行了改革，編寫出版了教材，引入可編程器件、ABEL語言，改造實驗設(shè)備，在2001年獲得江蘇省教學(xué)成果二等獎。2002年該課程獲得江蘇省二類優(yōu)秀課程。在此基礎(chǔ)上，進一步對教學(xué)內(nèi)容進行梳理，配合計算機組成原理的課程改革，將硬件描述語言從ABEL改為VHDL，引入FPGA技術(shù)的介紹及實驗項目，又更新了實驗設(shè)備，在2004年重修編寫出版了教材和編寫了實驗指導(dǎo)書。主要思路是讓學(xué)生掌握數(shù)字電路的基本知識和現(xiàn)代設(shè)計方法，能夠設(shè)計一般的數(shù)字邏輯部件及簡單的數(shù)字系統(tǒng)。所以在課程結(jié)束后安排了1.5周的課程設(shè)計，學(xué)生可以在FPGA芯片上運用VHDL語言設(shè)計如電子鐘、交通燈控制器、電梯控制器等簡單的數(shù)字系統(tǒng)。

在系統(tǒng)層，該層有“計算機組成原理”、“微機原理與接口技術(shù)”、“系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”。其中“計算機組成原理”課程是最主要的硬件課程，該課程一直是我們教研教改的重點。采用多媒體、網(wǎng)絡(luò)等多種教學(xué)方式，課件文字精煉、圖文結(jié)合、動畫豐富、重點突出，培養(yǎng)學(xué)生自我學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)的能力。實踐教學(xué)中突出設(shè)計能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。采用基于FPGA的實驗設(shè)備，通過設(shè)計與教材緊密結(jié)合的實驗教材和課程設(shè)計教材，形成了完整的相關(guān)課程教材系列，連貫性好。著重訓(xùn)練學(xué)生的設(shè)計能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新思維。該課程在2006年被評為江蘇大學(xué)一類精品課程。課程的教學(xué)主頁(/subject/zcyl/)上的教學(xué)文檔、資料、課件、實驗指導(dǎo)等齊全?！拔C原理與接口技術(shù)”課程原來以從16位CPU的機型講授，根據(jù)目前技術(shù)的發(fā)展，改成以32位CPU的機型講授，并且在2005年更新了實驗設(shè)備和實驗指導(dǎo)書。

在應(yīng)用層，由前二層主要課程的課程設(shè)計及專業(yè)選修課、綜合課程設(shè)計組成，主要在3個方面的應(yīng)用：數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計，運用硬件描述語言設(shè)計計算機接口及整個應(yīng)用系統(tǒng)，如“EDA技術(shù)”；計算機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計，包括硬件電路、應(yīng)用軟件?！皢纹瑱C應(yīng)用”、“嵌入式系統(tǒng)”課程就是培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)設(shè)計能力，單片機教學(xué)采用了C8051F系列單片機芯片，他是在系統(tǒng)編程的SOC(system of chip)芯片， 編寫出版了專門的教材、設(shè)計了專用的實驗設(shè)備、編制了實驗指導(dǎo)書?！扒度胧较到y(tǒng)”也專門定制了ARM7、ARM9、ARM10的試驗設(shè)備和編寫了實驗指導(dǎo)書；另外一個方面就是計算機的維護，根據(jù)目前的教學(xué)條件，開辟了專用的計算機維修實驗室，面向全校開設(shè)了計算機維護的選修課，2005年編寫出版了計算機維護的專用教材。

2特色教材建設(shè)

在明確了硬件課程教學(xué)目的和思路的基礎(chǔ)上，開展相關(guān)課程的教材建設(shè)，組織課程自編教材與選用精品教材相結(jié)合，近幾年出版了4本教材，由于大多數(shù)“數(shù)字邏輯”方面的教材是重點講授數(shù)字電路原理，作為后續(xù)課程的技術(shù)基礎(chǔ)。所有我們組織力量編寫了《數(shù)字邏輯電路設(shè)計》教材，增加了硬件描述語言的設(shè)計方法、在系統(tǒng)可編程器件的技術(shù)，精簡了傳統(tǒng)的設(shè)計部分，99年在東南大學(xué)出版所出版，2004年進行了修改，增加了VHDL硬件描述語言的設(shè)計內(nèi)容、FPGA器件的內(nèi)容以及VHDL語言設(shè)計數(shù)字系統(tǒng)的實例，在清華大學(xué)出版社出版，已經(jīng)三次印刷，在全國范圍的高校中得到使用。在“單片機原理及應(yīng)用”課程的教材方面，由于目前我們使用了最新的片上系統(tǒng)(SOC)型的單片機進行教學(xué)、實驗，所有實驗內(nèi)容均可以直接運用到實際的工程項目中，傳統(tǒng)的單片機教材已不能滿足要求，2004年參編了《單片機原理與應(yīng)用》，由機械工業(yè)出版社出版，加進了部分內(nèi)容。我們自己又編寫了合適教學(xué)要求的教材《C8051F單片機原理及應(yīng)用》，2006年在中國電力出版社出版。由于計算機技術(shù)發(fā)展太快，“計算機維護”課程一直沒有合適的教材，我們組織編寫了《計算機系統(tǒng)高級維護教程》，2005年在中國科技大學(xué)出版社出版。

3開放實驗平臺建設(shè)

2004年獲得中央與地方共建高校實驗室建設(shè)項目“計算機基礎(chǔ)實驗室建設(shè)”的支持，及時更新了相關(guān)課程的實驗設(shè)備，大部分的實驗設(shè)備都是任課老師根據(jù)技術(shù)的最新發(fā)展提出實驗設(shè)備的功能結(jié)構(gòu)，由廠商定做的。幾款實驗設(shè)備目前已作為該生產(chǎn)廠家的定型產(chǎn)品銷售到很多其他學(xué)校。設(shè)計了實驗項目和實驗內(nèi)容，編寫實驗指導(dǎo)書。2005年省高教所教改項目“開放實驗室信息查詢系統(tǒng)”通過省級鑒定。建設(shè)了實驗教學(xué)網(wǎng)站(202.195.167.4:8080)、教學(xué)專用的ftp，學(xué)生可以隨時隨地獲得教學(xué)資源。改革了學(xué)生做實驗的模式，集體實驗和分散預(yù)約相結(jié)合(學(xué)生可以在任何地點、時間通過網(wǎng)絡(luò)進入實驗網(wǎng)站進行預(yù)約)，提前預(yù)習(xí)實驗內(nèi)容，寫好實驗報告的“靜態(tài)”(實驗項目、實驗原理、內(nèi)容、實驗設(shè)備等等)部分后，再到實驗室開始做實驗，在實驗過程中完成實驗報告的“動態(tài)”(實驗調(diào)試過程、出現(xiàn)的問題、解決方法、實驗結(jié)果、分析等)部分。提高了實驗效果，激發(fā)了學(xué)生實驗興趣。

4結(jié)束語

本文介紹了計算機硬件課程的教學(xué)思路的改革，通過近幾年的實踐，取得了成效。建立了老中青的課程教師梯隊，備課，出卷、改卷，有一支過硬的、每人能任2門以上主要硬件課程的主講教師隊伍。硬件課程中有2門獲省級2類優(yōu)秀課程，一門獲校級一類優(yōu)秀課程，有3項教研項目通過省級鑒定，多項相關(guān)科研項目通過省級鑒定并獲得省、市級科技進步獎。獲得多項校級教案、教學(xué)質(zhì)量、優(yōu)秀教師、講課比賽等獎項。出版教材4部，發(fā)表教研教改論文12篇。有2名本教學(xué)成果成員指導(dǎo)的07屆學(xué)生，所做的硬件應(yīng)用的畢業(yè)設(shè)計論文被評為校優(yōu)秀論文。

作者簡介：

鮑可進(1958-)，男，江蘇靖江人，副教授。研究方向：嵌入式計算與應(yīng)用

通信地址：江蘇鎮(zhèn)江學(xué)府路301號 江蘇大學(xué)計算機學(xué)院。郵編212013

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關(guān)鍵詞：VerilogHDL；數(shù)字邏輯；計算機組成原理；計算機硬件

中圖分類號：G642文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1009-3044(2012)07-1682-02

Analysis on Fusion in VerilogHDL and Computer Hardeware Subject

CHENG Gui-hua，QI Xue-mei，LUO Yong-long, ZUO Kai-zhong

(College of Mathematics and Computer Science,Anhui Normal University, Wuhu 241000, China; Engineering Technology Research Center of Network and Information Security, Anhui Normal University，Wuhu 241000, China)

Abstract: In this paper,it is analyzed with modern electronic product design technology and Describing methods and characteristics of circuit system in VerilogHDL, according recent years teaching practice, combining the characteristics of computer speciality, experience and understanding are summarized with verilogHDL into "digital logic" and "principles of computer organization" teaching methods.

Key words: VerilogHDL;digital logic; Computer Organization Principle;computer hardware

1概述

隨著計算機技術(shù)和電子技術(shù)的飛速發(fā)展，EDA技術(shù)的興起與應(yīng)用使計算機硬件設(shè)計的理念與方法發(fā)生了巨大變化。計算機硬件課程的教學(xué)應(yīng)緊隨技術(shù)前沿，將EDA[1]關(guān)鍵技術(shù)和核心內(nèi)容引入硬件課程教學(xué)，有利于學(xué)生掌握計算機硬件設(shè)計、制造、調(diào)試和運行維護等多方面的技能；培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力；提高計算機專業(yè)畢業(yè)生的“硬”功夫。

EDA的關(guān)鍵技術(shù)之一是采用硬件描述語言（HDL）描述電路系統(tǒng)，通過開發(fā)工具進行功能仿真、綜合、優(yōu)化、布線后可轉(zhuǎn)換為FPGA碼流文件[2]，通過FPGA實現(xiàn)電路功能。對于FPGA來說，常用的HDL有VHDL和Verilog HDL[3],因VerilogHDL在門級描述的底層具有更強的功能，且具有類似于C語言的表達風(fēng)格而被廣泛選用。

“數(shù)字邏輯”是計算機專業(yè)的硬件基礎(chǔ)課程，“計算機組成原理”是計算機專業(yè)的硬件主干課程，起承上啟下的作用[4]，將VerilogHDL納入“數(shù)字邏輯”和“計算機組成原理”教學(xué)計劃，并貫穿于整個教學(xué)過程，是目前計算機硬件課程教學(xué)的主流方向，更有利于提高學(xué)生創(chuàng)新能力與綜合素質(zhì)。

2 VerilogHDL與“數(shù)字邏輯”課程融合

2.1重構(gòu)數(shù)字邏輯教學(xué)內(nèi)容

隨著技術(shù)的進步，絕大部分電子產(chǎn)品采用了數(shù)字技術(shù)，電子產(chǎn)品的設(shè)計利用VerilogHDL完成。因此，數(shù)字邏輯課程應(yīng)弱化中小規(guī)模集成電路芯片內(nèi)部電路、觸發(fā)器內(nèi)部工作原理、狀態(tài)化簡、異步時序內(nèi)容的教學(xué)，精簡布爾代數(shù)和卡若圖傳統(tǒng)化簡方法的教學(xué)；應(yīng)結(jié)合VerilogHDL描述電路系統(tǒng)的方法與特點，重新組織數(shù)字邏輯課程教學(xué)內(nèi)容。

VerilogHDL采用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計思想、自頂向下的設(shè)計方法設(shè)計電路，可逐個模塊分別描述、仿真與優(yōu)化，簡化整個電子系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。因此，“數(shù)字邏輯”課程的教學(xué)應(yīng)突出功能模塊設(shè)計的特點，強化芯片外部邏輯功能和時序特性的分析，F(xiàn)PGA原理的講解與應(yīng)用。在教學(xué)中以邏輯代數(shù)與VerilogHDL為基礎(chǔ)，綜合應(yīng)用“自頂向下”，和“自底向上”的方法設(shè)計和實現(xiàn)教學(xué)案例。教學(xué)案例可選用計算機中的基本邏輯部件[5]，如譯碼器、編碼器、數(shù)據(jù)選擇器、比較器、加法器組合邏輯與多功能移位寄存器、計數(shù)器、存儲器時序邏輯等基礎(chǔ)知識。通過課程的學(xué)習(xí)，初步建立計算機基本邏輯部件設(shè)計的概念，為后續(xù)硬件課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

為鞏固理論知識，可適當(dāng)安排中小規(guī)模集成電路芯片設(shè)計應(yīng)用性實驗，如用138譯碼器設(shè)計端口尋址電路，用三態(tài)門和寄存器設(shè)計數(shù)據(jù)端口。然后，可安排基于VerilogHDL的功能模塊的設(shè)計，通過FPGA完成超前進位加法器、串并轉(zhuǎn)換、數(shù)碼顯示控制、優(yōu)先級管理等計算機計基本模塊的功能。實驗教學(xué)采用開放模式[6]，實驗時間開放、實驗環(huán)境開放、實驗方案開放，教師重在實驗方案上給予個性化的指導(dǎo)、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、注重學(xué)習(xí)動機的引導(dǎo)與思維方式的培養(yǎng)；加大實驗考核的力度，考核實驗方案的靈活性、學(xué)員對實驗原理理解的深度及實驗的可擴展性。

2.2適時引入VerilogHDL

在計算機專業(yè)領(lǐng)域，基于FPGA設(shè)計實現(xiàn)運算器、控制器、存儲器、I/O接口、甚至整個計算機已很常見，因此在“數(shù)字邏輯”教學(xué)過程適時引入VerilogHDL，使兩者融為一體至關(guān)重要。

首先，合理安排講課順序。將VerilogHDL的講解安排在時序邏輯之后，結(jié)合基本邏輯電路圖的分析與設(shè)計講解VerilogHDL的相關(guān)知識，以便學(xué)生首先建立邏輯電路的概念，然后再將VerilogHDL與邏輯電路建立關(guān)聯(lián)，深入了解VerilogHDL描述電路的必要性與優(yōu)越性。

其次，重點講解VerilogHDL與C語言的區(qū)別與聯(lián)系。計算機專業(yè)的學(xué)生在一年級開始學(xué)習(xí)C語言，經(jīng)過訓(xùn)練已具備良好的C語言編程經(jīng)驗與能力，而VerilogHDL具有C語言的表達風(fēng)格，對于VerilogHDL的語法知識，學(xué)生容易掌握和理解，同時也容易混淆。

VerilogHDL與C語言的本質(zhì)區(qū)別：一是VerilogHDL的描述必須與邏輯電路緊密聯(lián)系，要求學(xué)生對所要描述的電路的功能、輸入、輸出、時序、狀態(tài)轉(zhuǎn)換等信息要有全面透徹的了解，通過分析與VerilogHDL程序?qū)?yīng)的電路圖講解輸入變量的賦值方法、解讀輸出變量、時序及狀態(tài)轉(zhuǎn)移等信息；二是語句執(zhí)行機制不同,C語言完全是順序執(zhí)行機制，VerilogHDL的語句有順序和并行機制之分，并行機制中語句描述的電路功能模塊同時運行、與語句的先后順序無關(guān)。

VerilogHDL與C語言的關(guān)聯(lián)性：VerilogHDL主要針對硬件電路進行描述，算法表達不方便，而C語言因使用廣泛，相應(yīng)C語言的開發(fā)環(huán)境也就更加完善。因此,C語言與VerilogHDL可以互相配合使用，即利用VerilogHDL對硬件描述的精準(zhǔn)性，借助C語言開發(fā)環(huán)境的完整性，快速高效設(shè)計電路系統(tǒng)。利用C語言的靈活性、查錯功能強的特點設(shè)計功能正確的模塊，然后將程序改為并行結(jié)構(gòu)的程序段，調(diào)試正確后，再用VerilogHDL關(guān)鍵字替換C語言關(guān)鍵字，進入VerilogHDL環(huán)境，進行編譯、仿真，并比較兩種模塊的輸出結(jié)果，以便及時發(fā)現(xiàn)錯誤，重復(fù)上述過程直到正確為止。

最后，精心設(shè)計教學(xué)案例。教學(xué)案例的選擇應(yīng)綜合考慮學(xué)生的興起和課程的延續(xù)性。為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，可用VerilogHDL設(shè)計控制器使布置在圓周上的若干個發(fā)光二極管逆時針、順時針或閃爍點亮且其時間間隔是可調(diào)的；為保持課程的延續(xù)性，可用VerilogHDL設(shè)計ALU、寄存器堆、多功能移位寄存器、單脈沖發(fā)生器等計算機計本邏輯功能部件，為“計算機組成原理”課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

3 VerilogHDL與“計算機組成原理”課程融合

計算機組成原理是計算機專業(yè)硬件主干課程，在整個課程體系中起著承上啟下的作用，課程中涉及的知識面廣，有些理論抽象難懂，將課程中難點與重點整合為教學(xué)案例，利用VerilogHDL進行描述，通過設(shè)計、調(diào)試、仿真與模塊功能的實現(xiàn)可使學(xué)生深入理解課程中的重點難點，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

在計算機組成原理課程中融入VerilogHDL，重點是教學(xué)案例的設(shè)計，難易適中兼具漸進性和系統(tǒng)性。首先，利用VerilogHDL描述運算器，綜合ALU、寄存器堆、多功能移位寄存器功能模塊，再增加少量的狀態(tài)寄存器即可完成，難度適中，同時充分利用數(shù)字邏輯課程中已實現(xiàn)的案例，通過調(diào)試、仿真使學(xué)生更好地理解運算器的工作原理；其次，利用VerilogHDL描述存儲器；最后，利用VerilogHDL描述微程序控制器，微程序控制器是計算機組成原理課程的一個難點，由于微程序控制單元看不見、摸不著，涉及許多概念，如：微程序入口地址、微指令格式、下址等概念難以理解，通過設(shè)計、調(diào)試、下載和驗證過程，可以深刻理解微程序控制計算機的本質(zhì)，了解軟硬件協(xié)同工作的原理，建立整機的概念。

4結(jié)束語

近年來，計算機硬件設(shè)計的理念與方法變化巨大，對計算機硬件課程的教學(xué)提出了更高的要求。實踐證明，將VerilogHDL融入計“數(shù)字邏輯”和“計算機組成原理”課程教學(xué)過程，可以培養(yǎng)了學(xué)生理論聯(lián)系實際的的能力，通過訓(xùn)練使學(xué)生掌握計算機硬件設(shè)計、制造、調(diào)試和運行維護方面的技能，提高學(xué)社實踐與創(chuàng)新的能力。

隨著計算機和電子技術(shù)的進步，計算機硬件課程的教學(xué)仍然還有很多工作值得我們?nèi)パ芯亢蛯嵺`，只有不斷探索與總結(jié)才能有效地提高實驗教學(xué)質(zhì)量，使計算機硬件課程教學(xué)緊跟技術(shù)前沿。

參考文獻：

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篇3

本文對計算機硬件課程體系及內(nèi)容中存在的問題和不足進行了分析和討論，提出了一些教改思路和方法。

一、當(dāng)前硬件課程體系中存在的問題

目前硬件教學(xué)中主要存在的問題是：教材知識相對落后，學(xué)生無法學(xué)以致用，即教材無法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性；缺乏實踐環(huán)節(jié)，實驗條件差，學(xué)生無法鍛煉實踐能力，教師更無法鼓勵和激發(fā)其創(chuàng)新能力；學(xué)生電子技術(shù)方面的理論基礎(chǔ)較差，其對硬件的分析理解能力受到一定限制，學(xué)習(xí)困難較大。總體上講，目前國內(nèi)計算機硬件教學(xué)的狀況不容樂觀，重視這一問題，改革相應(yīng)的教學(xué)體系和內(nèi)容是非常必要的。導(dǎo)致當(dāng)前狀況的原因是多方面的，總的來說有以下幾個方面。

首先，在認(rèn)識和條件方面，國內(nèi)的計算機教育存在著重軟輕硬和急功近利的傾向。由于基礎(chǔ)軟件教學(xué)實施起來相對容易，實用性強，設(shè)備投資較小，有立竿見影之效果，甚至學(xué)生通過自己購買的微機即可完成多數(shù)軟件課程的學(xué)習(xí)；而硬件課程的教學(xué)實施比較困難，設(shè)備投資大，通常每門課程需要配備專門的實驗設(shè)備，相應(yīng)輔助設(shè)備（如示波器等）的價格相對昂貴，實驗設(shè)備的維護工作量較大，對實驗室輔導(dǎo)和維護人員的要求也比較高。限于各方面的條件，國內(nèi)多數(shù)高校在硬件課程及實驗條件建設(shè)方面都明顯不足，這導(dǎo)致了計算機硬件課程在教學(xué)上的不足。

其次，硬件知識特點和教學(xué)內(nèi)容落后。從客觀上來說，計算機硬件知識存在不直觀，講述起來抽象、枯燥，學(xué)生學(xué)習(xí)起來不太容易的現(xiàn)象。其中，“計算機組成原理”、“計算機體系結(jié)構(gòu)”這兩門課程的內(nèi)容比較抽象，一般教材都與實際聯(lián)系不緊密，再加上現(xiàn)有硬件實驗的可視性差、直觀性差，致使學(xué)生對硬件知識的理解存在困難。而“微型計算機原理”、“計算機外部設(shè)備”等課程的教材內(nèi)容過于陳舊，無法調(diào)動學(xué)生的積極性，教學(xué)效果較差。

再次，課程缺乏足夠的系統(tǒng)性。計算機是一個由硬件和軟件組成的龐大的復(fù)雜系統(tǒng)，計算機知識有著很強的系統(tǒng)性。而在目前的教學(xué)中，硬件課程知識與軟件課程知識之間缺乏足夠的交叉和互補，學(xué)生無法深入理解計算機的基本工作原理及其在軟件系統(tǒng)中的作用。另外，在硬件課程之間也缺乏充分的銜接，有些知識點重復(fù)，有些知識點缺失，這些都導(dǎo)致了學(xué)生的知識體系結(jié)構(gòu)不健全。

最后，缺乏足夠的實踐訓(xùn)練。計算機應(yīng)用是一門實踐性很強的學(xué)科，學(xué)生必須具備足夠的動手實踐能力和社會競爭力才能滿足社會要求。而在計算機硬件教學(xué)中，實踐教學(xué)時間嚴(yán)重不足，絕大多數(shù)學(xué)生不具備基本電路設(shè)計、調(diào)試和實現(xiàn)的能力。一方面是實驗條件和設(shè)施的嚴(yán)重缺乏，另一方面是課程考試評價體系（包括社會各類計算機考試評價體系）中對硬件實踐能力的不重視。

根據(jù)計算機硬件教學(xué)體系中存在的一些主要問題，改革教學(xué)內(nèi)容的先進性、加強教學(xué)體系的系統(tǒng)性、增加并提高實踐教學(xué)知識和內(nèi)容已成為國內(nèi)各高校計算機專業(yè)迫在眉睫的任務(wù)。

二、提高硬件知識的先進性

由于計算機硬件技術(shù)發(fā)展非常迅猛，而國內(nèi)多數(shù)高校的主要教學(xué)內(nèi)容基本還停留在十年前的水準(zhǔn),尤其是“微型計算機及接口技術(shù)”的課程內(nèi)容，基本是以8086/8088 CPU為主體進行講述，而學(xué)生在實驗室使用的卻都是CPU為Pentium Ⅲ 以上的微機；學(xué)生在高級編程中希望了解分頁分段存儲管理技術(shù)，而教學(xué)中卻只講述分段內(nèi)存管理技術(shù)。因此，學(xué)生會對教學(xué)的內(nèi)容感到疑惑、反感甚至是厭惡。

許多客觀條件原因限制計算機硬件教學(xué)內(nèi)容的更新。其一，計算機硬件發(fā)展太快，真正能反映當(dāng)今世界微機領(lǐng)域新技術(shù)的微機原理教材太少，相應(yīng)的實驗設(shè)備和條件幾乎沒有。其二，最新的硬件知識往往包含許多較復(fù)雜的技術(shù)，學(xué)生較難學(xué)習(xí)和理解，由于組織和實施教學(xué)的難度非常大，許多教師偏向于講述舊的知識。其三，新知識的過快更新給許多教師帶來了巨大的工作量和工作壓力，熟悉并掌握新的教學(xué)知識和內(nèi)容往往需要幾年時間的摸索和實踐，因此教師往往跟不上新技術(shù)的發(fā)展。

要解決這個問題，首先要改進計算機硬件教材。計算機硬件的教材應(yīng)是先進的、能反映目前世界微機領(lǐng)域內(nèi)硬件新技術(shù)、新成就的知識。例如“微機原理及接口技術(shù)”的教材至少應(yīng)涵蓋目前世界上微機領(lǐng)域內(nèi)最先進的知識及技術(shù)，像分支轉(zhuǎn)移預(yù)測技術(shù)、超標(biāo)量執(zhí)行技術(shù)、微機的流水線操作技術(shù)、高速緩沖存儲器技術(shù)、虛擬存儲器技術(shù)（分段存儲管理技術(shù)和分頁存儲管理技術(shù)）、浮點數(shù)據(jù)處理技術(shù)、高速總線傳輸技術(shù)等。正是這些技術(shù)，為微型計算機提供了卓越的性能，并構(gòu)成了各種高性能軟件的載體。

考慮到教學(xué)安排的層次性和循序漸進的要求，可以在教材中有選擇地加入部分舊的知識結(jié)構(gòu)。例如“微機原理”教材可以將8086/8088 CPU作為模型機，刪除那些過于陳舊的知識，用8086CPU的結(jié)構(gòu)和基本電路為學(xué)生建立微型計算機的概念，然后引入當(dāng)前的一些新技術(shù)和知識。

由于歷史原因，國內(nèi)多數(shù)高校微機原理教學(xué)均以Intel公司的處理器為講述對象，而歐美等國一般以Motorola、Alpha或MIPS處理器作為講述對象。從技術(shù)的先進性上講，前者不如后者，如果希望與國際接軌，部分有條件的高校可以考慮直接采用國外著名教材。

三、保持教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性

硬件和軟件知識是相輔相成的，它們都包含豐富的知識和先進的技術(shù)。計算機硬件知識必須對計算機的體系結(jié)構(gòu)、組成及其核心技術(shù)進行系統(tǒng)的描述，以使學(xué)生能學(xué)到先進的硬件知識。硬件知識的學(xué)習(xí)對學(xué)生理解計算機軟件的工作有著非常大的幫助，尤其是系統(tǒng)軟件和底層軟件。而學(xué)到計算機軟件知識后，再學(xué)習(xí)計算機硬件知識，會對軟件的載體――硬件、硬件組成、硬件的工作原理以及軟件是怎樣依附于硬件的全過程有一個飛躍的認(rèn)識。只有這樣，學(xué)生的計算機知識才能達到一個完美的統(tǒng)一，他們才能學(xué)到計算機的系統(tǒng)知識，而不是殘缺的計算機知識，最終達到對計算機系統(tǒng)軟、硬件基本知識的融會貫通。

而目前計算機軟硬件教學(xué)之間卻基本分離，教師之間缺乏足夠的溝通。學(xué)生盡管學(xué)習(xí)了一些計算機硬件接口知識，但在使用高級語言對硬件進行編程時卻無從下手；盡管學(xué)習(xí)了操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等課程，卻不知道在嵌入式系統(tǒng)如何應(yīng)用相關(guān)理論。當(dāng)需要綜合運用軟硬件知識來解決問題時，多數(shù)學(xué)生都是一籌莫展。這些都說明，在計算機教學(xué)體系中軟硬件課程間的結(jié)合存在問題，學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)缺乏完整性和系統(tǒng)性。

因此，必須在軟硬件課程的教學(xué)內(nèi)容中進行適當(dāng)?shù)拇┎濉＠纭安僮飨到y(tǒng)”課程中的CPU調(diào)度、內(nèi)存管理與“計算機組成原理”和“計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”課程中的許多知識都密不可分，在理論課程教學(xué)中提及相應(yīng)課程知識，可以引導(dǎo)學(xué)生思考，建立必要的知識關(guān)聯(lián)。在“微機原理及接口技術(shù)”的課程中，可以加入一些利用高級語言對硬件進行編程的實例，既可激發(fā)學(xué)生的興趣，又可提高學(xué)生對硬件的編程能力。

另外，計算機硬件課程之間還存在重疊和互補的關(guān)系，教學(xué)中也應(yīng)注意相互次序和互補，以保證教學(xué)知識的系統(tǒng)性和完備性。

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關(guān)鍵詞：軟件基礎(chǔ);教學(xué)探索;高校計算機

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）42-0165-03

一、引言

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，計算機硬件基礎(chǔ)課程已經(jīng)成為了理工科專業(yè)學(xué)生的必修課程，它的綜合性和實踐性強，是后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。該課程是硬件和軟件相結(jié)合的一門課程，在硬件設(shè)計方面，達到能設(shè)計接口電路的水平;在軟件開發(fā)方面，培養(yǎng)學(xué)生使用匯編語言或者C語言進行程序設(shè)計的能力，達到能編寫接口程序和設(shè)備驅(qū)動程序的水平。通過該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握計算機的基本組成結(jié)構(gòu)和工作原理，更重要的是使學(xué)生掌握硬件電路設(shè)計與應(yīng)用開發(fā)能力，培養(yǎng)學(xué)生運用理論知識解決實際問題，因此課程的實踐性非常強。

二、計算機硬件基礎(chǔ)課程教學(xué)中存在的問題

由于該課程教學(xué)內(nèi)容比較抽象，知識點多，學(xué)生普遍反應(yīng)不好學(xué)，學(xué)習(xí)起來缺乏興趣，這樣就更加大了該課程在教學(xué)上的難度。主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（一）在教學(xué)方法方面

傳統(tǒng)的教學(xué)方法基本以教師講授為主，學(xué)生大多只是被動地接受。由于課程涉及的概念多、專有名詞多、接口芯片多，理論基礎(chǔ)復(fù)雜，往往使初學(xué)的學(xué)生感覺入門較難。計算機的接口設(shè)備之間通常使用匯編語言編程，而該語言屬于低級語言，編程復(fù)雜，比C語言等高級語言更難掌握，單純理論講授使學(xué)生難以理解，會使學(xué)生覺得枯燥無味，失去學(xué)習(xí)的興趣。由于該課程的邏輯性和完整性強，計算機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是指令系統(tǒng)的基礎(chǔ)，不同的CPU采用的指令各不相同，而指令系統(tǒng)又是匯編語言程序設(shè)計的基礎(chǔ)，指令掌握不好，就會給編程帶來困難，各部分知識銜接緊密，一環(huán)扣一環(huán)，因此，學(xué)生必須全面地掌握各個知識點，否則將會嚴(yán)重地影響學(xué)習(xí)效果。該課程還有一個特點就是硬件電路圖多，接口芯片應(yīng)用舉例多，包括各種芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖、時序圖、硬件電路圖等，接口芯片的應(yīng)用不僅僅要設(shè)計硬件電路，而且要編寫應(yīng)用程序，畫出程序流程圖等。

由于硬件學(xué)習(xí)的難度較大，因此在學(xué)生中普遍存在重視軟件忽視硬件的現(xiàn)象。產(chǎn)生這種傾向的原因是多方面的：一方面是硬件課程掌握起來花費的時間多，個別學(xué)生存在急功近利的錯誤認(rèn)識等;另一個重要的方面是硬件系列課程的教學(xué)改革力度不夠，使得目前的教學(xué)方法無法與飛速發(fā)展的計算機技術(shù)接軌，無法滿足學(xué)生獲取新知識的需求。

（二）在教學(xué)內(nèi)容方面

計算機硬件基礎(chǔ)課程基本上都是以微機或者單片機為藍本來學(xué)習(xí)計算機原理，教材內(nèi)容覆蓋面大。課程往往是以8086/8088、80386或是80486微機的結(jié)構(gòu)為主線，首先講不同類型微機的硬件結(jié)構(gòu)以及對應(yīng)的指令系統(tǒng)，然后是基于該系統(tǒng)的匯編語言程序設(shè)計，最后是各種接口芯片的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用。但是由于理論學(xué)時有限，在教學(xué)過程中只能夠選擇一種微型機芯片或者是某種型號的單片機進行教學(xué)，為了適應(yīng)微型計算機系統(tǒng)的飛速發(fā)展，必須改革教學(xué)內(nèi)容，既要強化基礎(chǔ)知識，又要加強對學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng);既要把典型的微型計算機原理和架構(gòu)傳授給學(xué)生，又要把計算機技術(shù)發(fā)展的最新水平和狀況介紹清楚，使學(xué)生能夠舉一反三、觸類旁通，通過學(xué)習(xí)一種典型的芯片達到對同類芯片的普遍認(rèn)知，從而具備獨立自主的學(xué)習(xí)能力。其次，隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，微型計算機更新?lián)Q代頻繁、新產(chǎn)品和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，硬件基礎(chǔ)教學(xué)中的基礎(chǔ)性和先進性、前沿性的矛盾比較突出。當(dāng)今的微型計算機已經(jīng)從原來的32位全面進入64位。而現(xiàn)在的教學(xué)中還是以16位微機為基礎(chǔ)的。因此，該課程內(nèi)容顯得繁雜難學(xué)，跟不上時代。

教學(xué)內(nèi)容的改革主要思想是要增加對現(xiàn)代微型計算機系統(tǒng)的介紹。在常規(guī)教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，增加現(xiàn)代微機系統(tǒng)中的新技術(shù)、新應(yīng)用和新方法，如USB總線技術(shù)、高速緩存Cache技術(shù)、多核技術(shù)、高性能計算機、計算機體系結(jié)構(gòu)等知識的介紹，以32位微機的典型代表80486和Pentium作為基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容，選用教材也應(yīng)該反應(yīng)這種變革，同時兼顧64位微機的介紹。這樣既開闊了學(xué)生的視野，讓學(xué)生能更深入地理解軟、硬件結(jié)合設(shè)計系統(tǒng)的方法，又能增強學(xué)生將來就業(yè)的競爭性。

（三）在實踐教學(xué)方面

由于計算機硬件基礎(chǔ)課程是一門實踐性非常強的課程，只有通過實踐才能真正地理解其中的知識點，使學(xué)生不僅知其然，而且知其所以然。當(dāng)今社會提倡創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，學(xué)生如果不通過動手實踐，只是死記硬背書上的理論，無法達到教學(xué)的目的。但是，由于實踐教學(xué)中存在的實驗設(shè)備不足、方法單一，實驗內(nèi)容不能達到學(xué)生能力培養(yǎng)的目的，再加上知識點多，學(xué)生的學(xué)習(xí)時間有限，忽視對實驗結(jié)果的深入分析和理解，導(dǎo)致部分對實踐教學(xué)內(nèi)容失去興趣，往往難以把實驗的內(nèi)容應(yīng)用在后續(xù)的學(xué)習(xí)和工作中。因此，當(dāng)前的實踐教學(xué)無法培養(yǎng)學(xué)生必要的設(shè)計、創(chuàng)新能力，無法使學(xué)生感受到所學(xué)知識的應(yīng)用價值，有必要在這一基礎(chǔ)上進行能力培養(yǎng)的擴展。以為國家培養(yǎng)合格人才為目標(biāo)，重視實踐教學(xué)的作用，改進教學(xué)內(nèi)容，把實踐教學(xué)放到和理論教學(xué)同等重要的地位。

現(xiàn)在的硬件基礎(chǔ)實驗多為驗證性實驗，缺乏綜合性實驗和設(shè)計性實驗。學(xué)生往往是照抄書上的程序，然后在實驗設(shè)備上運行來觀察運行結(jié)果，沒有充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，更無法提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)獲取知識的能力，因此教學(xué)效果不理想。目前大，多數(shù)高校計算機硬件基礎(chǔ)課程都是采用某種類型芯片的實驗箱進行，而這些實驗箱提供的實驗內(nèi)容為固定模塊化的組織形式，學(xué)生只需要連接較少的導(dǎo)線，輸入現(xiàn)成的程序就可以完成實驗，由于實驗內(nèi)容和方法的局限性，學(xué)生處于被動接受的地位，從而使學(xué)生無法發(fā)揮主動性和創(chuàng)造性。

三、基于“口袋實驗室”的實踐教學(xué)新模式

以往學(xué)生做硬件類實驗都必須在硬件基礎(chǔ)實驗室里進行，用到的實驗器材包括面包板、電源、萬用表、示波器等，但是由于實驗儀器陳舊、老化，實驗內(nèi)容落后于技術(shù)的不斷發(fā)展。而且由于學(xué)生人數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于實驗設(shè)備數(shù)，往往是幾個學(xué)生一組做一個實驗。甚至有時候由老師將實驗過程和結(jié)果向?qū)W生展示，而學(xué)生得不到充分的應(yīng)用實驗設(shè)備的機會。隨著新技術(shù)的發(fā)展，目前的小型硬件開發(fā)板已經(jīng)可以通過USB接口連接到電腦上，再配合圖形界面的閃存編程器和調(diào)試工具等就能完成硬件基礎(chǔ)實驗，讓學(xué)生的實驗不再局限于在傳統(tǒng)的實驗室進行。

國內(nèi)一些高校已經(jīng)開始推行“口袋實驗室”的教學(xué)創(chuàng)新，口袋實驗室是將名片大小的實驗板卡發(fā)到每個學(xué)生的手上，裝在口袋里可以隨身攜帶，隨時操作，在完成各種基本實驗的基礎(chǔ)上，激發(fā)學(xué)生的興趣，發(fā)揮學(xué)生的獨創(chuàng)精神。清華大學(xué)、華中科大、浙江大學(xué)等國內(nèi)名牌高校已經(jīng)開始大力推行口袋實驗室的實踐和創(chuàng)新，其他高校也緊隨其后。比如，華中科技大學(xué)電信系的150名學(xué)生每人拿到了德州儀器（TI公司）捐贈的一塊能揣進口袋，僅有名片大小的LaunchPad開發(fā)板，學(xué)生可以在寢室、圖書館等地輕松做實驗。清華大學(xué)學(xué)生則獲得了Xilinx公司捐贈的Spartan 3開發(fā)板。浙江大學(xué)的學(xué)生以分組的模式開展，每個小組使用一塊開發(fā)板。為使學(xué)生真正掌握所學(xué)內(nèi)容，不設(shè)實驗室實驗，學(xué)生分組后發(fā)給實驗板和軟件，課下自行安排，不設(shè)統(tǒng)一的作業(yè)，由分組學(xué)生自行討論后制定設(shè)計課題，以發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性和積極性。不設(shè)筆試性考核，進行全部學(xué)生參加的各組自選課題大作業(yè)演示和答辯，期末的答辯和演示成為教和學(xué)的最好檢查。國內(nèi)其他一些高校也開始了口袋實驗室的創(chuàng)新嘗試，使用的開發(fā)板大多以Xilinx，Altera公司的FPGA板卡為主。

借鑒其他高校的成功經(jīng)驗，我們在計算機硬件基礎(chǔ)課程的教學(xué)過程中開展了“口袋實驗室”的創(chuàng)新研究，按照方案制定、授課實踐、形成結(jié)果、總結(jié)推廣的步驟實施。其中，方案的制定需要決定硬件開發(fā)板的選型和配套開發(fā)軟件，由于FPGA芯片具有靜態(tài)可重復(fù)編程以及動態(tài)系統(tǒng)重構(gòu)的特性，可以像軟件一樣通過編程來修改硬件的功能。學(xué)生可以通過硬件描述語言完成各種數(shù)字電路到高性能CPU的設(shè)計。使用FPGA還可以縮短設(shè)計時間，特別是當(dāng)電路有少量改動時，F(xiàn)PGA的優(yōu)勢更加突出，因此，采用FPGA芯片進行口袋實驗室的選型優(yōu)勢較為明顯。與開發(fā)板配套的軟件資源豐富，并且要提供豐富的實例以供學(xué)習(xí)分析。除了給學(xué)生提供硬件開發(fā)板和配套的軟件以外，編寫基于FPGA的硬件實驗參考教材供學(xué)生學(xué)習(xí)參考。開發(fā)板的管理采取學(xué)生分組借用的方式，建立損壞賠償機制，促使學(xué)生養(yǎng)成認(rèn)真細(xì)致的工作作風(fēng)。學(xué)生可以選擇在宿舍、機房、實驗室等場合進行實驗。

在實驗內(nèi)容的設(shè)計上分為三個類型，驗證性實驗、設(shè)計性實驗和綜合性實驗。緊貼硬件基礎(chǔ)課程的理論教學(xué)過程，要求學(xué)生完成存儲器設(shè)計實驗，I/0中斷實驗、輸入輸出接口實驗、A/D和D/A實驗等基本理論實驗。并且及時更新實驗內(nèi)容，循序漸進地培養(yǎng)學(xué)生的實際動手能力，為學(xué)生開展自主創(chuàng)新活動提供條件。為此，可以將多個獨立的驗證性實驗內(nèi)容組合成一個綜合實驗的方式來實現(xiàn)，如將5255并行芯片、8254定時器及8259的中斷實驗，綜合成一個由中斷及定時器控制的彩燈循環(huán)顯示電路的綜合設(shè)計性實驗，培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計能力和獨立工作能力。還可以利用當(dāng)前應(yīng)用廣泛的PCI、USB線以及Windows驅(qū)動程序編寫等內(nèi)容，要求學(xué)生分組進行設(shè)計課題的制作，設(shè)計課題由學(xué)生自選題目，該題目可以與每年進行的全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽項結(jié)合，以發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性和積極性。對于綜合性和創(chuàng)新性實驗，學(xué)生需要撰寫實驗報告，總結(jié)個人實驗的結(jié)果和體會，通過實驗報告的撰寫可以培養(yǎng)學(xué)生對科技活動的總結(jié)能力，科技論文的寫作能力。并且采取課堂匯報的方式，由學(xué)生講解、演示，教師提問的方式進行考核。學(xué)生通過課題設(shè)計熟悉用語言實現(xiàn)數(shù)字系統(tǒng)的多種方法，學(xué)會工程調(diào)試的基本思想，理解數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的整體概念，體會團隊合作的重要性。使學(xué)生具有了一定的軟硬件開發(fā)能力，還可以讓學(xué)生了解當(dāng)前計算機應(yīng)用領(lǐng)域的先進技術(shù)，接受新的設(shè)計思想和方法，培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新能力，可以更好地適應(yīng)今后的工作和學(xué)習(xí)，達到良好的實驗效果。

四、結(jié)束語

計算機硬件基礎(chǔ)課程是一門理論性和實踐性都很強的課程。隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，課程的內(nèi)容也產(chǎn)生了很多新的元素，這就要求改進傳統(tǒng)的實踐教學(xué)模式以適應(yīng)素質(zhì)教育和鼓勵創(chuàng)新能力培養(yǎng)的要求?；诳诖鼘嶒炇业挠嬎銠C硬件課程教學(xué)模式可以在學(xué)時數(shù)有限的約束條件下，為達到較好的教學(xué)效果提供支持，體現(xiàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的新思路。解決計算機硬件基礎(chǔ)課程重理論、輕實踐的弊端，改善硬件類課程實驗設(shè)備不足、教學(xué)力量薄弱的瓶頸，增強學(xué)生的動手能力。

參考文獻：

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篇5

關(guān)鍵詞：實踐教學(xué)；案例項目任務(wù)驅(qū)動；創(chuàng)新能力

為培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才，提高學(xué)生創(chuàng)新能力和就業(yè)競爭力，各大高校都非常重視實踐教學(xué)，并將其課時設(shè)置大幅提升，在有些高校中甚至已經(jīng)超過了理論教學(xué)課時量，同時學(xué)校在科研和設(shè)備投入方面也給予了大量傾斜。但受傳統(tǒng)教學(xué)理念的影響，實踐課程的設(shè)置過分依賴?yán)碚摻虒W(xué)，實驗內(nèi)容仍以驗證性和演示性實驗為主，教師在實踐教學(xué)過程中處于中心地位，學(xué)生被動地跟隨教師的思路進行實驗方法和技能的學(xué)習(xí)。因此，學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)新能力難以有效發(fā)揮。

計算機硬件課程是計算機專業(yè)的重要分支，是軟件課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，對學(xué)生實際動手能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起著舉足輕重的作用。鑒于計算機硬件課程本身的復(fù)雜性，學(xué)生在硬件實踐課程的學(xué)習(xí)中存在著畏難情緒，同時硬件實踐教學(xué)改革滯后，教學(xué)方法陳舊，實踐課程與快速的計算機信息技術(shù)發(fā)展嚴(yán)重脫節(jié)，學(xué)生對計算機硬件實踐課程學(xué)習(xí)的主觀能動性不夠，學(xué)習(xí)效果不佳，為此筆者探討案例項目任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法在計算機硬件實踐教學(xué)中的應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生重視硬件課程，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，切實地提高學(xué)生實際動手能力、創(chuàng)新意識和就業(yè)核心競爭力。

1、基于案例項目任務(wù)驅(qū)動的教學(xué)方法

案例教學(xué)法基于啟發(fā)式教學(xué)理念，寓教學(xué)內(nèi)容和知識點于具體案例，結(jié)合典型案例的剖析，引導(dǎo)學(xué)生主動解決案例所遇到的問題，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力，發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀能動性。項目教學(xué)法則是依托實際項目，融教學(xué)知識點于具體項目，學(xué)生在完成項目的過程中，學(xué)習(xí)教學(xué)大綱中設(shè)置的知識點，由于項目完成需要小組人員的通力合作，利于增強學(xué)生的團隊意識，提高其自主創(chuàng)新能力。而任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法是以學(xué)生作為學(xué)習(xí)主體，結(jié)合自己分擔(dān)任務(wù)模塊的完成，建構(gòu)知識體系，極大地發(fā)揮了學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀能動性。上述3種教學(xué)方法已在當(dāng)前教學(xué)實踐中獲得了良好的教學(xué)效果，但多以單一課程作為研究對象，教學(xué)方案設(shè)計過分依賴所選案例、項目和任務(wù)，且教學(xué)內(nèi)容與設(shè)計案例、項目和任務(wù)嚴(yán)重脫節(jié)，影響了教學(xué)方法的效果。同時3種教學(xué)方法在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和發(fā)揮學(xué)生主觀能動性等方面各有側(cè)重，為此，筆者以計算機硬件課程系統(tǒng)為研究對象，融3種教學(xué)方法于一體，以學(xué)生喜聞樂見的“案例”為“引導(dǎo)”，以“實際項目”為“主線”，寓課程知識點于項目實施的每個任務(wù)模塊，“驅(qū)動”學(xué)生在完成任務(wù)的同時，建構(gòu)理論體系。

2、基于案例項目任務(wù)驅(qū)動的計算機硬件實踐課程的實施

2.1 計算機硬件課程實踐教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化設(shè)置

計算機專業(yè)硬件課程主要有“模擬電路”、“數(shù)字電路”、“計算機組成原理”、“微型計算機原理”、“單片機原理及應(yīng)用”以及“嵌入式系統(tǒng)”等。由于課程之間在內(nèi)容上存在交叉部分，我們需要深入分析和研究計算機硬件課程的教學(xué)任務(wù)，按照硬件課程體系培養(yǎng)能力結(jié)構(gòu)的要求，優(yōu)化整合硬件課程實踐教學(xué)的內(nèi)容，將其分為電子技能訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容、計算機系統(tǒng)訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容、單片機與嵌入式系統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容3個部分，而每個部分又可分為驗證性、綜合性和創(chuàng)新性3個層次。

電子技能訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容是計算機硬件課程實踐教學(xué)的基礎(chǔ)，主要以驗證性和綜合性試驗為主，通過驗證性試驗鞏固深化教學(xué)內(nèi)容。綜合性試驗則是以學(xué)生熟知的案例（如設(shè)計系統(tǒng)電源、放大電路以及信號采集調(diào)理電路等）驅(qū)動學(xué)生綜合解決系統(tǒng)級任務(wù)課題，提高學(xué)生綜合解決問題的能力。實踐教學(xué)平臺包括基于Proteus仿真試驗平臺和自主性創(chuàng)新試驗平臺2種類型，其中基于Proteus仿真試驗平臺用于模擬電子電路運行機理，驗證和鞏固課堂教學(xué)知識點；而自主性創(chuàng)新試驗平臺是在教師引導(dǎo)下，學(xué)生自主搭建電子線路，從而加深其對課堂知識點的理解，提高其動手能力，激發(fā)學(xué)生的科研探究興趣。

計算機系統(tǒng)訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容多以綜合性和創(chuàng)新性實驗為主，主要設(shè)計內(nèi)容包含處理器設(shè)計和計算機控制系統(tǒng)設(shè)計等方面，采用基于EDA試驗平臺和自主性創(chuàng)新試驗平臺2種類型。其中基于EDA試驗平臺的實驗主要用于訓(xùn)練學(xué)生自主設(shè)計CPU的能力，強化其計算機底層理論體系，以便使學(xué)生建立整機的概念，優(yōu)化軟件編程效率。創(chuàng)新性試驗平臺則是基于實際的計算機控制系統(tǒng)，由學(xué)生自主地完成某一控制系統(tǒng)的設(shè)計，深化學(xué)生理解計算機專業(yè)硬件課程的重要性，激發(fā)學(xué)生對計算機硬件專業(yè)課程學(xué)習(xí)興趣。

單片機與嵌入式系統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容主要以自主性創(chuàng)新試驗為主，主要是對計算機硬件課程知識體系的綜合檢測。其試驗平臺多以教師實際承擔(dān)的科研項目和電子設(shè)計大賽題目為主，項目具有較強的時效性和復(fù)雜性特點，易于提高學(xué)生參與課題的主觀能動性，可作為計算機硬件實踐課程的項目資源。學(xué)生在教師的任務(wù)分配下，獨立完成自己所承擔(dān)的任務(wù)，在任務(wù)完成過程中建構(gòu)自己的知識體系。

2.2 項目資源的優(yōu)化選擇

計算機硬件課程實踐教學(xué)項目資源的選擇應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力為首要目的。所選項目應(yīng)盡量涵蓋教學(xué)大綱要求內(nèi)容，同時項目還需具備一定的難度和時效性。為此，我們必須深入分析計算機硬件實踐教學(xué)內(nèi)容，獲取相關(guān)知識點，并將其融于項目實施過程，使學(xué)生在解決項目實施過程中所遇到的問題時，掌握和深化課程知識點。

項目資源優(yōu)化選擇的原則有3個：①鑒于計算機硬件課程實踐教學(xué)內(nèi)容由電子技能訓(xùn)練內(nèi)容、計算機系統(tǒng)訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容和單片機與嵌入式系統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容3部分組成，項目資源需融合上述3種教學(xué)內(nèi)容所涉及知識點，并充分涵蓋相關(guān)教學(xué)內(nèi)容；②項目資源內(nèi)容需緊跟信息技術(shù)的發(fā)展方向，應(yīng)有較強的時效性，易于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性；③項目在實施過程中所遇到的問題難度應(yīng)適中，最后實驗結(jié)果要明顯，易于激發(fā)學(xué)生強烈的成就感。

我們以單片機與嵌入式系統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容為例說明項目資源優(yōu)化選擇原則。項目資源選擇“基于單片機的智能車控制系統(tǒng)的設(shè)計”，包括軟、硬件2部分，其中硬件部分包括了電源部分、硬件濾波部分、信號采集調(diào)理放大部分、數(shù)模轉(zhuǎn)換部分、控制電路部分等電子電路部分，基本涵蓋了模擬電路和數(shù)字電路的基本教學(xué)知識點；軟件部分涵蓋了定時器控制、中斷應(yīng)用、鍵盤使用、AD轉(zhuǎn)換等，基本涵蓋了微機原理和單片機原理的相關(guān)知識內(nèi)容，且相關(guān)知識點均為硬件課程教學(xué)內(nèi)容的基本知識點，難度適中。通過項目的實施，智能車可實現(xiàn)快速避障運行，易于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。智能車快速避障功能是智能機器人研究領(lǐng)域的熱點，具有強烈的時代背景。此項目的開發(fā)經(jīng)歷，對于學(xué)生就業(yè)以及進一步深造都具有較強的指導(dǎo)意義。

2.3 實踐案例的合理剖析

項目分解要注意與實踐教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合，分解后的案例模塊在功能上要保持一定的完整性，且各模塊之間具有一定的漸進性、擴展性，這樣可逐步引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，避免產(chǎn)生畏懼和抵觸情緒。我們需要針對每一個案例模塊，進行有效地評價和優(yōu)化，分析每個案例模塊所運用的知識點、用到或可能替代的相關(guān)算法以及相關(guān)聯(lián)的案例模塊等，并實現(xiàn)和演示。

我們以“基于單片機的智能車控制系統(tǒng)的設(shè)計”為例，說明實踐案例剖析過程?！盎趩纹瑱C的智能車控制系統(tǒng)的設(shè)計”可分解成：智能車系統(tǒng)的電源模塊、智能車系統(tǒng)信號調(diào)理模塊、智能車系統(tǒng)顯示模塊、智能車系統(tǒng)速度控制模塊、智能車系統(tǒng)循跡模塊和智能車紅外避障控制模塊等典型案例。上述案例直接由實際智能車系統(tǒng)分解而成，功能上具有完整性，難度逐步加大，具有一定漸進性，且各案例均涉及計算機硬件課程相關(guān)知識點，譬如智能車紅外避障控制模塊包括硬件電子電路和軟件設(shè)計部分，硬件電子電路設(shè)計部分還有模擬電子的信號推挽放大電路、12C總線擴展、中斷硬件電路設(shè)計等，軟件設(shè)計部分包括數(shù)字濾波設(shè)計信號、定時器設(shè)定控制周期、中斷避障判定等。這樣，一個案例就涉及了計算機專業(yè)硬件課程的相關(guān)知識點，便于學(xué)生在項目實施過程中，強化理論知識的學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

2.4 具體任務(wù)分配

案例剖析完畢后，我們必須指導(dǎo)學(xué)生將所選項目分解成相應(yīng)的任務(wù)，使其與案例密切相關(guān)，并通過“模仿”、利用教學(xué)資源等學(xué)習(xí)方式完成任務(wù)，同時引導(dǎo)學(xué)生按照課堂上的案例步步深入，每完成一個任務(wù)，就將該任務(wù)“組裝”進來，最終“組裝”成一個完整的項目應(yīng)用程序。結(jié)合“基于單片機的智能車控制系統(tǒng)的設(shè)計”剖析完成的案例，以任務(wù)的形式下達給各試驗小組，分別用相關(guān)案例給各實驗小組分配相關(guān)任務(wù)，因此會有智能車電源模塊實驗小組、智能車系統(tǒng)信號調(diào)理實驗小組、智能車系統(tǒng)顯示實驗小組、智能車系統(tǒng)速度控制實驗小組、智能車系統(tǒng)循跡控制實驗小組以及智能車紅外避障控制實驗小組。各小組人員的具體任務(wù)進一步被分解，使得每一個學(xué)生都承擔(dān)一定的具體任務(wù)。每位學(xué)生的責(zé)任明確，自己任務(wù)的完成都是項目完成必不可少的部分，使每位學(xué)生充分意識到團隊合作的重要性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性和創(chuàng)新能力。

2.5 客觀評價體系的優(yōu)化設(shè)置

具體任務(wù)下達以后，學(xué)生便進入動手操作環(huán)節(jié)，充分地發(fā)揮了學(xué)生的主體能動作用。為有效防止學(xué)生任務(wù)完成過程中出現(xiàn)困惑和畏難情緒，教師需要做好正確的引導(dǎo)，但必須時刻堅持“學(xué)生為主導(dǎo)”的教學(xué)理念，僅需在解決途徑和思路上給予指導(dǎo)。學(xué)生在具體任務(wù)完成過程中建構(gòu)自己的理論體系。項目完成時，每位同學(xué)需對自己所完成的任務(wù)進行總結(jié)和評價，并接受教師和學(xué)生的提問，教師做出點評。各實驗小組都要對自己所承擔(dān)的任務(wù)進行評價，這不僅對目標(biāo)達成的結(jié)果作出判斷，還對小組成員目標(biāo)達成的情況作出分析評價。學(xué)生通過參與自己學(xué)習(xí)成果的評價，認(rèn)識到自己的智力潛能，利于激發(fā)學(xué)生的科研熱情。教師依據(jù)各小組評價、任務(wù)完成過程、設(shè)計方案、調(diào)試過程、實驗報告等部分，按一定的比例計算出學(xué)生最終的考評成績。

篇6

關(guān)鍵詞：一體化教學(xué)；計算機組裝與維護

以就業(yè)為導(dǎo)向，培養(yǎng)技能型人才是技工學(xué)校的辦學(xué)目標(biāo)。長期以來，受普通教育學(xué)科體系課程教學(xué)方式的影響，許多技校在教學(xué)上仍沿襲傳統(tǒng)學(xué)科課程的教學(xué)模式，雖有實訓(xùn)環(huán)節(jié)的教學(xué)，但仍偏重于學(xué)科理論體系的完整傳授，理論和實踐有所脫節(jié)，而一體化教學(xué)模式將理論與實踐教學(xué)有機地融為一體，成為培養(yǎng)技能型人才科學(xué)有效的教學(xué)模式。

技?！队嬎銠C組裝與維護》課程的實踐性非常強，除了一些計算機基礎(chǔ)知識以外，主要是對計算機日常使用中出現(xiàn)的故障，包括軟、硬件故障的排除，這需要學(xué)生掌握一定的計算機軟、硬件基本知識，積累排除故障的經(jīng)驗。現(xiàn)就如何實施《計算機組裝與維護》課程一體化教學(xué)，談?wù)勔恍﹤€人的看法。

1.深刻認(rèn)識教學(xué)對象

技校學(xué)生是我們的教學(xué)對象，現(xiàn)在技工學(xué)生都是經(jīng)過高中學(xué)校幾次篩先之后才到技校來讀書，有甚者連中考都沒有參加，很多是被父母“逼”著來讀書的。但從多元智能的觀點來看，這些學(xué)生與同齡的普通高中學(xué)生相比，在智能結(jié)構(gòu)與智能類型方面存在著本質(zhì)的區(qū)別，總體來講，他們是以形象思維為主的具有另類智力特點的青少年，而以形象思維為主者可以培養(yǎng)成技術(shù)型、技能型、技藝型的人才。這就決定了不能用培養(yǎng)抽象思維能力的課程和教學(xué)方法來培養(yǎng)以形象思維為主的學(xué)生，以一體化的教學(xué)模式更適合這些學(xué)生。

2.開發(fā)任務(wù)式的一體化課程

現(xiàn)行的教材大多數(shù)還是按學(xué)科課程思想編寫的，偏重于學(xué)科體系邏輯結(jié)構(gòu)的陳述，解決“是什么”、“為什么”的問題，這與培養(yǎng)職業(yè)型人才要解決的“怎樣做”、“怎樣做更好”問題不相適應(yīng)，給教師的教和技校學(xué)生的學(xué)都帶來很多不便，不符合學(xué)生形象思維的特點。因此按照完成任務(wù)過程的順序，建立在現(xiàn)代行動體系教學(xué)基礎(chǔ)上，能呈現(xiàn)實際工作過程的理論與實踐相結(jié)合的一體化課程。最好能夠做到學(xué)了就能用的效果。如在《計算機組裝與維護》課程中，內(nèi)存條接口與主板上的DIMM接口接觸不良，整個計算機系統(tǒng)都無法使用，就連開機都不能， 在這種情況下，教師先要求學(xué)生用眼睛看和耳朵聽，眼睛看顯示器屏幕沒有任何字符，耳朵聽主機箱內(nèi)有“嘟，嘟，都”的聲音，而且這些聲音是一直響，利用這種現(xiàn)象可以告訴學(xué)生計算機的內(nèi)存有故障。在教學(xué)過程中，在學(xué)生使用的計算機上設(shè)置這樣的故障，學(xué)生本來就是很想用計算機，現(xiàn)在連開機都不能，一般學(xué)生都想知道為什么不能開機，怎樣才能解決這個問題，這時老師加以點拔，學(xué)生新自操作，果然問題對他們來說覺得好容易，這樣，學(xué)生只要操作過一次，他就會記得很深，而且下次遇到這種問題就輕而易舉的去解決。

開發(fā)任務(wù)式一體化課程的關(guān)鍵在于設(shè)計案例，應(yīng)注意以下幾個方面：

（1）教師要根據(jù)教學(xué)大綱和教學(xué)要求設(shè)計案例，案例必須典型，要能涵蓋課程的相關(guān)知識點，并且要把相關(guān)知識點作適當(dāng)?shù)拿枋龊徒忉專唬?）案例要具有實踐性和情景性，要與現(xiàn)實中的工作過程相吻合；（3）案例應(yīng)具有針對性，教師應(yīng)針對學(xué)生的接受能力來選擇或設(shè)計教學(xué)案例；（4）案例實施過程有學(xué)生和老師的互動性；（5）案例必須成系統(tǒng)，在整個課程教學(xué)過程中用到的大部分案例之間應(yīng)該相互聯(lián)系，前后連貫，由易到難地編排。

為了提高學(xué)生的技能水平，除了精心編寫教學(xué)案例以外，還要設(shè)計大量供學(xué)生進行上機操作的案例習(xí)題庫，讓學(xué)生在大量的上機練習(xí)中不斷強化計算機硬件和軟件的操作技能。

3.建立一體化計算機教室

傳統(tǒng)計算機課程的教室安排是分為兩部分：多媒體教室和計算機房。通常老師講解部分是在多媒體教室進行，學(xué)生上機實踐部分是在計算機房進行。由于技校計算機課程大多是具體操作，在多媒體教室講了的操作步驟，等學(xué)生上機房操作時又忘記了，老師又要重新講，這樣浪費時間，事倍功半，教學(xué)效果不好。這種理論與實踐分割的教學(xué)場地安排，與以培養(yǎng)操作技能為主的技校教學(xué)不相適應(yīng)，不符合技校學(xué)生形象思維的智力特點。

因此要打破理論課與實踐課地點分離的傳統(tǒng)授課模式，建設(shè)一體化計算機教室。因為《計算機硬件組裝與維護》課程與一盤應(yīng)用軟件操作的課程不一樣，所以一體化教室要具有分屏系統(tǒng)（硬件維修和維護需要）、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（基本網(wǎng)絡(luò)維護需要）以及多媒體教學(xué)軟件系統(tǒng)（軟件維護需要），上課時老師一邊講授如何操作及操作方法和步驟并通過分屏系統(tǒng)演示給每個學(xué)生看（學(xué)生一人一臺主機和兩臺顯示器，顯示器一臺接主機，一臺接分屏系統(tǒng)），學(xué)生一邊看和聽一邊可以在自己的計算機上進行操作，實現(xiàn)邊講邊練；通過多媒體教學(xué)軟件教師機可控制學(xué)生機，把教師機的屏幕演示內(nèi)容投射到各學(xué)生機的屏幕上，這個功能也可以實現(xiàn)老師邊講解，學(xué)生邊操作，也可以將某位學(xué)生的操作演示給其他學(xué)生看，進行師生互動。這樣教師就可以隨時將理論教學(xué)與實踐操作訓(xùn)練穿行，這種教學(xué)活動可以更好地將知識與技能緊密聯(lián)系，增強學(xué)生的直觀體驗，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，達到提高教學(xué)質(zhì)量和效果的目的。

在這樣的學(xué)習(xí)情境中，學(xué)生處在一個真實互動的學(xué)習(xí)環(huán)境中，有助于促進學(xué)生獲得對一個知識領(lǐng)域的生成性理解，助學(xué)生實現(xiàn)對自我學(xué)習(xí)行動的反思。教師在這樣一個學(xué)習(xí)情境中對學(xué)生學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的難點、問題以及失誤、挫折能及時地做出積極反應(yīng)，幫助學(xué)生修正自我建構(gòu)的路徑和方向。所以，建立在現(xiàn)代行動體系教學(xué)基礎(chǔ)上的教學(xué)場地建設(shè)，是事半功倍的。

4.在教學(xué)組織形式上實行班內(nèi)分層，強化分組合作學(xué)習(xí)

由于技校學(xué)生文化基礎(chǔ)參差不齊，計算機基礎(chǔ)也有很大的差異，有的同學(xué)計算機基礎(chǔ)很好，而有的同學(xué)根本就沒有操作過計算機，在教學(xué)中容易形成有些學(xué)生“吃不飽”，大部分學(xué)生“吃不了”的狀況，不可能滿足學(xué)生個性發(fā)展的需求，甚至?xí)屢徊糠謱W(xué)生喪失學(xué)習(xí)信心，因為教師所講對他們來說簡直是天書，聽不懂，看不懂。因此要做到因材施教，優(yōu)化教學(xué)過程，就可以采用分層教學(xué)法。具體做法是依據(jù)學(xué)生的原有計算機基礎(chǔ)，將 班內(nèi)的學(xué)生按一定比例分為一、二、三層，一層是成績優(yōu)秀的學(xué)生，二層是中等的學(xué)生，三層是基礎(chǔ)差的學(xué)生。然后成立多個學(xué)習(xí)小組，每個小組由成績優(yōu)秀的一層學(xué)生擔(dān)任組長，安排2～3名三層學(xué)生，其余為二層學(xué)生。在上述一體化計算機教室內(nèi)按小組安排座位，同一組的學(xué)生坐在一起，便于討論、合作。這種分層分組要注意：（1）要體現(xiàn)組內(nèi)異質(zhì)、組間同質(zhì)原則；（2）各組內(nèi)男女比例要均衡；（3）組內(nèi)學(xué)生個性要互補。

教師在授課時，以三層為教學(xué)起點，重點面向二層，同時準(zhǔn)備1～2個具有一定難度的案例題目供一層學(xué)生練習(xí)。學(xué)生在上機操作時，教師下來指導(dǎo)，同時各小組組長在完成自身任務(wù)的前提下也要幫助指導(dǎo)本小組的其他成員，他們在幫助別人的過程中，其實也進一步鞏固和提高了自己，同一小組成員之間也可互相幫助。這樣既培養(yǎng)了學(xué)生的團隊協(xié)作精神，也優(yōu)化了教學(xué)效果，彌補了教師個別指導(dǎo)時間不夠的問題。實施分層合作教學(xué)模式，在學(xué)習(xí)小組中同學(xué)間可取長補短，表達自己的想法和尋求別人幫助，可以極大地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，增強學(xué)習(xí)的自信心。

通過開發(fā)課程案例式一體化課程、建立一體化計算機教室、采用班內(nèi)分層的教學(xué)組織形式，基本上可以形成課程理論實踐緊密聯(lián)系的一體化教學(xué)體系。一體化教學(xué)能有效地將課堂和實踐結(jié)合起來，將技能實踐融入課堂教學(xué)，讓學(xué)生直接在課堂上學(xué)到今后就業(yè)所必須的操作技能，變被動學(xué)習(xí)為主動參與，調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動性，增強了學(xué)生的實踐能力，符合職業(yè)教育的規(guī)律。因此，在計算機類課程的教學(xué)中引入一體化教學(xué)，對提高教學(xué)效果，增強學(xué)生的計算機實踐操作技能，都具有積極的意義。

參考文獻：

篇7

關(guān)鍵詞:硬件類課程;創(chuàng)新能力;教學(xué)改革;實踐教學(xué)

中圖分類號:G642 文獻標(biāo)識碼:A

1引言

隨著計算機網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)、集成電路技術(shù)和計算機軟、硬件軟件技術(shù)的飛速發(fā)展,我國高等院校計算機專業(yè)教育的內(nèi)容與形式都發(fā)生了很大的變化。如何跟上飛速發(fā)展的計算機科學(xué)與技術(shù),培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的高素質(zhì)計算機專業(yè)人才,是高校計算機專業(yè)教育面臨的新挑戰(zhàn)。

計算機是一個由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成的復(fù)雜系統(tǒng)。隨著現(xiàn)代計算機系統(tǒng)的功能逐漸增強,對計算機專業(yè)人員硬件知識的要求也越來越高。作為計算機專業(yè)的核心課程之一,硬件類課程在培養(yǎng)學(xué)生的實際動手能力、工程實踐能力、開發(fā)創(chuàng)新能力等方面具有非常重要的作用。但由于目前國內(nèi)高校計算機教育中普遍存在著“重軟輕硬”的現(xiàn)象,使得計算機專業(yè)在硬件課程的設(shè)置、知識體系和教學(xué)內(nèi)容等方面存在著諸多不盡人意的地方,教學(xué)質(zhì)量難以保證,致使許多計算機專業(yè)畢業(yè)生的硬件設(shè)計與動手能力較差,根本無法勝任計算機硬件方面的相關(guān)設(shè)計和應(yīng)用工作。本文針對目前國內(nèi)高校計算機專業(yè)教學(xué)中普遍存在的問題和不足進行探討,結(jié)合自己多年的教學(xué)經(jīng)驗,提出了硬件類課程教學(xué)改革和學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的幾點想法。

2存在的主要問題

計算機硬件類課程的內(nèi)涵十分豐富,主要包括:電工與電子技術(shù)、數(shù)字邏輯、計算機組成與體系結(jié)構(gòu)、匯編語言程序設(shè)計、微機原理與接口技術(shù)、單片機及應(yīng)用、嵌入式系統(tǒng)等。這些課程雖然特點不同、內(nèi)容各有側(cè)重,但普遍存在工程實踐性強,應(yīng)用技術(shù)含量高,課程內(nèi)容抽象難學(xué)的特點,影響了硬件類課程的教學(xué)效果。目前國內(nèi)高等院校計算機專業(yè)硬件類課程教學(xué)中主要存在以下幾方面的問題。

2.1專業(yè)設(shè)置普遍“重軟輕硬”

硬件和軟件是計算機系統(tǒng)不可或缺的兩大組成部分,二者相互依存,不可分割。與之相對應(yīng),硬件類課程和軟件類課程也相輔相成,構(gòu)成了完整、科學(xué)的計算機專業(yè)知識體系。計算機的軟硬件設(shè)計技能是一個合格的計算機專業(yè)畢業(yè)生本應(yīng)具備的基本技能。但由于硬件類課程和軟件類課程各自不同的特點,使得硬件類課程的教學(xué)對師資、設(shè)備乃至學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)與學(xué)習(xí)能力等方面的要求相對軟件類課程要高,國內(nèi)多數(shù)高校限于師資、設(shè)備、資金等各方面條件的制約,硬件類課程能砍掉的盡量砍掉,不能砍掉的課程也盡量壓縮課時,在硬件類課程的教學(xué)及實驗室建設(shè)方面明顯不足,導(dǎo)致多數(shù)高校軟件類課程課時相對較多而硬件類課程課時相對較少,在專業(yè)設(shè)置方面“重軟輕硬”的現(xiàn)象比較嚴(yán)重。不少計算機專業(yè)的學(xué)生只將注意力和興趣集中在各種編程環(huán)境、開發(fā)工具、數(shù)據(jù)庫、計算機網(wǎng)絡(luò)的集成技術(shù)上面,對于硬件技術(shù)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用研究不感興趣或忘而生畏。

甚至有的學(xué)者也認(rèn)為,計算機專業(yè)的學(xué)生可以“只要用鍵盤、鼠標(biāo)就能演奏出各種美妙的音樂”。這種認(rèn)識對于我國培養(yǎng)自主創(chuàng)新型人才是極為不利的。

2.2硬件類課程教材與教學(xué)內(nèi)容相對陳舊,課程體系有待完善

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,計算機更新?lián)Q代頻繁,新產(chǎn)品、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。在計算機專業(yè)的教學(xué)中,如不及時引入新知識,很容易造成教學(xué)內(nèi)容滯后。目前許多高校在制訂硬件類課程的教學(xué)計劃時,主要根據(jù)本校的設(shè)備性能和師資水平來選擇教材與教學(xué)內(nèi)容,這就不可避免地造成了很多教學(xué)內(nèi)容相對陳舊,與當(dāng)前主流的計算機硬件技術(shù)差距太大,與實際應(yīng)用嚴(yán)重脫節(jié),對學(xué)生缺少吸引力,難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。比如國內(nèi)多數(shù)高校《數(shù)字邏輯》教材的內(nèi)容還是以中、小規(guī)模集成電路為主,而對大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路的內(nèi)容很少涉及;《微機原理與接口技術(shù)》則以80x86系列微機為背景,以8259、8255等芯片的講解為重點,而對在應(yīng)用領(lǐng)域處于主流地位的ARM、DSP、FPGA等新型技術(shù)涉及較少。這種教學(xué)內(nèi)容與現(xiàn)實技術(shù)脫節(jié)的現(xiàn)狀嚴(yán)重影響了計算機硬件類課程的教學(xué)質(zhì)量。另外,由于計算機硬件類課程體系不夠完善,導(dǎo)致有些內(nèi)容在多門課程中重復(fù)出現(xiàn),如數(shù)制在“數(shù)字邏輯”、“匯編語言”、“計算機組成與體系結(jié)構(gòu)”、“單片機”等課程中均要講到;再如有關(guān)中斷、接口控制方面的內(nèi)容在“計算機組成原理”、“匯編語言”、“微機原理與接口技術(shù)”、“單片機”等課程中均有涉及。教學(xué)內(nèi)容的重疊一方面占用了有限的教學(xué)學(xué)時;另一方面也會使學(xué)生感到疲勞,并對課程設(shè)置產(chǎn)生不滿情緒,影響學(xué)習(xí)效果。

2.3重視課堂教學(xué),輕視實踐教學(xué),缺乏創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

計算機硬件類課程是實踐性很強的學(xué)科,學(xué)生必須具備足夠的實踐動手能力才能適應(yīng)社會的需求。相對于僅需要一臺電腦、幾本書及相應(yīng)的軟件應(yīng)用平臺就可進行軟件類課程的學(xué)習(xí),硬件課程實踐教學(xué)的實施比較困難,設(shè)備投資大,通常每門課程需要配備專門的實驗設(shè)備和相應(yīng)輔助設(shè)備,且對實驗輔導(dǎo)和設(shè)備維護人員的要求也比較高。多數(shù)高校在硬件課程及實驗條件建設(shè)方面都明顯不足,實踐教學(xué)的課時過少,而且驗證性實驗占絕大多數(shù),造成學(xué)生硬件動手能力普遍低下,其創(chuàng)造力無法得到訓(xùn)練,導(dǎo)致了計算機硬件課程在實踐教學(xué)上的不足。從而出現(xiàn)了“重理論、輕實踐、重考分、輕能力”的現(xiàn)象,這不利于學(xué)生扎實地掌握硬件知識,也無益于學(xué)生動手能力的提高,必須通過深化硬件課程的教學(xué)改革加以改進。

2.4各門課程間的有機聯(lián)系不足,學(xué)生無法駕馭整個知識體系

現(xiàn)代計算機系統(tǒng)的功能越來越強,計算機軟、硬件的界限日漸模糊,許多軟、硬件的實現(xiàn)可以相互轉(zhuǎn)化。而在目前的計算機教學(xué)中,硬件知識與軟件知識間缺乏足夠的聯(lián)系和交叉互補,學(xué)生無法深入理解計算機的基本工作原理及其在軟件系統(tǒng)中的作用,也就不能形成完整的知識體系,更無法做到軟、硬件知識融會貫通。另外,由于前面所提到的計算機硬件類課程要在不同的學(xué)期內(nèi)開設(shè),各門課程間既有聯(lián)系又各自相互獨立,加之內(nèi)容繁瑣,受課時數(shù)等因素的限制,在硬件課程的教學(xué)中往往只注重各自的重點而無法顧及到各門課程間的聯(lián)系,導(dǎo)致學(xué)生無法對計算機硬件系統(tǒng)有一個完整的認(rèn)識,出現(xiàn)“只見樹木不見森林”的現(xiàn)象。其次,硬件類課程間缺乏充分的銜接,如“數(shù)字邏輯”、“計算機組成與體系結(jié)構(gòu)”、“匯編語言”與“微機原理與接口技術(shù)”等課程內(nèi)容的關(guān)聯(lián)很難統(tǒng)一,有些知識點多門課程中重復(fù),而有些知識點缺失,導(dǎo)致學(xué)生知識的增長沒有漸進性、系統(tǒng)性。所有這些都導(dǎo)致了學(xué)生的專業(yè)知識體系不夠健全。

2.5學(xué)生對硬件課程的學(xué)習(xí)興趣普遍不高

由于計算機硬件類課程體系龐大,內(nèi)容繁雜,原理層面的內(nèi)容較多,學(xué)生對抽象的原理和復(fù)雜的硬件電路很不適應(yīng),容易使人感到抽象、繁瑣、空洞、枯燥,而無從下手。其次,學(xué)生對硬件課程的了解不夠全面,認(rèn)為硬件課程只是學(xué)習(xí)計算機的內(nèi)部工作原理,在計算機應(yīng)用中無關(guān)緊要,認(rèn)識不到硬件技術(shù)在應(yīng)用方面的重要性,再加上相應(yīng)的實踐環(huán)節(jié)難以保證、課程考試評價體系中對硬件實踐能力的重視不夠,導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)中缺乏積極性。

篇8

《計算機應(yīng)用基礎(chǔ)》課程是面向我院所有專業(yè)學(xué)生的一門公共基礎(chǔ)必修課程。課程主要介紹辦公軟件的應(yīng)用，還需要學(xué)生掌握計算機硬件、軟件的基本使用，并要求同學(xué)們在此基礎(chǔ)上具備一定的拓展能力，以便順利承接各專業(yè)后續(xù)課程和計算機綜合應(yīng)用領(lǐng)域前沿知識，是一門動手實踐能力要求極強的課程。該門課程受眾廣、實踐性強、課程要求高，是除學(xué)生專業(yè)知識外，在職場上用到最廣泛的技能之一。課程在教學(xué)內(nèi)容設(shè)置、教學(xué)硬件配備和教學(xué)方法改革上，要緊貼社會需要，而在考核上又要精準(zhǔn)有效，保證學(xué)生能夠順利掌握相關(guān)知識點，促使學(xué)生綜合提高自身的操作技能發(fā)展。

2課程的教學(xué)現(xiàn)狀

2.1學(xué)生計算機應(yīng)用操作能力基礎(chǔ)較差

學(xué)生入學(xué)時，受到地域、教育經(jīng)歷、家庭背景和個人興趣愛好的影響，使他們的計算機應(yīng)用能力有較大的差距。根據(jù)我院近幾年的生源來看，在學(xué)生中進行調(diào)查分析后約有71.9%的學(xué)生反映自己的計算機操作水平不太熟練，其中的23.8%表示很不熟練。在授課過程中，有些同學(xué)從沒接觸過計算機，所以當(dāng)他們在實際上課中面對計算機時會產(chǎn)生恐懼，害怕跟不上進度，或者遇到困難時就一直抱怨退縮。有的同學(xué)雖然用過計算機，但主要是用來玩游戲或上網(wǎng)，所以他們對一些辦公軟件操作還是不熟悉，甚至因為長期使用計算機鍵盤不規(guī)范的操作，使得有些同學(xué)在打字錄入時指法錯誤，需要授課過程中不停的糾正。而近幾年隨著高職生源基礎(chǔ)知識素質(zhì)的整體下降，即使這中間有中職對口招生的增長，他們在中職已經(jīng)學(xué)習(xí)過了一些計算機的知識，但總體上學(xué)生的接受能力還是處于下降的趨勢。

2.2單一的考核方式不能全面反映出學(xué)生的掌握程度

在過去，本門課程通常采用平時成績和高校計算機等級考試（廣西考區(qū)）作為考核的標(biāo)準(zhǔn)。在試卷的知識分布、試題的數(shù)量和難度來說，都無法準(zhǔn)確判斷學(xué)生對課程掌握情況。雖然我院每次考試都有90%以上的通過率，通過率一直處于全區(qū)前列，但從學(xué)生的實際掌握程度來看，離社會實際工作差距仍然巨大。這其中包括很多高分通過考試的學(xué)生，他們的實際操作水平還是存在嚴(yán)重欠缺。

2.3授課實現(xiàn)全機房環(huán)境實訓(xùn)

該門課程實踐性極強，教學(xué)內(nèi)容90%都離不開操作。隨著近幾年教學(xué)環(huán)境不斷改善，實訓(xùn)設(shè)備配備相對充足，使得這門課的授課完全在計算機應(yīng)用技術(shù)實訓(xùn)室下進行。相比傳統(tǒng)教室授課，再統(tǒng)一到機房實訓(xùn)的模式，直接在機房授課，教學(xué)更直觀，學(xué)生接受到實踐、消化鞏固知識更高效。

2.4用人單位對學(xué)生計算機應(yīng)用能力要求越來越高

用人單位大多實現(xiàn)了辦公自動化，即使沒有自己的OA系統(tǒng)，很多文件的處理也離不開計算機。這就要求高職學(xué)生無論是何種專業(yè)的都必須掌握計算機操作技能。為了更好的了解學(xué)生對課程在教學(xué)需求、教學(xué)內(nèi)容和考核形勢上的要求。我們對畢業(yè)生和在校生進行了抽樣調(diào)查中，其中有效問卷240份。從統(tǒng)計結(jié)果來看，97.1%認(rèn)為開設(shè)本門課程有必要，而在畢業(yè)生中，100%的學(xué)生認(rèn)為有必要開設(shè)這門課程。

3改革措施

3.1深化教學(xué)改革，完善教學(xué)設(shè)計

“學(xué)以致用”是我們在教學(xué)中一貫的目標(biāo)，學(xué)生在實際工作需要什么，我們就盡量調(diào)整教學(xué)內(nèi)容來滿足需求。所以在理實一體化的教學(xué)環(huán)境中，案例設(shè)計就需要突出更多的實用性。通過反復(fù)的實踐，我們對課程重新進行了教學(xué)設(shè)計，并以Word和PowerPoint模塊進行說明。

3.2課程考核從單一考試轉(zhuǎn)變?yōu)槟K化考試

根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置，我們將實際使用最多的辦公軟件的三個部分和打字速度作為課程的考核模塊，即打字速度、Word、Excel、（PowerPoint+Windows）四個模塊考核，每個模塊占總成績25%。每個模塊在考試類型上有了很大的改革，Word、Excel以任務(wù)式命題方式，而PowerPoint是任務(wù)式和創(chuàng)新性結(jié)合的命題方式。在Word、Excel中的難度較原來采用的高校計算機等級考試難度更高。在PowerPoint中，通過提供一些素材，在完成題目基本要求外，自行對演示文稿進行美化設(shè)計。除了辦公軟件的教學(xué)內(nèi)容外，在平時練習(xí)中，加入打字練習(xí)，并加以考核，從而引導(dǎo)學(xué)生主動提高打字速度。

3.3模塊化考試穿插于教學(xué)過程

模塊化考試是將原本集中統(tǒng)一的考試，穿插在教學(xué)過程中進行。考試不再是終結(jié)性的評價，而是在教學(xué)過程中及時診斷學(xué)生技能上掌握的情況，并反饋給學(xué)生，以便于他們在課程學(xué)習(xí)過程中就能改正自己的問題。原則上，在每個模塊教學(xué)完成后，會進行一次模塊考試。隨著考核方式的改革，本門課教學(xué)的老師更注重實操能力培養(yǎng)，而學(xué)生的能力考核注重在平時積累上，有效地減少老師和學(xué)生在課程評價中糾紛，使課程考核更加透明公開。

3.4模塊化考試全程上機考核

考試改革后，取消了原來的理論考試，所有的模塊全部實現(xiàn)上機操作考核。學(xué)生不需要在考試前單純的死記硬背了，但他們要在平時的課堂教學(xué)中多做多練才能在模塊考試中能夠更好更快的完成題目。

4改革成效和存在問題

4.1學(xué)生的打字速度明顯提高

通過在計算機應(yīng)用基礎(chǔ)課程教學(xué)過程中加入打字練習(xí)后，學(xué)生的打字速度比訓(xùn)練前進步很大。課程學(xué)習(xí)前，學(xué)生打字30字/分鐘以上的占調(diào)查人數(shù)的53.1%；，而對畢業(yè)生調(diào)查時，100%的學(xué)生打字在30字/分鐘以上，其中75%的被調(diào)查者打字速度提升到了60字/分鐘以上。

4.2參加技能比賽碩果累累

我院學(xué)生在參加2013年全國技能活動周南寧區(qū)市屬職業(yè)院校學(xué)生職業(yè)技能大賽中，五名參賽學(xué)生囊括了比賽前五名的佳績。在2014年參賽時，也分獲了該項比賽的一、二、三等獎。成績在所有參賽院校里，可謂名列前茅。

4.3職業(yè)資格證書取得率高

高等職業(yè)院校在教學(xué)過程中貫穿職業(yè)教育，學(xué)生的雙證書獲得率是體現(xiàn)職業(yè)教育特性的重要參考標(biāo)準(zhǔn)。我們課程設(shè)計緊貼社會實用需求，并與職業(yè)資格證書考核內(nèi)容掛鉤。學(xué)生在參加職業(yè)資格證書考試時適應(yīng)快，減輕他們的考證壓力。我院在組織學(xué)生參加“計算機操作員”職業(yè)資格項目認(rèn)證考試時，學(xué)生一次性通過率長期保持在90%以上。

4.4課程課時逐年壓縮

隨著職業(yè)教育2+1改革，學(xué)生在校學(xué)習(xí)的時間縮短，校外實習(xí)的時間加長。在校期間需要將理論和實訓(xùn)授課內(nèi)容全將講完，就需要對課程進行一定的調(diào)整。大部分系部選擇壓縮公共基礎(chǔ)課來彌補專業(yè)課時間不夠的問題。計算機應(yīng)用基礎(chǔ)課程本身要求高，但課時也被縮減嚴(yán)重。在教學(xué)目標(biāo)要求不變的情況，難度也進一步增高。

4.5學(xué)生層面上存在一定抵觸

模塊化考試在考核深度和難度上都有進一步的提高。學(xué)生通過考試就需要不斷的適應(yīng)考試的要求，掌握很多的知識，對他們來說取得課程學(xué)分難度加大了。因此相比原來的考試，加大難度的模塊化考試在在校生群體中顯然不那么受歡迎。當(dāng)然，與此同時，畢業(yè)生調(diào)查中還是非常認(rèn)同本門課程的。

5總結(jié)

篇9

關(guān)鍵詞：中等職業(yè)教育；計算機應(yīng)用基礎(chǔ)；專業(yè)情境；汽配專業(yè)；教學(xué)實踐

中圖分類號：G642 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）01-0138-02

Secondary Vocational School "Computer Application Foundation" Course Teaching Practice Research ― Tieling Technician Institute as an Example

HAO Ying， XU Yue

（Liaoning Engineering Vocational College， Tielling 112008， China）

Abstract： The computer application base is a public basic course of secondary vocational schools， the main content is using the office method and some basic knowledge of computer. But because of the different professional characteristics， in the basic computer application scope is also different， and the requirements with different professional students having basic computer application ability also have difference. According to the aspect of basic computer application situation， creating situation for different professional computer basic application course not only can stimulate students' interest in learning， can also be combined with professional knowledge in order to apply it. To Tieling technician institute as an example， this paper discusses the secondary vocational "computer application foundation" course teaching practice.

Key words： secondary vocational education；computer application basis；Professional situation；Auto parts professional；teaching practice

當(dāng)前，既掌握牢固的專業(yè)能力，又能利用計算機處理實際工作中問題的畢業(yè)生越來越受到企業(yè)和用人單位的歡迎。學(xué)生在掌握本專業(yè)知識的同時還要擁有熟練的計算機操作能力?！队嬎銠C應(yīng)用基礎(chǔ)》課程作為中等職業(yè)院校各專業(yè)普遍開設(shè)的一門公共必修課，各個專業(yè)的學(xué)生對于這門課程的學(xué)習(xí)也應(yīng)該越加重視。在對畢業(yè)學(xué)生的回訪中發(fā)現(xiàn)，有些學(xué)生正是因為能夠很好地利用所掌握的計算機應(yīng)用基礎(chǔ)知識解決實際工作問題而得到了工作機會。下面將從企業(yè)調(diào)研及畢業(yè)生回訪、畢業(yè)生應(yīng)具備的計算機基礎(chǔ)應(yīng)用能力、根據(jù)專業(yè)設(shè)置情境教學(xué)、汽車維修專業(yè)的情境教學(xué)設(shè)計四個方面來闡述《計算機應(yīng)用基礎(chǔ)》課程的分專業(yè)教學(xué)實踐。

1 企業(yè)調(diào)研及畢業(yè)生回訪

為了掌握汽車裝配專業(yè)畢業(yè)生在實習(xí)工作過程中應(yīng)用哪些計算機基礎(chǔ)知識處理問題的實際情況，了解社會、行業(yè)以及企業(yè)對非計算機專業(yè)人才掌握計算機的理論知識、動手能力和相關(guān)職業(yè)素質(zhì)的基本要求，開展了企業(yè)調(diào)研及畢業(yè)生回訪工作。[1]同時，還針對非計算機專業(yè)開設(shè)的《計算機應(yīng)用基礎(chǔ)》課程標(biāo)準(zhǔn)是否適合用人單位的實際需求，以及企業(yè)、員工在工作過程中的雙向滿意度等做了考察。經(jīng)過調(diào)研和回訪，將以企業(yè)實際應(yīng)用為導(dǎo)向設(shè)計適應(yīng)汽車維修專業(yè)的《計算機應(yīng)用基礎(chǔ)》課程情境教學(xué)，為鐵嶺技師學(xué)院不同專業(yè)確定分專業(yè)的《計算機應(yīng)用基礎(chǔ)》課程標(biāo)準(zhǔn)打下良好的基礎(chǔ)，提高學(xué)生的計算機基礎(chǔ)應(yīng)用的綜合素質(zhì)與社會競爭力。

本次主要調(diào)研對象是鐵嶺地區(qū)專用車生產(chǎn)基地的企業(yè)，包括鐵嶺地區(qū)的5家汽車修理廠和3家汽車4S店，單位性質(zhì)均為民營企業(yè)。 主要調(diào)查企業(yè)對新招聘的畢業(yè)生崗位設(shè)置情況以及各崗位對掌握計算機基礎(chǔ)應(yīng)用能力的需求情況。調(diào)研和回訪共經(jīng)歷五個步驟：1）擬好調(diào)研提綱、方案，設(shè)計好調(diào)查問卷。2）到企業(yè)分別與新入職的畢業(yè)生和管理層進行訪談，做好記錄。3）到工作區(qū)實地觀察畢業(yè)生的工作情況，了解企業(yè)員工的工作環(huán)境、工作內(nèi)容和所需要掌握的技能，然后發(fā)放調(diào)查問卷。4）回收問卷，收集相關(guān)的資料，做好數(shù)據(jù)分析，繪制數(shù)據(jù)表格和分析圖等。5）分析結(jié)果。

2 畢業(yè)生應(yīng)具備的計算機基礎(chǔ)應(yīng)用能力

通過到企業(yè)走訪、進行問卷調(diào)查及查看企業(yè)招聘數(shù)據(jù)中可以看出，在企業(yè)中計算機基礎(chǔ)的應(yīng)用主要用于對事務(wù)的處理，這也是對計算機的最基本的應(yīng)用，具體包括文字處理、個人日程安排、行文辦公、函件處理、文檔資料管理、編輯排版、電子報表、人事管理、工資管理，以及其他事務(wù)處理。[2]涉及的主要計算機技術(shù)包括文字處理、數(shù)據(jù)處理、電子報表處理以及圖像圖形的處理技術(shù)等內(nèi)容。這些事務(wù)通常使用諸如Microsoft Office等辦公軟件即可處理，與學(xué)校所設(shè)置的課程內(nèi)容一致。

經(jīng)過以上分析，確定了我院非計算機專業(yè)中職學(xué)生在學(xué)完《計算機應(yīng)用基礎(chǔ)》這門課程后，應(yīng)具備以下能力：1）基礎(chǔ)能力：即計算機的思維能力，應(yīng)該有較強的分析具體的企業(yè)實際問題，并利用掌握的計算機基礎(chǔ)應(yīng)用的技術(shù)解決實際問題的能力。2）應(yīng)用能力：主要有熟練的應(yīng)用計算機硬件系統(tǒng)和操作系統(tǒng)的能力，有效應(yīng)用計算機操作系統(tǒng)及安裝的應(yīng)用軟件進行企業(yè)的文檔、圖片和數(shù)據(jù)處理能力，能對計算機具有管理和維護能力。3）團隊協(xié)作和組織能力：主要是溝通能力，包括表達、交流和通訊能力，與其他成員協(xié)同工作能力，項目的籌劃安排能力，組織和管理能力。4）適應(yīng)能力：主要是指適應(yīng)社會環(huán)境的能力，使自己專業(yè)技能與學(xué)科發(fā)展保持同步。

3 根據(jù)專業(yè)設(shè)置情境教學(xué)

情境教學(xué)法是為了達到教學(xué)目的，針對具體教學(xué)內(nèi)容和不同專業(yè)學(xué)生的特點，引入或創(chuàng)設(shè)具有一定情緒色彩的、以形象為主體的生動具體的場景，以引起學(xué)生一定的態(tài)度體驗，從而幫助學(xué)生理解教材，并使學(xué)生的心理機能得到發(fā)展的教學(xué)方法。[3]一般情境教學(xué)都以案例為載體，以專業(yè)特點為依據(jù)，架設(shè)與其相關(guān)的教學(xué)情境，以中等職業(yè)院校鐵嶺技師學(xué)院汽車維修專業(yè)的《計算機應(yīng)用基礎(chǔ)》課程為例，在教學(xué)中創(chuàng)建出與汽車維修專業(yè)相關(guān)的需要計算機知識的任務(wù)，讓學(xué)生通過完成這樣的任務(wù)，既學(xué)習(xí)了計算機知識，又提前實踐了本專業(yè)的知識。在中職院校中《計算機應(yīng)用基礎(chǔ)》課程是一門操作性、應(yīng)用性比較強的公共課，是學(xué)生接觸電腦基礎(chǔ)知識課程的途徑，但是涉及的知識點并不簡單，學(xué)生完全可以通過學(xué)好這門課走上工作崗位。因此我把這門課和學(xué)生的專業(yè)聯(lián)系起來。[4]讓學(xué)生在一個專業(yè)問題中學(xué)習(xí)計算機知識，再用計算機知識解決這個問題，如用Excel辦公軟件制作一張汽車配件報價表格。這樣不但激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也交給了學(xué)生工作中如何快速解決問題的技能，在學(xué)中用，在用中學(xué)。

4 汽車維修專業(yè)的情境教學(xué)設(shè)計

根據(jù)汽車維修專業(yè)的特點，將汽車維修專業(yè)的《計算機應(yīng)用基礎(chǔ)課程》設(shè)定為三個主情境模式（如圖1）和12個子情境模式，分別為word實訓(xùn)子情境（如圖2）、Excel實訓(xùn)子情境（如圖3）和PowerPint實訓(xùn)子情境（如圖4）。涉及的主要內(nèi)容包括文字處理Word、表格處理Excel、幻燈片制作PowerPoint。這些情境模式分別用豐富的例子貫通整個教學(xué)。[5]例如在Word教學(xué)過程中，將教學(xué)情境設(shè)置為底盤安裝，學(xué)生在實訓(xùn)過程中通過借助計算機完成部分實習(xí)任務(wù)。汽車維修專業(yè)情境結(jié)構(gòu)圖如下：

圖1 主情境

圖2 word實訓(xùn)子情境

圖3 excel實訓(xùn)子情境

圖4 PowerPoint實訓(xùn)子情境

在完成上訴任務(wù)后，能夠完成下列既定的教學(xué)目標(biāo)：1）利用Word制作表格，聯(lián)系了Word中的表格部分和邊框底紋設(shè)置等知識內(nèi)容；插入圖片掌握了圖文混排的知識點；制作流程圖掌握了自選圖形的繪制。2）Excel表格的制作；使用Excel公式、函數(shù)、數(shù)據(jù)透視表統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)，利用圖表實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的直觀顯示。3）演示文稿的制作，包括幻燈片的使用以及各種對象的簡單操作。

通過對鐵嶺技師學(xué)院汽車維修班學(xué)生的實踐教學(xué)，取得了較理想的成效，目前在企業(yè)實習(xí)的學(xué)生，在計算機基礎(chǔ)應(yīng)用方面普遍得到了企業(yè)的認(rèn)可。[6]這就證明了以就業(yè)為導(dǎo)向、以能力為本位、加強公共課的專業(yè)特性及優(yōu)化課程標(biāo)準(zhǔn)，能為社會提供具備良好的職業(yè)道德、較強的職業(yè)能力和高素質(zhì)的勞動者。

參考文獻：

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[2] 謝麗輝. “校、企、地”文化融合視野下石化高技能人才培養(yǎng)模式探究[J].教育與職業(yè)，2012（10）.

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篇10

[關(guān)鍵詞] 高職教育；工作過程；項目任務(wù)；教學(xué)改革

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 16. 078

[中圖分類號] G71 [文獻標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2014）16- 0132- 03

課程項目化已經(jīng)成為當(dāng)前高職教育課程改革的方向， 構(gòu)建以真實項目開發(fā)為載體，以職業(yè)崗位能力為導(dǎo)向的課程體系；通過分析實際工作過程、提煉典型工作任務(wù)、轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)領(lǐng)域、設(shè)計出學(xué)習(xí)情境，以任務(wù)驅(qū)動等行為引導(dǎo)改革教學(xué)模式與方法；針對課程進行項目化、模塊化、案例化、任務(wù)分解的課程設(shè)計，符合高等職業(yè)教育發(fā)展規(guī)律，容易激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用專業(yè)知識能力，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，達到綜合培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)意識與職業(yè)技能的目的。

1 高職計算機應(yīng)用類課程項目任務(wù)教學(xué)改革的必要性

目前高職計算機類課程項目化教學(xué)仍然存在很多問題，雖然突破了傳統(tǒng)的以理論為中心的教學(xué)模式， 但很多課程只是把課程項目化理解為案例教學(xué)，各案例之間不存在關(guān)聯(lián)，沒有按實際項目規(guī)劃案例群；項目開發(fā)和設(shè)計不夠合理，缺乏實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的有力支撐以及“雙師型”教師嚴(yán)重匱乏。針對高職計算機應(yīng)用類課程特點，結(jié)合工作過程與相關(guān)職業(yè)能力，進一步深入實施工作過程導(dǎo)向的項目任務(wù)教學(xué)改革顯得尤為重要。

2 高職計算機應(yīng)用類課程項目任務(wù)教學(xué)設(shè)計

2.1 構(gòu)建以崗位職業(yè)能力為導(dǎo)向的崗位課程群，創(chuàng)新高技能人才培養(yǎng)

在承擔(dān)國家社會科學(xué)基金“十一五”規(guī)劃（教育學(xué)科）國家級課題子課題：《高職高專計算機類課程改革的研究》基礎(chǔ)上，以科研帶動專業(yè)建設(shè)，結(jié)合工作過程與相關(guān)職業(yè)能力進行分析，針對計算機職業(yè)崗位（群）的工作實際設(shè)計出科學(xué)的項目任務(wù)和職業(yè)能力目標(biāo)，再對課程體系進行結(jié)構(gòu)分析，完成課程設(shè)置，實現(xiàn)課程目標(biāo)主動對接崗位群工作過程和任務(wù)所需職業(yè)能力的目標(biāo)，以滿足人才培養(yǎng)目標(biāo)和職業(yè)崗位需要。

2.2 課程設(shè)計模塊化原則

確定出核心課程后，按照教育學(xué)相關(guān)理論從縱向上對課程之間的先后、主次等關(guān)系進行了分析。同時在基于工作過程的理念下，以項目開發(fā)為主線，橫向上確定課程之間的平行與整合關(guān)系，最終形成了”層次推進式”的模塊化課程體系。模塊化教學(xué)模式與傳統(tǒng)教學(xué)模式的最大區(qū)別在于打破了學(xué)科的理論和知識體系，將必須掌握的理論知識點和各種單項技能融入各職業(yè)能力模塊中。從各職業(yè)能力模塊出發(fā)，設(shè)置課程體系。即以職業(yè)崗位要求為目標(biāo)，以從事目標(biāo)職業(yè)崗位所需的核心職業(yè)能力出發(fā)，將每一崗位的職業(yè)能力進行詳細(xì)分解，提煉出若干任務(wù)（知識點和技能單元），圍繞生產(chǎn)流程或工作流程，將傳統(tǒng)課程進行重新整合，最終按照崗位群要求，以模塊化方式重構(gòu)核心主干課程體系。

3 課程項目任務(wù)教學(xué)改革實施策略

以工作崗位職業(yè)能力為引導(dǎo)，以培養(yǎng)職業(yè)能力和職業(yè)素質(zhì)為本位的課程觀完善學(xué)習(xí)領(lǐng)域崗位課程群設(shè)計，修訂高職計算機應(yīng)用專業(yè)教學(xué)方案與課程標(biāo)準(zhǔn)，由知識本位向能力本位轉(zhuǎn)化，將知識劃分轉(zhuǎn)向工作項目任務(wù)劃分，建設(shè)形成特色鮮明的“361”實踐教學(xué)模式，編寫高職計算機類項目任務(wù)案例系列教材，并推進與之相適應(yīng)的基于過程的形成性考核評價模式、建設(shè)立體化教學(xué)資源，踐行教師“雙師”、學(xué)生“雙證”制度，以賽促學(xué)，顯著提高了教學(xué)效果，促進學(xué)生實際動手與實踐能力，提高學(xué)生崗位職業(yè)競爭力。

3.1 編寫高職特色“項目任務(wù)驅(qū)動”系列教材，強化能力培養(yǎng)主線

在多年來充分研究高職計算機相關(guān)崗位能力和教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，探索出高職計算機類課程“項目化、模塊化、實踐化”的課程建設(shè)思路，基于多年課程改革與建設(shè)積累，整理歷年課程講稿，于2008年開始經(jīng)過幾年時間嘔心瀝血編寫《高職高專計算機類課程改革規(guī)劃教材》，突破傳統(tǒng)教材、教學(xué)法的諸多弊端，教材進行任務(wù)驅(qū)動教學(xué)的課改理念，其編著思路、任務(wù)樣本均位于同行前列。提出并實現(xiàn)了計算機類課程“項目的模塊化分解、目標(biāo)任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)法”的教學(xué)模式和學(xué)材式教學(xué)資源整合方法，教學(xué)實施教、學(xué)、練、做四位一體化，大大提高了學(xué)生的實際動手能力。并于2010年榮獲第三屆自治區(qū)哲學(xué)社會科學(xué)優(yōu)秀成果政府獎三等獎。

3.2 創(chuàng)新教學(xué)模式與教學(xué)方法，提高課堂教學(xué)效果

3.2.1 教學(xué)模式采用理論與實踐相融合的“教、學(xué)、練、做”一體化模式

培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生對知識點和技能點的掌握；通過實踐練習(xí)使學(xué)生全面、準(zhǔn)確地理解與掌握教學(xué)大綱的內(nèi)容與操作要求，掌握老師課堂上所講的教學(xué)內(nèi)容。

3.2.2 課程實施通過實際任務(wù)驅(qū)動

在具體教學(xué)過程中，以實際任務(wù)引領(lǐng)，并以任務(wù)驅(qū)動來完成整個教學(xué)過程。在任務(wù)中涵蓋教學(xué)的基本要求和從事實際工作所需要的知識和技能，讓學(xué)生介入完成實際工作任務(wù)，在完成任務(wù)后取得明確的成果作品，讓自主獲取新的成果成為進一步激發(fā)學(xué)習(xí)熱情的動力。

3.2.3 創(chuàng)建“361”教學(xué)模式

經(jīng)過多年的教學(xué)摸索，創(chuàng)建“361”式教學(xué)模式（三段、六步、一綜合開放案例）“三段一體”的學(xué)習(xí)過程：教學(xué)實施分為前期、中期、后期3個階段，形成了由淺入深、案例有小到大、逐步提高的過程?！傲椒ā闭n程教學(xué)環(huán)節(jié)：課程教學(xué)全部在多媒體網(wǎng)絡(luò)機房進行，“教、學(xué)、練、做”完全融合。整個教學(xué)過程分為“總?cè)蝿?wù)的導(dǎo)入 > 逐個完成由模仿型總?cè)蝿?wù)切分而成的子任務(wù)，與此同步逐步完成開放型任務(wù) > 最后完成兩個總?cè)蝿?wù)（獲取學(xué)習(xí)成果）”的過程，輔以課余參與實際項目開發(fā)的鍛煉與提高。每個情境由提出任務(wù)>任務(wù)分析>確定實施方案>任務(wù)實施>在任務(wù)實實施過程中的檢查與指導(dǎo)>完成任務(wù)后的評價及拓展訓(xùn)練等環(huán)節(jié)構(gòu)成。一綜合開放案例：在課程末尾、學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識，模仿制作案例的基礎(chǔ)上、充分發(fā)揮學(xué)生主觀能動性、自主選題、自主設(shè)計開發(fā)制作開放性綜合案例。

3.2.4 教學(xué)方法多樣化

課堂教學(xué)采用項目教學(xué)法、實踐教學(xué)采用任務(wù)驅(qū)動型教學(xué)法、啟發(fā)式教學(xué)方法、實際案例教學(xué)法、頭腦風(fēng)暴法相結(jié)合。

3.3 基于過程的形成性評價模式，有效控制教學(xué)質(zhì)量

改革本課程的課程成績考評，采取“基于過程控制的形成性考核”方式，將過程考核貫穿于整個教學(xué)過程，并采取有效的過程控制。將課程教學(xué)及考核分為平時、階段和綜合3部分。同時采用“階段循環(huán)考試法”，也就是學(xué)生進行考核后，如學(xué)生對本人完成任務(wù)情況不滿意允許進一步完善，可以重新考核的“階段循環(huán)考試法”，打破了一考定終身的狀況。

3.4 引項目入校園，完善實訓(xùn)實踐教學(xué)

從職業(yè)崗位能力的培養(yǎng)和職業(yè)資格考核入手，建立完整的實踐教學(xué)體系，制定出實踐教學(xué)的相關(guān)文件，加強實訓(xùn)室建設(shè)，開放實訓(xùn)平臺，以校企合作的教育模式實現(xiàn)崗位與課程相對接，引進項目進入到實際教學(xué)中，建立項目式的教學(xué)組織方式，推進以項目課程為主題的課程改革，培養(yǎng)學(xué)生合作精神，從而實現(xiàn)學(xué)校、企業(yè)、學(xué)生三方共贏。

3.5 以賽促學(xué)，實施“雙證書”制度，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量

依托課程優(yōu)勢，大力推行“雙證書”制度，以賽促學(xué)，組織學(xué)生參加各級各類比賽。將職業(yè)技能賽事融入到教學(xué)內(nèi)容中，在比賽中增強學(xué)生競爭意識，檢驗學(xué)生應(yīng)用能力，展示學(xué)生的風(fēng)采，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促進專業(yè)技能與企業(yè)崗位 “零距離”接軌，提高了就業(yè)競爭力。榮獲全國“挑戰(zhàn)杯”大賽、自治區(qū)高職技能大賽等獎項10余項。

3.6 打造 “雙師型”教學(xué)團隊建設(shè)，適應(yīng)高職教學(xué)

高職高專的計算機專業(yè)教學(xué)改革，既要對課程和教材進行改革，還要靈活的設(shè)置教學(xué)教法，對老師的要求也提出了新標(biāo)準(zhǔn)，要求教師走入企業(yè)走入實踐，以應(yīng)對新形勢新要求，技師與教師雙師型的專業(yè)人才，更加適合高職的教學(xué)工作。

制定“雙師型”教師隊伍建設(shè)規(guī)劃，健全師資隊伍發(fā)展的政策與措施。加強教師團隊、兼職教師資源庫、教學(xué)名師、專業(yè)教學(xué)能手和教壇新秀 “五項工程”建設(shè)。積極引進具有雙師素質(zhì)的專業(yè)技術(shù)人員和管理人員到教研室任教，充實教師隊伍。以教師整體素質(zhì)提高為中心，以“雙師型”教師隊伍建設(shè)為重點，培養(yǎng)、引進、聘請相結(jié)合，校企互通，共同打造素質(zhì)優(yōu)良、結(jié)構(gòu)合理、專兼結(jié)合的“雙師型”優(yōu)秀專業(yè)教學(xué)團隊。

加強對在職教師的培養(yǎng)和培訓(xùn)力度，在不斷提高他們學(xué)歷層次和理論水平的同時，有計劃地讓教師到生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)第一線或?qū)W校緊密型實訓(xùn)基地和產(chǎn)學(xué)研結(jié)合基地實際鍛煉（或工作）一段時間，以提高實踐教學(xué)技能，逐步成為雙師素質(zhì)的教師。教學(xué)團隊教師100%具有“雙證書”，提高了教師的職業(yè)能力和教學(xué)駕馭能力，切實提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。榮獲教學(xué)名師、青年教師技能大賽、教案評比等各類獎項21項。

4 結(jié) 語

高職計算機應(yīng)用類課程項目任務(wù)教學(xué)改革重視對學(xué)生實際能力培養(yǎng)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，課堂討論熱烈，使教學(xué)效果得到了改善，學(xué)生的實踐操作能力明顯得到提高。學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性與積極性明顯增強，職業(yè)能力明顯提高。使計算機應(yīng)用型、高技能型人才培養(yǎng)得到了有力和長效的質(zhì)量保障，提高了課堂教學(xué)效果，提高教學(xué)質(zhì)量，同時也為高職培養(yǎng)應(yīng)用型高技能人才提供可操作的教學(xué)模式與方法。

主要參考文獻

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