計算機硬件系統知識點范文

導語：如何才能寫好一篇計算機硬件系統知識點，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：實踐教學；案例項目任務驅動；創新能力

為培養高素質創新人才，提高學生創新能力和就業競爭力，各大高校都非常重視實踐教學，并將其課時設置大幅提升，在有些高校中甚至已經超過了理論教學課時量，同時學校在科研和設備投入方面也給予了大量傾斜。但受傳統教學理念的影響，實踐課程的設置過分依賴理論教學，實驗內容仍以驗證性和演示性實驗為主，教師在實踐教學過程中處于中心地位，學生被動地跟隨教師的思路進行實驗方法和技能的學習。因此，學生的主觀能動性和創新能力難以有效發揮。

計算機硬件課程是計算機專業的重要分支，是軟件課程學習的基礎，對學生實際動手能力與創新能力的培養起著舉足輕重的作用。鑒于計算機硬件課程本身的復雜性，學生在硬件實踐課程的學習中存在著畏難情緒，同時硬件實踐教學改革滯后，教學方法陳舊，實踐課程與快速的計算機信息技術發展嚴重脫節，學生對計算機硬件實踐課程學習的主觀能動性不夠，學習效果不佳，為此筆者探討案例項目任務驅動教學法在計算機硬件實踐教學中的應用，引導學生重視硬件課程，以提高學生學習興趣，切實地提高學生實際動手能力、創新意識和就業核心競爭力。

1、基于案例項目任務驅動的教學方法

案例教學法基于啟發式教學理念，寓教學內容和知識點于具體案例，結合典型案例的剖析，引導學生主動解決案例所遇到的問題，培養學生分析和解決問題的能力，發揮學生的學習主觀能動性。項目教學法則是依托實際項目，融教學知識點于具體項目，學生在完成項目的過程中，學習教學大綱中設置的知識點，由于項目完成需要小組人員的通力合作，利于增強學生的團隊意識，提高其自主創新能力。而任務驅動教學法是以學生作為學習主體，結合自己分擔任務模塊的完成，建構知識體系，極大地發揮了學生的學習主觀能動性。上述3種教學方法已在當前教學實踐中獲得了良好的教學效果，但多以單一課程作為研究對象，教學方案設計過分依賴所選案例、項目和任務，且教學內容與設計案例、項目和任務嚴重脫節，影響了教學方法的效果。同時3種教學方法在培養學生創新能力和發揮學生主觀能動性等方面各有側重，為此，筆者以計算機硬件課程系統為研究對象，融3種教學方法于一體，以學生喜聞樂見的“案例”為“引導”，以“實際項目”為“主線”，寓課程知識點于項目實施的每個任務模塊，“驅動”學生在完成任務的同時，建構理論體系。

2、基于案例項目任務驅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內容的優化設置

計算機專業硬件課程主要有“模擬電路”、“數字電路”、“計算機組成原理”、“微型計算機原理”、“單片機原理及應用”以及“嵌入式系統”等。由于課程之間在內容上存在交叉部分，我們需要深入分析和研究計算機硬件課程的教學任務，按照硬件課程體系培養能力結構的要求，優化整合硬件課程實踐教學的內容，將其分為電子技能訓練教學內容、計算機系統訓練教學內容、單片機與嵌入式系統教學內容3個部分，而每個部分又可分為驗證性、綜合性和創新性3個層次。

電子技能訓練教學內容是計算機硬件課程實踐教學的基礎，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內容。綜合性試驗則是以學生熟知的案例（如設計系統電源、放大電路以及信號采集調理電路等）驅動學生綜合解決系統級任務課題，提高學生綜合解決問題的能力。實踐教學平臺包括基于Proteus仿真試驗平臺和自主性創新試驗平臺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知識點；而自主性創新試驗平臺是在教師引導下，學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，激發學生的科研探究興趣。

計算機系統訓練教學內容多以綜合性和創新性實驗為主，主要設計內容包含處理器設計和計算機控制系統設計等方面，采用基于EDA試驗平臺和自主性創新試驗平臺2種類型。其中基于EDA試驗平臺的實驗主要用于訓練學生自主設計CPU的能力，強化其計算機底層理論體系，以便使學生建立整機的概念，優化軟件編程效率。創新性試驗平臺則是基于實際的計算機控制系統，由學生自主地完成某一控制系統的設計，深化學生理解計算機專業硬件課程的重要性，激發學生對計算機硬件專業課程學習興趣。

單片機與嵌入式系統教學內容主要以自主性創新試驗為主，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的科研項目和電子設計大賽題目為主，項目具有較強的時效性和復雜性特點，易于提高學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。學生在教師的任務分配下，獨立完成自己所承擔的任務，在任務完成過程中建構自己的知識體系。

2.2 項目資源的優化選擇

計算機硬件課程實踐教學項目資源的選擇應以培養學生的創新能力為首要目的。所選項目應盡量涵蓋教學大綱要求內容，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內容，獲取相關知識點，并將其融于項目實施過程，使學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。

項目資源優化選擇的原則有3個：①鑒于計算機硬件課程實踐教學內容由電子技能訓練內容、計算機系統訓練教學內容和單片機與嵌入式系統教學內容3部分組成，項目資源需融合上述3種教學內容所涉及知識點，并充分涵蓋相關教學內容；②項目資源內容需緊跟信息技術的發展方向，應有較強的時效性，易于激發學生學習的積極性；③項目在實施過程中所遇到的問題難度應適中，最后實驗結果要明顯，易于激發學生強烈的成就感。

我們以單片機與嵌入式系統教學內容為例說明項目資源優化選擇原則。項目資源選擇“基于單片機的智能車控制系統的設計”，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、信號采集調理放大部分、數模轉換部分、控制電路部分等電子電路部分，基本涵蓋了模擬電路和數字電路的基本教學知識點；軟件部分涵蓋了定時器控制、中斷應用、鍵盤使用、AD轉換等，基本涵蓋了微機原理和單片機原理的相關知識內容，且相關知識點均為硬件課程教學內容的基本知識點，難度適中。通過項目的實施，智能車可實現快速避障運行，易于激發學生的學習興趣。智能車快速避障功能是智能機器人研究領域的熱點，具有強烈的時代背景。此項目的開發經歷，對于學生就業以及進一步深造都具有較強的指導意義。

2.3 實踐案例的合理剖析

項目分解要注意與實踐教學內容相結合，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，這樣可逐步引發學生的學習興趣，避免產生畏懼和抵觸情緒。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算法以及相關聯的案例模塊等，并實現和演示。

我們以“基于單片機的智能車控制系統的設計”為例，說明實踐案例剖析過程。“基于單片機的智能車控制系統的設計”可分解成：智能車系統的電源模塊、智能車系統信號調理模塊、智能車系統顯示模塊、智能車系統速度控制模塊、智能車系統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計部分，硬件電子電路設計部分還有模擬電子的信號推挽放大電路、12C總線擴展、中斷硬件電路設計等，軟件設計部分包括數字濾波設計信號、定時器設定控制周期、中斷避障判定等。這樣，一個案例就涉及了計算機專業硬件課程的相關知識點，便于學生在項目實施過程中，強化理論知識的學習，激發學習興趣。

2.4 具體任務分配

案例剖析完畢后，我們必須指導學生將所選項目分解成相應的任務，使其與案例密切相關，并通過“模仿”、利用教學資源等學習方式完成任務，同時引導學生按照課堂上的案例步步深入，每完成一個任務，就將該任務“組裝”進來，最終“組裝”成一個完整的項目應用程序。結合“基于單片機的智能車控制系統的設計”剖析完成的案例，以任務的形式下達給各試驗小組，分別用相關案例給各實驗小組分配相關任務，因此會有智能車電源模塊實驗小組、智能車系統信號調理實驗小組、智能車系統顯示實驗小組、智能車系統速度控制實驗小組、智能車系統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進一步被分解，使得每一個學生都承擔一定的具體任務。每位學生的責任明確，自己任務的完成都是項目完成必不可少的部分，使每位學生充分意識到團隊合作的重要性，提高學生學習的主觀能動性和創新能力。

2.5 客觀評價體系的優化設置

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

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關鍵詞：計算思維；計算機硬件類課程；教學改革

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）07-1461-02

1 概述

計算機硬件類課程在高校計算機專業占據非常重要的地位，從邏輯角度和應用角度為學生闡述計算機的基本原理和使用方法，讓學生在計算機硬件方面打下堅實的理論基礎，并為學生今后應用技能的提升奠定基礎，其應用范圍非常廣泛且與實際工程聯系緊密[1-3]。因此，計算機硬件類課程是大學計算機專業的必修課程。然而，由于這類課程理論性較強，大多數高校的硬件類課程實踐環節相對薄弱，導致硬件類課程的教學一直是計算機學科體系結構教學中一個比較薄弱的環節。

計算思維是由美國卡內基·梅隆大學的周以真教授于2006年在ACM的會刊上提出來的。他指出：計算思維是運用計算機科學的基礎概念去求解問題、設計系統和理解人類的行為，它包括了涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動[4，5]。計算思維使用約簡、轉化和仿真等方法，利用啟發式推理，采用抽象和分解處理龐雜任務的手段，將一個看似極其復雜的問題轉換成一個個易于處理的小問題。也就是說，計算思維就是通過人的思維進行計算，即人通過特定的思維活動使用計算機解決實際問題，計算機在解決問題過程中充當媒介的作用，它是人和機器相結合的產物[6]。

計算機硬件類課程作為計算機學科的核心基礎課程，其理論性、實用性和創新性較強，面對這樣知識龐雜而又抽象的課程，融入計算思維的理念，對其進行教學改革，使學生靈活的掌握計算機硬件的基本原理和應用技能成為必然。

2 教學改革思路和方法

2.1 引入關注點分離方法，整合教學內容

大學計算機硬件類課程主要涉及電工與電子技術、數字邏輯、計算機組成原理、操作系統、微機原理、計算機網絡等課程，這些課程看起來比較分散、自成體系、教學內容抽象，是教師最難教、學生最難學的課程。關注點分離是計算思維的方法之一，它將復雜抽象的問題合理分解成具體的小問題，再研究各個小問題的不同側面，形成關注點，然后匯總各個問題的結果，形成解決方案。在大學計算機硬件類課程中，引入關注點分離方法對教學內容進行整合，可以使得抽象的問題具體化，復雜的問題簡單化，對教師教學起到事半功倍的效果。例如在操作系統課程的教學過程中，選擇以Windows NT操作系統的功能為主線，將課程所有的知識點（進程管理、進程調度與死鎖、存儲器管理、設備管理和文件管理）融入到具體的實例中，避免了學生在學習過程中感覺到知識點分散零亂、難以理解，讓學生在學習操作系統課程的過程中，形成一個完整的知識體系，幫助學生更好的理解知識；在微機原理課程的教學過程中，以80386CPU的指令系統及設計為主線，將主要知識點指令系統、匯編語言程序設計、中斷以及接口電路設計貫穿其中，這樣既淺顯易懂，又形象生動，極大的增強了學生的學習興趣。其他硬件類課程的教學也基本采用關注點分離教學法，教學效果良好。

2.2 利用啟發式教學，體現計算思維

啟發式教學是針對傳授的知識，先提出一個源自實際生產生活的問題，然后與學生共同探討分析問題，引導學生逐步解決問題，在該過程中講授分析問題和解決問題所需要的理論和方法。以操作系統課程中的進程同步為例，這是進程管理部分教學的重點，也是難點。在講解這部分內容時，先以典型的司機—售票員問題導入，與學生共同探討在公共汽車上司機與售票員的相互合作關系以及合作的先后次序關系，分析兩者的相互制約關系，從而得出使用信號量機制解決進城同步的方法；在計算機網絡課程中，局域網組建是教學的重點，在講授這部分內容時，首先以日常實驗室局域網的組建情況為例，與學生一起分析實驗室局域網的工作原理，共同探討一般局域網的組建方法，從而得出在實驗室組建虛擬局域網和實際局域網的實施方法。這樣既加深了學生對知識點的掌握理解，也培養了學生的計算思維能力。

2.3 使用任務驅動教學模式，訓練計算思維

任務驅動教學模式是讓教師和學生圍繞任務展開教學活動。這種模式中，教師的主要工作是設計任務、呈現問題、輔助任務實施和總結評價，學生通過明確任務、分析問題、交流和反思訓練計算思維，培養和增強學生分析和解決實際問題的能力。

以數字邏輯課程為例，教師根據課程特點，運用計算思維的方法呈現教學任務，要求學生分組完成一個具體的組合邏輯電路的設計與實現。學生以每組3—5人自由組合，每組選出負責人，教師通過展示往年學生的設計作品，向學生提供部分選題作為參考，學生也可通過調研自行選擇一些有意義的與課程相關的電路進行設計。在教學過程中，教師使用關注點分離方法將組合邏輯電路審計分解為簡單的小問題，然后以設計成果的形式要求學生完成課程任務，讓學生在完成具體任務的過程中學習并應用教學內容，提高了教學效率。學生在教師的實時指導下，明確任務，分析問題，各組學生分工協作，定期交流，通過查閱資料和調研等途徑探究解決問題的途徑。最后，學生在教師指導下完成任務后，通過展示和自評，并交流自己的學習心得，教師總結點評，幫助學生拓展所學知識，訓練學生的計算思維能力。

3 教學效果考核

考核評價是教學活動中不可或缺的重要環節，是檢驗教學效果的重要手段。隨著計算機硬件類課程教學改革的深入，課程的考核評價模式也應隨之改革。根據計算思維能力的培養要求，必須打破傳統的只側重于考查學生對理論知識點的掌握程度的考核評價模式，建立真正體現學生計算思維能力的考核評價模式。傳統的考核評價方法是：學生成績=平時成績×20%+理論考試成績×80%。改革之后，學生成績=平時成績×10%+理論考試成績×45%+實驗成績×45%。實驗成績就是學生做實驗完成具體任務的考核成績。可以看出，改革之后的考核評價模式增加了實驗成績，重點考核學生運用計算思維能力分析問題和解決問題的能力。下表1是近幾學年計算機硬件類課程改革之前和之后我系計算機科學與技術專業學生的平均考試成績。

從表1可以看出，在計算機硬件類課程中貫穿計算思維能力的培養之后，學生的考核成績明顯提高，而且通過對兩屆學生的問卷調查顯示，課程改革之后，學生的學習興趣大幅度提高，動手實踐能力也大大提高，教學效果良好。

4 結束語

計算思維作為人類的三大思維方式之一已受到了廣泛的關注。該文給出了融入“計算思維”的大學計算機硬件類課程教學改革的新模式，圍繞課程教學內容的整合，教學方法和考核評價模式的改進，讓學生在解決實際問題的過程中領會并掌握計算思維方法，提高了學生獨立思考解決問題的能力和團隊創新協作能力，使教學效果得到明顯提高。這種教學模式所傳授的思想和方法，將廣泛應用于計算機專業的其他專業課程中，這將為學生更好的學習計算機專業其他相關課程奠定堅實的基礎。

參考文獻：

[1] 教育部高等學校計算機科學與技術教學指導委員會. 高等學校計算機科學與技術專業公共核心知識體系與課程[M]. 北京： 清華大學出版社， 2008： 50-53.

[2] 蔡啟先， 藍紅莉， 陽樹洪. 計算機組成與匯編語言[M]. 北京： 清華大學出版社， 2011.

[3] 蔡啟先， 藍紅莉. 計算機硬件技術基礎學習及實驗指導[M]. 北京： 清華大學出版社， 2011.

[4] 周以真.計算思維[J].中國計算機學會通訊，2007，3（11）：83-85.

[5] 陳國良，董榮勝.計算思維與大學計算機基礎教育[J].中國大學教學，2011（1）：7-11.

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關鍵詞：硬件教學；應用型人才；改革

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）18-4259-02

隨著計算機應用領域的擴展，尤其是各種智能化電子電器產品的誕生與使用，近年來IT企業對計算機硬件系統設計與開發人員的需求急劇增加。而目前大多數地方院校，計算機硬件課程教學相對薄弱，培養的計算機硬件人才無論從數量上還是質量上均無法滿足市場需求[1]。計算機硬件課程不僅難教難學，且對于硬件設備和實驗條件有較高要求，教學成本遠遠高于計算機軟件課程教學，因此形成了計算機專業建設“重軟輕硬”和師生教學“喜軟怕硬”的畸形發展現象。然而計算機是由硬件和軟件組成的，缺了任何一樣都無法運行。不重視計算機硬件教學與科研的結果之一，就是近年來計算機軟件人才相對過剩，硬件人才相對不足。另一方面，目前我國使用的計算機核心芯片幾乎都是從國外進口。核心器件嚴重依賴國外芯片制造商，這給國家信息安全造成了嚴重隱患[2]。加強計算機硬件教學勢在必行。

1 傳統教學中存在的問題

我校積極開展以應用型人才培養為導向的學科建設，多次制定和修改人才培養方案，有了一定的經驗積累，其中計算機硬件類課程的教學改革仍處于起步階段，具體教學中仍存在一些問題。一、很多教學內容陳舊，與實際應用脫節，對學生缺少吸引力。如仍以8086和DOS操作系統為平臺來講解微機原理。二、有些內容在多門課中重復出現，降低了學生的注意力，并使學生對課程設置產生疑問。如中斷、接口等知識在組成原理、匯編、單片機、微機原理中均有涉及。三、作為應用型人才，大多數學生就業后沒有機會構造計算機系統，許多教學內容會讓他們感到沒有學習的必要，從而喪失學習的興趣。如加法器的具體電路實現等。四、與軟件技術知識聯系不夠，如與C語言、操作系統等軟件課程的關聯性強調的不夠，使學生沒有形成完整的知識體系，即軟硬件知識的融會貫通。例如如何通過操作系統提供的接口設置硬件的工作方式等。五、實驗教學急需改革。受實驗硬件條件所限，實驗教學模式較為傳統，綜合應用型項目較少。傳統實驗教學多為驗證性實驗，很難引起學生的學習興趣，限制了學生創造力的發揮。少數幾個綜合應用型項目無論是數量還是質量均無法取得更好的教學效果。

2 培養模式的改革與探索

如何培養出應用型人才，這對很多高校來說，仍是一個正在探索中的重大命題。社會需求在不斷變化，計算機知識也在不斷更新，相關專業的學生具體應該具備什么樣的能力，掌握什么樣的知識，也在不斷變化。我校計算機專業采取了“3+1”的人才培養模式，即將四年的在校學習壓縮到三年，第四年改在校外實訓基地參加集訓的培養方式。這種培養模式優點顯著，即加強了學生實踐能力的培養，有助于學生更好地融入社會。但“3+1”的人才培養模式在實施之初也暴露一些問題，比如伴隨課程整合，學生的周學時數達到或超過30學時，這影響了學生課外文娛活動的開展。有些學生為了參加課外活動而請假，反過來又影響了學習。同時課時的縮減，特別是理論學時的減少，使得在教學過程中知識的系統性較難體現，個別課程出現用什么就只教什么，造成學生會操作，但對操作原理模糊不清。這對希望考研深造的學生不利。

經過七年的實踐，我校計算機專業逐步完善“3+1”的人才培養模式，課程設置更加合理。對于硬件類課程進行了整合，形成了電路基礎，微機原理，組成原理，單片機四大基礎課程，不再單獨開設匯編語言，縮減了組成原理，微機原理的課時，增加了單片機的課時，對硬件類課程相應增加實驗課時的比例，增加課程設計環節，組織學生參加學科競賽。對于部分知識點的重合，各門課選擇不同角度學習或進行相應刪減，比如譯碼器，在電路中側重介紹其電路構成，在微機原理中介紹其在計算機中的應用；對于一些過于專業的知識點，適當降低學習難度，或改為選修知識點，供感興趣的學生進行研究；對于硬件設計中使用的軟件編程，逐步采用C，C++等高級語言來實現，通過課程設計來加強學生對知識的理解。在學生學習的最后一年里，計算機科學與技術專業正在嘗試對學生的分流教育，即允許學生選擇在校外實習基地集訓，由合作單位及指導教師負責學生學習的評價，不選擇集訓的學生在校組織參加考研，參加相關理論課程的學習，由授課教師進行評價。

3 實驗教學的改革與創新

計算機硬件教學中，實驗是一個重要環節。由于實驗課時的相應增加，如何充分利用課時，加強學生對知識的理解與運用成了教學改革中的重要問題。在這方面，單片機的教學改革值得借鑒。以往的單片機教學中，以課本知識為主線，通過試驗箱完成實驗，學生的學習興趣不是很濃厚。改革后的單片機教學，首先學習單片機方面的一些基礎知識，然后介紹一款具體的單片機——5-1單片機的基本組成、使用方法、編程案例，再將學生三五人分為一組，選擇不同的單片機課程設計題目，實驗課上學生自行討論設計方案并逐步實現，理論課上教師講解學生實驗過程中的問題及知識點并組織學生交流設計思路與經驗。改革后的課程更受學生喜愛，充分調動了學生的學習興趣，而實驗環節也形成了一個連續的有機環節，學生目標更明確。

4 學生學習評價機制的探索

以往教學中，學生的成績主要是由考試成績與平時成績構成，對于計算機硬件類課程的實踐性沒有很好體現。上個學期，微機原理與接口技術這門課嘗試采取了課程設計加設計答辯的成績評定方式。學生分組完成課程設計，提交設計報告，組織學生參加課程設計答辯，由教師根據課程設計的完成度及學生在答辯環節的表現來打分。新的評價機制更加靈活，能夠直觀地考察學生對知識的掌握情況，也可以當做一次畢業設計答辯的預演，但這種方式也存在一些問題，比如學生現場答辯時可能較緊張，沒有完全體現自身水平，同時對教師的主觀判斷能力也有較高要求。未來可能將這種評價方式與傳統評價方式進行適當結合，提高評價的公正性與全面性，從而調動學生的學習興趣。

5 結論

加強計算機硬件教學，培養應用型人才，仍是我校計算機專業建設的重要方向。通過前一階段的努力與實踐，我校計算機專業學生的硬件知識水平有了一定提高，實踐能力得到加強，在專業學科競賽中屢創佳績，獲得過安徽省電子設計大賽高職高專類一等獎，安徽省單片機應用競賽二等獎，安徽省機器人大賽二、三等獎等。同時改革也拓寬了學生的就業面，增加了就業機會。但在改革過程中，仍有環節需要加強，如新的培養方式中對教師要求更高，師資隊伍建設刻不容緩，教學管理激勵機制也應相應改革等。

參考文獻：

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【關鍵詞】高職 計算機組裝與維護 教學平臺 構建

【中圖分類號】G【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2013）01C-

0051-02

計算機組裝與維護課程是高職院校計算機專業的主干課程，這門課程相比較其它計算機類的課程，有一些顯著的特點：首先是知識更新快，當前IT硬件技術發展異常迅猛，換代的周期由過去的兩年左右發展到現在的不足一年，期間各種新技術和新概念層出不窮，讓人應接不暇。其次是實操性強，強調對IT硬件的感性認知。該課程在硬件的組裝和硬件維護這部分內容上，非常強調學生的操作能力和對硬件的熟悉掌握程度，學生只能通過不停地接觸，不斷地研究各個時期的IT硬件平臺來獲得這方面的知識。最后是專業術語多，知識點多且分散，常見的計算機硬件特別是CPU、主板、內存等核心硬件，各種參數、定義和專有名詞很多，學生要達到全面了解有不小的難度。因此，找到一種適合教授這門課程的方法，已顯得非常重要。

一、當前計算機組裝與維護課程教學中存在的問題

（一）現有教材內容陳舊，無法跟上當前IT技術的發展步伐

由于當前的計算機應用技術，特別是硬件技術發展非常迅速，技術方面更新換代的時間越來越短。作為教授計算機組裝與維護課程的教師，筆者每次都要被究竟選擇哪本教材所困擾，其中的主要原因，并不是現有的教材編寫不好，而是內容陳舊了。一本教材，從出版社的安排，到作者的編寫、定稿，再到出版、發行的環節，少則七、八個月，多則一年，即使作者在編寫的時候已充分參考了最新的技術和信息，但中間相隔的這七、八個月，有相當多的內容也已顯得過時了。

（二）傳統的實訓室教學的方式無法完全滿足知識和技能更新的需要

計算機組裝與維護課程的教學通常都是在實訓室進行，在實訓室進行實物教學和實操教學的方式符合這門課程實踐性強的特點，如果能在實物教具方面得到滿足，這應該是這門課程最理想的教學方式了。然而，由于學生在剛開始練習硬件組裝及維護時，即使教師把注意事項講解得很到位，但或多或少都會有一些硬件在學生操作練習的過程中受損，導致無法正常使用。因此，實訓室出于教學成本的考慮，一般只會準備淘汰下來的電腦配件或者受損已無法使用的硬件，學生在練習時始終無法接觸到主流的配件，也無法了解到主流硬件在結構上發生了哪些變化，這是計算機組裝與維護課程實踐教學中始終無法回避的一個問題。

二、教學平臺的構建

為更好地滿足計算機組裝與維護課程教學的需要，應構建一個專門針對這門課程的教學平臺，教師通過這一平臺，可實現理論知識點的隨時更新，學生不僅能接觸到最新的硬件知識，而且還能通過平臺搭建的模擬環境，實現硬件組裝與維護、軟件安裝與使用等課程教學的需求。筆者與本校的教師合作，借助Authorware、Flash等軟件，開發了一個教學平臺，平臺的具體組成如圖1所示：

（一）基礎理論教學模塊

基礎理論教學模塊精選了計算機組裝與維護課程的主要理論知識點，共計十三節，分別與教材上相關章節的理論知識相對應。在格式的設計和內容選擇上首先是方便教師教學，為教學提供參考，同時也兼顧到學生自學的需要。最重要的一點，該模塊還具備很便捷的實時更新功能，教師只要以管理員身份登錄該模塊，就可以根據需要在各個知識點內添加或刪除部分內容。如此，可以保證該模塊中的知識內容與外部技術升級和資訊信息的同步，這在一定程度上避免了因教材內容過時而導致的教學效果不理想的情況。

（二）硬件模擬實驗教學模塊

硬件模擬實驗教學模塊是課程教學平臺的重點模塊，筆者在設計該模塊時，充分考慮了計算機組裝與維護課程實踐性強的特點，在教與學中找出一個合適的切入點，讓學生通過模擬，實現“在做中學，在學中做”。該模塊分有視頻資源、組件識別、裝機訓練、排故練習四個子模塊。

視頻資源子模塊中存放的是計算機硬件和軟件安裝的操作教學錄像，采用真人錄像操作講解的方式，通過情景再現反映了計算機硬件和軟件系統安裝的全過程。考慮到學生剛開始學習計算機的硬件和軟件安裝，總會有一個逐漸接受的過程，教師在課堂上的現場講解雖然已把操作的要點講解清楚，但因為時間的限制，無法讓學生在課上消化和吸收。因此，保存教師的操作演示錄像，方便學生在課后進行復習和鞏固，這不失為一個行之有效的教學方式。

組件識別子模塊考察學生對主要電腦硬件的認知。學生通過一個人機交互的環境，判斷并拖動硬件到對應的位置，放置錯誤硬件會自動回歸原位。學生通過不斷練習，逐步能夠準確判斷和識別電腦的主要硬件。更為重要的是，教師可以根據硬件技術發展的情況有選擇地添加最新的硬件資料，淘汰過時的硬件信息，以保證學生都能準確地把握電腦硬件技術的發展狀況。

裝機訓練子模塊則模擬了組裝一臺電腦主機的全過程，學生同樣是通過一個與電腦交互的界面，根據裝機的步驟和提示，按流程組裝好一整的主機。教師同樣可根據需要對安裝的硬件進行調整和更新。

排故練習子模塊則是模擬了常見的一些計算機硬件故障，讓學生判斷和排除。在計算機組裝與維護教學的進程中，排除故障教學環節一般安排在學生初步掌握了計算機硬件的安裝與調試之后進行。往常教師在進入到此教學實操環節后，由于在接通電源的電腦主機上設置和排除硬件故障有不小的難度，而且安全性也得不到保證，因此通常的作法就是教師給出故障現象的文字描述材料，讓學生根據描述判斷故障的發生點，再以書面的方式給出排除故障的方法。這種教學方式有很大的缺陷，首先，對于硬件故障的表象，在實際中往往存在較大的變數，不可能完全依照教材中的描述表現出來，如果僅以此種方式進行教學，對學生是一種誤導。其次，排除硬件故障特別強調的是現場的感覺和對細微處把握的能力，而這又不可能僅僅從書面的描述判斷中獲得，必須要有現場的實踐。在排故練習子模塊中，模擬了計算機硬件故障排除的場景，雖然還不能完全等同于實物，但效果已經是非常接近，而且還能方便學生反復練習，從而提高獨立思考和解決實際問題的能力。

（三）軟件模擬實驗教學模塊

計算機組裝與維護課程除了硬件的組裝與維護外，還有一個重點內容就是計算機系統軟件和工具軟件的安裝、使用和維護。教師的授課進入到此教學環節時，通常會在通用的電腦實訓室進行，雖然有部分內容可以在Windows中實現，比如系統的優化、測試，常用工具軟件的安裝、使用等，但有部分軟件的操作帶有一定的危險性。例如硬盤的分區和格式化、CMOS參數設置、修改系統注冊表、GHOST備份與還原等，會造成系統數據的丟失，甚至破壞電腦原有的操作系統。如此不但影響到其它課程實訓環節的開展，還會增加實訓室的維護難度和成本。軟件模擬實驗教學模塊內嵌了VMware虛擬機軟件，可實現操作系統、常用工具軟件安裝和使用等軟件實驗部分的模擬。學生使用此虛擬機，本質上與在一臺具有獨立操作系統的電腦上操作并沒太大的區別，而且還可以很方便地保存操作結果，恢復系統到操作修改前的狀態，這對學生強化練習非常有幫助。

（四）考核模塊

此模塊是教師用于全面考察學生知識掌握程度和綜合能力的功能模塊，該模塊最大的特點是摒棄了傳統考核古板、嚴肅的界面，采用學生樂于接受的趣味通關游戲的方式。具體的設計是：總共十三關的過關游戲，游戲界面盡量設計得活潑、新穎，能讓學生產生興趣，每一關都有相應的題目，題目的總體設計是由易到難，每一關必須全部答對所有題目才能進入下一關。考核的成績評定標準是學生能通過到第幾關，例如，學生只通過第一關，成績為20分，能通過第二關，則為30分，以此類推。教師可根據實際需要，用管理員身份登錄后隨時調整題目的設置，以此來保證題目的更新，從而保證考核的公平、公正，達到教學目標的要求。

自從計算機組裝與維護課程教學平臺組建完成后，經過一段時間的應用，教學的效果比傳統的方式要好不少，學生對此教學平臺特別是其中的考核模塊認可度非常高，學習的積極性和主動性較以前有了很大提高。

此教學平臺雖然在計算機組裝與維護課程教學中應用前景很好，但就當前而言還遠不是一個成熟、完善的平臺，還有許多地方需要調整和完善，如互動設計的啟發性、知識內容的擴容性、平臺賬戶信息的管理等。相信經過不斷的修改和完善，此平臺能更加成熟，并在計算機組裝與維護課程的教學中發揮越來越大的作用。

【參考文獻】

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[2]陳尹立，彭詩力.智能虛擬實驗平臺的設計與研究――以計算機組裝維修課程為例[J].實驗技術與管理，2010（7）

[3]張世偉.淺談計算機組裝與維護課的教學模式[J].重慶科技學院學報（社會科學版），2007（5）

[4]羅祖玲.基于就業能力的高職計算機應用基礎教學改革探索[J].教育與職業，2009（30）

[5]關玉英，黃國雄.高職高專計算機專業教學改革的思路[J].現代教育技術，2007（10）

【基金項目】廣西2011年新世紀教改工程課題（2011JGB272）

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自上世紀末90年代末開始計算機科技技術的發展日新月異，與之同步的計算機硬件技術也在不斷順應著計算機軟件系統進行著高速的改朝換代，從而達到匹配其需求的目的。時至今日，隨著人機互動系統的不斷完善與普及，各種新穎的輸入/輸出硬件不斷的刷新市場，這都給計算機硬件組裝的教學工作提出了新的挑戰，如何使計算機硬件教學順應計算機科技的發展是擺在計算機教育工作者面前的一個嶄新的課題。

1.當前計算硬件組裝教學上存在的主要問題

由于計算機硬件組裝教學相對于軟件教學來說，教學知識概念比較繁復，而且一些硬件與具有著高集成化的特點，這就是說計算機硬件在教學內容本身上就存在著學習的硬傷，再加上教學時許多問題比較抽象，如果不親自動手操作很難讓學生產生認同感，這就導致了當前學生們普遍的“喜軟（件）怕硬（件）”的情緒。同時，由于許多軟件教學課程實踐中并沒有和硬件產生必要的聯系，這就容易讓一些計算機專業學生產生輕視硬件組裝課程學習的心理。

2.計算機硬件科技發展的背景

從學生的就業形式上來考慮，學生們所學習的計算機硬件組裝知識，必須是計算機產品最前沿的產品，所以制定計算機硬件組裝教學實踐并不是一個靜態的過程，而是要時刻關注計算機市場動態，了解計算機硬件技術的最新發展以及相應配件的換代情況。但這對于計算機學校的財力要求比較高，要盡量協調資源，盡量避免用廢棄教學機或是淘汰落后品來進行計算機硬件組裝教學實踐的情況發生。wWW.133229.CoM同時，從2010年對我國計算機維修市場的調查統計中顯示，只有5%的硬件維修任務是出在硬件實質損傷維修/維護上，也就是說有95%的的硬件故障任務用簡單的更新/更換硬件方法得到解決，粗糙而浪費資源，這客觀反映出當前我國計算機硬件市場急需硬件專業技術人才，這也為計算機硬件組裝教學工作提供了動力。

3.以計算機科技發展為基進行硬件組裝教學的原則

3.1 將理論和實踐操作進行有機結合

首先由于計算機硬件組裝教學所涉及到的教學內容，如：電子電路基礎、各電子元配件（包括電阻、電容等）工作原理、相關硬件的匹配原理等都是具有著極強知識性和極強實踐性的知識內容，需要通過多課時、多層次的實訓教學才能達到理想化的教學目的。因為將理論和實踐操作進行有機結合是以計算機科技發展為基進行硬件組裝教學的首要原則。

3.2 以學生就業需求為教學目的

隨著當前計算機專業學生就業形式的日趨嚴峻，以就業為主導向的職業人才培養教育形式已經成為了專業人才培養的核心思路。同樣的，計算機硬件行業也迫切需要適合計算機科技發展需求的高素質、高聚合性、技能過硬的復合型人才，要達到這樣的人才培養效果，在計算機硬件組裝教學設計初期，就要以學生的就業需求為教學根本原則進行設計。

4.針對計算機科技發展的計算機硬件組裝實訓改革措施歸納

4.1 靈活應用調研/多媒體手段，激發學生主動學習欲望

不可否認的事實是，當前學生學習計算機硬件組裝課程時，絕大多數是被動式學習，只能通過機械的反復操作，反復記憶達到一種，“心里沒記住，但手卻記住了”的操作熟練狀態。這種方式很容易造成對計算機硬件組裝學習的厭惡或抵觸情緒。所以在具體教學實踐中，要盡量的多利用多媒體手段，（當然如果能找到硬件實物則更為理想）模擬制作相應的硬件實體課件，使學生產生興趣，主動的作到知識點與實物結合。同時，要盡量用多媒體課件代替相對枯燥的板書教學，讓學生在單位時間內盡量多的獲得信息量，如果多媒體課件制作的工作量比較大，可以進行全體教師的調配，大家分章節制作課件，然后串換使用，這樣用多媒體手段進行的演示操作可以使枯燥的硬件裝機內容盡量生動地展示給學生，有效地調動學生的求知欲望。而且還要盡量多安排學生在課余時間做一些相關的硬件信息調研或市場調研任務，這樣學

轉貼于

生在進行實際調研過程中客觀了解到所接觸到硬件的價值所在，有助于學生對硬件的理解和記憶。

4.2 盡最大努力多安排實訓課時

計算機硬件組裝教學最忌諱的教學效果，就是培養出的學生“眼高手低”，所有的操作知識步驟都能靠著反復死背而記牢，但當進行實際操作或是出現一些靈活問題時就變得不著頭緒。因此，要盡學校最大的努力多安排計算機硬件組裝的實訓課程，這樣在學生鞏固所學習理論知識的同時還大大提高了學生的動手能力，為以后就業工作實踐打下了堅實的基礎。

4.3 給學生多提供實踐操作的機會

學校可以根據自身的情況，與專業公司協商，承接一些計算機硬件維修任務。初期讓學生在老師的帶領下完成任務，后期達到獨立完成維修任務的目的。這樣通過具體的問題，學生可以用心的思考所學過的知識技能，并將其用在實處；將課堂上所學到的技能代入到實際存在的故障中，將實訓課程的內容和社會中所存在的相關問題相結合，讓學生在這樣的環境中鍛煉成長。并可以和市場上一些專業公司合作，推薦一些在實踐操作中比較優秀的學生，去該公司進行實習，進一步刺激學生的學習積極性，將學習與以后走入社會生存聯系到一起，讓學生對自己的人生提前作出規劃。

4.4 考核體系的完善

在傳統的計算機硬件組裝考核體系中，學生的成績基本都是由實踐操作報告來進行分數評定的，這樣得出的分數與該學生的實際操作能力有很大出入，因為考核所進行的操作部分題目大多是驗證型題目，學生比較容易通過完成，這樣所得出的分數不能客觀評價學生的計算機硬件組裝能力。因此為了針對計算機科技的發展需求，對于計算機硬件組裝教學的考核體系也應當系統化，比如制定相應的計算機硬件組裝維護考核標準，或是組織學生參加一些國家統一的認證考試，比如：全國計算機信息高新技術考試（即通常說的citt）、信息產業部推出的硬件工程師認證考試等等。

5.虛擬實訓室的建立，符合計算機科技發展需求

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關鍵詞：計算機基礎；教學；研究

自2000年以來，全國試點省份開設了面向中等職業學校學生升入高等職業學院（大學）的高考，每年有近萬名的中等職業學校學生通過此途徑實現學業的延續，也為其人生發展開辟了一個新的空間和途徑。計算機基礎作為中等職業學校升學高考文化課的重要組成部分，越來越受到中等職業學校學生的重視，但中等職業學校計算機基礎教學多以培養學生的綜合應用能力，以應試為目的開展有效的教學方法還有待于進一步研究。

一、中等職業學校計算機基礎教學的特征

1.計算機基礎知識較廣

計算機基礎包含計算機硬件、Windows操作系統、辦公軟件、Internet基礎等知識點，每個知識點可拓展的內容也非常多，每一個單項都可編寫成獨立的書籍。

2.計算機基礎教學實操性強

計算機基礎對于計算機水平不高的學生，尤其是中等職業學校剛入學的學生，對其今后升學和就業都有決定性的作用，但因計算機基礎實際應用性很強，學習后不經常應用容易生疏。尤其是辦公軟件部分，講授過程中多在計算機教室授課，理論部分較少，多為實踐操作環節，加之辦公軟件功能強大，長時間不使用很難做到得心應手。

3.計算機基礎知識點更新快

計算機技術更新較快，不論是計算機硬件，還是操作系統、辦公軟件、網絡，定期會產生新的知識和產品，但我們講授的內容很難跟上時代的步伐。例如，我們現在使用的計算機，已經不再安裝軟盤驅動器和光盤驅動器，然而教材中還是對光盤驅動器有詳細的描述。現階段IPV6的部署與應用已是時代的聲音，我們教材講授的內容當中只字未提。

二、中等職業學校計算機基礎升學教學的思考

1.以實踐為引導，加強理論規范

中等職業學校學生入校時，多數未形成良好的應試學習習慣，但中等職業學校學生的動手能力強，自我發揮的空間較大，因此在講授計算機基礎時，應以實踐應用為主，逐步加入規范的答題技巧或答題用詞，使其在高考時不至于因為不會表述而丟分。例如，2012年的遼寧省高考試題中要求學生答出收藏某網頁的操作步驟。如果學生是在計算機實際操作中很容易做到，但面對試卷答題部分，學生就不知所措了。因此，在教學過程中不但要加強上機實際操作，也要規范學生的操作步驟表述，二者同時進行，缺一不可，因為對于中等職業學校的學生直接進行理論教學，規范其答題方法，很容易使其厭倦，產生厭學情緒，最終失去學習的興趣。

2.不局限于教材，深挖高考知識點

在計算機基礎教學過程中，有很多知識點對中等職業學校學生而言都是難點，而教材又是列為選修項目，但高考卻為必考知識點。同時，教材中的很多知識點已經明顯滯后，一味地照本宣科，很有可能產生所學與高考知識點不相符，參加高考時或看歷年考題時，學生會感覺所學無用，還不如不學。例如，二進制和IPV4地址編碼的教學。因此，在教學過程中就要以實際應用為導向，深挖教材內涉及的知識點，做到每個知識點都講到、講透，讓學生融會貫通。

3.與時俱進，拓展知識面

計算機基礎教學知識點更新較快，需要教師及時學習，拓展知識面，不僅要適應高考的要求，也要適應實際應用中的要求。

三、中等職業學校計算機基礎考試的建議

高考作為選拔性考試，有一定的局限性，考試方法應該與時代相適應，計算機基礎中應用軟件類的考核如果以實踐操作為主要手段，其形式如人力資源和社會保障局組織的職稱計算機考試和全國計算機信息高新技術考試。計算機應用類的知識點考核如果以案例的題目出現，其形式如計算機技術與軟件專業技術資格（水平）考試下午的試題形式。如果采取以上兩種方式，更適合考核學生的實際應用能力，更能體現中等職業學校的教學特色。

中等職業學校計算機基礎教學從知識點到教學方法存在多樣性、復雜性。只有不斷地探索，才能摸索出適合中等職業學校學生的教育方法，把學生培養成計算機應用能力較強的人才，成為把控信息時代的主人。

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論文關鍵詞：硬件,軟件,項目教學,課程改革

在信息技術飛速發展的今天，計算機已經普及到尋常百姓家庭，它的應用也遍及各行各業，因此懂得計算機的一些基本操作及日常維護顯得越來越重要。特別是對中職學校計算機專業的學生來說，掌握計算機操作及維護的程度更是他們就業的法寶。

如何改變以往那種“填鴨”式的教學模式，以全新的教學思維運用在《計算機組裝與維護》的教學過程中，就必需探索出一條適應于中等職業教學“以就業為導向”為目的培養實用性人才的教學理念。必須確保學生有充足的動手操作時間，在教室的黑板上是完全無法完成計算機組裝與維護教學工作的。在施教的過程中我對學生注重實用性的培養，盡量避免難懂的硬件原理理論知識，而是讓學生去了解決定一臺電腦的性能是什么、常見的計算機故障排除方法怎么樣操作等一系列的電腦知識。而這些知識點的掌握僅僅靠老師去講授是解決不了的，所以盡可能地讓學生他們自己動手去嘗試。并且考慮到電腦的硬件組裝與軟件安裝需要一個很長的過程，通常兩節課的時間是無法完成。在這種情況下，我們以畢業班畢業實習作為該課改項目的實施對象，安排兩個星期去完成這一課改項目，這樣就保證了教學的延續性。

一、聯系實際，統籌安排項目教學

《計算機組裝與維護》是一門對學生的動手能力要求很強的課程。對從未實際動手組裝電腦的學生來說有一定難度，所以針對學生的具體情況，并根據實際教學經驗，綜合該課程的知識點，我將其劃分為兩個模塊和九個主要項目，從計算機硬件系統到軟件系統進行統籌安排。在劃分項目的時候，我遵循計算機硬件與軟件這兩個系統相輔相承的原則，盡量使學生可以通過對每個項目內容的理解、實踐后，能將計算機硬件系統與軟件系統這兩方面的知識有機的結合起來。該課程項目安排與時間分配如表1：

表1：項目安排與時間分配

二、軟硬兼施，講練兼顧，強調能力訓練

如何將一個整體的教學過程有機的分開且又相互聯系，以達到軟硬結合教學的目的，這也是比較困難的一項工作。下面以硬件與軟件這兩大模塊的教學項目內容分別講述。

一>硬件：

在這個模塊里面我們主要是讓學生認識主機箱內各硬件，包括參數、型號、廠家、價格、功能等一系列信息（具體項目內容請參照表2）。給學生講述各硬件的作用，以及各硬件的連接。同時使用裝機流程圖讓學生正確掌握各硬件的拆裝方法，在拆裝過程中學生對電腦主機的組成會有一個感性的認識。在教學過程中，我省略了講授學生比較難懂的硬件方面的理論知識，如顯卡的工作原理等。因為這些作為一般的技術人員是不需要具備的，讓學生知道各硬件的相關功能對他們以后的就業將更加的實在。

硬件方面的信息，主要是讓學生通過網絡去了解當前硬件市場的行情，如太平洋電腦網、IT168等網站。在他們查找相關資料的過程中，提出了一些問題，讓他們帶著疑問有的放矢進行查詢。如當前CPU的主流產品是什么、一般的家庭電腦什么樣的配置才能體現好的性價比等一系列問題。除此之外，還要求學生進行模擬購機。給他們兩個方案，按照要求寫出詳細的硬件配置清單，并對自己的清單進行說明，然后全體同學集中對每組硬件清單的性價比評價，進行可行性的修改。這樣可以大大的增強學生對計算機硬件信息的認識程度。

在硬件故障方面，我采取了先引入，后講解的教學方式。在上課之前，給每一組的電腦設置好故障，讓學生自己嘗試去解決故障。面對真實的故障，如何去解決？在這種環境下，學生的求知熱情大有提高，都在積極地試探去排除故障。當然，一些常見的故障，有的學生他們自己還是可以解決的。但是，一些平時很少見的故障現象，還是需要老師的指導。在完成這個項目之前，列舉了幾個常見的實例，并實地演示。如顯示卡接觸不良、內存松動、CPU當前溫度過高、天氣潮濕導致顯示器顯示顏色走樣等現象。聯系實際情況，在真實的環境下讓學生自己動手，比我們在課堂上乏味的講授，效果要好的多。也不至于脫節，學生也更加感興趣。

項目

內容

項目1：拆裝主機

①認識主機箱內微機各部件。

②對機箱內主要部件的連接有一個感性認識。

③熟悉主機箱內各部件拆裝方法。

項目2：微機硬件市場調查

①了解微機硬件市場各主要部件的市場行情。

②熟悉微機硬件價目單項指標的含義。

③了解微機部件的最新發展趨勢。

④煅煉自己動手購機裝機能力。

項目3：購機方案

①能熟識計算機的配置。

②掌握不同的工作性質對微機綜合性能的要求。

③培養對微機綜合性能的判別能力。

項目4：硬件故障

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[關鍵詞]計算機組成原理 教學模式 課堂教學

[分類號]G642

一、《計算機組成原理》簡介

《計算機組成原理》是計算機科學與技術專業的核心專業基礎課，也是一門難度大、內容多、難理解的課程[1]。目前，國內大多數高校的教學目標基本都是定位在計算機模型機認知的層面上[2]，以馮諾依曼機為模型，較系統地討論計算機各大部件的基本組成原理，各大部件互連構成整機系統的技術[3]，使學生掌握計算機硬件的相關知識，了解計算機的基本組成和工作原理，幫助學生建立整機系統的概念。

在實際教學中，經過和學生的多次交流，我發現學生對《計算機組成原理》課程的知識點不易理解的原因主要有幾個方面：其一、課程里涉及的知識點范圍很廣，既有計算機硬件系統的基本知識，又有指令系統的介紹，同時在硬件結構學習的基礎上要求學生能把各個硬件聯系起來，建立整機系統的概念。這對學生來說空洞而抽象，而理解就更談不上了；其二、計算機的相關技術是迅速發展中的技術之一，很多新的技術不斷出現比如CPU的多核系統技術等。學生往往更愿意去追求新鮮技術的要點而放棄學習基本的理論；其三、課程設計的諸多硬件既看不見又摸不到，大家都慢慢地失去了探索的興趣，自然也就不樂意花時間去理解了；最后，再加上這門課程前后聯系緊密，往往需要不斷的整理，不斷的思考才能理清頭緒。這些原因都直接導致了《計算機組成原理》被大部分學生看作是枯燥、難學的課程。學生們往往學習興趣不高，教學效果不理想。本文試圖通過新的教學模式探索，培養學生的學習興趣，強化知識點，提高學習效率。

二、教學模式的探索

課堂教學是實施教學過程的主體，其效果直接決定了授課目的的完成度；而教學模式是課堂教學的具體實施方法，模式選擇的成敗在很大程度上決定了課堂教學的效果。傳統的教學模式就像填鴨，教師一味主講，忽視學生的主動性，往往達不到理想的教學效果。本文試圖結合實際教學采用新的教學模式調動學生的主動性，增強學習興趣，提高教學效果。

（一）課件+板書

隨著教學手段的不斷發展，現在高校的大多數課程都采用多媒體教學模式，教師利用課件輔助教學，而傳統的板書逐漸退出課堂。多媒體的好處顯而易見，方便，授課內容可以較之前有很大的擴充空間，但在實際教學的實施過程中，我發現對于我們理工科的課程來說課件并不能解決某些實際問題。理工科的專業課程或多或少都要進行一定的計算或推理，純粹的課件講解很難長時間地把學生的注意力吸引在每一步的計算或推導里，起不到很好的教學效果；而板書教學在這方面卻具有明顯的優勢，教師在每一步的計算或推導時可以加以解釋，寫一步講一步，邊講邊寫，充分調動學生的思維和注意力，提高教學效果。

例如，在講解二進制原碼、補碼乘法運算時，先通過課件，介紹清楚運算的原理和規則，在進行實例練習的時候，邊用課件作復習，邊在另一邊的黑板上遵照規則解釋一步寫一步，寫上幾步，觀察學生基本掌握運算方法后就交由學生自己完成剩余的部分。通過實際教學比較，“課件+板書”的教學模式應用在《計算機組成原理》教學里能提高學生的學習效率。

（二）講解+任務

《計算機組成原理》是學生公認的枯燥、難學的課程之一，學生們大都對其學習興趣不高，上課走神，學習效率低。傳統的教學模式常常難以達到理想的教學目的，為了激發學生們學習的興趣和主動性，本文提出“講解+任務”的教學模式以期改變學生學習不主動的狀態。所謂“講解+任務”教學模式指的是“基本理論講解+具體知識任務驅動”的方法，即對于某知識點的基本原理或理論由教師詳細講解，而后具體知識點的理解和講解由任務的形式分配給學生們，讓他們自行商量、討論、得出結論的方法。這種教學模式能夠很好地調動學生們的學習興趣，從某種意義上真正變成課堂的主人，知識的主人，改變被動接受的狀態，成為主動發現問題，解決問題的主體。

例如，指令類型的講解往往就是“學生難學，教師難教”的典型知識點。每一類型的指令包含哪些，具體指令格式如何，完成怎樣的功能，要注意什么問題等等，全是枯燥又難于記憶和理解的部分，常常沒講幾分鐘，學生們就難以集中注意力了。對于這部分知識的學習，我采用的就是“講解+任務”的模式，先以最基本的數據傳送指令MOV為例，詳細地介紹指令的格式、功能、注意事項等，把學習指令的方法介紹給學生，其余的指令就交由學生們自己來學習、掌握并相互分享學習心得，取長補短。在大家分享的過程中，如果發現確實有某些指令大家掌握的還不全面，再給大家補充介紹。

對兩個教學班，我分別采用了傳統的教學模式和“講解+任務”的教學模式講解指令類型的知識。通過練習的形式考查學生們的學習效果，結果顯示“講解+任務”模式學習下的學生們對各指令的掌握和應用情況優于傳統模式。

三、總結

“教學”就是教與學的有效結合，應該是一個互動的過程，其最終目的是期望學生能從“教”中有所“學”。在多年《計算機組成原理》課程的教學過程中，本著激發學生興趣的原則，我經常有目的地和學生們進行交流，了解他們最新的學習狀況，及時地調整和優化教學內容，改變教學模式，提高學生們的學習積極性和主動性，期望能夠進一步提高教學效果。經過實踐證明，“課件+板書”和“講解+任務”的教學模式較傳統模式更能調動學生學習的主動性，激發學生的學習興趣，提高學習效率。隨著計算機技術的不斷發展，教學手段的不斷多樣化，《計算機組成原理》課程的教學仍然還有很多問題值得我們去研究和證明，只有不斷探索和實踐才能促進教學質量的不斷提高。

[參考文獻]

[1]王勇，黃賢英.“計算機組成原理”的教育方法[J].重慶工學院學報（自然科學）.2008，V22（3）：167-170.

[2]鄒紅文，聶雅琳.《計算機組成原理》教學設計研究與實踐.洛陽理工學院學報（自然科學版）.2008.9.第18卷，第1期.

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關鍵詞：計算機組裝與維護；課程改革；教學做一體化；職業能力

0　引言

學校的計算機應用專業維護維修方向是以培養計算機硬件工程師崗位的高級技術人才為目標。計算機組裝與維護是本專業的一門核心課程，具有知識面廣、實用性強、發展變化快的特點，由于學校辦學條件的限制和認識上的不足，計算機組裝與維護課程教學還存在不少問題，影響了人才的培養。近幾年來，筆者對本課程進行了不斷的探索與實踐，在教學內容、教學組織方式、考核等諸多方面進行了改革，取得了較好的教學效果。

1　計算機硬件工程師的基本知識、技能、素質要求

這里所說的計算機硬件工程師，指的是從事計算機(筆記本電腦)的組裝、銷售、維護、維修、軟件的安裝與調試、數據恢復，以及網絡組建、網絡維護管理等行業的技術人員，而計算機硬件設計制造行業不在本文討論之列。硬件工程師相關的崗位有：計算機硬件的銷售(裝機)、品牌電腦的銷售及售后服務、企事業單位計算機(機房)的維護、網絡(網吧)維護與管理等。根據計算機硬件工程師的工作崗位設置，結合我們學校計算機應用專業維護維修方向，在計算機組裝與維護課程教學中，必須培養學生具備以下職業能力。

1.1　基本知識

(1)了解計算機的架構，理解計算機的工作原理，熟悉計算機各部件外觀特征、性能指標、使用場合、保養常識；

(2)了解計算機的啟動過程，理解BIOS的作用，熟悉計算機的常見故障現象及處理方法；

(3)理解FAT32、NTFS文件系統，熟悉常用操作系統、應用軟件，知道數據恢復的方法；

(4)了解設備驅動程序的作用、獲取和升級方法；

(5)了解計算機病毒的傳播途徑、病毒的危害及防治方法；

(6)熟悉計算機局域網的組成、網絡配置、維護方法；

(7)了解硬件營銷技巧。

1.2　基本技能

(1)能正確識別CPU、內存、主板等計算機部件的主要參數，能看懂硬件的標簽，會按要求選購計算機各部件(攢機)；

(2)會組裝計算機、更換計算機部件、拆裝筆記本電腦；

(3)能熟練進行硬盤的分區和格式化，能熟練進行分區間轉換、分區調整、分區維護等操作；

(4)能熟練安裝操作系統、應用軟件，會安裝多重操作系統，能熟練進行驅動程序更新、升級、維護操作；

(5)會使用GHOST軟件進行系統備份與恢復，會使用一鍵GHOST；

(6)能熟練設置BIOS參數，會升級BIOS程序，會對AMD CPU開核；

(7)能熟練進行系統安全設置，能熟練進行系統優化處理；

(8)會使用常用計算機工具軟件，測試計算機性能，會使用檢測工具進行故障診斷；

(9)會對注冊表進行維護，會排除常見的計算機硬件故障和軟件故障；

(10)會使用殺毒軟件查殺計算機病毒，會設置防火墻；

(11)能熟練組建計算機局域網，能熟練進行對等網絡連接操作，會配置IP地址，能對網絡故障進行排除；

(12)具有一定的英語閱讀能力，能看懂計算機英文術語、英文說明書；

(13)具有一定的計算機硬件產品營銷能力。

1.3　基本素質

(1)具有吃苦耐勞和團隊精神；

(2)強烈的求知欲和進取心；

(3)對待工作認真負責，注重工作質量；

(4)服從領導工作安排，注重部門、公司形象；

(5)正確處理內部員工關系，禮貌待客。

上述要求有些已超出了計算機組裝與維護課程范圍，可以在其他課程中實現，如計算機硬件維修、小型局域網，市場營銷等。素質教育貫穿于教學之中；老師的一舉一動對學生具有示范作用；學生進入企業參加實踐活動也是進行素質教育的有效途徑。

2　計算機組裝與維護課程教學中存在的普遍問題

在高職院校，計算機類專業普遍開沒了計算機組裝與維護課程，課程的性質因專業差異而不同，但教學上的問題卻帶有普遍性。主要表現在：課程內容滯后、實訓設備不足、“教學做”分離、考核方式不合適等問題。

2.1　課程內容

計算機組裝與維護是一門側重實踐和應用的課程，具有以下幾方面的特點。第一是課程內容多，知識面廣；第二是教學的內容大，可擴充性強；第三是課程知識更新速度快，具有明顯的時代特征。計算機硬件發展日新月異，新技術、新產品層出不窮，而編寫一本教材，至少須半年時間，審核出版也至少半年。這樣，學生拿到的教材，最新的內容也是一年前的了，如果教材使用其2-3年，那書中的內容就已經落后實際3-4年了。如果教師還照本宣科的話，傳授的便是陳舊的知識。

另外，在內容組織上也存在問題，不同編者選擇的內容也有出入，這是正常現象，但沒有把筆記本電腦納入教材內容是非常不妥的。近年來，隨著筆記本電腦價格的下降，筆記本電腦用戶越來越多，大有取代臺式機的趨勢，而我們的教材卻難以見筆記本電腦的章節。

2.2　教學組織

計算機組裝與維護課程的教學現狀是，課程教學被劃分為理論教學和實訓兩個部分，先進行理論教學，待所有關于硬件的理論知識講授完畢后，再進行實訓。這種教學表面上看遵循了循序漸進的傳統教學理念，但結果是理論與實踐相脫離，嚴重影響教學效果。學生在前面學習硬件的工作原理和性能指標等理論知識時，感到枯燥無味，學習積極性不高，等到了實訓環節，以前學的內容基本忘了，老師還得再次講解。

在教學方法上，有些教師往往只注重課件質量，PPT很漂亮，學生看得眼花繚亂，可是，實物一件都沒摸到，純屬紙上談兵。等到實訓階段，在計算機部件前面，有的學生還會問“這是什么部件”等非常低級的問題。

2.3　實訓設備

高職院校計算機組裝與維護課程實訓室設備陳舊是一個通病。根本原因不是資金問題，而是學校認識上存在誤區。普遍認為學生拆裝計算機會造成部件損壞，所以不給學生新機器或較新的機器使用，而是將淘汰的機器給學生用，有的連舊機器數量還嚴重不足。實訓時多個學生使用一臺計算機，直接造成學生對動手拆裝計算機沒興趣。軟件安裝、硬盤分區格式化、BIOS設置、故障檢修等項目也基本沒有讓學生動手的條件。計算機機房一般都裝有還原卡，不讓學生改動，只能在虛擬機上操作，效果大打折扣。學生接觸不到最新的硬件，怎能跟得上時展的步伐?不進行實際操作，怎能提高技術?這對于培養合格的計算機硬件工程師極為不利。

2.4　考核方式

傳統的學生學業考核是以期末考試成績來衡量的，或者采用平時成績+期末考試的形式。計算機組裝與維護課程是一門實踐性很強的課程，課程教學的重點是提高學生的動手能力，而不是學生對計算機原理的理解程度。卷面考試大多考計算

機的理論知識，這樣會造成學生的死記硬背。在這種考試模式下，學生就會有這種想法，平時學習不要緊，只要期末考前突擊一下，就能過關，從而放松平時的學習，不利于人才的培養。

3　面向硬件工程師崗位的計算機組裝與維護課程教學改革

計算機組裝與維護課程在我院計算機應用專業維護維修方向是一門核心課程，學生能否學好本課程直接影響他們的職業能力。為此，我們高度重視本課程的教學。根據當前高耿教學的新理念，結合本課程的特點，我們對汁算機組裝與維護課程進行了教學改革。課程的改革遵循以下兒個特點：

(1)以職業活動為導向；

(2)突出能力目標；

(3)以項目為載體；

(4)用任務訓練職業崗位能力；

(5)以學生為主體；

(6)理論與實踐一體化。

課程改革總的思路是：首先，通過對企業的實際需求的調研，分析計算機硬件工程師職業能力要求，確定本課程學生應該具備的職業能力，再把職業能力目標轉化為課程標準，進而確定教學內容；第二，考慮到計算機技術發展迅速，計算機組裝與維護課程的教學必須根據市場需求變化及時調整課程的構成要素，理論教學主要以應用為目的，以“必需、夠用、實用”為前提；第三，精心設計教學項目，學做合一，媸化實習、實訓教學內容；第四，學業考核日常化，摒棄期末卷而理論考試，以完成項目任務質量、出勤、上課表現等綜合因素評分。

3.1　教學內容項目化

課程是核心，教材是根本。教學內容最終落實在教材上，一本好的計算機組裝與維護教材應當是理論聯系實際，融知識傳授、能力培養、素質教育于一體；應當為學生的探索性學習和自主性學習的開展提供簡潔有效、圖文并茂、科學翔實、不落俗套的文獻資料。雖然目前一些計算機組裝與維護教材采用項目化方式編寫，內容和質量都相當不錯，但從計算機硬件工程師培養目標來看，還有點距離，因此我們采用自編項目化教材。

項目化教材突破了以知識點的層次遞進為體系的傳統模式，代之以工作任務為目標、以行動過程為導向的課程教學模式，強調理論聯系實際，突出項目驅動。我們的自編教材以計算機裝機為主項目，其下分若干個子項目，每個子項目含有若干個任務。根據計算機硬件工程師職業能力要求，我們對教材內容有所取舍，增加了以下內容：CPU超頻與開核方法、主板BIOS與顯卡BIOS程序刷新升級、計算機啟動過程分析、注冊表維護技巧、硬盤主引導記錄與分區表、硬件測評方法、虛擬光盤應用、u盤引導盤制作、多操作系統安裝、攢機技巧、用加電自檢程序判斷故障、筆記本電腦部件、筆記本電腦的組裝等。

教學需要教材，但不拘泥于教材。計算機技術在飛速發展，而教材一經定稿內容相對固定，教師授課時必須結合當前市場主流產品情況，對教學內容進行修改、增刪。任課老師應通過上網查詢、翻閱最新技術文獻、硬件產品說明、市場研究報告等資料，隨時把新技術、新部件添加到教學內容中，確保傳授內容的新穎性、應用性和完整性。

3.2　教學做一體化

2007年11月溫總理在大連視察職業學校時指出：“把教學、求知和做事結合在一起，做中學、做中教，做中學才是真學，做中教才是真教。要實現學做合一，就得改變傳統的教學與實訓相分離的教學模式、改變教室與實訓室相分隔的不合理布局，對教學環境和教學方式進行徹底的改革。

我們的做法是，打通教學樓與實訓樓的界限，將整個系按專業重新劃分樓層，一個專業集中在一個或幾個樓層中。根據不同專業需要，重新整合教室。以計算機應用專業為例，將原來的小教室或實訓室合并為一個大的多功能教室。在計算機組裝與維護教室中，劃分成教學區、組裝實訓區、部件展示區三部分。這樣布局的好處是教與做轉換非常方便，也可以邊教邊做，學做合一。教學區配置教學用計算機；組裝實訓區是學生動手鍛煉的地方，配有報廢的計算機，能用的計算機，較新的計算機和最新的計算機組合，還有淘汰的筆記本電腦和能用的筆記本電腦；陳列區陳列計算機部件，按年份順序，擺放不同時期的具有代表性的計算機部件。

展示部件主要配合計算機部件講解時使用；組裝實訓區里的計算機則用來計算機組裝實訓和軟件安裝、設置、優化、系統備份、數據恢復、故障檢修等實訓。裝機實訓分幾個過程：第一步，冷裝機，即只練習部件安裝，不開機。第二步，熟練后(冷裝機1-3次后)進行熱裝機。拆機前先檢查計算機能開機，然后拆機后再裝機，要求能開機，同時根據裝機過程及結果給學生評分。第三步，組裝筆記本電腦，也是先冷裝機，再熱裝機。經過這樣裝機實訓后，學生裝機能力大大提高。幾屆學生拆裝下來，部件損壞的情況很少發生，這使我們更有信心讓學生拆裝新機器，學生的積極性也高。

在教學方法上，我們強調的是真實。所謂真實，指的是：教師邊講邊做(演示)，而不是只講不做；講硬件時有硬件，而不是圖片；講軟件安裝，故障檢修時，老師動手裝軟件、查故障，而不是播放視頻或PPT。用學生的話說，就是老師與學生貼得很緊近。這種教師在“做中教”，學生在“做中學”，體現“教、學、做”一體化的職業教學模式大大提高了教學效率。

3.3　教學形式多樣化

高職教育以培養應用型、實踐型人才為目標。高職教育人才培養工作必須按照“以服務為宗旨，以就業為導向，走產學結合發展道路。為提高學生的職業能力，可以采取“請進來、走出去”的方式來培養學生多方面的技能和素質。“請進來”指的是邀請企業業務骨干或往屆生來學校，請他們介紹計算機行業新技術新應用，介紹從事本行業應具備的基本職業技能和素質，分析行業前景和就業情況。往屆生與在校生可比性強，他們的現身說法，對學生觀念的更新、今后的學習方向、步入社會后職業定位和選擇都有好處。“走出去”指的是學生到企業一線學習鍛煉、深入市場調研、在校內外開展技術服務等活動。

我們計算機應用專業與數十家企業建立了校企合作關系，我們可以分期、分批組織學生到計算機經銷企業進行頂崗實習，參與組裝計算機、拷機、測試等工作；到品牌電腦售后服務部門了解產品售后服務流程、觀摩電腦維修工程師維修計算機、拆裝筆記本電腦，甚至在維修工程師指導下動手檢修計算機等。學生通過深入企業鍛煉，既鞏固了在學校學到的理論知識,又對自己的職業定位和職業取向更加理性。很多學生通過到企業實踐，知道了如何學習、學習什么，自覺將學習和就業、學習和職業規劃聯系在一起，學習積極性有了很大提高。

電腦城是學生獲取計算機硬件信息的重要場所，我們把計算機產品調查作為教學中的一個不可缺少的環節。調查可分為市場調查和技術調查兩個方面。市場調查的目的主要是讓學生了解計算機各個硬部件的品牌、型號、價格、主流產品等；技術調查主要讓學生結合課程講授內容更好地掌握各個硬件的主要技術指標，了解計算機的最新技術。調查完畢，要求學生寫出詳細的調查報告，包括市場調查報告、技術調查報告、并分別撰寫以Intel和AMD的CPU為平臺的計算機配置單。通過對計算機產品調查，學生親眼目睹最新的計算機部件，進一步加深了對計算機部件的了解，提高了學習興趣。

計算機興趣小組是課外一項實踐活動組織，旨在培養學生的動手能力。在老師的指導下，興趣小組同學可以為廣大學生提供裝機、軟件安裝、系統維護、故障排除等方面服務。學生通過接觸各種各樣的實際問題，在實踐中磨練自己，培養技能。另外，還可以開展計算機組裝比賽來豐富學生學習生活，提高學習興趣。這些多方位的教學形式，最終為培養學生具備計算機硬件工程師的職業核心能力打下了堅實的基礎。

3.4　學業考核日常化

學業考核以過程考核為主，以學生完成項目任務為依據，重點考核學生分析問題的能力和動手解決問題的能力，同時兼顧學生互評、自評、上課出勤以及課堂表現等項，按一定比例綜合考評。

過程考核把考核的重點放在平時，即每次課后有考核，而不只是期末才考。這樣做的好處是，促使學生上好每節課，而不能只靠期末突擊。學生平時完成項目的質量、實驗報告書、市場調查報告、調研報告質量、企業實踐表現都作為過程考核的重要依據。學生互評從另一側面反映一個學生在其他學生心目中地位，這必將促使每個學生要有團結互愛之心、協同工作之精神，這也是每個企業對員工的素質要求。

篇10

關鍵詞：研究性教學；硬件類課程；問題為導向

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）51-0219-02

一、引言

計算機專業硬件類課程通常包括計算機組成原理、匯編語言、計算機系統結構、接口技術及嵌入式微處理器等課程。目的是讓學生掌握計算機各部分的工作原理，具備一定的計算機硬件開發設計能力，但是該類課程具有理論及實踐性強、概念抽象、技術更新快的特點，因此教學難度大，學生學習興趣低，導致計算機專業學生大多“喜軟怕硬”。如何改變這一現象，一直是困擾任課教師的難題。

目前，研究性教學備受關注。研究性教學在國外始于20年前，是一種在教師的組織指導下學生自主學習、自主實踐的教學[1]，注重培養學生研究和創新能力的新教育理念。目前已被國際、國內教育界普遍認同并付諸實踐[2]。近年來，本文作者所在的計算機硬件課程組，結合硬件類課程的特點，突破傳統的“傳輸―接受”式教學框架，也嘗試在硬件類課程的教學中引入以問題探索為基礎的研究性教學理念，并取得了令人滿意的效果。本文以計算機專業硬件類核心課程“計算機組成原理”為例，介紹研究性教學的應用與實踐。

二、研究性教學改革的理念及思路

研究性教學是教師為指導和培養學生進行研究性學習，模擬科學研究活動所設計和組織的一種課堂教學。包括教與學兩方面：一方面教師要創設良好的研究性教學環境，給學生提供必要的指導與幫助；另一方面學生積極主動地進行探究式學習[3]。要推行研究性教學，關鍵是教學理念的改革，即傳統教學理念到研究性教學理念的轉變。具體實施時，主要完成以下轉變：教學思路，由傳統的“知識點講解型”向“問題導向型”轉變；教師角色，由“知識灌輸者”向“問題引導者”轉變；學生角色，由“被動接受者”向“自主學習者”轉變；考核方式，由“應試型”向“多元考核型”轉變。

依據研究性教學理念，結合硬件類課程特點，課題組建立了一種課堂講授輔以專題討論課、創新性實驗等多種形式相結合的研究性教學體系，以培養學生對計算機硬件系統的分析與設計能力，提高學生的自主學習及創新能力。具體思路是：在教學內容上，“以問題為導向”對講授內容進行結構性調整、重組和更新，以激發學生主動學習知識的興趣。在教學方法上，堅持啟發式、參與式教學。在教師講授的同時，輔以專題討論、學生參與式教學、創新性實驗等多種形式。在考核方法上，不再以筆試為唯一考核方式，而是采取筆試結合專題討論、調研報告、實驗設計等多元化的考核方式。

三、研究性教學改革的實施

1.創設問題情境，“以問題為導向”組織課程教學內容。組織教學內容時，要遵循“講學科不講教材”的原則。首先讓學生清楚課程在整個學科中的地位和作用以及它與前導課和后續課的關系。其次，針對硬件課程理論性、實踐性強的特點，引入研究性教學模式，通過創立問題情境，以問題為導向引導學生主動探索。“以問題為導向”提煉每章內容主線，比如在計算機組成原理課程運算方法和運算器一章中，提出：“各自算術運算和邏輯運算在計算機中如何實現的？”引起學生興趣并對章節內容主線初步掌握。對每章相關知識模塊還要按照“以問題為導向”的原則，設計出具體的細節問題。如：乘法運算的研究性問題設計如下：

（1）手算乘法運算是怎樣的？――鍛煉學生的觀察和總結能力

引導學生給出手算乘法規則并得到結論：手算乘法是通過移位和加法來實現的。

（2）為什么不能直接在計算機中采用？――鍛煉學生發現問題的能力

引導學生給出總結手算乘法的缺點。

（3）如何調整才能應用到計算機中？――鍛煉學生解決問題的能力

引導學生想出改進上述方法的妙招。

（4）機內乘法運算規則是怎樣的？――鍛煉學生概括能力和舉一反三能力

通過原碼一位乘案例，引導學生自己總結出機內原碼一位乘規則，并由此推出機內原碼兩位乘規則。

（5）現在的CPU中乘法是如何實現的？――鍛煉學生主動學習能力

預先告知學生現在計算機中廣泛采用的指令并行執行及流水線等概念，說明這些概念在以后的章節中會詳細討論，并要求感興趣的同學上網查閱相關資料。

這樣設計后，一個簡單的機內乘法運算規則，經過一系列問題的探究，將原本枯燥無味的0，1運算，轉變成了學生有興趣去尋求答案的一個個具體問題。按照“以問題為導向”設計的教學內容，學生在整個學習過程中，一直處于思考如何解決問題的狀態，既能做到有興趣地全身心投入，又能比較扎實地掌握計算機內部的乘法運算方法，還能使他們對計算機的新技術有所了解和掌握。

2.啟發式、參與式等教學方法的采用。課堂教學中堅持啟發式教學。運用啟發式教學方法不僅可使學生對課程知識的掌握有深刻的理解，而且還可以培養學生主動學習和獨立思考的能力[4]。在課堂教學中通過實際問題引出理論知識點，通過一系列問題啟發學生進行思維，引導學生主動探索、學習。例如，在學習存儲器時，做了如下啟發設計：（1）通過實際問題引出理論知識點：存放在內存和優盤中的信息在計算機關機后，有什么不同？――引導學生帶著問題課下預習，主動查閱資料，尋求答案。（2）內存和優盤的存取機制有什么不同？――引出講解點：RAM和ROM存儲器概念。（3）RAM為什么又分為靜態和動態？――引導學生帶著問題對比靜態和動態存儲器的工作原理及區別。（4）在教學過程中，安排學生分組討論，然后發言總結。

這樣，由表及里、由淺入深、環環相扣地啟發學生思考，并讓學生們充分討論，進行課堂交流，最后結合有關知識點進行分析和概括。實踐證明：啟發式教學是科學、成效的教學方法。

實施參與式教學。對內容多、理論性強、學生理解有難度的運算器、存儲器和中央處理器三個章節設置專題討論課，每次專題討論課安排2學時，共6學時。專題討論課的題目提前公布，讓學生自由組合分組做準備。在討論課上，各組選代表上臺主講，由教師和其他同學發問和爭論，最后由教師進行總結與點評。通過專題討論，學生能了解最新的技術與發展趨勢，擴展課堂所學知識，學會對原理的靈活運用。在這種環境下，學生的作用是雙重的，既學習新知識，又傳授新知識，在掌握知識的同時，也有助于提高各自能力。

3.研究性教學的創新性實驗環節的保證。為保證研究性教學的實施，建立了“驗證型―設計型―綜合型―探索型”的多層次實踐教學模式。在課程部件實驗中，適當開設“驗證型”和“設計型”實驗，在后續模型機設計課程中，開設“綜合型”和“探索型”實驗，形成“驗證型―設計型―綜合型―探索型”的多層次實踐教學模式，以強化學生的綜合設計和硬件動手能力。（1）變“實驗指導書”為“實驗任務書”。每次實驗只給出實驗任務、要求及實驗條件等，具體如何設計和實現全部由學生自主完成，鍛煉學生獨立分析問題、解決問題的能力，激發他們的創新思維。（2）重新設計實驗內容，保證實驗內容的綜合性、設計性和研究性。讓學生通過自學和查閱有關文獻，自行設計實驗方案，自行搭接實驗線路，自己進行實驗，觀察實驗現象，發現問題并分析產生問題的原因，提出相應對策，最后撰寫研究報告。整個過程把主動權完全交給學生，教師只是啟發引導和做好組織工作。充分發揮主觀能動性，調動學習積極性，培養自主學習和獲取知識的能力。

4.研究性教學多元化考核方式的配套。傳統考核方式以期末筆試為主，導致很多學生平時學習主動性差，知識掌握不牢固。本課程組建立了一種硬件類課程多元化考核模式。在多元化考核模式中，平時成績比重達到50%，平時成績包括課堂表現、專題報告、實驗設計及操作、文獻查詢、作業等多個環節。使得學生更加注重平時的學習過程，對調動學生的學習積極性及培養學生自主學習能力、動手能力和創新能力起到積極作用。

四、結論

本文以計算機組成原理為例介紹了計算機專業硬件類研究性教學的實施，基于以上理念，本文作者所在的硬件課程組也在其他硬件類課程進行了研究性教學的實踐，通過幾年的探索，教學效果顯著并取得了豐碩成果。學生學習的積極性高漲，參與計算機硬件課題組或創新活動的人數大增，硬件動手能力和創新意識有了明顯提高。2009年至2014年期間，歷屆授課專業每年均有二十多名學生積極參加智能車大賽和嵌入式設計大賽等硬件類競賽，獲國家級一、二等獎及山東省一等獎等三十多項獎項。

參考文獻：

[1]曾廣錄.論研究性教學改革中的評價機制建設[J].當代教育理論與實踐，2012，（4）：82-84.

[2]王立欣，等.基于研究性教學的電子創新基地建設與教學實踐[J].中國大學教學，2010，（4）：73-74.