時間：2023-11-20 10:01:12
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇計算機硬件專業(yè)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
[關(guān)鍵詞]：計算機 硬件 專業(yè)人才 培養(yǎng)
一、當(dāng)前各高校計算機硬件類人才培養(yǎng)現(xiàn)狀
計算機硬件類人才培養(yǎng)是高校計算機專業(yè)人才培養(yǎng)的重要方向之一，也是適應(yīng)當(dāng)前社會發(fā)展的現(xiàn)實需要，但是當(dāng)前各個高校在硬件類人才培養(yǎng)的過程中普遍地存在著一些問題，這些問題的存在也較為嚴重地影響了硬件類專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的進一步提高，主要表現(xiàn)于以下幾點。
1.培養(yǎng)目標模糊，缺乏特色
高校中培養(yǎng)的計算機專業(yè)人才一般分為2類：一類是軟件方面的專業(yè)人才，主要從事相關(guān)的計算機軟件開發(fā)與維護、程序編寫等偏軟件人才，如各類軟件工程師等。另一類是偏硬件方面的專業(yè)人員，主要從事計算機硬件方面的結(jié)構(gòu)、工作原理、計算機硬件方面的設(shè)計與開發(fā)工作。當(dāng)前我國高校在計算機硬件類專業(yè)人才的培養(yǎng)目標的制定上人才定位模糊，專業(yè)特色不明顯，在實際的人才培養(yǎng)過程中“廣而不精”，學(xué)生在硬件方面的專業(yè)知識不足，尤其是實際動手能力較差，不能很好地勝任計算機硬件方面的專業(yè)工作。
2.學(xué)生硬件動手能力不足
計算機硬件類專業(yè)所學(xué)的知R理論性較強，應(yīng)用范圍廣，與實踐聯(lián)系十分緊密，因而對學(xué)生的實際動手能力要求極高，硬件類專業(yè)要培養(yǎng)的就是有較強的硬件設(shè)計、開發(fā)等方面的實際技能的應(yīng)用型人才，硬件類專業(yè)的人才培養(yǎng)特點決定了其需要在相關(guān)實訓(xùn)設(shè)備、人員配備、資金等方面有較大的投入，為提高學(xué)生的動手實踐能力奠定基礎(chǔ)，然而當(dāng)前高校在硬件類專業(yè)人才的培養(yǎng)過程中或多或少地忽視了學(xué)生實際動手能力的培養(yǎng)，突出表現(xiàn)在實驗室設(shè)備不足、相關(guān)的人員不到位、理論教學(xué)和實踐教學(xué)體系協(xié)調(diào)性缺失等情況，較為嚴重地限制了學(xué)生硬件方面實際動手能力的提高。
3.師資不足，尤以“雙師型”教師緊缺
制約高校計算機硬件類專業(yè)人才培養(yǎng)的另一因素是師資因素，沒有高素質(zhì)的教師就不可能有高素質(zhì)的學(xué)生。硬件類人才培養(yǎng)過程中對學(xué)生實踐動手能力的高要求需要有一支既精通理論又擁有硬件動手操作能力的教師隊伍，然而當(dāng)前高校中硬件類專業(yè)的教師大多來自各高校畢業(yè)的碩博人員，其特點是理論知識豐富卻缺乏相關(guān)的實踐動手能力，這也在一定程度上影響了教師對學(xué)生實踐動手能力的指導(dǎo)，長期的理論灌輸也使得學(xué)生的專業(yè)熱情降低，影響了培養(yǎng)質(zhì)量。雖然不少高校也注意到了應(yīng)培養(yǎng)和招聘更多的計算機類“雙師型”教師，但是受制于工資待遇、教師編制等現(xiàn)實性因素，高校硬件類專業(yè)教師師資建設(shè)依然任重而道遠。
二、改進高校計算機硬件類專業(yè)人才培養(yǎng)的措施
面對當(dāng)前計算機硬件類專業(yè)人才培養(yǎng)過程中存在的突出性問題，有必要采取有效措施進一步改進當(dāng)前硬件類專業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀，提高培養(yǎng)質(zhì)量，筆者認為應(yīng)著重從以下幾個方面著手。
1.明確培養(yǎng)目標
培養(yǎng)目標作為高校教育活動的出發(fā)點和歸宿，不僅深刻地影響教育者和受教育者個人，而且也影響到整個高校和社會的發(fā)展，對課程設(shè)置、教學(xué)活動等方面具有直接的指導(dǎo)作用和統(tǒng)籌作用，因此改進高校計算機硬件類專業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀應(yīng)首先從培養(yǎng)目標入手，應(yīng)對當(dāng)前高校中計算機硬件類專業(yè)人才培養(yǎng)目標模糊不清、缺乏特色的問題予以清理，明確硬件類專業(yè)人才的培養(yǎng)目標是培養(yǎng)熟悉計算機內(nèi)部工作原理，專業(yè)從事計算機硬件類的設(shè)計、技術(shù)開發(fā)、維護等方面的實際工作的人才，要和軟件類人才區(qū)別開來，明確硬件類專業(yè)人才培養(yǎng)定位，使得學(xué)生畢業(yè)之后可以獨立從事硬件類方面的專業(yè)工作，擁有較高的實踐動手能力。
2.根據(jù)硬件類專業(yè)人才培養(yǎng)目標優(yōu)化和改進課程設(shè)置
課程設(shè)置作為學(xué)生學(xué)習(xí)本專業(yè)知識的重要載體，其科學(xué)性、針對性如何，直接關(guān)系到培養(yǎng)目標能否順利實現(xiàn)。面對當(dāng)前計算機硬件類專業(yè)課程設(shè)置不合理、針對性不足、結(jié)構(gòu)冗余、內(nèi)容落后的現(xiàn)狀，應(yīng)根據(jù)計算機硬件類的最新發(fā)展趨勢和硬件類人才培養(yǎng)目標來重構(gòu)硬件類專業(yè)課程體系，設(shè)置覆蓋硬件類專業(yè)內(nèi)容從基礎(chǔ)課程、核心課程到創(chuàng)新課程的縱向分層體系，明確基礎(chǔ)課程、核心課程和創(chuàng)新課程各自的功能和內(nèi)容，形成3類課程之間相互協(xié)調(diào)、相互促進的課程體系；在課程內(nèi)容方面，依據(jù)計算機硬件方面的最新發(fā)展趨勢和硬件類專業(yè)人才培養(yǎng)的總要求，合理充實現(xiàn)有的硬件類課程體系的內(nèi)容，促使課程內(nèi)容緊跟時展，夯實硬件類專業(yè)人才培養(yǎng)的課程基礎(chǔ)。
3.完善現(xiàn)有的硬件類實踐課程教學(xué)體系
完善實踐教學(xué)體系應(yīng)成為今后硬件類人才培養(yǎng)改進的重點，因其在硬件類人才培養(yǎng)質(zhì)量的過程中有著核心和基礎(chǔ)性的作用，在實踐教學(xué)過程中，教師應(yīng)堅持促進學(xué)生在知識、能力以及創(chuàng)新素養(yǎng)等協(xié)調(diào)發(fā)展的理念，以培養(yǎng)學(xué)生實際的動手能力為核心，在實際的教學(xué)環(huán)節(jié)中，由于種種主客觀方面的原因，實踐教學(xué)在硬件類人才的培養(yǎng)過程中的重要性被降低甚至有所忽略，因此在今后應(yīng)著力于推進硬件類人才培養(yǎng)的實踐教學(xué)改進，培養(yǎng)具有扎實的實踐動手能力、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力強的硬件類專業(yè)人才。高校應(yīng)積極采取措施，推進硬件類專業(yè)學(xué)生積極參加各種校內(nèi)外實訓(xùn)計劃、頂崗實習(xí)等，實行工學(xué)結(jié)合、校企合作、頂崗實習(xí)的人才培養(yǎng)模式，從校內(nèi)和校外2個方面提高學(xué)生實踐動手能力。校內(nèi)方面，加大對學(xué)生硬件類實驗硬件建設(shè)的投入、師資配備，在課時分配、課程評價等方面向?qū)嵺`教學(xué)傾斜，鼓勵學(xué)生積極參加各類硬件類的競賽活動等；校外方面，積極與相關(guān)企業(yè)建立合作關(guān)系，拓展校外學(xué)生實訓(xùn)基地，鼓勵學(xué)生利用寒暑假等時間進入企業(yè)進行頂崗實習(xí)等，因地制宜地提高學(xué)生的實際動手能力。
三、結(jié)語
總之，針對當(dāng)前高校計算機硬件類人才培養(yǎng)中所存在的普遍性的問題，需要教育部門、高校乃至教師和學(xué)生本人各盡其職，通力合作，努力通過各種途徑提高硬件類專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量，更好地服務(wù)于經(jīng)濟社會發(fā)展。應(yīng)該說，當(dāng)前高校中計算機硬件類人才培養(yǎng)過程中所存在的普遍性問題遠不止本文所提到的以上諸方面，其他如教材問題、學(xué)生的興趣問題等也都在一定程度上影響著硬件類人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高，因此要徹底解決這一問題，還需要繼續(xù)加強該方面的深入研究，筆者對本問題的闡述也希望能起到引發(fā)議論、啟發(fā)思考的作用。
參考文獻：
關(guān)鍵詞：計算機硬件技術(shù)基礎(chǔ)；教學(xué)改革；教材建設(shè)；教材分析
隨著計算機硬件技術(shù)的發(fā)展和普及，大學(xué)生接觸到的計算機硬件設(shè)備無論從種類還是功能都比之前有更多的樣式，并具有更快的發(fā)展趨勢。計算機硬件有關(guān)產(chǎn)品已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚纳钣闷罚哂忻黠@的日常化、集成化、工具化的發(fā)展趨勢。在計算機硬件新的發(fā)展階段，讓學(xué)生們掌握基本的計算機硬件原理，熟悉各類硬件接口技術(shù)，懂得計算機硬件產(chǎn)品的基本運行方式，是各學(xué)科各專業(yè)教學(xué)體系建設(shè)中重要的一個教學(xué)和實踐環(huán)節(jié)。
計算機硬件技術(shù)基礎(chǔ)課程是普通高等學(xué)校理工科專業(yè)的一門重要的計算機技術(shù)公共基礎(chǔ)課程，也適合非理工科的其他專業(yè)學(xué)生選修。該課程是學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握計算機硬件基礎(chǔ)知識、了解計算機硬件發(fā)展、熟悉硬件原理及接口技術(shù)的主要課程。
1課程現(xiàn)狀和問題分析
2006年，教育部高教司將微型計算機原理和微機接口技術(shù)等課程精簡整合為計算機硬件技術(shù)基礎(chǔ)，并明確提出了該課程是針對大學(xué)非計算機專業(yè)的理工類本科生設(shè)置的6門典型核心課程之一。
2009年，教育部高等學(xué)校計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會將“微機原理與接口技術(shù)”確定為計算機基礎(chǔ)教學(xué)的核心課程之一。該課程建議面向電類專業(yè)授課70學(xué)時，實驗20學(xué)時；面向非電類專業(yè)授課48學(xué)時，實驗10學(xué)時。[1]
課程名稱及學(xué)時上的變化，一方面顯示教學(xué)指導(dǎo)委員會對計算機硬件類課程的重視，同時也反映出在大學(xué)課堂上如何引入計算機硬件公共基礎(chǔ)課程還存在爭議。事實上，計算機硬件類課程在實際實施中存在很多實際困難和問題，導(dǎo)致全國大多數(shù)高等學(xué)校沒有開設(shè)此類計算機基礎(chǔ)課程，部分開設(shè)微機原理與接口技術(shù)課程的學(xué)校往往由非計算機類專業(yè)教師開設(shè)并講授，不歸屬于計算機基礎(chǔ)教學(xué)范疇。主要有以下三方面原因。
1) 課程定位不清晰，學(xué)時很難落實。計算機硬件技術(shù)基礎(chǔ)課程如果作為計算機技術(shù)基礎(chǔ)課程，應(yīng)該主要放在大二，兼顧大三授課，面向沒有數(shù)字電子基礎(chǔ)的學(xué)生，作為選修課，以32學(xué)時為宜。然而，計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會規(guī)劃的微機原理與接口技術(shù)主要面向大三、甚至是大四學(xué)生開設(shè)，學(xué)時數(shù)量超過60，甚至在90，還需要數(shù)字電子方面的先導(dǎo)課，很多高校在學(xué)時、先導(dǎo)課等角度都無法將該課程編排進教學(xué)大綱。
2) 現(xiàn)有實驗條件落后，學(xué)生難有興趣，硬件投入較大。傳統(tǒng)授課中，計算機硬件技術(shù)基礎(chǔ)所安排實驗需要借助定制的實驗箱完成實驗[2]，而實驗箱的投入成本較高，新實驗開發(fā)受限，使用效率較低，教師和學(xué)校往往都沒有熱情開設(shè)該課程。另外一些課程僅以匯編語言或單片機技術(shù)作為實驗內(nèi)容，技術(shù)廣度不足，僅適合小部分特色專業(yè)。
3) 教學(xué)內(nèi)容落后，教材急需建設(shè)。無論是計算機硬件技術(shù)基礎(chǔ)還是微機原理與接口技術(shù)，講授內(nèi)容仍然以計算機專業(yè)的80x86、匯編語言、可編程接口芯片等內(nèi)容為主，沒有結(jié)合計算機硬件近10年來新技術(shù)和新產(chǎn)品的發(fā)展。由于課程面向非計算機專業(yè)學(xué)生，這種專業(yè)性很強的內(nèi)容很難符合學(xué)生們的學(xué)習(xí)預(yù)期。縱觀5年內(nèi)新出版的相關(guān)教材，所講授內(nèi)容的絕大部分與10年前(2000年左右)教材的教學(xué)內(nèi)容一致，教材改革和建設(shè)需求迫切。
本文從面向大二兼顧大三的計算機公共基礎(chǔ)課角度出發(fā)，全面分析整理了2005年后出版的《計算機硬件技術(shù)基礎(chǔ)》相關(guān)教材的教學(xué)內(nèi)容和實驗內(nèi)容，客觀還原已出版教材現(xiàn)狀，尋找教材建設(shè)的薄弱環(huán)節(jié)和問題，從而為進一步教材建設(shè)理清思路。同時，本文結(jié)合北京理工大學(xué)的教學(xué)改革情況，給出了進一步加強教材建設(shè)的思路和方法，希望能夠為計算機硬件類公共課更為廣泛的進入大學(xué)課堂提供參考建議。
2教材情況概述
為了全面還原計算機硬件技術(shù)基礎(chǔ)課程教材建設(shè)情況，我們對2005年之后出版的相關(guān)教材進行了匯總，合計34本，如表1所示。
從表1可以看出，34本教材來自于13個出版社，其中，正式本科教材26本，教學(xué)實驗指導(dǎo)書等教輔類教材6本(本文后面使用表示表1中第N本教材)，高職高專教材2本。后面，我們將主要對本科和高職高專共28本教材進行分析。
3教材分析與問題匯總
3.1教材組織和定位分析
課程教材定位指教材的受眾面，我們根據(jù)教材介紹中作者對教材的定位說明分成四類：電學(xué)為主的理工類專業(yè)、非電學(xué)為主的理工類專業(yè)、非理工類專業(yè)、各學(xué)科專業(yè)(內(nèi)容難度偏低，適用于所有學(xué)科開展教學(xué))。其中存在一本教材劃分到多個類別的情況。
表1中教材(含本科和高職高專教材)共28本，根據(jù)上述劃分，各教材定位如表2所示，其中，高職高專教材由于教學(xué)內(nèi)容較為實用，被劃分到各學(xué)科專業(yè)類別中。
根據(jù)教材的不同定位，圖1和圖2分別給出了教材章節(jié)數(shù)、頁數(shù)、實驗數(shù)的統(tǒng)計值。
從這兩個圖中可以看出，針對電學(xué)為主的理工科類專業(yè)(編號為A)的計算機硬件技術(shù)基礎(chǔ)教材頁數(shù)最多，章節(jié)最多，實驗最少(數(shù)量為0)。可以看出，目前這類教材主要以理論講授為主，定位中缺少實驗內(nèi)容，內(nèi)容覆蓋面廣泛但缺乏實踐性。實際中，這類課程是從“微機原理”精簡而來，內(nèi)容變化不大。
針對非電學(xué)為主理工類專業(yè)(編號為B)的教材章節(jié)最少，平均實驗數(shù)為1。可以看出，這類教材的建設(shè)思路是講授基本的計算機硬件知識，簡單的開展少量實驗。實際中，這類專業(yè)往往在大三、大四會講授“嵌入式系統(tǒng)開發(fā)”、“單片機”等硬件類相關(guān)課程，為此，針對大二為主的計算機硬件技術(shù)基礎(chǔ)類教材在內(nèi)容上比較基礎(chǔ)并為后續(xù)課程有所保留。
對于非理工類和各學(xué)科專業(yè)的教材，章節(jié)數(shù)量相對較多，實驗數(shù)量也比之前有所增加。可以看出，這類教材的建設(shè)思路是使學(xué)生掌握較為全面的硬件知識，并有一定的動手訓(xùn)練。實際中，非理工類專業(yè)在本科階段最多能夠?qū)W習(xí)一門計算機硬件技術(shù)相關(guān)類課程，為此，教材建設(shè)思路反映了全面性和實用性。
綜合上述分析，可以看出，目前市面上已有的《計算機硬件技術(shù)基礎(chǔ)》相關(guān)教材主要針對四類不同的受眾學(xué)生，教材組織上偏重于內(nèi)容講解(尤其是針對理工科學(xué)生的教材)，總體建設(shè)思路還停留在講授計算機原理的階段，無法體現(xiàn)當(dāng)今計算機硬件日常化、集成化、工具化的發(fā)展趨勢。突出問題是教材配套實驗很少，實踐性差。
3.2教材實驗分析
表1中28本教材和6本實驗指導(dǎo)書一共記錄了109個實驗。根據(jù)各實驗特點，我們將所有實驗分為四類：實驗箱實驗、芯片實驗、匯編語言實驗和PC機實驗。各分類描述如下：
實驗箱實驗：指依托于特定實驗箱的實驗，針對該課程的實驗箱往往是從其他課程的實驗箱中裁減下來的，種類較多且良莠不齊，沒有公認的標準；
芯片實驗：指基于單片機或者接口芯片的實驗，包括：8051系列單片機、計數(shù)器芯片8253、定時器芯片8254、并口芯片8255A、中斷芯片8259A、DMA控制器芯片8237A等。這類實驗專業(yè)性強，應(yīng)用性差，適合特定專業(yè)或者大三以上的學(xué)生；
匯編語言實驗：指匯編語言程序設(shè)計實驗，編程訓(xùn)練不是該課程的主要目的，這類實驗盡管能夠讓學(xué)生對計算機硬件有一定了解，但程度有限；
PC機實驗：基于PC機的實驗，包括：model安裝、存儲器測試等。目前，這部分實驗內(nèi)容受到學(xué)生喜愛，可以鍛煉實際能力，易于推廣，但如何讓學(xué)生了解到CPU、存儲器等核心部件內(nèi)部的工作原理，需要創(chuàng)新性設(shè)計。
圖3給出了109個實驗在組織結(jié)構(gòu)、運算控制器、存儲器、IO和其他等6個方面的統(tǒng)計。從圖中可以看出，大部分實驗都集中在IO方面，反映出這部分實驗內(nèi)容很重要，也是教材的主要內(nèi)容。相比較而言，實驗箱類和PC機實驗?zāi)軌蚋采w到計算機硬件的各個部分，而芯片實驗主要針對IO，缺少對運算控制器、存儲器等其它部件的覆蓋，匯編語言實驗主要針對運算控制器。
圖3教材中實驗的分類
基于以上分析，針對計算機硬件技術(shù)基礎(chǔ)課程，匯編語言實驗和芯片實驗數(shù)量較多但比較重視接口，無法讓學(xué)生對計算機各組成部分有更深入的理解。實驗箱實驗針對性很強，但前期投入大，靈活性不強。我們認為，隨著PC機的廣泛應(yīng)用(學(xué)生們幾乎人手一臺PC機)，基于PC機的創(chuàng)新性實驗是該課程的發(fā)展方向，同時，這類實驗還能較好的引導(dǎo)學(xué)生在課余時間完成實驗，并激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。
3.3教材內(nèi)容分析
對于教材內(nèi)容，我們主要分析和匯總講述的重點知識點，還原現(xiàn)有教材的主要內(nèi)容組織。全部教材為28本，其中4本(、、、)沒能找到原書，為此沒有統(tǒng)計在內(nèi)。表3給出了24本教材中知識點的排序。
從表3可以看出，所有教材都有存儲系統(tǒng)內(nèi)容的講授，大部分教材(19本)都包括匯編語言，18本包括80x86，半數(shù)以上教材都講授了8259A和8255A等內(nèi)容。圖4給出了這些內(nèi)容在原書中平均的頁數(shù)，可以看出，匯編語言、80x86、單片機等內(nèi)容都超過了25頁，在教材中所占比重很大。此外，8259A和8255A等芯片的講授內(nèi)容也在10頁以上，成為某些教材的重點授課內(nèi)容。
縱觀2005年至今出版的全部相關(guān)教材，《計算機
硬件技術(shù)基礎(chǔ)》教材還是以《微機原理與接口技術(shù)》、《匯編語言》等課程的內(nèi)容簡化為主，仍然以很大的比重講授80x86、匯編語言、單片機等內(nèi)容。這些內(nèi)容對于某些專業(yè)十分必要，但對于面向非計算機專業(yè)的計算機公共基礎(chǔ)課程來說，這些內(nèi)容相對陳舊，而且無法與計算機硬件的最新發(fā)展相結(jié)合。
教材具有教學(xué)的引導(dǎo)作用，在教材建設(shè)上，這種內(nèi)容組織方式的落后需要引起重視。
4教材建設(shè)建議
4.1教材定位建設(shè)
我們認為，面向計算機公共基礎(chǔ)課程，教材名稱確定為《計算機硬件技術(shù)基礎(chǔ)》比較合適，表明教材內(nèi)容是計算機硬件的基礎(chǔ)內(nèi)容，以全面了解計算機硬件知識為主，掌握計算機硬件的基本概念和原理。
教材應(yīng)結(jié)合計算機公共基礎(chǔ)課程的實際情況，以32學(xué)時(含6～10實驗學(xué)時)為宜，適度擴展到54學(xué)時，實驗學(xué)時擴展到12學(xué)時(實驗學(xué)時占總學(xué)時的25%)。這種學(xué)時設(shè)計有利于各學(xué)校將該課程以校公選課、通識課、實驗課等形式安排到教學(xué)大綱中。
針對大二學(xué)生的教材，前導(dǎo)課程為計算機基礎(chǔ)(或者大學(xué)計算機基礎(chǔ))等計算機基礎(chǔ)類公共課程，不需要學(xué)習(xí)數(shù)字電子等課程。教材內(nèi)容適度增加相關(guān)的數(shù)字電子知識。
教材應(yīng)該充分利用該課程特點，以增強學(xué)生的實踐興趣為根本，通過實踐環(huán)節(jié)使學(xué)生們主動學(xué)習(xí)教學(xué)內(nèi)容。為此，在教材設(shè)計中，應(yīng)該以實驗建設(shè)為導(dǎo)向，注重讓學(xué)生們理解計算機硬件的基本工作原理，為學(xué)生們進一步理解其他硬件技術(shù)和實踐硬件設(shè)計打好堅實基礎(chǔ)。
過去十幾年來，在計算機硬件相關(guān)課程講解過程中，教師們主要關(guān)心接口技術(shù)，并引導(dǎo)學(xué)生們在該方向進行實驗。隨著計算機硬件種類、功能和應(yīng)用程度的增加，我們認為，學(xué)生們應(yīng)該綜合了解計算機硬件組成，理解各部分的工作原理，而不是側(cè)重某一方面。使學(xué)生在課程學(xué)習(xí)和實驗實踐后能夠分析新技術(shù)和新方法在整個計算機硬件發(fā)展中的作用和價值。
4.2教材實驗建設(shè)
《計算機硬件技術(shù)基礎(chǔ)》教材應(yīng)該更加重視實驗建設(shè)，使學(xué)生能夠在實踐中理解計算機硬件的基本概念。[3]為此，我們建議教材中的實驗?zāi)軌蚋采w計算機硬件結(jié)構(gòu)的各個領(lǐng)域，并且能夠有一定趣味性，以了解基本的硬件原理為主。
與此同時，教材中的實驗應(yīng)該能夠與學(xué)生們的實際生活結(jié)合起來，設(shè)計創(chuàng)新實驗，將數(shù)字消費類電子產(chǎn)品(MP3、手機等)、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、藍牙、PC外設(shè)接口等融入計算機硬件實驗的設(shè)計，引導(dǎo)學(xué)生興趣，同時適應(yīng)計算機硬件技術(shù)的發(fā)展，使得學(xué)生通過教材學(xué)習(xí)能夠掌握對計算機硬件的正確認識，并解決一些基本實際問題。
在這里，我們建議將實驗分為：基礎(chǔ)實驗和提高實驗兩類，以適合不同專業(yè)的學(xué)生。經(jīng)過北京理工大學(xué)2010年的教學(xué)反饋，表4中的實驗得到了學(xué)生們的歡迎。
在教材建設(shè)過程中，考慮到各院校建設(shè)計算機硬件實驗室的實際情況，進一步結(jié)合學(xué)生興趣，我們基于PC機和少量配件設(shè)計了一些候選實驗。初步的教學(xué)實踐表明，這種實驗設(shè)計完全能夠創(chuàng)新性的激發(fā)學(xué)生興趣，使學(xué)生掌握更為實際的計算機硬件知識，并通過實踐理解計算機硬件基本原理。
候選實驗包括三類：測試類、開發(fā)類和操作類。例如：存儲系統(tǒng)性能測試(測試類)、CPU和GPU性能測試(測試類)、BIOS定制刷新(開發(fā)類)、串口短信收發(fā)(開發(fā)類)、并口液晶點陣控制(開發(fā)類)、基于PSOC的物聯(lián)網(wǎng)結(jié)點(開發(fā)類)、計算機認知和組裝(操作類)等。
4.3教材內(nèi)容建設(shè)
在教材內(nèi)容建設(shè)上，我們認為《計算機硬件技術(shù)基礎(chǔ)》教材應(yīng)該全面講解各類計算機硬件原理，以理解計算機硬件部件功能為主，注重理解基本概念和基本運行規(guī)律，并結(jié)合實際硬件器件分析，以不變的理論應(yīng)對萬變的計算機硬件產(chǎn)品。
為此，教學(xué)內(nèi)容 以“基本概念+基本部件”方式組織，例如：存儲系統(tǒng)與存儲器，其中，存儲系統(tǒng)是基本概念，理解起來有一些抽象，需要課堂講授；而存儲器(內(nèi)存等)則是基本部件，學(xué)生們平時接觸較多，通過適當(dāng)?shù)膶嵺`教學(xué)，學(xué)生們不僅可以很快認識硬盤、Flash存儲器、光存儲器等設(shè)備，還可以通過測試類實驗了解各設(shè)備的工作速度和基本模式，易于將存儲系統(tǒng)和實際硬件有機的關(guān)聯(lián)起來，達到較好的教學(xué)效果。
5結(jié)語
計算機硬件技術(shù)基礎(chǔ)課程建設(shè)是近年來計算機公共基礎(chǔ)課建設(shè)中面臨的一個重要的難點問題，《計算機硬件技術(shù)基礎(chǔ)》教材更是教改所面臨的最大問題。如何合理定位該教材，并有效地選取適合高等院校開展該課程的內(nèi)容是我們的進一步工作。在回顧2005年后出版的34本教材的基礎(chǔ)上，我們驗證了該課程和教材建設(shè)中存在的一些具體問題，并給出了解決問題的一些建議。我們將在2011～2012年度北京理工大學(xué)的教學(xué)實踐中檢驗教材建設(shè)的初步效果。
參考文獻：
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[2] 鄒逢興. 關(guān)于創(chuàng)新計算機硬件技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)的實踐和思考[J]. 計算機教育,2004(2):81.
[3] 嵩天,李鳳霞. 計算機硬件技術(shù)基礎(chǔ)課程實驗的改革與實踐[J]. 計算機教育,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)
計算機硬件基礎(chǔ)是計算機大類專業(yè)的一門專業(yè)必修課，涉及到計算機組成、結(jié)構(gòu)、原理。學(xué)完該課程后學(xué)生應(yīng)當(dāng)掌握數(shù)字邏輯基礎(chǔ)、計算機系統(tǒng)的基本組成、計算機數(shù)據(jù)表示、計算機各硬件部分的組成及功能、計算機的工作原理、計算機組裝與日常維護等。學(xué)好了計算機硬件基礎(chǔ)，學(xué)生在今后學(xué)習(xí)高級程序設(shè)計、數(shù)據(jù)庫等應(yīng)用課程時將會領(lǐng)悟得更加透徹。
二、計算機硬件基礎(chǔ)職業(yè)教育教學(xué)存在的不足及改進辦法
計算機硬件基礎(chǔ)課程現(xiàn)階段存在的最大不足之處是：重理論，輕實踐。受到傳統(tǒng)教學(xué)的影響，高職課堂還是以理論知識為主、實驗課為輔，這就造成了學(xué)生上課積極性不夠高，即使聽懂了也沒有辦法通過實踐鞏固所學(xué)知識。比如，學(xué)生雖然知道計算機由哪些部分的組成，但是依然有大部分同學(xué)不知道如何拆開主機箱，不能具體說出機箱內(nèi)各個部件的名字。其次，課程設(shè)計枯燥乏味，不能激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的熱情。計算機硬件基礎(chǔ)有大量的理論知識，只有通過科學(xué)、有趣的課程設(shè)計，才能吸引學(xué)生興趣，進一步提學(xué)習(xí)質(zhì)量和效率。要做好計算機硬件課程教學(xué)，可以注意以下幾點：
（一）任課教師要重視學(xué)生思想
教學(xué)不僅是傳授知識，也是培養(yǎng)學(xué)生思想和能力的過程，所以教師在教授課程知識的同時，也應(yīng)當(dāng)注意加強學(xué)生思想教育和能力培養(yǎng)，融入思政元素，樹立國家正面形象。為了加強學(xué)生良好行為習(xí)慣的養(yǎng)成，可以適當(dāng)提高學(xué)生平時成績占比，給學(xué)生一定自由發(fā)展的空間。
（二）突出學(xué)生主體
《計算機硬件基礎(chǔ)》作為計算機大類專業(yè)的基礎(chǔ)課程，必須對課程理論知識有全局的把控，包括計算機的基本組成、結(jié)構(gòu)和工作原理以及計算機組裝與維護的基本技能的學(xué)習(xí)。同樣重要的是，要通過實踐課程激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)興趣，全面地理解計算機的組成結(jié)構(gòu)和工作原理。
（三）尊重個體差異
在教學(xué)過程中，倡導(dǎo)自主學(xué)習(xí)，也要尊重學(xué)生群體中的個體差異。因此，要建立合理的評價體系：在平日的教學(xué)過程中以學(xué)生的表現(xiàn)為主，主要是培養(yǎng)學(xué)生的自覺性和學(xué)習(xí)信心；課程的終結(jié)評價應(yīng)當(dāng)著重考查學(xué)生的基礎(chǔ)知識和知識應(yīng)用能力。這兩部分評價都是為了促進學(xué)生的知識應(yīng)用能力和健康人格的發(fā)展。
（四）拓展學(xué)習(xí)渠道
注重理論與實踐相結(jié)合。在任課教師引導(dǎo)下，學(xué)生可以分組對知識點進行分析、案例演示，學(xué)會歸納總結(jié)，達到增強對計算機組成和工作原理的理解的目的。教師可以先進行基礎(chǔ)知識的講解，開展分組討論，促進學(xué)生對所學(xué)理論的理解和運用；充分利用多媒體、網(wǎng)絡(luò)、視頻等現(xiàn)代教學(xué)手段，有條件的甚至可以組織參觀計算機生產(chǎn)基地等，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。
(五)強調(diào)工學(xué)交替
學(xué)習(xí)借鑒“四環(huán)相扣”教學(xué)改革成果，課程教學(xué)目標應(yīng)當(dāng)圍繞能力標準，課程本身按模塊設(shè)置，教學(xué)過程充分工學(xué)交替，考核評價采用理論教考分離與過程考核相結(jié)合，避免教師單方命題。
三、市場對計算機硬件人才的需求情況
通過在當(dāng)今主流應(yīng)屆生招聘平臺進行了解，社會市場對計算機硬件方面需求的人才主要需求量同樣巨大，一般要求應(yīng)聘者需要掌握以下技能：（1）了解數(shù)字和模擬電路基礎(chǔ)知識，具有數(shù)字電路設(shè)計經(jīng)驗；（2）了解嵌入式系統(tǒng)開發(fā)和軟硬件架構(gòu)；（3）具有單片機、ARM等處理器硬件設(shè)計基礎(chǔ)；（4）具有獨立完成模塊調(diào)試、故障診斷、維修能力；（5）熟悉計算機編程；可以看出，高職計算機專業(yè)學(xué)生在學(xué)好編程的同時，若能在硬件方向有所造詣，求職競爭力會更加大。任課教師在授課的過程中，可以將就業(yè)市場需求為驅(qū)動，系統(tǒng)規(guī)劃計算機硬件課程教學(xué)實施，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的熱情。
[關(guān)鍵詞]硬件課程 教學(xué)改革 實踐教學(xué)課程化
1.計算機專業(yè)硬件系列課程教學(xué)改革的必要性。計算機硬件知識的教與學(xué)對于高校計算機專業(yè)的重要性是不言而喻的。上世紀五十到八十年代，我國一些學(xué)校的計算機及應(yīng)用專業(yè)基本上是以計算機硬件技術(shù)的教育為主，致力于計算機硬件技術(shù)專業(yè)人才的培養(yǎng)。近年來計算機軟、硬件，特別是計算機網(wǎng)絡(luò)快速、蓬勃地發(fā)展，我國計算機專業(yè)教育的內(nèi)容、形式也都發(fā)生了很大變化，但在廣大學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中，不論是學(xué)習(xí)態(tài)度還是學(xué)習(xí)效果，都普遍出現(xiàn)了“重軟輕硬”的傾向，在這種傾向的背后，必然隱藏著硬件課程教與學(xué)中存在的一些問題，這無疑對國內(nèi)高校硬件類課程的教學(xué)提出了新的更高的要求；提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)目標由知識型向高素質(zhì)的復(fù)合型人才轉(zhuǎn)變，是大學(xué)本科計算機專業(yè)教學(xué)所面臨的又一新課題，在計算機硬件系列課程的教學(xué)過程中，如何根據(jù)計算機技術(shù)的高速發(fā)展進行知識的合理優(yōu)化，采用什么方式更有效的進行課堂教學(xué)，如何引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)硬件知識的主動性，如何進一步提高學(xué)生硬件動手能力等等，所有這些問題只有通過對計算機專業(yè)硬件系列課程進行教學(xué)改革，才能得以圓滿解決。
2.目前計算機硬件系列課程教學(xué)存在的主要問題。
2.1 教材與教學(xué)內(nèi)容陳舊、落后，跟不上計算機科學(xué)與技術(shù)發(fā)展的步伐。一方面，隨著計算機硬件技術(shù)飛速發(fā)展，真正能反映當(dāng)今世界硬件領(lǐng)域技術(shù)的教材太少，教學(xué)內(nèi)容大多較舊，計算機硬件課程未能跟上技術(shù)的更新，其相應(yīng)的實驗設(shè)備和條件幾乎為零；另一方面，計算機硬件知識不直觀，最新的硬件知識往往包含許多較復(fù)雜的技術(shù)，講述起來抽象、枯燥，學(xué)生較難學(xué)習(xí)和理解，因此許多教師偏向于講述舊的知識。
2.2 學(xué)生中存在“重軟輕硬”傾向，硬件動手能力較差。目前計算機教育存在著重軟輕硬的傾向。很多學(xué)生對硬件課程的了解甚少，認為硬件課程只是學(xué)習(xí)計算機的內(nèi)部工作原理，在計算機應(yīng)用當(dāng)中無關(guān)緊要，認識不到硬件技術(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不重視，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)中缺乏積極性。
2.3 各門課程內(nèi)容銜接存在問題，教學(xué)效率不高。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)或缺失，這些都導(dǎo)致了學(xué)生的知識體系不系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)不健全。
2.4 缺乏創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。目前高校中開設(shè)的硬件實驗課程大多以驗證性實驗為主，教師往往提供了實驗的所有環(huán)節(jié)，大部分學(xué)生在做實驗的過程中，基本上不對實驗的實用性進行延伸思維，只按設(shè)定好的正確線路、程序、步驟、數(shù)據(jù)一一照做。這樣的實踐不利于學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，成了另一種形式的理論學(xué)習(xí)通過實驗達不到理論與實踐相結(jié)合的目的，達不到培養(yǎng)學(xué)生初步科研能力的要求。
3.關(guān)于計算機硬件系列課程教學(xué)改革的思路。
3.1 改革教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建科學(xué)的、系統(tǒng)的計算機硬件教學(xué)體系。
3.1.1 計算機硬件系列課程教材目前存在的主要問題是知識陳舊、落后跟不上計算機科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展步伐，這種現(xiàn)象在基礎(chǔ)教材中尤為突出。為適應(yīng)計算機科學(xué)與技術(shù)飛躍發(fā)展的需要，教材叢書應(yīng)具有先進性和時代特征。并且每隔一二年做一次小的調(diào)整，每隔四五年重新修訂出版。教材要緊跟計算機科學(xué)與技術(shù)的飛速發(fā)展是不可能的，況且知識的傳授不能受教材的制約，因此，計算機硬件系列課程教學(xué)中應(yīng)注重知識的更新，計算機硬件技術(shù)的發(fā)展、更新速度是驚人的，這要求教師時刻關(guān)注最新發(fā)展動態(tài)，及時了解本學(xué)科的新技術(shù)、新趨勢，及時調(diào)整更新授課內(nèi)容，使該課程能夠反映學(xué)科的發(fā)展前沿。教師授課時注意知識點的延伸性，即從知識點最早出現(xiàn)的基本原理發(fā)展到目前技術(shù)狀態(tài)的過程，這樣可以減少學(xué)生理解的抽象性，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
3.1.2 在充分分析原計算機專業(yè)所開設(shè)的《數(shù)字邏輯》、《計算機組成原理》、《操作系統(tǒng)》、《匯編語言程序設(shè)計》、《計算機接口技術(shù)》、《計算機體系結(jié)構(gòu)》、《單片機原理》和《嵌入式操作系統(tǒng)及應(yīng)用》等硬件課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)時數(shù)的基礎(chǔ)上，剔除掉不必要和重疊的教學(xué)內(nèi)容或課程，增加新的必須的教學(xué)內(nèi)容或課程，構(gòu)建出符合現(xiàn)在計算機硬件教學(xué)需要的，面向工程應(yīng)用的課程體系方案和相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容。如縮減《大學(xué)物理》學(xué)時，增加((EDA技術(shù)》課程，借助EDA技術(shù)學(xué)生能完成涉及多門硬件類課程的實驗，在不同的學(xué)習(xí)階段，學(xué)生學(xué)習(xí)了相應(yīng)的硬件課程后，就可以采用EDA技術(shù)，自行設(shè)計與本課程相關(guān)的實驗設(shè)計或復(fù)雜應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計。將EDA技術(shù)的應(yīng)用貫穿于計算機硬件體系實驗教學(xué)，使學(xué)生調(diào)試、驗證自己的設(shè)計項目成為可能，為學(xué)生的自主實驗提供廣闊的發(fā)展空間，學(xué)生的自主設(shè)計能力和創(chuàng)新意識都得到極大提高，避免了學(xué)習(xí)的抽象、枯燥，增強學(xué)生學(xué)習(xí)硬件課程的興趣，提高動手能力，有助于解決學(xué)生“重軟輕硬”的認識問題。
3.1.3 構(gòu)建新的硬件課程體系，解決硬件課程之間的銜接問題，提高教學(xué)效率。該課程體系由必修課程、選修課程及配套實踐三部分組成。必修課包括“組成原理”、“接口技術(shù)”、“系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”等基礎(chǔ)課程。為適應(yīng)社會需求，在選修課中增加“EDA技術(shù)”、“計算機控制技術(shù)”、“嵌入式系統(tǒng)”等社會需求較強、實用價值高的應(yīng)用性課程，同時新開了“模型機設(shè)計與組裝”、“硬件綜合實踐”、“嵌入式系統(tǒng)實踐”等實踐課程，保證課程體系的實用性與先進性。硬件系列課程從體系結(jié)構(gòu)上劃分為三個層次：基礎(chǔ)層、應(yīng)用層和提高層，其課程間的關(guān)系如圖1所示。基礎(chǔ)層為“數(shù)字電路”與“組成原理”。“數(shù)字電路”課程雖然在教學(xué)體系上不屬于計算機硬件系列課程，但它是計算機硬件系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)，是必修的前續(xù)課：“組成原理”介紹計算機的基本組成和工作原理，解決整機概念；以"EDA技術(shù)”的應(yīng)用為基礎(chǔ)，通過“金工電子實習(xí)”與“模型機設(shè)計與組裝”兩門實踐課程，強化學(xué)生的硬件動手能力。在應(yīng)用層中，通過“接口技術(shù)”介紹應(yīng)用層的接口和相關(guān)外設(shè)，以“嵌入式系統(tǒng)”等三門實用性強的課程作為選修課，每門課程都配有相應(yīng)的實驗環(huán)節(jié)，并通過“硬件綜合實踐”、“嵌入式系統(tǒng)實踐”強化學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握和綜合應(yīng)用。提高層為“系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”及“性能測試與分析”實踐課程，通過學(xué)習(xí)和實踐，能夠使學(xué)生比較全面地掌握計算機系統(tǒng)的基本概念、基本原理、基本結(jié)構(gòu)、基本分析方法、基本設(shè)計方法和性能評價方法，并建
立起計算機系統(tǒng)的完整概念。
3.2 改革課堂教學(xué)模式和教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量。教學(xué)實踐證明，以課堂理論教學(xué)為主，實驗教學(xué)為輔的培養(yǎng)模式，無法滿足計算機硬件系列課程教學(xué)的要求，必須改造為以工程應(yīng)用為目的，以項目驅(qū)動案例教學(xué)為手段的高效、實用的人才培養(yǎng)模式。教師先講解相應(yīng)知識的項目案例，然后設(shè)立新項目，由學(xué)生去實施和完成。比如《計算機組成原理》課程，可以設(shè)立定點運算器、時序發(fā)生器及時序分析、計數(shù)器設(shè)計、微程序控制器設(shè)計等一系列項目，采用“課外為主、課內(nèi)為輔”的方式，即學(xué)生領(lǐng)取任務(wù)后，通過課余時間進行資料查閱、討論、設(shè)計和實驗，以及完成項目保報告書等；然后使用課內(nèi)少量學(xué)時，由教師進行引導(dǎo)，選取部分學(xué)生報告項目完成情況，進行簡短答辯和討論。該方式既不影響課堂教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)進程，又能使學(xué)生充分利用業(yè)余時間積極、主動地學(xué)習(xí)，同時，課堂上的適當(dāng)討論也能活躍課堂氣氛。通過這種項目案例教學(xué)模式可以有效地鍛煉學(xué)生的自主性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和效率。
3.3 建立實踐教學(xué)課程化的教學(xué)模式，保證硬件設(shè)計的連續(xù)性。計算機軟、硬件設(shè)計能力是計算機專業(yè)本科必須具備的能力，在一般高校，很多只是注重了軟件的設(shè)計能力培養(yǎng)，在軟件類課程的開設(shè)中，保證軟件設(shè)計的四年不斷線，而硬件設(shè)計卻很難保證。因此，在硬件課程實踐教學(xué)的安排上也要保證設(shè)計不斷線，使學(xué)生能真正理解計算機結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)性并能進行相關(guān)的設(shè)計。
我們的改革措施是去除與單一理論課程對應(yīng)的課程設(shè)計等實踐環(huán)節(jié)，理論課程內(nèi)只保留最基本的實驗，達到幫助學(xué)生理解基本理論的目的，其他實踐教學(xué)內(nèi)容進行系統(tǒng)性整合，按照學(xué)期單獨設(shè)課，形成完整的實踐教學(xué)系統(tǒng)。
3.4 建立科研導(dǎo)師制度。為學(xué)有余力的學(xué)生，提供一個學(xué)習(xí)和培養(yǎng)技術(shù)特長的機會。由硬件應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)驗豐富并申請有科研課題或技術(shù)服務(wù)項目的教師擔(dān)任導(dǎo)師，吸收對該課題有興趣和能力的學(xué)生參加并共同完成，同時負責(zé)學(xué)生的學(xué)習(xí)規(guī)劃制定和在課外直接指導(dǎo)學(xué)生的創(chuàng)新性實驗、產(chǎn)品制作、參加電子競賽、軟件制作大賽和挑戰(zhàn)杯比賽等。學(xué)院為特長生提供學(xué)習(xí)環(huán)境和機會，學(xué)生通過參加課題來提高自己的實踐能力和工作經(jīng)驗，培養(yǎng)其濃厚的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動性。
3.5 改革考試、考查方式。考試方法改革突破了單一的理論知識考核和傳統(tǒng)的閉卷考試方式，實現(xiàn)對學(xué)生的綜合能力和實訓(xùn)過程考核。具體要求為加大平時考核比重；注重實踐操作考核；考試方法的改革將促進學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性和主動性。
4.結(jié)束語。對計算機硬件課程教學(xué)改革，筆者在實踐中作了初步的嘗試，對推進課堂教學(xué)建設(shè)，改革課程教學(xué)體系，改進教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力，提高課程的整體教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量起了一定的推動作用。
參考文獻
1 宋人杰等，計算機專業(yè)硬件系列課程教學(xué)改革探討[J]，東北電力大學(xué)學(xué)報，2007(5)
一、語音室計算機硬件設(shè)備故障及其監(jiān)測的幾種常見情況
（一）計算機硬件設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性不足
在高校的語音室內(nèi)的計算機硬件設(shè)備的設(shè)計完全是根據(jù)實際的教學(xué)需求開展的，在設(shè)計的過程中不僅要考慮到實際的教學(xué)內(nèi)容的需求，更應(yīng)該要充分考慮到實際的計算機終端--也即實際的需要使用計算機的學(xué)生的數(shù)量，保證學(xué)生在課堂上能夠完全充分接受到由主機控制系統(tǒng)--老師發(fā)送出的任何的語音和文字的通知，而且更應(yīng)該要保證所有的計算機終端系統(tǒng)受教師主機的控制。但是在實際的應(yīng)用過程中總是能夠發(fā)現(xiàn)很多高校的語音室計算機硬件設(shè)備的穩(wěn)定性及其實際的使用效率并不是很高，而且經(jīng)常會因此出現(xiàn)各種各樣的故障，這樣的故障不僅影響老師的授課進度，而且也會影響學(xué)生對知識的了解和認知程度。針對這種計算機硬件設(shè)備不穩(wěn)定和可靠性不足的實際情況要想及時檢測到，不給學(xué)生的實際應(yīng)用帶來麻煩，就必須要要求校方的技術(shù)人員要定期地對學(xué)校的語音室計算機硬件設(shè)備進行實時的監(jiān)測，及時處理存在的問題，這樣就能夠在很大程度上避免不必要的麻煩，提升學(xué)生使用語音教室的質(zhì)量。
（二）語音室計算機硬件設(shè)備系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計不科學(xué)
目前國內(nèi)大多數(shù)高校語音教室的計算機硬件設(shè)備的設(shè)計方案都是因的設(shè)備一種基于ATM網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在該技術(shù)的支持下教師機的語音卡可以通過主干線連接將教師機上的信息傳輸給每個學(xué)生，并能將學(xué)生的接受情況及時反饋給老師，但是整體來說很多高校的語音計算機硬件設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計還存在著很多不科學(xué)的地方，比如說學(xué)生終端的設(shè)計存在問題，這樣的設(shè)計不能實現(xiàn)學(xué)生之間的討論，學(xué)生只能接受老師的信息，卻不能接受同學(xué)之間的信息，其次就是：很多學(xué)校的語音室傳輸?shù)乃俣扔写嵘唧w來說就是老師發(fā)出的信息可能要花費一定的時間才能輸送給學(xué)生，而且傳輸?shù)乃俣炔幌嗤瑢嶋H上這也給教學(xué)質(zhì)量帶來了很大的影響。
（三）沒有及時對計算機硬件設(shè)備進行檢修和維護
最后一個問題同時也是最關(guān)鍵的一個問題就是很少會有高校定期對自己的語音室的計算機硬件設(shè)備檢修或者進行維護，因為學(xué)生在上課和使用的過程中不可避免地會給這些設(shè)備帶來一定的損害，這就要求學(xué)校必須要定期對設(shè)備進行維護，或者招聘專業(yè)的技術(shù)維護人員，以便遇到突發(fā)狀況可以及時對設(shè)備進行檢修和維護，但是由于為了節(jié)約開支和成本這一方面很多學(xué)校都明顯做得不足。
二、語音室計算機硬件設(shè)備故障的維修方法
（一）通過提升計算機硬件設(shè)備的問題應(yīng)急處理效率提升
提升計算機硬件設(shè)備的穩(wěn)定性提升計算機硬件設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性是提升語音室實際應(yīng)用價值的關(guān)鍵所在，個人認為首要的就是要提升計算機硬件設(shè)備問題的應(yīng)急處理效率，主要的學(xué)校可以講授給學(xué)生和老師一些簡單的問題的處理方法，比如在系統(tǒng)不穩(wěn)定時可以重啟計算機等，活著就是學(xué)校可以安排專業(yè)的技術(shù)人員、老師，專門負責(zé)語音室的維護，以便在出現(xiàn)問題時能夠及時趕到處理，提升語音室的使用效率。
（二）按照語音室計算機硬件設(shè)備的設(shè)計標準科學(xué)
合理地設(shè)置整個系統(tǒng)語音室的計算機硬件設(shè)備的正常使用主要是依賴它的系統(tǒng)設(shè)置，也就是整個語音室的系統(tǒng)設(shè)計，為了提升這個系統(tǒng)設(shè)計的可靠性，學(xué)校可以通過招聘一些專業(yè)技術(shù)水平較高的老師進行語音室的計算機硬件設(shè)備系統(tǒng)設(shè)置，或者學(xué)校也可以借鑒其他在這方面做得比較好的學(xué)校的經(jīng)驗，但是最重要的就是學(xué)校的這個系統(tǒng)的設(shè)置和安排必須要能夠滿足學(xué)生和老師的實際授課需求，以提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和老師的授課效率為基本目標，只有這樣語音室和計算機硬件設(shè)備才能發(fā)揮其真正的價值。
（三）提升學(xué)校的語音室計算機硬件設(shè)備的管理和檢修意識
語音室和這些計算機硬件設(shè)備屬于是學(xué)校的固定資產(chǎn)，同時也是能夠給學(xué)校帶來收益的無形資產(chǎn)，因此學(xué)校有責(zé)任也有義務(wù)在使用的過程中對其進行維護和檢修，保證其正常使用，具體地來說學(xué)校可以做到：加強對這些計算機硬件設(shè)備的管理意識，這樣才能避免由于管理的疏忽給這些設(shè)備帶來損害，有的學(xué)校的語音室使用必須要得到批準，而且在學(xué)生使用語音室的過程中有嚴格的使用規(guī)定，這就是一個很好的例子，其次就是學(xué)校可以定期找到一些專業(yè)的技術(shù)人員對這些硬件設(shè)備的可用性進行檢測，這也是避免這些設(shè)備再日常的使用過程中出現(xiàn)問題的主要措施。
三、結(jié)語
關(guān)鍵詞：醫(yī)院信息中心；計算機硬件；維護分析
隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，信息技術(shù)被廣泛應(yīng)用到各行業(yè)中。其中醫(yī)療領(lǐng)域中信息技術(shù)業(yè)得到大量應(yīng)用。現(xiàn)今的醫(yī)院中各個部門的日常操作都離不開計算機。利用計算機來對醫(yī)院日常業(yè)務(wù)進行管理，能夠在較大程度上提高醫(yī)院的日常管理工作效率。計算機技術(shù)在醫(yī)院日常管理中的引入，一方面提高了醫(yī)院的日常工作效率，但另一方面關(guān)于醫(yī)院信息中心的計算機硬件的維護也需要引起重視。對于如何維護計算機硬件，避免計算機系統(tǒng)出現(xiàn)故障，導(dǎo)致工作效率降低，對此需要引起重視。
1計算機硬件維護的必要性及重要性
隨著信息技術(shù)應(yīng)用到醫(yī)院管理中，極大地提高了醫(yī)院的管理效率。但一方面也需要注重計算機系統(tǒng)的維護工作。計算機發(fā)生故障，會導(dǎo)致醫(yī)院日常管理工作效率下降，對此就需要注重對計算機硬件的維護工作。計算機發(fā)生故障的原因有很多，其中之一就是計算機管理人員缺乏對計算機日常硬件維護重要性的認識。在醫(yī)院中計算機系統(tǒng)中，人員對計算機硬件管理不太重視，認為計算機系統(tǒng)維護工作是專業(yè)人員的事，在日常使用中不用注重日常的硬件系統(tǒng)維護[1]。根據(jù)醫(yī)院管理實際情況顯示，計算機故障產(chǎn)生的絕大部分原因是由于缺乏日常計算機維護所導(dǎo)致的，從而影響醫(yī)院正常工作效率。對此需要加強醫(yī)院計算機管理部門對計算機維護重要性的認識，避免出現(xiàn)計算機故障，從而保證醫(yī)院計算機管理工作的正常運行。
2當(dāng)前我國醫(yī)院信息中心計算機硬件維護現(xiàn)狀
目前，醫(yī)院信息中心在計算機管理上面仍存在很大的不足。我國的醫(yī)院在計算機日常運行過程中，忽略了對日常計算機硬件的維護工作，醫(yī)院對其重視度不高，對計算機硬件的維護意識薄弱，對此醫(yī)院需要提高對計算機硬件的維護。同時，有部分的醫(yī)院的計算機硬件設(shè)備性能不高，缺乏先進的技術(shù)設(shè)備，從而導(dǎo)致醫(yī)院計算機工作效率不高。計算機技術(shù)在醫(yī)院的日常管理中應(yīng)用到很多方面，例如掛號、繳費、住院等方面，這其中涉及到計算機硬件的維護，對此需要重視計算機硬件系統(tǒng)的維護工作。
3計算機硬件故障發(fā)生的原因
計算機硬件產(chǎn)生故障的原因包括以下幾個方面：其一是由于硬件設(shè)備自身的質(zhì)量問題，從而導(dǎo)致計算機硬件很容易發(fā)生故障，例如一些計算機設(shè)備自身性能不高，生產(chǎn)工藝粗糙，從而導(dǎo)致硬件很容易發(fā)生故障；其二計算機硬件設(shè)備易發(fā)生故障的原因與計算機設(shè)備所處的環(huán)境有關(guān)，例如計算機設(shè)備所處的環(huán)境濕度過大會導(dǎo)致計算機設(shè)備發(fā)生損害，從而導(dǎo)致計算機硬件產(chǎn)生故障；其三是人為原因，人為在使用計算機過程中，由于使用操作不規(guī)范，從而導(dǎo)致計算機內(nèi)部硬件設(shè)備遭到破壞，逐漸產(chǎn)生故障。例如在一些使用規(guī)范上，使用計算機設(shè)備人員由于自身對計算機知識的缺乏，從而導(dǎo)致硬件發(fā)生故障。例如帶電插拔設(shè)備，或者設(shè)備之間錯誤的插接方式，都會導(dǎo)致硬件故障，以及計算機使用用戶對計算機進行個人亂拆亂卸、亂調(diào)亂改，從而導(dǎo)致硬件發(fā)生損害或故障。
4計算機硬件設(shè)備的維護方法
根據(jù)上述對以上故障問題進行分析，醫(yī)院需要提高對計算機硬件設(shè)備的維護意識，注重對計算機硬件設(shè)備的日常維護。醫(yī)院信息中心計算機維護中心要注重對計算機硬件的維護，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
4.1主機與主板
計算機設(shè)備中最重要的硬件部件是主機與主板，其中主機是計算機系統(tǒng)在整個運行過程中的重要組件，需要進行定期的清洗，定期對主機內(nèi)部進行灰塵的清理，同時在主機拆除的過程中要注重避免安裝過程中的零件出現(xiàn)缺少，避免把多的部件、雜物留在主機內(nèi)部，從而造成機器的短路，影響主機的正常運行[2]。主板在日常過程中也需要注意避免灰塵，同時注意正確的計算機方式，避免主板的燒毀，避免在正常運行的情況下突然拔掉電源，可能會導(dǎo)致主板發(fā)生故障。
4.2硬盤、光盤維護
醫(yī)院信息科數(shù)據(jù)信息的主要存儲裝置就是硬盤，對此要注意避免硬盤發(fā)生格式化，導(dǎo)致影片中的各種信息的丟失。硬盤在計算機日常工作中一直處于高速運轉(zhuǎn)狀態(tài)，從而硬盤自身最易受到損害，對此要注重對硬盤的日常維護，避免讓硬盤長時間處于高速運轉(zhuǎn)狀態(tài)。在不使用計算機時，可以對設(shè)備進行關(guān)機，讓硬盤保持定時的休息。外部光盤需要定期進行清潔，保持光盤的干凈，從而延長光盤的使用壽命。
4.3鼠標、鍵盤外部硬件設(shè)施的維護
計算機外部的硬件設(shè)備包括鼠標和鍵盤，其作為計算機的輸入和輸出裝置，是使用計算機的重要工具，在日常使用過程中就需要注重對其的維護工作。其中在日常使用鼠標過程中，需要避免采用過大的力來去觸碰，同時還要為鼠標配備鼠標墊，從而減少使用中鼠標的磨損程度，同時在實使用鼠標過程中，需要避免對鼠標進行長時間的按壓，避免鼠標發(fā)生損害。鍵盤在使用過程中，需要保持鍵盤的清潔，對鍵盤進行定期清潔，同時為鍵盤配備鍵盤膜，避免鍵盤中灰塵的進入[3]。對于計算機顯示屏的保護，在日常運行中，同樣需要定期對屏幕進行清潔，平時在不使用的時候用電腦罩進行遮蓋，從而防治灰塵進入電腦內(nèi)部，做到有效保護計算機。
5結(jié)束語
綜上所述，醫(yī)院中計算機技術(shù)的應(yīng)用，給醫(yī)院的日常管理工作帶來了極大的便捷，提高了醫(yī)院的日常工作效率。計算機技術(shù)在日常管理應(yīng)用中，需要注重對計算機硬件的維護，避免計算機硬件出現(xiàn)問題，從而導(dǎo)致醫(yī)院工作效率的降低。在醫(yī)院中信息科是醫(yī)院設(shè)備系統(tǒng)的核心，需要加強對計算機硬件的管理和維護，保證醫(yī)院工作效率的提高。
參考文獻
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[2]朱慧.醫(yī)院信息中心計算機硬件維護的有效措施[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（20）：93.
關(guān)鍵詞：層次化計算機硬件實驗課程體系；開放實驗平臺；項目驅(qū)動實踐教學(xué)；過程式考評機制
文章編號：1672-5913（2013）03-0050-04
中圖分類號：G642
計算機硬件系列實驗課程主要從邏輯和應(yīng)用兩個方面對計算機硬件的基本原理、應(yīng)用方法進行教學(xué)，其目的是在學(xué)生學(xué)習(xí)硬件抽象理論的同時，通過教師演示或?qū)W生親自動手實驗，直觀地驗證計算機硬件的基本原理和工作機制，培養(yǎng)學(xué)生在應(yīng)用技能方面的實踐創(chuàng)新能力。因此，計算機硬件系列實驗課程在高校計算機教學(xué)中占據(jù)非常重要的位置。
1 問題分析
當(dāng)前，計算機硬件實驗課程教學(xué)主要存在以下幾個方面的問題：
1）思想上“重軟輕硬”。不少學(xué)生認為硬件實驗課程只是驗證計算機硬件的工作原理，對學(xué)習(xí)軟件知識，進行軟件開發(fā)沒有幫助；或者認為硬件實驗完成的多少無礙大局，因此在硬件實驗課程上缺乏主動性。
2）實驗教學(xué)內(nèi)容陳舊。當(dāng)今計算機硬件技術(shù)飛速發(fā)展，而硬件理論和實驗教材均稍顯落后，實驗設(shè)備老化，實驗內(nèi)容陳舊，很多新理論新技術(shù)沒有融入到實驗課程中。
3）實驗課程體系缺乏系統(tǒng)性和科學(xué)性的規(guī)劃。由于計算機硬件實驗課程包含了眾多的基礎(chǔ)知識、基本思想、基本方法，課程之間不僅存在前后銜接的層次關(guān)系，而且存在著相互滲透的交叉關(guān)系，計算機硬件實驗課程之間和課程知識點之間內(nèi)容銜接比較緊密。但各門課程的任課教師按照教學(xué)大綱獨立授課，過分強調(diào)某一門課的完整性和獨立性，忽略了課程之間的內(nèi)容銜接和整體優(yōu)化，內(nèi)容重復(fù)的現(xiàn)象時有發(fā)生。加之有些課程的先修課并未放到培養(yǎng)計劃中，造成前導(dǎo)知識斷層，致使學(xué)生的硬件知識體系不系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)不健全、實驗技能不全面，無形中給學(xué)生學(xué)習(xí)計算機硬件課程和軟件課程制造了障礙，影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
4）對創(chuàng)新性實驗認識不足。計算機硬件實驗不能僅僅停留在通過基礎(chǔ)類實驗驗證計算機硬件的工作原理這一最低要求上，還要通過綜合類實驗讓學(xué)生完成一些綜合性系統(tǒng)設(shè)計，更需要拓展視野，完成一些開創(chuàng)性的設(shè)計，培養(yǎng)科學(xué)探索精神和素養(yǎng)。
5）實驗室的開放程度不高。目前國內(nèi)多數(shù)高校的計算機硬件實驗室為限制性集中管理，學(xué)生進行集體實驗，不能滿足學(xué)生個人實驗需求，實驗設(shè)備共享和利用程度不高。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)存在時間和空間的限制等問題，這些都嚴重影響了硬件實驗課程教學(xué)效果的提高和專業(yè)人才培養(yǎng)的質(zhì)量，限制了學(xué)生完成硬件實驗的能力，降低了實驗興趣。
6）缺乏科學(xué)的實驗、實訓(xùn)成績評價方法。計算機硬件實驗、實訓(xùn)成績過度依靠教師現(xiàn)場觀察進行打分，導(dǎo)致實驗指導(dǎo)教師工作量繁重，實驗抄襲現(xiàn)象時有發(fā)生，缺乏統(tǒng)一評價標準，降低了考核成績的公正和客觀性。
針對以上問題，計算機教育專家們提出了許多計算機硬件實驗課程改革創(chuàng)新性的建議，但多傾向于從某一側(cè)面解決問題。計算機硬件實驗教學(xué)改革需要統(tǒng)籌規(guī)劃，兼顧課程體系、實驗平臺、實踐模式和評價方法各個方面。
計算機硬件實驗課程的重要性不言而喻，它對于培養(yǎng)學(xué)生實際動手能力、工程實踐能力及開發(fā)創(chuàng)新能力具有特別重要的意義。隨著電子技術(shù)和社會經(jīng)濟的發(fā)展，計算機科學(xué)與技術(shù)和電子科學(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，加強計算機硬件實驗課程的建設(shè)、硬件課程體系新的實驗平臺的建設(shè)顯得越來越重要和必要。為了培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，有必要對計算機硬件實驗課程體系進行更系統(tǒng)、更深層次的教學(xué)改革。
2 融合各門計算機硬件實驗課程
傳統(tǒng)的計算機硬件實驗課程的主要任務(wù)是驗證計算機的工作原理，以配合對應(yīng)的計算機硬件理論課程，忽略了各實驗課程間的融合性，而且課程內(nèi)的各個實驗之間的融合也不夠緊密，而技術(shù)的發(fā)展需要軟硬結(jié)合、軟件硬化或交融。硬件實驗課程教學(xué)任務(wù)不但要學(xué)生了解計算機結(jié)構(gòu)、工作原理，而且要掌握計算機維護技術(shù)，能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。
因此，計算機硬件實驗課程群應(yīng)以“培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才，注重計算機實踐能力培養(yǎng)”為核心進行建設(shè)。按照計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)方案的要求，將課程群中各門課程的授課、討論、實踐、考核、教材等教學(xué)環(huán)節(jié)作為一個整體進行統(tǒng)籌優(yōu)化，融合各課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容，形成一個完整的體系。這樣就能使學(xué)生較容易地理解和掌握課程的重點內(nèi)容，理解課程間的連續(xù)性，使所學(xué)的知識形成一個完整的體系。
按照培養(yǎng)方案，對課程群內(nèi)各課程的安排順序、授課內(nèi)容、授課重點、授課計劃等按照計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)方案的要求和社會對人才的需求進行調(diào)整和整合，形成包含基礎(chǔ)層、系統(tǒng)層和應(yīng)用層的層次化課程體系（如圖1所示，其中標*的課程為核心課程）。修訂教學(xué)大綱，協(xié)調(diào)各門課程的內(nèi)容，避免同一內(nèi)容在多門課程重復(fù)講授；適當(dāng)引入新概念、新技術(shù)；注重課程之間的內(nèi)容側(cè)重和無縫銜接。
在基礎(chǔ)層，講授模擬電路和數(shù)字電路分析與設(shè)計，讓學(xué)生掌握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)。在系統(tǒng)層，讓學(xué)生掌握現(xiàn)代計算機組成結(jié)構(gòu)、工作原理、實現(xiàn)方式和設(shè)計方法，能夠再現(xiàn)和設(shè)計簡單指令系統(tǒng)、CPU和完整的計算機硬件系統(tǒng)。在應(yīng)用層，讓學(xué)生掌握計算機應(yīng)用系統(tǒng)（包括硬件電路、應(yīng)用軟件）設(shè)計方法，能夠設(shè)計實際的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)。
3 建設(shè)共享和開放的計算機硬件實驗平臺
當(dāng)前，計算機硬件實驗主要通過集體實驗來完成。由教師布置，學(xué)生準備，在固定時間集中到實驗室完成，最后提交實驗報告。這種途徑不能充分滿足學(xué)生的個性化實驗需求。
此外，一些實驗室采用分散預(yù)約和集體實驗相結(jié)合的實驗方式，學(xué)生可以在任何地點、任何時間通過網(wǎng)絡(luò)進入實驗網(wǎng)站進行預(yù)約，提前準備實驗內(nèi)容，寫好實驗報告的“靜態(tài)”（實驗項目、原理、內(nèi)容、設(shè)備等）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。這種方式較為靈活，一定程度上提高了實驗室的利用率和實驗效率，但在實驗資源有限的情況下依然不能解決供需矛盾。
近年來，利用多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行虛擬教學(xué)和虛擬實驗已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)研究的一個熱點。虛擬教學(xué)可模擬進行演示、探索、游戲。利用簡易型虛擬現(xiàn)實技術(shù)表現(xiàn)某些系統(tǒng)（自然、物理、社會）的結(jié)構(gòu)和動態(tài)，為學(xué)生提供一種可供體驗和觀測的環(huán)境。虛擬實驗室概念是由美國弗吉尼亞大學(xué)教授William Wolf于1989年首先提出的，它描述了計算機網(wǎng)絡(luò)化的虛擬實驗環(huán)境，致力于構(gòu)筑一個綜合不同工具和技術(shù)的信息化、網(wǎng)絡(luò)化的集成環(huán)境。在這個環(huán)境里，實驗員可以非常有效地利用世界上分布的各種數(shù)據(jù)、信息、儀器設(shè)備及人力等資源。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)建基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬實驗，將有效緩解很多院校在經(jīng)費、場地、器材等方面普遍面臨的困難和壓力，而且開展網(wǎng)上虛擬實驗教學(xué)能夠突破傳統(tǒng)實驗對“時、空”的限制，無論是學(xué)生還是教師，都可以自由地、無顧慮地隨時隨地上網(wǎng)進入虛擬實驗室，操作儀器，進行各種實驗，有助于提高實驗教學(xué)質(zhì)量。
4 改革創(chuàng)新計算機硬件實驗和實訓(xùn)
計算機硬件實驗教材中對一些重要原理的有關(guān)實驗大多是驗證性的，即先通過教師演示，然后學(xué)生再現(xiàn)計算機硬件各個器件的工作。目前的計算機硬件實驗儀器生產(chǎn)廠商多提供這種封閉性實驗儀器，雖然利于教學(xué)，但是僅支持基礎(chǔ)類實驗，實驗內(nèi)容固定，實驗?zāi)康膯我唬瑪U展性不足，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
針對以上驗證性基礎(chǔ)類實驗的問題，綜合類實驗也納入到了計算機硬件實驗?zāi)Ｊ街小＿@類實驗需要綜合多個知識點，對所學(xué)內(nèi)容的綜合運用，一般作為考試型或課程設(shè)計實驗項目安排，目的在于充分發(fā)揮學(xué)生的潛在能力，拓展思維空間，考查學(xué)生運用綜合知識，進行規(guī)劃、設(shè)計、組織以及調(diào)試運行的能力；也可以作為學(xué)生課外開放實驗的選題項目，一定程度上滿足學(xué)生開展課程設(shè)計和課外創(chuàng)新實踐活動的需要。
對任何一所大學(xué)來說，本科教育始終是學(xué)校辦學(xué)的主體和基礎(chǔ)。在有條件的大學(xué)開展本科生科研，培養(yǎng)本科生的科研意識，鼓勵本科生及早進入研究領(lǐng)域，是培養(yǎng)具有實踐能力和創(chuàng)新能力的本科人才的一個十分重要的途徑。因此，創(chuàng)新成為實踐環(huán)節(jié)的更高要求，其實現(xiàn)途徑成為實驗?zāi)Ｊ窖芯康男抡n題。
5 建立完善科學(xué)的計算機硬件實驗成績評價機制
在高校計算機課程教學(xué)過程中，實驗成績是學(xué)生實踐能力的綜合反映，也是一個綜合評價問題。在教學(xué)實驗中如何科學(xué)地、合理地判定學(xué)生的實驗成績，有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和積極性，發(fā)現(xiàn)和挖掘?qū)W生在教學(xué)實驗中的潛能是從事實踐教學(xué)的高校教師所探討的課題。
計算機硬件實驗成績的評價不同于軟件，需要結(jié)合具體的實驗設(shè)備進行考核，其考核形式包括單項實驗驗收式、實驗報告驗收式、綜合實驗考試式等，考核教師的工作量巨大。考核過程中，成績的評定人為因素較嚴重，過分依賴于考核教師。另外，實驗考核中也存在抄襲現(xiàn)象，僅僅通過實驗報告形式考核欠科學(xué)公正。因此，計算機硬件實驗成績的考核需要規(guī)范化、量化。
為了減輕考核教師的工作負擔(dān)，可以用“優(yōu)秀”“良好”“中等”“及格”“不及格”來分等級衡量。等級制成為首選的評定方法。但該評價標準較為模糊，而評價學(xué)生實驗成績的因素是多元的，并沒有完全客觀的標準，通常難以定量衡量。如果直接進行定量分析，如僅給出一個成績，很難科學(xué)合理地反映學(xué)生的綜合能力及水平，也就難以對其學(xué)習(xí)進行正確的評價。
指標制則對等級制進一步細化，將考核指標化，如表1所示。
可以進一步限定指標的分值比重和等級的分數(shù)范圍，實現(xiàn)考評的量化。通過在線評測系統(tǒng)登記考評結(jié)果，實現(xiàn)對實驗成績的規(guī)范管理，可提高實踐教學(xué)的指導(dǎo)效率，更準確及時地調(diào)整實驗內(nèi)容和難度，更有效地杜絕或減少互相抄襲，更客觀公正地考核成績，從而調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生的動手能力。
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)者也認為,計算機專業(yè)的學(xué)生可以“只要用鍵盤、鼠標就能演奏出各種美妙的音樂”。這種認識對于我國培養(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。
[關(guān)鍵詞]計算機；硬件系統(tǒng)；維護；保養(yǎng)
硬件系統(tǒng)是計算機設(shè)備的重要組成部分，其運行狀態(tài)對于計算機的運行性能和使用壽命有著直接的影響，通過對計算機硬件系統(tǒng)進行科學(xué)合理的維護和保養(yǎng)，有助于降低計算機故障率，延長計算機設(shè)備的使用壽命。為此，應(yīng)仔細分析計算機硬件系統(tǒng)的影響因素，有針對性地對計算機硬件系統(tǒng)進行維護和保護，不斷提高計算機的穩(wěn)定性和可靠性。
一、影響計算機硬件系統(tǒng)的主要因素
1、外部因素
計算機設(shè)備長時間處于運行狀態(tài)，內(nèi)部零器件會釋放大量熱量，若散熱不及時，很容易燒壞計算機硬件系統(tǒng)。同時，電壓不穩(wěn)對于計算機硬件系統(tǒng)的運行也具有較大影響，一方面容易損壞電源，另一方面造成硬件系統(tǒng)電路短路[1]。另外，計算機硬件系統(tǒng)內(nèi)部元器件各方面性能下降，逐漸發(fā)生老化，直接影響計算機的使用性能。
2、內(nèi)部因素
計算機硬件系統(tǒng)內(nèi)部零器件質(zhì)量較差，如一些硬件元件脫焊、虛焊、腐蝕等，造成計算機硬件系統(tǒng)發(fā)生漏電、觸點被氧化、電路板銅斷等。
3、人為因素
在計算機設(shè)備運行過程中，人為因素也是影響硬件系統(tǒng)穩(wěn)定性的一個重要因素，很多計算機用戶在使用過程中，不重視計算機硬件系統(tǒng)的管理和維護，亂改亂調(diào)、亂拆亂卸[2]，導(dǎo)致計算機硬件系統(tǒng)元件損壞或者丟失。并且，一些計算機用戶在發(fā)現(xiàn)計算機運行出現(xiàn)故障時，使用蠻力拆解計算機設(shè)備，造成硬件系統(tǒng)電路損壞，這些都嚴重影響了計算機設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性。
二、計算機硬件系統(tǒng)維護措施
1、硬盤故障維護
硬盤故障是一種常見的計算機故障，主要表現(xiàn)為計算機無法快速、正確的識別硬盤，一旦計算機發(fā)生硬盤故障，計算機用戶應(yīng)仔細檢查計算機的電源線和數(shù)據(jù)線是否脫落或者是否連接緊密，及時將計算機電源線裝好，保持硬盤扁平信號穩(wěn)定，并且按照計算機硬件系統(tǒng)運行要求，將硬盤合理插接起來，防止出現(xiàn)矛盾或者沖突，若計算機CM-ROM和計算機IDE接口插接在一起，可使用一些數(shù)據(jù)線重新進行插接，重新啟動計算機檢查是否能夠正常運行，若計算機仍然無法正常運行，用戶應(yīng)及時更換新硬盤。
2、聲卡和顯卡故障維護
為了保護計算機聲卡，用戶對計算機進行語音操作時，應(yīng)避免帶電進行，插入或者拔出耳機時，盡量將計算機電源關(guān)閉，避免損壞計算機硬件系統(tǒng)。同時，顯卡在計算機硬件系統(tǒng)內(nèi)部位于散熱的重點區(qū)域，一旦計算機顯卡出現(xiàn)故障，應(yīng)仔細檢查計算機溝槽中的顯卡，尤其是先檢查顯卡插座和計算機顯示器信號線接頭是否接觸良好，在平時使用計算機時，應(yīng)定期檢查計算機顯卡風(fēng)扇，注意風(fēng)扇運轉(zhuǎn)是否發(fā)出摩擦或者產(chǎn)生噪聲，及時清掃灰塵和污漬[3]，使計算機保持良好散熱。
3、內(nèi)存故障維護
計算機開啟后，顯示器顯示錯誤信息或者沒有畫面，無法正常進入操作系統(tǒng)，并且發(fā)出嘟嘟的聲音，可判斷為計算機內(nèi)存卡出現(xiàn)故障。計算機用戶可關(guān)閉電源，把計算機機箱拆解開，取出內(nèi)存條，對計算機進行開機檢測，仔細檢查內(nèi)存卡中的哪一個內(nèi)存條發(fā)生故障，做好維護處理。內(nèi)存卡檢查完成后，將內(nèi)存卡準確穩(wěn)定地插在計算機溝槽中，保障接觸良好。
4、CPU故障維護
計算機長時間運行過程中會釋放大量熱量，如果無法及時將熱量快速散發(fā)出去，溫度過高很容易導(dǎo)致計算機CPU發(fā)生故障，使得計算機運行緩慢、運行不暢，嚴重影響計算機硬件系統(tǒng)的運行性能，大量熱量散熱不暢很容易燒壞計算機CPU。因此，在日常的計算機使用過程中，用戶應(yīng)做好計算機系統(tǒng)散熱處理，尤其是炎熱的夏天，用戶應(yīng)定期清理計算機排風(fēng)扇，或者在計算機設(shè)備上安裝一個自動電風(fēng)扇，幫助計算機快速散熱。
5、電源故障維護
計算機開啟后，電風(fēng)扇不轉(zhuǎn)動、指示燈也不閃爍，無法正常運行，可判斷為計算機電源故障。計算機電源故障主要是由于啟動按鈕接觸不良、電源短路或者電源被燒壞等原因造成的，當(dāng)發(fā)生這種故障時，用戶應(yīng)仔細檢查計算機電源情況，檢查計算機硬件系統(tǒng)通電是否正常，檢查計算機系統(tǒng)導(dǎo)線接頭和電源插頭是否連接緊密，若這些都正常，有可能是計算機電源損壞，用戶可重新更換一個電源。
三、計算機硬件系統(tǒng)保養(yǎng)技術(shù)
1、正確使用計算機
用戶在使用計算機時，應(yīng)了解一些基本知識和常識，例如，盡量避免在雷雨天氣使用計算機，避免計算機設(shè)備遭受雷擊。同時，在靠窗戶的位置擺放計算機，使計算機設(shè)備保持良好通風(fēng)，更主要的是用戶應(yīng)養(yǎng)成正確的計算機使用習(xí)慣，確保計算機設(shè)備正常運行，例如，先打開電源，在電壓穩(wěn)定以后再開啟計算機，關(guān)閉計算機時，最好通過計算機系統(tǒng)進行關(guān)機，避免直接操作主機按鈕，確保計算機硬件系統(tǒng)的使用性能，延長使用壽命。
2、定期檢查，保持清潔
計算機最佳的運行溫度是15～28攝氏度，若外界溫度較高，會影響計算機正常散熱，嚴禁陽光直接照射計算機設(shè)備，造成計算機硬件系統(tǒng)元件老化，影響計算機的穩(wěn)定性和可靠性。同時，合理控制計算機運行環(huán)境的濕度，若空氣過于干燥，很容易導(dǎo)致計算機硬件系統(tǒng)產(chǎn)生靜電，從而損壞硬件元件，若空氣濕度較大，計算機硬件系統(tǒng)電路板很容易發(fā)生銹蝕或者發(fā)霉[4]，導(dǎo)致電路板斷路或者短路，因此，用戶可使用空調(diào)設(shè)備合理控制計算機運行環(huán)境的溫度和濕度，確保計算機處于良好運行狀態(tài)。
3、加強日常維護保養(yǎng)
計算機顯示器很容易積聚大量灰塵，用戶在日常使用過程中應(yīng)做好顯示器的除塵和防塵工作，在不使用計算機時，使用干凈的布或者防塵罩將顯示器蓋起來，關(guān)閉計算機顯示器后，可使用專業(yè)的除塵布和除塵液仔細擦拭顯示器，盡量避免使用酒精或者水進行擦拭，從而損壞顯示器。
結(jié)束語
為了使計算機始終處于良好運行狀態(tài)，應(yīng)結(jié)合計算機硬件系統(tǒng)的影響因素，掌握計算機的故障維護方法和基本使用常識，采用科學(xué)合理的計算機硬件系統(tǒng)維護措施，延長計算機使用壽命，做好日常的保養(yǎng)，長期堅持，提高計算機的運行效率。
參考文獻
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[2]王穎.淺談計算機硬件的維護與管理策略[J].計算機光盤軟件與應(yīng)用，2012，16：141-142.
關(guān)鍵詞：計算機；硬件；課程體系；實踐教學(xué)
中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2013）04-0045-02
硬件課程是計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程的重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生實踐探索興趣、科學(xué)研究素養(yǎng)、工程創(chuàng)新能力、團隊協(xié)作精神的重要手段。在教育部實施的高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程中，提出要大力推進高校教學(xué)的改革與創(chuàng)新。通過深入分析國家人才培養(yǎng)需求、國家科技計劃需求、學(xué)科建設(shè)需求、地方區(qū)域建設(shè)需求以及計算機科學(xué)與技術(shù)發(fā)展需求，在計算機專業(yè)建設(shè)過程中，不斷完善硬件課程體系結(jié)構(gòu)，課題組從確定課程群、定位具體課程入手，通過對知識單元劃分和重組，整合了硬件課程的教學(xué)內(nèi)容，改革了硬件課程的實驗方式，對計算機專業(yè)課程體系進行了優(yōu)化，取得了良好的效果。
一、計算機專業(yè)硬件課程體系的建立
計算機硬件技術(shù)是計算機領(lǐng)域不可缺少的支柱技術(shù)，計算機硬件課程主要為學(xué)生講述計算機硬件的基本原理和使用方法，為學(xué)生在硬件方面奠定扎實的理論基礎(chǔ)。這些年的就業(yè)形勢顯示，計算機行業(yè)最緊俏的人才是能夠綜合應(yīng)用軟件和硬件進行系統(tǒng)研發(fā)的工程師。因此，黑龍江大學(xué)計算機科學(xué)技術(shù)學(xué)院很早就發(fā)現(xiàn)了課程建設(shè)，尤其是計算機專業(yè)硬件課程體系建設(shè)的重要性，并一直致力于此。
黑龍江大學(xué)計算機科學(xué)技術(shù)學(xué)院自2008年以來，從核心課程教學(xué)改革的研究入手，結(jié)合本科專業(yè)人才培養(yǎng)方案修訂，根據(jù)學(xué)院的實際情況，參照《高等學(xué)校計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)核心課程教學(xué)實施方案》，針對人才培養(yǎng)目標的不同，按照科學(xué)型、工程型的不同教學(xué)要求，重新修訂了學(xué)院現(xiàn)有的人才培養(yǎng)方案，對教學(xué)及實驗教學(xué)內(nèi)容進行了重新定位，以知識點為最小知識粒度，安排相應(yīng)的教學(xué)實施方案。之后，課題組意識到硬件課程群建設(shè)的必要性和緊迫性[1]，一致認為應(yīng)該將數(shù)字邏輯、電子技術(shù)、計算機組成與結(jié)構(gòu)、計算機體系結(jié)構(gòu)和微機原理與接口的一系列課程整合成為一個課程群，并將其與C、C++、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計算機算法、操作系統(tǒng)等一些軟件課程的先后給以排序，理清了計算機專業(yè)硬件課程體系的基本課程順序。2010年，黑龍江大學(xué)計算機科學(xué)技術(shù)學(xué)院在原有基礎(chǔ)上采用EDA技術(shù)為計算機專業(yè)硬件類實驗課程提供平臺基礎(chǔ)，圍繞計算機專業(yè)硬件課程體系，課題組通過重組實驗教學(xué)環(huán)境，按照實驗的難度和課程內(nèi)容設(shè)計配套的實驗內(nèi)容，構(gòu)建反映當(dāng)今計算機科學(xué)技術(shù)水平和加強學(xué)生工程實踐能力培養(yǎng)的系列實驗課程教學(xué)新體系。
二、計算機專業(yè)硬件課程體系的構(gòu)成
2005年，ACM（美國計算機機械協(xié)會）和IEEE/CS（國際電氣電子工程師協(xié)會計算機學(xué)會）聯(lián)合提交了CC2005，該報告從學(xué)術(shù)的視角，將計算學(xué)科分為計算機科學(xué)（CS）、計算機工程（CE）、軟件工程（SE）、信息技術(shù)（IT）、信息系統(tǒng)（IS）等5個專業(yè)學(xué)科，并針對本科生的教育，提出相應(yīng)的知識領(lǐng)域、知識單元和知識點，給出相應(yīng)的參考教育計劃和課程設(shè)置[2]。課題組以此為藍本，結(jié)合學(xué)院的實際情況，確定了計算機硬件課程體系中的主干課程：（1）電子技術(shù)；（2）數(shù)字邏輯；（3）匯編語言；（4）計算機組成原理；（5）微機原理與接口。計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程群：（1）單片機原理與嵌入式技術(shù)；（2）計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；（3）多核程序設(shè)計；（4）嵌入式程序設(shè)計。具體構(gòu)成如圖所示。
三、整合課程內(nèi)容，優(yōu)化課程體系
課題組在計算機專業(yè)硬件課程體系建設(shè)的過程中發(fā)現(xiàn)，硬件系列課程之間存在著很強的邏輯關(guān)系。從知識結(jié)構(gòu)上看，計算機硬件系列課程是構(gòu)成計算機系統(tǒng)知識中物理結(jié)構(gòu)及體系結(jié)構(gòu)的完整知識模塊。從教學(xué)角度上看，需要從全局考慮，將其作為一個整體統(tǒng)一安排，而在體系內(nèi)部，可以按照知識單元和知識點進行更深程度的細化和分類，并逐一整合。這樣既可以更好地明確各門課程之間在教學(xué)上的協(xié)調(diào)，又保證了硬件課程體系的整體性和系統(tǒng)性。
以“計算機組成原理”這門課程為例。在運算器基本原理部分涉及 “數(shù)字邏輯”課程中所講授的組合邏輯電路、時序邏輯電路；在存儲系統(tǒng)部分涉及“操作系統(tǒng)”的虛擬存儲器的知識；在指令系統(tǒng)部分涉及 “匯編語言”的知識；在控制器部分涉及“計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”中關(guān)于流水線的知識；在I/O系統(tǒng)部分涉及 “微機原理與接口”的中斷技術(shù)的知識。如果不將課程設(shè)置方案具體落實到知識點的整合和重組，任課教師就無法把握好教學(xué)的重點，學(xué)生也不能真正從整體的層次上把握系統(tǒng)的構(gòu)建和各個部分的設(shè)計方法、原則。
課題組根據(jù)目前的社會需求和學(xué)院的實際情況，以課題梯隊為核心，重組了計算機硬件系列課程體系，由主講教師負責(zé)組織課程梯隊教師的集體研討，修訂教學(xué)大綱，對教學(xué)及課程實踐內(nèi)容進行定位，對相互重疊、重復(fù)、交叉的教學(xué)內(nèi)容進行整合優(yōu)化之后，基本做到了課程之間的無縫銜接，即前導(dǎo)知識無斷層，同時也避免了課程內(nèi)容重復(fù)講授的現(xiàn)象，形成了一套銜接合理、重點突出、層次分明的課程體系。
四、加強實踐教學(xué)，拓展學(xué)生能力
圍繞計算機專業(yè)硬件課程體系，課題組系統(tǒng)地整理了計算機專業(yè)硬件課程的內(nèi)在聯(lián)系，從實驗結(jié)構(gòu)角度出發(fā)，整體考慮計算機系統(tǒng)設(shè)計和控制應(yīng)用的要求，設(shè)計出階段性、模塊化、系統(tǒng)化、遞進層次的實驗教學(xué)內(nèi)容。
課題組采用EDA技術(shù)，就計算機專業(yè)硬件實踐課程的特點以及EDA技術(shù)的優(yōu)勢，改革現(xiàn)有實驗方式，結(jié)合Quartus Ⅱ軟件，利用VHDL語言和Verilog HDL語言，除完成計算機專業(yè)硬件基礎(chǔ)課程之外，還支持FPGA設(shè)計（Field-Programmable Gate Array，現(xiàn)場可編輯門陣列），使計算機專業(yè)硬件課程實踐教學(xué)方式發(fā)生質(zhì)的變化，極大程度地減小了軟件系統(tǒng)對硬件系統(tǒng)擴展性的制約，減少了軟件系統(tǒng)對硬件系統(tǒng)的依賴，為計算機專業(yè)硬件課程體系的建設(shè)提供了平臺支持，打下了堅實基礎(chǔ)。
由于EDA技術(shù)中采用從上向下的設(shè)計理念，使得電路的設(shè)計具有很強的邏輯性，也提高了學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力，成就感也提高了學(xué)生對計算機專業(yè)硬件課程學(xué)習(xí)的積極性和主動性。新增的硬件綜合實驗環(huán)節(jié)，學(xué)生可以綜合運用所學(xué)到的知識和EDA技術(shù)，通過理論設(shè)計、邏輯分析、仿真分析、模擬分析，最終設(shè)計出實際的電路。在整個硬件綜合實驗過程中，所涉及的知識面廣，實驗內(nèi)容的動態(tài)性、實時性和綜合性較強，使學(xué)生的創(chuàng)新意識和工程實踐能力得到了極大的提高。課題組根據(jù)學(xué)生的實際情況，創(chuàng)造性地選擇和設(shè)計實驗題目，對硬件系列課程實驗進行精心編排和設(shè)計，極大地改善了硬件實驗課程的教學(xué)效果，以學(xué)生系統(tǒng)、全面地掌握硬件知識為目的，強化了學(xué)生對知識的運用能力、解決實際問題的能力，以及動手能力和創(chuàng)新能力。
通過幾年的探索與實踐，黑龍江大學(xué)計算機科學(xué)技術(shù)學(xué)院計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的硬件課程體系建設(shè)取得了一定的成效，主要解決了計算機專業(yè)硬件課程之間的定位問題，從整合優(yōu)化相關(guān)知識點的角度出發(fā)重組了課程的教學(xué)內(nèi)容；采用EDA技術(shù)，結(jié)合Quartus Ⅱ軟件，利用VHDL語言和Verilog HDL語言實現(xiàn)計算機專業(yè)硬件綜合實驗，建設(shè)了具有系統(tǒng)性、科學(xué)性及先進性的計算機專業(yè)硬件系列課程體系。在今后的工作中，學(xué)院將從增設(shè)計算機硬件綜合課程、加強硬件師資隊伍建設(shè)、改進教學(xué)方法和教學(xué)手段等方面入手，進一步完善計算機專業(yè)硬件系列課程體系，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，滿足未來用人單位的具體要求，為社會培養(yǎng)出合格的計算機專業(yè)人才。
參考文獻：
[1]吳衛(wèi)江，趙建輝，劉博.也談計算機硬件課程群建設(shè)
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[2]ACM/IEEE Joint Task Force on Computing Curricula.
摘要：計算機硬件知識的教與學(xué)對于計算機專業(yè)的學(xué)生來說重要性是不言而喻的。由于教學(xué)資源缺乏，所以在教學(xué)實踐中學(xué)生很難在掌握理論的基礎(chǔ)上進行操作演練，這都給下一步深度教學(xué)增加很大難度，因此我們要廣開思路尋找適合當(dāng)前教學(xué)境況的創(chuàng)新教學(xué)方法。
關(guān)鍵詞：計算機；硬件組裝；教學(xué)方法
計算機硬件組裝與維護課程是計算機應(yīng)用技術(shù)的一門重要基礎(chǔ)課程，其主要任務(wù)是使學(xué)生了解計算機各種部件的分類、性能、選購方法，理解各主要部件工作原理、硬件結(jié)構(gòu)、軟件安裝、相互聯(lián)系和作用，并能掌握微型計算機的組裝與簡單故障的維修方法。
由于計算機硬件安裝強調(diào)的是動手能力，按時以往傳統(tǒng)的教學(xué)模式，只能是紙上談兵。例如教師在講述CPU相關(guān)知識時往往要把CPU結(jié)構(gòu)、功能、原理做為重點來講，而這些知識對職業(yè)學(xué)生以后的就業(yè)幾乎沒有任何作用，而對CPU的種類、廠家、性能、與其它部件的搭配等，這些對職業(yè)學(xué)生將來就業(yè)有用的，則介紹得不多。學(xué)生對這些理論并不是很感興趣，也很難記住這些知識，而等到他們就業(yè)時，這些理論已經(jīng)過時了。同時由于學(xué)生缺乏動手能力的培養(yǎng)與訓(xùn)練，畢業(yè)后走上工作崗位，即使面臨一些簡單的操作方面的問題也無從下手。相反，我們在一些電腦市場看到的工作人員往往沒有什么計算機學(xué)歷，但是他們對計算機組裝與維修非常熟練。他們通常的經(jīng)驗是：做的多了、熟了，就會了，不需要懂得太多知識。這種現(xiàn)象使我們意識到計算機應(yīng)用技術(shù)更要注重培養(yǎng)學(xué)生的動手操作技能。為此，我們應(yīng)該在計算機應(yīng)用專業(yè)進行大膽探索，引入一種以實際需求為教學(xué)目的的改革教學(xué)模式，培養(yǎng)適應(yīng)社會需求的學(xué)生。
本課程的教學(xué)改革可以用以下的教學(xué)方法：
1．充分運用計算機技術(shù)輔助教學(xué)。由于教學(xué)資源缺乏，那么可以利用3DS MAX虛擬現(xiàn)實的技術(shù)來解決。學(xué)生不光可以在學(xué)校使用這一資源，也可以把這種輔助教學(xué)軟件帶回家進一步學(xué)習(xí)。我們可以用3DS MAX強大的建模功能，建立出計算機中的“CPU”、硬盤、顯卡、主板等核心硬件，并且每一個硬件完全對比真實實物建模，內(nèi)部構(gòu)造也要建模完成，這樣就可以節(jié)省大量資金和使用空間，可能剛開始做這些硬件模型需要一定的時間，但是一勞永逸，這些虛擬的模型造價遠遠低于真實硬件的價格，并能得到同樣的教學(xué)效果。不用像傳統(tǒng)硬件教學(xué)，在使用設(shè)備的時候搬來搬去，只需要一個U盤，你就可以擁有一個計算機硬件設(shè)備實驗室，便于教師隨身攜帶，去不同場合教學(xué)使用。學(xué)生放假也可以把這個“虛擬的硬件實驗室”帶回家，只要有一臺計算機，就可以在家中做練習(xí)，鞏固對知識的掌握。
2．充分運用項目教學(xué)法。在教學(xué)中，以社會的實際需求為標準，主要采用項目教學(xué)來構(gòu)建教學(xué)模式。從學(xué)習(xí)者的角度說，項目教學(xué)是一種學(xué)習(xí)方法，特別適用于學(xué)習(xí)操作類的知識和技能，尤其適用于學(xué)習(xí)計算機應(yīng)用方面的知識和技能。所謂項目教學(xué)法，就是師生通過共同實施一個完整的項目工作而進行的教學(xué)活動，在這是指采取小組討論、協(xié)作學(xué)習(xí)的方式，以實際的任務(wù)來驅(qū)動學(xué)生的學(xué)習(xí)。同時還可采取多種形式來完成各個任務(wù)，比如：行動導(dǎo)向、小組搶答、網(wǎng)上模擬攢機、小組競賽等。行動導(dǎo)向的教學(xué)形式是：每次任務(wù)之前，老師在充分考慮學(xué)生和設(shè)備的安全問題之后，把任務(wù)直接下達給他們，每個小組從任務(wù)的計劃——決策——實施——檢查等各個環(huán)節(jié)都是獨立完成，中途有疑問的，老師給他們提供若干學(xué)習(xí)途徑：實習(xí)報告、網(wǎng)絡(luò)、老師的輔導(dǎo)、小組間的互助等。老師在巡視過程中，不斷記錄存在的問題或及時更正一些不當(dāng)?shù)淖龇ǎW(xué)生的操作過程做適當(dāng)點評，最后由學(xué)生根據(jù)老師的點評繼續(xù)完善任務(wù)。通過完成任務(wù)，應(yīng)用已有知識和掌握新知識，真正做到全面提高學(xué)生的綜合職業(yè)素養(yǎng)。
3．建立虛擬計算機實驗室。由于計算機硬件安裝與維護實踐中設(shè)備容易在操作中損耗，因此，虛擬的計算機硬件設(shè)備最大程度的解決了這些問題，虛擬的設(shè)備是不會有磨損和消耗的。做了錯誤操作，計算機會提示你這樣做的后果，也不會真實地損壞虛擬設(shè)備，這樣極大地方便了剛剛開始入門的硬件維修學(xué)生，他們再也不用擔(dān)心自己損壞硬件設(shè)備了，可以放開手腳地練習(xí)計算機硬件維修技術(shù)。當(dāng)然虛擬硬件設(shè)備同樣也會有一些維護問題。例如計算機病毒是可以損壞虛擬硬件的，但是只要做好備份和計算機軟件常規(guī)維護工作，這些可能的損壞變得很小。比起真實的硬件設(shè)備維護，資金消耗和工作量小得太多。從中我們不難看到虛擬技術(shù)的強大和明顯優(yōu)勢。因為虛擬機是一款軟件，它可以在電腦上模擬出一個虛擬的計算機，但是學(xué)生卻可以像對一臺真正的計算機一樣來對它進行各種操作。
4．采用全面的考核方法。在計算機組裝與維修實操課中，對于每個任務(wù)不是單憑終結(jié)成績
計算機硬件包括六個部分，輸入、輸出設(shè)備、控制設(shè)備、存儲設(shè)備、輔助設(shè)備和運算設(shè)備等。鍵盤、鼠標等構(gòu)成了計算機的輸入設(shè)備由，其主要是通過輸入設(shè)備將外部的信息存放在計算機內(nèi)。打印機、掃描儀、顯示器、顯卡和聲卡等是輸出設(shè)備的主要組成部分，其主要是通過該輸出設(shè)備將計算機上的信息輸出出來。控制設(shè)備的作用是控制和指導(dǎo)計算機的運行。存儲設(shè)備有硬盤、優(yōu)盤、磁盤等。輔助設(shè)備有話筒、攝像頭和耳機等。運算設(shè)備即指處理器，其主要作用是整理、加工和計算信息。這些硬件設(shè)備都屬于計算機的基本構(gòu)造部分，由于這些設(shè)備的相互左右，計算機才能更好的發(fā)揮其作用。
2、計算機的日常管理和維護
2.1使計算機處在清潔的工作環(huán)境中，特別注意不能讓計算機在粉塵多的的環(huán)境中工作，因為粉塵對計算機的電路板的傷害是最大的，所以在實際使用的情況下，必須注意應(yīng)做好計算機防塵的工作；因此，對于計算機機箱內(nèi)的灰塵要做到一個月左右清理一次，計算機的正常運行離不開機器的日常清潔。在除塵操作中，要特別注意以下幾個工作：（1）做好風(fēng)扇的清潔。（2）做好風(fēng)道的清潔。（3）做好板卡金槽、手指、接頭、插座等的清理。（4）做好大規(guī)模集成電路和元器件等引腳處的清理。清理的時候，要用專門的小毛刷或是吸塵器等掃清或吸除灰塵，要仔細檢查元器件是否變色、漏液或變形，觀察引腳是否出現(xiàn)虛焊和潮濕的狀。（5）選擇合適的清潔工具。使用的清理工具，要是防靜電材料制成。如果使用的是金屬材質(zhì)的工具的時候，必須先要切斷計算機的電源，并且提前對清潔工具做好釋放靜電的處置。（6）如果計算機比較潮濕，首先要先把計算機干燥然后在做清潔處理。（7）做好液晶顯示器的清理：禁忌使用酒精等其它化學(xué)溶劑擦拭清潔液晶顯示器屏幕。
2.2注意周圍環(huán)境的溫度，一般來說不低于15℃，不高于30℃的工作環(huán)境較為適合，大于30℃的環(huán)境使電子元器件工作的可靠性降低，對于PC來說，在5℃～40℃的環(huán)境之中存放較為適宜。由于集成電路的集成度高，工作的時候會必定會產(chǎn)生大量的熱，如果計算機的機箱不能及時的散熱，會導(dǎo)致計算機數(shù)據(jù)處理出問題、工作不穩(wěn)定，嚴重時還會燒毀部分的元器件。
2.3在濕度適宜的環(huán)境中使用計算機，濕度過高的環(huán)境會造成線路板和電器件的生誘，腐蝕從而導(dǎo)致線路的接觸不良產(chǎn)生短路，還會使磁盤發(fā)霉導(dǎo)致數(shù)據(jù)不能正常使用；過于干燥的空氣，會使靜電累計過多，從而損壞集成電路，影響到數(shù)據(jù)的存貯和程序的運行。
2.4要讓計算機處于較好的防靜電和電磁干擾的環(huán)境中。磁場會影響存儲設(shè)備，造成磁盤驅(qū)動器的失靈、數(shù)據(jù)顯示和處理紊亂、內(nèi)存信息丟失，嚴重的會消除磁盤上的數(shù)據(jù)。
3、計算機硬件的故障檢修
3.1計算機硬件故障的分類。計算機硬件故障大致包括先期、中期和后期故障三類。由于計算機硬件的故障類型不同，導(dǎo)致特點都不一樣，先期故障指的是工藝性的問題和計算機硬件質(zhì)量問題；因為硬件的元器件質(zhì)量不好產(chǎn)生的一般是中期故障的特點，主要是電源問題；后期故障是由于設(shè)備老化而造成的，特征不明顯，需要由生產(chǎn)廠家等專業(yè)人員才能排除故障。
3.2計算機硬件故障的原因分析。計算機硬件故障包括人為原因和內(nèi)、外部原因。人為原因指的是由于人為的改造或裝拆的造成的硬件的損壞。由于計算機硬件的性能不好、質(zhì)量差等因素而造成的計算機使用壽命縮短指的是計算機硬件故障中的內(nèi)部原因。外部原因則是指當(dāng)用戶使用計算機硬件的時候，其所處的環(huán)境或外部條件對計算機硬件的損害，例如由于用戶使用計算機的電壓不穩(wěn)而損害計算機電源的壽命，老化的計算機元件等，都會直接影響到計算機硬件的性能。
3.3計算機硬件故障的維修方法。（1）常規(guī)的硬件檢查。進行檢查時，第一步先打開硬件設(shè)備的后蓋，檢查硬件是否有燒壞、斷路、破壞、磨損、形變等不良現(xiàn)象，然后將設(shè)備通電，在與電源連接的條件下檢查設(shè)備是否有火星、異味等狀況。短路問題，常見的包括電路板上油垢等引發(fā)的短路以及芯片和線路引線之間造成的短路，此外，散熱板和金屬底板等碰觸也可能引發(fā)短路故障；漏電現(xiàn)象，一般指的是人們能覺察到的漏電，例如電解液外流，高壓元器件漏電，電容發(fā)熱等現(xiàn)象，一般是由于引線和線路間的塵埃或水汽霧等而造成打火和漏電；斷線現(xiàn)象，一般表現(xiàn)為電源線斷線，線路板斷裂，保險絲熔斷以及晶體管脫焊等。（2）觀察故障現(xiàn)象。仔細檢查故障的直接表現(xiàn)，其中最主要的是要熟悉了解計算機硬件的電路結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)的特點。常見的有兩種方法：電阻法、電壓法，用萬用表檢測電路中的可疑的故障點，芯片引腳和元件，根據(jù)比較分析其正常值的差別來確定電路的故障點，這種方法叫做電阻法。電壓法則是測量設(shè)備電路的工作電壓和端點電壓，將其與正常值分析比較，找出故障原因，運用電壓法排除故障的時候，要綜合分析動態(tài)結(jié)果和靜態(tài)結(jié)果，以便明確的判斷故障產(chǎn)生的原因。（3）運用硬件插拔替換進行故障排除。第一步，要依據(jù)硬件出現(xiàn)的問題，初步的判斷計算機故障位置，然后將容易出問題的部件拆下，安置到正常無故障的計算機上，假設(shè)該計算機上的硬件仍然無仍然存在問題，那么該硬件就是要找的故障部件，反之則需要重復(fù)替換其他有問題的計算機硬件部分，直到找到要找的故障硬件部分。（4）采用系統(tǒng)最小化的方法檢查硬件。其原理是最小化能讓計算機進行開機和運行的硬件系統(tǒng)，然后再進行判斷維修。計算機硬件最小化系統(tǒng)由電源、主板和CPU構(gòu)成。在該最小化的系統(tǒng)中，只有電源是與計算機主板電源有連接的部分，我們可以借助計算機內(nèi)揚聲器的聲音不同來找出故障部分。一般是不間斷的長音，表示有問題。（5）采用軟件檢測法來檢測故障。我們利用專門的硬件檢測軟件能夠很快的找到硬件故障的原因。該類故障檢測軟件能夠在檢查系統(tǒng)各個部件的運行情況的同時，檢驗計算機系統(tǒng)的工作性能以及系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性情況。當(dāng)檢測軟件檢測出問題和故障之后，能夠顯示故障報告，我們通過報告分析故障原因，進一步做到排除故障。（6）其他方法。我們還能夠運用干擾、震動的方法檢查出算機硬件出現(xiàn)的軟故障。利用示波器可以對硬件的信號進行檢測，然后測量分析信號的波形，從而找到產(chǎn)生故障的原因。我們還可以通過對正常計算機和故障計算機在相同運行狀況下的信號波形進行比較，以此判斷和找到故障部件的所在位置和產(chǎn)生故障的原因。
4、結(jié)語
