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計算機硬件課程論文

前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇計算機硬件課程論文范文,相信會為您的寫作帶來幫助,發現更多的寫作思路和靈感。

計算機硬件課程論文

計算機硬件課程論文范文第1篇

關鍵詞:計算機基礎;難點;雙擊;盲打

一、計算機硬件和計算機軟件的區別

有些同學回答作為軟件的操作系統有哪些時能答出來CPU,回答常用的計算機硬件有哪些時又能答出來操作系統或windows,這說明計算機硬件和計算機軟件對他們來說僅僅是兩個經常聽到的名詞,具體概念則完全混在一塊兒。可以拿光盤(或U盤)和光盤(或U盤)里的內容為例來區分這兩個概念。光盤(或U盤)是計算機硬件,是看得見摸得著的一種物理存在,而光盤(或U盤)里的內容則是一種計算機軟件,是看不見摸不著的,只有借助某種技術手段才知道光盤(或U盤)里面有什么。

二、內存和硬盤的區別

二者都是計算機的存儲器,內存是一種內存儲器,硬盤是一種外存儲器。寫好的程序必須加載到內存里才能運行,內存不能長時間的保存信息,關機時其中的內容就會丟失,內存容量一般比較小,目前常見的容量有2G、4G、8G、16G等。硬盤可以長時間的保存信息,安裝各種軟件時都是裝在了硬盤里,硬盤容量一般比較大,目前常見的容量有500G、1TB、2TB、4TB等。

三、鼠標左鍵雙擊操作

這一操作對很多初學者很難,經常看到有同學在需要鼠標雙擊時先單擊鼠標右鍵,然后在右鍵菜單里選“打開”。實際上鼠標雙擊操作是通過很快的連續點擊兩次鼠標左鍵實現的,要求兩次單擊鼠標左鍵之間的時間間隔足夠短就行了。因此要先教會這些同學在控制面板里修改鼠標的設定,把識別為雙擊的時間間隔調長一點。要求這些同學每次上機時把雙擊時間間隔調成適合自己的程度,經過多次練習點擊鼠標的速度會越來越快,最后就不需要調整時間間隔也能輕松實現雙擊操作了。

四、鍵盤盲打輸入

很多同學在手機上用拇指輸入打字飛快,或者習慣語音輸入法輸入漢字。但是在一般的電腦辦公條件下,每個人一個隔斷,屬于自己的空間很小,使用語音輸入法顯然會造成相互干擾,另外也很容易造成泄密。在手機上打字飛快的拇指輸入法移植到電腦上的話打字速度非常慢,而且很容易被人笑話是“一指禪”。一般的電腦辦公條件下要想提高自己的打字速度,最可行的還是鍵盤盲打輸入。鍵盤盲打輸入沒有什么速成的辦法,需要通過長期的認真練習才能掌握。建議從英文26個字母的鍵盤盲打輸入練起,練熟后逐步過渡到漢字鍵盤盲打輸入。另外正式上課時課時很緊,沒有多少時間可以用來練盲打,沒有掌握盲打的同學需要自己找機會上機進行練習,只要大量用心練習就能掌握盲打輸入這一技能,學的時候有些苦,但是學會之后跟騎自行車、游泳一樣會了就不會忘了。

五、畢業論文排版

畢業論文的排版對多數同學來說是一件比較有難度的工作,其中綜合性地用到了多方面的知識和操作。例如頁碼的設置就分三種情況:封面沒有頁碼,摘要和目錄部分使用羅馬數字頁碼,正文開始又使用阿拉伯數字頁碼,每次都是從第1頁重新計數。另外像頁眉的正確使用、電子目錄的自動生成、每章開始要使用分頁符另起一頁這些操作也都有同學會犯錯誤而不能順利完成。建議將整個畢業論文的排版分成一個一個的小任務,每次學會完成其中的一個小任務即可,所有的小任務都順利完成后,就完成了整個畢業論文的排版。

計算機硬件課程論文范文第2篇

摘要:本文針對目前高等學校計算機硬件實驗教學存在的問題,提出適合本科生及研究生聯合培養的創新實驗教學體系,設計了支持基礎驗證型、綜合設計型和創新研究性實驗一體化的計算機硬件實驗平臺。

關鍵詞:教學改革;創新型人才;計算機硬件實驗

中圖分類號:G642

文獻標識碼:B

1計算機硬件實驗普遍存在的問題分析

目前,國內大多數高等院校的實驗組織模式和實驗手段主要存在以下問題:

“一人動手大家看”的“放羊式”

實驗的內容、步驟嚴格按照教材(實驗指導書)進行

實驗內容陳舊、與工程實際脫節

本科生和研究生的實驗環境分別建設

計算機學科的課程內容具有很強的交叉性和相關性。針對每門具體課程單獨設置實驗及單獨提供實驗環境,一方面很難使學生對其前導課程所完成的基礎能力做要求,同時也很難兼顧到其后續課程,各自獨立,相互間缺少有效的貫通;另一方面實驗環境重復建設,實驗資源得不到充分利用。下面以“數字邏輯”、“計算機組成原理”和“計算機系統結構”三門硬件主干課程為例說明計算機硬件實驗的現狀。

(1) “數字邏輯”是計算機專業必修的專業基礎課,目的在于掌握計算機數字電路設計和調試方法,為后續硬件課程奠定基礎。而相應的“數字邏輯實驗裝置”一般僅能用于TTL與GAL器件的實驗;有部分學校購置的實驗裝置還不能進行GAL器件的實驗。實驗一般使用小規模74系列TTL器件,通過面包板實現輸入/輸出連線,其可靠性低、元器件易損,復雜實驗受到限制,很難支持設計型實驗;許多目前流行的硬件設計方法,如采用EDA(電子設計自動化)工具的基于CPLD(復雜可編程邏輯器件)的邏輯設計等,更是因為硬件設計環境不夠而無法進行。

(2) “計算機組成原理”作為計算機專業的核心課程,目前很多大學采用類似清華大學計算機廠早期研制的實驗裝置,采用面包板和撥位開關等輸入/輸出接線,調試手段缺乏,支持的實驗內容少,對CPU設計之類的實驗沒法很好地開展。即使一些新的實驗裝置,重點仍然是支持驗證型實驗,設計型實驗的開展仍具有局限性。

(3) “計算機體系結構”作為計算機專業的高端專業課,由于缺乏實驗條件,很多學校還沒有開設實驗,少數開設實驗的學校也只能采用系統結構模擬軟件進行模擬實驗。大多數該類模擬軟件運行在UNIX平臺上,參數設置復雜、接口界面不友好,使用起來費時費力。學生只是通過課堂學習來掌握計算機體系結構的內容,缺乏對計算機體系結構的感性認識,更談不上培養學生的設計與創新性能力。

由于以上三門課程目前都只針對自己的課程內容單獨設置實驗并單獨提供實驗環境,這些相關性非常強的課程各自獨立,相互間缺少有效的貫通,不僅導致了實驗環境的重復建設,實驗資源得不到充分利用,而且也不利于學生對計算機硬件體系有一個系統的了解,更無法對本科生的課程設計、畢業設計等大型和綜合型訓練提供必要的支撐環境。

為了解決目前計算機硬件實驗教學中存在的問題,需要建立能滿足計算機專業實驗教學需求的,集實踐性、先進性、開放性、創新性為一體的先進硬件實驗教學體系,結合EDA、軟件模擬和虛擬現實等先進的實驗手段建立集基本驗證、綜合設計和創新研究為一體硬件實驗平臺,促進理論教學與實踐教學緊密結合,以適應學科發展和IT企業對高層次計算機專業人才的更高需求。

2 適應多層次人才培養需要的計算機硬件實驗體系的建立

為了構建適合本科生、研究生多層次需要的一體化的實驗教學體系,我們對國內外著名大學的課程及實驗教學大綱等做了深入的研究,主要做了以下幾個方面的研究工作:

(1) 研究計算機專業硬件課程及其實驗課程當前的設置和今后的發展趨勢;

(2) 剖析計算機專業硬件相關課程之間的銜接關系;

(3) 分析教學實驗和科研實驗的本質,發現本科階段以及研究生階段主要硬件課程教學實驗的規律。

基于以上研究工作,我們設計的計算機硬件實驗體系主要包含以下層次。

2.1系統化的計算機硬件實驗內容層次

計算機學科是目前更新換代最快的學科之一,實驗在設計時必須和實際工程結合緊密。實驗內容和手段的設計必須是以培養具有很好實踐能力和一定創新能力的本科畢業生為目標。因此,我們將每門課程實驗的內容分為以下三個層次:

基礎驗證型:主要用于驗證課程當中所講的內容,加深對課堂知識的理解,并培養學生的基本專業技能和實際操作能力。

綜合設計型:這類實驗一方面可以加強學生對相關課程的理解,更主要的是培養了學生綜合分析能力和獨立解決問題的能力。

創新研究性:這類實驗要求學生自行設計目標并進行實驗;實驗允許失敗,但是必須對失敗原因和改進設想做深入的分析和探討。這類實驗是學生早期參加科學研究的一種重要形式,主要培養學生的創新意識、創造性思維及創造性個性,使學生創新性的想象力、判斷力、思維能力和實踐能力得到提高。

這三個實驗從內容上由淺入深、由易到難,從對學生的要求上是由低到高的。其中前兩類實驗主要針對本科生設計,第三類實驗主要針對少數有余力的低年級本科生、多數畢業設計階段的本科生和所有研究生設計。

在多層次實驗教學中,教師的主要作用在于啟發學生認識實驗教學的目的和意義,組織開展實驗教學活動,引導學生研究問題,指導學生的實驗過程和認真完成各項實驗任務。在實驗教學中,教師要教育學生樹立嚴謹的科學態度,鼓勵學生勇于求異的創新意識,注意培養學生獨立解決問題的能力。

2.2計算機硬件課程層次的建立

以西安交通大學計算機學科為例,本科生和研究生的硬件相關課程體系中主干課程由“數字邏輯與數字系統”、“計算機組成原理”、“計算機體系結構”、“高性能計算機體系結構”和“計算機系統的量化研究方法”組成,其中前三門課程為本科生課程,后兩門課程為研究生課程。與主干課程相關的本科生必修課程還包括“匯編語言程序設計”、“微機原理和接口技術”、“操作系統原理”、“計算機網絡原理”、“嵌入式系統”;研究生課程包括“計算機網絡理論及應用”、“VHDL和FPGA設計”、“分布式系統”等。這些課程,特別是主干課程,不僅有較強的順序性,而且課程內容的相關性很強。圖1給出了計算機硬件主干課程的實驗層次。其中,虛線方框部分為偏軟件類型的實驗。

圖1 計算機硬件主干課程實驗層次

從圖1可以看出,計算機專業本科階段硬件主干實驗課程主要為數字邏輯專題實驗、計算機組成專題實驗、微機接口專題實驗;并且這三個實驗中,每個實驗的開展必須以前一個課程為基礎;課程實驗從內容到形式都有很密切聯系。為了讓學生學習完這些課程后對計算機硬件結構有一個系統和感性的認識,我們在設計這三個實驗時,首先設立了一個總的培養目標,每個課程組根據這個目標,結合本課程的內容和培養目標分階段完成相關支撐的實驗內容,并且這些實驗可以采用一致的實驗手段和平臺。具體措施主要包括以下兩方面內容:

(1) 對于每門具體的計算機硬件課程均設置8學時的課內實驗,實驗類型為獨立的基礎驗證性。

(2) 硬件課程都有配套的專題實驗,專題實驗均為綜合設計型。主干課程的實驗為必修專題實驗,其他小部分課程實驗為選修專題實驗。以工程項目設計實驗為目標形成多個系列,同一系列實驗間具有時間先后關系、支撐與被支撐關系。例如圖1中的“數字邏輯”、“計算機組成原理”和“計算機系統結構”三門硬件課程就構成了一個主干的硬件實驗系列。這三門課程的實驗必須在內容上具有前后相關性,并采用基本一致的實驗方法和平臺。

2.3多樣化的計算機硬件實驗平臺層次

在硬件開發平臺的設計上兼顧不同層次人才的培養需要,綜合本碩博各個階段的不同需求,構建多層次的實驗環境,提高實驗效率,促進學生的創新思維,進行創新式構建實驗。還要考慮對畢業設計的實驗環境以及本科生創新性研究活動實驗體系的支持,結合軟件設計的方法和手段(即硬件設計軟件化)構建靈活多樣的硬件實驗平臺。此外,實驗平臺設計要具有層次性,并且考慮課程間內容交叉和互補。

從國外的發展趨勢來看,計算機硬件課程的實驗由傳統的孤立的實驗裝置承擔,發展到了由EDA和CPLD/FPGA仿真器聯合承擔的階段。

傳統的實驗裝置支持相對簡單的連線類的實驗,這類實驗只能使用中小規模的集成電路器件。設計大規模的實驗幾乎是不可能的,因為大規模的實驗用中小規模的芯片來實現費時、費力,且受面包板等空間和實驗裝置能提供的電源限制。

使用HDL語言,如AHDL、VHDL和Verilog等,通過EDA工具軟件設計各種規模的數字電子系統是目前工程師的設計潮流。通過EDA和CPLD/FPGA仿真器能完成計算機硬件課程的各類實驗。圖2是我們設計實現的一款低成本綜合實驗裝置,該裝置使用了Xilinx公司Spartan-3系列FPGA芯片(40萬門),通過擴充板可以滿足大部分的實驗要求。

圖2 一款綜合實驗裝置的PCB的元器件布局示意圖

2.4多層次的實驗考核體制

實驗的考核主要有以下幾種形式。

(1) 實驗過程的跟蹤考核:改變傳統的根據實驗結果和報告打分的體制,對實驗過程中的主要環節進行記錄、評價,并作為最終成績考核的依據。

(2) 實驗報告撰寫:實驗結束后,要求學生撰寫實驗報告,以總結個人實驗結果,明晰實驗思路,實現知識的融合、升華和再學習。通過實驗報告的撰寫可以培養學生對科技活動的總結能力,科技論文的寫作能力,使學生的科研素養得到初步鍛煉。

(3) 實驗答辯機制:對于綜合設計型,特別是創新研究型實驗,前兩種考核機制存在明顯的不足,因此需要引入新的機制來評價學生所做工作及取得的成績。可通過學生講解、演示,教師提問和回答,課程設計報告撰寫三個步驟來進行考核。

參考文獻

[1] 蔣景華. 麻省理工學院培養創新人才特色的做法的分析研究[J]. 實驗技術與管理,2006,23(6):1-4.

[2] 朱穎. FPGA實驗開發系統的設計和實現[D]. 西安交通大學計算機科學與技術系,2005.

[3] 趙妍. FPGA開發系統的設計實現和實例開發[D]. 西安交通大學計算機科學與技術系,2007.

[4] 賈國芳. 高校計算機基礎課程體系建設與教學改革探析[J]. 科技教育創新,2007(7):220-221.

[5] 秦四年. 創新課程教學模式及其操作程序[J]. 北京教育,2001,(1):14-15.

計算機硬件課程論文范文第3篇

摘要:本文針對我國高校本科計算機專業建設的現狀,分析了CC2005中關于計算機硬件與結構方面知識需求與知識空間的構架,提出基于CC2005的計算機學科“硬件與結構”方向課程群的概念,并對該課程群的核心課程與選修課程提出組織與改革方法。

關鍵詞:CC2005;硬件與結構;課程群

中圖分類號:G642

文獻標識碼:B

1引 言

目前,隨著網絡化和信息化的發展,計算機軟件領域的課程,尤其是網絡和網絡應用類課程,越來越得到各個高校的重視,國內很多高校的計算機專業逐漸轉變為“軟件工程”和“計算機科學”方向,過分強調軟件與應用,而缺乏計算機體系結構、計算機組成與結構等硬件方向的培養。但是,從就業市場反饋的信息看,計算機軟件人才已經供大于求,而熟悉硬件開發應用或軟硬件結合的人才則供不應求。市場的需求驅使我們深思,如何構建符合市場需求、有一定市場競爭優勢的計算機人才培養模式。在CC2001和CC2005計算機本科教學參考計劃的啟迪下,在目前我校開展的教學內容課程體系改革實踐中,結合2005年在武漢大學召開的“全國計算機學院院長和系主任會議”和華中科技大學召開的“計算機硬件與實驗教學研討會”以及2006年1月在哈爾濱工業大學召開的“首屆全國計算機教育論壇”會議的有關精神,我們嘗試性地提出了基于CC2005的計算機專業“平臺+模塊”課程教學體系,并進行了課程群改革與建設,本文僅探討該課程教學體系中“硬件與結構”課程群。

2課程群的組織

根據CC2005和CC2001的體系結構,計算機硬件與結構方向知識點包括的核心內容包括:數字邏輯、數據在機器中的表示、匯編級機器組織、存儲組織與結構、人機交互、機器功能結構、多處理機技術等,而高性能系統、網絡與分布式系統結構是選修內容。這些知識在CC2005中定義為:

AR1. Digital logic and digital systems [core]

AR2. Machine level representation of data [core]

AR3. Assembly level machine organization [core]

AR4. Memory system organization and architecture [core]

AR5. Interfacing and communication [core]

AR6. Functional organization [core]

AR7. Multiprocessing and alternative architectures [core]

AR8. Performance enhancements [elective]

AR9. Architecture for networks and distributed systems [elective]

在目前國內的普通高校本科“計算機科學與技術”專業中,上述這些“計算機硬件與結構”方向的核心和普通知識點一般體現在以下幾門課程中:“數字邏輯(數字電子技術)”、“計算機組成原理”、“微機原理”、“微機接口技術”、“匯編語言”、“計算機系統結構”。在實際教學過程中,各門課程相互之間內容銜接較多,重復之處也比較多,各個學校一般是按照自己的教學大綱和計劃對各門課程的內容進行劃定,往往缺乏系統性和科學性。這些課程中普遍存在的一個問題是學生學習沒有興趣,教師上課缺乏激情的情況。很多高校在學生對教師的評價中,講授此類課程的教師往往得分比較低。究其原因,是現有的課程和教材內容陳舊,遠遠落后于現代計算機硬件技術的發展;課程組織缺乏系統性,某些知識點在多門課程中反復出現;而某些知識點缺乏前導,造成斷層。

對此,我們提出了以專業需求為基礎的“平臺+模塊”人才培養模式,以CC2005的五個知識層次中的核心內容構建學科平臺,以不同的專業需求方向構建專業模塊。下面重點討論CC2005構架下的計算機學科“硬件與結構”課程群。此課程群包括:計算機組成原理、硬件知識和系統結構方面的課程,核心課程為“計算機組成原理與結構”、 “匯編語言與微機接口技術”,選修課程為“計算機系統結構”、“單片計算機應用技術”、“分布式系統結構”、“嵌入式系統”、“VLSI設計”等課程。從“平臺+模塊”整體培養模式考慮,將“數字邏輯(數字電子技術)”歸入“數字技術與模擬技術”課程群。

2.1核心課程

在新的“硬件與結構”課程群中,根據CC2005精神,將“微機原理”、“匯編語言”、“微機接口技術”、“計算機組成原理”四門課程系統地整合為“計算機組成原理與結構”、“匯編語言與微機接口技術”兩門課程作為課程群內核心課程。新舊課程體系的邏輯關系如圖1所示。

圖1 新舊課程設置對應關系

“計算機組成原理與結構”課程重點介紹單處理器計算機的組成原理與結構體系,包括數據在機器中的表示、總線系統、設備接口、存儲器組織與結構、指令系統、中央處理器(含運算器與控制器)、流水與并行處理等內容。其中重點是數據在機器中的表示、總線系統、存儲器組織與結構、中央處理器等內容。

“匯編語言與微機接口技術”將匯編語言程序設計和微機接口技術融為一體。根據CC2005精神,本課程中先介紹微型計算機原理、匯編語言,在此基礎上講授匯編程序設計技術、微機接口技術(包括典型接口如并行、串行、定時、DMA、中斷、A/D及D/A)以及新型的USB和IEEE1394接口技術。

2.2選修課程

根據CC2005精神,“硬件與結構”課程群還應該包括“計算機系統結構”、“單片計算機應用技術”、“網絡與分布式系統”、“嵌入式系統”、“VLSI設計”等選修課程,整個課程群概貌如圖2所示。在本課程群建設中,首先對于各門選修課程的內容與組織進行系統地規劃,注意先導和后續,同時避免重復和脫節現象。在課程的教學中,采用靈活的教學方法和教學形式,包括小組討論、專題報告、大作業、專業論文等形式,注重學生學習的主體作用,重點培養學生的創新性與自主學習能力。

2.3一體化的實驗與課程設計改革

在“硬件與結構”課程群建設中,強調的是“實踐教學”的重要性。在本課程群建設中,不是以單一的課程為單位設計實驗,而是按照整個課程群來設計一體化的實驗環境與實驗內容,將匯編語言方向、微機接口方向、組成原理方向的實驗有機地結合在一起,創建良好的實驗環境,靈活運用實驗室、開放式實驗室、實習基地等多種手段,盡量多地為學生創造條件,同時通過實驗課程、開放實驗、大作業、課程設計、競賽等多種手段和形式培養學生的研究能力與團隊精神。

圖2 “計算機硬件與結構”課程群概貌

3進一步的思考

課程群設置與專業培養計劃的關系

課程群在構造和設置的時候,需要與整個專業人才培養計劃相適應,構建基于CC2005“平臺+模塊”的教學模式為課程群的教學改革奠定了基礎,在新的課程群設置中,以學科方向和模塊為核心,凝聚課程群的設置,同時將其與專業培養計劃相適應。在設置課程群的時候,打破“系、專業”的限制,使不同專業的教師根據學科課程方向凝聚一起。

不同課程群之間的銜接關系

在“計算機硬件與結構”課程群建設的過程中,另外一個重要的問題是各個課程群之間的銜接關系。正是因為課程群的設置和建設關系到整個專業的培養計劃,“計算機硬件與結構”的課程群在設置的時候,將計算機硬件方向另外一個專業基礎課程“數字邏輯”(或“數字電子技術”)劃入另外一個課程群“模擬與數字電子技術課程群”。因此不同的課程群在建設的時候,也需要注意課程群與課程群之間的銜接關系,考慮整個學科系統的有序、協調發展。

課程群內核心課程與選修課程之間的關系

“計算機硬件與結構”課程群在建設的時候,還必須注意內部核心課程“計算機組成原理與結構”、“匯編語言與微機接口技術”與其他選修課程群之間的內容銜接和側重點,既要保證核心課程的課時與內容,也同時需要根據學科方向的發展,及時開設反映最新技術成果的選修課程,這樣才可以培養符合社會需求的人才。

課程群內容的更新

如何根據計算機學科發展以及信息科技發展情況,及時、動態地調整課程群內核心課程、選修課程的設置,甚至每一門課程具體內容的設置,將是課程群建設的一個重要內容。

參考文獻

計算機硬件課程論文范文第4篇

計算機理論淺談中專計算機組成原理教法初探

計算機組成原理的教學內容強調以計算機硬件部件和和整機系統知識為主的同時,還必需適當兼顧與硬件關系最密切的基礎軟件知識的學習。那種把計算機組成原理完全作為純硬件課來處理,是陳舊的認識和過時的做法,不符合當今計算機研究和教育發展的潮流。學好這門課的目的是為了了解計算機的構成及基本工作原理。學生應能抽象出一個計算機模型,在此基礎上,理解計算機是如何工作的。但是計算機組成原理這門課專業性很強,很抽象,也很枯燥。而現在的中專學生基礎差,缺乏學習主動性,學習新知識時理解能力也相對比較薄弱。本文針對中專學生的這一特征,提出了怎樣教授計算機組成原理這門課程。利用一種以培養學生的理解、聯系實際能力為核心的教學模式,并就該模式下的課堂理論教學、課后練習與輔導、教學效果檢驗等三個環節進行詳細的闡述。

一、用簡單的問題切如枯燥的學習知識

以下為求學網為您編輯的:“計算機理論計算機系統維護實驗教學改革初探”,敬請關注!!

計算機理論計算機系統維護實驗教學改革初探

對于《計算機系統維護實驗》課程的教學改革問題,學術界有許多改革建議,都有值得借鑒的地方。本文主要從我校教學實際出發,摸索一條改善本門課程教學中存在的問題,并在較短的學習時間內使學生對本門課程產生興趣,掌握本門課的學習技巧,強化學生的動手能力。 使本門課程的教與學都收到事半功倍的效果。為此,我們針對傳統模式下本門課程的不足,探索了三種較為有效的培養學生興趣和增強其動手能力的方法,以就教于各位同行。

一、 計算機系統維護實驗課程的傳統教育模式及不足

《計算機系統維護》是一門實踐性很強的應用性課程,學好這門課程的關鍵在于多做實驗。因此《計算機系統維護實驗》課程的教學顯得尤為重要。但在我校,《計算機系統維護》理論教學與實踐教學課程都是專業選修課,且課時十分有限,因此,在傳統的教學模式下,《計算機系統維護實驗》課程的教學存在的不足可歸納為以下三方面:

(一) 重理論而輕實踐

《計算機系統維護》作為專業選修課程,課時比較少,而在這較少的課時中,理論教學的課時比例卻占了總課時的三分之二還多,實踐教學課時所占比例還不足三分之一。這種嚴重失調的教學比例,就是重理論輕實踐的表現,是對學生動手能力的培養極為不利。

(二)傳統教學手段難以培養學生的學習興趣

傳統的教學手段對本課程的教學都是從計算機的內部結構講起,講授計算機的主要配件的性能和基本原理。然后對計算機主要部件出現的故障進行分析,進而告訴學生如何排除故障。接著講授操作系統的一些知識。這樣的教學內容安排,一方面使用傳統教材和知識更新都比較慢。另一方面也會使學生學習興趣逐漸削弱,使一門原本非常生動活潑的課程變得枯燥乏味。

(三)忽視了本課程的基礎作用對學生學專業技術的重要性

學校教學計劃的指針通常是偏向專業重點課程的教學與實驗。對于這類基礎的選修課程,往往是任學生自由發展,學校不作硬性要求。事實上,學好了這門課程,對學生畢業就業和進一步的學習和工作都有重大影響。故不能忽視本課程的基礎作用對學生掌握專業技術的重要性。

二、《計算機系統維護實驗》課程教學改革的方法

教學改革的方法包括兩個層面:一是學校指導思想的重視及對教師的教學要求。二是如何培養學生的學習興趣和提高學生的動手能力。經過多年理論與實踐教學工作的總結,歸納了幾種行之有效的新方法:

(一) 學校教學指導思想上的重視和對教師理論與實踐并重的要求

對于學校教學指導思想和理論教學等問題已經有許多教師加以研究過了,在此我們無需贅述[2],只著重談談自己在教學過程中的一些感受:

教師的教學能否吸引學生,使學生產生學習興趣,關鍵在于教師的引導。因此學校對教師高標準嚴要求就顯得尤其重要。在這方面,我們認為,學校首先應當從指導思想上樹立起重視專業選修課程的實踐課程觀點。在教學計劃上,當理論課時與實踐課的課時相沖突時,應重實踐。而且要求理論教學與實踐教學相結合,即:上理論課的教師必須上該門理論課程的實踐課程,而且必須要精通,否則難以解決理論與實踐脫節的問題。

(二) 提高學生動手能力的實踐方法

這是本文要論述的重點,也是本課題研究的重點之所在,具體可歸納為三種方法:

方法之一:加強對硬件知識(特別是計算機的新標準)的講授

教師要結合當前計算機市場上最新硬件發展情況,以及社會對計算機硬件維護人才的需求,激發學生學好、用好計算機,維護好計算機的學習熱情,充分發揮學生的主觀能動性,讓學生去感受新的計算機硬件的特性,感受新知識帶來的好處,而不是局限于實驗項目中所要求的知識點,讓學生在實驗中眼、手、腦并用,通過學生自由討論實驗,教師掌控全局,最后由老師集中分析講解學習中出現的突出問題,使學生每次實驗都能學到新東西,在緊張有序的實驗課中完成實驗項目所要求的任務,切實讓學生在每節課中都有所獲,有所得。

二、把抽象的知識具體化

講解CPU的工作原理時,我首先講解CUP的全稱central processing unit 即中央處理器,有人也稱它微處理器。顧名思義,CPU就是電腦的中央核心部分,負責處理各種硬件裝置傳送進來的資源,經過判斷計算后,再下指令將資料送到正確的裝置上執行。講完這些以后學生都很迷茫,因為太抽象了。我就用現實中做廣播體操的例子來把抽象的問題具體化。做廣播體操的整個過程是,首先我們的耳朵聽到指令,然后再把指令傳送給我們的大腦,大腦經過分析判斷后再把指令傳送的我們的肢體,以此來確定肢體的動作。緊接著我就用了計算機如何打印文件這個例子與做廣播體操相對照。當我們要打印一份文件時,首先通過鍵盤或者鼠標輸入打印的指令,CPU收到指令經過分析判斷后知道我們要打印文件,就會下達指令將資料傳送給打印機,然后由打印機執行打印工作。通過這個例子使學生們聯想到可以把CPU比喻成人類的大腦它不但要負責接收外界輸入的信息資料,而且還要負責處理這些資料,然后將處理后的結果傳送到正確的裝置上。幾乎大大小小的工作,都需要CPU來下達命令,傳送到其他設備上來執行。通過舉例子的講解方式使學生們了解了CPU的工作原理。把抽象的復雜的問題具體化簡單化,增強了學生學習的信心。

三、通過學生講解來驗證教學效果

課堂上教師講解一個系統的知識點后,為了了解學生的掌握情況,我就采用了先挑一些程度好,理解能力強的學生將剛才講的知識再講解一遍的訓練方法,這樣我就可以了解到學生們的理解與我講解的偏差在哪兒,還有什么地方沒有理解到位。我可以就此問題重新的再做解釋。然后,再挑一些程度不好的且理解力相對比較差的學生,再來講解同樣的問題,如果講解的比較到位,就證明這個問題幾乎所有的學生都已經掌握了。因為這門課程我同時教授了四個班,為了避免我講課大意和重復,我就隨機挑剛教授過的班級的學生到第二個班去講,這樣剛學過的學生害怕到其他別的班級如果講的不好丟人,就會好好復習反復練習,這樣就激發學生學習的主動性和積極性。然而對于第二個班的學生來說,他們就抱著好奇的態度來聽別的班學生的講解,想看看別的班的學生講的和老師講的到底一樣嗎?這樣就調動了學生的聽課興趣,課堂紀律也會好很多。還有現在的中專學生在家中基本都是獨生子女,集所有家里人的寵愛與一身,所以他們都非常自我,不懂得如何尊重別人。

結束語:在計算機組成原理這門課的教授過程中我想盡了各種辦法,運用多種教學手段,設計有趣的教學活動來激發學生的學習興趣,培養學生積極的學習態度,與學生建立相互信任,相互尊重,平等交流的師生關系,讓學生充滿激情,主動投入到學習過程中。

參考文獻:

計算機硬件課程論文范文第5篇

論文摘要:本文針對計算機基礎課程實驗教學中存在的問題,從轉變教育觀念及改革管理體制、加強實驗教學內容、更新實驗教學方法與手段等方面,探討計算機基礎實驗教學改革思路,提出將實驗教學從單純的知識傳授轉向對學生綜合能力培養的實踐教學方法,供其他學校的實驗教學借鑒。

精品課程建設是質量工程的重要組成部分,我校的“計算機硬件技術基礎”課程于2006年被評為北京市精品課程。在課程建設中,我們在課程實驗方面作了重大改革,突出了對學生動手能力、分析問題和解決問題能力的培養,取得了很好的效果。由于我國傳統的教學模式,一直存在“重理論,輕實踐”、“重知識傳授,輕能力培養”的現象,受這種觀念的影響,實驗教學在高校課程體系中一直處于從屬地位。無論是實驗管理體系,還是實驗課程的設置,都沒有得到足夠的重視。在提倡素質教育注重能力培養的今天,傳統的實驗教學模式己遠遠不能滿足時代的要求,如何提高高校實驗教學的質量,培養學生的實踐能力和創新能力,是教學改革的重心。

下面就我校“計算機硬件技術基礎”課程實踐教學的改革作一介紹,拋磚引玉,為促進精品課程建設提供參考。

1計算機基礎課程實驗教學現狀

計算機基礎課程主要由理論課和實驗兩部分組成,該課程的實踐性很強,旨在培養學生較強的計算機實際運用操作能力。因此,實驗課與理論課在教學中應具有同等重要的作用。但是,在實際教學過程中,實驗課與理論課的地位卻有很大的差別。由于受傳統教學觀念的影響,人們往往只關心理論課的教學,在理論課上不惜投入大量的時間和精力,精心設置理論課的教學計劃、教學內容,而對實驗課卻顯得很隨意,常常是由理論課老師根據自己的教學要求,隨意地安排一些實驗內容,實驗的目的多是理論知識的簡單驗證。理論課老師由于要花費大量的精力準備理論課,時常無暇顧及實驗課。因此,實驗課實際上成了一種理論課的點綴,嚴重影響了實驗課的教學質量。雖然隨著近年高校教學的改革,實踐教學中存在的問題有所改觀,但在現實教育中存在的這種主觀上重視,而實際上對實驗、實踐環節削弱,甚至以理論教學代替實踐教學的現象一直都存在,主要表現在以下4個方面。

1.1沒有完善的實驗教學體系

在傳統的教學模式中,實驗課一直依附于理論課,實驗教學內容、教學計劃、課程設計,全部由理論教學老師根據自己的教學計劃來安排,因此,時常會出現同一門課程,由于理論課教師不同,實驗教學模式差別很大的現象。

1.2教學內容陳舊且學時少

近年來理論課內容日新月異,而實驗課仍以傳統的驗證性內容為主。實驗內容過于簡單、驗證型實驗太多,缺乏綜合設計型實驗。加之觀念上不重視,實驗課課時安排較少,學生在實驗課上收獲不大,學生動手能力和創新開拓能力沒有得到很好的培養,教學效果與期望目標有很大的差距。在教學計劃的安排上,實驗課時一般只占總學時的10 %~20%,近幾年雖然有所調整,但仍不足30%,與發達國家相差很遠;隨著近年來高校擴招規模的膨脹,實驗條件與學生規模更不相適應,有些實驗只能用演示實驗代替。

1.3缺乏實驗教學考核標準

在實驗教學中,很多實驗課不獨立考核,不占學生的學分,學生的學科考試主要是看卷面成績;學生與教師的素質評價,也是以理論課的成績或講課效果為依據。這種考核標準對學生的學習產生了誤導作用,未能使學生認識到實踐課程的重要性,上實驗課也多是為了應付老師的檢查,不能達到理論教學與實踐教學相結合的目的。

1.4不重視實驗教學隊伍的建設

在傳統的管理制度中,實驗室常處于從屬地位,隸屬于教研室或者機房。實驗室在體制上的附屬性,導致了學校對實驗室隊伍建設的忽視:不重視實驗室人員結構配置,高學歷、高職稱的實驗人員較少;實驗室崗位不明確;不重視對實驗技術人員的培養,實驗室人員的技術水平參差不齊;實驗從業人員相應的職稱系列、福利待遇較低,致使實驗技術隊伍人員流失嚴重。這些都極大地影響了實驗教學質量。

2原因分析

前面所述的種種現象,在許多高校的計算機教學中都或多或少地存在。究其原因一般有以下2個方面。

2.1傳統觀念的束縛

我國“應試教育”遠源流長,因循守舊的教育觀念根深蒂固。傳統的重理論、輕實踐,重學術、輕技能,重應試、輕素質的傾向至今未能根本改觀。實驗教學的直觀性、驗證性容易被人接受,而對它的創造性、綜合應用性往往未得到應有的重視。

2.2實驗環境的局限

實驗室的建設需要投入大量的資源,既包括實驗場地,還需要完善的實驗設備,這些實驗環境和平臺的建設,常常需要大量資金的支持。為適應經濟的發展,許多新興專業應運而生,但相應的實驗教學與實驗室卻未能配套,無形中助長了“重理論輕實踐”現象的產生。

3改革的基本思路

現代教育提倡素質教育,注重人的能力培養。要培養“厚基礎、寬口徑、強能力、高素質”的具有創新精神和創新能力的人才,僅靠傳統的從書本到書本的應試教育是遠遠不夠的。加強實踐教學對學生素質的培養,是理論教育無法替代的。

更重要的是,實踐教學對培養學生嚴謹、求實的科學作風也有極其重要的作用。通過實驗的失敗與挫折,可鍛煉學生的探索進取精神和堅忍不拔的毅力;通過引導學生在實驗操作中發現問題并想辦法解決問題,可以訓練學生的實際動手技能和獨立鉆研精神;通過實驗課給學生提供的實踐平臺,給了學生們充分發揮想象力的空間和加以科學驗證的機會,可以有效培養和提高學生的創造能力。

因此,高校實踐教育的改革和完善是非常值得研究和探討的問題。對此,在長期的教學工作中,我們總結了以下幾點改革思路和經驗。

3.1轉變教育思想,充分重視實踐教學

轉變認識,從思想上加強對實踐教學的重視,是進行實踐教學改革需要解決的根本問題,也是決定實踐教學改革成功的關鍵。在實驗教學改革中,必須樹立以學生為主體,知識傳授、能力培養和素質提高協調發展的實驗教學改革理念。進一步加強構建特色鮮明、開放共享、分層次多元化的實驗教學體系,不僅要理清理論教學和實驗教學的關系,樹立理論教學與實驗教學并重的意識,還需要將實驗教學內容從理論教學中剝離出來,既要擺脫理論教學對實驗教學的束縛,同時在教學大綱及改革方案上又與理論課內容相互呼應、互為依托、相輔相成。要充分重視實驗教師的作用,建立完善的機制,鼓勵和激勵實踐課老師對實驗課程的規劃和準備,并在實際教學中不斷改革教學方法,提高實踐課的效益。要給學生們講解實踐課的意義和作用,使學生們充分意識到實踐課在工科學習過程中的重要性,激發學生對實驗課的興趣。

3.2完善實踐教學體系,優化實踐課程設置

完善實踐教學體制,優化實踐課程設置,是提高實踐教學質量的基礎。如何優化課程設置,不斷改革和完善實驗教學內容,建立完整科學的教學體制是每一位實踐教學老師需要的不斷思考和總結的問題。筆者建議,以理論課為前導課程,開設相對獨立的實驗課程,設置系統的實驗教學計劃,在此基礎上建立其完整的實驗教學體系。

對于合理設置實驗課結構,可在強調實驗課之間邏輯順序的同時,注意相互銜接,以保證學科體系、學生能力發展和社會需求三者之間的統一。設立必修、選修和自設三部分實驗模塊,方便學生自主選擇。以基本知識學習、基本技能培養為基礎,以實踐能力和創新精神培養為目標,滿足學生多樣化的學習需求。通過設置基礎型實驗、專業實驗、綜合設計型實驗、研究創新型實驗為主的分層次實驗教學體系,結合各專業特色和學科優勢,因地制宜地完善實驗教學體系。筆者認為在實驗教學內容的安排上,應針對不同的學生分層次開設。比如對大一的學生可開設一些基礎實驗,在幫助學生理解理論原理的同時,提高學生對實踐課的興趣與重視程度;大二、大三的學生可開設專業實驗或選修實驗,重點加強對學生科學實驗方法的培養,提高學生理論學習與實踐學習相結合的能力;大三、大四的學生開設綜合設計型、研究創新型實驗,讓他們具備綜合運用知識解決實際問題的能力,以適應社會的需要。另外,可合理增加實驗課時數,優化教學內容,保留少量典型的驗證型實驗,增加對實際問題處理的實驗,以及一些開發性實驗。增設選修實驗課以拓寬學生知識面,發揮個人特長。同時,利用選修實驗,開設一些結合當前流行的新技術新知識的實驗內容,讓學生了解科學技術發展的動向,緊跟時代的步伐。

3.3加強實踐教學軟、硬件環境的建設

建立科學、完善、開放的實驗環境是是深化實驗課程體系和教學內容改革的需要,是提高實驗教學質量、充分發揮實驗室的育人功能和整體效益的重要手段。筆者認為實驗環境建設包括硬件環境的建設和軟件環境建設兩部分,前者主要包括實驗場地、實驗儀器、實驗工具的設置和提供,后者主要包括實驗室的管理、實驗課的考核以及網絡實驗平臺的建設。

對于硬件實驗環境建設,可以實驗教學中心建設為載體,按照整體規劃、重點突出、優化配置、資源共享的原則,調整實驗室布局。優化資源配置,改變傳統依托教研室和專業設立實驗室的模式,將原來規模小、功能單一的實驗室進行重組,成立實驗教學基地或中心.建立校院兩級實驗室管理體制。中心按照學科規劃,不斷更新實驗裝備,迎合學科發展和社會需要,為學生提供先進的實驗平臺和儀器。同時,要加大實驗室建設資金的投入,分層次、科學、合理地規劃實驗室的建設,可分為基礎實驗室、專業實驗室和綜合創新實驗室,并配備齊全的硬件實驗環境。

對于軟件實驗環境建設,可建立開放的實驗環境,滿足人才培養需求。使學生有更多的機會進行各種層次的實驗,改變以往單一的以班為單位學生統一完成實驗課程的傳統習慣。學生在完成課程安排實驗后,可根據自己的興趣和自己的時間自主選擇實驗項目或自行設計的實驗項目,或參與教師的科研項目,使學生得以充分發揮自身的主觀能動性,進而鍛煉、提高自己的實驗動手能力。可設立實驗室開放專項基金,用于支持實驗課程外的開放實驗和學生開展科技創新活動,以此激發和提高學生的學習主動性、積極性和創造性,提高學生發現問題、分析問題與解決問題的能力。同時,通過不斷豐富實驗室開放的內容,培養學生的動手能力和創新精神。此外,還要充分利用計算機和網絡,為學生提供網絡實驗環境和仿真環境。教師可將實驗課程如原理實驗、工程實驗、仿真演示實驗等相關資料到系統上,通過校園網絡學生可了解相關實驗的圖片、動畫等講義外的資料,另外還可通過實驗預習、模擬實驗操作等鞏固實驗知識,通過查閱系統上的資料、課后答疑等接受教師在線指導。

3.4加強實驗教學隊伍建設

實驗教學隊伍是進行實驗教學和實驗室管理工作的主體。實驗教師素質和水平的高低,是決定實驗教學質量的關鍵因素。合理的實驗教學隊伍,能有力保證創新人才培養目標的順利實現。因此,要重視實驗師資的培養,完善實驗室人員配置,建立起一支專業化的實驗隊伍。在實驗室的管理上,實現統一管理,打破實驗室之間的封閉界限,優化實驗設備配置,實現資源共享,提高設備的使用率。可通過加強引進和培養力度,提高實驗隊伍整體水平。充分結合現在大多數學校己實施的聘任制,引進高學歷人員補充實驗教師隊伍,吸納工程實踐能力強的高職稱人員到實驗室兼職工作,定期組織實驗室工作研討和培訓,積極開展科學研究和學術交流。通過加強培訓,以此提高實驗教師隊伍業務水平,逐步建立一支結構合理、素質過硬、業務熟練實驗教學隊伍。

3.5改革實驗教學方法,注重學生能力培養

實驗教學方法科學與否,實驗教學手段先進與否,是實驗教學順利開展、實現學生自主學習的重要保證。在實驗教學改革中,我們不斷改進實驗教學方法,建立了以學生為中心的實驗教學模式,形成以自主式、合作式、研究式為主的學習方式。

實驗教學要從單純的知識傳授轉向對學生綜合能力的培養。在實驗教學中,老師不再詳細地給出實驗步驟,讓學生按部就班地得出實驗結果,而是啟發學生的思維,讓學生運用己掌握的理論知識,去分析思考,自己動手動腦得出實驗結果,培養他們的動手能力和創新能力。另外,引入多媒體網絡教學和計算機輔助(CAl)教學,也是深化實驗教學改革,提高教學質量的有效途徑,例如,在電子線路實驗中,采用計算機輔助教學以及多媒體教學,可使實驗教學過程生動、直觀、多樣化,學生通過計算機的模擬效果,可以動態地觀察實驗過程、控制實驗操作以及得到實驗結果,并且自己設計實驗方案,充分發揮學生的創造力和想象力。通過對本科實驗教學方法不斷研究、改革和實踐,進一步提升高校本科實驗教學水平,提高本科教學質量,促進具有創新精神和實踐能力的高素質應用型人才的培養。

4教學實踐

基于上述改革思路,我們在“計算機硬件技術基礎”課程中進行了教學實踐,取得了不錯的效果。

“計算機硬件技術基礎”課程是針對非計算機專業開設的公共基礎課程,是一門理論性和實驗性都很強的基礎課程。課程的重點是對計算機硬件整體的了解和認識,而教學難點是如何面對不同專業知識結構和不同層次的教學對象。所以我們以實驗教學示范中心建設為契機,從實驗室硬件建設到課程實驗體系兩個角度進行了整體改革,主要采取以下做法。

4.1搭建基于硬件課程的計算機基礎教學實驗平臺

根據計算機發展與人才培養教學的需要,我院充分利用和整合現有資源,以培養具有分析、解決問題能力的高素質人才為目標,建設了面向全校各專業的、以計算機硬件系統為平臺特色的實驗環境。

(1)創建開放結構的多功能硬件實驗平臺。該平臺主要包括三部分功能:一是硬件基礎展示實驗區,通過按類別分層次展示歷代計算機的硬件典型設備,揭開計算機內部世界,打破了學生對計算機的神秘感;二是為硬件基礎實驗和網絡基礎實驗提供必要的硬件環境,支持大面積基礎教學實驗,開設了從基礎到高級多種實驗,例如微機組裝實驗(全部免費開放)、計算機硬件基礎實驗、組網實驗等;三是自主研發了一批實驗設備支持多種高級實驗,為高層次硬件課程提供了良好的實驗環境,如單片機原理與應用、計算機高級接口技術、嵌入式系統設計與開發

(2)構建創新實踐平臺。該平臺主要是為計算機基礎較好、并對計算機技術感興趣的學生提供創新型實踐的軟硬件環境。其特點是由學生自主設計創新實驗題目,平臺為他們提供技術支持和指導教師,從而為學生營造一種學習研究的氛圍,激發思維的想象力和創造力。

4.2構建理論與實驗相融合的課程實驗體系

以往該課程主要以課堂講述為主,總學時一般為32學時,即28學時用于理論教學、4學時用于實驗教學。在這4個實驗教學中,基本上也是以觀摩為主,缺少學生實際動手環節。針對課程建設和學生的需求,在此基礎上進行了調整,授課學時為24:8,再加上16個課外學時,使之理論教學與實驗教學的比例達到1:1。新構建的基于理論與實驗教學相融合的課程實驗體系,突出了教學實踐環節。其實驗安排分為基礎實驗與課程知識結合實驗的兩部分。基礎實驗重在學生基礎知識的提高和學習能力的培養,課程知識實驗主要是對本課程理論知識的學習掌握。學生可以根據自己的基礎、專業需求和個人興趣進行選擇,提高了學生的興趣和學習的能力,該課程實驗安排如表1所示。

4.3開設實驗課

為了進一步加強實踐教學,2009年我院在全校范圍開設了“計算機硬件實驗”課程,作為“計算機硬件技術基礎”的后續實驗課程。由于是實驗課,課程的教學環節設計更注重實踐性,以培養學生的能力為主要目標,實驗課安排如表2所示。

4.4教學實踐

自2006年構建了計算機硬件實驗平臺以來,我們在2007-2009級學生中全面實施了課堂教學與實踐教學相結合的綜合式教學模式,全面展開硬件實驗,突出了對學生綜合能力的培養,提高了學生動手實踐的興趣和能力。其中,硬件基礎實驗“微機組裝”,每屆有2000多名學生參加,該實驗室全天向學生免費開放:“計算機硬件實驗”課程的實驗有2000多名學生參加;利用自主研制的“BJTU-F xx-x實驗系統”為單片機原理與應用、嵌入式系統設計與開發課程的教學提供了實驗平臺,使用過該實驗系統的本科生近600余名;近30名本科生的畢業設計和創新活動使用了該實驗環境;近300名研究生正在使用該實驗環境。

設備的透明化增強了學生對計算機的直觀認識,提高了學習的興趣,促使學生積極動手參與實踐,并提高了實踐能力。

5總結

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