三本院校计算机硬件教学的

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摘 要 ：本文详细分析了三本院校计算机专业硬件教学的现状,指明了计算机硬件教学改革的意义在于教学应适应三本院校学生的学习特点并能为其拓宽就业门路,探讨了计算机硬件教学改革中课程体系设置、教学内容的剪裁和教学方法的改进、考核方式的更新的具体措施.本文对三本院校计算机专业的教学改革具有参考价值.

关 键 词 ：三本院校；硬件；教学改革；嵌入式系统

中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）07-0171-02

上世纪80年代,我国高校相继开设了计算机专业.初始,教学过程中软件与硬件两大体系并重.当时流传这样一句话：“硬件学接口,软件学编程.”随着大规模集成电路及门阵列芯片的普及,微机硬件体系中基本上已无分立元器件,学生面对微机硬件体系课程中提到的器件和部件没有直观认识,看不见摸不着.硬件课程的教学目标不明确,大多数只是为了了解计算机体系结构而没有硬件方面应用的愿望,因为教学内容无法在实际工程中得到应用,进而学生不能在硬件方向上就业.然而近几年来,嵌入式电子产品蜂拥而来、名目繁多,嵌入式电子产品行业对人才的需求十分旺盛.这就给计算机硬件教学带来了挑战并给计算机专业学生就业拓宽了门路,特别是三本院校的情况更是如此.那么,三本院校计算机硬件教学如何适应这种形式怎样进行教学改革?这是一个非常紧迫的课题.

一、三本院校计算机硬件教学现状分析

三本院校其实就是民办应用型本科院校,其计算机专业硬件教学现状比一二本公办院校更糟糕.他们在教学经费、实验条件、师资水平、教学积淀、科研氛围等方面更逊一筹.首先是,在理念上轻视硬件教学,认为硬件知识无实用价值,无就业前景,只是象征性保留两三门硬件课程,由于实验条件所限基本只讲理论或图示实验.学生根本不懂“接口”这一软硬件结合的技术,有的甚至放弃了硬件教学,计算机科学与技术专业变成了名副其实的“软件工程”.更不可思议的是：面对朝夕相伴的微机系统,绝大多数计算机学生从未打开过机箱,根本不认识CPU、南北桥芯片、内存条,也不知道串、并口在哪里.其次,硬件教学培养目标不明确,随意性大.课程设置存在两个误区：其一是课程名称种类繁多,不稳定、变动大；其二是盲目套用一二本院校的方案,不适合三本院校的教学、师资条件和学生的学习能力及特点,更谈不上特色.在教材选取和教学内容剪裁时陈旧过时（部分教师偷懒）,仍以18年前就讲授的8086体系为主体,不能与时俱进.学生面对现代微机的新理念、新技术、新架构很少介绍甚至没有介绍.比如,微处理器的双核和多核技术、串口硬盘和并口硬盘有何区别等等.实际授课时硬件理论讲授过多,实际动手实验太少.例如：详尽分析pentium处理器内部结构时,学生如坠云雾,而具有实用价值的现代微机的部件原理、性能指标、优化组合等又不讲.开设的硬件实验一般都由教师规定好内容和步骤,学生按部就班地在实验板（箱）上拔插线路,基本都是验证性实验,无思考余地,更谈不上设计和综合集成.

二、三本院校计算机硬件教学改革的意义

基于上述三本院校计算机硬件教学的现状,其教学改革非常必要、刻不容缓.

1.学生就业是三本院校的生命线.学生就业是三本院校教学的指挥棒,学生及家长的基本诉求就是要解决就业问题.就业好的三本院校社会声誉高,生源稳定,就业直接关系到三本院校的生存,特别是在其生源已经呈现紧张趋势的今天.大学生就业的最大障碍是缺乏实际工作经验,这造成了用人单位招不到自己需要的学生,学生找不到工作的怪现象.计算机硬件教学改革的基本意义就是能拓宽就业的门路.在硬件教学过程中必须面向实际应用,切实加强学生的动手能力,始终围绕和紧跟主流微机进行教学,摒弃复杂玄妙的原理剖析,粗线条地从实用角度给学生一个整体观念.这使学生能在IT行业从事维护、组装、销售、网络工程实施等工作.另一方面,扎实地进行嵌入式系统的教学和实践,使学生能在电子产品制作、自动控制方向上伸进一条腿.笔者所在的广东培正学院地处IT行业十分发达的珠三角地区,中小IT企业星罗棋布,基于嵌入式系统的电子产品数不胜数.嵌入式电子产品人才需求十分旺盛.这些企业特别看重学生的动手能力,学生只要具备基本的电子电路、单片机技术、嵌入式系统基础,并能使用相关仪器和工具,其就业之路十分顺畅,工资待遇非常可观,这种现象已经被近几年就业市场所证明.

2.硬件教学改革符合三本院校学生的学习特点及要求.大学本科教育现已成为大众化教育,在此背景下,三本院校学生具有如下特点：①基础知识和学习能力不及一二本院校学生,这是中学教育及高考决定了的.②对实用的技术技能感兴趣,不太习惯理论学习和逻辑思维,这是由二个因素决定的：一是自身长期学习的惯性使然；二是学习目的决定,因为他们中绝大多数没有进一步深造（如考研）的要求,只想更好地就业.③学习上易于冲动,少有恒心和耐力.缺乏自信心,往往遇难而退、望而却步.④他们兴趣广泛,思维灵活,绝大多数学生表面看起来不想学习,其实他们的“成就感”愿望极强,迫切想学到他们认为有用的知识和技术.如上所述可知,不能强行按一二本院校学生的要求来强制他们学习,应因势利导.从应用角度阐述理论,采用案例教学甚至项目驱动教学.在适量学完微机硬件体系结构后,教学重点放在嵌入式电子产品的基本原理、简单EDA（Electronc Design Automation）设计、简单制作方面.使学生能使用常用仪器和工具制作出简单的电子产品,于是兴趣大增、“成就感”油然而生,收到事半功倍的效果.

三、三本院校计算机硬件教学改革的措施

谈到改革措施,首先应转变教学理念,以应用和实用为目标设计硬件教学课程体系并剪裁教学内容,使之为就业的二个方面服务；全面改革教学方法使之符合三本学生的学习特点；更新传统的考试考核方式使之更好地调动学习积极性.

1.转变教学理念,修改硬件课程体系和教学内容.①教学理念与硬件教学体系.在高等教育大众化的今天,三本院校的教学理念首先要确立培养应用型人才的目标、建立新的教学质量评价体系、理论知识为实际应用服务、综合评价知识、技能和能力等诸多要素.此处能力包括实践能力和社会适应能力.在调研了学生就业状况和用人单位需求二个方面的前提下设计硬件教学课程体系.如前所述,硬件教学有二个就业方向,一是以学生面对的主流微机系统知识为背景从事微机系统维护、组装、销售、网络施工等工作；二是以嵌入式系统知识为背景从事电子产品设计、制作、销售等工作.这二个就业方向对应二条主要教学路线：●数字逻辑→80386汇编语言→计算机组成原理→X86体系接口技术→windows设备程序开发.这条路线尾节点只能作为少数成绩优秀学生深造,涉及到深层次技术,可作为选修.●数字逻辑→MCS51汇编语言（或ARM汇编）→电子电路基础→单片机技术→嵌入式系统.而作为知识支撑,还有一条辅线：●80386汇编语言（MCS51汇编语言）→操作系统（嵌入式操作体统）→智能卡芯片操作系统COS（Chip Operating System）.②课程设置与教学内容.为了保证教学路线的实施,在课程设置上与教学内容上应做精心安排,80386汇编和MCS51汇编作为一门《汇编语言程序设计》开出；X86体系接口和单片机技术合为一门《接口与单片机》开出.二条主线上其余节点就是课程名称,共有7门课程.在教学内容剪裁上要注重实用与应用,还要注重针对主流机型、设备、部件器件介绍前沿知识.例如：计算机组成原理中避免分析CPU内部结构的复杂机理,从性能与发展趋势分析双核多核CPU；摒弃三块一线（CPU、存储器、IO接口、系统总线）传统的主机板架构,引入现代微机的1-3-5-7式（一条总线、三大芯片、五条总线、七个接口）架构.接口知识中精简传统的且少有实用价值的8253、8255等接口芯片的讲解而重点介绍USB接口,USB接口是学生面对的最具实用价值和发展前景的接口标准.数字逻辑和电子电路少些逻辑运算和复杂电路分析,加强嵌入式系统中实用的流行的控制芯片的讲解,为嵌入式系统学习和电子制作打下基础.嵌入式系统教学内容以ARM嵌入式系统为教材,它应用面广,最具发展前景.教学内容中实践部分是落脚点,实训简单实用的嵌入式电路板的制作,如何使用常见工具,如：万用表、示波器、电烙铁手工焊接及BGA温控焊接等.电路设计学习EDA,会使用软件进行设计,如：protel、protus等软件.

2.改革硬件教学方法和手段.先进合理的教学方法和手段会收到事半功倍的效果,是学生掌握教学内容的必要条件.可采用如下办法：①精心制作CAI多媒体课件,对于复杂的数据流程一定要动态演示.②以学生面对的微机系统及设备为讲述对象并进行实验,如：汇编指令in/out是接口技术中最常用的指令,可以用微机CMOS数据读写（地址口地址为70H、数据口地址为71H）为案例进行讲解,学生既熟悉实验环境又方便操作,若能做成CMOS数据保护程序,则学生更有成就感.另外,直接读写硬盘扇区也是很好的接口技术案例.③案例教学法始终贯穿于教学过程中,特别是在嵌入式系统教学和电子电路制作实训中,刺激学生的学习兴趣使其得到“成就感”.当然,好的案例选取是要靠教师具有从业经验和项目经历并且花大量精力才能实现.④项目驱动教学,以案例教学为基础,以合适的实际项目作为实训对象则教学效果更佳.这可以提高学生分析问题解决问题的能力,还可以培养学生的工程素养及团队合作精神.

3.革新课程的考试考核方式.考试是整个教学过程的最后一个环节,是学生学习的指挥棒,事关学生眼前利益,要用考试促进平时学习.硬件教学的传统考试考核方法一定要改革,否则,改革措施就会落空.应由单一的笔试改成：笔试+实验制作+参与案例项目+职业认证+大学生科技比赛等多个环节考核、综合评定.笔试成绩只占30%,其余部分是实践成绩,占70%.一个学生不一定能同时得到三个实践环节的成绩,但是只要获得其中一项成绩即可.这样一来,学生不能再一味死记硬背理论知识,必须要将理论知识应用于实例中,主要学习精力自然就放在实践环节中去了.在硬件方向就业后就不必花过多时间参加岗位培训.