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计算机硬件课程论文

前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇计算机硬件课程论文范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。

计算机硬件课程论文

计算机硬件课程论文范文第1篇

关键词:计算机基础;难点;双击;盲打

一、计算机硬件和计算机软件的区别

有些同学回答作为软件的操作系统有哪些时能答出来CPU,回答常用的计算机硬件有哪些时又能答出来操作系统或windows,这说明计算机硬件和计算机软件对他们来说仅仅是两个经常听到的名词,具体概念则完全混在一块儿。可以拿光盘(或U盘)和光盘(或U盘)里的内容为例来区分这两个概念。光盘(或U盘)是计算机硬件,是看得见摸得着的一种物理存在,而光盘(或U盘)里的内容则是一种计算机软件,是看不见摸不着的,只有借助某种技术手段才知道光盘(或U盘)里面有什么。

二、内存和硬盘的区别

二者都是计算机的存储器,内存是一种内存储器,硬盘是一种外存储器。写好的程序必须加载到内存里才能运行,内存不能长时间的保存信息,关机时其中的内容就会丢失,内存容量一般比较小,目前常见的容量有2G、4G、8G、16G等。硬盘可以长时间的保存信息,安装各种软件时都是装在了硬盘里,硬盘容量一般比较大,目前常见的容量有500G、1TB、2TB、4TB等。

三、鼠标左键双击操作

这一操作对很多初学者很难,经常看到有同学在需要鼠标双击时先单击鼠标右键,然后在右键菜单里选“打开”。实际上鼠标双击操作是通过很快的连续点击两次鼠标左键实现的,要求两次单击鼠标左键之间的时间间隔足够短就行了。因此要先教会这些同学在控制面板里修改鼠标的设定,把识别为双击的时间间隔调长一点。要求这些同学每次上机时把双击时间间隔调成适合自己的程度,经过多次练习点击鼠标的速度会越来越快,最后就不需要调整时间间隔也能轻松实现双击操作了。

四、键盘盲打输入

很多同学在手机上用拇指输入打字飞快,或者习惯语音输入法输入汉字。但是在一般的电脑办公条件下,每个人一个隔断,属于自己的空间很小,使用语音输入法显然会造成相互干扰,另外也很容易造成泄密。在手机上打字飞快的拇指输入法移植到电脑上的话打字速度非常慢,而且很容易被人笑话是“一指禅”。一般的电脑办公条件下要想提高自己的打字速度,最可行的还是键盘盲打输入。键盘盲打输入没有什么速成的办法,需要通过长期的认真练习才能掌握。建议从英文26个字母的键盘盲打输入练起,练熟后逐步过渡到汉字键盘盲打输入。另外正式上课时课时很紧,没有多少时间可以用来练盲打,没有掌握盲打的同学需要自己找机会上机进行练习,只要大量用心练习就能掌握盲打输入这一技能,学的时候有些苦,但是学会之后跟骑自行车、游泳一样会了就不会忘了。

五、毕业论文排版

毕业论文的排版对多数同学来说是一件比较有难度的工作,其中综合性地用到了多方面的知识和操作。例如页码的设置就分三种情况:封面没有页码,摘要和目录部分使用罗马数字页码,正文开始又使用阿拉伯数字页码,每次都是从第1页重新计数。另外像页眉的正确使用、电子目录的自动生成、每章开始要使用分页符另起一页这些操作也都有同学会犯错误而不能顺利完成。建议将整个毕业论文的排版分成一个一个的小任务,每次学会完成其中的一个小任务即可,所有的小任务都顺利完成后,就完成了整个毕业论文的排版。

计算机硬件课程论文范文第2篇

摘要:本文针对目前高等学校计算机硬件实验教学存在的问题,提出适合本科生及研究生联合培养的创新实验教学体系,设计了支持基础验证型、综合设计型和创新研究性实验一体化的计算机硬件实验平台。

关键词:教学改革;创新型人才;计算机硬件实验

中图分类号:G642

文献标识码:B

1计算机硬件实验普遍存在的问题分析

目前,国内大多数高等院校的实验组织模式和实验手段主要存在以下问题:

“一人动手大家看”的“放羊式”

实验的内容、步骤严格按照教材(实验指导书)进行

实验内容陈旧、与工程实际脱节

本科生和研究生的实验环境分别建设

计算机学科的课程内容具有很强的交叉性和相关性。针对每门具体课程单独设置实验及单独提供实验环境,一方面很难使学生对其前导课程所完成的基础能力做要求,同时也很难兼顾到其后续课程,各自独立,相互间缺少有效的贯通;另一方面实验环境重复建设,实验资源得不到充分利用。下面以“数字逻辑”、“计算机组成原理”和“计算机系统结构”三门硬件主干课程为例说明计算机硬件实验的现状。

(1) “数字逻辑”是计算机专业必修的专业基础课,目的在于掌握计算机数字电路设计和调试方法,为后续硬件课程奠定基础。而相应的“数字逻辑实验装置”一般仅能用于TTL与GAL器件的实验;有部分学校购置的实验装置还不能进行GAL器件的实验。实验一般使用小规模74系列TTL器件,通过面包板实现输入/输出连线,其可靠性低、元器件易损,复杂实验受到限制,很难支持设计型实验;许多目前流行的硬件设计方法,如采用EDA(电子设计自动化)工具的基于CPLD(复杂可编程逻辑器件)的逻辑设计等,更是因为硬件设计环境不够而无法进行。

(2) “计算机组成原理”作为计算机专业的核心课程,目前很多大学采用类似清华大学计算机厂早期研制的实验装置,采用面包板和拨位开关等输入/输出接线,调试手段缺乏,支持的实验内容少,对CPU设计之类的实验没法很好地开展。即使一些新的实验装置,重点仍然是支持验证型实验,设计型实验的开展仍具有局限性。

(3) “计算机体系结构”作为计算机专业的高端专业课,由于缺乏实验条件,很多学校还没有开设实验,少数开设实验的学校也只能采用系统结构模拟软件进行模拟实验。大多数该类模拟软件运行在UNIX平台上,参数设置复杂、接口界面不友好,使用起来费时费力。学生只是通过课堂学习来掌握计算机体系结构的内容,缺乏对计算机体系结构的感性认识,更谈不上培养学生的设计与创新性能力。

由于以上三门课程目前都只针对自己的课程内容单独设置实验并单独提供实验环境,这些相关性非常强的课程各自独立,相互间缺少有效的贯通,不仅导致了实验环境的重复建设,实验资源得不到充分利用,而且也不利于学生对计算机硬件体系有一个系统的了解,更无法对本科生的课程设计、毕业设计等大型和综合型训练提供必要的支撑环境。

为了解决目前计算机硬件实验教学中存在的问题,需要建立能满足计算机专业实验教学需求的,集实践性、先进性、开放性、创新性为一体的先进硬件实验教学体系,结合EDA、软件模拟和虚拟现实等先进的实验手段建立集基本验证、综合设计和创新研究为一体硬件实验平台,促进理论教学与实践教学紧密结合,以适应学科发展和IT企业对高层次计算机专业人才的更高需求。

2 适应多层次人才培养需要的计算机硬件实验体系的建立

为了构建适合本科生、研究生多层次需要的一体化的实验教学体系,我们对国内外著名大学的课程及实验教学大纲等做了深入的研究,主要做了以下几个方面的研究工作:

(1) 研究计算机专业硬件课程及其实验课程当前的设置和今后的发展趋势;

(2) 剖析计算机专业硬件相关课程之间的衔接关系;

(3) 分析教学实验和科研实验的本质,发现本科阶段以及研究生阶段主要硬件课程教学实验的规律。

基于以上研究工作,我们设计的计算机硬件实验体系主要包含以下层次。

2.1系统化的计算机硬件实验内容层次

计算机学科是目前更新换代最快的学科之一,实验在设计时必须和实际工程结合紧密。实验内容和手段的设计必须是以培养具有很好实践能力和一定创新能力的本科毕业生为目标。因此,我们将每门课程实验的内容分为以下三个层次:

基础验证型:主要用于验证课程当中所讲的内容,加深对课堂知识的理解,并培养学生的基本专业技能和实际操作能力。

综合设计型:这类实验一方面可以加强学生对相关课程的理解,更主要的是培养了学生综合分析能力和独立解决问题的能力。

创新研究性:这类实验要求学生自行设计目标并进行实验;实验允许失败,但是必须对失败原因和改进设想做深入的分析和探讨。这类实验是学生早期参加科学研究的一种重要形式,主要培养学生的创新意识、创造性思维及创造性个性,使学生创新性的想象力、判断力、思维能力和实践能力得到提高。

这三个实验从内容上由浅入深、由易到难,从对学生的要求上是由低到高的。其中前两类实验主要针对本科生设计,第三类实验主要针对少数有余力的低年级本科生、多数毕业设计阶段的本科生和所有研究生设计。

在多层次实验教学中,教师的主要作用在于启发学生认识实验教学的目的和意义,组织开展实验教学活动,引导学生研究问题,指导学生的实验过程和认真完成各项实验任务。在实验教学中,教师要教育学生树立严谨的科学态度,鼓励学生勇于求异的创新意识,注意培养学生独立解决问题的能力。

2.2计算机硬件课程层次的建立

以西安交通大学计算机学科为例,本科生和研究生的硬件相关课程体系中主干课程由“数字逻辑与数字系统”、“计算机组成原理”、“计算机体系结构”、“高性能计算机体系结构”和“计算机系统的量化研究方法”组成,其中前三门课程为本科生课程,后两门课程为研究生课程。与主干课程相关的本科生必修课程还包括“汇编语言程序设计”、“微机原理和接口技术”、“操作系统原理”、“计算机网络原理”、“嵌入式系统”;研究生课程包括“计算机网络理论及应用”、“VHDL和FPGA设计”、“分布式系统”等。这些课程,特别是主干课程,不仅有较强的顺序性,而且课程内容的相关性很强。图1给出了计算机硬件主干课程的实验层次。其中,虚线方框部分为偏软件类型的实验。

图1 计算机硬件主干课程实验层次

从图1可以看出,计算机专业本科阶段硬件主干实验课程主要为数字逻辑专题实验、计算机组成专题实验、微机接口专题实验;并且这三个实验中,每个实验的开展必须以前一个课程为基础;课程实验从内容到形式都有很密切联系。为了让学生学习完这些课程后对计算机硬件结构有一个系统和感性的认识,我们在设计这三个实验时,首先设立了一个总的培养目标,每个课程组根据这个目标,结合本课程的内容和培养目标分阶段完成相关支撑的实验内容,并且这些实验可以采用一致的实验手段和平台。具体措施主要包括以下两方面内容:

(1) 对于每门具体的计算机硬件课程均设置8学时的课内实验,实验类型为独立的基础验证性。

(2) 硬件课程都有配套的专题实验,专题实验均为综合设计型。主干课程的实验为必修专题实验,其他小部分课程实验为选修专题实验。以工程项目设计实验为目标形成多个系列,同一系列实验间具有时间先后关系、支撑与被支撑关系。例如图1中的“数字逻辑”、“计算机组成原理”和“计算机系统结构”三门硬件课程就构成了一个主干的硬件实验系列。这三门课程的实验必须在内容上具有前后相关性,并采用基本一致的实验方法和平台。

2.3多样化的计算机硬件实验平台层次

在硬件开发平台的设计上兼顾不同层次人才的培养需要,综合本硕博各个阶段的不同需求,构建多层次的实验环境,提高实验效率,促进学生的创新思维,进行创新式构建实验。还要考虑对毕业设计的实验环境以及本科生创新性研究活动实验体系的支持,结合软件设计的方法和手段(即硬件设计软件化)构建灵活多样的硬件实验平台。此外,实验平台设计要具有层次性,并且考虑课程间内容交叉和互补。

从国外的发展趋势来看,计算机硬件课程的实验由传统的孤立的实验装置承担,发展到了由EDA和CPLD/FPGA仿真器联合承担的阶段。

传统的实验装置支持相对简单的连线类的实验,这类实验只能使用中小规模的集成电路器件。设计大规模的实验几乎是不可能的,因为大规模的实验用中小规模的芯片来实现费时、费力,且受面包板等空间和实验装置能提供的电源限制。

使用HDL语言,如AHDL、VHDL和Verilog等,通过EDA工具软件设计各种规模的数字电子系统是目前工程师的设计潮流。通过EDA和CPLD/FPGA仿真器能完成计算机硬件课程的各类实验。图2是我们设计实现的一款低成本综合实验装置,该装置使用了Xilinx公司Spartan-3系列FPGA芯片(40万门),通过扩充板可以满足大部分的实验要求。

图2 一款综合实验装置的PCB的元器件布局示意图

2.4多层次的实验考核体制

实验的考核主要有以下几种形式。

(1) 实验过程的跟踪考核:改变传统的根据实验结果和报告打分的体制,对实验过程中的主要环节进行记录、评价,并作为最终成绩考核的依据。

(2) 实验报告撰写:实验结束后,要求学生撰写实验报告,以总结个人实验结果,明晰实验思路,实现知识的融合、升华和再学习。通过实验报告的撰写可以培养学生对科技活动的总结能力,科技论文的写作能力,使学生的科研素养得到初步锻炼。

(3) 实验答辩机制:对于综合设计型,特别是创新研究型实验,前两种考核机制存在明显的不足,因此需要引入新的机制来评价学生所做工作及取得的成绩。可通过学生讲解、演示,教师提问和回答,课程设计报告撰写三个步骤来进行考核。

参考文献

[1] 蒋景华. 麻省理工学院培养创新人才特色的做法的分析研究[J]. 实验技术与管理,2006,23(6):1-4.

[2] 朱颖. FPGA实验开发系统的设计和实现[D]. 西安交通大学计算机科学与技术系,2005.

[3] 赵妍. FPGA开发系统的设计实现和实例开发[D]. 西安交通大学计算机科学与技术系,2007.

[4] 贾国芳. 高校计算机基础课程体系建设与教学改革探析[J]. 科技教育创新,2007(7):220-221.

[5] 秦四年. 创新课程教学模式及其操作程序[J]. 北京教育,2001,(1):14-15.

计算机硬件课程论文范文第3篇

摘要:本文针对我国高校本科计算机专业建设的现状,分析了CC2005中关于计算机硬件与结构方面知识需求与知识空间的构架,提出基于CC2005的计算机学科“硬件与结构”方向课程群的概念,并对该课程群的核心课程与选修课程提出组织与改革方法。

关键词:CC2005;硬件与结构;课程群

中图分类号:G642

文献标识码:B

1引 言

目前,随着网络化和信息化的发展,计算机软件领域的课程,尤其是网络和网络应用类课程,越来越得到各个高校的重视,国内很多高校的计算机专业逐渐转变为“软件工程”和“计算机科学”方向,过分强调软件与应用,而缺乏计算机体系结构、计算机组成与结构等硬件方向的培养。但是,从就业市场反馈的信息看,计算机软件人才已经供大于求,而熟悉硬件开发应用或软硬件结合的人才则供不应求。市场的需求驱使我们深思,如何构建符合市场需求、有一定市场竞争优势的计算机人才培养模式。在CC2001和CC2005计算机本科教学参考计划的启迪下,在目前我校开展的教学内容课程体系改革实践中,结合2005年在武汉大学召开的“全国计算机学院院长和系主任会议”和华中科技大学召开的“计算机硬件与实验教学研讨会”以及2006年1月在哈尔滨工业大学召开的“首届全国计算机教育论坛”会议的有关精神,我们尝试性地提出了基于CC2005的计算机专业“平台+模块”课程教学体系,并进行了课程群改革与建设,本文仅探讨该课程教学体系中“硬件与结构”课程群。

2课程群的组织

根据CC2005和CC2001的体系结构,计算机硬件与结构方向知识点包括的核心内容包括:数字逻辑、数据在机器中的表示、汇编级机器组织、存储组织与结构、人机交互、机器功能结构、多处理机技术等,而高性能系统、网络与分布式系统结构是选修内容。这些知识在CC2005中定义为:

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]

在目前国内的普通高校本科“计算机科学与技术”专业中,上述这些“计算机硬件与结构”方向的核心和普通知识点一般体现在以下几门课程中:“数字逻辑(数字电子技术)”、“计算机组成原理”、“微机原理”、“微机接口技术”、“汇编语言”、“计算机系统结构”。在实际教学过程中,各门课程相互之间内容衔接较多,重复之处也比较多,各个学校一般是按照自己的教学大纲和计划对各门课程的内容进行划定,往往缺乏系统性和科学性。这些课程中普遍存在的一个问题是学生学习没有兴趣,教师上课缺乏激情的情况。很多高校在学生对教师的评价中,讲授此类课程的教师往往得分比较低。究其原因,是现有的课程和教材内容陈旧,远远落后于现代计算机硬件技术的发展;课程组织缺乏系统性,某些知识点在多门课程中反复出现;而某些知识点缺乏前导,造成断层。

对此,我们提出了以专业需求为基础的“平台+模块”人才培养模式,以CC2005的五个知识层次中的核心内容构建学科平台,以不同的专业需求方向构建专业模块。下面重点讨论CC2005构架下的计算机学科“硬件与结构”课程群。此课程群包括:计算机组成原理、硬件知识和系统结构方面的课程,核心课程为“计算机组成原理与结构”、 “汇编语言与微机接口技术”,选修课程为“计算机系统结构”、“单片计算机应用技术”、“分布式系统结构”、“嵌入式系统”、“VLSI设计”等课程。从“平台+模块”整体培养模式考虑,将“数字逻辑(数字电子技术)”归入“数字技术与模拟技术”课程群。

2.1核心课程

在新的“硬件与结构”课程群中,根据CC2005精神,将“微机原理”、“汇编语言”、“微机接口技术”、“计算机组成原理”四门课程系统地整合为“计算机组成原理与结构”、“汇编语言与微机接口技术”两门课程作为课程群内核心课程。新旧课程体系的逻辑关系如图1所示。

图1 新旧课程设置对应关系

“计算机组成原理与结构”课程重点介绍单处理器计算机的组成原理与结构体系,包括数据在机器中的表示、总线系统、设备接口、存储器组织与结构、指令系统、中央处理器(含运算器与控制器)、流水与并行处理等内容。其中重点是数据在机器中的表示、总线系统、存储器组织与结构、中央处理器等内容。

“汇编语言与微机接口技术”将汇编语言程序设计和微机接口技术融为一体。根据CC2005精神,本课程中先介绍微型计算机原理、汇编语言,在此基础上讲授汇编程序设计技术、微机接口技术(包括典型接口如并行、串行、定时、DMA、中断、A/D及D/A)以及新型的USB和IEEE1394接口技术。

2.2选修课程

根据CC2005精神,“硬件与结构”课程群还应该包括“计算机系统结构”、“单片计算机应用技术”、“网络与分布式系统”、“嵌入式系统”、“VLSI设计”等选修课程,整个课程群概貌如图2所示。在本课程群建设中,首先对于各门选修课程的内容与组织进行系统地规划,注意先导和后续,同时避免重复和脱节现象。在课程的教学中,采用灵活的教学方法和教学形式,包括小组讨论、专题报告、大作业、专业论文等形式,注重学生学习的主体作用,重点培养学生的创新性与自主学习能力。

2.3一体化的实验与课程设计改革

在“硬件与结构”课程群建设中,强调的是“实践教学”的重要性。在本课程群建设中,不是以单一的课程为单位设计实验,而是按照整个课程群来设计一体化的实验环境与实验内容,将汇编语言方向、微机接口方向、组成原理方向的实验有机地结合在一起,创建良好的实验环境,灵活运用实验室、开放式实验室、实习基地等多种手段,尽量多地为学生创造条件,同时通过实验课程、开放实验、大作业、课程设计、竞赛等多种手段和形式培养学生的研究能力与团队精神。

图2 “计算机硬件与结构”课程群概貌

3进一步的思考

课程群设置与专业培养计划的关系

课程群在构造和设置的时候,需要与整个专业人才培养计划相适应,构建基于CC2005“平台+模块”的教学模式为课程群的教学改革奠定了基础,在新的课程群设置中,以学科方向和模块为核心,凝聚课程群的设置,同时将其与专业培养计划相适应。在设置课程群的时候,打破“系、专业”的限制,使不同专业的教师根据学科课程方向凝聚一起。

不同课程群之间的衔接关系

在“计算机硬件与结构”课程群建设的过程中,另外一个重要的问题是各个课程群之间的衔接关系。正是因为课程群的设置和建设关系到整个专业的培养计划,“计算机硬件与结构”的课程群在设置的时候,将计算机硬件方向另外一个专业基础课程“数字逻辑”(或“数字电子技术”)划入另外一个课程群“模拟与数字电子技术课程群”。因此不同的课程群在建设的时候,也需要注意课程群与课程群之间的衔接关系,考虑整个学科系统的有序、协调发展。

课程群内核心课程与选修课程之间的关系

“计算机硬件与结构”课程群在建设的时候,还必须注意内部核心课程“计算机组成原理与结构”、“汇编语言与微机接口技术”与其他选修课程群之间的内容衔接和侧重点,既要保证核心课程的课时与内容,也同时需要根据学科方向的发展,及时开设反映最新技术成果的选修课程,这样才可以培养符合社会需求的人才。

课程群内容的更新

如何根据计算机学科发展以及信息科技发展情况,及时、动态地调整课程群内核心课程、选修课程的设置,甚至每一门课程具体内容的设置,将是课程群建设的一个重要内容。

参考文献

计算机硬件课程论文范文第4篇

计算机理论浅谈中专计算机组成原理教法初探

计算机组成原理的教学内容强调以计算机硬件部件和和整机系统知识为主的同时,还必需适当兼顾与硬件关系最密切的基础软件知识的学习。那种把计算机组成原理完全作为纯硬件课来处理,是陈旧的认识和过时的做法,不符合当今计算机研究和教育发展的潮流。学好这门课的目的是为了了解计算机的构成及基本工作原理。学生应能抽象出一个计算机模型,在此基础上,理解计算机是如何工作的。但是计算机组成原理这门课专业性很强,很抽象,也很枯燥。而现在的中专学生基础差,缺乏学习主动性,学习新知识时理解能力也相对比较薄弱。本文针对中专学生的这一特征,提出了怎样教授计算机组成原理这门课程。利用一种以培养学生的理解、联系实际能力为核心的教学模式,并就该模式下的课堂理论教学、课后练习与辅导、教学效果检验等三个环节进行详细的阐述。

一、用简单的问题切如枯燥的学习知识

以下为求学网为您编辑的:“计算机理论计算机系统维护实验教学改革初探”,敬请关注!!

计算机理论计算机系统维护实验教学改革初探

对于《计算机系统维护实验》课程的教学改革问题,学术界有许多改革建议,都有值得借鉴的地方。本文主要从我校教学实际出发,摸索一条改善本门课程教学中存在的问题,并在较短的学习时间内使学生对本门课程产生兴趣,掌握本门课的学习技巧,强化学生的动手能力。 使本门课程的教与学都收到事半功倍的效果。为此,我们针对传统模式下本门课程的不足,探索了三种较为有效的培养学生兴趣和增强其动手能力的方法,以就教于各位同行。

一、 计算机系统维护实验课程的传统教育模式及不足

《计算机系统维护》是一门实践性很强的应用性课程,学好这门课程的关键在于多做实验。因此《计算机系统维护实验》课程的教学显得尤为重要。但在我校,《计算机系统维护》理论教学与实践教学课程都是专业选修课,且课时十分有限,因此,在传统的教学模式下,《计算机系统维护实验》课程的教学存在的不足可归纳为以下三方面:

(一) 重理论而轻实践

《计算机系统维护》作为专业选修课程,课时比较少,而在这较少的课时中,理论教学的课时比例却占了总课时的三分之二还多,实践教学课时所占比例还不足三分之一。这种严重失调的教学比例,就是重理论轻实践的表现,是对学生动手能力的培养极为不利。

(二)传统教学手段难以培养学生的学习兴趣

传统的教学手段对本课程的教学都是从计算机的内部结构讲起,讲授计算机的主要配件的性能和基本原理。然后对计算机主要部件出现的故障进行分析,进而告诉学生如何排除故障。接着讲授操作系统的一些知识。这样的教学内容安排,一方面使用传统教材和知识更新都比较慢。另一方面也会使学生学习兴趣逐渐削弱,使一门原本非常生动活泼的课程变得枯燥乏味。

(三)忽视了本课程的基础作用对学生学专业技术的重要性

学校教学计划的指针通常是偏向专业重点课程的教学与实验。对于这类基础的选修课程,往往是任学生自由发展,学校不作硬性要求。事实上,学好了这门课程,对学生毕业就业和进一步的学习和工作都有重大影响。故不能忽视本课程的基础作用对学生掌握专业技术的重要性。

二、《计算机系统维护实验》课程教学改革的方法

教学改革的方法包括两个层面:一是学校指导思想的重视及对教师的教学要求。二是如何培养学生的学习兴趣和提高学生的动手能力。经过多年理论与实践教学工作的总结,归纳了几种行之有效的新方法:

(一) 学校教学指导思想上的重视和对教师理论与实践并重的要求

对于学校教学指导思想和理论教学等问题已经有许多教师加以研究过了,在此我们无需赘述[2],只着重谈谈自己在教学过程中的一些感受:

教师的教学能否吸引学生,使学生产生学习兴趣,关键在于教师的引导。因此学校对教师高标准严要求就显得尤其重要。在这方面,我们认为,学校首先应当从指导思想上树立起重视专业选修课程的实践课程观点。在教学计划上,当理论课时与实践课的课时相冲突时,应重实践。而且要求理论教学与实践教学相结合,即:上理论课的教师必须上该门理论课程的实践课程,而且必须要精通,否则难以解决理论与实践脱节的问题。

(二) 提高学生动手能力的实践方法

这是本文要论述的重点,也是本课题研究的重点之所在,具体可归纳为三种方法:

方法之一:加强对硬件知识(特别是计算机的新标准)的讲授

教师要结合当前计算机市场上最新硬件发展情况,以及社会对计算机硬件维护人才的需求,激发学生学好、用好计算机,维护好计算机的学习热情,充分发挥学生的主观能动性,让学生去感受新的计算机硬件的特性,感受新知识带来的好处,而不是局限于实验项目中所要求的知识点,让学生在实验中眼、手、脑并用,通过学生自由讨论实验,教师掌控全局,最后由老师集中分析讲解学习中出现的突出问题,使学生每次实验都能学到新东西,在紧张有序的实验课中完成实验项目所要求的任务,切实让学生在每节课中都有所获,有所得。

二、把抽象的知识具体化

讲解CPU的工作原理时,我首先讲解CUP的全称central processing unit 即中央处理器,有人也称它微处理器。顾名思义,CPU就是电脑的中央核心部分,负责处理各种硬件装置传送进来的资源,经过判断计算后,再下指令将资料送到正确的装置上执行。讲完这些以后学生都很迷茫,因为太抽象了。我就用现实中做广播体操的例子来把抽象的问题具体化。做广播体操的整个过程是,首先我们的耳朵听到指令,然后再把指令传送给我们的大脑,大脑经过分析判断后再把指令传送的我们的肢体,以此来确定肢体的动作。紧接着我就用了计算机如何打印文件这个例子与做广播体操相对照。当我们要打印一份文件时,首先通过键盘或者鼠标输入打印的指令,CPU收到指令经过分析判断后知道我们要打印文件,就会下达指令将资料传送给打印机,然后由打印机执行打印工作。通过这个例子使学生们联想到可以把CPU比喻成人类的大脑它不但要负责接收外界输入的信息资料,而且还要负责处理这些资料,然后将处理后的结果传送到正确的装置上。几乎大大小小的工作,都需要CPU来下达命令,传送到其他设备上来执行。通过举例子的讲解方式使学生们了解了CPU的工作原理。把抽象的复杂的问题具体化简单化,增强了学生学习的信心。

三、通过学生讲解来验证教学效果

课堂上教师讲解一个系统的知识点后,为了了解学生的掌握情况,我就采用了先挑一些程度好,理解能力强的学生将刚才讲的知识再讲解一遍的训练方法,这样我就可以了解到学生们的理解与我讲解的偏差在哪儿,还有什么地方没有理解到位。我可以就此问题重新的再做解释。然后,再挑一些程度不好的且理解力相对比较差的学生,再来讲解同样的问题,如果讲解的比较到位,就证明这个问题几乎所有的学生都已经掌握了。因为这门课程我同时教授了四个班,为了避免我讲课大意和重复,我就随机挑刚教授过的班级的学生到第二个班去讲,这样刚学过的学生害怕到其他别的班级如果讲的不好丢人,就会好好复习反复练习,这样就激发学生学习的主动性和积极性。然而对于第二个班的学生来说,他们就抱着好奇的态度来听别的班学生的讲解,想看看别的班的学生讲的和老师讲的到底一样吗?这样就调动了学生的听课兴趣,课堂纪律也会好很多。还有现在的中专学生在家中基本都是独生子女,集所有家里人的宠爱与一身,所以他们都非常自我,不懂得如何尊重别人。

结束语:在计算机组成原理这门课的教授过程中我想尽了各种办法,运用多种教学手段,设计有趣的教学活动来激发学生的学习兴趣,培养学生积极的学习态度,与学生建立相互信任,相互尊重,平等交流的师生关系,让学生充满激情,主动投入到学习过程中。

参考文献:

计算机硬件课程论文范文第5篇

论文摘要:本文针对计算机基础课程实验教学中存在的问题,从转变教育观念及改革管理体制、加强实验教学内容、更新实验教学方法与手段等方面,探讨计算机基础实验教学改革思路,提出将实验教学从单纯的知识传授转向对学生综合能力培养的实践教学方法,供其他学校的实验教学借鉴。

精品课程建设是质量工程的重要组成部分,我校的“计算机硬件技术基础”课程于2006年被评为北京市精品课程。在课程建设中,我们在课程实验方面作了重大改革,突出了对学生动手能力、分析问题和解决问题能力的培养,取得了很好的效果。由于我国传统的教学模式,一直存在“重理论,轻实践”、“重知识传授,轻能力培养”的现象,受这种观念的影响,实验教学在高校课程体系中一直处于从属地位。无论是实验管理体系,还是实验课程的设置,都没有得到足够的重视。在提倡素质教育注重能力培养的今天,传统的实验教学模式己远远不能满足时代的要求,如何提高高校实验教学的质量,培养学生的实践能力和创新能力,是教学改革的重心。

下面就我校“计算机硬件技术基础”课程实践教学的改革作一介绍,抛砖引玉,为促进精品课程建设提供参考。

1计算机基础课程实验教学现状

计算机基础课程主要由理论课和实验两部分组成,该课程的实践性很强,旨在培养学生较强的计算机实际运用操作能力。因此,实验课与理论课在教学中应具有同等重要的作用。但是,在实际教学过程中,实验课与理论课的地位却有很大的差别。由于受传统教学观念的影响,人们往往只关心理论课的教学,在理论课上不惜投入大量的时间和精力,精心设置理论课的教学计划、教学内容,而对实验课却显得很随意,常常是由理论课老师根据自己的教学要求,随意地安排一些实验内容,实验的目的多是理论知识的简单验证。理论课老师由于要花费大量的精力准备理论课,时常无暇顾及实验课。因此,实验课实际上成了一种理论课的点缀,严重影响了实验课的教学质量。虽然随着近年高校教学的改革,实践教学中存在的问题有所改观,但在现实教育中存在的这种主观上重视,而实际上对实验、实践环节削弱,甚至以理论教学代替实践教学的现象一直都存在,主要表现在以下4个方面。

1.1没有完善的实验教学体系

在传统的教学模式中,实验课一直依附于理论课,实验教学内容、教学计划、课程设计,全部由理论教学老师根据自己的教学计划来安排,因此,时常会出现同一门课程,由于理论课教师不同,实验教学模式差别很大的现象。

1.2教学内容陈旧且学时少

近年来理论课内容日新月异,而实验课仍以传统的验证性内容为主。实验内容过于简单、验证型实验太多,缺乏综合设计型实验。加之观念上不重视,实验课课时安排较少,学生在实验课上收获不大,学生动手能力和创新开拓能力没有得到很好的培养,教学效果与期望目标有很大的差距。在教学计划的安排上,实验课时一般只占总学时的10 %~20%,近几年虽然有所调整,但仍不足30%,与发达国家相差很远;随着近年来高校扩招规模的膨胀,实验条件与学生规模更不相适应,有些实验只能用演示实验代替。

1.3缺乏实验教学考核标准

在实验教学中,很多实验课不独立考核,不占学生的学分,学生的学科考试主要是看卷面成绩;学生与教师的素质评价,也是以理论课的成绩或讲课效果为依据。这种考核标准对学生的学习产生了误导作用,未能使学生认识到实践课程的重要性,上实验课也多是为了应付老师的检查,不能达到理论教学与实践教学相结合的目的。

1.4不重视实验教学队伍的建设

在传统的管理制度中,实验室常处于从属地位,隶属于教研室或者机房。实验室在体制上的附属性,导致了学校对实验室队伍建设的忽视:不重视实验室人员结构配置,高学历、高职称的实验人员较少;实验室岗位不明确;不重视对实验技术人员的培养,实验室人员的技术水平参差不齐;实验从业人员相应的职称系列、福利待遇较低,致使实验技术队伍人员流失严重。这些都极大地影响了实验教学质量。

2原因分析

前面所述的种种现象,在许多高校的计算机教学中都或多或少地存在。究其原因一般有以下2个方面。

2.1传统观念的束缚

我国“应试教育”远源流长,因循守旧的教育观念根深蒂固。传统的重理论、轻实践,重学术、轻技能,重应试、轻素质的倾向至今未能根本改观。实验教学的直观性、验证性容易被人接受,而对它的创造性、综合应用性往往未得到应有的重视。

2.2实验环境的局限

实验室的建设需要投入大量的资源,既包括实验场地,还需要完善的实验设备,这些实验环境和平台的建设,常常需要大量资金的支持。为适应经济的发展,许多新兴专业应运而生,但相应的实验教学与实验室却未能配套,无形中助长了“重理论轻实践”现象的产生。

3改革的基本思路

现代教育提倡素质教育,注重人的能力培养。要培养“厚基础、宽口径、强能力、高素质”的具有创新精神和创新能力的人才,仅靠传统的从书本到书本的应试教育是远远不够的。加强实践教学对学生素质的培养,是理论教育无法替代的。

更重要的是,实践教学对培养学生严谨、求实的科学作风也有极其重要的作用。通过实验的失败与挫折,可锻炼学生的探索进取精神和坚忍不拔的毅力;通过引导学生在实验操作中发现问题并想办法解决问题,可以训练学生的实际动手技能和独立钻研精神;通过实验课给学生提供的实践平台,给了学生们充分发挥想象力的空间和加以科学验证的机会,可以有效培养和提高学生的创造能力。

因此,高校实践教育的改革和完善是非常值得研究和探讨的问题。对此,在长期的教学工作中,我们总结了以下几点改革思路和经验。

3.1转变教育思想,充分重视实践教学

转变认识,从思想上加强对实践教学的重视,是进行实践教学改革需要解决的根本问题,也是决定实践教学改革成功的关键。在实验教学改革中,必须树立以学生为主体,知识传授、能力培养和素质提高协调发展的实验教学改革理念。进一步加强构建特色鲜明、开放共享、分层次多元化的实验教学体系,不仅要理清理论教学和实验教学的关系,树立理论教学与实验教学并重的意识,还需要将实验教学内容从理论教学中剥离出来,既要摆脱理论教学对实验教学的束缚,同时在教学大纲及改革方案上又与理论课内容相互呼应、互为依托、相辅相成。要充分重视实验教师的作用,建立完善的机制,鼓励和激励实践课老师对实验课程的规划和准备,并在实际教学中不断改革教学方法,提高实践课的效益。要给学生们讲解实践课的意义和作用,使学生们充分意识到实践课在工科学习过程中的重要性,激发学生对实验课的兴趣。

3.2完善实践教学体系,优化实践课程设置

完善实践教学体制,优化实践课程设置,是提高实践教学质量的基础。如何优化课程设置,不断改革和完善实验教学内容,建立完整科学的教学体制是每一位实践教学老师需要的不断思考和总结的问题。笔者建议,以理论课为前导课程,开设相对独立的实验课程,设置系统的实验教学计划,在此基础上建立其完整的实验教学体系。

对于合理设置实验课结构,可在强调实验课之间逻辑顺序的同时,注意相互衔接,以保证学科体系、学生能力发展和社会需求三者之间的统一。设立必修、选修和自设三部分实验模块,方便学生自主选择。以基本知识学习、基本技能培养为基础,以实践能力和创新精神培养为目标,满足学生多样化的学习需求。通过设置基础型实验、专业实验、综合设计型实验、研究创新型实验为主的分层次实验教学体系,结合各专业特色和学科优势,因地制宜地完善实验教学体系。笔者认为在实验教学内容的安排上,应针对不同的学生分层次开设。比如对大一的学生可开设一些基础实验,在帮助学生理解理论原理的同时,提高学生对实践课的兴趣与重视程度;大二、大三的学生可开设专业实验或选修实验,重点加强对学生科学实验方法的培养,提高学生理论学习与实践学习相结合的能力;大三、大四的学生开设综合设计型、研究创新型实验,让他们具备综合运用知识解决实际问题的能力,以适应社会的需要。另外,可合理增加实验课时数,优化教学内容,保留少量典型的验证型实验,增加对实际问题处理的实验,以及一些开发性实验。增设选修实验课以拓宽学生知识面,发挥个人特长。同时,利用选修实验,开设一些结合当前流行的新技术新知识的实验内容,让学生了解科学技术发展的动向,紧跟时代的步伐。

3.3加强实践教学软、硬件环境的建设

建立科学、完善、开放的实验环境是是深化实验课程体系和教学内容改革的需要,是提高实验教学质量、充分发挥实验室的育人功能和整体效益的重要手段。笔者认为实验环境建设包括硬件环境的建设和软件环境建设两部分,前者主要包括实验场地、实验仪器、实验工具的设置和提供,后者主要包括实验室的管理、实验课的考核以及网络实验平台的建设。

对于硬件实验环境建设,可以实验教学中心建设为载体,按照整体规划、重点突出、优化配置、资源共享的原则,调整实验室布局。优化资源配置,改变传统依托教研室和专业设立实验室的模式,将原来规模小、功能单一的实验室进行重组,成立实验教学基地或中心.建立校院两级实验室管理体制。中心按照学科规划,不断更新实验装备,迎合学科发展和社会需要,为学生提供先进的实验平台和仪器。同时,要加大实验室建设资金的投入,分层次、科学、合理地规划实验室的建设,可分为基础实验室、专业实验室和综合创新实验室,并配备齐全的硬件实验环境。

对于软件实验环境建设,可建立开放的实验环境,满足人才培养需求。使学生有更多的机会进行各种层次的实验,改变以往单一的以班为单位学生统一完成实验课程的传统习惯。学生在完成课程安排实验后,可根据自己的兴趣和自己的时间自主选择实验项目或自行设计的实验项目,或参与教师的科研项目,使学生得以充分发挥自身的主观能动性,进而锻炼、提高自己的实验动手能力。可设立实验室开放专项基金,用于支持实验课程外的开放实验和学生开展科技创新活动,以此激发和提高学生的学习主动性、积极性和创造性,提高学生发现问题、分析问题与解决问题的能力。同时,通过不断丰富实验室开放的内容,培养学生的动手能力和创新精神。此外,还要充分利用计算机和网络,为学生提供网络实验环境和仿真环境。教师可将实验课程如原理实验、工程实验、仿真演示实验等相关资料到系统上,通过校园网络学生可了解相关实验的图片、动画等讲义外的资料,另外还可通过实验预习、模拟实验操作等巩固实验知识,通过查阅系统上的资料、课后答疑等接受教师在线指导。

3.4加强实验教学队伍建设

实验教学队伍是进行实验教学和实验室管理工作的主体。实验教师素质和水平的高低,是决定实验教学质量的关键因素。合理的实验教学队伍,能有力保证创新人才培养目标的顺利实现。因此,要重视实验师资的培养,完善实验室人员配置,建立起一支专业化的实验队伍。在实验室的管理上,实现统一管理,打破实验室之间的封闭界限,优化实验设备配置,实现资源共享,提高设备的使用率。可通过加强引进和培养力度,提高实验队伍整体水平。充分结合现在大多数学校己实施的聘任制,引进高学历人员补充实验教师队伍,吸纳工程实践能力强的高职称人员到实验室兼职工作,定期组织实验室工作研讨和培训,积极开展科学研究和学术交流。通过加强培训,以此提高实验教师队伍业务水平,逐步建立一支结构合理、素质过硬、业务熟练实验教学队伍。

3.5改革实验教学方法,注重学生能力培养

实验教学方法科学与否,实验教学手段先进与否,是实验教学顺利开展、实现学生自主学习的重要保证。在实验教学改革中,我们不断改进实验教学方法,建立了以学生为中心的实验教学模式,形成以自主式、合作式、研究式为主的学习方式。

实验教学要从单纯的知识传授转向对学生综合能力的培养。在实验教学中,老师不再详细地给出实验步骤,让学生按部就班地得出实验结果,而是启发学生的思维,让学生运用己掌握的理论知识,去分析思考,自己动手动脑得出实验结果,培养他们的动手能力和创新能力。另外,引入多媒体网络教学和计算机辅助(CAl)教学,也是深化实验教学改革,提高教学质量的有效途径,例如,在电子线路实验中,采用计算机辅助教学以及多媒体教学,可使实验教学过程生动、直观、多样化,学生通过计算机的模拟效果,可以动态地观察实验过程、控制实验操作以及得到实验结果,并且自己设计实验方案,充分发挥学生的创造力和想象力。通过对本科实验教学方法不断研究、改革和实践,进一步提升高校本科实验教学水平,提高本科教学质量,促进具有创新精神和实践能力的高素质应用型人才的培养。

4教学实践

基于上述改革思路,我们在“计算机硬件技术基础”课程中进行了教学实践,取得了不错的效果。

“计算机硬件技术基础”课程是针对非计算机专业开设的公共基础课程,是一门理论性和实验性都很强的基础课程。课程的重点是对计算机硬件整体的了解和认识,而教学难点是如何面对不同专业知识结构和不同层次的教学对象。所以我们以实验教学示范中心建设为契机,从实验室硬件建设到课程实验体系两个角度进行了整体改革,主要采取以下做法。

4.1搭建基于硬件课程的计算机基础教学实验平台

根据计算机发展与人才培养教学的需要,我院充分利用和整合现有资源,以培养具有分析、解决问题能力的高素质人才为目标,建设了面向全校各专业的、以计算机硬件系统为平台特色的实验环境。

(1)创建开放结构的多功能硬件实验平台。该平台主要包括三部分功能:一是硬件基础展示实验区,通过按类别分层次展示历代计算机的硬件典型设备,揭开计算机内部世界,打破了学生对计算机的神秘感;二是为硬件基础实验和网络基础实验提供必要的硬件环境,支持大面积基础教学实验,开设了从基础到高级多种实验,例如微机组装实验(全部免费开放)、计算机硬件基础实验、组网实验等;三是自主研发了一批实验设备支持多种高级实验,为高层次硬件课程提供了良好的实验环境,如单片机原理与应用、计算机高级接口技术、嵌入式系统设计与开发

(2)构建创新实践平台。该平台主要是为计算机基础较好、并对计算机技术感兴趣的学生提供创新型实践的软硬件环境。其特点是由学生自主设计创新实验题目,平台为他们提供技术支持和指导教师,从而为学生营造一种学习研究的氛围,激发思维的想象力和创造力。

4.2构建理论与实验相融合的课程实验体系

以往该课程主要以课堂讲述为主,总学时一般为32学时,即28学时用于理论教学、4学时用于实验教学。在这4个实验教学中,基本上也是以观摩为主,缺少学生实际动手环节。针对课程建设和学生的需求,在此基础上进行了调整,授课学时为24:8,再加上16个课外学时,使之理论教学与实验教学的比例达到1:1。新构建的基于理论与实验教学相融合的课程实验体系,突出了教学实践环节。其实验安排分为基础实验与课程知识结合实验的两部分。基础实验重在学生基础知识的提高和学习能力的培养,课程知识实验主要是对本课程理论知识的学习掌握。学生可以根据自己的基础、专业需求和个人兴趣进行选择,提高了学生的兴趣和学习的能力,该课程实验安排如表1所示。

4.3开设实验课

为了进一步加强实践教学,2009年我院在全校范围开设了“计算机硬件实验”课程,作为“计算机硬件技术基础”的后续实验课程。由于是实验课,课程的教学环节设计更注重实践性,以培养学生的能力为主要目标,实验课安排如表2所示。

4.4教学实践

自2006年构建了计算机硬件实验平台以来,我们在2007-2009级学生中全面实施了课堂教学与实践教学相结合的综合式教学模式,全面展开硬件实验,突出了对学生综合能力的培养,提高了学生动手实践的兴趣和能力。其中,硬件基础实验“微机组装”,每届有2000多名学生参加,该实验室全天向学生免费开放:“计算机硬件实验”课程的实验有2000多名学生参加;利用自主研制的“BJTU-F xx-x实验系统”为单片机原理与应用、嵌入式系统设计与开发课程的教学提供了实验平台,使用过该实验系统的本科生近600余名;近30名本科生的毕业设计和创新活动使用了该实验环境;近300名研究生正在使用该实验环境。

设备的透明化增强了学生对计算机的直观认识,提高了学习的兴趣,促使学生积极动手参与实践,并提高了实践能力。

5总结