摘要:計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)是普通高等教育理工科專業(yè)的一門重要計(jì)算機(jī)公共基礎(chǔ)課。本文全面分析了2005年后出版的34本相關(guān)教材中教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,以此為基礎(chǔ)闡述了該課程在教材建設(shè)方面存在的教學(xué)定位不清晰、教學(xué)實(shí)驗(yàn)單一和教學(xué)內(nèi)容陳舊等三個(gè)問題。結(jié)合北京理工大學(xué)在該課程上的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),提出以實(shí)驗(yàn)建設(shè)為導(dǎo)向,“基本概念”和“基本硬件”相結(jié)合的教材組織理念,為該課程教材的進(jìn)一步建設(shè)提供參考。
關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的發(fā)展和普及,大學(xué)生接觸到的計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)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?;?、集成化、工具化的發(fā)展趨勢。在計(jì)算機(jī)硬件新的發(fā)展階段,讓學(xué)生們掌握基本的計(jì)算機(jī)硬件原理,熟悉各類硬件接口技術(shù),懂得計(jì)算機(jī)硬件產(chǎn)品的基本運(yùn)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(gè)教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)。
計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)知識(shí)、了解計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)原理和微機(jī)接口技術(shù)等課程精簡整合為計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)將“微機(jī)原理與接口技術(shù)”確定為計(jì)算機(jī)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(shí),實(shí)驗(yàn)20學(xué)時(shí);面向非電類專業(yè)授課48學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)10學(xué)時(shí)。[1]
課程名稱及學(xué)時(shí)上的變化,一方面顯示教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)對計(jì)算機(jī)硬件類課程的重視,同時(shí)也反映出在大學(xué)課堂上如何引入計(jì)算機(jī)硬件公共基礎(chǔ)課程還存在爭議。事實(shí)上,計(jì)算機(jī)硬件類課程在實(shí)際實(shí)施中存在很多實(shí)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(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程,部分開設(shè)微機(jī)原理與接口技術(shù)課程的學(xué)校往往由非計(jì)算機(jī)類專業(yè)教師開設(shè)并講授,不歸屬于計(jì)算機(jī)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(shí)很難落實(shí)。計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)課程如果作為計(jì)算機(jī)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(shí)為宜。然而,計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)規(guī)劃的微機(jī)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(shí)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(shí)、先導(dǎo)課等角度都無法將該課程編排進(jìn)教學(xué)大綱。
2) 現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件落后,學(xué)生難有興趣,硬件投入較大。傳統(tǒng)授課中,計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)所安排實(shí)驗(yàn)需要借助定制的實(shí)驗(yàn)箱完成實(shí)驗(yàn)[2],而實(shí)驗(yàn)箱的投入成本較高,新實(shí)驗(yàn)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(jī)技術(shù)作為實(shí)驗(yàn)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(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)還是微機(jī)原理與接口技術(shù),講授內(nèi)容仍然以計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生,這種專業(yè)性很強(qiáng)的內(nèi)容很難符合學(xué)生們的學(xué)習(xí)預(yù)期??v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(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)》相關(guān)教材的教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)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(jìn)一步教材建設(shè)理清思路。同時(shí),本文結(jié)合北京理工大學(xué)的教學(xué)改革情況,給出了進(jìn)一步加強(qiáng)教材建設(shè)的思路和方法,希望能夠?yàn)橛?jì)算機(jī)硬件類公共課更為廣泛的進(jìn)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(jì)算機(jī)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(jìn)行了匯總,合計(jì)34本,如表1所示。
從表1可以看出,34本教材來自于13個(gè)出版社,其中,正式本科教材26本,教學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書等教輔類教材6