孟雷

針對應(yīng)用型本科院校中計(jì)算機(jī)硬件類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題，經(jīng)過本校硬件教研室多年來課程實(shí)踐教學(xué)的實(shí)踐，提出了通過構(gòu)建有機(jī)的硬件類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，構(gòu)建科學(xué)的多級實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，加強(qiáng)教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源建設(shè)等全方位的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革方案，實(shí)施表明，該實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革模式改變了傳統(tǒng)驗(yàn)證型教學(xué)模式，能有很好的培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

計(jì)算機(jī)硬件類課程實(shí)踐教學(xué)中存在的問題

（一）硬件類課程實(shí)驗(yàn)開設(shè)各自獨(dú)立，不能相互支撐

實(shí)踐教學(xué)是教學(xué)活動中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，然而很多學(xué)校卻沒有足夠的重視，主要體現(xiàn)在實(shí)踐教學(xué)的學(xué)時(shí)越來越少，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展日新月異，課程所涉及的內(nèi)容也是越來越多，用人單位對學(xué)生的能力要求也是越來越高，基本能力的要求越來越全面。而實(shí)際上課時(shí)，各計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)課程安排只為本課程服務(wù)，并沒有建立一個(gè)有機(jī)的整體，課程內(nèi)容開設(shè)不能為后繼課程服務(wù)，這就導(dǎo)致開設(shè)后繼實(shí)驗(yàn)時(shí)，要重新甚至重頭學(xué)習(xí)以前所做的實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)致事倍功半，學(xué)生對單一課程學(xué)習(xí)再好，也只能體現(xiàn)在該門課程上，對計(jì)算機(jī)整機(jī)系統(tǒng)的理解認(rèn)識依然模糊，更不能學(xué)以致用。

（二）教師教學(xué)理論實(shí)踐脫鉤，實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的不明確

各高校近些年的人才引進(jìn)，注重高層次的人才，然而學(xué)校引進(jìn)人才是更注重他們的科研能力，這些新進(jìn)教師在課程上課之前缺乏課程教學(xué)工作的基本培訓(xùn)，授課過程中也有些不切實(shí)際，就計(jì)算機(jī)課程來說，很多教師科研偏“軟”，大多是搞算法出身，對計(jì)算機(jī)元器件和電路了解不夠，也缺少硬件的科研背景，硬件能力明顯不夠，這就導(dǎo)致在課程教學(xué)中，理論和實(shí)踐教學(xué)脫鉤，對實(shí)驗(yàn)教學(xué)不夠重視，主要以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)為主，也不能很好明確每次實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的，無法引導(dǎo)學(xué)生擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)，為后繼課程服務(wù)。

（三）學(xué)生學(xué)習(xí)動力不足，急功近利

高?，F(xiàn)在都采用學(xué)分制，學(xué)生學(xué)習(xí)都是為了獲得學(xué)分，而大多課程采用試卷考試方式考核，這就使學(xué)生不在意實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，只去死記硬背一些理論的知識，最后導(dǎo)致學(xué)生能聽懂但沒學(xué)會，不少學(xué)生不會自己研究問題。由于偏重理論學(xué)習(xí)，導(dǎo)致學(xué)生實(shí)踐觀念差，不少學(xué)生不了解理論、仿真、硬件實(shí)現(xiàn)的區(qū)別，不會對故障進(jìn)行分析和排除。如果不能從根本上改變學(xué)生對計(jì)算機(jī)硬件課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的認(rèn)識，就無法提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主觀能動性，也就無法提高學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力。

計(jì)算機(jī)硬件類課程實(shí)踐教學(xué)改革

（一）優(yōu)化課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，科學(xué)構(gòu)建硬件類課程體系

計(jì)算機(jī)硬件類課程分為專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)必修課和專業(yè)限選課，這些課程相互關(guān)聯(lián)，互相支撐。先修課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的開設(shè)一定要為后繼課程服務(wù)，目的性要明確，具體來說：

1、數(shù)字電路要開設(shè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括：全加器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、計(jì)數(shù)器、有限狀態(tài)轉(zhuǎn)換機(jī)等，這些都是為計(jì)算機(jī)組成原理服務(wù)的，在開設(shè)組成原理課程時(shí)，有了這些實(shí)驗(yàn)作為前提，對計(jì)算機(jī)運(yùn)算器、控制器、指令譯碼器的學(xué)習(xí)和掌握將起到十分重要的作用。

2、在電路與模擬電子技術(shù)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)一定要涉及到電阻、電容、電感、繼電器、信號放大器、交直流轉(zhuǎn)換、A/D、D/A試驗(yàn)等，同時(shí)一定要學(xué)生掌握萬用表、示波器的使用方法，為后繼單片機(jī)開發(fā)做好充分的準(zhǔn)備。

3、硬件類的課程實(shí)驗(yàn)重疊還是很多的，比如說：在很多課程中，都有存儲器擴(kuò)展的環(huán)節(jié)，我們不要只針對課程，而是要統(tǒng)一安排實(shí)驗(yàn)，在其中一門課程中體現(xiàn)就好了。而后兩門課程在定時(shí)/計(jì)數(shù)器，A/D、D/A、中斷、串行口擴(kuò)展等實(shí)驗(yàn)的環(huán)節(jié)也是大同小異的，所以在安排實(shí)驗(yàn)時(shí)，也需要重點(diǎn)突出，避免重復(fù)。

（二）以創(chuàng)新能力為核心，構(gòu)建多級實(shí)驗(yàn)體系

如何提高學(xué)生對實(shí)踐教學(xué)的興趣，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的動力，以及提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，滿足應(yīng)用型本科院校人才培養(yǎng)的定位，就必須在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容確定的前提下，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法和手段。根據(jù)各課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，要把實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容分為基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和自主探究性實(shí)驗(yàn)。對于計(jì)算機(jī)硬件類課程體系，學(xué)生在每門課程做完基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)后，一定要有針對一門課程或多門課程后的綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。同時(shí)以學(xué)科競賽和大學(xué)生創(chuàng)新大賽為指導(dǎo)，鼓勵(lì)學(xué)生利用所學(xué)的知識，自主完成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)。通過多級實(shí)驗(yàn)體系的構(gòu)建，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)完計(jì)算機(jī)硬件類課程后，能夠很好的掌握元器件的選型、電路板的繪制、元器件的焊接與調(diào)試、單片機(jī)和嵌入式等大規(guī)模電路的系統(tǒng)開發(fā)、電子產(chǎn)品的編程調(diào)試等能力，滿足應(yīng)用型本科院校人才培養(yǎng)的定位。

（三）加強(qiáng)教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)和硬件類實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源建設(shè)

計(jì)算機(jī)硬件類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各科教師，是一個(gè)有機(jī)的整體，這就需要發(fā)揮每位個(gè)體的特長，組建一支教學(xué)科研水平兼?zhèn)涞慕虒W(xué)團(tuán)隊(duì)，持之以恒地開展教學(xué)改革和科學(xué)研究。通過團(tuán)隊(duì)整體實(shí)力的提升，推動每位教師的逐步提高。硬件類實(shí)驗(yàn)教學(xué)迫切需要有工程開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的教師擔(dān)任，因此要注重“雙師型”教師隊(duì)伍的建設(shè)，理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的融合，有利于教師在理論教學(xué)時(shí)教學(xué)案例和素材更加豐富，實(shí)踐教學(xué)時(shí)理論指導(dǎo)更加清晰，也有利于教師自身的全面成長，對于“雙師型”教師的轉(zhuǎn)型也是至關(guān)重要的。

同時(shí)，硬件類實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源建設(shè)也是提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要手段。實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的建設(shè)包括：實(shí)驗(yàn)教材、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書、網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺、項(xiàng)目開發(fā)案例等，通過實(shí)驗(yàn)教材和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的建設(shè)，讓學(xué)生告別簡單驗(yàn)證，得到一個(gè)預(yù)知結(jié)果的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，變?yōu)橹鲃訁⑴c認(rèn)真思考的學(xué)生主導(dǎo)式教學(xué)模式，提高學(xué)生的主觀能動性和動手能力；網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺的建設(shè)使學(xué)生能利用網(wǎng)絡(luò)資源觀看實(shí)驗(yàn)的示范教學(xué)視頻，能夠在不依賴硬件平臺的前提下進(jìn)行計(jì)算機(jī)硬件類課程實(shí)驗(yàn)的仿真，如EwB、Protel、Matlab、Proteus等，并且能夠利用網(wǎng)絡(luò)資源學(xué)習(xí)元器件選型與應(yīng)用、電路板繪制、元器件焊接、電子產(chǎn)品調(diào)試、業(yè)界發(fā)展主流技術(shù)、編程工具的使用等課程內(nèi)無法學(xué)到的知識，擴(kuò)展學(xué)生的知識面和動手操作能力，為學(xué)生在課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供幫助，并拓寬學(xué)生的視野，為學(xué)生做整體的工程項(xiàng)目提供必要的知識和技術(shù)支撐；項(xiàng)目案例資源能夠使學(xué)生熟悉并掌握實(shí)際項(xiàng)目的開發(fā)流程，在前面項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，改進(jìn)和拓展項(xiàng)目功能，把多種知識結(jié)合在一起，使學(xué)生能完整的完成項(xiàng)目開發(fā)的全過程，并能把計(jì)算機(jī)硬件類課程的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)有機(jī)的結(jié)合在一起，改變單一課程實(shí)驗(yàn)的枯燥，為學(xué)生參加各類學(xué)科競賽和大學(xué)生創(chuàng)新大賽打下基礎(chǔ)。

結(jié)語

計(jì)算機(jī)專業(yè)硬件類課程群實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是一個(gè)嘗試和積累的過程。根據(jù)應(yīng)用型本科院校對本科應(yīng)用型人才培養(yǎng)的定位，立足于對學(xué)生的動手能力、工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，改善實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，整合硬件類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，建設(shè)優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)和自主性實(shí)驗(yàn)資源，激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的想象力和創(chuàng)新能力，不斷在實(shí)踐中探索、改革、提高、積累，才能制定出適合學(xué)校人才培養(yǎng)目標(biāo)的計(jì)算機(jī)硬件類實(shí)驗(yàn)教學(xué)知識體系和實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，才能培養(yǎng)出適應(yīng)社會發(fā)展的綜合型人才。

（作者單位：許昌學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院）