計算機硬件類專業(yè)課程實踐教學(xué)體系改革研究

文/肖娟王嵩張雯雰

摘要：計算機硬件類專業(yè)課程是計算機專業(yè)中的核心課程，實踐性強是其突出特點之一，改革計算機硬件類專業(yè)課程實踐教學(xué)體系是地方本科院校轉(zhuǎn)型發(fā)展過程中的必要措施。本文在深入分析地方本科院校計算機硬件類專業(yè)課程實踐教學(xué)體系現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出了新的計算機硬件類專業(yè)課程實踐教學(xué)體系，以滿足轉(zhuǎn)型發(fā)展及應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需求。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)型發(fā)展；計算機硬件專業(yè)課程；實踐教學(xué)體系

作者簡介：肖娟(1982-),女,湖南永興人,湘南學(xué)院,講師,碩士學(xué)位,研究方向：計算機應(yīng)用技術(shù)等。

中圖分類號:G642

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：2095-9214(2015)09-0090-02

基金項目：2015年湖南省教育科學(xué)十二五規(guī)劃課題(項目號：XJK015CGD052);2013年湖南省教育科學(xué)十二五規(guī)劃課題(項目號：XJK013QXX003);2014湘南學(xué)院教學(xué)改革研究項目(項目號：31)。

引言

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2010年)》中提出建立現(xiàn)代職業(yè)教育體系、優(yōu)化高等教育結(jié)構(gòu)、實行高校分類管理三大任務(wù)。這三大任務(wù)的交集就是地方本科高校在現(xiàn)代教育體系中的科學(xué)定位問題，要解決這一問題，首要任務(wù)就是實現(xiàn)地方本科高校向應(yīng)用技術(shù)型高校的轉(zhuǎn)型發(fā)展。

順應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變的趨勢和地方本科高校轉(zhuǎn)型的內(nèi)在需求，各地方本科院校都在積極調(diào)整人才培養(yǎng)戰(zhàn)略。而地方本科高校在人才培養(yǎng)過程中，實踐教學(xué)正是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐動手能力最直接、最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，其優(yōu)勢在于能把理論知識和實踐相結(jié)合，提高學(xué)生對理論知識的理解和運用能力。因此，在地方本科高校轉(zhuǎn)型過程中實踐教學(xué)體系的改革是轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵所在。

計算機硬件類專業(yè)課程是計算機專業(yè)中的核心課程，實踐性強是其突出特點之一，改革計算機硬件類專業(yè)課程實踐教學(xué)體系，提升硬件類專業(yè)課程實踐教學(xué)質(zhì)量，對于提高學(xué)生實踐動手能力、樹立工程意識、培養(yǎng)創(chuàng)新能力、增強就業(yè)競爭力起著重要的作用。

1.國內(nèi)計算機硬件類專業(yè)課程實踐教學(xué)體系現(xiàn)狀

近年來，微處理器技術(shù)和微型計算機技術(shù)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，其應(yīng)用也滲透到各行各業(yè)，包括科學(xué)計算、信息處理、過程控制、儀器儀表、事務(wù)管理、計算機輔助設(shè)計、制造、家用電器、網(wǎng)絡(luò)通信等方面，極大地改變著人們的工作和生活方式，已成為社會前進(jìn)的巨大推動力。因此，硬件設(shè)計技術(shù)和硬件工程能力已成為現(xiàn)在科技人員和高校專業(yè)學(xué)生必須掌握的技能。

國內(nèi)計算機硬件專業(yè)課程實踐體系卻已遠(yuǎn)遠(yuǎn)的落后于技術(shù)的發(fā)展和時代的要求。計算硬件專業(yè)課程設(shè)置各高校都有所不同，但是普遍都包括《電路與電子》、《數(shù)字邏輯》、《計算機組成原理》、《匯編語言》、《單片機》、《嵌入式系統(tǒng)》、《體系結(jié)構(gòu)》等。前面五門課程相對屬于基礎(chǔ)類低級課程；《單片機》和《嵌入式系統(tǒng)》屬于應(yīng)用性比較強的課程；《體系結(jié)構(gòu)》屬于理論性比較強的課程。

對于國內(nèi)比較優(yōu)秀的研究型高校，比如“985”和“211”這類高校，在計算機硬件實踐課程體系的設(shè)置上，近年來都在不斷的改革[2-4]，也初見成效，但這些實踐教學(xué)的改革都是針對“研究型”高校的特點提出的。由于技術(shù)力量和資金各方面的懸殊，其實踐教學(xué)體系的改革并不適合地方本科高校。

而對于大部分需要轉(zhuǎn)型的地方本科高校，計算機硬件專業(yè)實踐課程體系已嚴(yán)重的阻礙了應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，由于這類高校在技術(shù)上和資金上都比較薄弱，并且沒適合自身發(fā)展特色的實踐教學(xué)體系，在實踐教學(xué)過程中出現(xiàn)了很多問題。缺乏適合自身特色的實踐教學(xué)體系。目前大部分地方本科高?，F(xiàn)有的實踐教學(xué)體系基本上是模仿“研究型”高校的實踐教學(xué)體系，而在技術(shù)力量和資金設(shè)備配置上卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)地落后于“研究型”高校，使得這種模仿的實踐教學(xué)體系難以適合地方本科高校自身人才培養(yǎng)的特色。

(1)實驗設(shè)備陳舊，完全和新技術(shù)的發(fā)展脫節(jié)。許多硬件低級課程的實驗還在用十多年前的固化實驗箱，已經(jīng)完全落后于現(xiàn)在硬件技術(shù)的發(fā)展水平。

(2)實驗方式手段落后，大部分硬件底層實驗還是使用傳統(tǒng)的實驗箱。傳統(tǒng)的實驗箱存在諸多弊端，大部分實驗都是驗證性的實驗，學(xué)生不需要理解實驗的原理，只需要按照實驗指導(dǎo)書的要求，連線、撥動模擬開關(guān)、觀察指示燈的亮滅就能完成驗證性實驗，不利用發(fā)揮學(xué)生的設(shè)計能力和創(chuàng)新能力，且傳統(tǒng)的實驗手段受到時間和空間的制約。

(3)實驗內(nèi)容跟不上應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，實驗項目的設(shè)計與實驗設(shè)備密不可分，陳舊的實驗設(shè)備中完成不了新穎的與應(yīng)用結(jié)合緊密的實驗項目。

(4)實驗課時嚴(yán)重不足。在傳統(tǒng)硬件類專業(yè)課程的設(shè)置中，實驗課程只是理論課程的附屬，理論課程與實驗課程的課時比通常是3:1，實驗課時完全不能滿足硬件應(yīng)用技術(shù)型人才的培養(yǎng)需求。課程設(shè)計環(huán)節(jié)不被重視。硬件類專業(yè)課程中只有少部分課程開設(shè)了課程設(shè)計，并且課程設(shè)計的效果也不盡理想，課程設(shè)計的選題也沒有及時更新，沒有與社會應(yīng)用需求接軌。學(xué)生課余時間沒有實踐條件也沒有興趣自主實踐，課外實踐活動空白。

總之，目前地方本科高校在轉(zhuǎn)型發(fā)展過程中由于實驗經(jīng)費和技術(shù)力量的薄弱以及實踐教學(xué)體系的不健全嚴(yán)重地阻礙了應(yīng)用技術(shù)型人才的培養(yǎng)，實踐教學(xué)體系的改革是迫在眉睫。

2.新的計算機硬件類專業(yè)課程實踐教學(xué)體系

實踐教學(xué)體系改革是一個全方位的改革，計算機硬件類專業(yè)課程實踐教學(xué)體系改革并不是針對某門單獨課程的實踐教學(xué)體系改革而是針對于一系列課程的實踐教學(xué)體系改革，因此，其范圍廣泛，涉及的內(nèi)容繁多，改革的措施也是全方位的，改革的過程也將是復(fù)雜的繁瑣的。以下是在地方本科高校轉(zhuǎn)型發(fā)展過程中針對計算機硬件類專業(yè)系列課程所提出的新的實踐教學(xué)體系。

(1)確定實踐教學(xué)目標(biāo)。分析硬件類專業(yè)各門課程的特點以及與當(dāng)前最新應(yīng)用技術(shù)的結(jié)合點，確定每門課程的實踐教學(xué)目標(biāo)。

(2)確定實踐課時。根據(jù)實踐教學(xué)目標(biāo)設(shè)置硬件類專業(yè)課程的實驗課時，課程設(shè)計課時及課外實踐自主學(xué)習(xí)課時。

(3)設(shè)計實驗項目。結(jié)合實際應(yīng)用需求，設(shè)計硬件類專業(yè)課程的實驗項目，并注重課程間的內(nèi)在聯(lián)系與實驗項目的實用價值，將傳統(tǒng)的部分驗證性實驗項目改為設(shè)計性實驗。

(4)改革實驗方式。在硬件類基礎(chǔ)課程實驗中引入EDA技術(shù)(如仿真軟件Multisim)，用仿真軟件虛擬實現(xiàn)硬件實驗，與國際先進(jìn)電子設(shè)計技術(shù)接軌；在硬件實用開發(fā)性較強的課程中購置硬件開發(fā)實材，如在《單片機》實踐課程中使用流行的51系列開發(fā)板，在《嵌入式系統(tǒng)》實踐課程中使用流行的ARM系統(tǒng)芯片，讓學(xué)生能在這些實驗設(shè)備中真正的開發(fā)出有價值的系統(tǒng)和產(chǎn)品。

(5)設(shè)置案例式的課程設(shè)計。為每門硬件類專業(yè)課程開設(shè)課程設(shè)計，結(jié)合實際應(yīng)用，將真實的案例引入課程設(shè)計中來，充分重視課程設(shè)計環(huán)節(jié)對學(xué)生應(yīng)用能力及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生獨立的硬件設(shè)計能力和開發(fā)能力。

(6)開展創(chuàng)新性實踐項目。在課程課時之外開展創(chuàng)新性實踐項目，利用課余時間開放實驗室，并提供學(xué)習(xí)資源給學(xué)生自主學(xué)習(xí)和實踐，鼓勵和指導(dǎo)學(xué)生參加各種電子設(shè)計或單片機設(shè)計、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計大賽或“挑戰(zhàn)杯”大賽等，培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的設(shè)計開發(fā)能力，讓學(xué)生的創(chuàng)造設(shè)計直接變成有效產(chǎn)品。

(7)發(fā)展校外實訓(xùn)基地。高校與企業(yè)合作辦學(xué)，利用企業(yè)的實用項目資源訓(xùn)練學(xué)生，讓學(xué)生的應(yīng)用技能和開發(fā)能力與社會應(yīng)用需求接軌。

(8)改革考核體系，加大實踐教學(xué)考核力度。傳統(tǒng)的教學(xué)考核體系往往主要采取論文、考試等方式，偏重卷面成績。為了培養(yǎng)高素質(zhì)的技術(shù)應(yīng)用型人才，必須對現(xiàn)行的考核體系進(jìn)行改革，加大對實踐教學(xué)的考核力度，增加實踐教學(xué)考核成績的比重。鼓勵學(xué)生自主實踐，對于有創(chuàng)新性和設(shè)計性的作品在實踐考核中予以重視和鼓勵。

結(jié)論

本文以計算機硬件類專業(yè)課程實踐教學(xué)體系改革為例，探索地方本科高校具有自身特色、適合自身發(fā)展的實踐教學(xué)體系。尋找地方本科高校向應(yīng)用技術(shù)型高校轉(zhuǎn)型發(fā)展的實踐體系結(jié)構(gòu)，包括實驗課程的設(shè)置，實驗課時的確定，實驗項目的設(shè)計，實驗方式的選擇，課程設(shè)計的實現(xiàn)，課外實踐活動的開展等，培養(yǎng)出具有一定理論基礎(chǔ)，具有較強的實踐動手能力和實踐應(yīng)用能力的高級應(yīng)用技術(shù)型人才。

(作者單位：湖南省郴州市湘南學(xué)院軟件與通信工程學(xué)院)

參考文獻(xiàn):

國務(wù)院.國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年).2010年.

顧兵，彭文藝，歐陽星明.計算機專業(yè)硬件課程實踐教學(xué)改革思考.計算機教育，2012(12)：19-21.

劉京銳，李志平.計算機硬件類課程實踐教學(xué)改革與實踐.實驗技術(shù)與管理，2010,27(4)：130-132.

李珍香，樊瑋.“卓越計劃”背景下的計算機硬件實踐教學(xué)體系.計算機教育，2013(15):42-47.