时间：2023-03-29 09:26:16
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（一）项目教学法的含义
所谓项目教学法就是“以项目为主线、以教师为主导、以学生为主体、以多元化评价为手段”，是指学生在老师的指导下，以小组工作方式，实现对一个相对独立的项目的信息收集、方案设计、项目实施以及最终评价。这种方法可控性好，培训周期短，见效快。学生通过该项目的进行，了解并把握整个过程及每一个环节的基本要求，是一种以学生的自主性、探索性学习为基础，注重理论与实践相结合，促进学生主动积极发展的一种新型的教学方法。
（二）项目教学法的理论基础
从学习者的角度来看，项目教学法更加适用于各类实践性和操作性较强的知识和技能的学习。项目教学法可以帮助学习者明确学习目标，同时也能帮助学习者增强参加工作后的适应能力。从教师的角度说，项目驱动是一种建立在建构主义理论基础上的教学方法，适用于培养学生自主学习以及分析问题、解决问题的能力。在这里，项目的确定、完成和对完成项目情况的评估成为教学的中心环节，教师由传统的“主角”转变为“配角”，学生也不再把学习当作任务，而是根据项目需求来学习，由被动地接受知识转变为主动地寻求知识。项目驱动教学法符合探究式教学模式，适用于培养学生的创新能力和独立分析问题、解决问题的能力。并且，项目驱动教学法符合计算机系统的层次性和实用性，按照由表及里、逐层深入的学习途径，便于学生循序渐进地学习各应用软件的知识和技能。在这个过程中，通过完成的项目，学生还会不断地获得成就感，并更大地激发起求知欲望，从而培养出独立探索、勇于开拓进取的自学能力。
二、项目教学法在计算机应用软件教学中应用的可行性与意义
（一）可行性
首先，完成计算机应用软件方面的项目任务，所需要的硬件资源比较少，通常情况下只需要一台或者是若干台计算机组成的网络，比其他如汽车维修、各种工程机械的操作等教学所需要的仪器和工具都要简单、便宜。其次是开发项目失败之后一般也不会有多大的经济损失，其他专业的项目一般情况下都经不住折腾，一旦失败就将面临巨大的经济损失。从这一点上就可以看出应用软件教学的巨大优势。再者，计算机应用软件的项目设计业比较容易，如果能承接社会上的开发项目最理想，如果一时找不着这样的项目，可以就地取材，为学校开发一些具有实用效果的图像、多媒体、网页等。同时还可让教师根据自己的项目开发经历作为项目任务，由老师做项目需求方来检验学生的作品。总之，我们认为，无论是从项目、经济、设备等方面考虑，在计算机应用软件教学中采用项目教学法都具备成熟的条件。
（二）意义
在现在的中职学生中存在着一个我们不得不接受的现实，那就是普遍存在着的“三差”现象，即自学能力差、学习主动性差、对知识的记忆力差。通常情况下，人学习的动力有两个主要来源，一个是有浓厚的兴趣，另一个是有着明确的目的。如果是为了兴趣而学习，学习效果肯定会十分的明显，但是兴趣缺不好培养。大多数人学习的动力来源都是为了一定的目的。他们学习的目的并不是老师们想象中的毕业分配、工作就业，因为这些都是遥远的事，眼下学习真正的目的只有一个:通过考试。而项目教学法正是构建一个与考试一样甚至比考试更近期的目标强迫学习完成，通过刺激学生学习的动力，从而提高学生学习的主动性。由于在项目的实现过程中，学生必须主要依靠自己的力量来完成，这就迫使学生自己看书学习，从而提高了学生的自学能力，对所学知识的记忆也更加牢固。
三、项目教学法在教学过程中的应用
在教学过程中使用项目教学法时有些必须要注意的问题：（1）项目的确立应以训练学生实际技能为目的，以提高学生学习兴趣；（2）应加强项目和市场、行业需要的衔接，并根据市场和行业的需要及时调整；（3）项目的难易度应和学生的学习水平相当；过难的项目会打击学生学习的信心，增加学生的畏难情绪；过简单的项目会让学生没有新鲜感，没有挑战性，从而使学生没有成就感，无法吸引学生的兴趣；（4）项目的确立应注意涵盖的知识点的全面性及系统性，注重项目间的知识点的联系及揉合。
下面就主要从photoshop与flash这两个常用软件的教学来谈谈对项目教学的应用。
（一）项目教学法在photoshop教学中的应用
Photoshop是Adobe公司旗下最为出名的图像处理软件之一，集图像扫描、编辑修改、图像制作、广告创意，图像输入与输出于一体的图形图像处理软件，深受广大平面设计人员和电脑美术爱好者的喜爱。在进行photoshop教学时为学生设计了一个项目。项目任务涉及的内容是：绘制围棋盘和黑白棋子。这个设计项目任务的目标是引导学生通过团队合作设计方案，并使用Photoshop软件合作完成该项目，增强学生实际动手能力。教学过程如下：第一，分析项目要求，明确操作内容和基本步骤，让学生对实现任务的过程有整体的认识，并让学生学会分析项目需求。第二，分配任务，将项目分成两组合作完成，一部分负责图形的绘制，另一部分负责对整体效果进行设计。教师巡回进行指导，通过有针对性的指导和学生之间的互相学习，会使所学知识得到升华。这一个过程中让学生自行组织并分配任务，老师只做一些有指导性质的提示，让学生独立完成任务，增强学生的独立性。第三，学生充分应用已学知识和所具备的操作水平、技能合作完成实现任务要求，这个过程是整个教学的重心，操作时会真实反映每个学生对基本理论知识、操作方法、操作步骤的掌握情况，特别是学生协同合作处理实际问题的综合能力。通过这一个步骤切实的提升学生的实际动手能力，让学生更加熟练的掌握photoshop。整个教学过程以实现项目要求为目的，将学生已学的知识有机地组合起来，并使学生对相关内容加深理解。通过分组协同操作及对问题的分析，不但掌握了操作技巧和方法，而且提高了合作处理问题的能力，开阔了思路，增强了团队合作精神。
（二）项目教学法在flash教学中的应用
Flas的应用已经越来越广泛，利用flas制作各种形式的贺卡也已经比较常见。为此以“制作Flash圣诞节贺卡”为项目，要求学生综合运用各种知识完成贺卡的制作。具体的教学实施过程如下：
1.分析项目要求。
首先给学生展示已有的各种圣诞贺卡，然后要求学生自己设计出给亲朋好友的时间约10秒钟的圣诞贺卡。
2.制定计划，并分配任务。
由各小组长在组内组织讨论项目设计方案，并对小组成员进行分工，分别有动画制作、图片加工、文字处理、书写任务书等工作；确定10秒左右动画的大体内容及每一个场景的设计思想；写出书面内容交由教师提出修改意见。
3.项目实施。
每组成员在小组长的带领下开始分工制作；教师进行巡查，了解各小组的进度，督促各小组成员按计划积极参与研讨；各小组成员按分工的任务积极与组长进行协商，探讨解决问题的方案；教师对学生提出的关键问题进行积极的引导，激发学生的创作能力；完成后每组选出一个优秀的产品交教师供评比。在制作的过程中，教师应该将自交给学生，只在关键的时候给予提示，在
4.作品完成的时候再给予点评。
关键词：计算机硬件课程；能力培养；开放实验平台
中图分类号：G642 文献标识码：B
文章编号：1672-5913 (2007) 24-0008-02
在计算机科学与技术专业的课程体系中，无论是专业基础课、专业课还是专业选修课，基本可以分为两条主线：一是软件课程体系；另一个就是硬件课程体系。一般来说，计算机软件课程在计算机专业中基本能够得到重视和加强。而计算机硬件课程体系相对比较薄弱。随着电子技术和社会经济建设的发展，计算机科学与技术与电子科学技术相互渗透和融合、硬件软件化和软件硬件化日益普遍，尤其是ARM、SOC、SOPC等技术的出现，计算机软、硬件的融合日益显著和成熟，加强计算机硬件课程的建设、硬件课程体系及新的实验平台的建设显得越来越重要和必要。
1计算机硬件课程教学思路的改革
计算机硬件课程包括：数字逻辑电路设计、计算机组成原理、微机原理与接口技术、计算机系统结构、单片机原理与应用、嵌入式系统、计算机维护、EDA技术等。传统的计算机硬件课程主要任务是讲授计算机的工作原理，以配合计算机软件课程的教学。而技术的发展需要软硬结合、软件硬件化或交融，硬件课程教学的任务不但要学生了解计算机结构、原理，而且要用硬件描述语言进行部件及应用系统的设计。结合软件知识，能够设计计算机应用系统，尤其是嵌入式系统的应用日益普及，应用范围迅速扩大，要培养学生综合设计能力。除此以外，计算机的维护也是学生能力的培养的一个方面。
本教学成果是对计算机硬件课程进行体系改革及教学内容的梳理，确定硬件课程系列中基础层、系统层、应用层分别要讲授的知识和学生应该掌握的能力，以及各层之间的衔接和关联的内容，如图1所示。制定教学大纲、实验大纲、课程设计大纲等教学文件，教改项目的研究，教材、实验指导书编写，实验室建设。教案、多媒体课件的制作。
图1 计算机硬件课程结构
在基础层，主要是“数字逻辑电路设计”课程的建设，从99年开始对该课程教学内容进行了改革，编写出版了教材，引入可编程器件、ABEL语言，改造实验设备，在2001年获得江苏省教学成果二等奖。2002年该课程获得江苏省二类优秀课程。在此基础上，进一步对教学内容进行梳理，配合计算机组成原理的课程改革，将硬件描述语言从ABEL改为VHDL，引入FPGA技术的介绍及实验项目，又更新了实验设备，在2004年重修编写出版了教材和编写了实验指导书。主要思路是让学生掌握数字电路的基本知识和现代设计方法，能够设计一般的数字逻辑部件及简单的数字系统。所以在课程结束后安排了1.5周的课程设计，学生可以在FPGA芯片上运用VHDL语言设计如电子钟、交通灯控制器、电梯控制器等简单的数字系统。
在系统层，该层有“计算机组成原理”、“微机原理与接口技术”、“系统结构”。其中“计算机组成原理”课程是最主要的硬件课程，该课程一直是我们教研教改的重点。采用多媒体、网络等多种教学方式，课件文字精炼、图文结合、动画丰富、重点突出，培养学生自我学习、自主学习的能力。实践教学中突出设计能力和创新意识的培养。采用基于FPGA的实验设备，通过设计与教材紧密结合的实验教材和课程设计教材，形成了完整的相关课程教材系列，连贯性好。着重训练学生的设计能力，激发学生学习兴趣和创新思维。该课程在2006年被评为江苏大学一类精品课程。课程的教学主页(/subject/zcyl/)上的教学文档、资料、课件、实验指导等齐全。“微机原理与接口技术”课程原来以从16位CPU的机型讲授，根据目前技术的发展，改成以32位CPU的机型讲授，并且在2005年更新了实验设备和实验指导书。
在应用层，由前二层主要课程的课程设计及专业选修课、综合课程设计组成，主要在3个方面的应用：数字系统的设计，运用硬件描述语言设计计算机接口及整个应用系统，如“EDA技术”；计算机应用系统设计，包括硬件电路、应用软件。“单片机应用”、“嵌入式系统”课程就是培养学生系统设计能力，单片机教学采用了C8051F系列单片机芯片，他是在系统编程的SOC(system of chip)芯片， 编写出版了专门的教材、设计了专用的实验设备、编制了实验指导书。“嵌入式系统”也专门定制了ARM7、ARM9、ARM10的试验设备和编写了实验指导书；另外一个方面就是计算机的维护，根据目前的教学条件，开辟了专用的计算机维修实验室，面向全校开设了计算机维护的选修课，2005年编写出版了计算机维护的专用教材。
2特色教材建设
在明确了硬件课程教学目的和思路的基础上，开展相关课程的教材建设，组织课程自编教材与选用精品教材相结合，近几年出版了4本教材，由于大多数“数字逻辑”方面的教材是重点讲授数字电路原理，作为后续课程的技术基础。所有我们组织力量编写了《数字逻辑电路设计》教材，增加了硬件描述语言的设计方法、在系统可编程器件的技术，精简了传统的设计部分，99年在东南大学出版所出版，2004年进行了修改，增加了VHDL硬件描述语言的设计内容、FPGA器件的内容以及VHDL语言设计数字系统的实例，在清华大学出版社出版，已经三次印刷，在全国范围的高校中得到使用。在“单片机原理及应用”课程的教材方面，由于目前我们使用了最新的片上系统(SOC)型的单片机进行教学、实验，所有实验内容均可以直接运用到实际的工程项目中，传统的单片机教材已不能满足要求，2004年参编了《单片机原理与应用》，由机械工业出版社出版，加进了部分内容。我们自己又编写了合适教学要求的教材《C8051F单片机原理及应用》，2006年在中国电力出版社出版。由于计算机技术发展太快，“计算机维护”课程一直没有合适的教材，我们组织编写了《计算机系统高级维护教程》，2005年在中国科技大学出版社出版。
3开放实验平台建设
2004年获得中央与地方共建高校实验室建设项目“计算机基础实验室建设”的支持，及时更新了相关课程的实验设备，大部分的实验设备都是任课老师根据技术的最新发展提出实验设备的功能结构，由厂商定做的。几款实验设备目前已作为该生产厂家的定型产品销售到很多其他学校。设计了实验项目和实验内容，编写实验指导书。2005年省高教所教改项目“开放实验室信息查询系统”通过省级鉴定。建设了实验教学网站(202.195.167.4:8080)、教学专用的ftp，学生可以随时随地获得教学资源。改革了学生做实验的模式，集体实验和分散预约相结合(学生可以在任何地点、时间通过网络进入实验网站进行预约)，提前预习实验内容，写好实验报告的“静态”(实验项目、实验原理、内容、实验设备等等)部分后，再到实验室开始做实验，在实验过程中完成实验报告的“动态”(实验调试过程、出现的问题、解决方法、实验结果、分析等)部分。提高了实验效果，激发了学生实验兴趣。
4结束语
本文介绍了计算机硬件课程的教学思路的改革，通过近几年的实践，取得了成效。建立了老中青的课程教师梯队，备课，出卷、改卷，有一支过硬的、每人能任2门以上主要硬件课程的主讲教师队伍。硬件课程中有2门获省级2类优秀课程，一门获校级一类优秀课程，有3项教研项目通过省级鉴定，多项相关科研项目通过省级鉴定并获得省、市级科技进步奖。获得多项校级教案、教学质量、优秀教师、讲课比赛等奖项。出版教材4部，发表教研教改论文12篇。有2名本教学成果成员指导的07届学生，所做的硬件应用的毕业设计论文被评为校优秀论文。
作者简介：
鲍可进(1958-)，男，江苏靖江人，副教授。研究方向：嵌入式计算与应用
通信地址：江苏镇江学府路301号 江苏大学计算机学院。邮编212013
E-mail：
论文摘要文章从当前计算机硬件科技高速更新的角度入手，对如何顺应潮流进行相应的计算机硬件组装教学更新实践进行了论述，为新一步的计算机教学改革提供参考。
自上世纪末90年代末开始计算机科技技术的发展日新月异，与之同步的计算机硬件技术也在不断顺应着计算机软件系统进行着高速的改朝换代，从而达到匹配其需求的目的。时至今日，随着人机互动系统的不断完善与普及，各种新颖的输入/输出硬件不断的刷新市场，这都给计算机硬件组装的教学工作提出了新的挑战，如何使计算机硬件教学顺应计算机科技的发展是摆在计算机教育工作者面前的一个崭新的课题。
1 当前计算硬件组装教学上存在的主要问题
由于计算机硬件组装教学相对于软件教学来说，教学知识概念比较繁复，而且一些硬件与具有着高集成化的特点，这就是说计算机硬件在教学内容本身上就存在着学习的硬伤，再加上教学时许多问题比较抽象，如果不亲自动手操作很难让学生产生认同感，这就导致了当前学生们普遍的“喜软（件）怕硬（件）”的情绪。同时，由于许多软件教学课程实践中并没有和硬件产生必要的联系，这就容易让一些计算机专业学生产生轻视硬件组装课程学习的心理。而且计算机硬件组装的教学实践中，往往受到课时因素、场地因素、资金因素等客观因素的制约，把本应在探索和实践中进行理解和消化的教学内容，局限在书本上的讲解，这样生硬的“演绎式”教学方式不符合学生的认识规律，也不容易调动学生的主动学习意识，这些就是当前计算机硬件组装教学所面临的最严重问题。
2 计算机硬件科技发展的背景
从学生的就业形式上来考虑，学生们所学习的计算机硬件组装知识，必须是计算机产品最前沿的产品，所以制定计算机硬件组装教学实践并不是一个静态的过程，而是要时刻关注计算机市场动态，了解计算机硬件技术的最新发展以及相应配件的换代情况。但这对于计算机学校的财力要求比较高，要尽量协调资源，尽量避免用废弃教学机或是淘汰落后品来进行计算机硬件组装教学实践的情况发生。同时，从2010年对我国计算机维修市场的调查统计中显示，只有5%的硬件维修任务是出在硬件实质损伤维修/维护上，也就是说有95%的的硬件故障任务用简单的更新/更换硬件方法得到解决，粗糙而浪费资源，这客观反映出当前我国计算机硬件市场急需硬件专业技术人才，这也为计算机硬件组装教学工作提供了动力。
3 以计算机科技发展为基进行硬件组装教学的原则
3.1 将理论和实践操作进行有机结合
首先由于计算机硬件组装教学所涉及到的教学内容，如：电子电路基础、各电子元配件（包括电阻、电容等）工作原理、相关硬件的匹配原理等都是具有着极强知识性和极强实践性的知识内容，需要通过多课时、多层次的实训教学才能达到理想化的教学目的。因为将理论和实践操作进行有机结合是以计算机科技发展为基进行硬件组装教学的首要原则。
3.2 以学生就业需求为教学目的
随着当前计算机专业学生就业形式的日趋严峻，以就业为主导向的职业人才培养教育形式已经成为了专业人才培养的核心思路。同样的，计算机硬件行业也迫切需要适合计算机科技发展需求的高素质、高聚合性、技能过硬的复合型人才，要达到这样的人才培养效果，在计算机硬件组装教学设计初期，就要以学生的就业需求为教学根本原则进行设计。
4 针对计算机科技发展的计算机硬件组装实训改革措施归纳
4.1 灵活应用调研/多媒体手段，激发学生主动学习欲望
不可否认的事实是，当前学生学习计算机硬件组装课程时，绝大多数是被动式学习，只能通过机械的反复操作，反复记忆达到一种，“心里没记住，但手却记住了”的操作熟练状态。这种方式很容易造成对计算机硬件组装学习的厌恶或抵触情绪。所以在具体教学实践中，要尽量的多利用多媒体手段，（当然如果能找到硬件实物则更为理想）模拟制作相应的硬件实体课件，使学生产生兴趣，主动的作到知识点与实物结合。同时，要尽量用多媒体课件代替相对枯燥的板书教学，让学生在单位时间内尽量多的获得信息量，如果多媒体课件制作的工作量比较大，可以进行全体教师的调配，大家分章节制作课件，然后串换使用，这样用多媒体手段进行的演示操作可以使枯燥的硬件装机内容尽量生动地展示给学生，有效地调动学生的求知欲望。而且还要尽量多安排学生在课余时间做一些相关的硬件信息调研或市场调研任务，这样学生在进行实际调研过程中客观了解到所接触到硬件的价值所在，有助于学生对硬件的理解和记忆。
4.2 尽最大努力多安排实训课时
计算机硬件组装教学最忌讳的教学效果，就是培养出的学生“眼高手低”，所有的操作知识步骤都能靠着反复死背而记牢，但当进行实际操作或是出现一些灵活问题时就变得不着头绪。因此，要尽学校最大的努力多安排计算机硬件组装的实训课程，这样在学生巩固所学习理论知识的同时还大大提高了学生的动手能力，为以后就业工作实践打下了坚实的基础。
4.3 给学生多提供实践操作的机会
学校可以根据自身的情况，与专业公司协商，承接一些计算机硬件维修任务。初期让学生在老师的带领下完成任务，后期达到独立完成维修任务的目的。这样通过具体的问题，学生可以用心的思考所学过的知识技能，并将其用在实处；将课堂上所学到的技能代入到实际存在的故障中，将实训课程的内容和社会中所存在的相关问题相结合，让学生在这样的环境中锻炼成长。并可以和市场上一些专业公司合作，推荐一些在实践操作中比较优秀的学生，去该公司进行实习，进一步刺激学生的学习积极性，将学习与以后走入社会生存联系到一起，让学生对自己的人生提前作出规划。
4.4 考核体系的完善
在传统的计算机硬件组装考核体系中，学生的成绩基本都是由实践操作报告来进行分数评定的，这样得出的分数与该学生的实际操作能力有很大出入，因为考核所进行的操作部分题目大多是验证型题目，学生比较容易通过完成，这样所得出的分数不能客观评价学生的计算机硬件组装能力。因此为了针对计算机科技的发展需求，对于计算机硬件组装教学的考核体系也应当系统化，比如制定相应的计算机硬件组装维护考核标准，或是组织学生参加一些国家统一的认证考试，比如：全国计算机信息高新技术考试（即通常说的CITT）、信息产业部推出的硬件工程师认证考试等等。
5 虚拟实训室的建立，符合计算机科技发展需求
前文已经提到过根据计算机硬件科技发展的情况，学校应该及时更新实训用计算机硬件材料，但这样的更新耗损非常巨大，尤其现在计算机职业院校多为私立办学形式，这种理想化的硬件组装实训形式无法达到。所以虚拟实训室这种以软件替代硬件的高科技形式就得以发展了，通过市场调研将最新的硬件配件进行编程模拟，这样在简化实验操作程序的同时，也大大弥补了实训资源的不足。而且突破了传统的计算机硬件装机实训教学过分受到时间和空间制约的事实，完成了教学模式的更新。在对市场上新出现的硬件产品进行编程虚拟时，一定要与模拟实体保持一致，对于设备的接口、具体操作法要完整的用多媒体形式进行模拟，让学生达到身临其境的效果。
但必须要强调的是，普通的计算机职业院校是无法达到硬件模拟高度仿真指标的，因此，虚拟实训室不能完全的代替实物实训教学活动。
同时，虚拟实训室是一个依赖硬件实物模拟单元和操作模拟程序存在的实验场所，它从根本上解决了由于经费紧张而无法实现的硬件元器件无法更新的情况，而且由于他是虚拟系统操作，其实训效率远远超过了实物实训，而且由于其实验所用单元完全虚拟，将不会受到规格和品种不全的限制。但由于要求实训过程的逼真，其中各个硬件单元组装教学的过程必须用连续动画效果表示，这些动画的制作非常繁琐。最后要强调的就是，虚拟实训所操作的效果都是将操作进行理想化模式进行的，在和实际操作接轨时可能会出现手动失误或操作缺憾等问题，所以它并不能代替实物实训。
参考文献
[1]万晓冬.计算机硬件系列课程体系改革探讨[J].电气电子教学学报，2007:29.
论文关键词：计算机；硬件组装；教学方法
论文摘要：计算机硬件知识的教与学对于计算机专业的学生来说重要性是不言而喻的。由于教学资源缺乏，所以在教学实践中学生很难在掌握理论的基础上进行操作演练，这都给下一步深度教学增加很大难度，因此我们要广开思路寻找适合当前教学境况的创新教学方法。
计算机硬件组装与维护课程是计算机应用技术的一门重要基础课程，其主要任务是使学生了解计算机各种部件的分类、性能、选购方法，理解各主要部件工作原理、硬件结构、软件安装、相互联系和作用，并能掌握微型计算机的组装与简单故障的维修方法。
由于计算机硬件安装强调的是动手能力，按时以往传统的教学模式，只能是纸上谈兵。例如教师在讲述CPU相关知识时往往要把CPU结构、功能、原理做为重点来讲，而这些知识对职业学生以后的就业几乎没有任何作用，而对CPU的种类、厂家、性能、与其它部件的搭配等，这些对职业学生将来就业有用的，则介绍得不多。学生对这些理论并不是很感兴趣，也很难记住这些知识，而等到他们就业时，这些理论已经过时了。同时由于学生缺乏动手能力的培养与训练，毕业后走上工作岗位，即使面临一些简单的操作方面的问题也无从下手。相反，我们在一些电脑市场看到的工作人员往往没有什么计算机学历，但是他们对计算机组装与维修非常熟练。他们通常的经验是：做的多了、熟了，就会了，不需要懂得太多知识。这种现象使我们意识到计算机应用技术更要注重培养学生的动手操作技能。为此，我们应该在计算机应用专业进行大胆探索，引入一种以实际需求为教学目的的改革教学模式，培养适应社会需求的学生。
本课程的教学改革可以用以下的教学方法：
1．充分运用计算机技术辅助教学。由于教学资源缺乏，那么可以利用3DS MAX虚拟现实的技术来解决。学生不光可以在学校使用这一资源，也可以把这种辅助教学软件带回家进一步学习。我们可以用3DS MAX强大的建模功能，建立出计算机中的“CPU”、硬盘、显卡、主板等核心硬件，并且每一个硬件完全对比真实实物建模，内部构造也要建模完成，这样就可以节省大量资金和使用空间，可能刚开始做这些硬件模型需要一定的时间，但是一劳永逸，这些虚拟的模型造价远远低于真实硬件的价格，并能得到同样的教学效果。不用像传统硬件教学，在使用设备的时候搬来搬去，只需要一个U盘，你就可以拥有一个计算机硬件设备实验室，便于教师随身携带，去不同场合教学使用。学生放假也可以把这个“虚拟的硬件实验室”带回家，只要有一台计算机，就可以在家中做练习，巩固对知识的掌握。
2．充分运用项目教学法。在教学中，以社会的实际需求为标准，主要采用项目教学来构建教学模式。从学习者的角度说，项目教学是一种学习方法，特别适用于学习操作类的知识和技能，尤其适用于学习计算机应用方面的知识和技能。所谓项目教学法，就是师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动，在这是指采取小组讨论、协作学习的方式，以实际的任务来驱动学生的学习。同时还可采取多种形式来完成各个任务，比如：行动导向、小组抢答、网上模拟攒机、小组竞赛等。行动导向的教学形式是：每次任务之前，老师在充分考虑学生和设备的安全问题之后，把任务直接下达给他们，每个小组从任务的计划——决策——实施——检查等各个环节都是独立完成，中途有疑问的，老师给他们提供若干学习途径：实习报告、网络、老师的辅导、小组间的互助等。老师在巡视过程中，不断记录存在的问题或及时更正一些不当的做法，并对学生的操作过程做适当点评，最后由学生根据老师的点评继续完善任务。通过完成任务，应用已有知识和掌握新知识，真正做到全面提高学生的综合职业素养。
3．建立虚拟计算机实验室。由于计算机硬件安装与维护实践中设备容易在操作中损耗，因此，虚拟的计算机硬件设备最大程度的解决了这些问题，虚拟的设备是不会有磨损和消耗的。做了错误操作，计算机会提示你这样做的后果，也不会真实地损坏虚拟设备，这样极大地方便了刚刚开始入门的硬件维修学生，他们再也不用担心自己损坏硬件设备了，可以放开手脚地练习计算机硬件维修技术。当然虚拟硬件设备同样也会有一些维护问题。例如计算机病毒是可以损坏虚拟硬件的，但是只要做好备份和计算机软件常规维护工作，这些可能的损坏变得很小。比起真实的硬件设备维护，资金消耗和工作量小得太多。从中我们不难看到虚拟技术的强大和明显优势。因为虚拟机是一款软件，它可以在电脑上模拟出一个虚拟的计算机，但是学生却可以像对一台真正的计算机一样来对它进行各种操作。
4．采用全面的考核方法。在计算机组装与维修实操课中，对于每个任务不是单凭终结成绩就了事的。老师可以把每个任务按10分算，这10分包含：纪律、学习主动性、回答问题情况、卫生、任务完成次序等。这样做，学生不光注重任务的结果，还注意在整个实操过程中自己的一言一行、一举一动。而且，在每次任务进行过程中，老师可以在大屏幕上时不时地展示每个小组的本次任务得分情况，并根据学生的具体表现动态地变化这个得分表。通过这一举措，相信学生在实操时几乎看不见违反纪律的情况，给人的感觉是整个实操场地秩序井然。
总之，通过计算机辅助教学、运用项目教学、建立虚拟实验室、全面考核这四方面的处理，我想计算机应用教学无论从质上还是从量上，将会有一个飞跃。我们能将计算机组装与维修这门课程的教学提上一个台阶，也能让学生在这些教学改革中学到有用的知识．锻炼他们的实践动手能力！
参考文献
[1]桑新民步入信息时代的学习理论与实践中央广播电视大学出版社 2001
[2]蔡泽光，廖乔其 计算机组装与维修清华大学出版社2004
[3]李远英［教育资源库］edu.5151doc.com 2009
【关键词】大专院校 计算机 硬件教学 课程整合
一、引言
随着Internet的飞速发展，信息时代到来，教育专家们就中国国情提出目前大专院校应该培养的是复合型，技术型，全面发展的人才。但目前计算机硬件教学出现了学生学的知识不能满足社会需求的问题，笔者就目前大专计算机硬件课程教学的教学现状以及存在的问题进行了分析，提出大专层次的计算机专业教学迫切需要改革课程体系，培养适应社会的需求的人才。并且作者根据自己教学实践经验，对如何搞好计算机硬件教学进行了深入思考。
二、计算机硬件教学现状
1.培养方向不明确
人才培养目标，作为学校对其培养的人的具体标准和要求，具有一定导向作用，你定什么样目标就培养什么样的人才，它是整个教学活动的目标，但笔者发现目前大专计算机硬件教学对人才培养目标还认识不够，主要有以下几个方面：
（1）没有明确的教学目标或有教学目标但没有用；
（2）教学目标过于陈旧，过时；
（3）教学目标过于拔高。
2．课程种类繁多混乱
就笔者了解，目前大多数大专院校开设的硬件课程种类有《电路基础》，《微机原理与接口》，《计算机组成原理》，《系统结构与分析》，《汇编语言设计》，《EDA》，《计算机组装与维护》等，多数大专院校开设了部分上述课程，甚至有些学校开设了全部课程，我们不难看出，这些课程和本科生的课程没什么区别，作为大专生在三年的学习时间内能完成如此多的课程吗？是不是能达到预期的教学效果？其它课程也有类似问题。所以说课程过于繁多混乱。
3．教材过时落后
就笔者所教的《微机原理》来说吧，该教材选用的是李大友主编的一本教材，笔者发现，教材当中有一部分内容，如芯片结构，存储器部分内容已经过时。计算机技术是一个飞速发展技术，它知识更新的速度惊人的，刚出现的知识理论不久就会过时，甚至被，因此，应根据计算机的科技发展，适时的选取适合、最新的教材。
4．内容过多过难
其实这也是整个大专教学普遍存在的问题，对所教学生过于拔高，在内容的设计中存在过多过难的现象，专科的教学一定要把握好“度”，做到“够用”即可，在难度上一定要作到“适合”，始终牢记我们培养的是三年制大专人才。特别是计算机硬件课程的设计更应该注意。
三、研究与思考
1．加强教学研究
就目前而言，我国对高职高专人才培养工作的关心还不够，远远比不上对本科教育的关心。我国目前还处于职业教育的起步阶段，职业教育还不够成熟，所以会出现“技工慌”等现象，大学生找工作不容易，相反技工找工作倒容易。因此，从学者到教育部门对大专教学的研究还不够，整个大专教学还没有走上正轨。笔者在工作中发现，你要寻找关于大专教学的资料是很少的，特别是教材方面更明显，要找一本好的适合专科教学的教材是非常不容易的，大部分有名的编者是不关心专科教育的。因此，笔者提出，我们应加强专科教育教学的研究工作，编写出适合专科教学的教材，加强各高职高专学校之间的交流是非常重要的。同理，计算机硬件课程的教学同样存在此问题，因此，在计算机硬件的教学中我们应多做研究，多学习。
2．调整教学目标
在教学目标上，一定要有明确可行的教学目标，千万不可拔高，脱离教学目标。笔者认为，专科教学培养的主要是技术型人才，所以，培养目标一定要专，千万不能追求“大”，“全”。就计算机硬件课程而言，根据培养目标开设一定量的课程即可。例如，你的培养目标是培养“动漫设计”方面的人才，那么计算机硬件仅需开设一们硬件综合课程，让学生了解硬件方面的知识即可。至于学习其它硬件课程的必要性就不大了。如果你培养的是“电子设计”方面的人才，那么，你可能要开设好多硬件课程才行。
3．进行课程整合
针对目前硬件课程多而重复的问题，而大专学习的时间仅有三年的时间（部分大专专业仅有两年），我们要用系统论的观点和方法，对大专计算机人才培养过程中的课程进行分析，从培养学生综合素质的高度，重新审视原有课程的体系问题，该整合的必须整合，该重组的必须重组。目前，已经有些院校提出了硬件课程的组合，例如，有些专业将所有硬件课程整合成《硬件基础》课程，当然该如何整合，这要视专业而定。
4．提高教学效率
计算机硬件课程主要讲述的是计算机的硬件原理及应用，而硬件芯片内部的结构根本无法获得，所以的教学本身比较枯燥，抽象，难以理解，因此如何提高课堂教学效率，上好一堂课，让学生获得更多的课堂信息对计算机硬件教学来说是非常关键的。笔者提出以下三个方面：
（1）运用多媒体技术演示
由于计算机硬件课程抽象，所以我们可以用多媒体技术来模拟演示计算机内部的组成结构、信息流动、运算过程等，例如，《计算机组成原理》中当讲到ALU时，我们可以用多媒体动画来演示它的运算过程。学生可以直观了解计算机内部的工作原理，这样可以达到很好的教学效果。
（2）上好实验课
实验课是计算机硬件教学非常重要的环节，如《计算机组成原理》的《微机接口》实验、汇编语言实验等，实验教学是指导学生主动参与完成知识，探究知识的创新性学习过程，让学生在探索中掌握规律，在研究过程中进行思维加工，在实际运用中达到知识创新。实验课程好坏，直接影响到学生理论课程的学习以及将来到工作岗位上的表现。
（3）提高学生兴趣
兴趣可以激发人的求知欲，但计算机硬件课程的学习是一个比较枯燥、辛苦的学习过程。因此，在教学过程中一定要运用新的教学方法及思想激发学生的兴趣。这对于硬件课程的学习是非常关键的。
5．勇于创新
创新是动力，创新是生命。计算机硬件的更新速度本来非常快，只有不断的创新，不断学习，才能立于不败之地。要搞好计算机硬件教学，必须研究新的教学方法，新的教学手段，才能使学生获得最新的知识及技术。
四、结论
“教育之所以重要，归根到底还在于人的重要”，就笔者所在的学校而言，通过改革，已取得很好的教学效果，越来越多的学生说“我能听懂”，而越来越少的学生说“我什么都没学会”，因此，大专计算机硬件的教学，要根据社会的需要，制定合适的培养目标，开设合理的课程，选好教材，运用先进的教学手段，这样才能取得好的教学效果。
参考文献：
[1]刘雅琴.《微机原理》课程教学改革的研究[J].福建电脑，2005，（11）.
[2]郭庆，陈尚松.传统教学方法与多媒体教学方法的相互配合[J].电气电子教学学报， 2004，(26).
[3]刘雅琴，郭雪梅.高校计算机硬件课程教学方法研究[J].河南： ，1999，（5）.
关键词:硬件实验;实验体系;计算机专业
中图分类号:G424文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2010)11-2694-02
Researching on Architecture of Computer Hardware-experimentation Teaching
ZOU Yi, XU Yu-ming, WEI Shu-di, LI Lang, JIAO Ge
(Hengyang Normal University, Hengyang 421008, China)
Abstract: Analyzing and researching the current status of computer hardware experimental teaching, then explored and proposed the way to how to establish a scientific and rational experimental architecture, experimental platform and evaluation methods in terms of teaching of computer hardware experimentation for the current existing issues.
Key words: hardware-experimentation; experimental architecture; computer teaching
计算机实验教学是计算机专业一个重要的教学内容之一,实验教学的质量与人才培养的质量有着密不可分的关系。合理的实验体系是高质量实验教学的关键。高质量的实验设计,综合性和创新的实现,都需要对实验体系进行梳理。本文从我校计算机硬件实验课程教学的现状出发,对计算机硬件实验教学体系进行初步的研究与探索。
1 当前计算机硬件实验教学存在的问题分析
目前,国内大多数高等院校在实验教学模式和手段上,主要存在以下几个方面的问题:
1) “教师课堂演示,学生分组实验”的教学模式根深蒂固。这样不利于调动学生的积极性,而且学生分组实验时,又形成一名组员动手,其他成员观看的局面,更不利于大多数学生动手能力的锻炼。
2) 实验内容陈旧,与实际应用脱节;具体实验的过程严格按照教材进行,缺乏灵活性;另外学科本身的特点也给学生的学习带来一定困难。
3) 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。各门课程各自为战,实验设置缺乏连贯性、整体性、系统性,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。
计算机技术不断进步与发展,如果硬件实验教学仍停留在传统的实验教学模式和实验平台上,那么要实现开设自主性、综合性、创新性实验的目标将只能成为空谈。计算机学科的课程内容具有很强的交叉性和相关性,特别是硬件课程,因而计算机硬件实验课程更是面临着诸多问题。比如,硬件设备投入高,项目开发周期长的问题。硬件实验平台的建设需要大量的资金投入,而且硬件类实验消耗很大,需要持续的资金投入做保障。此外,硬件课程建设周期也较长,硬件实验项目开发也非一蹴而就,实验教师需要完备的理论知识和扎实的电子学知识,而且需要反复的实验和长期的实践,才能自如的设计实现,这一过程比掌握一门计算机语言或一种计算机软件开发工具要难得多和慢得多。同时,实验设备的更新速度及实验项目长周期开发难以满足新技术、新方法的更新步伐。
另外,教学实验设计针对性强,硬件线路相对固定,实验内容受硬件设计的制约的问题。很多教学实验台的设计针对性强,是针对某门课程而开发设计的,硬件线路部分相对固定,其扩展性很有局限,更新实验内容受硬件设计的制约。硬件实验设备的高投入和实验器件的大消耗,在没有足够资金投入的情况下,在现有硬件设备上进行实验内容的更新,开设自主性、综合性、创新性实验难以实现。
其次,硬件实验教学彼此脱节,缺乏系统化的实验体系的困难。计算机专业硬件类课程必修课程一般包括数字逻辑、计算机组成原理、单片机原理、计算机体系结构,选修课程一般包括计算机接口与通信技术、嵌入式系统设计等。这些课程之间彼此存在内在的联系,学生通过这些课程的学习,应当能逐步建立起整个计算机系统设计的概念,掌握计算机系统的设计技术,掌握计算机的控制应用。但在具体课程和实验安排中,却往往忽略并割裂了这种内在联系,实验内容没有从模块化、系统化的角度整体考虑计算机系统设计和控制应用的要求。
综上所述,分析这些课程之间的内在联系,设计阶段性、模块化、系统化的实验教学内容,建立计算机硬件实验教学体系,对于培养学生的计算机系统设计能力和应用设计能力十分重要且必要。
2 构建科学完整的硬件课程实验体系
2.1 硬件课程实验体系
首先从教学计划入手,在现已构建的硬件课程体系基础上展开研究。新构建的课程体系由必修课程、选修课程及实践课程三部分组成。必修课包括“汇编语言”、“数字逻辑”、“微机原理”、“组成原理”、“单片机原理”、“系统结构”等基础课程,另外,为适应社会需求,在选修课除原有的“微机故障诊断与维护”课程外,增加“嵌入式系统设计”等社会需求较强、实用价值较高的应用性课程,同时计划将 “硬件课程设计”实践课程的开设时间提前至大三下学期,以保证课程体系的有效性、实用性、先进性。
硬件系列课程从体系结构上划分为三个层次:基础层、应用层和提高层,其课程间的关系如图1所示。
基础层为“数字逻辑” 、“汇编语言”与“组成原理”,在第三学期结束前开设。“数字逻辑”课程是计算机硬件系统的技术基础,是必修的前续课;“汇编语言”作为硬件编程的基础语言,是硬件设计的根本;“组成原理”介绍计算机的基本组成和工作原理,解决整机概念;其中汇编语言与组成原理均开设课内实验,在学习整机构成的同时,强化学生的硬件动手能力。
应用层为“单片机”、“微机原理”等必修课程,以及“接口技术”等选修课程,可开设在第四学期到第六学期间,通过 “单片机”介绍单片机的组成和特点,以及应用领域,使学生了解单片机技术的发展趋势;“微机原理”介绍微型计算机体系结构以及微型计算机各个组成部分等内容;并以“接口技术” 、“硬件课程设计” 等实用性强的课程作为选修课,每门课程都配有相应的实验,强化学生对基础知识的掌握和应用。
提高层为“系统结构”等课程,在第六学期到第七学期间开设。通过学习和实践,能够使学生比较全面地掌握计算机系统的基本概念、基本原理、基本结构、基本分析方法、基本设计方法和性能评价方法,并建立起计算机系统的完整概念。同时展开“嵌入式系统设计”实践课程,从整体上强化学生的理论知识与综合应用能力。
因此,在硬件课程实验体系构建过程中,突出强调课程体系的系统性和完备性。从第2学期到第7学期硬件实验层次逐步提高,实验内容衔接连贯。注意各硬件实践的相互次序和互补,使硬件实践训练层次化、系列化,以此来系统强化学生的硬件动手能力。同时调整各课程的开设顺序,理顺每门课与前导课和后续课之间的关系,从而保证硬件课程体系的系统性和完备性。
2.2 计算机硬件实验平台
在硬件开发平台的设计上综合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。兼顾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。
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。
根据我院实际情况,现采用一款低成本综合实验装置,该实验板是基于一个支持实时仿真的16/32位的ARM7 TDMI-S CPU的微控制器,可实现各种工业控制、医疗系统等方面的应用,通过扩充板可以满足大部分的实验要求。
2.3 多形式的实验考核体制
为了更好地展开硬件实验教学,对学生的实验设计展开情况进行检查和考核,需要有相应的科学合理的实验考核方法对应。在文中所建立的实验体系中,实验的考核主要通过以下几种形式。
1) 动态考核:对实验过程中的主要环节进行跟踪、记录、评价,并作为最终成绩考核的主要依据。这就改变了传统的根据实验结果和报告打分的体制,更能反应学生的实际能力。
2) 实验报告: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) 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] 陈妍,王换招.高等学校计算机硬件实验教学体系改革研究与探索[J].Computer Education,2008(8).
[2] 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.
[3] 刘新平,郑秋梅.计算机硬件课程群实验体系的改革与完善[J].Computer Education,2008(12).
近年来，微处理器技术和微型计算机技术得到了突飞猛进的发展，其应用也渗透到各行各业，包括科学计算、信息处理、过程控制、仪器仪表、事务管理、计算机辅助设计、制造、家用电器、网络通信等方面，极大地改变着人们的工作和生活方式，已成为社会前进的巨大推动力。因此，硬件设计技术和硬件工程能力已成为现在科技人员和高校专业学生必须掌握的技能。国内计算机硬件专业课程实践体系却已远远的落后于技术的发展和时代的要求。计算硬件专业课程设置各高校都有所不同，但是普遍都包括《电路与电子》、《数字逻辑》、《计算机组成原理》、《汇编语言》、《单片机》、《嵌入式系统》、《体系结构》等。前面五门课程相对属于基础类低级课程;《单片机》和《嵌入式系统》属于应用性比较强的课程;《体系结构》属于理论性比较强的课程。对于国内比较优秀的研究型高校，比如“985”和“211”这类高校，在计算机硬件实践课程体系的设置上，近年来都在不断的改革［2－4］，也初见成效，但这些实践教学的改革都是针对“研究型”高校的特点提出的。由于技术力量和资金各方面的悬殊，其实践教学体系的改革并不适合地方本科高校。而对于大部分需要转型的地方本科高校，计算机硬件专业实践课程体系已严重的阻碍了应用型人才的培养，由于这类高校在技术上和资金上都比较薄弱，并且没适合自身发展特色的实践教学体系，在实践教学过程中出现了很多问题。缺乏适合自身特色的实践教学体系。目前大部分地方本科高校现有的实践教学体系基本上是模仿“研究型”高校的实践教学体系，而在技术力量和资金设备配置上却远远地落后于“研究型”高校，使得这种模仿的实践教学体系难以适合地方本科高校自身人才培养的特色。
(1)实验设备陈旧，完全和新技术的发展脱节。许多硬件低级课程的实验还在用十多年前的固化实验箱，已经完全落后于现在硬件技术的发展水平。
(2)实验方式手段落后，大部分硬件底层实验还是使用传统的实验箱。传统的实验箱存在诸多弊端，大部分实验都是验证性的实验，学生不需要理解实验的原理，只需要按照实验指导书的要求，连线、拨动模拟开关、观察指示灯的亮灭就能完成验证性实验，不利用发挥学生的设计能力和创新能力，且传统的实验手段受到时间和空间的制约。
(3)实验内容跟不上应用技术的发展，实验项目的设计与实验设备密不可分，陈旧的实验设备中完成不了新颖的与应用结合紧密的实验项目。
(4)实验课时严重不足。在传统硬件类专业课程的设置中，实验课程只是理论课程的附属，理论课程与实验课程的课时比通常是3:1，实验课时完全不能满足硬件应用技术型人才的培养需求。课程设计环节不被重视。硬件类专业课程中只有少部分课程开设了课程设计，并且课程设计的效果也不尽理想，课程设计的选题也没有及时更新，没有与社会应用需求接轨。学生课余时间没有实践条件也没有兴趣自主实践，课外实践活动空白。总之，目前地方本科高校在转型发展过程中由于实验经费和技术力量的薄弱以及实践教学体系的不健全严重地阻碍了应用技术型人才的培养，实践教学体系的改革是迫在眉睫。
2．新的计算机硬件类专业课程实践教学体系
实践教学体系改革是一个全方位的改革，计算机硬件类专业课程实践教学体系改革并不是针对某门单独课程的实践教学体系改革而是针对于一系列课程的实践教学体系改革，因此，其范围广泛，涉及的内容繁多，改革的措施也是全方位的，改革的过程也将是复杂的繁琐的。以下是在地方本科高校转型发展过程中针对计算机硬件类专业系列课程所提出的新的实践教学体系。
(1)确定实践教学目标。分析硬件类专业各门课程的特点以及与当前最新应用技术的结合点，确定每门课程的实践教学目标。
(2)确定实践课时。根据实践教学目标设置硬件类专业课程的实验课时，课程设计课时及课外实践自主学习课时。
(3)设计实验项目。结合实际应用需求，设计硬件类专业课程的实验项目，并注重课程间的内在联系与实验项目的实用价值，将传统的部分验证性实验项目改为设计性实验。
(4)改革实验方式。在硬件类基础课程实验中引入EDA技术(如仿真软件Multisim)，用仿真软件虚拟实现硬件实验，与国际先进电子设计技术接轨;在硬件实用开发性较强的课程中购置硬件开发实材，如在《单片机》实践课程中使用流行的51系列开发板，在《嵌入式系统》实践课程中使用流行的ARM系统芯片，让学生能在这些实验设备中真正的开发出有价值的系统和产品。
(5)设置案例式的课程设计。为每门硬件类专业课程开设课程设计，结合实际应用，将真实的案例引入课程设计中来，充分重视课程设计环节对学生应用能力及创新能力的培养，培养学生独立的硬件设计能力和开发能力。
(6)开展创新性实践项目。在课程课时之外开展创新性实践项目，利用课余时间开放实验室，并提供学习资源给学生自主学习和实践，鼓励和指导学生参加各种电子设计或单片机设计、嵌入式系统设计大赛或“挑战杯”大赛等，培养和锻炼学生的设计开发能力，让学生的创造设计直接变成有效产品。
(7)发展校外实训基地。高校与企业合作办学，利用企业的实用项目资源训练学生，让学生的应用技能和开发能力与社会应用需求接轨。
(8)改革考核体系，加大实践教学考核力度。传统的教学考核体系往往主要采取论文、考试等方式，偏重卷面成绩。为了培养高素质的技术应用型人才，必须对现行的考核体系进行改革，加大对实践教学的考核力度，增加实践教学考核成绩的比重。鼓励学生自主实践，对于有创新性和设计性的作品在实践考核中予以重视和鼓励。
计算机理论浅析计算机硬件组装与教学方法初探
计算机硬件组装与维护课程是计算机应用技术的一门重要基础课程，其主要任务是使学生了解计算机各种部件的分类、性能、选购方法，理解各主要部件工作原理、硬件结构、软件安装、相互联系和作用，并能掌握微型计算机的组装与简单故障的维修方法。
由于计算机硬件安装强调的是动手能力，按时以往传统的教学模式，只能是纸上谈兵。例如教师在讲述CPU相关知识时往往要把CPU结构、功能、原理做为重点来讲，而这些知识对职业学生以后的就业几乎没有任何作用，而对CPU的种类、厂家、性能、与其它部件的搭配等，这些对职业学生将来就业有用的，则介绍得不多。学生对这些理论并不是很感兴趣，也很难记住这些知识，而等到他们就业时，这些理论已经过时了。同时由于学生缺乏动手能力的培养与训练，毕业后走上工作岗位，即使面临一些简单的操作方面的问题也无从下手。相反，我们在一些电脑市场看到的工作人员往往没有什么计算机学历，但是他们对计算机组装与维修非常熟练。他们通常的经验是：做的多了、熟了，就会了，不需要懂得太多知识。这种现象使我们意识到计算机应用技术更要注重培养学生的动手操作技能。为此，我们应该在计算机应用专业进行大胆探索，引入一种以实际需求为教学目的的改革教学模式，培养适应社会需求的学生。
本课程的教学改革可以用以下的教学方法：
1．充分运用计算机技术辅助教学。由于教学资源缺乏，那么可以利用3DS MAX虚拟现实的技术来解决。学生不光可以在学校使用这一资源，也可以把这种辅助教学软件带回家进一步学习。我们可以用3DS MAX强大的建模功能，建立出计算机中的“CPU”、硬盘、显卡、主板等核心硬件，并且每一个硬件完全对比真实实物建模，内部构造也要建模完成，这样就可以节省大量资金和使用空间，可能刚开始做这些硬件模型需要一定的时间，但是一劳永逸，这些虚拟的模型造价远远低于真实硬件的价格，并能得到同样的教学效果。不用像传统硬件教学，在使用设备的时候搬来搬去，只需要一个U盘，你就可以拥有一个计算机硬件设备实验室，便于教师随身携带，去不同场合教学使用。学生放假也可以把这个“虚拟的硬件实验室”带回家，只要有一台计算机，就可以在家中做练习，巩固对知识的掌握。
2．充分运用项目教学法。在教学中，以社会的实际需求为标准，主要采用项目教学来构建教学模式。从学习者的角度说，项目教学是一种学习方法，特别适用于学习操作类的知识和技能，尤其适用于学习计算机应用方面的知识和技能。所谓项目教学法，就是师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动，在这是指采取小组讨论、协作学习的方式，以实际的任务来驱动学生的学习。同时还可采取多种形式来完成各个任务，比如：行动导向、小组抢答、网上模拟攒机、小组竞赛等。行动导向的教学形式是：每次任务之前，老师在充分考虑学生和设备的安全问题之后，把任务直接下达给他们，每个小组从任务的计划——决策——实施——检查等各个环节都是独立完成，中途有疑问的，老师给他们提供若干学习途径：实习报告、网络、老师的辅导、小组间的互助等。老师在巡视过程中，不断记录存在的问题或及时更正一些不当的做法，并对学生的操作过程做适当点评，最后由学生根据老师的点评继续完善任务。通过完成任务，应用已有知识和掌握新知识，真正做到全面提高学生的综合职业素养。
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计算机理论谈软件的破解与保护
常见的软件破解方法
首先我们来了解一下破解中几个重要的专业术语。
(1)断点，所谓断点就是程序被中断的地方，中断就是由于有特殊事件发生，计算机暂停当前的任务，转而去执行另外的任务，然后再返回原先的任务继续执行。解密的过程就是等到程序去获取我们输人的注册码并准备和正确的注册码相比较的时候将它中断下来，然后我们通过分析程序，找到正确的注册码。
(2)领空，所谓程序的领空，就是程序自己的领土地盘，也就是我们要破解的程序自己程序码所处的位置。每个程序的编写都没有固定的模式，所以我们要在想要切人程序的时候中断程序，就必须不依赖具体的程序设置断点，也就是我们设置的断点应该是每个程序都会用到的东西。
(3)API，即Application Programming Interface的简写，我们叫应用程序编程接口，是一个系统定义函数的大集合，它提供了访问操作系统特征的方法。API包含了几百个应用程序调用的函数，这些函数执行所有必须的与操作系统相关的操作，如内存分配、向屏幕输出和创建窗口等，WINDOWS程序以API为基础来实现和系统打交道。无论什么样的应用程序，其底层最终都是通过调用各种API函数来实现各种功能的。
了解了以上三个专业术语后，我们看下基本的软件破解方法。
2.2利用算法注册机。算法注册机是要在分析了软件的注册码算法的基础上，制作出来的一种可以自动生成软件注册码的程序。所以软件的算法很重要，一般软件作者自己也编写，方便软件的销售使用。这类软件加密的特点是一个注册码只能在一台电脑上使用，像和电脑进行了一对一的绑定。使用步骤是首先运行试用的软件，得到本台机器的软件机器码，再用算法注册机算号注册，然后用算法注册机直接算出合适的注册码，最后用算出来的注册码直接注册。
2.3利用内存破解。我们知道所有正在运行的程序的数据，全部都要加载到内存中去，软件在进行注册码认证的时候会有个比较的过程，所以我们只须知道所要破解软件的注册码的内存地址，就达到目的了。这种方法的优点是无须花大力气掌握软件注册码的算法，非常节省编写内存注册机的时间。步骤是先加载内存注册机，再通过它去获得内存中软件的真实注册码，或修改内存中软件相关的某些数据，来达到破解软件的目的。主要有2种方式，第一种直接从内存中得到注册码，第二种在内存中模拟已注册程序的运行环境。
2.4补丁破解法和文件注册法。补丁破解法是指用相关的补丁程序来修改软件，以达到破解软件的目的。此方法一般是破解软件的验证注册码或时间，基本上都是修改原程序的判断语句。比如程序试用期是一个月，就可以把这个修改掉，来达到无限使用的目的。文件注册法就是把软件的注册内容放到一个文件里，以方便自己或别人用它来注册，主要有注册表导人和注册文件导人两种方式。
3．建立虚拟计算机实验室。由于计算机硬件安装与维护实践中设备容易在操作中损耗，因此，虚拟的计算机硬件设备最大程度的解决了这些问题，虚拟的设备是不会有磨损和消耗的。做了错误操作，计算机会提示你这样做的后果，也不会真实地损坏虚拟设备，这样极大地方便了刚刚开始入门的硬件维修学生，他们再也不用担心自己损坏硬件设备了，可以放开手脚地练习计算机硬件维修技术。当然虚拟硬件设备同样也会有一些维护问题。例如计算机病毒是可以损坏虚拟硬件的，但是只要做好备份和计算机软件常规维护工作，这些可能的损坏变得很小。比起真实的硬件设备维护，资金消耗和工作量小得太多。从中我们不难看到虚拟技术的强大和明显优势。因为虚拟机是一款软件，它可以在电脑上模拟出一个虚拟的计算机，但是学生却可以像对一台真正的计算机一样来对它进行各种操作。
4．采用全面的考核方法。在计算机组装与维修实操课中，对于每个任务不是单凭终结成绩就了事的。老师可以把每个任务按10分算，这10分包含：纪律、学习主动性、回答问题情况、卫生、任务完成次序等。这样做，学生不光注重任务的结果，还注意在整个实操过程中自己的一言一行、一举一动。而且，在每次任务进行过程中，老师可以在大屏幕上时不时地展示每个小组的本次任务得分情况，并根据学生的具体表现动态地变化这个得分表。通过这一举措，相信学生在实操时几乎看不见违反纪律的情况，给人的感觉是整个实操场地秩序井然。
总之，通过计算机辅助教学、运用项目教学、建立虚拟实验室、全面考核这四方面的处理，我想计算机应用教学无论从质上还是从量上，将会有一个飞跃。我们能将计算机组装与维修这门课程的教学提上一个台阶，也能让学生在这些教学改革中学到有用的知识．锻炼他们的实践动手能力！
参考文献：
[2]蔡泽光，廖乔其 计算机组装与维修清华大学出版社2004
[4]如何在中职学校开展《计算机组装与维修》专业课程的教学 百度2008
关键词：软件基础;教学探索;高校计算机
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）42-0165-03
一、引言
随着信息技术的发展，计算机硬件基础课程已经成为了理工科专业学生的必修课程，它的综合性和实践性强，是后续专业课程学习的基础。该课程是硬件和软件相结合的一门课程，在硬件设计方面，达到能设计接口电路的水平;在软件开发方面，培养学生使用汇编语言或者C语言进行程序设计的能力，达到能编写接口程序和设备驱动程序的水平。通过该课程的学习，使学生掌握计算机的基本组成结构和工作原理，更重要的是使学生掌握硬件电路设计与应用开发能力，培养学生运用理论知识解决实际问题，因此课程的实践性非常强。
二、计算机硬件基础课程教学中存在的问题
由于该课程教学内容比较抽象，知识点多，学生普遍反应不好学，学习起来缺乏兴趣，这样就更加大了该课程在教学上的难度。主要体现在以下几个方面：
（一）在教学方法方面
传统的教学方法基本以教师讲授为主，学生大多只是被动地接受。由于课程涉及的概念多、专有名词多、接口芯片多，理论基础复杂，往往使初学的学生感觉入门较难。计算机的接口设备之间通常使用汇编语言编程，而该语言属于低级语言，编程复杂，比C语言等高级语言更难掌握，单纯理论讲授使学生难以理解，会使学生觉得枯燥无味，失去学习的兴趣。由于该课程的逻辑性和完整性强，计算机的内部结构是指令系统的基础，不同的CPU采用的指令各不相同，而指令系统又是汇编语言程序设计的基础，指令掌握不好，就会给编程带来困难，各部分知识衔接紧密，一环扣一环，因此，学生必须全面地掌握各个知识点，否则将会严重地影响学习效果。该课程还有一个特点就是硬件电路图多，接口芯片应用举例多，包括各种芯片的内部结构图、时序图、硬件电路图等，接口芯片的应用不仅仅要设计硬件电路，而且要编写应用程序，画出程序流程图等。
由于硬件学习的难度较大，因此在学生中普遍存在重视软件忽视硬件的现象。产生这种倾向的原因是多方面的：一方面是硬件课程掌握起来花费的时间多，个别学生存在急功近利的错误认识等;另一个重要的方面是硬件系列课程的教学改革力度不够，使得目前的教学方法无法与飞速发展的计算机技术接轨，无法满足学生获取新知识的需求。
（二）在教学内容方面
计算机硬件基础课程基本上都是以微机或者单片机为蓝本来学习计算机原理，教材内容覆盖面大。课程往往是以8086/8088、80386或是80486微机的结构为主线，首先讲不同类型微机的硬件结构以及对应的指令系统，然后是基于该系统的汇编语言程序设计，最后是各种接口芯片的结构及应用。但是由于理论学时有限，在教学过程中只能够选择一种微型机芯片或者是某种型号的单片机进行教学，为了适应微型计算机系统的飞速发展，必须改革教学内容，既要强化基础知识，又要加强对学生应用能力的培养;既要把典型的微型计算机原理和架构传授给学生，又要把计算机技术发展的最新水平和状况介绍清楚，使学生能够举一反三、触类旁通，通过学习一种典型的芯片达到对同类芯片的普遍认知，从而具备独立自主的学习能力。其次，随着信息技术的高速发展，微型计算机更新换代频繁、新产品和新技术不断涌现，硬件基础教学中的基础性和先进性、前沿性的矛盾比较突出。当今的微型计算机已经从原来的32位全面进入64位。而现在的教学中还是以16位微机为基础的。因此，该课程内容显得繁杂难学，跟不上时代。
教学内容的改革主要思想是要增加对现代微型计算机系统的介绍。在常规教学内容的基础上，增加现代微机系统中的新技术、新应用和新方法，如USB总线技术、高速缓存Cache技术、多核技术、高性能计算机、计算机体系结构等知识的介绍，以32位微机的典型代表80486和Pentium作为基础教学内容，选用教材也应该反应这种变革，同时兼顾64位微机的介绍。这样既开阔了学生的视野，让学生能更深入地理解软、硬件结合设计系统的方法，又能增强学生将来就业的竞争性。
（三）在实践教学方面
由于计算机硬件基础课程是一门实践性非常强的课程，只有通过实践才能真正地理解其中的知识点，使学生不仅知其然，而且知其所以然。当今社会提倡创新能力的培养，学生如果不通过动手实践，只是死记硬背书上的理论，无法达到教学的目的。但是，由于实践教学中存在的实验设备不足、方法单一，实验内容不能达到学生能力培养的目的，再加上知识点多，学生的学习时间有限，忽视对实验结果的深入分析和理解，导致部分对实践教学内容失去兴趣，往往难以把实验的内容应用在后续的学习和工作中。因此，当前的实践教学无法培养学生必要的设计、创新能力，无法使学生感受到所学知识的应用价值，有必要在这一基础上进行能力培养的扩展。以为国家培养合格人才为目标，重视实践教学的作用，改进教学内容，把实践教学放到和理论教学同等重要的地位。
现在的硬件基础实验多为验证性实验，缺乏综合性实验和设计性实验。学生往往是照抄书上的程序，然后在实验设备上运行来观察运行结果，没有充分发挥学生的创新思维能力，更无法提高学生自主学习获取知识的能力，因此教学效果不理想。目前大，多数高校计算机硬件基础课程都是采用某种类型芯片的实验箱进行，而这些实验箱提供的实验内容为固定模块化的组织形式，学生只需要连接较少的导线，输入现成的程序就可以完成实验，由于实验内容和方法的局限性，学生处于被动接受的地位，从而使学生无法发挥主动性和创造性。
三、基于“口袋实验室”的实践教学新模式
以往学生做硬件类实验都必须在硬件基础实验室里进行，用到的实验器材包括面包板、电源、万用表、示波器等，但是由于实验仪器陈旧、老化，实验内容落后于技术的不断发展。而且由于学生人数远远多于实验设备数，往往是几个学生一组做一个实验。甚至有时候由老师将实验过程和结果向学生展示，而学生得不到充分的应用实验设备的机会。随着新技术的发展，目前的小型硬件开发板已经可以通过USB接口连接到电脑上，再配合图形界面的闪存编程器和调试工具等就能完成硬件基础实验，让学生的实验不再局限于在传统的实验室进行。
国内一些高校已经开始推行“口袋实验室”的教学创新，口袋实验室是将名片大小的实验板卡发到每个学生的手上，装在口袋里可以随身携带，随时操作，在完成各种基本实验的基础上，激发学生的兴趣，发挥学生的独创精神。清华大学、华中科大、浙江大学等国内名牌高校已经开始大力推行口袋实验室的实践和创新，其他高校也紧随其后。比如，华中科技大学电信系的150名学生每人拿到了德州仪器（TI公司）捐赠的一块能揣进口袋，仅有名片大小的LaunchPad开发板，学生可以在寝室、图书馆等地轻松做实验。清华大学学生则获得了Xilinx公司捐赠的Spartan 3开发板。浙江大学的学生以分组的模式开展，每个小组使用一块开发板。为使学生真正掌握所学内容，不设实验室实验，学生分组后发给实验板和软件，课下自行安排，不设统一的作业，由分组学生自行讨论后制定设计课题，以发挥学生的创造性和积极性。不设笔试性考核，进行全部学生参加的各组自选课题大作业演示和答辩，期末的答辩和演示成为教和学的最好检查。国内其他一些高校也开始了口袋实验室的创新尝试，使用的开发板大多以Xilinx，Altera公司的FPGA板卡为主。
借鉴其他高校的成功经验，我们在计算机硬件基础课程的教学过程中开展了“口袋实验室”的创新研究，按照方案制定、授课实践、形成结果、总结推广的步骤实施。其中，方案的制定需要决定硬件开发板的选型和配套开发软件，由于FPGA芯片具有静态可重复编程以及动态系统重构的特性，可以像软件一样通过编程来修改硬件的功能。学生可以通过硬件描述语言完成各种数字电路到高性能CPU的设计。使用FPGA还可以缩短设计时间，特别是当电路有少量改动时，FPGA的优势更加突出，因此，采用FPGA芯片进行口袋实验室的选型优势较为明显。与开发板配套的软件资源丰富，并且要提供丰富的实例以供学习分析。除了给学生提供硬件开发板和配套的软件以外，编写基于FPGA的硬件实验参考教材供学生学习参考。开发板的管理采取学生分组借用的方式，建立损坏赔偿机制，促使学生养成认真细致的工作作风。学生可以选择在宿舍、机房、实验室等场合进行实验。
在实验内容的设计上分为三个类型，验证性实验、设计性实验和综合性实验。紧贴硬件基础课程的理论教学过程，要求学生完成存储器设计实验，I/0中断实验、输入输出接口实验、A/D和D/A实验等基本理论实验。并且及时更新实验内容，循序渐进地培养学生的实际动手能力，为学生开展自主创新活动提供条件。为此，可以将多个独立的验证性实验内容组合成一个综合实验的方式来实现，如将5255并行芯片、8254定时器及8259的中断实验，综合成一个由中断及定时器控制的彩灯循环显示电路的综合设计性实验，培养学生的系统设计能力和独立工作能力。还可以利用当前应用广泛的PCI、USB线以及Windows驱动程序编写等内容，要求学生分组进行设计课题的制作，设计课题由学生自选题目，该题目可以与每年进行的全国大学生电子设计大赛项结合，以发挥学生的创造性和积极性。对于综合性和创新性实验，学生需要撰写实验报告，总结个人实验的结果和体会，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。并且采取课堂汇报的方式，由学生讲解、演示，教师提问的方式进行考核。学生通过课题设计熟悉用语言实现数字系统的多种方法，学会工程调试的基本思想，理解数字系统设计的整体概念，体会团队合作的重要性。使学生具有了一定的软硬件开发能力，还可以让学生了解当前计算机应用领域的先进技术，接受新的设计思想和方法，培养学生自主创新能力，可以更好地适应今后的工作和学习，达到良好的实验效果。
四、结束语
计算机硬件基础课程是一门理论性和实践性都很强的课程。随着计算机技术的不断发展，课程的内容也产生了很多新的元素，这就要求改进传统的实践教学模式以适应素质教育和鼓励创新能力培养的要求。基于口袋实验室的计算机硬件课程教学模式可以在学时数有限的约束条件下，为达到较好的教学效果提供支持，体现学生自主学习的新思路。解决计算机硬件基础课程重理论、轻实践的弊端，改善硬件类课程实验设备不足、教学力量薄弱的瓶颈，增强学生的动手能力。
参考文献：
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[2]熬志光.非计算机专业“计算机硬件技术基础”课程教学研究[J].计算机教育，2009，（10）.
