计算机硬件课程群实践教学改革

针对应用型本科院校中计算机硬件类课程实验教学存在的问题，经过本校硬件教研室多年来课程实践教学的实践，提出了通过构建有机的硬件类课程实验教学体系，构建科学的多级实验教学模式，加强教学团队建设和实验教学资源建设等全方位的实验教学改革方案，实施表明，该实验教学改革模式改变了传统验证型教学模式，能有很好的培养学生的工程实践能力和创新能力。

计算机硬件类课程实践教学中存在的问题

（一）硬件类课程实验开设各自独立，不能相互支撑

实践教学是教学活动中一个重要的环节，然而很多学校却没有足够的重视，主要体现在实践教学的学时越来越少，计算机技术的发展日新月异，课程所涉及的内容也是越来越多，用人单位对学生的能力要求也是越来越高，基本能力的要求越来越全面。而实际上课时，各计算机实验课程安排只为本课程服务，并没有建立一个有机的整体，课程内容开设不能为后继课程服务，这就导致开设后继实验时，要重新甚至重头学习以前所做的实验，导致事倍功半，学生对单一课程学习再好，也只能体现在该门课程上，对计算机整机系统的理解认识依然模糊，更不能学以致用。

（二）教师教学理论实践脱钩，实验教学目的不明确

各高校近些年的人才引进，注重高层次的人才，然而学校引进人才是更注重他们的科研能力，这些新进教师在课程上课之前缺乏课程教学工作的基本培训，授课过程中也有些不切实际，就计算机课程来说，很多教师科研偏“软”，大多是搞算法出身，对计算机元器件和电路了解不够，也缺少硬件的科研背景，硬件能力明显不够，这就导致在课程教学中，理论和实践教学脱钩，对实验教学不够重视，主要以验证实验为主，也不能很好明确每次实验教学的目的，无法引导学生扩展实验，为后继课程服务。

（三）学生学习动力不足，急功近利

高校现在都采用学分制，学生学习都是为了获得学分，而大多课程采用试卷考试方式考核，这就使学生不在意实验教学环节，只去死记硬背一些理论的知识，最后导致学生能听懂但没学会，不少学生不会自己研究问题。由于偏重理论学习，导致学生实践观念差，不少学生不了解理论、仿真、硬件实现的区别，不会对故障进行分析和排除。如果不能从根本上改变学生对计算机硬件课程实验教学的认识，就无法提高学生学习的积极性和主观能动性，也就无法提高学生的动手能力和创新能力。

计算机硬件类课程实践教学改革

（一）优化课程实验内容，科学构建硬件类课程体系

计算机硬件类课程分为专业基础课、专业必修课和专业限选课，这些课程相互关联，互相支撑。先修课程实验内容的开设一定要为后继课程服务，目的性要明确，具体来说：

1、数字电路要开设实验内容包括：全加器、译码器、数据选择器、计数器、有限状态转换机等，这些都是为计算机组成原理服务的，在开设组成原理课程时，有了这些实验作为前提，对计算机运算器、控制器、指令译码器的学习和掌握将起到十分重要的作用。

2、在电路与模拟电子技术中，实验教学一定要涉及到电阻、电容、电感、继电器、信号放大器、交直流转换、A/D、D/A试验等，同时一定要学生掌握万用表、示波器的使用方法，为后继单片机开发做好充分的准备。

3、硬件类的课程实验重叠还是很多的，比如说：在很多课程中，都有存储器扩展的环节，我们不要只针对课程，而是要统一安排实验，在其中一门课程中体现就好了。而后两门课程在定时/计数器，A/D、D/A、中断、串行口扩展等实验的环节也是大同小异的，所以在安排实验时，也需要重点突出，避免重复。

（二）以创新能力为核心，构建多级实验体系

如何提高学生对实践教学的兴趣，提高学生自主学习的动力，以及提高学生的创新能力，满足应用型本科院校人才培养的定位，就必须在实验内容确定的前提下，改革实验教学的方法和手段。根据各课程的实验教学目标，要把实验的内容分为基础性实验、综合设计性实验和自主探究性实验。对于计算机硬件类课程体系，学生在每门课程做完基础性实验后，一定要有针对一门课程或多门课程后的综合设计性实验。同时以学科竞赛和大学生创新大赛为指导，鼓励学生利用所学的知识，自主完成系统的设计与开发。通过多级实验体系的构建，让学生在学习完计算机硬件类课程后，能够很好的掌握元器件的选型、电路板的绘制、元器件的焊接与调试、单片机和嵌入式等大规模电路的系统开发、电子产品的编程调试等能力，满足应用型本科院校人才培养的定位。

（三）加强教学团队建设和硬件类实验教学资源建设

计算机硬件类课程实验教学的各科教师，是一个有机的整体，这就需要发挥每位个体的特长，组建一支教学科研水平兼备的教学团队，持之以恒地开展教学改革和科学研究。通过团队整体实力的提升，推动每位教师的逐步提高。硬件类实验教学迫切需要有工程开发经验的教师担任，因此要注重“双师型”教师队伍的建设，理论教学与实验教学的融合，有利于教师在理论教学时教学案例和素材更加丰富，实践教学时理论指导更加清晰，也有利于教师自身的全面成长，对于“双师型”教师的转型也是至关重要的。

同时，硬件类实验教学资源建设也是提高实验教学的重要手段。实验教学资源的建设包括：实验教材、实验指导书、网络实验平台、项目开发案例等，通过实验教材和实验指导书的建设，让学生告别简单验证，得到一个预知结果的传统实验模式，变为主动参与认真思考的学生主导式教学模式，提高学生的主观能动性和动手能力；网络实验平台的建设使学生能利用网络资源观看实验的示范教学视频，能够在不依赖硬件平台的前提下进行计算机硬件类课程实验的仿真，如EwB、Protel、Matlab、Proteus等，并且能够利用网络资源学习元器件选型与应用、电路板绘制、元器件焊接、电子产品调试、业界发展主流技术、编程工具的使用等课程内无法学到的知识，扩展学生的知识面和动手操作能力，为学生在课堂实验教学提供帮助，并拓宽学生的视野，为学生做整体的工程项目提供必要的知识和技术支撑；项目案例资源能够使学生熟悉并掌握实际项目的开发流程，在前面项目的基础上，改进和拓展项目功能，把多种知识结合在一起，使学生能完整的完成项目开发的全过程，并能把计算机硬件类课程的实验学习有机的结合在一起，改变单一课程实验的枯燥，为学生参加各类学科竞赛和大学生创新大赛打下基础。

结语

计算机专业硬件类课程群实验教学改革是一个尝试和积累的过程。根据应用型本科院校对本科应用型人才培养的定位，立足于对学生的动手能力、工程实践能力和创新能力的培养，改善实验模式，整合硬件类课程实验教学体系，建设优秀教学团队和自主性实验资源，激发学生的实验教学学习兴趣，培养学生的想象力和创新能力，不断在实践中探索、改革、提高、积累，才能制定出适合学校人才培养目标的计算机硬件类实验教学知识体系和实验教学模式，才能培养出适应社会发展的综合型人才。

（作者单位：许昌学院计算机科学与技术学院）