高校工科专业《计算机硬件基础》课程教学改革

摘要：本文探讨了高校工科专业《计算机硬件基础》课程教学改革的途径和方法。分别从课程改革的必要性、课程改革的内容、课程标准的修订等三个方面，探讨了如何结合学生第一任职需要，改革课程教学内容和教学实施方案，充分调动学生学习积极性，提高课程教学效果。

关键词：计算机硬件基础；课程标准；教学改革

高校工科专业开设的《计算机硬件基础》课程，是培养学生利用计算机科学使用装备、科学管理装备、科学研究装备的技术基础课程之一。该课程主要介绍计算机硬件的基础知识和基本工作原理，旨在提高学生对计算机硬件基础知识的了解和基本工作原理的认识、掌握，对于培养学生的机电设备计算机控制方法和动手操作能力方面具有较为重要的作用。

一、课程改革的必要性

计算机课程在非计算机专业中的开设是随着计算机及应用技术发展到一定阶段而提出的。在九十年代中期，其逐渐成为各工科专业基础课程，国内几乎所有院校（特别是工科院校）的大部分专业都开设了计算机硬件基础或相关的课。《计算机硬件基础》课程也是我校各专业的必修课程。

计算机硬件基础课程目的是培养学生的工程实践能力、实际动手能力和科技创新能力，特别是以应用计算机硬件为主要技术思考、分析、解决本专业领域中实际问题的能力。“计算机硬件基础”课程需要让学生更多地掌握计算机接口及其应用知识，以期能应用所学知识深刻理解实际装备的结构和工作原理，能解决实际问题，尽快适应岗位，胜任岗位。

现行的课程标准基本按照“微计算机原理、微计算机接口、微计算机应用”三个层次进行讲述。其中，微计算机原理部分安排24学时，包含4个实验学时，接口和应用部分共安排16学时，包含2个实验学时。从课时分布上看，课堂教学和实验教学都过于偏重于微计算机原理部分，这虽然有利于学生对微计算机内部工作原理的理解，但是由于接口和应用部分的课时偏少，又不利于学生掌握微计算机在实际中的应用，而实际工程应用方面的知识才是这些学生在第一任职岗位上所更需要的。

教学应该以学生为本。学生需要学什么？社会需要什么样的人才？这不仅是设置培养计划所要遵循的原则之一，也应在课程教学实施过程中得到贯彻和落实。因此，有必要对现行的课程标准进行调整，让教学内容和教学形式更加适应学生第一任职需要。

二、课程改革的内容

课程标准调整的总体思路是根据学生培养方案，在计算机硬件基础课程总课时不变的情况下，适当减少微计算机原理部分的课时，增加接口和应用部分的课时，适当增加实验课时，减少课堂教学课时，并且实验更偏重于接口和应用部分。

1、课堂教学

工科专业学生的第一任职一般都是技术管理岗位，学习和应用计算机硬件技术，主要涉及的是微机和接口芯片的外部特性，以及如何通过总线实现微机与各种接口电路及外设连接、组成微机应用控制系统等，而一般不需要进行计算机控制系统的底层开发，所以在选择、组织教学内容和实施教学过程中，应始终围绕计算机系统及其各大组成部分的硬件结构与工作原理这样一条主线展开，强调硬件与软件的结合，并适当淡化微机内部和芯片内部原理，而强化基于总线连接的外部接口与应用。

但是，在现行课程标准中，微计算机原理部分的“汇编语言指令系统”和“汇编语言程序设计”两节内容共占用16个课时。汇编语言是一门与机器语言最为接近的编程语言，掌握汇编语言程序设计的确能更加深入理解计算机工作原理，但是汇编语言不同于高级语言，其指令多且难记。虽然学生已经学习并初步掌握了C语言程序设计，有一定的计算机语言程序设计基础，汇编语言程序对其而言也是晦涩难懂，编写汇编程序更是困难。所以要想掌握汇编语言，学生还是要花大量的时间和精力。对于这些专业的学生来说，《计算机硬件基础》课程的目的是让学生能掌握计算机接口及其应用的知识，花过多的精力学习汇编语言不仅不能突出重点，而且在今后的实际工作中，绝大部分学生都不会再用到汇编语言知识，白白浪费了时间和精力，得不偿失。因此，应降低学生对本门课程中“汇编语言指令系统”和“汇编语言程序设计”相关内容的学习要求，并相应减少其所占的课时数。

另外，现行课程标准中“微计算机接口和应用”部分因课时较少，讲述的内容更多还是在接口芯片的原理和性能上，对接口的实际应用仅详细讲述了“8255A并行接口芯片”，而8251A串行接口芯片也仅仅是简单介绍其主要结构、性能和用途，并没有着重讲述其具体应用。而“数/模转换”、“模/数转换”、“计数器”、“单片机”等常见的典型接口及应用都只作为自学内容，也没有安排专门的实验学时帮助学生理解相关接口知识，所以课程结束后，很多学生对计算机在实际中应用了解得还不够。因此，很有必要将这些比较典型的接口芯片及其应用列入课堂教学，以增强学生对计算机在实际中应用的形式和方法有比较深入的理解。要多结合舰艇动力装置和机械控制类的接口等在舰艇上的应用实例，让学生熟悉接口控制技术在本专业的应用，并要及时跟踪最新装备，将其与本门课程相关的技术应用引入课堂，开拓学生的视野，增强学生的学习兴趣。

2、实验教学

现行课程标准中安排了3个实验，共6个学时，其中有两个实验是为学生深入理解微计算机指令系统和汇编程序设计相关知识而设置的，另外一个实验是为了让学生运用课堂学习的知识，结合具体硬件，熟悉计算机系统在实际中的应用。

根据课程改革思路，在课堂教学内容偏重于接口和应用部分的同时，不仅要增加实验课时，还要让实验教学也应偏重于接口和应用。因此，可将本门课程的实验数量调整为4个，共6个学时，微计算机原理部分占用1个实验，而接口和应用部分占用3个实验，在保留原有的8255A并行接口控制实验的基础上，增加8251A串口接口通信控制、数/模转换和模/数转换等多种接口应用型实验。

3、考试评价

现行课程标准采用考试与平时成绩相结合的方式，考试一般采用开卷的形式，占课程总成绩的80%，平时成绩占10%，实验成绩占10%。但是目前，在广大学生中存在重理论轻实践，重考试轻实验的现象。为督促学生重视实验教学，应要求学生重视实验报告，启发学生创新思维，鼓励学生认真总结实验经验，杜绝抄袭他人实验程序和实验结果等现象，并应在适当增加实验课时的同时也要增加实验在最终成绩重的比重，与此同时，需要完善学生实验考核成绩评定，充分调动学生对实验教学的积极性，达到学生实验动手能力的成绩在总评成绩中占合理比例。所以，将课程总评成绩分为卷面成绩70%，实验成绩20%，平时成绩10%三部分。

三、设立不同的课程标准

计算机硬件基础课程是我校各专业的专业基础必修课程。全校各专业，无论是电类专业还是非电类专业，课程名称统一称为“计算机硬件基础”，但是实际课程教学实施过程中，根据学生学历层次和专业情况不同，执行的课程标准并不相同。于是出现了同一门课程，执行的课程标准却不同，严格来讲，课程标准不同的课程不是同一门课程。因此，很有必要将该课程根据所执行课程标准不同将课程名称加以区分，让课程名称更加规范。

就我校目前实际情况，各工科专业都开设了“计算机硬件基础”课程，有部分专业是非电类专业，其课程标准与其它电类专业的课程标准差异较大。因此可以将电类专业开设的计算机硬件基础课程名称改为“计算机硬件基础I”，将非电类专业开设的计算机硬件基础课程名称改为“计算机硬件基础II”。这样可以明确不同专业所开设的课程也不同，而不再出现同一门课，课程标准确不同的现象，从学校层面上规范了课程名称。

四、结束语

由于计算机的应用已经涉及各个领域，但是应用层面和方式差别很大，所以在“计算机硬件基础”课程教学实施过程中，确有必要根据学生的专业不同来合理组织教学内容，使其与本专业学生学习计算机的目的相适应，制定不同的课程标准。教员根据课程的教学任务和要求，结合教学的具体内容，以教学原则为指导，通过对教学内容和教学模式进行改革，以先进的理论创造性地组织教学，将以往“要学生学”改变成“学生要学”，充分发挥学生的创造性思维学习和能动性，提高该课程的教学效果。

[参考文献]

[1]陈立刚等. “计算机硬件技术基础”课程创新教学改革的实践[J].电气电子教学学报，2009， 31（9）：109-112

[2]吕海燕等.《计算机硬件基础实验》教学模式研究与实践[J].计算机技术与发展，2011，21（5）：238-245

[3]嵩天等.计算机硬件技术基础课程实验改革[J].计算机教育，2010，17（9）：65-68

[4]樊友洪等.非计算机专业“计算机硬件技术基础”课程教学实践探索[J].高教论坛，2009，2（2）：75-77