硬件基础课程

硬件基础课程（精选十篇）

硬件基础课程 篇1

1 启发式教学

启发式教学是指教师在教学过程中以启发学生的思维为核心,通过采用各种教学方法和手段调动学生的学习主动性和积极性,最终达成教学目标的一种教学指导思想和教学方法。启发式教学古已有之,孔子说过“不愤不启,不徘不发。举一隅不以三隅反,则不复也”[2],这句话概括了启发式教学的时机、方法和目的:教学时机是学生“愤”、“徘”的思维状态;方法是“启发”,即点拨思路、开启思维、循循善诱;目的是举一反三、灵活运用。古希腊思想家苏格拉底采用的启发式教学方法是从简单的问题出发,对学生回答中存在的错误进行反诘,从而使学生进入自相矛盾的境地,在思维上产生困惑,促使学生积极思索,然后辅以启发诱导,逐步帮助学生得出正确结论。在现代学习理论中,启发式教学在教学目标上,强调不仅传授知识,同时重视智能的培养及非智力因素的发展。在肯定教师主导作用的同时,更加强调学生的主体地位。在教学法的运用上,着眼于调动学生学习的积极性与主动性,使学生处于积极的学习状态;将教师教学活动的重点放在组织与指导学生的独立学习活动上,不断提高学生学习的独立性和自主性。

2 计算机硬件基础课程中应用启发式教学的方法

2.1 精选案例,创设启发情境

学生的疑惑是产生学习兴趣和积极性的基础,也是教师实施启发式教学的起点。学生对将要学习的内容有所知但不全知,似是而非、似懂非懂,面临疑惑,从而产生研究问题的欲望,处于思维活跃的求知状态。但是很多情况下学生积极的求知欲望状态并不是自然产生的,需要师生共同培育,作为教师,需要通过创造教学情境,主动生成疑惑,构建认知冲突,激发学生的内在求知欲。

在当前计算机硬件基础课程的教学中,一些教学内容与学生的生活实际有距离,如果此时教师在教学开始时不注重从现实生活出发,直接告诉学生学习内容,然后讲授课程内容,这样一开始就进入了注入式教学的路子,很容易导致学生失去学习兴趣。这样的教学从表面上看节约了教学时间,但是学生体会不到学习内容的价值,从内心感受不到学习需要,新学习的内容没有与学生已有的知识和观念建立实质性联系,会觉得教师教的内容抽象枯燥,从而失去兴趣,学生没有积极主动的思维活动,最终严重影响教学效果的达成。

一般来说,每次教学活动开始时,教师需要创造问题情境,引导出本次课程需要学习和研究的问题。比如教师可以从日常生活的情景创设问题,在讲授计算机的组成时,教师可以问学生:“如果网上采购个人电脑,你最关注的指标有哪些?是CPU的频率?还是内存的容量?为什么?”,从而激发学生学习这些内容的兴趣;在讲授定时器计数器知识时,首先问学生“日常生活中,空调、电视机等很多家用电器上都有定时功能,是如何实现的呢?”,这些问题情景是从日常生活中提炼的,贴近学生的思维认知现状,容易激发学生的学习兴趣,导入学习内容显得水到渠成,朴实自然。

2.2知识铺垫,适时点拨启发

进行启发式教学的前提条件是:在知识结构上,学生要有所知,但不全知,这样才会激发学生的兴趣,教学内容对学生过于困难或过于简单,都不利于启发式教学的进行。这需要教师事先掌握学生的知识结构,在学生已掌握的知识和需要讲授的新知识之间创造认知上的“阶梯”,使将要学习的新内容与学生目前的知识状况之间产生一种失衡状态,形成认知冲突,从而激发学生的求知热情。在新知识学习过程中教师的讲授不要追求面面俱到,平铺直叙,而应当讲授清楚新旧知识的逻辑关系,帮助学生理清思路,将重点放到学生存在疑惑的关键点上,打通思维的关键环节,加以适当的引导和点拨,促使学生主动思考,从现有的知识结构出发,通过研究和探索,掌握新知识。

当前计算机技术发展日新月异,各种新技术、新工艺、新产品层出不穷,而教材的更新速度跟不上计算机技术的发展,往往会出现课本上介绍的内容比较陈旧的现象,如果教师在授课时仍然照本宣科,自然不能激发学生的学习兴趣。教师应该及时向学生传递一些新的学科技术和应用信息,比如在计算机硬件技术方面,各主要硬件生产厂商新推出的CPU类型,其中采用了什么新技术,市面上又出现了什么新型芯片和外设,有什么特点等,将有关信息及时融入课堂教学中,加快学生知识的更新,从而在学生已有知识和当前新技术之间建立认知上的失衡,促使学生关注新概念、新技术,激发学习兴趣。

2.3突出重点,“举一反三”强化

启发式教学的目的是学生能够举一反三,灵活运用。学生能够将学习到的思维方式和解决问题的方法在相同或类似的场景中灵活使用,这种举一反三的运用说明学生对知识已经掌握,具备了分析解决问题的能力,达到了启发式教学的目的。

在计算机硬件基础课程教学中,很多知识点具有内在的相似性,教师没有必要一一介绍,而只需要选择一个有代表性的知识点讲授明白,与之相似的内容可以安排学生自学。比如80x86的指令系统的教学,如果教师按照教材顺序逐条讲解各条指令的格式和功能,容易使课堂教学枯燥乏味,课堂气氛也会比较沉闷,学生的思维活动得不到积极调动[3]。而如果教师先对几类主要指令进行概要性地介绍,然后重点就如何理解和使用各类指令的方法进行讲解,然后布置一些指令应用的作业题,指导学生进行自学,即可达到熟悉主要指令的教学目标,这种教师讲授核心内容与全部内容由教师讲授的教学方法相比,既节省了时间,又提高了学生的自学能力,事半功倍。再比如讲授可编程接口芯片教学内容时,需要介绍8259A、8255A、8254等多种接口芯片,每种接口芯片都要学习芯片的基本功能、内部结构与外部引脚、内部端口寻址、应用编程四个方面的内容,在这部分内容的教学中教师只需要选择一种芯片作为典型讲解透彻,其他几种接口芯片安排学生按照同样的思路进行自学即可,最后通过安排接口芯片的实验,对学生所学的理论知识进一步深化并综合应用,培养学生的实际动手能力和创新能力。

3 总结

计算机硬件基础介绍 篇2

前端总线（Front Side Bus，简称FSB）是CPU和北桥芯片之间数据总线传输时钟频率 地址总线宽度决定了CPU到底能够使用多大容量的内存

北桥芯片（Memory Control HUB，简称MCH或者GMCH)是用来连接CPU、内存和南桥芯片的中枢，如果是包含独立显卡的电脑系统，还会提供与显卡芯片连接的AGP或PCI Express总线接口。它主要负责对一些高速、大容量的图形、存储数据进行运算和传输

南桥芯片（I/O South Bridge，又叫ICH）负责I/O总线之间的通讯，如PCI总线、USB、LAN、ATA、SATA、音频控制器、键盘控 制器、实时时钟控制器、高级电源管理等，这些技术一般相对来说比较稳定，所以不同芯片组中可能南桥芯片是一样的，不同的只是北桥芯片

电源管理芯片（EC常被称为KBC或PCU）的两大功能模块，一个是笔记本电脑内置键盘控制器（Keyboard Controller，简称KBC），一个就是系统电源控制单元（Power Control Unit，简称PCU）

BIOS（Basic Input/Output System 的缩写、中文:基本输出输入系统），是加载在电脑硬件系统上的最基本的软件代码。

目前全球只有四家独立BIOS供应商

Phoenix Technologies，美国凤凰科技，全球最大的BIOS供应商。

American Megatrends，美国安迈科技，已被凤凰科技超过，曾经是最大的BIOS供应商。Insyde Software，台湾系微公司。

Byosoft，新兴厂商，中国南京的百敖软件公司。

芯片组（Chipset）是构成主板电路的核心，它就是“南桥”和“北桥”的统称

硬件基础课程 篇3

摘 要：本文分析和研究了目前《计算机硬件基础》课程教学内容、教学模式和实验环节等方面对教学效果的制约，以及与计算机快速更新不相适应的因素，并对各个方面提出了相应的改革对策。

关键词：计算机硬件基础；教学内容；教学模式；网络实验平台

中图分类号：G434文献标识码：A文章编号：1673-8454（2009）10-0038-02

一、引言

《计算机硬件技术基础》课程是培养学生利用计算机从事科学研究和科学开发工作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，对于培养学生的计算机硬件控制理论和动手操作能力方面具有较为重要的作用。微型计算机技术发展的一个最显著的特点就是更新速度快，“莫尔定律”指出，集成电路上的晶体管集成度每隔18个月(或2年)就会翻一番,芯片的性能随之提高一倍,而价格则降低一半。而《计算机硬件基础》课程教学仍停留在Intel 80×86基础上，与人们普遍使用的都是Pentium4平台的微机系统不统一，出现学生对硬件学习不感兴趣的现象，因此传统的计算机教学内容、教学模式和实验手段已经无法适应计算机发展的需要，必须从教学内容、教学模式和实验环节等方面进行改革，以适应计算机的发展和学生的好奇心，增强学生对硬件课程的兴趣，进而提高该课程的教学效果。

二、教学内容的改革

1.应适应新技术的发展

本课程具有更新速度快的特点，但我们的教学内容仍以Intel 80×86为基础，教学内容几十年不变，使学生感觉仿佛在学习历史，课堂上讲述的微机离现实相差太远，而平常接触的Pentium机却无法学以致用，因此出现了“重软件轻硬件”的情况，学生对硬件的学习不感兴趣，只是为了应对考试而学。但计算机的学习具有系统性，只有对硬件有较好理解的基础上，才能编写更加高效的软件，因此我们在讲授《计算机硬件基础》课程基本教学内容的基础上，扩充了计算机硬件的最先进的知识，如分支预测技术、超标量执行技术、微机的流水线操作技术、高速缓冲器技术、虚拟存储器技术（分段存储管理技术和分页存储管理技术）、浮点数据处理技术和高速总线传输技术等，使学生不仅掌握了基础知识，同时激发了学生学习新知识的兴趣。这样既保证学生对基础知识有系统性的理解，并与计算机及应用技术发展的最新水平和趋势相适应，既遵循了教学管理要求，又努力体现了“基础性、系统性、实用性和先进性”统一。

2.应适应不同专业的特点

由于我院非计算机类专业很多，不同专业的学习基础差别很大，因此教学内容上应采用“宽编窄用”的内容选取原则和模块化、结构化的内容组织原则，以具有较宽的适应面和灵活的选择余地，利于实施于不同对象、不同层次、不同学时数的教学。如对我院“2006级电气工程及自动化专业”的学生，由于他们已经对数电/模电内容有了全面的掌握，对电路也有一定的了解，因此只需在教学内容上重点讲解芯片的构成和原理实现，而对其他专业的学生则要重点讲解芯片的功能方面。

3.应强化实验环节

由于硬件课程本身很抽象，较难理解，学生在学习该课程之前，对“CPU的工作原理”、“内存如何存储数据”和“汇编语言的编程过程”都很迷茫，无论教师如何讲述理论知识，学生对这些内容仍然是一团雾水，因此必须加强实验教学，使学生在实验中逐渐理解原理、概念，明确数据内存如何存放，实验环节对硬件的学习至关重要。

三、教学模式的改革

1.计算机辅助教学模式的创新

计算机硬件课程内容庞杂、涉及面广、概念抽象、工作原理复杂和实践性强。学生在学习的过程中往往感到不易理解，难于掌握。很多学生学完本课程，只是通过背诵记住了几个基本概念和原理，并没有真正理解和掌握计算机系统中各个部件的组成和工作原理；没有掌握处理器指令系统的精华思想和编程技巧；也没有真正理解计算机系统是如何协调工作的，这不便于学生形成计算机系统的分析、设计、使用和维护方面的能力。因此为了提高教学效果，必须改变传统的黑板加粉笔的教学手段，而是将文字、图像、声音、动画、视频等多类型、多种格式的多媒体形式信息进行融合，以便学生有更加直观、形象的理解。如在讲解8253/ 8254可编程计数器/定时器芯片的6种工作方式时，不是一些简单的图片和文字，而是采用动画技术，当输入控制字后，可以清晰观察到在不同方式下OUT信号的变化，以及在门控信号GATE控制下，不同方式下的时钟脉冲波形，这样不仅使教学内容生动起来，而且增加了学生的注意力，使学生清晰地看到不同方式的区别，明白了各种方式的功能和适用场合。

2.讲授方式灵活多样

讲授本课程时，不能采用填鸭式、满堂灌的教学方法，仍注重启发式，调动学生学习的积极性和主动性，如在进行实验之前，让学生收集相关的资料，利用学生阅读教材、学生实验和观察以及实验测定等教学方法，并在分析研究和处理资料与数据时，常采用讨论、谈话、问答、练习和讲解等方法。另外为了提高教学效果，还常配合以多媒体工具和各种直观教具。

3.搭建网络实验平台

为了提高《计算机硬件基础》课程的教学效果，除了开展传统教学模式外，我们还搭建了网络化实验平台，通过这种新型的教学方式，不仅把知识和技能传授给学生，而且培养了学生的兴趣，激发学生的学习积极性，培养学生掌握和运用知识的态度和能力，提高学生的创新能力和实践动手能力，并使每个学生都能得到充分的发展。通过该平台，可以在以下几方面提高教学效果：（1）教员可以将多媒体信息表现和处理技术运用于网络课程讲解和知识学习各个环节，使网络教学具有信息容量大、资料更新快和多向演示、模拟生动的显著特征，这一点是有限空间、有限时间的传统教学方式所无法比拟的。（2）学生也可以自主、创新地学习。网络化教学打破了时空界限，只要有网络的地方，学生就可以随时上网学习，并可根据自己的时间自由调节自己的学习进度，避免了传统教学的平均性进度原则。在我们所设计的《微型计算机接口技术》课程的网络化教学中，学生可以通过测试系统对自己学习的内容进行测评，网络系统给其提出建设性的学习计划，学生随后可以根据自己的水平和建议进行相关内容的学习。这种模式也体现了因材施教的原则，提高了个别化学习效果，也有利于激发学生学习的主动性。另外，学习较好的学生，也可以进行探索式的学习方式。如学生在学习相应芯片的基础上，进一步研究分析芯片的编程结构和工作原理，掌握如何通过编程使多个芯片相互配合，设计综合性的实验，然后进行模拟调试。学生在此过程中建构起雄厚的知识基础，增强了有效解决问题的能力和技巧。（3）增强了“教”与“学”之间的交互性。学生在学习中可以通过利用课件、信息资源及智力工具进行学习而产生互动，也可以通过与在线教师对话而产生互动，学生之间还可进行交流讨论，实现实时全交互。

四、结论

总之，在《计算机硬件基础》课程教学过程中，教师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，形成了以学生为中心的生动活泼的学习局面，以先进的理论创造性地组织教学，充分发挥了学生的创造性思维学习和能动性，该课程的教学效果明显提高。

参考文献：

[1]李玲娟,郑彦,王绍橡.计算机课程新模式的探讨与实践[J].南京邮电学院学报(社会科学版),2002，（3）：34-37.

[2]杨秀平,佘彦武,许劲.计算机基础课程教学改革的研究与实践[J].长沙大学学报, 2004,18（2）：84-86.

[3]马义德,杜桂芳,张在峰.“微型计算机原理及其应用”课程教学实践和研发体系建设[J].高等理科教育(教育教学研究专辑),2003,（2）：185-189.

硬件基础课程 篇4

一、《牧童短笛》的硬件基础

首先, 从技术层面上看, 牧童短笛是一首带再现性质的三段式钢琴曲, 前后两个部分为复调性质的音乐, 单三中段则采用了主调音乐形式。前2 4小节是该曲的第一部分, 自由对位的二声部复调音乐, 并且主题完全建立在五声音阶上, 只在1 2和1 4这两个小节的最后出现了偏音B, 形成六声调式。高声部快速流动时, 低声部以对比式复调相伴, 当高声部间歇时, 低声部则采用顶针手法紧扣着高声部的尾音奏出对答流畅的旋律, 两个声部紧密相扣, 此起彼伏, 流淌不息。 (见例一)

在演奏这段音乐时, 分手练习对于基础不是很好的人来说是必要的, 在双手合奏时要注意旋律的起伏, 双手的呼应, 高低音旋律的对比, 乐句之间的连接, 还有音色的变化, 使用不同的角度, 力度, 控制指尖的弹奏, 并力争突出音区和音色的变化。那么在该曲的第三部分 (5 1-7 5小节) , 除了要做到第一部分的弹奏技巧, 还要注意双手乐句的明显划分, 切忌在弹奏时胡乱增减音符。该段是作者在保留第一段主题的基础上进行了加花, 使主题旋律更加优美动听, 跳跃流畅。此段所表现的内容好像又回到第一乐段:两个小牧童重新坐在牛背上悠闲地以笛对歌。乐曲在结束时, 手指触键要轻柔, 随着乐声减弱, 留给人无尽的遐想。

乐曲的对比中段 (24—51小节) 是主调音乐, 作者运用西方传统功能和声, 左手以和谐的大跳烘托右手的装饰音旋律, 使音乐在活跃中显得质朴 (见例二) 。该段乐曲在情绪上与第一段形成了鲜明的对比, 旋律欢快有趣, 描绘了天真无邪的牧童在愉快的玩耍、嬉戏的情景。为此在弹奏时速度要快而不急, 活泼而不仓促。右手在弹奏时不可将三个音的时值弹成三连音的, 前两个音短而轻, 第三个音落下力量。左手的断奏由于跨度较大, 要单独练习, 注意音色要有弹性。由于该段音乐以主调为主, 在弹奏过程中一定要分配好双手的下键力度, 左手切不可抢去右手的风头, 并且在结束处可做渐慢的演奏处理, 这样能更好的为主题再现埋下伏笔。

以上是《牧童短笛》的硬件基础, 具有一般钢琴演奏水平的小学生都能轻易将其攻克, 但是透过这个现象, 就其实质来说:技术问题永远不是我们的拦路虎, 音乐素养的缺乏才是我们真正的拦路虎。不具备足够的软件基础, 硬件设施也是虚有其表。因此我们在学习《牧童短笛》这支钢琴曲目时, 不能仅仅满足于会弹奏这个层面, 我们要深入挖掘它背后的故事。

二、《牧童短笛》的软件基础

《牧童短笛》为何既采用了中国民族调式, 又采用西方音乐三段体结构形式;既采用了中国的顶针手法, 又不缺乏外国的复调进行。透过这些现象, 我们难道不好奇该曲的作者, 创作背景, 表现意境以及该曲曾经所产生的影响力吗?《牧童短笛》既不是根据中国古曲改编而成, 也不是民间歌曲演绎而成, 但却有如此浓郁的民族风味, 这与作者的人生经历和创作背景是密不可分的。作者贺绿汀出生在湖南邵阳一个农民兼商人的家庭。他从小就爱听牧童的歌声, 喜欢与他们对歌;他喜欢看村里的婚丧嫁娶, 锣鼓、胡琴的吹吹打打也深深的吸引着他。直到1 9 2 5年2 1岁时他才去长沙岳云学校艺术专修科, 在那里他开始初步接触到作曲理论、钢琴、小提琴等西方音乐。也就是说贺绿汀在成年前, 完全是受着乡土与音乐的影响。1 9 3 1年贺绿汀考入上海国立音专, 师从黄自, 全面、系统地学习了当时与国际接轨的和声、对位、曲体、配器等专业作曲技术理论。他成功的继承了黄自在创作上讲究结构、章法、技法的风格, 除此之外, 他更具有了黄自所不具有的民间音乐风格与元素。由于还童时代长期受到民族民间音乐薰陶的记忆, 贺绿汀先生对民族音乐情有独钟, 他会背唱很多戏曲和民歌, 《牧童短笛》的曲调就具有我国江南地区民间音乐婉转细腻的特色。其旋律类似民间乐曲的“句句双”, 有重复对答呼应的特点。主题再现时, 他采用了中国笛子加花变奏的手法使音乐富于动感, 婉转动听, 具有鲜明的民族特色。而中段则通过模仿中国竹笛的音色来展现儿童民间舞曲的欢快风格。所以该作品在俄罗斯音乐家齐尔品个人出资倡办的“征求中国风味钢琴曲创作征奖比赛”中, 贺绿汀先生的《牧童短笛》荣获了一等奖。因为他成功的将西方复调写作技巧溶入到中国音乐创作手法中, 是中国钢琴作品民族化的典范, 在我国音乐历史上具有重要意义。通过对《牧童短笛》的弹奏, 加上对该曲的创作背景的了解, 我们可以从中挖掘出大量以前没有接触过, 没有听说过, 没有思考过的信息。

贺绿汀曾在他的《音乐艺术的时代性》一文中指出:“我们虽然用不着刻板地模仿西洋音乐, 但是有许多极有价值的西方音乐理论我们必须采取, 作为建设新中国的借鉴。我们的音乐虽然可以发挥东方民族的精神, 但决不为狭义的民族意识所束缚。”。贺绿汀先生言简意赅的话语中饱含爱国情感, 并且他也一直在为着这句话努力, 成功的创作了类似于《牧童短笛》的一批具有中国风味的外国创作手法的民族乐曲。

“欲穷千里目, 更上一层楼。”通过《牧童短笛》作品分析、钢琴演奏与教学启示, 我从中感受到中国钢琴音乐演奏中的民族风格, 民族意蕴的表现方式及由此连带的一系列不同于西方钢琴音乐的演奏技术, 对于体现真正意义的民族风格有着积极的意义。作为一名教师, 我们应当不断学习研究, 深入了解中国传统文化, 融会贯通地掌握中国钢琴音乐作品, 更好地为教育教学服务。

参考文献

[1]杨扬, 张小玲.要重视我们的不足——谈第二届中国国际钢琴比赛中选手的表现[J].钢琴艺术 (人民音乐出版社) , 2001

硬件第一课计算机基础 篇5

一、计算机的启动和关闭

a)启动顺序：先开外设（显示器）再开主机

b)关闭顺序：先关主机再关外设（显示器）

c)计算机启动的三种方法：

i.ii.iii.冷启动：机箱上的POWER（主机电源开关）键 热启动：在冷启动基础上的启动方式，同时按键盘上CTRL+ALT+DELETE键 复位启动：机箱上的RESET（复位启动）键，常用在计算机死机的情况下 附：计算机常见死机现象：

a）鼠标没反应

b）按键盘上的NUMLOCK键时，其指示灯没反应

c）主机机箱面板上面的红色硬盘指示灯没反应（不闪）

二、计算机的安全使用

a)注意开关顺序

b)观察屏幕提示，根据提示操作，不要盲目下手操作

c)使用时应避免误操作和对计算机的震荡

d)使用稳压设备UPS不间断电源，防止经常性掉电停电和电压不足的情况

e)在组装和维修（拔插硬件设备）时，应先关电源（POWER）再工作必要时拔掉上机电源线

三、计算机的基本组成：

a)计算机系统分为：硬件和软件

i.ii.硬件：控制器、运算器、输入设备、输出设备、存储器 硬件：主机和外设

b)存储器分类：外存和内存（RAM和ROM）

附：有关知识

a)控制器和运算器称CPU（中央处理器）

b)主机中常用的硬件系统（介绍有关知识）

显卡、主板(板子)、电源、声卡、网卡、CPU、CPU风扇、硬盘、光驱、软驱、内存条、机箱

c)外存（ROM）：硬盘等外（只读）存储器（关电源后数据不丢失）iii.d)内存（RAM）：内存等内（随机）存储器（关电源后数据全部丢失）软件：系统软件和应用软件

a).系统软件：操作系统、磁盘工具、杀毒工具。作用：完善硬件作用，完成与应用软件的连接。

b).应用软件：OFFICE2000、CAD、PRO-E、PHOTOSHOP等。作用：

帮助用户完成某项任务，信息处理，排版，广告设计等任务的工具。

四、硬件和软件的联系

a)硬件需要软件来完善

b)没有软件的计算机是裸机，它是计算机的灵魂

c)软件的完整硬件的支持

d)需要硬件才构成计算机

五、其它

a)购买计算机硬件有关知识和所需事项(驱动程序，保修卡等)

b)JS常见的欺骗行为

浅析计算机硬件课程教学改进策略 篇6

关键词：计算机硬件实验

1.导语

随着计算机信息技术的不断发展，社会对计算机硬件专业人才的需求量也逐渐扩大。但是现阶段中，大部分高校计算机专业中普遍存在重软件轻硬件的现象，导致高校计算机硬件课程在教学框架、知识结构、整合更新、实践等方面呈现出一系列问题，对计算机课程的顺利开展造成了重大的影响。这一现象很容易降低学生对于计算机硬件知识的学习兴趣，并引起实践能力降低，最终导致学生在走向社会之后难以独立承担计算机硬件方面的工作。

2.我国计算机硬件课程教学中存在的问题

2.1 教材以计算机软件内容为中心

众所周知，相对于语言类课程来说，硬件课程在教学中开展难度较大，因为硬件课程主要是讲授计算机零部件的结构及运行方式，需要设计大量实验环节，对教师机学生的水平要求较高。以我校为例，受到学校硬件资源及师资力量的限制，很多计算机硬件课程都难以开展，即使是教学大纲中强制开设的课程，学校也是尽量将课时缩短，严重影响我校硬件课程的开展效果。这种重软轻硬的教学理念很容易导致学生将学习重心偏向计算机软件，从而忽视硬件方面的学习。

2.2 教学内容陈旧，缺乏创新性

在我国计算机专业中，计算机组成原理》这一教材已经连续使用了十余年，汇编语言》中的指令系统仍以8086为背景。这一现象足以说明我国计算机硬件教材内容陈旧，知识框架也不科学，多数以难以理解的基础知识为内容，而缺乏实际案例，不利于学生对知识的消化和理解。除此之外，现在还有一些高校教师将注意力主要集中在科研项目中，在教学前线不愿意下功夫，机械性地沿用老教材进行教学，以此来节省备课时间。这样，原本就枯燥的教学内容就显得更加无趣，学生难以抱着热情的心态去进行学校。

2.3 实验环节设计不科学

在计算机硬件课程中，仅仅掌握理论知识是远远不够的，还需注重实践，实践可以帮助学生理解并巩固所学到的理论知识。但是就现阶段我国计算机硬件的教学现状来说，还是非常缺乏实践性的。首先，由于受到学校硬件资源的限制，所开设的试验环节大部分都是以验证为目的的，缺乏综合性实验设计内容。例如，计算机组成原理实验》中所包含的综合试验低于20%实验内容也较为陈旧，缺乏一定的创新性。汇编语言》这一教材中所使用的指令系统仍为8086；其次，教师在开展实验课程时也没有从宏观上进行管理，任何一个硬件课程中的实验部分都是单独完成的，没有建立各项实验之间的关联性。

3.计算机硬件课程教学的改进建议

3.1 完善硬件课程体系结构

首先，应提高学校对硬件课程教学的重视度，平衡软硬件课程的所占比例，适当增加计算机硬件课时数量，并加强软硬件课程之间的关联性，让学生得到综合性发展；其次，应提高硬件相关课程之间的兼容性，不断优化课程内容。这样可以有效防止重复教学的情况发生，还能提高各项课程之间的关联性，保证硬件课程的完整性。例如在对《计算机硬件构成原理》《汇编语言》这三两门课程进行教学时，可以将《计算机硬件构成原理》和《汇编语言》两门课程进行结合，并在讲授指令系统时，可以通过汇编语言来模拟指令系统中所使用的地址搜寻方式，这样可以有效将《计算机硬件构成原理》中的理论知识和实践内容相结合，帮助学生更快地理解所学知识。

3.2 改善教师教学水平及教学方式

教师是教学过程中的主导者，因此好的学习效果离不开一名优秀的教师。因此，教师应努力通过学习、培训、交流等方式来提高自己的专业水平，将自身知识结构与现代化计算机技术保持同步。有条件的话，可以组织教师去硬件制造厂进行实践学习，将所学到的知识带入课堂。除此之外，教学方式也应得到一定的改进，具体可以利用“任务驱动”的方式，将单一的教学内容分解为多个具体的学习任务，鼓励学生自主安排学习计划，通过完成任务来学习并掌握教学内容。这种方式可以有效激发学生的学习激情，同时提高学生对于问题的独立解决能力。

3.3 提高对实验环节的重视度

硬件实验课程是计算机硬件课程教学中尤其重要的部分，我们必须设计一套科学合理的硬件实验体系，以此来满足教学大纲的要求。首先，应从宏观上把握硬件课程，根据难易层度将硬件实验体系归为基础、应用、提高三个部分。其中基础部分主要是以验证为目的所设计的实验，强调基本原理的掌握和理解。应用部分则是以设计和创新为目的所设计的实验，强调学生的实践创新能力；提高部分是以提高学生综合能力为目的所设计的实验，强调学生对于综合知识的应用能力；其次，学校应加大对于硬件设备的购买力度，改善现有的实验环境，对一些较为落后的实验设备进行更新。教师应合理设计实验过程，适当增加一些实验课时。取消原有的考核制度，将实验能力的考核列入考核体系中，以此来提高学生对于硬件实验课程的重视度；最后，应开展多层面的实践课程模式，提高学生对于新事物的发掘能力，设计出新的实验内容，鼓励学生自己动手设计并制造计算机硬件。

4.结语

本文围绕我校计算机硬件这门课程在开展时面临的一些问题进行了阐述，并针对这些问题提出了一些改进建议。虽然这些策略在短期内是难以完全实现的，但是相信在不久的将来，我国计算机硬件课程教学领域将是一片光明。

参考文献：

[1]赵若阳，李宁，库少平.计算機硬件课程体系及内容改革的思考[J].计算机教育，2006（3）：47-48.

[2]武俊鹏，孟昭林.计算机硬件实验课程体系的改革探索[J].实验技术与管理，2005（10）：107-109.

硬件基础课程 篇7

在当天举行的技术论坛上, 惠普全球执行副总裁, 服务器、存储及网络产品事业部总经理Dave Donatelli指出:“客户需要解决方案, 来消除复杂性和四散于其整个环境中的冗余设备, 以便IT人员可专注于创新技术上, 而不是一味顾及运维。”因此, 他表示, 从6月21日起的一整年, “将基于融合基础设施策略, 为数据中心的每个领域都带来突破性的企业级解决方案, 帮助客户提供更简化的系统、更好的性能和更佳的省钱之道。”

这意味着, 在未来的一整年内, 惠普将主推基于融合基础设施 (Converged Infrastructure) 策略, 在其服务器、存储、网络和电源管理技术方面进一步加紧创新研发的步伐, 以便“促进客户将数百万的IT运维成本转移到业务创新上。”惠普方面表示, 其融合基础设施是“向希望消除IT散乱、复杂性和大量维护成本的用户描绘了未来IT基础设施的蓝图。”

服务器向上扩展提高整合比例

在被称为“四年来最重要的革新”的解决方案中, 惠普推出数款新服务器, 以及HP Virtua Connect和HP BladeSystem Matrix的创新技术。同时宣布的还有一项“独特的能源管理技术, 自动实现整个数据中心内IT系统的能源感应和控制。”另外一项新产品, 则是存储软件, 可通过单一和整合的架构实现重复数据删除, 从而提供全新水平的简化和自动化。

以刀片服务器为例, 根据惠普公司内部针对ProLiant DL360 G4和DL585 G7所进行的比较测试, 新HP ProLiant G7刀片和服务器, 能在短短30天内实现成本收益。而今年5月出版的IDC全球追踪季报显示, 惠普刀片服务器的市场占有率达56.1%, X86服务器的市场占有率达39.2%。仅凭这点, 就可以推测, 只要在原来的刀片服务器市场上进一步扩大, 惠普新升级的解决方案即可获得市场方面的进一步提升。

数据密集企业对IT的可扩展性、稳定度和性能的要求不断提高。为了实现最佳运营, 惠普认为, 服务器必须提供CPU、输入/输出 (I/O) 和内存的平衡架构。新推出的三款向上扩展的HP ProLiant服务器, 在自动化功能上提供了数项创新技术, 可帮助客户加速应用程序交付、提升IT资源使用效率, 并达成更高的投资回报。

机架式服务器还提供了多种业界创新的功能, 其中包括最高可达2TB的内存配置和“自愈式” (self-healing) 内存功能, 将应用程序运行时间提升200% (该数字是根据公司内部针对类似配置的HP ProLiant DL785 G5和DL980 G7进行比较测试后, 得出的结论) 。服务器特别为数据密集的工作量优化性能, 减少数据中心的占用空间、复杂度和成本, 整合比例最高可达91:1。

这不禁还让人想起了惠普前段时间频繁的收购合并动作, 记者在拉斯维加斯与惠普基础设施软件和刀片业务的战略和架构副总裁Gary Thome交流时, 就惠普收购3COM及如何整合H3C等问题进行简单交流。Gary Thome透露, 经过半年多的整合, 惠普全面整合ProCurve、3COM、H3C、TippingPoint产品线, 正式推出四大系列产品。他还认为思科产品系列使网络过于复杂, 且价格高昂, 而惠普产品有更好的性能、统一的界面, 更加便宜。惠普的介入将给用户带来新的选择。Gary Thome非常自信地强调, 客户对此反应非常强烈, 这使惠普在挑战思科的道路上充满信心。

融合手段消除数据、网络散乱

在本次惠普全面推出的方案中提到, 为了满足虚拟环境的需求, 融合数据和存储网络, 消除散乱, 而特别推出了HP Virtual Connect。其原因当然是时下虚拟机的爆炸性增长, 极大地增加了将服务器连接到网络和存储时的复杂度和成本。

与此同时, IT系统散乱已成为企业头号问题, 导致系统更复杂, 进而增加IT运维成本并阻碍创新步伐。有资料显示, 企业将高达70%的IT预算用于运维方面, 只有30%资金用于IT创新。

发现以上问题后, 惠普分别在网络连接和IT系统存储虚拟化方面, 推出了相对应的两种技术, 以便为用户在这两种环节上“消除散乱”的承诺。

惠普扩展的HP Virtual Connect系列产品, 提供了对任何网络的自动、一次连接 (wire-once connectivity) 功能, 可消除95%的网络散乱问题。HP Virtual Connect能实时移动工作负荷或增加和更换服务器, 让用户快速、简易地重新设定对LAN和SAN的连接。

值得一提的是, 从惠普2010财年上半年的销售业绩看, HP Virtual Connect业绩已是去年同期的2倍, 目前已提供超过300万个端口。

建立共享存储资源的虚拟数据库, 是实现融合基础设施的关键技术。在使用户按照业务要求, 轻松进行资源转换的环节, 惠普推出两款全新的HP StorageWorks解决方案, 分别为HP StorageWorks P4800 BladeSystem存储局域网络 (SAN) 和HP Storage Works Enterprise Virtual Array (EVA) 集群, 使用户得以整合服务器、存储和台式机。这两种解决方案, 都将通过Virtual Resource Pools得以实现。

实现私有云自动化部署

向用户提供云计算的能力, 是惠普硬件部门的工作重点, 而HP BladeSystem Matrix在实现私有云自动化部署方面责无旁贷。

通常情况下, 企业如需手动部署应用程序和基础架构, 可能需要数周, 甚至数月, 才能提供新业务服务。在这种情况下, 用户需要自动化的IT环境, 以快速响应业务变化。惠普在推进数据中心结构、服务器可扩展性和应用程序自动化风潮中, 推出了多种创新, 并将创新技术覆盖了HP BladeSystem的整个产品线, 其中也包括对HP BladeSystem Matrix的技术增强。

作为业界首见的“全功能”融合基础设施产品, HP BladeSystem Matrix可让用户在数分钟内, 轻松部署复杂的IT环境。HP BladeSystem Matrix也简化了私有云的部署工作, 按照相关介绍, 用户只需按键一次, 即可启动基础架构的自助式配置。通过整合HP Server Automation, 惠普已将此自动化配置功能延伸至应用程序上。与传统的IT基础架构相比, 能保证用户更快速地部署服务, 并最多可降低56%的总拥有成本 (TCO) 。

这也为用户带来了较为满意的效果。McKesson (北美第一大医药批发商麦克森公司) 发展中心战略运营总监兼CTO Merritte Stidston毫不吝惜给惠普刀片服务器的美誉, 他还如是总结:“我们的成功取决于我们提供高可靠性、高质量的IT服务, 能够响应用户需求的变化, 加速客户业务发展而不影响运营”。

在HP BladeSystem Matrix的部署服务中, 记者发现, 惠普与微软的合作落实在具体的管理方式上。比如在帮助用户简化HP BladeSystem Matrix的管理时, 惠普服务将支持Windows-Cluster SIM中心管理服务器 (Central Management Server, CMS) 的部署。通过甄别并解决运营环境需求, Cluster CMS可以提供更高可用性以及Matrix管理与设置的故障转移。据悉, 新版本的HP BladeSystem Matrix也带有自动分层存储的特性, 也就是根据应用程序的性能和可用性的要求指定存储, 最多可降低50%的成本。

数字

66%支持虚拟机减少硬件需求

惠普新推出的7款HP ProLiant G7刀片服务器, 采用业界首款具有1TB内存的刀片, 同时集成了特别为I/O可扩展性设计的10GB Virtual Connect FlexFabric技术, 以满足最严苛的虚拟环境。通过提供能够实现处理性能、内存扩展和I/O能力平衡的架构, 与其他品牌相比, 惠普能够支持更多的虚拟机, 最高可达4倍, 而硬件需求则减少66%。

“推动创新将帮助企业打造竞争优势。”惠普和微软的合作“能够为我们的客户提供革新性的技术, 从而帮助他们节省成本、实现业务增长并加速创新。”

—惠普董事长兼首席执行官马克·赫德

“采用M cKe ss o n和惠普最佳实践, H PBladeSystem Matrix提供了一个自助服务和模板化的界面, 让我们实现刀片的快速部署。今年90个刀片, 每个的部署都在一分钟内完成。这是一个稳定、可重复的结果, 节约了技术团队的宝贵时间, 且降低了出错的概率。”

—McKesson发展中心战略运营总监兼CTO Merritte Stidston

记者观察

惠普正逐步落实其云计算战略

惠普在6月连续召开了两次重要会议, 其软件部门和硬件部门分别推出惠普全新的解决方案。笔者认为, 这两次重要的会议再次证明, 惠普正欲借助自身完善的产品线, 逐步整合自身的软硬件能力, 并将进一步发力云计算。

翻看惠普半年的活动资料时, 有一项与微软的合作值得再次提起。即在2010年1月14日, 惠普和微软共同宣布达成了一项协议, 双方将在未来三年投资2.5亿美元用于大幅度简化技术环境。当时的惠普就表示携手微软目的是为了“简化技术环境, 提供构建于新型的‘基础设施到应用程序’模型之上的解决方案”。并表示, 这次合作, 是“全球最大的技术公司与世界顶尖软件公司计划联手, 以业界集成度最高的技术组合推进云计算”。

资料显示, 这两家公司计划联手推出建立在下一代“基础设施到应用程序” (infrastructureto-application) 模型之上的新解决方案;通过加快应用程序部署来推进云计算;消除管理复杂性和将手动流程自动化, 以降低IT总体成本。根据协议条款, 两家公司将在数据管理机、融合的预先打包应用程序解决方案、全面的虚拟化解决方案和集成管理工具的工程蓝图方面展开合作。

笔者并不十分清楚, 惠普近日这两场会议所推出的升级解决方案, 是否与上述合作有关, 但从新解决方案的方向看, 分明又是上述合作的延续与落实。尤其在以技术组合推进云计算的角度上, 表现的非常明显。也因此, 笔者也斗胆认为, 本次惠普软硬件大会实乃是落实其云计算战略的具体举措, 对惠普而言, 至少一整年都将全力以赴推进当前所确定的方向与目标, 不会改变。 (李新苗)

硬件基础课程 篇8

1 当前计算机应用基础教学存在的问题

1.1 教学目的偏离“以就业为导向”

中职学校学生将“以就业为导向”作为教学目的,更应偏向和注重学生的动手实践能力,但在实际的教学工作中和教学效果评估上,却以通过全国计算机应用技术考试证书(NIT)认定考试作为评价计算机应用基础课程成绩的目的和方法,学生按考试类型题如选择题、中文版Windows XP基本操作题、Word字表处理题、Excel题、上网浏览题及电子邮件题等来应付考试,考试通过便万事大吉,学生缺少对各知识点融会贯通的能力。由于此类考试偏重于软件的应用的考评,对电脑硬件知识的考评也停留在知识点的考核上,即便通过了考试的学生,在实际工作中遇到浅显的计算机硬件问题仍然束手无策,缺乏解决实际问题的能力,无法适应现代社会对人才一专多能的要求。

1.2 忽略学生的学习主体地位

由于中职学生的学习基础较为薄弱,学习的主动性不高。教师也多照本宣科,按照教材和大纲要求按课时完成教学任务,忽略了学生的学习主体性地位,无法调动学生的学习热情。加之地区间教育发展的不均衡,学生的基础参差不齐,学生的学习接受和领悟能力也各有差别,由教师掌握和控制的教学进度,无法兼顾学生的个体间差异和不同需求,学生无法根据自身情况对学习内容加以侧重和对学习进度加以掌握,对于学习过程中产生的问题也难以得到及时解答和指导,久而久之造成了学生学习的脱节,失去了学习的兴趣,难以发挥学习的主动性和积极性。

1.3 教学内容与实践需求相脱节

尽管计算机应用基础近年来不断调整教材内容,但教材由于出版和审核周期较长的原因,与计算机信息技术的发展速度和社会工作中的实际需要仍然存在差距,学生在校学习的理论基础,在实际操作和运用上明显落后于实际的需求;在课程体系的设置上,教材注重知识性、系统性和理论性的全面,使学生接触的知识面广而粗浅,对工作中要求的技能却掌握得不精、不深,无法体现学以致用的职业教育特色。另外,教学内容围绕通过考试的教学目的,偏重于对学生对知识点而非实践能力的考评,相当一部分学生通过死记硬背来完成学习任务。高分毕业的学生不会安装系统,不能进行简单的故障处理,不懂组装电脑,不会使用打印机、复印机、传真机,不会更换打印机的色带、硒鼓、墨盒,甚至无法将电脑与网络连接……也绝非是用人单位的挑剔之辞。

1.4 教学方法缺乏新意

计算机应用基础的教学多采取教师单方面地灌输理论知识加上指导上机操作的方式进行教学,尽管在教学形式上采用了现代的多媒体形式,让学生对理论知识有较为形象的认识,但在教学方法的本质上依然是单一的,学生对知识的学习还是仅限于听课—做笔记—完成作业—通过考试,因为计算机硬件占考试比重分值较低,教师一般一带而过,将授课重点放在相关系统软件的操作上,使学生缺乏对计算机硬件维护的直观认知,甚至在整个学习过程中,按照教师的要求开机—操作—关机,从未亲身面对计算机硬件的故障,更谈不上解决实际问题。加之部分中职学校受教学硬件设施和师资力量所限,学生对计算机外设设备如打印机、扫描仪等更缺乏了解和认知,更无从谈及操作。

2 强化学生硬件维护能力的培养

2.1 进一步明确教学目标

2005年国务院发布《关于大力发展职业教育的决定》要求,以服务社会主义现代化建设为宗旨,培养数以亿计的高素质劳动者和数以千万计的高技能专门人才,作为中职教师应本着为社会主义现代化建设培养高素质劳动者做为教育的宗旨,坚持以就业为导向,让学生在掌握理论知识的同时,更熟练地掌握专业技能,更好地适应工作岗位的需求。在计算机应用基础课程上,主要体现在不仅能够熟练掌握和操作常用办公软件,还具有一定的硬件知识,具备一定的硬件维护与故障处理能力,对网络安装和管理也具备基本的操作能力,更为重要的是让学生获得可持续发展能力和自我知识体系更新的能力,更好地适应IT技术飞速发展的社会形势。这就要求教师要充分重视发挥学生的能动性,充分尊重学生的学习主体地位,根据学生自身的差异性来鼓励学生的学习热情,帮组学生建立学习的自信,帮助学生成为社会工作急需的高素质人才。

2.2 丰富教学方法

以往单一的灌输式教学法无法调动学生学习积极性,也使学生无法对工作中所需的技能形成系统的认识,将本应综合运用的专业技能割裂为分散的知识点。作为中职的计算机教师,必须丰富教学方法,让学生在生动、活泼的课堂氛围获得新知。

2.2.1 案例教学法

案例教学法是一种以案例为基础的教学法,教师根据学生在工作可能遇到的实际问题作为案例,向学生提出问题,鼓励学生进行独立思考,学生在解决问题的过程中,深化了对基本概念理解,将实际问题分解为知识点并进行归纳总结,最终将知识转化为能力。如在为学生讲授文字处理与编辑排版软件Word时,针对学生走向工作岗位后可能面临的公司文件打字、排版、打印等基础工作,首先向学生展示公司日常流转文件、商业计划书、方案等纸媒印刷品,使学生对Word软件的基本内容有整体的认识,再根据学生产生的疑问,展开教学,从软件操作延伸到文件的打印,如页边距、行距的设置、单双面打印、打印机的连接与使用、打印机的种类、更换墨盒、硒鼓、色带、打印机卡纸等硬件使用和维护知识,使学生不仅掌握软件的使用,也了解到硬件维护的基本操作,更为重要的是具备了在实际的工作中出色完成工作的综合素质。

2.2.2 任务驱动教学法

任务驱动教学法将以传授知识为主的传统教学理念转化为以解决问题、完成任务为主要目的的互动式教学模式,充分调动了学生的学习主动性,使学生的学习过程转化为不断提出问题、分析问题、解决问题的动态过程,使学习不再是被灌输的枯燥过程,而是充满了挑战和不断建立自信的探求过程。如在讲授计算机硬件系统的课程时,假设学生的就业单位需要采买一批计算机用以办公室文职人员使用,要求学生提供单机价格在4000元以内的装机方案,方案中必须包含包括显示器品牌、主板品牌、CPU频率、内存大小、硬盘大小及相关报价等基本信息电脑配置单。学生通过走访当地电脑数码广场、查阅“中关村在线”“京东网”等电脑硬件销售网站等渠道了解到电脑配件的品牌、价格、规格,有的同学甚至在教师的帮助下升级了自己的电脑配置,学生在完成这一任务后,对内存、CPU等名词不再是书本文字概念,而是对整个电脑硬件系统有了非常感性化的直观认识,更为重要的是通过走访和上网查阅,掌握了处理和解决问题的方法和思路。

3 多渠道提升教学效果

除了课堂教学外,教师还应积极为学生创造良好的学习机会,通过顶岗实习、邀请企业IT技术人员进行讲座等方法来加强锻炼学生对实际工作所需技能;通过现代IT技术,完善和丰富学生的学习内容和途径,通过建立网站、论坛、QQ群等来与学生进行讨论,及时解决他们的实际问题,引导和帮助他们运用网络和专业书籍来完善自身知识,及时了解日新月异的计算机硬件知识,提高他们分析问题和处理问题的能力;成立计算机硬件维护兴趣小组,带领和组织学生为教师、同学义务维修电脑,对学校计算机教室的电脑进行维护,有意识地让学生接触各式各样电脑问题,从而积累经验,提升能力……无论运用何种教学手段和教学方法,其目的只有一个:提高学生在实际工作中的硬件维护能力。

摘要：通过对当前中职计算机应用基础实际教学中存在的问题进行了总结和分析,并对在该课程的教学工作展开了深入的思考。

关键词：计算机应用基础,硬件维护

参考文献

[1]罗祖玲.基于就业能力的高职计算机应用基础教学改革探索[J].教育与职业,2009,30:117-118.

[2]马竹青.在计算机教学中应注重学生应用能力的培养[J].中国青年政治学院学报,2007,02:127-130.

[3]甘海琴.高职计算机应用基础教学刍议[J].电脑知识与技术,2006,17:218-219.

硬件基础课程 篇9

1. 选择合适的教材与实验设备

1.1 选择内容简练的教材。

实验教材不同于理论教材，太详细就成了设备说明书，实验步骤讲得非常清楚，学生哪里还有动脑的必要，只要机械地动手就能得出结论。这不是实验的目的。因此，实验教材只要简单明了地讲明实验目的、所应用的实验器材，以及实验内容就可以了，实验步骤应该是学生自行设计的。最好的教材应该是教师依实验箱说明书自行编写的。

1.2 选取合适的实验器材。

实验器材是实验中最重要的。硬件实验中最常用的示波器、信号发生器应该选择精度比较高、性能较稳定的。对于实验箱的选择，不能太简单，如果全部都是集成的模块，学生就没有可以动手的地方，激发不了学习兴趣;如果全部都是分立元件，学生则需要花很长时间连电路，会有烦躁情绪，同样收不到好的效果。所以，理想的实验箱应该是分立元件占大部分，兼有几个已经连接好的电路。根据以上原则，模拟电路实验箱除了“功放”、“差分放大电路”之外都是分立元件。“数字逻辑”实验箱则全部是分立元件。

2. 合理安排实验内容

2.1 重视第一次实验，激发学生学习兴趣。

俗话说“师傅领进门，修行在个人”，可见“师傅领进门”还是很重要的。对于实验，第一次是入门课，是培养学生实验兴趣的一次重要的课。第一次实验课除介绍常用器材的构造和使用方法外，教师还应该演示一个或两个简单而有趣的实验来吸引学生。例如：“电子技术基础”实验可以演示一个“功放”的实验，“数字逻辑”实验可以演示一下“计数器”的计数过程，“通信原理”可以做“FSK通断键控编译码”实验给学生看。自己亲眼所见，学生会对实验产生兴趣，产生自己动手的欲望，为以后实验的顺利进行打下坚实的基础。

2.2 规范实验教学内容。

本着“加强基础、拓宽专业、注重实践、提高素质”的方针，我们将实验项目分为四类：验证性、设计性、综合性和开放性实验。

验证性实验指熟悉实验设备和操作方法，目的是使学生进一步掌握基本概念和基本技能;设计性实验指针对某一个知识点设计实验电路，注重培养学生的创新意识、设计能力、创造能力和动手能力;综合性实验指多个知识点综合应用设计实验电路，注重培养学生综合运用所学知识的能力，使学生受到更为实际、更加全面的科学研究的训练;开放性实验指学生独立确定实验目的、制定实验方案、实施实验操作，以及分析实验结论，目的是提高实验室及其仪器设备的利用率，使人、财、物发挥最大作用，提高学生综合素质。

2.3 精心设计实验步骤。

合理安排实验步骤可以在有限的实验时间内完成更多的实验内容，实现理论到实践的转变。硬件实验设计步骤如图1所示。

3. 改革教学模式

3.1 坚持“学生主体”原则。

3.1.1 权力下放，合理指导。

在安排实验内容之后，教师应让学生在实验目的和实验器材明了的前提下，自己安排实验步骤，把“怎么做”实验的权力下放给学生。

学生在正式实验之前应该完成审图一步。在设计实验步骤的过程中，学生可能会遇到各种意想不到的难题，可能对如何选择实验器件参数不知所措。这时，教师应给予合理及时的指导。指导并不是“告知”，而是“引导”，通过理论知识引导学生自己解决问题。例如，做“直接耦合两级放大电路”实验，有的学生设计两级电路的偏置参数一样，结果示波器始终显示失真波形。这时教师应该引导学生分析电路原理，适当降低第二级静态工作点，经过几次调整之后就能得出理想的实验结论。

另外，对于动手能力比较强的学生，教师还可以下放自己安排实验内容的权利。这部分学生做完教师安排的实验内容后还有很多剩余时间，教师应该鼓励其自行设计一些小实验。学生可以在原实验基础上改变参数，可以把课后习题电路拿出来实际连接一下，也可以是按照自己想法做出的电路。只要把手与脑结合起来，就能提高学生的应用能力。

在此，应强调一点，教师必须让学生把思想放开，不能怕错。学生设计一个实验，一次成功的概率很低，应该在实验过程中不断改进，每一次改进都是一次能力的提高。这样学生可能在有限的实验课时内完不成所有实验内容，担心影响自己的实验成绩。教师应打消学生的后顾之忧，对实验成绩的评定应该重质量轻数量。

3.1.2 灵活分配实验时间。

由于实验课时量有限，原则上以设计性和综合性实验为主，验证性和开放性实验为辅，由浅到深，循序渐进，满足不同层次学生的需求。因此，验证性实验分配两个课时，开放性实验分配3到4个课时，设计性和综合性实验分配10到11个课时。

由于学生学习能力不同，在时间的把握上应该因人而异。有一部分动手能力强的学生在10个课时左右已经完成了验证性、设计性和综合性实验，这时可以引导其设计较复杂的开放性实验。

3.1.3 开放性实验的实施办法。

开放性实验教学以培养学生实践动手与创新能力为目的，使学生理论联系实际，提高实践能力，为以后走向社会奠定基础。

开放性实验没有具体的实验内容，没有实验目的的指导。以往，很多学生都是随便复习一下以前的实验，这样浪费的不仅仅是几个课时的时间，还有之前所有的努力。必须强调，不设目的并不是没有目的。教师在实验开始前，用少量的时间进行集中讲解，引导学生自己给自己确定一个合理目的，设计一个合理方案，不能“异想天开”，更不能“什么都不想”。在实验过程中，教师进行答疑。例如：完成“模拟电路”基础实验之后，学生可以自行采集一个变频信号通过放大器之后经功放输出，研究功放对不同频率信号的放大作用;完成“数字逻辑”基础实验之后，学生应用“计数器”、“七段字型译码器”、“显示芯片”，以及简单门电路设计交通倒计。

在完成“通信原理”基础实验之后，学生可以综合所做实验设计一个简单的点对点的数字通信系统。

还有另外一类开放性实验，即课程设计。针对某一课程，教师确定课题及开发工具，动手能力较强的学生可以自己确定。然后写出设计书，教师审核之后实施。学生必须查阅大量的参考书籍和各种工具书才能完成设计任务。因此，课程设计能培养学生的自学能力、研究设计能力、独立分析问题，以及解决问题的能力和创新能力。

3.2 改革考核办法。

实验考核是保证实验教学质量的有效手段。以往的考核办法有两类：一是考试，二是根据学生平时表现给成绩。考试局限性太大，很难考查能力;教师凭印象给分又有失公平性。因此，教师必须确定一种公平合理的考核办法。

首先，分配每一类实验的分数。验证性实验占20%，设计性实验占25%，综合性实验占35%，开放性实验占20%。根据实际情况，教师还可以在小范围内调整各类实验所占分数比例。

其次，确定考核办法。在实验过程中教师可根据学生实施实验情况将学生分成优、良、中、可、差几个等级。学生实验结束后对每一个实验都要提交实验报告。教师应根据实验内容再度评价学生，实验报告要注重设计思想的描述，注重分析、总结实验中的收获、体会。将两者评价综合起来，如果对某一个学生两者不符，可以单独给其一个实验任务再度评价。

最后，教师在评定学生成绩时，应重点测试学生理解、掌握、灵活运用所学知识的能力，了解学生在实验中是否有深入思考问题的能力，适当提高开放性实验的分数。

4. 结语

遵循以上原则和模式实施实验以后，在“电子技术基础”和“模拟电路”实验后，学生能独立设计调频收音机，电机调速控制器等较复杂电路;在“数字逻辑”实验后，学生能独立设计交通灯倒计时器等电路;在“通信原理”实验后，学生能独立设计点对点模拟和数字通信系统。

总之，硬件实验课程改革教学方法之后，学生的学习兴趣浓厚了，学习动力增强了，实践动手能力、综合应用能力和创新能力得到了提高，在实验的同时还巩固了理论知识，使理论与实践结合了起来，掌握了实际设计电路的流程，为以后从事硬件设计工作奠定了坚实的基础。

摘要：硬件基础课实验对培养学生的实践动手能力和创新能力具有非常重要的作用。教师在教学过程中应针对学生的要求, 结合社会实际需求, 选择合适的实验内容, 制定合理的实验方案, 充分利用实验资源培养学生的综合能力, 提高专业课教学质量。

关键词：硬件基础课实验教学,实验资源,教学改革

参考文献

[1]王文辉, 刘淑英, 蔡胜乐等.电路与电子学 (第三版) [M].北京:电子工业出社, 2005.

[2]王毓银, 陈鸽, 杨静等.数字电路逻辑设计 (第二版) [M].北京:高等教育出版社, 2005.

[3]童诗白.模拟电子技术基础 (第三版) [M].北京:高等教育出版社, 2002.

[4]琚生根等.计算机硬件实验教学的探讨与改革[J].实验科学与技术, 2006, (5) :65-67.

硬件基础课程 篇10

随着计算机技术和电子技术的飞速发展,EDA技术的兴起与应用使计算机硬件设计的理念与方法发生了巨大变化。计算机硬件课程的教学应紧随技术前沿,将EDA[1]关键技术和核心内容引入硬件课程教学,有利于学生掌握计算机硬件设计、制造、调试和运行维护等多方面的技能;培养和训练学生的动手能力、创新能力;提高计算机专业毕业生的“硬”功夫。

EDA的关键技术之一是采用硬件描述语言(HDL)描述电路系统,通过开发工具进行功能仿真、综合、优化、布线后可转换为FP-GA码流文件[2],通过FPGA实现电路功能。对于FPGA来说,常用的HDL有VHDL和Verilog HDL[3],因Verilog HDL在门级描述的底层具有更强的功能,且具有类似于C语言的表达风格而被广泛选用。

“数字逻辑”是计算机专业的硬件基础课程,“计算机组成原理”是计算机专业的硬件主干课程,起承上启下的作用[4],将Verilog HDL纳入“数字逻辑”和“计算机组成原理”教学计划,并贯穿于整个教学过程,是目前计算机硬件课程教学的主流方向,更有利于提高学生创新能力与综合素质。

2 Verilog HDL与“数字逻辑”课程融合

2.1 重构数字逻辑教学内容

随着技术的进步,绝大部分电子产品采用了数字技术,电子产品的设计利用Verilog HDL完成。因此,数字逻辑课程应弱化中小规模集成电路芯片内部电路、触发器内部工作原理、状态化简、异步时序内容的教学,精简布尔代数和卡若图传统化简方法的教学;应结合Verilog HDL描述电路系统的方法与特点,重新组织数字逻辑课程教学内容。

Verilog HDL采用系统结构的设计思想、自顶向下的设计方法设计电路,可逐个模块分别描述、仿真与优化,简化整个电子系统的设计与实现。因此,“数字逻辑”课程的教学应突出功能模块设计的特点,强化芯片外部逻辑功能和时序特性的分析,FPGA原理的讲解与应用。在教学中以逻辑代数与Verilog HDL为基础,综合应用“自顶向下”,和“自底向上”的方法设计和实现教学案例。教学案例可选用计算机中的基本逻辑部件[5],如译码器、编码器、数据选择器、比较器、加法器组合逻辑与多功能移位寄存器、计数器、存储器时序逻辑等基础知识。通过课程的学习,初步建立计算机基本逻辑部件设计的概念,为后续硬件课程的学习奠定基础。

为巩固理论知识,可适当安排中小规模集成电路芯片设计应用性实验,如用138译码器设计端口寻址电路,用三态门和寄存器设计数据端口。然后,可安排基于Verilog HDL的功能模块的设计,通过FPGA完成超前进位加法器、串并转换、数码显示控制、优先级管理等计算机计基本模块的功能。实验教学采用开放模式[6],实验时间开放、实验环境开放、实验方案开放,教师重在实验方案上给予个性化的指导、激发学生的学习兴趣、注重学习动机的引导与思维方式的培养;加大实验考核的力度,考核实验方案的灵活性、学员对实验原理理解的深度及实验的可扩展性。

2.2 适时引入Verilog HDL

在计算机专业领域,基于FPGA设计实现运算器、控制器、存储器、I/O接口、甚至整个计算机已很常见,因此在“数字逻辑”教学过程适时引入Verilog HDL,使两者融为一体至关重要。

首先,合理安排讲课顺序。将Verilog HDL的讲解安排在时序逻辑之后,结合基本逻辑电路图的分析与设计讲解Verilog HDL的相关知识,以便学生首先建立逻辑电路的概念,然后再将Verilog HDL与逻辑电路建立关联,深入了解Verilog HDL描述电路的必要性与优越性。

其次,重点讲解Verilog HDL与C语言的区别与联系。计算机专业的学生在一年级开始学习C语言,经过训练已具备良好的C语言编程经验与能力,而Verilog HDL具有C语言的表达风格,对于Verilog HDL的语法知识,学生容易掌握和理解,同时也容易混淆。

Verilog HDL与C语言的本质区别:一是Verilog HDL的描述必须与逻辑电路紧密联系,要求学生对所要描述的电路的功能、输入、输出、时序、状态转换等信息要有全面透彻的了解,通过分析与Verilog HDL程序对应的电路图讲解输入变量的赋值方法、解读输出变量、时序及状态转移等信息;二是语句执行机制不同,C语言完全是顺序执行机制,Verilog HDL的语句有顺序和并行机制之分,并行机制中语句描述的电路功能模块同时运行、与语句的先后顺序无关。

Verilog HDL与C语言的关联性:Verilog HDL主要针对硬件电路进行描述,算法表达不方便,而C语言因使用广泛,相应C语言的开发环境也就更加完善。因此,C语言与Verilog HDL可以互相配合使用,即利用Verilog HDL对硬件描述的精准性,借助C语言开发环境的完整性,快速高效设计电路系统。利用C语言的灵活性、查错功能强的特点设计功能正确的模块,然后将程序改为并行结构的程序段,调试正确后,再用Verilog HDL关键字替换C语言关键字,进入Verilog HDL环境,进行编译、仿真,并比较两种模块的输出结果,以便及时发现错误,重复上述过程直到正确为止。

最后,精心设计教学案例。教学案例的选择应综合考虑学生的兴起和课程的延续性。为激发学生的学习兴趣,可用Verilog H-DL设计控制器使布置在圆周上的若干个发光二极管逆时针、顺时针或闪烁点亮且其时间间隔是可调的;为保持课程的延续性,可用Verilog HDL设计ALU、寄存器堆、多功能移位寄存器、单脉冲发生器等计算机计本逻辑功能部件,为“计算机组成原理”课程的学习奠定基础。

3 Verilog HDL与“计算机组成原理”课程融合

计算机组成原理是计算机专业硬件主干课程,在整个课程体系中起着承上启下的作用,课程中涉及的知识面广,有些理论抽象难懂,将课程中难点与重点整合为教学案例,利用Verilog HDL进行描述,通过设计、调试、仿真与模块功能的实现可使学生深入理解课程中的重点难点,为后续课程的学习打下基础。

在计算机组成原理课程中融入Verilog HDL,重点是教学案例的设计,难易适中兼具渐进性和系统性。首先,利用Verilog HDL描述运算器,综合ALU、寄存器堆、多功能移位寄存器功能模块,再增加少量的状态寄存器即可完成,难度适中,同时充分利用数字逻辑课程中已实现的案例,通过调试、仿真使学生更好地理解运算器的工作原理;其次,利用Verilog HDL描述存储器;最后,利用Verilog HDL描述微程序控制器,微程序控制器是计算机组成原理课程的一个难点,由于微程序控制单元看不见、摸不着,涉及许多概念,如:微程序入口地址、微指令格式、下址等概念难以理解,通过设计、调试、下载和验证过程,可以深刻理解微程序控制计算机的本质,了解软硬件协同工作的原理,建立整机的概念。

4 结束语

近年来,计算机硬件设计的理念与方法变化巨大,对计算机硬件课程的教学提出了更高的要求。实践证明,将Verilog HDL融入计“数字逻辑”和“计算机组成原理”课程教学过程,可以培养了学生理论联系实际的的能力,通过训练使学生掌握计算机硬件设计、制造、调试和运行维护方面的技能,提高学社实践与创新的能力。

随着计算机和电子技术的进步,计算机硬件课程的教学仍然还有很多工作值得我们去研究和实践,只有不断探索与总结才能有效地提高实验教学质量,使计算机硬件课程教学紧跟技术前沿。

摘要：文中分析现代电子产品设计技术,VerilogHDL描述电路系统的方法与特点,依据近年来教学实践,结合计算机专业的特点,总结了VerilogHDL融入“数字逻辑”和“计算机组成原理”课程教学中的方法、经验与体会。

关键词：VerilogHDL,数字逻辑,计算机组成原理,计算机硬件

参考文献

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