计算机硬件专业课程

计算机硬件专业课程（精选十篇）

计算机硬件专业课程 篇1

计算机科学与技术专业是我国工科院校中常见的本科专业, 在过去的几十年中, 培养了大量的人才, 为我国的现代化建设做出了巨大贡献。到目前为止, 该专业仍然是在校学生人数众多的本科专业之一。

虽然计算机的应用已渗透到各行各业, 可是就业形势却不太好, 从麦可思研究院 (MyCOS Institute) 《2011年中国大学生就业报告》得知, 计算机科学与技术专业是2011年本科就业红牌警告的10个专业之一。有些美国同行预测, 也许计算机专业将来会消失, 到时计算机课程可能变成服务性、工具性的课程。现在美国已经开始出现这个苗头, 我国出现同样现象只是时间问题[1]。

为什么昔日的热门专业如今却风光不再, 虽然有该专业在过去数年培养的毕业生人数众多、供过于求之嫌, 但主要原因恐怕还是与计算机科学与技术专业的专业特色不明确, 无法满足社会需求所致。麦可思的报告也指出:部分红牌专业如计算机类是人才培养质量达不到产业的要求造成的, 一方面应届毕业生找不到专业岗位, 一方面企业招不到合适人才[2]。

二、突出专业特色的出路

从计算机科学与技术专业的培养目标来看, 是要培养具有良好的科学素养, 系统地、较好地掌握计算机科学与技术包括计算机硬件、软件与应用的基本理论、基本知识和基本技能与方法, 能在科研部门、教育单位、企业、事业、技术和行政管理部门等单位从事计算机教学、科学研究和应用的计算机科学与技术学科的高级专门科学技术人才。这看起来适应面很宽, 但实际上却没有竞争优势, 究其原因主要有两个方面:其一是各类非计算机专业中计算机类课程的不断增加和完善, 使得这些非计算机专业学生对以计算机为工具的应用能力大大加强, 已经能胜任本行业对计算机的应用需求, 不再对除了计算机本身以外、对其他专业知识一无所知、或知之甚少的计算机专业毕业生有太多的需求;其二是与计算机相关的其它专业, 比如软件工程、网络工程、电子信息工程、通信工程等专业对计算机专业已形成了合围之势, 使计算机专业无论是在硬件或软件、无论是网络或通信方面, 都可谓无一例外地缺乏竞争优势。总之一句话, 计算机科学与技术专业的就业形势可谓“危机四伏”。

虽然通用计算机市场增速变缓, 有趋于饱和的苗头, 但是, 嵌入式计算机技术, 却正在迅速发展, 嵌入式计算机系统已经形成一个规模庞大的产业, 其产品已遍及海洋、陆地和天空, 已广泛应用到信息家电、通信设备、医疗仪器、军事装备等众多领域, 它将作为后PC时代的核心, 成为一种新的计算平台。据估计未来十年中95%的微处理器和65%的软件被应用于各种嵌入式系统中[3]。市场对各类嵌入式产品提出了巨大的需求, 一方面促进了嵌入式技术的进一步发展, 另一方面也导致需求和供给之间的矛盾, 体现为嵌入式系统研发人才的巨大缺口。

综上所述, 本人认为, 作为计算机科学与技术专业, 突出专业特色的出路理应在嵌入式计算机系统方面多下功夫。

三、嵌入式系统的研发要求

嵌入式系统类型很多, 有以8位至32位微控制器 (MCU) 实现的, 也有以16位或32位数字信号处理器 (DSP) 实现的, 还有以复杂可编程逻辑器件 (CPLD) 或现场可编程门阵列 (FPGA) 实现的, 但无论是那一类型的嵌入式系统, 其组成一定是一个软件和硬件的综合系统, 就其开发而言, 硬件开发和软件开发缺一不可。

嵌入式系统的硬件和软件一定是密切相关的, 尤其是针对底层的软件开发更是必须能做到“软硬兼施”, 因此, 既熟悉硬件又熟悉软件、具备系统性的分析设计能力的人才非常抢手。如果硬件系统方面知识薄弱, 将会直接导致与硬件紧密相关的系统软件 (如操作系统、板级支持包 (BSP) 及设备驱动程序) 的开发成为一件相对困难的事情, 导致很多人认为嵌入式系统开发的门槛高、难度大, 从而使部分想从事嵌入式系统开发的人有望而生畏的感觉。

随着时代的进步, 技术的发展, 对嵌入式系统功能的要求越来越复杂, 传统的以MCS-51系列单片机为代表的嵌入式系统硬件平台, 以及传统的嵌入式系统设计方法已不能满足快速、高效地设计复杂嵌入式系统的要求。就单片机方面, 取而代之的是高性能的RISC型微控制器, 如Atmel公司8位的ATmega系列;TI公司16位的MSP430系列;还有PHILIPS等多家公司购买ARM公司知识产权而生产的各类32位ARM系列。在DSP方面, 有TI公司的C2000、C5000和C6000系列, 还有ADI公司的ADSP-21XX系列等。在EDA方面, 有Altera公司的MAX II系列CPLD器件, 以及Cyclone系列的FPGA器件, 还有Xilinx公司的XC9500系列CPLD和Virtex-4系列FPGA器件等。实际上, 为了适应不同类型的嵌入式系统的需求, 集成有多种类型芯片的产品也已上市, 比如, DSP+ARM的双处理器集成芯片以及DSP+ARM+FPGA的多处理器架构也已经大量应用于一些复杂的嵌入式系统中。

可以想象, 如果我们的大学培养计划和课程体系仍然保持在过去的模式, 跟不上时代发展的步伐, 培养出来的学生当然得不到用人单位的青睐, 其结果必然是出现毕业生找不到工作, 而企业又招不到所需要人才这种局面。因此, 根据形势发展需要, 认真设计培养规划, 对传统的教学模式和课程体系进行系统的建设和改革是十分必要的。

四、硬件课程体系的建设与改革

计算机专业的硬件类课程主要包括:数字逻辑、计算机组成原理、微机原理与接口技术、单片机技术、EDA技术、嵌入式系统等。下面就根据本人的体会, 对主要硬件课程其及体系的建设与改革做深入讨论。

a) 数字逻辑与EDA技术的结合

数字逻辑是现代计算机科学与技术的重要基础, 是计算机硬件系统中基础构件的逻辑实现, 也是学生理解计算机结构和工作原理的基础。通过这门课程的学习, 为学生深入学习计算机系统奠定硬件的设计和分析基础[4]。

随着微电子技术的发展, 用于数字逻辑电路的器件已从SSI、MSI、LSI到VLSI、ULSI, 集成度不断提高, 应用形式也由通用器件发展到专用集成电路 (ASIC, Application Specific Integrated Circuits) 和可编程逻辑器件, 从而使研发的产品与采用通用集成电路设计而成的产品相比具有体积更小, 功耗更低、可靠性提高、性能提高、保密性增强、成本降低等优点。

适当增加数字逻辑课程学时, 在教学过程中引入可编程逻辑器件和硬件描述语言 (HDL) , 就可以使学生尽早地把数字逻辑与数字系统的设计联系起来, 通过EDA开发工具 (如Quartus II) , 在CPLD或FPGA芯片上设计出自己所需的专用集成电路。这在实际教学过程中已得到证实, 从2008和2009级的培养方案落实过程可见, 通过采用与EDA的结合方式, 使学生在学习数字逻辑课程之后, 既可以掌握传统的设计方法, 也可以掌握一门硬件描述语言, 并且能比较熟练地运用到常用数字系统设计过程中。

b) 计算机组成原理与EDA技术的结合

计算机组成原理课程是从程序运行对硬件的基本要求出发, 讲解Von Neumann结构计算机系统的组成、部件的工作原理及其协同运行机制, 分析计算机组成对系统性能的影响, 讲授计算机系统的基本设计方法, 帮助学生建立计算机整机系统的概念[4]。

通过实际调查中发现, 学生中对这门课程的理论教学, 总是觉得很枯燥, 甚至认为没有什么实际应用。由于现在通用计算机系统中, 单核的CPU已经很少见, 有了多核和多段流水线的CPU, 使得一个指令周期包含若干个机器周期, 每个机器周期又包含若干个时钟周期的概念已不再适用, 取而代之的是在一个时钟周期就有一条甚至多条指令完成完毕。因此, 需要组织新的教学内容, 引入双核和多核CPU的工作机制和相关理论, 与实际应用的CPU工作机制接轨。

组成原理的实验教学往往是用实验箱来做, 学生按照实验指导书, 连接少量线路, 按规定动作设置相应的开关和按钮, 记录有关数据, 然后写出实验报告, 有的学生在做完实验后仍然不知道为什么这样做, 对结果也缺乏相应的分析和研究, 可以说是只知其然而不知其所以然。

有了数字逻辑课程的EDA基础, 在学习计算机组成原理过程中, 可以充分利用EDA技术知识, 把传统的实验方案都变成基于EDA的实验, 从运算器、存储器、控制器、数据通路到整机, 每个实验都由学生通过原理图或HDL在FPGA上完成, 这样导致的结果是每一个环节都需要学生仔细研究, 每一根线都需要自己连接, 从而使学生深入实验过程的每一步, 对实验过程和实验结果均有了细致而深入的理解。

在本校近两年的组成原理课程设计中, 通过将过去基于微程序控制器的CPU设计方法已更改成基于硬布线的CPU设计方法。利用EDA开发工具和硬件描述语言 (如Verilog HDL) , 学生已可以自己设计出具有自主知识产权的CPU以及相应的模型计算机。

c) 单片机与接口技术的结合

单片机技术是计算机专业的一门比较实用的专业课程, 长期以来, 一直以MCS-51单片机为主来讲授, 而51系列单片机由于诞生的年代久远, 其片内资源及运行速度都不如新型的单片机。

如果仍以8位机为主, 最好是改为Atmel公司的ATmega系列RISC单片机, 其主要原因是该系列的单片机品种齐全, 性能稳定, 片内资源丰富, 同等时钟频率的运行速度比51单片机快近十倍。

ATmega系列单片机的片内资源通常可满足绝大多数用户系统的需求, 即使需要外部扩展, 也能方便地与很多接口芯片连接, 因此, 可以将传统的微机原理与接口技术改为单片机原理与接口技术, 这样更便于实际应用。

由于同属于RISC型, ATmega系列单片机很多片内资源的编程方法与16位的MSP430和32位的ARM型微控制器非常类似, 所以掌握了ATmega系列单片机的开发技术也为今后对其它类型微控制器的应用打下了良好的基础。

d) 嵌入式系统课程的规划

嵌入式系统是计算机专业核心课, 课程从不同应用对嵌入式系统设计的不同需求出发, 讲解嵌入式系统软硬件设计的一般规律和不同设计方案各自具有的特点, 介绍软硬件协同设计、实时性等嵌入式系统的特征, 讲授嵌入式系统开发调试技术的基本原理, 并通过多个实验帮助学生加强实践训练, 提高综合运用各种软硬件基础知识的能力[4]。

目前的嵌入式系统大多以ARM系列芯片的应用为主, 就其开发而言可分四个层面:硬件层、驱动层、操作系统层、应用层。

硬件层是嵌入式系统的根基, 需要设计者掌握硬件电路设计技术, 包括数字电路和模拟电路及微控制器的应用, 还要熟悉原理图和PCB设计工具 (如Altium Designer或Protel等) , 并具有利用这些工具设计原理图和PCB的能力。驱动层首先要能看懂原理图, 并且熟悉微控制器的片内资源, 熟练掌握汇编语言和C语言编程, 还需了解操作系统内核架构及实时调度等。操作系统层主要是要能够掌握Linux或WinCE的基本原理, 并可根据实际系统需要对操作系统进行相应的移植。应用层首先需要掌握相应的编程语言, 大多是以C语言或C++为主, 也会用到少量汇编语言, 还需要掌握相应的算法设计及数据库和网络编程方法。

e) 其它课程的补充

程序设计是最根本的基础, 至于程序设计语言, 包括C或C++, 也包括汇编语言。虽然嵌入系统大多以C语言编程为主, 但是作为计算机专业的学生, 熟练掌握一种汇编语言也是必须的, 因为在一些特殊场合, 汇编语言可能是无法被取代的。

DSP技术在数字信号处理过程中的应用越来越广, 特别是在语音和图像等多媒体处理技术方面应用很广, 因此, 在培养计划中应该包含对数字信号处理方面的训练, 以便学生取得DSP方面的入门知识, 至少不至于对此类需求感到陌生。

五、实践环节的加强, 仿真实验与实际开发的互补

硬件类课程的一个共同特点是都必须有相应的实践环节配合, 只有通过实践才能进一步加深对理论知识的理解, 然而, 由于硬件实验是需要大量元器件、仪器仪表和实验设备支持的, 而目前高校的实际情况是支持各类硬件实验的资源非常有限, 即使是对计算机专业本科在校大学生, 也只能是在规定时间, 到规定地点, 对规定对象的学生做规定内容的实验, 所以效果总是不够理想。

要想突破硬件实验“四个规定”的限制, 引入虚拟实验平台作为辅助手段是十分必要的, 通过本学院近两年来的实践证明, Proteus VSM对硬件类课程的实验有很大的帮助, 可以解决数字逻辑、单片机技术、计算机组成原理和嵌入式系统的大多数实验问题。以课程设计为例, 由于不可能在短时间内完成, 而采用实验箱做又无法使多个学生交叉使用, 所以过去很多课程设计都面临因资源不足而无法实施的问题, 而基于Proteus VSM的设计是以文件形式存放在计算机硬盘中, 所以可以在不影响其它同学的情况下, 每个学生独立完成自己的设计, 而且可以通过仿真看到运行效果, 从而大大提高学生的积极性, 教学效果明显提高。

六、结束语

完善课程体系是培养优质学生的前提, 丰富的教学内容和教学手段是提高教学质量的保证, 形象生动的仿真可以提高学生的学习兴趣, 扎实的实践训练是使学生理论与实际相结合、为满足未来用人单位需求而必须采取有效措施。只有通过综合性的课程建设与改革, 才能有助于计算机专业的学生练就过硬的本领, 从而为将来的就业开辟道路, 为社会培养出合格的人才。

参考文献

[1]徐志伟, 涂丹丹.计算机学科的变革[C].大学计算机课程报告论坛文集, 2010, 5.

[2]麦可思研究院 (MyCOS Institute) .2011年中国大学生就业报告[M].社会科学文献出版社, 2011, 6, 9.

[3]陈丽蓉, 等.嵌入式微处理器系统及应用[M].北京:清华大学出版社, 2010, 5.

计算机硬件专业应聘自我介绍 篇2

我是湖南科技职业学院信息电子系计算机硬件专业的一名应届毕业生，衷心感谢您抽出宝贵时间审阅我的简历。我专长是承接网络工程。DIY组装电脑。软件安装及其维护。还有就是本人还对网络建站，用dreamweaver，通过ASP.NET,PHP+MYSQL做网站网页有专业的特长。又由于我在太平洋电脑城附近兼职工作过一年,对一些产品的价格渠道有一定的了解，所以本人可以为公司的采购提供方便及优惠。

在三年的学习生活中,我牢固地掌握了计算机硬件与电子专业的基础知识，精通数电与模电，熟练Office办公软件和Protel99se,对计算机组装与维护把握深刻，并在各种实践中获得了一定的实际运用能力。并利用课余时间进行了汉语言文学自学考试，通过科目过半。在自考期间不但提高了文学功底，而且培养了我坚强的意志。课余时间我还广泛阅读各方面书籍，积极参加各种集体活动和社会实践活动，扩展了知识面，培养了团队精神，增强了组织交际能力，提升了综合素质。

计算机硬件专业课程 篇3

关键词： 计算机硬件课程    课程体系    课程整合    实践教学

计算机系统由硬件和软件组成，硬件和软件是一个有机整体，在计算机专业的课程体系中，一般分为软件课程体系和硬件课程体系两条主线。目前，不少高校的计算机专业在教学内容和教学模式上普遍存在“重软轻硬”的现象[1]，重视和加强软件与应用，而忽略或轻视硬件的教学，使得计算机硬件课程体系相对较薄弱，硬件实验设备严重落后于当前技术的发展，培养出来的学生硬件能力较差，无法承担计算机硬件方面的设计与开发工作。如何改革计算机专业的硬件课程体系，提高计算机硬件的教学水平，提高学生的硬件动手能力已成为高校计算机专业所面临的重要课题。

1.当前硬件课程教学存在的主要问题

1.1轻视硬件教学，硬件类课程、课时被迫删减。

在计算机系统中，硬件是基础，计算机硬件课程则是深入了解计算机基本原理及体系结构的重要专业课程[1]，但是硬件课程由于培养目标、培养方案、教学大纲及硬件实验平台等原因，因此很多高校普遍在计算机专业的教学中轻视硬件课程的建设，增加了很多软件课程，总学分一定，硬件类课程只能被迫删减，课时被尽量压缩，保证不了硬件课程的教学质量，从而导致学生学习硬件知识的积极性不高，实践动手能力较差。

1.2内容陈旧，在课程计划上缺乏科学性。

目前，国内本科院校的计算机类专业，大多开设了如下硬件课程：数字逻辑电路、计算机组成原理、微机原理及接口技术、计算机体系结构等，这些课程开设所选用的教材尽管版本众多，但大多内容相近，技术陈旧，与实际应用脱节，与快速发展的计算机硬件技术形成了较大差距，如有的硬件课程教学中还是以16位机作为教学模型，对学生缺乏吸引力，教学效果不甚理想;另外，课程之间重复的知识点较多，在课程计划上缺乏科学性和合理性。

1.3实践教学环节薄弱，缺少创新能力的培养。

硬件实验比软件实验要复杂得多，主要在于硬件实验需要相应的硬件实验平台支撑，学生除了进实验室，在平时的学习中无法完成硬件实验。另外，目前大多数高校计算机专业的硬件实验设备比较过时，只能做一些重复验证性、基础性实验，缺少创新能力培养。

2.硬件课程体系的构成

近年来，随着计算机的发展，我院修订了计算机专业的培养方案，其中软件课程调整较大，但硬件课程调整不多，只是课程内容不断更新，硬件课程体系相对较稳定。结合我院计算机专业的培养方案，硬件课程体系一般分为三个层次：一是基础类课程，包括电路分析基础、模拟电子技术基础与数字电子技术基础等;二是核心类课程，包括汇编语言程序设计、计算机组成原理等;三是应用类课程，包括微机原理及应用、单片机原理及应用、嵌入式系统、计算机体系结构等[2]-[3]。

在计算机硬件课程中，计算机组成原理是计算机专业的必修课程，被国内外计算机教育界公认为计算机专业课程体系中一门偏重计算机理论内涵的核心课程，也是考研时计算机学科专业考试四门课程之一[4]，并占到30%的比例，在整个硬件课程体系中有非常重要的地位，其先导课程是数字电子技术基础，而以此课程为核心，微机原理及应用和汇编语言程序设计分别在硬件和软件方面对其进行了延伸和拓展，另外，单片机原理及应用、嵌入式系统、计算机体系结构等课程进一步扩充了硬件应用。

3.硬件课程体系改革的具体措施

3.1整合教学内容，优化硬件课程体系结构。

加强硬件课程体系结构建设，完善教学计划，对硬件系列课程数字电子技术基础、计算机组成原理、微机原理及应用和汇编语言程序设计等课程进行融合、优化，既避免了知识点的重复教学，又加强了课程间的相互联系，保证了硬件教学的连续性和完整性[5]。在课程的内容上，以基本原理为主，强调应用，同时体现计算机技术的发展。另外，在硬件课程教学中要注意相互次序和互补，保证教学知识的系统性和完备性。

3.2加强硬件和软件的结合，提高计算机系统软、硬件协同能力。

硬件和软件知识相辅相成，但目前计算机软、硬件教学之间由于授课教师的不同，教师之间、课程之间缺乏沟通，导致学生学到的知识点基本分离，学生学到的是一个个知识点的“孤岛”，不能达到对计算机系统软、硬件基本知识的融会贯通[6]。例如，学生学了寄存器、存储器等硬件知识，但不知如何和高级语言结合对硬件进行编程;再例如，学生在学习C语言程序设计时无法将数据类型的含义和计算机的硬件联系起来，因此在计算机教学体系中应注意软、硬件课程间的结合，使学生掌握更完整的知识结构，提高计算机系统软、硬件协同能力。

3.3重视实践教学，提高学生的实践能力。

硬件实验教学是计算机硬件课程教学体系中非常关键的环节，要科学地设计硬件实验体系。首先从整体上把握硬件实验课程的体系结构，遵从“循序渐进，不断加强”的原则，将硬件实验体系划分为基础、应用和提高三个层次;其次，把简单验证性实验逐步改为“验证性—设计性—综合性”的多层次实验模式，培养学生动手能力。同时，在实验室建设方面，由于现有实验設备比较落后，对学生缺乏吸引力，通过多方调研，积极更新硬件设备，改善实验环境，建立创新实验室，选拔能力强的学生组成创新团队，鼓励学生积极参加科研项目、大学生科创项目，锻炼学生创新能力，促进计算机硬件课程教学。

3.4探索硬件课程教学方法，提升教学水平。

加强硬件课程教师团队建设，使相互关联的课程的教师有更多的沟通，定期开展教研活动，从整体上把握计算机硬件课程的教学，形成一支由学术水平较高的教授领衔的，结构合理、老中青搭配、水平较高的硬件教学团队[6]，保证硬件课程建设的连续性。

改革传统的教学方法，结合研究性教学，利用“任务驱动”的教学方法，将实际教学内容分成一个个具体任务，并且前后关联，逐步深入，从而引导学生深入理解、掌握教学内容，这种教学方法能大大提高学生的主动性、积极性及团体合作能力。另外，在教学中注重和学生的交流和互动，通过网上答疑、在线测试等多种手段，促进学生学习，提高课堂教学效率。

3.5丰富网络资源建设，加强教材建设。

强化课程建设的同时，不断加强网络教学平台的建设，依托扬州大学网络教学平台，对硬件课程的教学资源如课件、教学视频、实验指导书、习题等全部上网，构建丰富的网络教学资源[7]-[8]，使学生能够不受时空限制，充分规划课余时间学习课件课程。

另外，围绕课程体系、教学内容的改革，结合多年教学经验，编写出版高质量的、具有“实用型”和“创新型”特色的主教材和配套实验教材[8]。

4.成效

4.1加强了硬件课程体系结构的建设。

对计算机专业中的硬件系列课程数字电子技术基础、计算机组成原理、微机原理及应用和汇编语言程序设计等课程进行整合、优化，达到内容精炼、重点突出，减少重复的要求，同时加强课程间的相互联系，保证硬件教学的连续性和完整性。

4.2在教学中建立和贯穿整机概念，实行硬件和软件结合的教学方式。

把软件类课程（汇编语言程序设计和C语言程序设计）融合于硬件类课程（计算机组成原理、微机原理及应用）中，一方面借助软件认识和操纵硬件，另一方面通过硬件理解和掌握软件，不仅能更好地实现硬件类课程的教学目标，而且能使学生对计算机的认识是系统和全面的，而不是割裂和分离的。同时，在实践环节，利用汇编语言和C语言设计软硬件结合的实验，加强软、硬件之间的联系，激发学生学习兴趣，提高学生对硬件的编程能力。

4.3强化实践教学，构建多层次的实践教学体系。

加强硬件课程的实践教学，构建课程实验、课程设计等多层次实践教学体系，在实验环节，按分层思想设计实验项目，既有简单的验证性实验，又有一定难度的设计性实验，更有复杂的综合性实验。鼓励学有余力的学生设计、参与设计性实验和综合性实验，通过实验难度的不断提高，循序渐进、由浅入深、不断加强学生的动手能力[9]。在课程设计环节，突出应用性，把课程设计内容与企业的实际项目相结合，培养学生的创新能力和综合能力。

4.4与新技术结合，紧跟技术发展。

现有课程内容过于陈旧、跟不上科学技术的发展，在课程教学中增加新技术的比重，与时俱进，例如，以32位机（以80X86CPU为代表）作为应用技术的开发模型，增加32位机的教学内容，加大32位机的教学力度。一方面激发学生兴趣，另一方面使教学内容不脱离生产实际，具有先进性和实用性，更好地应用于实践。

5.结语

近年来，我院通过对计算机专业硬件课程体系进行优化和改革，解决了硬件课程之间缺乏关联、知识点重复、硬件课程和软件课程之间缺乏融合等一系列问题[6]，加强了课程间的联系，保证了硬件教学的连续性和完整性。今后，我院将以开展计算机硬件综合实践为契机，进一步完善硬件课程体系，不断改进硬件课程的教学方法，提高学生学习兴趣，提高学生硬件能力。

参考文献：

[1]陈辉，李敬兆，等.计算机专业硬件课程教学改革探索[J].计算机教育，2014，（5），39-42.

[2]惠丽，吴玲，等.计算机专业硬件课程体系建設的优化与改进[J].黑龙江教育（高校研究与评估），2013，（4）：45-46.

[3]温炎耿，何会民，等.基于创新能力培养的计算机硬件类课程改革[J].科技信息，2009，（11）.

[4]刘卉.计算机硬件课程体系整体优化的理论研究与实践探索[J].电力教育，2014，（21）：36-37.

[5]曹磊.计算机硬件课程教学改革探索[J].淮北师范大学学报，2011，32，（2）：93-96.

[6]刘昌华，管庶安，等.基于CC2005的计算学科硬件类课程教学改革探索[J].计算机教育.计算机教育，2009，（10）.

[7]黄伟，冯径.《计算机硬件技术基础》课程教学改革探索[J].现代计算机，2011，（5）：36-37.

[8]葛桂萍，李云，等.《微机原理及应用》精品课程建设的探索与研究[J].科技创新导报，2014，（30）：151-152.

[9]吴卫江，赵建辉，等.也谈计算机硬件课程群建设[J].计算机教育，2012，（1），24-27.

计算机硬件实验课程的改革 篇4

1.1 缺乏对学生综合能力的培养

长期以来, 我国教育接受到传统教学观念的影响, 重视理理论教学, 忽略对学生实践能力的培养, 将计算机硬件实验教学作为硬件基础教学的附属品, 教师的重视程度不够, 导致计算机硬件实验课程的教学教师的水平明显不高。计算硬件实验课程开展的主要目的是为了让学生的综合素质能有一定的提高, 锻炼学生的动手能力和实践能力, 但是县级的计算机硬件实验课程的开展只是为了配合教育改革的要求, 并没有对学生的综合能力有任何的锻炼。学校计算机硬件实验课程的设备陈旧, 已经不能适应快速发展的知识结构, 学生接触到的实验设备也不符合教学实际, 这种情况下进行的实验课程, 不仅不会对学生的成长有帮助, 还会阻碍学生对理论知识的理解。计算机硬件实验课程应该注意对学生实际能力的培养, 而不是为了验证理论成果而展开, 这种教学方法下, 学生的学习兴趣逐渐丧失, 对学生的成长好发展十分不利。

1.2 学生的创新精神受阻

计算机硬件实验课程的开展能够让学生的动手操作能力有质的提高, 但是在实际进行实验课程的过程中, 我们发现由于学校的条件有限, 实验室的设备十分陈旧, 而且更新换代很慢, 很多学校的实验室是纯硬件逻辑设计的, 只是在面包板上运用电子器件构成小系统, 这种实验设备是为了迎合理论授课的要求, 而发满足学生进行自主综合性的设计, 而且这种水平的实验设备十分有限, 学生根本无法在设备上进行自主创新的动手操作, 学生在实验课程中, 创新意识不仅没有得到锻炼和扩展反而受到各种硬件实验设备的阻碍。

2 计算机硬件实验课程改革的措施

2.1 建设完整的实验教学体系

在学校开展计算机硬件实验课程的改革, 首先应该建立一个完善的实验教学体系, 根据新课改的要求, 在学校进行实验课程, 应该把学生作为主体进行教学授课, 将社会的需求为主要的培养目标, 注重学生学习的联系性和实践性, 将计算机硬件实验课程和硬件理论课程分开, 作为同样重要的课程来进行。从教学目标中改变实验课程的重要性, 让学生和教师都能理解实验课程开展的必要。在进行教学中, 应该注意将芯片和软件为核心的嵌入式系统技术作为主要教学内容, 将硬件教学和软件设计结合起来, 硬件设计服务于软件设计, 将计算机课程整合成为一个具有紧密联系的课程, 将实验课程作为这些联系的结合点。

2.2 对实验资料及时进行更新

计算机知识的更新换代速度很快, 在学校对计算机实验课程进行教学时, 应该注意对实验设备和理论知识的更新换代, 及时对实验室的器材进行更新。学校经验丰富的教师应该主动承担起进行数据更新的责任, 要注意对更新的知识进行加入, 知道年轻教师将这些新知识教给学生, 学校教师及时对实验室的器材进行整理和更换。学校应该注意对市面上计算机实验课程教材的选择, 要选择由专业教师写作的, 能够对学生的实验操作有指导意义的书籍进行教学。

2.3 重视实验教学设备的投入

学校要对计算机实验课程进行改革, 就应该注意增加对实验室的资金投入和人力投入。首先学校应该保证实验室的硬件设备没有损坏, 保证及时对实验室的器材进行更新, 因为计算机的发展速度很快, 一些学校采购几年的迹象和硬件设备已经不能从事实验课程的教学, 针对这种情况, 学校应该每年投入专门的资金对这部分器材进行更新, 每年注意更换小部件, 3-5年实现实验室的全面系统的更新换代, 让实验室的器材始终能够顺应学生的学习要求, 保证学生能够接触最新的技术, 缩短学生因为技术更新造成的知识对接困难的情况。实验室硬件投入完成之后, 要保证实验课程的改革, 还应该加大对实验室人力的投入, 学校应该配备专门的人才对实验室进行管理, 进行实验室管理的教师虽然不会从事讲课, 但是他们从事的工作与学生的实验操作息息相关, 所以实验室的管理教师也应该重视, 选择有着一定计算机硬件维护知识的教师从事这方面工作, 严禁出现因学历不高, 造成计算机硬件实验室人为损坏的情况。实验室的维护人员, 最好有一定的计算机维修基础, 保证学生在实验过程中遇到问题及时得到解决。

2.4 激发学生学习兴趣, 改变考核方法

兴趣是最好的老师, 因此为了更好的完成计算机硬件课程的教学改革, 应该注重对学生学习兴趣的培养, 计算机硬件实验课程应该和计算硬件基础课程相结合进行, 综合学生的学习习惯, 在实验课程中让每一个学生都能有实验的机会。教学过程中, 应该采取学分制对学生进行管理, 每一个学生在实验课堂上的表现, 加上在理论课程中的表现, 就是学生的总成绩, 实验课程中, 每一个学生一个设备, 有专门的教师和时间让学生进行演示, 最后教师计总成绩。这种方法即能有效的帮助学生建立学习的信心, 还能全面的考核学生对计算机知识的掌握程度。在实验课程考察中, 教师要留出一定的时间, 让学生自主实验, 最后主动站上讲台, 对自己这节课上的实验过程进行演示, 让学生树立实验课程十分重要的观念, 这种学生自主实验的方法, 还能让学生的学习兴趣高涨, 更好的开展实验课程的学习。

2.5 鼓励学生的创新精神

创新意识的培养对学生学习实验课程有着非常重要的意义, 创新精神能够让学生在实验课程中自主创新, 更好的理解教师讲授的课程, 还能丰富自己的见解, 提高动手能力, 教师应该鼓励学生进行自主创新。实验课程教学中, 教师应该注意学生是课堂的主体, 要注意学生的心理状态, 每节实验课程中, 教师带领学生进行实验之外, 还应该有专门的时间给学生进行自主探讨和交流, 对学生提出的实验方法不要急于否定, 要鼓励学生自主探讨, 培养学生的创新意识。让学生利用实验室的设备开展自主的综合型设计, 全面培养学生的实践能力和创新能力。

3 结语

计算机硬件实验课程的改革能够帮助学生更好的理解计算机硬件课程的理论知识, 对学生的动手能力和实践能力都有一定的促进作用。在进行计算机硬件实验课程改革中, 应该注意对学生的创新意识进行培养, 注重学生的学习兴趣, 让学生乐于接受实验课程, 帮助学生更快进入学习状态。

摘要：计算机硬件实验课程是计算机相关专业教学的重要环节, 计算机硬件实验课程能够对学生的动手能力和实践能力有很好的锻炼, 但是目前计算机硬件实验课程在教学中存在一定的问题。本文从计算机硬件实验成存在的问题出发, 讨论了计算机硬件实验课程的改革, 为提高计算计算机硬件实验课程的改革和教学水平的提高提供一定的参考意见。

关键词：计算机硬件实验课程,教学改革,创新

参考文献

[1]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) .

[2]张海勤, 袁彪.总是硬件实验教学, 提高学生创新能力[J].福建电脑, 2009, (02) .

[3]陈付龙, 齐雪梅, 罗永龙.四位一体计算机硬件实验教学改革与实践[J].计算机教育, 2013, (02) .

[4]全成斌, 管晓培, 李山山, 汤志忠.计算机硬件实验统一平台设计[J].计算机教育, 2008, (09) .

计算机硬件专业毕业生求职自我介绍 篇5

我是广州科技职业技术学院电子信息系计算机硬件专业的一名好范文，衷心感谢您抽出宝贵时间审阅我的简历。在三年的学习生活中，我牢固地掌握了计算机硬件与电子专业的基础知识，精通数电与模电，熟练Office办公软件和protel99se,对计算机组装与维护把握深刻，并在各种实践中获得了一定的实际运用能力。并利用课余时间进行了汉语言文学自学考试，通过科目过半。在自考期间不但提高了文学功底，而且培养了我坚强的意志。课余时间我还广泛阅读各方面书籍，积极参加各种集体活动和社会实践活动，扩展了知识面，培养了团队精神，增强了组织交际能力，提升了综合素质。

虽然缺少工作经验和社会阅历，但我会在实践工作中勤奋学习，弥补不足，积极进步。或许我应聘的职位和计算机硬件专业并不对口，但我认为人的才能并不仅局限于所学的专业，在其他领域同样有可挖掘的潜力！

如我有幸成为贵单位的一员，将严格遵守单位的各项规章制度，发挥自己的聪明才智，开拓创新，创造业绩，以报答贵单位对我的信任！

计算机硬件专业课程 篇6

关键词:计算机硬件 教学改革 实践能力

0 引言

为满足社会的需要,培养适应21世纪我国现代化建设需要的具有创新精神、实践能力和创业精神的高素质人才势在必行,在高等专业院校,加强学生掌握计算机理论知识和实际应用能力的培养是锻造复合型人才的重要途径。高职高专的课程体系是以学生的职业教育为主体,学生的就业为前提,讲究学以致用,因此学生实践能力的培养更显着尤为重要。

“基于实践教育,实行职业教育,立足滨海,服务社会”是天津滨海职业学院提出的教学指导方针。“计算机硬件基础”课程是学生利用计算机进行软件开发和网络应用的基础课程。“计算机硬件基础”是天津滨海职业学院信息工程系计算机专业教育教学的核心课程之一。本课程有很强的理论性和实践性。主要讲授计算机硬件的基础理论、技术和方法,和周边设备配套连接与实用。教学目的是让学生了解计算机的基本组成、硬件连接和工作原理,通过上机实践,提高学生动手能力和实践能力,为学生学习计算机相关知识做准备。

1 计算机硬件基础课程的教学改革

“计算机硬件基础”作为计算机应用、软件、网络等专业的计算机技术基础核心课程之一,其教学改革遵循“立足实践,职业教育”这一目标。“计算机硬件基础”课程包含了众多的计算机硬件基础知识和基本理论,而且具有很强的系统性。该课程着重培养学生的动手能力、实践能力、创新能力。

本课程实际上是“微型计算机原理”、“汇编语言”和“微机接口技术”等课程整合而来。就是要培养学生了解计算机接口技术,将各种外部部件与计算机进行连接,进而构成计算机的一套系统。这是一门基础学科,但是内容十分分散,要求知识面很广,可是我们学生大多只学习了基础的C语言。为了克服诸多困难,建立教学体系。我们从教材,授课方式、实践实训等方面构建该课程的教学体系。其主要体现在以下方面:

1.1 顺应计算机发展潮流,与时俱进,及时关注计算机技术发展动态。比如将教学实验用计算机主要定位在Intel Pentium 4以上和AMD Athlon以上,网络设备计算机也配备的Intel 酷睿双核CPU的微机。极大的调动了学生的积极性,相对也提高的实验的效率。及时更新教学内容,满足科技的前沿和实用性,但是,教学内容更新,并不是放弃基础内容,而是循序渐进充分考虑教学规律和教学特点,现在已是多核时代了,但绝不忽略曾经8086、8088给我们科技带来的突破。

1.2 组织内容符合计算机学习规律。针对高职教育,一些未深入学习过计算机的同学,主要关心的是计算机处理芯片型号、硬盘容量、显示器大小等,因而我们在选择、组织教学内容和实施教学过程中,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。例如我们在讲解存储器,按照读取速度和价格排列为CPU Register、L1 cache、L2 cache、RAM、Physical RAM、Hard Drives etc. 通过各部件相似组成、性质进行讲解。

1.3 课堂教学永远是教师与学生知识交流的重要场所。可是我们面对的现象往往是学生基础差,课本内容枯燥无味,而又缺少实物,学生理解起来困难。因为难,所以不喜欢,使学生产生厌烦心里,经过我们反复探索,改革出以下教学方法:①利用多媒体教学手段。将当今主流硬件设备,不能直接展示实物的情况下,可以利用多媒体,先了解设备的外观、性能属性,评测结果等。激发学生的学习兴趣。②“计算机硬件基础”课程教学内容多和课程学时少,为了使在最少课时的前提下,让学生学的更多,更好地掌握相关知识和技能。笔者多次参加诸如GE产品发布,HP高校产品论坛等活动,不但拓宽了眼界,还学习这些高科技公司工程师的讲授内容和风格。尤其是在有限的时间内讲解和介绍多个新产品,阐述其性能。工程师亲和、博学的演讲对我的教学工作有很强的推动。再结合学生实际,不断改进教学内容,增加知识点。在多年的教学实践的基础上,精心提炼,设计出一套完善的教学内容和流程。③现代教育理念强调以学生为中心,学生不再是一个外部信息的接受者和知识灌输的对象,他们有他们自己的选择;教师也不再是一个教书匠、读书机,他需要把知识加工、整理,还要精心设计教学内容。积极调动学生积极性,多交流,师生的互动是十分重要的。在教学过程多采用启发式的,比如在计算机故障处理,可以通过中医中的望、闻、问、切来引出问题,望(看)微机出现的状况,如黑屏、蓝屏、反复重启等;闻微机主机箱内可能因为温度过高引起短路烧焦;询问计算机使用者使用过程中进行了哪些操作;切(动手)解决出现的问题。既避免了枯燥的讲解,又加深了学生的印象,激发了学生的学习兴趣。④为尽量避免产生抵触情绪。我们建立课外兴趣小组,依托学院技能协会,为学生提供设计平台,提供丰富的教学资源,供学生自主学习,并给予适当讲解,课内外知识相结合,提高学生的学习主动性。增强学生动手能力。⑤在授课过程中,要求授课老师尽量以双语形式,学生了解和熟悉专业词汇不能少于300个。

2 计算机硬件基础课程的实践教学

“计算机硬件基础”课程离不开实践教学,加强实践环节是培养学生动手能力的重要方面。培养学生的实际动手能力和分析解决问题能力,具有课堂教学不可替代的作用。所以,专业的实践实训实验室是我们教学中建设的重点,学院从兄弟院校聘请专业的老师,帮助建立计算机硬件实训室,现在实训室有可供拆装设计计算机24台(加电可启动到BIOS),有可进行CPU超频实验、系统安装,网络配置计算机。实训室还备有DL-Link 5124交换机,RJ45压线钳,Fluke DSP4000测线仪Fluke万用表等实验仪器。大大满足了学生实践的需要。

实践教学的第一目的,就是要求学生能够根据日常学习和生活需要,能够DIY一套适用的计算机。结合CPU教学内容,当今Intel系列CPU分为E、T、L、U等几大类,桌面处理器和移动处理器的差别,作为桌面处理器,不同主频CPU在文字处理,流媒体播放,多媒体制作方面的差别;相同主频下,L2 cache不同时,上传下载时候的网络速度又有何不同?学生可以根据计算机是实际实验情况,自己去选择CPU类型、主频等。之后是主板、显卡、内存等,最后写好配置清单,去电脑城购买这些配件,进行组装。

计算机组装完成后,就对其进行硬盘分区,格式化,系统安装,应用软件安装,到后期的故障处理等。遵循从简单到复杂的原则,先进行了硬件组装维护实验、之后进行接口实验以及计算机应用实验。通过完成几个教学要求的实验,开始进行稍有难度的实验,并最终完成综合的应用性实验。例如可以通过可编程I/O接口实验,扩展到嵌入式系统的网络接口,添加寄存器定义,以太网接口驱动等。

3 总结

几年来,根据“计算机硬件基础”课程的特点,建设合理的课程改革方案,以学生为中心,将学生放到教学实践主体,提高他们动手能力,引导他们会思考至关重要。为此,学院和信息工程系诸位老师都做了不少工作。包括:完善教学大纲,更新教学内容,改进教学手段,加大实验室建设。由于科技进步,网络的普及,近几年来学生的计算机应用水平都有很大提升,都已经具备了不错的计算机基础。这些学生以不满足于有限课程的讲授。硬件基础教学的压力越来越大,我们将进一步探究和改进。计算机硬件建设是一个长期的过程,依旧需要同仁长期不懈的努力。

参考文献:

[1]教育部计算机科学与技术专业教学指导分委员会.关于进一步加强高等学校计算机基础教学的意见[J].中国大学教学.2005(5).

[2]邹逢兴.关于创新计算机硬件技术基础课程教学的实践和思考[J].计算机教育.2004,(2).

[3]卢荣华,江伴东.微机硬件技术基础精品课程建设[J].计算机与信息技术.2008(18).

计算机硬件专业课程 篇7

关键词：硬件,教学内容,改革,课程体系

0 引言

某院校发展初期的计算机专业的课程主要包括硬件课程和软件课程。课程设置上软硬件课程所占比利相当,甚至硬件课程更多,近年来随着计算机软件业和计算机网络快速、蓬勃地发展,计算机专业教育的内容、形式也都发生了较大变化,普遍出现了加大软件课程、减少硬件课程,出现了“重软轻硬”的倾向。这种倾向非常不利于我国计算机产业的发展。

出现这一倾向的原因是多方面的,如课程设置不合理、教学内容落后和重复、教学方法单一以及实验内容无新意等。本文就计算机专业硬件课程体系的设置和教学内容方面存在的问题做一分析。

1 硬件课程体系设置的改革

1.1 当前硬件课程体系的设置

(1)开设的主要硬件课程

某学院开设的计算机硬件课程主要包括:数字电路、电路基础、汇编语言、计算机组成原理、微机原理与接口技术、计算机组装与维护、单片机原理、EDA技术、DSP、嵌入式系统及应用、PLC技术等课程。根据不同的专业来安排课程。

(2)当前硬件课程的设置

某学院共有三个计算机专业:计算机科学与技术、网络工程和软件工程,在此,主要讨论前两个计算机专业的硬件课程设置。

计算机科学与技术主要定位于运用现代教育技术从事教学的能力,能胜任中小学和中等专业学校的信息技术教学和管理等实际工作需要,具有一定的计算机软、硬件和应用方面的科研、开发能力。根据定位确定该专业的硬件课程设置。

首先把所有开设的硬件课程随某学院的课程设置分为三类:学科基础课、专业基础课、方向限选课以及院系任选课;然后确定开设的学期;最后给每门课程分配学时数。

在现有课程设置中硬件课程中没有学科基础课;计算机组成原理、计算机组装与维护及数字电路为专业基础课;本专业共分为智能控制方向和多媒体方向两个方向,硬件课程除专业基础课外全开设在智能控制方向。计算机科学与技术课程硬件课程设置如表1所示。

网络工程专业的培养目标是在科研、教育、企业等企事业单位从事计算机网络工程方面的应用研究、技术开发和经营管理工作的高级工程技术人才。其设置思路与计算机科学与技术一致,本专业不分方向,其硬件课程设置如表2所示。

随着计算机技术的发展,硬件课程的内容、结构、实现方法等都发生了变化,使得原先合理的设置也存在一些问题,其一,硬件课程的分类不恰当;其二,硬件课程的开设顺序不合理。为此,要改革当前的计算机硬件课程的设置[1]。

1.2 硬件课程体系设置的改革

(1)计算机硬件课程的线路图

计算机硬件课程的线路图给出了计算机硬件各课程之间的关系图,并指出了各课程的先修课程和后继课程,计算机硬件课程各门课程之间的联系紧密,只有确定了各门课程的先修课程,才能学懂后续的课程。针对某学院两个专业及学生情况,制定计算机硬件课程的线路图如图1所示。

图1中,对于数字电路的先修课程电路基础,如果受课程门数的限制可以把数字电路用到的电路基础的内容穿插到数字电路中。计算机组装与维护根据所讲内容的深浅,确定其先修课程,较为灵活。嵌入式系统分为偏软和偏硬两个方向,其先修课程也较灵活。

(2)新的计算机硬件的设置

根据某学院的师资、硬件条件以及硬件课程线路图,在确保核心课程的学时和深度情况下,按学科基础课、专业必修课、方向限选课及院系选修课制定计算机科学与技术专业硬件课程设置如表3所示。

在表3中,因为数字电路、汇编语言是学好所有硬件课程的基础,故把这两门课程作为学科基础课程,专业必修课中增加微机原理与接口技术课程[2],考虑到原任选课程中的某些课程的专业性太强,须有扎实的基础,故缩小任选课范围,由原来的4门课缩减为2门课程。

网络工程专业主要面向网络,硬件课程只是辅助课程,按照学科基础课、专业必修课、院系任选课制定网络工程硬件课程设置如表4所示。

在表4中,因网络工程专业要实现网络互联,与硬件联系较为紧密,把数字电路、汇编语言作为学科基础课,增加电路基础、微机原理与接口技术为专业基础课。院系任选课和计算机科学与技术专业相同。

2 计算机专业硬件课程教学内容的改革

(1)提高计算机硬件课程教学内容的先进性

计算机的技术发展迅速,教学内容需要适时更新。在讲基本原理的过程中,要穿插新的技术。比如计算机组成原理课程[3],讲控制器时,可按照微程序控制器和硬布线控制器两大类来讲它的原理,在基本原理讲完后可引入拓展知识,加入新的内容:流水线技术、分支预测技术、双核多核技术等。这样学生既理解了简单控制器的原理,又在此基础让学生对当前新的CPU有所了解,从而激发学生学习该门课程的兴趣。

(2)整合计算机硬件课程教学内容

在计算机硬件课程的教学中,常常为了一门课程的完整性[4],导致多门课程的教学内容重复。表现突出的是汇编语言、微机原理与接口技术、计算机组成原理、单片机原理。

汇编语言和微机原理与接口技术重复的内容:80x86汇编语言程序设计。微机原理与接口技术和计算机组成原理重复的内容:半导体存储器、输入输出系统等。微机原理与接口技术与单片机原理重复的内容:输入输出接口芯片。重复内容的存在一方面导致学生刚学一门新课仿佛学过,从而学习起来不再用心;另一方面导致每门课程的课时量不够。为此必须整合教学内容。

按照图1所示的硬件课程线路图,教师在教授某门硬件课程时事先与这门课的先修课程老师及后继课程老师进行讨论,确定每门课所讲的内容,在此要保证课程之间的衔接。比如开课顺序为:汇编语言→计算机组成原理→微机原理与接口技术→单片机原理。那么在讲微机原理与接口技术课程时,就可以删讲80x86汇编语言、存储器以及输入输出接口,只花费精力讲学生没学过的内容。讲单片机原理因为一些接口(如8255芯片、8253芯片等)已在微机原理与接口技术讲过,那么在这里就可以不讲或少讲这些内容。

(3)加强计算机硬件课程与软件课程教学内容的联系

计算机系统由硬件系统和软件系统组成,硬件和软件联系非常紧密,学好了硬件对于理解软件课程有较大的帮助,尤其是底层软件的学习。同样学好了软件对计算机的工作过程的认识会更深入一些。

当前的教学情况是硬件课程教学和软件课程教学互分离,学生普遍认为学习软件不需要掌握硬件知识。这样势必影响学生学习计算机知识的深度。为此要加强计算机硬件课程与软件课程教学内容的联系。

例如,讲操作系统的虚拟存储器和计算机组成原理中的虚拟存储器联系。讲C++语言的位运算时和计算机组成原理的运算器相联系。通过这样的联系,同学们更加深入理解硬件和软件的关系,同时也会增强对硬件课程学习的兴趣。

3 结束语

本文一方面就某学院计算机硬件课程的体系结构的设置进行分析,指出存在的问题,并根据某学院的特点制订了较为合理的课程体系设置。另一方面,对硬件教学内容的改革提出了新的见解,给出了改进的措施。改革计算机硬件课程的体系设置和教学内容只是硬件课程改革的开始,后续工作将是加大实践教学的力度,改变教学方法。希望这些的改革能改变“重软轻硬”这一倾向。

参考文献

[1]刘超,胡彩萍,胡全连.计算机硬件知识体系的结构框架研究[J].2009,31(5):44-45.

[2]陆志才.微型计算机组成原理[M].北京:等教育出版社,2005.

[3]唐朔飞.计算机组成原理[M].北京:高等教育出版社,2008.

大学计算机专业硬件实验教学综述 篇8

随着国家产业结构调整,经济技术快速发展,社会对人才(特别是计算机人才)的培养有了新的要求:要求理论与实践兼顾,踏实肯干与开拓创新并重。针对这种情况,新的教学体系对实验教学的要求也越来越高。也就是说,实验教学,尤其是硬件实验教学,对培养学生的动手能力,加深理论知识的理解等方面起着举足轻重的作用。

1 硬件实验教学的现状及存在问题

1.1 硬件设备更新滞后

计算机学科是一个日新月异的学科,与其配套硬件设备更新换代的速度也很快。随着社会对学生的动手能力的要求不断提高,计算机专业开设的硬件实验项目也逐年递增,学生投入实验室的精力也大幅度提高。但由于教育经费投入实验力度不足,部分学生操作不当及不良的使用习惯,计算机实验室的硬件设备长期处于高负荷运转,老化及损坏速度加快,新型设备又未能及时足量更新,导致实验硬件设备普遍存在完好率低,与理论教学不能配套,严重制约了学生全面素质的提高。

1.2 硬件实验教学水平整体不高

本科教学中,“重理论,轻实验”的现象使得教师和学生对实验,尤其是硬件实验,重视程度严重不足,导致了学生做实验敷衍了事,教师指导实验热情锐减,硬件实验教学革新微乎其微,不能做到以理论带实验,以实验促理论的教学效果[1]。计算机硬件实验在课时上相当于理论教学的1/3至1/2,但硬件实验教学效果远达不到理论教学的应有比例。因此,提高硬件实验教学效果,提升硬件实验教学水平,是计算机专业急需解决的问题。

另外,硬件实验室的日常管理和维护涉及到硬件实验教学的方方面面,事务繁杂,专职实验室管理人员既需要具有一定的专业技能,也需要具有饱满的工作热情和高度的责任心。事实上,由于学校编制、人员流动等问题,专职实验室管理人员数量远达不到现行的实验规模及学生人流量的要求,很难及时进行维护和检修系统和硬件设备,进而影响了计算机实验室的正常使用,制约了硬件实验的效果发挥。专职实验室管理人员往往疲于应付实验室的管理工作,没有更多的精力投入到实验教学的革新上。

1.3 实验类型单一

计算机专业硬件实验大多数在专用实验室中,使用现有的实验设备(包括各类测试仪器,实验箱)进行。实验箱已经把集成电路和其他相关芯片和元件通过线路连接成实验所需的电路,实验过程中学生只需通过额外连线、使用示波器和万用表等仪器进行观测来完成验证性实验。绝大多数硬件实验以验证性实验为主,极少有综合性或设计性实验。学生做实验仅限于在面包板上插拔导线,看到实验结果了事,不能深入探究实验原理,很难掌握硬件芯片的工作原理,从而达不到开设硬件实验教学的真正目的。

1.4 硬件实验教学地位得不到应有的体现

一方面,考试是了解学生对知识掌握程度的一个最直接的体现，也是衡量教师教学效果的一把标尺。其中,高校计算机专业硬件实验教学的比例超过20%,但学生的最终成绩往往主要依据期末考试的卷面成绩,硬件实验教学的效果不能或很难以量化的形式体现出来。这种情况势必导致教师和学生“重理论,轻实验”的现象。

另一方面,学校往往更重视教师的科研成果和理论教学的教研教改,不看重硬件实验教学相关的研究,在年终考评和职称评定中也较少参考硬件实验教学中取得的相关成果。这种情况就导致了教师疏于硬件实验教学的研究,硬件实验教学方式的模块化和单一教条化,对不同层次的学生采取相同方式教学,实验内容和目的单一,无法做到由浅入深,循序渐进的教学效果。

2 硬件实验教学改革方向

2.1 实行实验室管理体制改革

实验室建设长期不尽人意,一直存在实验室面积不足、专职实验室管理人员短缺、实验设备完好率低、管理松散等诸多问题[2]。随着社会对计算机专业人才的要求不断提高,旧的实验室管理体制越来越不能适应现行的职业的要求,实行实验室管理体制改革刻不容缓。硬件实验教学对学生的考核大体分为三部分:平时成绩、实验报告和实验技能评测。这种考核制度对学生的区分度不足,不能调动学生的主观能动性,制约了硬件实验教学的实际效果。应根据学生的不同需求制订相应的上机实验任务,教师在硬件实验教学中起到辅助引导作用,并将理论和实践结合起来,采用多层次考核打分制度,以便更好的衡量教师硬件实验教学水平和学生理解掌握实验相关知识的程度。

2.2 实验层次多样化

针对硬件实验教学的特点,实验开设的多层次应从创新性、开放性、互动性和实用性四个方面展开[3]。通过设置不同难度的设计类实验,调动和激发学生自身的创新思想,达到实验设计和多个芯片相结合,打破各学科之间的框架,实现实验室全天候预约开放,增强学生自愿进行实验的积极性。此外,实行实验分组,减少硬件实验教学每组的学生数,有利于教师更好的一对一的辅导,提高硬件实验教学的实际效果。

打破硬件实验教学以验证实验为主导的现状,增加设计型实验和综合性实验的比重,因材施教,不以实验成绩和实验报告为导向进行硬件实验教学,让学生在实验室内汲取更多的知识,全面提高学生的理论联系实际的能力。进而,形成学生自主进行实验操作,实验总结,实验设计及与理论课紧密结合在一起的良好局面,淡化和弱化教师在硬件实验教学中的主导地位,旨在为学生解答困惑,排除困难,充分释放学生的积极性和创新思维。

2.3 提高硬件实验教学地位

目前,教师和学生最终还是以期末成绩的比重来分配和调整个人的精力和时间。在这种情况下,如果硬件实验教学在期末成绩中没有量化的指标,教师和学生就很难把硬件实验教学放在和理论教学同等重要的位置。为此,应提高实验成绩到学生最终成绩的20%~30%,而不是只是平时成绩(占最终成绩的30%)中较小的一部分(比例可谓微乎其微)。

此外,还应增强教师的硬件实验教学考评,完善硬件实验教学评价体系,从年终考核、综合测评、评优评奖、项目申报和职称评审等各方面向硬件实验教学倾斜,督促和激励广大教师投入到硬件实验教学的分析、研究、实践和创新上来。借此,全面扭转“重理论,轻实验”的现状,让学生全面发展,让教师理论和实践齐头并进,为计算机专业本科教学的切实进步打下良好的基础。

3 结束语

计算机专业硬件实验教学的改革是一个永不停歇的工作,需要密切结合社会需要,着重培养学生动手能力,不断更新和修正。计算机专业本科教学中,硬件实验教学是不可或缺的一个重要环节,只有有计划,高质量的硬件实验教学活动,才能让学生对理论和实践做到融会贯通,为以后的工作和研究打下坚实的基础。

参考文献

[1]周宇鹏.浅析应用型本科院校人才配套与计算机实验室建设[J].中国管理信息化,2012,15(2):147-149.

[2]肖毅,潘华.地方高校实验教学学分改革实践[J].实验技术与管理,2010(3):132-135.

计算机硬件专业课程 篇9

随着科学技术的发晨, 交叉性学科日益增多, 医学信息学 (Medical Informatics) 就是其中之一。医学信息学是一门以医药领域信息为主要研究对象, 以医药学信息的运动规律及应用方法为主要研究内容, 以现代计算机和信息技术为主要工具, 以解决医药工作人员在处理医学信息过程中的各种问题为主要研究目标的一门新兴学科, 是一门介于医学与信息学之间的交叉学科[1]。国际医学信息学权威专家J.H.Van Bemmel指出:“医学信息学由信息处理和通信理论及应用两个方面组成, 而这两个方面的处理对象是医疗卫生过程中获得的知识和经验”[2]。随着信息技术的深人应用, 国内外医学院校包括西医和中医类相继开设了医学信息工程类的相关专业。计算机技术是医学信息的一个主要的组成部分, 涉及到了网络通信技术、数据库技术、无线传感技术、人工智能等计算机科学的多个领域[3], 课程设置过程中可以分为软件课程群和硬件课程群。以下章节将对医学信息工程专业的硬件课程中存在的问题以及针对这些问题所采取的有效措施作深入的探讨。

2 目前存在的突出问题

我校的医学信息工程专业计算机硬件课程包括电子技术、汇编语言、计算机组成与结构、微机接口技术、操作系统、嵌入式系统。目前由于各方面原因, 该专业的硬件课程群主要存在以下几个问题:

(1) 认识方面的偏离:目前计算机教育存在着重软轻硬的倾向。很多学生尤其是医学信息工程的学生, 由于缺乏感性认识, 对硬件课程的了解甚少, 认识不到硬件技术在医学应用方面的重要性, 学生缺乏学习的积极性。

(2) 各硬件课程的分工和衔接不够规范:课程之间既有很多重复内容, 又缺失很多知识点, 各课程很少考虑相互关联的问题, 学生常常由于孤立知识点的学习而难以驾驭整个计算机硬件知识体系。

(3) 理论教学和实验教学较为分离:实验往往按课程分类, 学生只是对特定部分知识或技能的理解和应用, 各门课程教师以及实验教师之间没有充分的交流、综合, 很难形成学生的计算机硬件综合性系统开发和创新能力。

(4) 教学内容跟不上业界技术发展:计算机硬件发展太快, 真正能反映当今世界微机领域新技术的微机原理教材太少, 相应的实验设备和条件有所欠缺。

3 建设方案以及改革措施

针对医学信息工程专业硬件课程群目前所存在的问题, 面对医药行业目前对医学信息工程专业人才的素质要求, 必须采取相应的措施, 加强计算机硬件知识教学, 以提高所培养人才的整体素质。

3.1 加强专业认识, 调动学生学习的主动性

目前, 有不少学生对硬件类的课程不太重视, 认为硬件类课程与他们将来的就业联系不太紧密, 可有可无。在一些工科类院校中“重软件、轻硬件”的现象比较普遍, 在医学信息工程类专业中尤为明显。作为该类课程的授课教师, 在上课的整个过程中就应该告诉学生硬件课程群的重要性:硬件知识与软件知识如同计算机学科知识的两条手, 缺一不可, 任何一样学不好, 对将来的发展都会有影响。对于医学信息工程类专业的学生, 可以联系医学背景多举一些例子:比如作为一个医学信息类专业的学生, 将来除了要和医院信息系统HIS打交道外, 可能还要接触一些医疗设备。而现在医院的很多检查设备如CT、B超实际上都是计算机, 只不过与日常的PC机相比, 就是输入设备换了一下[4];在整个中药饮片的种植生产过程中, 可以建立一个“从田头到口头”质量回溯系统, 便于消费者查询相关信息, 完善原药的种植到消费者全过程的控制管理, 而建立这样一个系统平台在感知层通过RFID射频标签、无线传感器节点、智能移动终端来采集、获取和查询与中药饮片相关的各种信息;在网络层通过现代通信网络来传递信息;在应用层用传感器技术对中药饮片的种植和生产环节等, 进行监测, 记录各种环境数据, 硬件技术贯穿始末;再如远程诊疗系统等等。

这样以联系专业背景的举例说明硬件的作用, 可以使学生对硬件课程群的作用有强烈的感性认识, 加强学生重视硬件课程群, 充分调动学生的学习主动性、积极性。

3.2 建立一个以计算机组成与结构为主线的硬件课程体系

计算机组成与结构是计算机专业的核心专业课程, 是计算机硬件课程的主干课程, 在整个计算机硬件课程群中起着承上启下的作用。由于硬件课程之间的内容有很多交叉重合, 可以依照各门硬件课程的内容, 并且加进业界新技术和新理念, 明确各门硬件课程教学的目标, 对各门课程教学的知识点进行划分, 做好计算机组成原理与其他各门课程的衔接与关联, 以计算机组成与结构为主线, 建立一个逻辑性强, 衔接合理的具有层次的系统的课程体系, 课程体系框架如图1所示。

对于内容交叉的地方, 要合理处理, 比如计算机组成与结构中有指令系统相关的内容, 而这部分内容汇编语言中也有, 那么计算机组成与结构可以从设计指令的角度去谈论这个问题。

在建立以计算机组成与结构为主线的硬件课程体系框架的基础之上, 构建并实施与理论教学体系密切配合的具有连续性的实践教学体系。具体实践是以计算机组成与结构的各大部件为主线, 整合各门课程的实验内容, 互相渗透, 合理安排每个实验项目和环节, 充分体现“知识———综合———设计———应用”多层次设计理念, 使学生在学校能够尽量受到工程化训练, 具有工程素质。实验体系的框架如图2所示。

系统开发环节紧跟计算机硬件技术的发展, 使得学校教学和现实技术紧密相联, 在教学和实验的教学设置中加进最新技术, 如:计算机双核技术、超大规模集成电路、新型接口芯片、vista操作系统等。

3.3 多元化教学形式

多媒体技术应用于教学方法的改革, 激励学生思维活动:硬件课程中很多内容比较抽象、难以理解, 如果采用单纯的板书讲述, 教学难度很大。为此可充分的利用多媒体课件, 将所讲述的内容通过动画并辅以文字解释的形式展现出来, 以便学生的理解。如在讲解计算机组成与结构“指令的执行过程”时, 首先将控制器各部分的组成及功能以图解的形式分步显示, 然后再以分步动画的形式展示五条典型指令的执行过程, 使学生对此内容有更加感性的认识, 增强了学习效果。

采用互动式教学方法, 激发学生的学习兴趣:教师的教学设计不仅仅考虑教学目标分析, 还要考虑有利于学生学习情境的创作, 强调以学生为中心, 把学生的角色进行转变, 由传统的知识被动接受者转变为信息加工过程中的主体, 也就是知识的主动建构者, 而在教学的过程中教师起组织、指导、帮助和促进作用, 用情境设计, 互相协作、交流等方式调动学生的主动性和积极性, 以培养学生的实践能力、创新意识和应用能力。

课程的实践环节可以让学生参与到教师的科研项目中来, 将教师项目中的硬件控制模块分配给学生来完成, 这就是所谓的项目教学法, 项目教学法则是依托实际项目, 融教学知识点于具体项目, 学生在完成项目的过程中, 学习教学大纲中设置的知识点, 由于项目完成需要小组人员的通力合作, 利于增强学生的团队意识, 提高其自主创新能力。具体实现可以使学生基于实际的计算机控制系统, 由学生根据教师的项目的硬件控制模块的具体要求, 自主地完成某一控制系统的设计, 深化学生理解计算机专业硬件课程的重要性, 激发学生对计算机硬件专业课程学习兴趣, 增强学生的动手实践能力。

4 总结

针对医学信息工程专业目前计算机课程教学中存在的突出问题, 必须对课程内容进行整合, 对实践项目进行合理安排, 打破传统的教学模式, 采用多元化的教学方法, 充分调动学生的学习主动性和积极性, 重视学生实践能力的培养, 鼓励学生多参加工程性、实践性项目的设计和研究, 通过一系列措施提高医学信息工程专业学生的硬件设计能力, 提高对社会的适应力。

摘要：本文针对我校医学信息工程专业发展现状, 剖析了计算机硬件课程教学中存在的一些突出问题, 就这些所存在的问题, 联系医学信息工程专业特色, 提出了计算机硬件课程群课程设置以及实践教学的一些建设方案和改革措施。

关键词：医学信息工程专业,计算机硬件课程,建设方案,改革措施

参考文献

[1]丁宝芬, 施诚, 陈亦江, 等.实用医学信息学.南京:东南大学出版社, 2003:8.

[2]J.H.Van Bemmel, M.A.Musen.2002.医学信息学.包含飞, 译.上海:上海科学技术出版社.

[3]施诚, 王海舜, 叶辉, 等.医院信息系统教程.北京:中国中医药出版社, 2007:8.

计算机硬件专业课程 篇10

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。

摘要：对目前计算机硬件实验课程教学的现状展开分析与研究,针对所存在的问题,从如何建立科学合理的实验体系、实验平台以及考核方式等方面对计算机专业硬件实验教学进行了探索。

关键词：硬件实验,实验体系,计算机专业

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).

[4]贾国芳.高校计算机基础课程体系建设与教学改革探析[J].科技教育创新,2007(7):220-221.