计算机硬件课程
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计算机硬件课程范文第1篇
（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
计算机硬件课程范文第2篇
关键词：互联网+；计算机硬件课程；教学方法
中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2017）07-0045-02
随着中国社会进入“互联网+”时代，在“万众创业，大众创新”的大环境下，IT领域中各项新兴技术层出不穷，例如应用于各领域的智能电子设备、可穿戴设备、人工智能等。这些新兴技术又都与计算机硬件紧密联系，于是社会对当前的计算机硬件类专业人才的培养提出了新要求。以人工智能为例，国家发改委、科技部等几部门联合的《“互联网+”人工智能三年行动实施方案》中明确提出，“培养发展人工智能新兴产业”、“推进重点领域智能产品创新”和“提升终端产品智能化水平”等三点目标，同时强调方案实施的关键是大量的“互联网+人工智能”专业人才。由此可见，时代的发展方向正要求对计算机硬件课程进行调整，势必会引领计算机的软硬件课程的协同发展，开展新一轮的计算机教学内容的整合和教学方法的改革。
一、计算机硬件类课程现状
（一）计算机硬件课程设置现状
从计算机专业本科生的培养计划可见，软件类课程仍占据主导地位，而硬件类课程则相对较少。笔者以南京邮电大学信息类各专业的培养计划为例，将与计算机硬件相关的课程整理在表1当中。根据各专业的培养计划的具体要求不同，课程会放在不同学期进行授课。
表1 计算机硬件类课程的设置
（二）计算机专业现有培养模式的特点
通过长期对计算机专业本科生在教学以及毕业设计过程中的表现的调查和研究[1-3]，笔者发现“欺软怕硬”的现象很普遍。所谓“欺软怕硬”，是指学生对软件类课程的学习热情和掌握情况要远远好于硬件类课程。由此形成了学生在毕业设计选题时对软件类题目趋之若鹜，而硬件类题目则无人问津的局面。通过与学生的交流和教学过程中的思考，同时借鉴了相关文献的研究经验[4-5]，笔者认为目前的局面是由现有的培养模式决定的，其特点可以总结如下。
1.想法可以快速实现并验证，因此大多数学生更喜欢软件。2.相较于软件类课程，硬件类课程内容显得较枯燥。3.不同的硬件课程采用不同的实验设备，不便于学生贯通式地掌握系统化知识。4.硬件类课程的实验教学与实际开发有较大区别，实验技能往往无法直接用于实际项目开发。5.教学实验设备无法为教师的科研项目提供支撑，教师将科研与教学实验相结合的热情不高。6.实验室人员需要花费大量时间维护各种硬件实验设备。
二、“互联网+”时代计算机硬件课程面临的挑战
“互联网+”是将互联网作为当前信息化发展的核心特征，提取出来，并与工业、商业、金融业等服务业全面融合。其核心是创新，只有创新才能让这个“+”真正有价值、有意义。在分析了目前市场上的各种“互联网+智能硬件”后，笔者认为对计算机硬件课程发展的挑战主要体现在以下几点。
（一）个体化向网络化的转变
目前的计算机硬件课程基本都是面向个体化设备的，无论是“计算机体系结构”课程中侧重对计算机系统的性能评价，还是“计算机组成原理”课程中着重于运算器、控制器、存储器、指令系统各部分的设计和组成，抑或是“微型计算机原理与接口技术”课程中关注的CPU工作原理和常用外设与主机的连接方法等，无一例外是在单一设备上进行。而“互联网+”所倚重的物联网、云技术和大数据等技术则需要网络化设备进行分布式的协同工作。这是传统的计算机硬件课程在教学和实验环节中比较欠缺的。
（二）功能化向智能化的转变
学习了计算机硬件课程后，学生大多能熟悉和了解对于实现特定功能的硬件系统的开发流程。但是目前的“互联网+智能硬件”已经不仅仅局限于实现某个或某几个简单的功能，而是更多地强调可以进行“随机应变”的智能化属性，这就要求学生不仅要学好硬件类课程，还需要对人工智能、机器学习、云计算等相关领域的知识有广泛的涉猎。
（三）低成本至高性价比的转变
在以往的硬件_发中，特别是在对价格较敏感的某些应用领域，开发者往往更重视对硬件成本的控制。随着微电子技术的快速发展，各芯片及相关的外设和传感器的价格不断降低，如今人们对成本的要求已经不像以往那么严苛了，人们往往更注重性能或者说是性价比的提升。目前的硬件课程中介绍的芯片大都是很久以前的产品，如何使课程与时俱进是课程改革中需要关注的问题。
三、计算机硬件课程教学方法改革的策略
计算机硬件课程范文第3篇
关键词：计算机教学；硬件组装；常见故障；判别
1 计算机组装过程
作为计算机硬件组装课程，首先要学生确计算机的各个组成部件及功能，熟悉计算机的组装过程，一套完整的计算机系统主要包括了硬件系统及软件系统。计算机硬件系统包括了所有看的见，摸的着的东西，具体包括了主机和外部设备。主机箱内主要有主板、CPU和风扇、内存条、硬盘驱动器及硬盘、软盘驱动器、光盘驱动器、电源等。外部设备主要包括显示器、打印机、扫描仪、音箱等。作为组装与维修课程，首先要学生明确各个硬件的基本功能及作用，目前的计算机安装起来非常简单，组装多媒体计算机的安装步骤大体为：(1)选择机箱与电源；(2)设置主板的跳线；(3)安装CPU和CPU散热风扇；(4)安装内存条；(5)固定主板于机箱底板；(6)连接主板电源线；连接主板和机箱正面面板的开关和指示灯等；(7)安装显示卡；(8)连接显示器；(9)连接键盘和鼠标；(10)安装软盘驱动器、安装硬盘、安装光盘驱动器；(11)安装其他I／O扩展卡；(12)最后检查并开机运行。
学生在通电前要细致的检查一遍，确认无误后，方可按下机箱电源开关，机箱不要盖上，注意通电后有无异常，如冒烟或发出烧焦的异味等，一旦有问题，立即关机检查，留意BIOS自检是否通过，如果BIOS不能自检，则表明是板卡接触不良或板卡有问题如损坏等，BIOS自检通过后，在BIOS程序中正确设置软驱、硬盘等参数，对硬盘进行分区和高级格式化，安装操作系统等。
2计算机的常见故障和一般处理方法
学生在对计算机的部件及功能以及安装熟悉的情况下，在实际工作中会经常遇到计算机出现故障导致不能正常工作，给人们的工作生活带来不便。因此对计算机的正常维护和掌握必要的检测及维修方法是必要的。
2.1硬件故障：(1)接触不良的故障。其中各种接口卡、内存与主板接触不良的现象比较常见，通常只要更换相应的插槽位置或用橡皮擦一擦金手指，就可排除故障。
(2)未正确设置参数。CMOS参数的设置主要有硬盘、软驱、内存的类型，以及口令、机器启动顺序、病毒警告开关等等。由于参数没有设置或没有正确设置，系统都会提示出错。
(3)硬件本身故障。除了本身质量问题外，也可能是负荷太大或其他原因引起，如电源的功率不足或CPU超频使用等，都有可能引起机器的故障。
2.2软件故障：由软件出错或不正常的操作引起的微机故障。(1)软件故障通常是由硬件驱动程序安装不当引起。(2)病毒。对计算机的保养和维护，必须准备工具如干净的DOS启动盘或Windows98启动盘，以及杀毒和磁盘工具软件等，若BIOS感染病毒，只有更换BIOS或向固定在主板上的BIOS中重新写入原来版本的程序。
3 多媒体计算机的故障排除和常用方法
计算机故障处理的一般步骤主要有：
(1)先静后动，先分析考虑问题可能在哪，然后动手操作。(2)先外后内，首先检查计算机外部电源、设备、线路，然后再开机箱。(3)先软后硬，先从软件判断入手，然后再从硬件着手。具体在故障排除过程中，我们通常可以采用清洁法、观察法、拔插法、交换法、比较法、振法、升降温法，各种方法无先后顺序，在实际应用时交叉使用。
(1)清洁法：用毛刷轻轻刷去主板、外设上的灰尘；用橡皮擦擦去插卡或芯片插脚表面的氧化层。(2)观察法：即“看、听、闻、摸”； “看”即统板卡的插头、插座是否斜歪，电阻、电容引脚是否相碰，表面是否烧焦，芯片表面是否开裂，主板上的铜箔是否烧断，是否有异物掉进主板的元器件之间，也可看板上是否有烧焦变色的地方，印刷电路板上的走线是否断裂等。“听”即监听电源风扇、软／硬盘电机或寻道机构、显示器变压器等设备的工作声音是否正常；系统发生短路时常常伴随着异常声响。“闻”即辨闻主机、板卡中是否有烧焦的气味，便于发现故障和确定短路所在地。“摸”即用手按压管座的活动芯片，看芯片是否松动或接触不良；另外，在系统运行时用手触摸或靠近CPU、显示器、硬盘等设备的外壳根据其温度可判断设备运行是否正常，用手触摸一些芯片的表面，如果发烫，则为该芯片损坏。(3)拨插法：关机将插件逐块拨出，每拨出一块板就开机观察机器运行状态，一旦拨出某块后主板运行正常，那么故障原因就是插件板故障或相应I／O总线插槽及负载电路故障。若拨出所有插件板后系统启动仍不正常，则故障可能在主板上。(4)交换法：将同型号插件板，总线方式一致、功能相同的插件或同型号芯片相互交换，根据故障先行现象的变化情况判断故障所在。(5)比较法：运行两台或多台相同或相类似的微机，根据正常微机与故障微机在执行相同操作时的不同表现可初步判断故障产生的部位。(6)振动敲击法：用手指轻轻敲击机箱外壳，有可能解决因接触不良或虚焊造成的故障问题。然后可进一步检查故障点的位置排除。(7)升温降温法：人为升高微机运行环境的温度，可检验微机各部件的耐高情况，及早发事故隐患。
4 常见故障的判别
实际的计算机的应用过程中，涉及计算机硬件察系故障主要包括了主板的故障、硬盘常见故障的处理、内存条故障、光驱软驱等及显示器故障。采取的处理方法往往是上述7种方法的综合判断，甚至使用软件诊断法或采用工具检查法。
4.1主板是计算机系统中重要的部件之一，根据主板故障的现象和原因，主要可以分为以下几类：(1)兼容性故障，主要是由于硬件的板卡存在资源冲突或者是接口标准不匹配造成的，如主板和内存、声卡等的不兼容，从而导致计算机运行不稳定，死机，不能安装系统等；(2)系统设置故障，主要由于主板CMOS或跳线设置不当引起的，如将CPU超频、IDE设备的主从设置不当等；(3)电源故障，由于电源因素引起的，电源功率不够或电压不稳定造成的机器不稳定；(4)接口故障，主要由于各种板卡与主板之间的连接接触不良或接口电路损坏而造成的。
4.2内存是电脑系统中比较敏感的部件，内存导致的故障往往表现在其他部件上，内存容量减少可能由于病毒、设置错误、使用不良软件、内存条接触不良、内存条之间速度不匹配、内存条物理损坏、主板故障等多种原因引起的，安装时松动，不牢固或芯片引脚锈蚀氧化，用橡皮擦擦去内存条引脚的金属针，可以避免接触不良的问题。
4.3 光驱和软驱的故障主要在于灰尘引起的软盘驱动器和光盘驱动器不能读盘或读盘能力下降，由于发光二极管和光敏三极管被灰尘所覆盖，致使软驱经常出现“写保护”错误、“没有准备好”、目录“滞留”现象。
4.4硬盘故障主要有软故障和硬故障之分，首先考虑BIOS设定的错误造成系统不认硬盘，分区表错误引导的启动故障、DOS引导系统引起的启动故障、FAT表引起的读写故障、磁盘零磁道损坏的故障等问题。
除此之外，显示器的故障需要有专门的电路基础，如黑屏故障、图象花屏、白屏死机、图像、字符扭曲，屏幕有竖线、横线或光波等。主要也是因为显示器本身的电容、电阻和电极管老化等原因造成的。
4.5系统死机故障的排除。死机状态下无法用软件或工具对系统进行判断，因而增加了故障排除的难度，但主要也由以下几个方面所造成的：(1)假死机现象，因为电源没有插好早成假死机；(2)病毒感染造成的死机，可以通过杀毒来解决(3)软件安装、配置问题引起死机；(4)使用不当、维护不当引起死机(5)系统设置不当引起死机(6)硬件安装不当引起(7)硬件品质不良引起死机。
本文在给出常见计算机的组装过程后，指出了计算机出现的故障类型以及在实际维修中经常所采取的故障处理方法， 也使技工学校学生对计算机的内部结构有了进一步的了解和掌握必要的维修经验，为今后的使用和就业打下基础。
参考文献：
计算机硬件课程范文第4篇
关键词：地方院校；课程体系；教学改革
中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)27-2020-02
Teaching Reform and Practice of Computer Hardware Courses in Local College
LIANG Yan-lai, LIU Chao
(Dept. of Math & Computer Science, Yulin Normal' College, Yulin 537000，China)
Abstract: By analysis on problems existing in computer hardware courses teaching, a reasonable computer hardware course system was rebuilt, in view of local fact and social demand. Some feasible advice was given on teaching reform and practice of computer hardware courses, from such aspects as teaching contents, teaching means, teaching methods to improve the teaching quality.
Key words: local college; course system; teaching reform
1 引言
随着计算机科学技术的发展，计算机应用领域正在不断向生产生活的各个领域扩展渗透，尤其是各种电子电器产品的智能化发展，使得近年来IT企业对计算机硬件系统设计及开发人员的需求急剧增加。然而目前大多数高校（尤其是地方院校），计算机硬件课程教学相对薄弱，培养的计算机硬件人才无论从数量还是质量上，均无法满足人才市场需求。因此非常有必要对地方院校计算机硬件类课程进行改革与实践，使其既能适应地方实际又能满足社会需求。
2 重视硬件教学
截止到2004年初，我国普通高校总数为1683所，本科学校679 所，505所开设有“计算机科学与技术”专业，是全国专业点数之首[1]；其中，这505个计算机专业中有接近一半是1994年后开办的地方新升本科院校。由于计算机专业建设的数量大、任务重、时间紧，导致专业建设者产生功利思想和短期行为。计算机硬件课程不仅难教难学，而且对于硬件设备和实验条件有较高要求，教学成本远远高于计算机软件课程教学，因此形成了计算机专业建设“重软轻硬”和师生教学“喜软怕硬”的畸形发展现象，这在经济条件和师资力量较差的地方院校中表现尤为突出。
然而计算机是由硬件和软件组成的，缺了任何一样都无法运行。不重视计算机硬件教学与科研的结果之一，就是近年来计算机软件人才相对过剩，硬件人才供不应求。另外一个结果就是，目前我国使用的计算机核心部件“芯片”几乎都是从国外大公司进口的，如联想等公司的产品，用的都是英特尔公司的“奔腾处理器”。核心器件严重依赖国外芯片制造商，这给国家信息安全造成了严重隐患。因此，我国计算机界的权威专家多次强调呼吁加强计算机硬件的科学研究和人才培养。令人欣慰的是，中科院计算技术研究所于2002年研制成功中国第一款CPU芯片“龙芯Ⅰ号” [2]，从而结束了中国人只能用洋人的CPU造计算机的历史。
3 优化教学内容
计算机硬件系列课程教学内容目前存在的突出问题有：软硬件分离，知识不能融会贯通；急功近利，理论基础不扎实；脱离实践，理论不能应用于实际；知识陈旧，远远落后于计算机硬件技术的迅猛发展。因此要从系统性、基础性、应用性和先进性等方面对硬件课程教学内容进行选取和调整，将技术已经落后或者使用较少的内容从课程中删除或压缩，将最新技术发展内容及时补充到课程体系中。
3.1 重视系统性
由于种种原因，计算机专业现有课程体系软硬件各自相对独立，综合性、系统性较差，导致学生学习各科知识后不能融会贯通，没有整机概念。然而技术的进步以及应用的需求迅速推动系统规模变得越来越大，功能实现也越来越复杂。传统的硬件教学和软件教学相分离的教学方法已经成为阻碍学生深入学习计算机的关键因素。打通计算机软硬件理论教学，设计计算机软硬件协同实验，培养学生知识的系统性和能力的综合性成为当务之急。
3.2 重视基础性
著名物理学家、诺贝尔奖获得者李政道先生曾经讲过“只有重视基础研究，才能保持创新能力”，计算机硬件课程中大部分是计算机专业基础课，因为计算机硬件支撑着计算机软件的发展，很难想象一个不懂硬件的人能开发出多么优秀的软件。因此学习硬件课程时尤其要掌握基本理论、基础知识和基本能力。
3.3 重视应用性
计算机硬件课程教学过程中，应结合目前计算机技术发展的新趋势，将课程内容与实际联系起来，使课程的应用性加强，增设应用型计算机硬件技术课程，如《嵌入式系统》、《单片机技术》、《微机控制技术》等。这些应用型课程不仅可以激发学生学习硬件课程的兴趣，而且有利于增强学生就业竞争力。
3.4 注意先进性
目前，32位机已经普遍应用于日常生活和生产活动，64位机也正得到应用和推广，但是很多地方院校计算机硬件类课程仍然以16位机作为其教学模型，32位机少有涉及。这使得教师的教学不能联系实际，学生的学习不能应用于实践。因此，在硬件技术飞速发展的背景下，硬件课程教学要注意课程内容的先进性，不能几年一成不变。
4 重构课程体系
计算机专业的硬件类课程体系涉及课程众多，而且各课程在教学中过分强调每门课程的完整性和独立性，忽视了课程之间内容的衔接和知识的整体优化，教学内容重复，教学效率不高[3]。比如中断系统、存储器系统，计算机组成原理、微机接口技术、汇编语言程序设计、计算机体系结构都有涉及但都不完整，学生在学习过程中既感觉重复，又似懂非懂。根据地方院校物质条件和师资力量，重新构建的硬件课程体系被划分为基础层、核心层和应用层三个层次，并在各个层次上将内容关联较为密切的课程进行有效的整合。
4.1 拓宽基础
计算机硬件课程的基础主要包含数学基础、物理基础和计算机基础。其中，物理基础主要包含《大学物理》、《电路分析》、《模拟电子技术》和《数字电子技术》等课程，这几门课可以以《数字电子技术》为核心进行有效整合；数学基础主要包含《高等数学》、《概率统计》、《离散数学》、《形式逻辑语言》等，其中《形式逻辑语言》可以合并至《离散数学》；计算机基础主要包括《计算机导论》、《C语言》、《操作系统》等。
4.2 确保核心
计算机硬件核心课程应该确立为《计算机组成原理》、《计算机系统结构》、《汇编语言》和《微机原理与接口技术》，由于这几门课程内容重叠较多，相互关联紧密，因此需要整合优化。其中前两门整合为《计算机组成与系统结构》，以计算机组成和系统结构的基本概念和原理为主要内容，重点介绍新型多核计算机系统的CPU、存储器、总线和I/O系统的硬件组成与工作原理，同时介绍并行计算机系统的发展趋势。后两门整合为《微机接口技术与汇编语言》，以Intel 80X86为背景机介绍汇编语言与接口技术的基础知识、原理和使用方法。
4.3 扩展应用
硬件类课程应用主要体现在嵌入式系统开发技术，主要包括单片机、ARM、DSP等技术。目前，嵌入式技术和嵌入式产品已经渗透到工业控制系统、信息家电、通信设备、仪器仪表、军事技术以及人们日常生活的各个领域。由于社会对掌握嵌入式技术人才的大量需求，使得嵌入式软硬件工程师成为最近以及未来几年内最为热门的职业之一。因此，作为地方新技术研究和探索最活跃的群体，地方高校应该接受嵌入式技术带来的挑战，尽快开设嵌入式系统的相关理论与实验课程，另外适当开设《Protel》、《AutoCAD》、《电子设计硬件描述语言》、《微机控制技术》、《Linux》等相关应用课程。
5 丰富教学手段
计算机硬件知识的特点是更新速度快、实践性较强，一些硬件课程不太适合以课堂教学为主的教学模式。改革计算机硬件课程教学方法和教学手段的基本原则应该是：知识的传授应当符合计算机硬件知识的特点，教学方法应当有利于培养学生的创新意识和创新能力。具体可以从以下几个方面进行改革尝试：
5.1 采用现代教育技术
由于硬件课程教学内容往往同时涉及时间和空间概念，具有较强的动态性和抽象性，难教难学。为此，需要充分运用现代多媒体教育技术，依靠教育信息资源和系统的教学方法，对硬件课程中的重点难点内容以多媒体形式进行教学设计，将静态图形变成动态图形，抽象内容变为可视内容，图文声并茂，从而起到良好的教学效果[4]。
5.2 建设硬件学科网站
学科网站的本质是一个基于网络资源的学科研究、协作式学习系统，它通过在网络学习环境中向学习者提供大量的学科学习资源和协作学习交流工具，让学习者自己收集、分析并选择信息资料，应用知识去解决实际问题。它强调通过学习者主体性的探索、研究、协作来求得问题解决，从而让学习者体验和了解科学探索过程，提高学习者获取信息、分析信息、加工信息的实践能力和培养良好的创新意识与信息素养。通过建设硬件学科网站，可以促进信息技术与硬件课程的整合，逐步实现教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生互动方式的变革，充分发挥信息技术的优势，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具。
5.3 问题启发式教学
在课堂教学中通过巧妙设置问题，让学生去查阅资料，自主学习，然后由教师总结并讲解，进行启发教学，可以收到良好的教学效果。例如，对于容易的内容可以设置问答题，布置给学生进行自学；对于重点内容可以设置论述题，布置给学生进行课堂讨论；对于难点内容可以设置针对性的练习题，布置给学生进行课后思考。这种基于问题的启发教学模式，使学习者在问题研讨的过程中增长了知识，提高了问题解决能力，培养了创新意识。
5.4 任务驱动式教学
任务驱动式教学将传授知识为主的传统教学，转变为以解决问题、完成任务为主的多维互动式的教学。在教学过程中，教师根据教学目标与教学内容，设计实践任务，提供设计案例和研究工具，指导学生完成实践任务，形成设计作品，实现边做边学的教学理念。任务驱动式教学方法符合人类认知规律，注重以学生为主体，在培养学生的专业能力的同时，也提高了学生的通用能力。
6 加强实践教学
计算机硬件教育的实践性非常强。多年来，虽然计算机硬件特别是CPU的发展速度从几年一代已经发展到几个月一代，但是由于实验条件的限制，计算机硬件的实验教学却远远落后于计算机技术的发展。目前计算机硬件教学中实践教学的时间过少，而且验证性实验占绝大多数，造成学生硬件动手能力普遍低下，其创造力无法得到训练[5]。其客观原因是缺乏足够的物质条件，尤其是许多地方院校硬件实验设施匮乏陈旧，甚至不能应付基本的验证实验，更谈不上开展综合性、设计性实验以及自主性创新实验；而其主观原因是实践能力在考试评价体系中所占比例过小，实验指导教师的工作积极性不高，指导能力也有限。因此，要加强计算机硬件实验教学，就必须在思想上重视，并从实验室建设、实验师资培养以及实践能力考核等方面采取有力措施予以保证。
7 结束语
本文针对地方院校的实际情况以及硬件课程教学中出现的典型问题，构建了分层次的硬件课程教学体系，并在各层次上整合优化了课程内容，通过丰富教学手段和加强实践教学等方面的有力措施，对地方院校计算机硬件类课程教学进行了改革与实践，取得了良好的效果。
参考文献：
[1] 教育部高等学校计算机科学与技术专业教学指导分委员会．中国计算机本科专业发展战略研究报告[J]. 中国大学教学, 2005, (5):7-10.
[2] 唐志敏. 龙芯1号通用CPU芯片的研制[J]. 中国科学院院刊, 2002,(6):437-439.
[3] 宋人杰,周欣欣,牛斗. 计算机专业硬件系列课程教学改革探讨[J]. 东北电力大学学报. 2007, 27(5): 30-33.
计算机硬件课程范文第5篇
关键词：硬件课程；实验教学；教学体系
中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）02-0109-02
Abstract： Through the analysis of the difficulties the hardware experiment teaching is facing， this paper puts forward several measures. Therefore， a hardware experimental teaching system with system and completeness is established； a good teacher team of hardware courses is built； and the enthusiasm of the students is mobilized.
Key words： hardware course；experimental teaching；teaching system
1 引言
现代社会中，各种各样的电子产品，如手机、电脑、电视机、洗衣机、微波炉，甚至是最容易被人们忽略的电灯，都在人类的生活中占据了不可或缺的位置。因此，对硬件分析设计方面的要求也随之增多，高校中与硬件知识相关的课程日益突显出了其重要性。然而很多学校相关专业，例如计算机专业的培养方案依然是以软件理论的学习和应用为主，硬件知识的学习和应用仍旧处于次要的地位，学生在硬件方面的动手能力和实践能力尤为不足[1]。
因此，怎样建立科学合理的硬件课程教学体系就成为了亟待解决的问题。
2 硬件课程实验教学面临的困境
2.1 硬件课程重视度不高
现在许多高校计算机专业的教学依然以软件理论和应用为主，软件类课程学习起来较为容易，通过上机实验也能够很快看到学习的成果，学生持续学习的积极性较强[2]。与之相反，硬件类课程的内容大多较为枯燥，学生学习起来较为吃力，而且实验效果也不那么尽如人意。因此，学生的学习积极性普遍不高。
2.2 实验仪器陈旧
很多高校里的硬件实验设备更新换代较慢，加上仪器自身不同程度的损坏，很多硬件实验的效果并不理想。学生更会觉得晦涩难懂，没有成就感。而且，很多硬件课程不能跟上硬件知识发展的脚步，例如“计算机组成原理和汇编语言”课程的内容依然围绕者80x86系列CPU为主要模型进行教学，和CPU的高速发展脱节，不能适应实际需求[3]。
2.3 实验教材很少
目前，关于硬件类课程的实验教材不多，适应每个学校自身情况的教材更是一书难求[4]。
因此，每个高校都应该从自身的人才培养方案入手，建立起科学合理的硬件类课程的实践教学体系。
3 建立科学合理的实践教学体系
在充分调研和论证的基础上，结合我校2013版人才培养方案的修订，对硬件类课程的课程体系进行了调整，从而构建出具有系统性和完备性的硬件实验课程体系。该课程体系由硬件系列课程、与该课程配套的实践课程、以及部分课程的课程设计三部分组成。从第二学期到第七学期整整三个学年里都有相应的硬件类实践课程安排。硬件系列课程包括“电路基础”、“电子技术基础”、“计算机组成原理和汇编语言”、“单片机原理及应用”、“嵌入式系统及应用”等课程。与这些课程配套实践课程包括“电子技术基础实践”、“计算机组成原理实践”、“汇编语言实践”、“单片机原理及应用实践”、“嵌入式系统及应用实践”。从而保证了每门主要的硬件课程都有与之相应的实践课程。在此之上，还开设了“电子技术课程设计”和“单片机原理及应用课程设计”。通过课程设计，学生必须在两、三周内独立完成一个小型应用电路的分析、设计和实现。通过课程设计，不仅可以实现对该门课程所学知识的综合应用，还可以增加学生的学习成就感，从而对课程的后续学习产生浓厚的兴趣。在课程安排的同时注意先导课程和后续课程之间的顺序和衔接，从易到难，逐步提高，从而达到逐渐强化学生的动手实践能力的目的[5]。
4 精心设计实验内容，提高学生学习兴趣
结合我校应用型人才培养目标的要求，和地方企业行业对计算机类专业学生硬件技能的要求，修订相关课程实验教学大纲和实验指导书，形成一系列的前后内容具有承接性的硬件课程实验报告。为了使学生提高对硬件设计的兴趣，在“电子技术基础”的实践课程中，针对编码器和译码器的应用问题，引入采用优先编码器作为主要器件的8人抢答器，以及以译码器作为主要器件的三人表决器的设计。同时指出依据优先编码器设计出的抢答器存在那些弊端，从而留出思考和改进的余地。通过有趣的案例，增加学生对学习硬件课程的兴趣。而遗留的电路缺陷可以在后续“单片机原理及应用”的实践课程中进行改进。也体现了先导和后续实践课程之间的联系和知识量的增加。
5 建设教师队伍，加强团队合作
硬件课程讲授起来本就有些枯燥，因此好的授课教师才能够引起学生对这门课的兴趣，吸引学生想去更深入的了解硬件知识。而要想成为好的硬件课程授课教师，一是需要有丰富的教学经验；二是讲授硬件体系课程的教师最好能够将本专业的所有硬件课程都讲授一遍，从最底层的硬件基础课程到最高层的应用型课程。全部讲授一遍的目的不仅仅是教师自身知识的融会贯通，而且可以在讲授中发现课程之间承上启下的关系，明确前置课程和后续课程之间的联系，讲课中就会有针对性的强调和后续课程有关联的知识点，为后续课程的进行打好基础；三是推广集体备课，通过集体备课教师之间可以交流讲课的心得，经验，进度。对课程中的难点重点内容的讲授方法进行经验交流，从而达到取长补短，共同进步的目的。
6 革新教学理念，调动学生学习积极性
在传统的教育理念中，教师是授课的主体，学生习惯依赖教师的讲授和指导，而不去自己积极主动的思考问题和解决问题[6]。这样培养的学生必然缺乏创新意识和创新能力，是难以适应科学技术发展要求的。因此在授课过程中要尽量引入案例教学，以案例为驱动引发学生学习的兴趣，激发学生积极主动学习知识的热情。同时要注意先导课程和后续课程之间的联系，尤其是后续课程中要用到的先导课程中的知识一定要点出来，并且从纵向的角度将这个知识点讲的透彻一些。
7 引入网络资源，拓展课堂
近几年来，MOOC作为一种新兴的网络学习渠道，为学生在课后进行课堂内容的学习提供可非常便捷的平台。只要能够接入互联网，每个学生都能可以在任何地方通过计算机免费聆听全世界各个名牌大学优秀教师的授课。因此，教师在上课的过程中，可以推荐几个和本门课程相关的MOOC资源，并可以在课件休息的时间里播放一些相关的MOOC视频，提高学生对MOOC这种新兴资源的兴趣，同时鼓励学生在课后登录相关网站进行自主学习。而又因为MOOC具有较高的开放性，任何人都可以免费注册学习，也就难免具有较高的辍学率，学习者必须要有较高的自律能力才能坚持学完整个课程。针对这一缺陷，教师能够起到一定的引导和督促作用，可以经常在课堂教学中例举MOOC课程中有趣的内容或者案例，维持学生持续学习MOOC课程的热情。
通过以上措施，科学合理的硬件实践教学体系建立了起来，硬件类课程教师队伍的整体水平得到了提升，学生学习硬件类实验课程的积极性也被调动了起来。有更多的学生愿意在课余的时间多学习硬件课程的相关知识，完成一些实用有趣的硬件电路设计和实现了。这也就达到了硬件课程实验教学改革的最终目的。
参考文献：
[1]鲁荣波，李宗寿，贺宏遵，等. 加快计算机硬件课程群实践教学体系改革，提高学生实践和创新能力[J]. 当代教育论坛（综合研究），2011（2）：109-111.
[2]叶继华，王春兰，甘登文，等. 建构适应社会需要的计算机硬件课程教学体系[J]. 江西电力职业技术学院学报，2007（2）：54-55.
[3]刘新平，郑秋梅，孙士明，等. 计算机硬件课程群实验体系的改革与完善[J]. 计算机教育，2008，12：117-119.
[4]邹t，徐雨明，魏书堤，等. 计算机硬件课程新型实验教学体系改革初探[J]. 电脑知识与技术，2010（11）：2694-2695.
