认识计算机的硬件教案
认识计算机的硬件教案范文第1篇
【关键词】计算思维；计算机硬件；课程；教学；一体化改革
【中图分类号】G624 【文献标识码】A
【论文编号】1671-7384（2014）01-0082-04
仅从字面上看，计算思维似乎并不是一个陌生的名词，但是计算思维一直被局限于人工智能领域，直到2006年美国学者周以真发表了“计算思维”一文，才将计算思维提升到一个新的高度。自此国内外学者开始试图将计算思维融入教育、产品与系统开发中，计算机学界也开始研究如何在计算机课程教学中融入“计算思维”，要以计算思维改变计算机教学现状。查阅文献不难发现，目前以计算思维为主导的教学研究内容，最多的还是在计算机基础教育和软件课程教学方面。究其原因，不外乎大学计算机基础教育陷入困境，希望尽快找到前景光明之路；计算机软件教学本身就含有较多的算法内容，课程和计算关系更为密切。若将计算思维作为学科思维模式进行培养，则应将其贯穿于学科教育的全过程，作为计算机专业基础课的“数字电路”、“计算机组成原理”等当然也不能例外。本文是对计算机硬件教学应用计算思维的探索，希望能将计算思维体现在所有计算机课程中，形成计算思维帮助计算机专业教学的完整过程链。
计算思维的内涵解读
在2010年11月，陈国良院士第一次正式提出，将计算思维能力培养作为计算机基础课程教学改革切入点的倡议。2012年11月，教育部把与计算思维有关的课程改革课题纳入教育部研究项目。可以说，目前计算思维在计算机课程改革中的作用、地位、影响等仍处于起步和探索阶段，如何将计算思维有机融入计算机专业教学，更有待于深入研究。
有人简单地将计算思维说成是计算机、软件和计算相关学科中科学家和工程技术人员的思维模式；有人将其提高为运用计算科学的基础概念进行问题求解、系统设计、人类行为理解等涵盖计算机科学的一系列思维活动；也有人将计算思维看作是理论思维、实验思维之外的第三大思维。在美国学界，较为统一的“计算思维”定义是：“计算思维是一种能够把问题及其解决方案表述成为可以有效地进行信息处理形式的思维过程”。
从以上种种说法中我们至少可以解读出计算思维有以下几层含义。
（1）它是一种思考问题的方法，是利用计算科学的概念思考解决问题的方法，计算思想贯穿始终。
（2）它是一种解决问题的手段。是按算法形成解决问题的方案，计算思维对解决问题起至关重要的作用。
（3）它是提升理工类学生创新能力的有效途径。通过这种抽象、严谨的思维训练，能够形成符合现代科技工程领域工作需要的思维模式，有效提高研究和创新能力。
计算思维究竟是否需要在所有的计算机学科推行，关键是要解决两个方面的问题。一是计算思维是否适应教学内容的要求，或是教学内容能否设计成适应计算思维的教学模块；二是将计算思维融入教学是否能够提高教学质量，是否有利于培养学生的创新能力。
计算思维对计算机硬件学科的影响
正是因为计算思维以设计和构造为特征，所以势必影响计算机所有学科。计算思维对计算机硬件学科产生影响的主要原因有以下三方面。
一是计算机硬件是完成计算的基础，所有以计算思维形成的利用计算机解决实际问题的算法，都要借助硬件平台最终实现，若能从开始专业学习阶段就以计算思维理解硬件平台，一定能够更好地理解利用硬件平台解决应用问题的实际算法。
二是计算机硬件课程是专业基础课，若在专业基础课上没有形成计算思维的基本工作模式，势必造成思维过程连续性断裂。既没有形成硬件课程学习的计算思维，不利于后续专业课学习，也没有形成计算思维的训练连续性，不利于计算思维能力的培养。
三是计算思维与产品开发和系统设计密切关联，而计算机硬件课程就是电子产品开发和电子系统设计的基础，因此计算思维必将成为统领计算机硬件课程体系的核心。
因此，尽快将计算思维引入计算机硬件教学环境，是解决计算机人才培养的迫切要求，也是系统解决计算思维帮助计算机学科建设的必然趋势。应该注意的是：将计算思维作为培养专业能力的目标引入计算机硬件教学，不应该是简单的教学设计改革，而应是贯穿教学全过程、全方位的一体化改革，是内容全面、过程连续、手段完善的计算机硬件教学整体解决方案。
基于计算思维开发适合学科特点的教学设计
如何将计算思维有机融入计算机硬件类课程，应该是首先需要解决的问题。以计算思维进行计算机硬件类课程的教学设计，就是运用计算思维进行问题求解或系统设计的过程。是从提出问题开始，以分析问题、找出可能解决问题的方案为第一学习过程。以完善解决方案、解决实际问题为深入学习过程。最后要在解决问题的基础上拔高，争取做到一题多解、一解多题，寻找突破问题难点的思路和解决问题的创新技术方法。因此，以“提出问题分析问题解决问题”的过程进行教学设计完全符合已有的硬件课程的教学过程。在完成解决问题的基础上深入拓展，笔者在以前的教学中也多有尝试，但是没有那么完整和系统。
以计算思维进行教学设计首先要把完整的教学内容拆分成适合课堂教学的任务，由此引出教学改革的第一个难点——教学任务和课堂教学的适应性问题。若实际教学内容能够拆成满足课堂教学时长的任务，一切好说。但一般情况下，一个完整的学习问题求解过程是“提出问题分析问题解决问题问题延伸”。若要认真完成这样一个过程，两个学时似乎很难达到目的，所以基于计算思维的教学改革不只是教师的问题，需要教学管理部门理解和密切配合。只有教学管理层理解课程内容与教学时长的关系，支持配合计算机硬件教学改革，教师才有更多的教学设计自。
（1）任务拆分。将完整的教学内容拆分成有机衔接的若干个任务是教学设计的第一步，拆分任务需要考虑完成全部内容的教学时长。
（2）提出问题。具体教学设计的第一个任务就是针对每个学习任务准确刻画出提出问题的方法和内容，可以是“做一个举重裁决电子表决器”的直接任务式，可以是“增加内存芯片时片间线路如何连接”的疑问引导式，还可以展示电子产品实物下达具体任务。不论以何种方式提出问题，关键是能够正确表述问题的实质，便于学生后续分析、分解任务并导出解决问题的思路。
（3）分析问题。面对具体的任务需要找出解决问题的方法和思路，如何引导或便于学生自己找到解决问题的思路或解决方案，是教学改革的第二个难点。教师放和收的尺度不好把握，收放失当会影响教学形式和教学效果，建议教师在教学设计中考虑课程前期多收少放，后期少收多放。
（4）解决问题。解决问题是训练计算思维的关键，以前期形成解决问题的思路为基础，系统解决遇到的问题不是教学中的麻烦问题，形成解决问题的逻辑思想、养成逻辑思维的习惯才是关键。按照问题解决方案去做总会有两种结果，顺利完成和不能完成，发现问题、解决问题是必然的循环过程，善于发现问题、解决问题是整个过程的核心。
（5）问题延伸。最能锻炼学生创新能力的课程内容是最后学习环节的解决问题方法延伸，这也是教学改革的第三个难点，此时会面临许多要破解的难题。如：拆分出来的教学任务有没有延伸的余地、学生有没有延伸学习的能力、学生需要借助哪些知识或工具延伸学习、需要多少时间完成延伸学习、是否所有学生都能完成任务等。
掌握基于计算思维的课堂教学方法
既然将计算思维作为思维训练的重要内容，教学方法、过程和内容就应区别于过去传统的教法，因此，我们认为适用的教学方法是任务引领、案例教学法。教师要从过去的单一讲授的课堂主导者，转变成教会学生完成基本任务，引导学生自主延伸学习任务的辅导者。教师需要提出具体任务，然后帮助学生分析、完成任务。同时，教师要在师生、生生充分讨论后，总结、概括地提出合理的完成任务的思路和解决问题的方法，简单讲解完成基本任务的知识和方法，引导学生自主完成学习任务、用多种方法或思路完成任务。学生需要理解任务，分析、确定完成任务的方法和思路，掌握完成任务的必备知识和技能，自己动手尝试完成任务和以多种方法完成任务。
（1）课堂角色任务转换。教学双方的角色任务转变是教学改革的第四个难点，只有双方都能适应角色任务转变，才能顺利开展课堂教学工作。教师从主导到引导的转变使教学难度增加，教师面对的不是一个整齐划一的课堂，而是进度、方法、内容不一的多个个体，这对教师的掌控能力有更高的要求。学生从被动接受知识到主动完成任务的转变使学习难度增大，认真听讲成为对学习最基本的要求，不但要听得懂还要做得出，更要学会以多种方法和思路完成学习任务，这对学生的学习主动性、思维能力、动手能力都提出了更高的要求。
（2）教学环境的要求。满足教学要求的环境是教学改革的第五个难点，学生自主完成学习任务的教学环境的要求更高。对于计算机硬件教学来说，不只需要实验场地、实验设备，还要大量的实验材料，教学成本与传统教学不能同日而语，学校的教育成本投入必然加大。
（3）教学过程中的关键点。教师提出恰当的教学任务是第一要务，任务过难、过易、偏离学习主题，都很难正常进行后续教学。分析任务提出解决方案的过程实际已经简单圈定了基本的知识范围，教师在帮助学生分析任务时进行必要的知识讲解和铺垫，使学生具有初步的分析和解决问题的能力。在学生自主完成任务的过程中要随时注意可能出现的问题，辅导学生完成基本学习任务。整个教学活动的前期，教师应给学生提供一些拓展的资料，帮助学生了解拓展的基本思路，随着拓展学习能力的不断增强，教师可以完全下放自，由学生自己创造性地进行任务拓展。对于有创新特色的成果，教师要及时总结、褒奖，达到相互借鉴、共同学习、共同提高的目的。
开发基于计算思维课堂模式的教材
作为辅助教学的教材，首先应该有适应计算思维课堂教学的模式，其次是有满足计算思维学习的内容，这两个条件限制必然使教材的结构形式和内容有别于传统教材。教材形式如何改变，改变后的结构形式和内容能否被师生接受是教学改革的第六个难点。
（1）教材结构形式。教材结构与教学相适应是对结构形式的基本要求，因此教材不能再拘泥于传统的章节形式，而应该以适应教学的任务为独立单元，以完成任务的知识、技能为连续过程，以具体案例任务为目标，以知识、技能拓展为结束的一个完整体系。以下是以任务为教学单元的典型教材结构形式：
> 任务
> 任务解决方案
> 任务知识
> 任务工作提示
> 任务拓展基础
其先后次序可以根据需要调整，如明确任务以后，带着任务学知识，具备一定的基础知识再去分析任务、提出解决方案；也可以先提出任务的解决方案，根据工作思路学习所用知识，具备基本知识和技能后再动手解决问题。
（2）教材内容。教材内容与结构形式相适应也是对教材的基本要求。由于基于计算思维是在传统“逻辑教、逻辑学”基础上的延伸，并不能改变知识间的逻辑结构，提出符合知识技能逻辑关系的任务也是关乎改革成败的关键。第一，任务不能改变知识链的逻辑关系，要适应“逻辑教、逻辑学”的逻辑思维训练本质。第二，要达到学做合一，实现“逻辑做”的动手训练。第三，局部知识完整，能满足拓展创新的“逻辑”需要。
教材的重要作用是辅助学习，给出完整解决问题的具体工作过程提示，是帮助学生动手解决问题的基础，也是帮助学生形成解决问题思路的要求。学生按教材要求动手完成任务，只是计算思维训练的初级阶段，学生自己提出同一问题新的解决方案或找出同一方案可以解决的不同问题，才是教学要达到的最终目的。所以教材任务的最后部分应该是帮助任务拓展的提示性信息，可以是专业的参考文献和网站信息，可以是具体的实用性产品说明，也可以是同类任务的列表。
计算思维融入计算机硬件教学是必然趋势，计算思维也必将改变计算机硬件教学涉及的所有内容。因此，研究在计算思维背景下的计算机硬件教学改革有重要的现实意义。简单认为改变教学方法即可以实现计算思维训练的想法不现实也不可行，只有从管理、方法、手段、内容等进行全方位的一体化改革，才能够在教学中贯彻计算思维的训练思想，真正培养具有计算思维基础、具有创新能力的有用人才。
参考文献
[1]Jeannette putational Thinking[J] .Communications of ACM，2006，49（3）：33-35.
[2]李晓明，蒋宗礼，王志英等.积极研究和推进计算思维能力的培养[J].计算机教育，2012（5）：1.
[3]战德臣，聂兰顺.计算思维与大学计算机课程改革的基本思路[J].中国大学教学，2013（2）.
认识计算机的硬件教案范文第2篇
【作者单位】：定兴县职业技术教育中心
【关键词】： 中职计算机专业计算机技术教学
农村学校的职业教育有着他的特殊性，学生的生源素质很低，大部分都是中考二三百分的水平，这样以来给我们的教学带来了很大困难。《计算机组装与维护》作为中职计算机专业学生的必修课，这是一门很专业的课程，对于没有任何基础的中职一年级的学生学起来会有很大困难，它具有很强的操作性、实践性和实用性。学生通过这门课的学习，可以具有计算机的组装、维护和维修的基本技能。因此，如何开展好《计算机组装与维修》这门课，如何提高学生的学习热情，俨然成为中职教师所要面对的问题，由此可见，探讨中职计算机组装与维护教学方法意义重大。
一、《计算机组装与维护》教学方法的现状分析
（一）案例教学法。
案例教学法通常包括两种方式：
一是教师事先收集一些典型、精炼、具有代表性的案例，结合具体篇章的基础理论，诱导启发学生对案例进行分析、讨论，总结出自己的看法、观点；
二是结合课程进度，教师提前将案例类型布置给学生，然后让学生收集、分析、讨论案例。
（二）模拟教学法。
模拟教学法是指在讲授过基础理论以后，为进一步加深对理论的理解，组织学生对某一现实行为的模仿。模拟教学通常包括创意、设计、组织实施和考评几个步骤。其中创意是指在理论学习到一定阶段后，教师激发学生进一步进行思考，并创建模拟的方案；设计是指在教师指导下，对可行的方案由学生自我展开，具体方案内容应当尽量与实际一致，角色分工、实施步骤、考评标准等应当具体可行，也可以分组竞标、集体讨论并在实施中不断完善；组织实施是指严格按照设计方案的要求，明确分工，确保模拟活动的顺利进行；考评是指按照设计要求，对参加模拟的所有角色的业绩和表现加以评估，同时学生对模拟活动的体会、对所学理论的进一步理解以及建议等，也要作认真总结，教师在整个模拟活动中严密监控，把握方向，并对阶段性活动及时加以评价，确保达到预期目的。
（三）项目教学法。
项目教学法是通过实施一个完整的项目而进行的教学活动，其目的是在课堂教学中把理论与实践教学有机地结合起来，充分发掘学生的创造潜能，提高学生解决实际问题的综合能力。项目教学法是实践教学的最高级形式，多见于学生的实践动手阶段。作为教师的任务就是采取由浅入深、由简单到复杂和因人而异的方法，及时给予指导。
二、《计算机组装与维护》实践教学的实际运用
（一）案例教学法在计算机常见故障分析及排除教学中的运用。
计算机常见故障的分析及排除，是在学生们在掌握了一定的计算机硬件的基础理论及软硬件安装熟练后要求学生掌握的技术。由于导致计算机出现故障的各种原因很多，不确定性较强，因此首先要让学生了解引起软硬件故障的常见因素，实训中通过先介绍、分析典型的案例，并利用多媒体技术，激发学生的学习兴趣，因此在教学过程中教师一定要采用各种有效的教学方式充分激发起学生对所学知识的兴趣，从而提高课堂教学质量。同时，现代多媒体技术的迅猛发展，并在课堂教学中显现出其巨大的功效，借助多媒体技术能够将语言、图像以及视听技术融为一体，扩展学生的知识面，带给学生更加的直观和形象知识体系。此外，还能够实现对学生积极性和主动性的激发，能实现对学生注意力充分吸引的目的，从而有利于提升教学效果。而后在实验室中模拟一些典型的常见开关机故障、硬件故障及软件的维护等，要求学生以小组的形式自己进行排除，从而锻炼学生的自我分析问题、判断问题及解决问题的能力。在计算机常见故障的分析及排除教学中采用案例教学法的主要原因是，由于计算机的故障种类太多，想在课堂有限的时间内把所有的计算机软硬件故障都介绍清楚是不现实的，所以如何能使学生自己独立的去分析、判断故障出现的原因最为关键。先介绍软硬件故障可能出现的原因，在利用案例教学法，通过讲解典型故障的分析及排除后在设计典型故障让学生自己动手来做，这时已经有了以上详细的分析，学生只要按照这些方法一步一步的进行排除，加上老师积极的启发和引导，就能使学生综合的运用所学的知识积极的独立思考，大胆地探索。
（二）模拟教学法在计算机硬件理论学习教学中的运用。
计算机中各硬件的理论学习，主要让学生在了解计算机各硬件的名称外，了解各硬件的性能指标及基本工作原理。在学习完成后学生除了要掌握基本的理论知识外，还要有很强的实践能力，要能了解当前的硬件市场动态，结合学到的硬件知识配置出目前市场主流的计算机。
（三）项目教学法在计算机软硬件的安装及调试教学中的运用。
计算机软硬件的安装及调试是这门课程学生真正动手实践的开始，这部分内容首先要让学生能独立的安装好计算机的硬件系统，而后在安装系统软件和各种应用软件，并对整个系统进行调试。这部分内容主要以动手为主，学生们在学习起来积极性也比较高，但由于是初学者在动手安装过程中很容易造成硬件的损坏。所以在本章的教学中可采用项目教学法，把一个完整的安装分成各个小项，让学生一项一项的完成，最后能够自己独立完成整个安装过程。
三、结束语
《计算机组装与维护》这门课的教学在上边我也讨论了不少，还要根据本地本班学生的具体情况实行因材施教，才能达到最好的效果。组装和维护是动手性特别强的一门课程，无论在课堂还是课下要让学生多动手多练习，俗话说：“熟能生巧”，只有在不断的拆装中才能体会那些知识点，并且在动手过程中发现不会的知识点再回头去查，这也是一个不断进步的过程和学习的过程。只有这样才能真正掌握这门课的精髓。维修更是一个经验积累的过程，经验怎么来，就要在平时的每次动手中总结和获得，所以这门课最终要归于在牢固的基础知识基础上多动手勤动手，才能成为这门课的高手。从而让《计算机组装与维护》这门“专业课”在中职学校开花结果，涌现出更多计算机专业人才，为祖国的的现代制造业贡献我们职教人的一份力。
认识计算机的硬件教案范文第3篇
【关键词】： 中职计算机专业计算机技术教学
农村学校的职业教育有着他的特殊性，学生的生源素质很低，大部分都是中考二三百分的水平，这样以来给我们的教学带来了很大困难。《计算机组装与维护》作为中职计算机专业学生的必修课，这是一门很专业的课程，对于没有任何基础的中职一年级的学生学起来会有很大困难，它具有很强的操作性、实践性和实用性。学生通过这门课的学习，可以具有计算机的组装、维护和维修的基本技能。因此，如何开展好《计算机组装与维修》这门课，如何提高学生的学习热情，俨然成为中职教师所要面对的问题，由此可见，探讨中职计算机组装与维护教学方法意义重大。
一、《计算机组装与维护》教学方法的现状分析
（一）案例教学法。
案例教学法通常包括两种方式：
一是教师事先收集一些典型、精炼、具有代表性的案例，结合具体篇章的基础理论，诱导启发学生对案例进行分析、讨论，总结出自己的看法、观点；
二是结合课程进度，教师提前将案例类型布置给学生，然后让学生收集、分析、讨论案例。
（二）模拟教学法。
模拟教学法是指在讲授过基础理论以后，为进一步加深对理论的理解，组织学生对某一现实行为的模仿。模拟教学通常包括创意、设计、组织实施和考评几个步骤。其中创意是指在理论学习到一定阶段后，教师激发学生进一步进行思考，并创建模拟的方案；设计是指在教师指导下，对可行的方案由学生自我展开，具体方案内容应当尽量与实际一致，角色分工、实施步骤、考评标准等应当具体可行，也可以分组竞标、集体讨论并在实施中不断完善；组织实施是指严格按照设计方案的要求，明确分工，确保模拟活动的顺利进行；考评是指按照设计要求，对参加模拟的所有角色的业绩和表现加以评估，同时学生对模拟活动的体会、对所学理论的进一步理解以及建议等，也要作认真总结，教师在整个模拟活动中严密监控，把握方向，并对阶段性活动及时加以评价，确保达到预期目的。
（三）项目教学法。
项目教学法是通过实施一个完整的项目而进行的教学活动，其目的是在课堂教学中把理论与实践教学有机地结合起来，充分发掘学生的创造潜能，提高学生解决实际问题的综合能力。项目教学法是实践教学的最高级形式，多见于学生的实践动手阶段。作为教师的任务就是采取由浅入深、由简单到复杂和因人而异的方法，及时给予指导。
二、《计算机组装与维护》实践教学的实际运用
（一）案例教学法在计算机常见故障分析及排除教学中的运用。
计算机常见故障的分析及排除，是在学生们在掌握了一定的计算机硬件的基础理论及软硬件安装熟练后要求学生掌握的技术。由于导致计算机出现故障的各种原因很多，不确定性较强，因此首先要让学生了解引起软硬件故障的常见因素，实训中通过先介绍、分析典型的案例，并利用多媒体技术，激发学生的学习兴趣，因此在教学过程中教师一定要采用各种有效的教学方式充分激发起学生对所学知识的兴趣，从而提高课堂教学质量。同时，现代多媒体技术的迅猛发展，并在课堂教学中显现出其巨大的功效，借助多媒体技术能够将语言、图像以及视听技术融为一体，扩展学生的知识面，带给学生更加的直观和形象知识体系。而后在实验室中模拟一些典型的常见开关机故障、硬件故障及软件的维护等，要求学生以小组的形式自己进行排除，从而锻炼学生的自我分析问题、判断问题及解决问题的能力。
（二）模拟教学法在计算机硬件理论学习教学中的运用。
计算机中各硬件的理论学习，主要让学生在了解计算机各硬件的名称外，了解各硬件的性能指标及基本工作原理。在学习完成后学生除了要掌握基本的理论知识外，还要有很强的实践能力，要能了解当前的硬件市场动态，结合学到的硬件知识配置出目前市场主流的计算机。
（三）项目教学法在计算机软硬件的安装及调试教学中的运用。
计算机软硬件的安装及调试是这门课程学生真正动手实践的开始，这部分内容首先要让学生能独立的安装好计算机的硬件系统，而后在安装系统软件和各种应用软件，并对整个系统进行调试。这部分内容主要以动手为主，学生们在学习起来积极性也比较高，但由于是初学者在动手安装过程中很容易造成硬件的损坏。所以在本章的教学中可采用项目教学法，把一个完整的安装分成各个小项，让学生一项一项的完成，最后能够自己独立完成整个安装过程。
三、结束语
《计算机组装与维护》这门课的教学在上边我也讨论了不少，还要根据本地本班学生的具体情况实行因材施教，才能达到最好的效果。组装和维护是动手性特别强的一门课程，无论在课堂还是课下要让学生多动手多练习，俗话说：“熟能生巧”，只有在不断的拆装中才能体会那些知识点，并且在动手过程中发现不会的知识点再回头去查，这也是一个不断进步的过程和学习的过程。只有这样才能真正掌握这门课的精髓。维修更是一个经验积累的过程，经验怎么来，就要在平时的每次动手中总结和获得，所以这门课最终要归于在牢固的基础知识基础上多动手勤动手，才能成为这门课的高手。从而让《计算机组装与维护》这门“专业课”在中职学校开花结果，涌现出更多计算机专业人才，为祖国的的现代制造业贡献我们职教人的一份力。
认识计算机的硬件教案范文第4篇
摘 要：在研究可供计算机与电子类专业学生随身携带的系列便携式实验教学设备的基础上，探讨一种新型的自主实验教学模式。介绍研发该系列设备的基本设想、便携式EDA实验板的设计以及该模式的理念与内容，在有限的资源下为学生提供充足的实验条件，营造良好的学习与课外科技创新氛围，并有效缓解实验场地、设备等资源不足的矛盾。
关键词：自主实验教学模式；计算机与电子类专业便携式实验设备；案例开发；考核评价体系
作者简介：徐成，男，博导，教授，研究方向为嵌入式系统。
1 研究背景
作为计算机与电子类专业教学体系的重要组成部分，实验教学在整个教学过程中是至关重要、不可缺少的环节[1]，学生综合素质的提高及创新能力的培养更离不开实验教学[2]。近年来，国内外各高校高度重视实验教学，不断增加资金与师资力量的投入，推行实验教学改革，以提高教学质量。国外高校的计算机与电子类专业已实行“开放式”实验教学：实验室的场地、时间及设备全面开放，提供充分的条件，培养学生的个性与素质。而国内各高校的计算机与电子类专业近年也在不同程度上进行了实验教学改革，“开放性”、“设计性”、“综合性”等概念被引入，减少验证性实验，增加设计综合性实验的改革方式已被大家所公认。
当今计算机与电子技术的进步在给各行各业带来方便的同时也促进了实践教学的改革，其中集成电路的飞速发展使得实验设备的便携化与普及化成为可能且形成趋势。而传统的计算机实验教学已不能满足时代的要求，如何进行改革，加强学生的动手能力，成为教师共同探讨的话题[3]。基于上述原因，我们从实验教学设备的研制到实验案例开发，以及教材编写直至实验教学模式进行了全面改革，研究并探索出一种适合计算机与电子类专业的自主实验教学模式。
2 自主实验教学模式理念
自主实验教学模式，是指紧跟新技术自制系列便携式实验设备，并配备给学生人手一台，在此基础上学生可“自主”安排实验的内容、时间、空间，教师则集中管理、答疑和考核。
该模式通过研制供计算机与电子类专业学生可随身携带的系列便携式实验教学设备，实现实验设备的低成本、便携化和普及化，满足学生人手一台，将该专业学生系列硬件实验的传统实验环节延伸到学生宿舍等实验室之外的普通场所，改观了资源短缺的矛盾，为学生提供充足的实验条件，并使各层次学生在课余时间不受地点限制，充分利用实验设备，自主思考，主动参与，营造好的学习与课外科技创新氛围，以获取较好的实验教学效果。该模式以案例开发为驱动，精编涵盖认知型、设计型和综合型实验的指导教材，并以学生为主体，鼓励学生在实验内容上进行自主创新，而不局限于实验教材。该模式以教师为主导，集中管理，建立合理的评价体系，避免传统实验中过分关注实验报告和出勤率而造成学生不注重实验过程的单一考核方式，注重实验过程中学生的自主性、知识运用能力与探索思考能力，并从知识、能力和素质三方面对学生进行全面考核评价。
自主实验教学模式坚持的是以教师为主导，学生为主体，利用可供计算机与电子类专业学生可随身随带的系列便携式实验教学设备，让学生在时间、空间、内容等方面进行自主性实验与学习的教学理念。
3 自主实验教学模式研究内容
自主实验教学模式研究的内容包括研制可供计算机与电子类专业学生随身携带的系列便携式实验教学设备、设定硬件类课程体系、开发案例、编写实验教材、组织管理实验教学活动以及建立科学合理的考核评价体系。
3.1 自制便携式实验设备
目前，计算机与电子类专业实验教学存在一些问题与不足，内容如下。
1) 实验设备成本高，限于资金问题，只能满足多个学生共用一实验平台，并且只能在指定时间到指定实验室进行实验，无法实现开放与自主实验教学。
2) 现有同类教学设备没能很好针对我们计算机专业特定课程的教学需求而设计，系统复杂、冗余功能较多，使入门学生产生畏惧，对硬件学习缺乏信心。
3) 实验平台所用技术相对落后，需要多种附加配件，缺乏便携性，使学生实验的时间、地点和相关环境受到了限制。
基于以上问题，开发设计系列硬件类便携式实验设备，是加快教学改革步伐的关键。在自主实验教学模式的理念下，通过研究相关新技术，我们完成了研制便携式实验设备的方案设计与论证，并对其具体实施及完善。预计自制的系列硬件类实验设备有便携式EDA实验平台、便携式单片机开发板、便携式ARM开发板等，使主要硬件实验设备实现便携化和普及化，为自主实验教学提供硬件环境，推进自主实验教学模式的研究与探索。
目前，我们已研制出便携式EDA实验平台并投入实验教学。该平台可用于数字电路与逻辑设计实验、计算机组成原理实验、数字集成电路设计基础实验、USB串并通信实验、基于IP核的数字系统设计、CPU设计等实验课程。其资源布局和实物图分别如图1和图2所示。该平台集成当前新技术，其下载、通信与供电仅需一条UBS线，保持与时俱进的科技活力，方便笔记本电脑用户随时随地使用；平台小巧轻便，面积比2张银行卡还要小(约为12×8cm2)，便于随身携带；平台操作简单、实用，成本低，可满足学生人手一台的需求，打破了传统EDA实验箱体积大，成本高，需购买配套电源线、下载线及通信转接卡，无法满足学生人手一台的格局，为学生学习数字逻辑、计算机组成原理、集成电路设计等系列硬件类课程提供了充分的实验条件，为实验教学改革增添了新的篇章。
图1 便携式EDA实验平台资源布局图 图2 便携式EDA实验平台实物图
3.2 计算机与电子类专业自主教学模式下的硬件类课程体系设置
目前，国内不同高校计算机与电子类专业硬件实验教学体系及内容各不相同。有的将实验贯穿于理论课程中；有的为主干课程的实验内容单列实验课；还有的是将基础实验与理论课程同步开设，另增设侧重于设计型、综合型、研究与探索型实验内容的综合与创新实验课程[4]。随着教学改革的推进，以“加强基础训练、注重能力培养、强调素质提高、突出创新意识”为基准和原则[5]，从满足社会的需要，培养具备足够动手实践能力的学生出发，我们结合研制的系列硬件类便携式实验平台的技术特点，综合考虑该专业硬件类课程间的衔接等问题，重新构建了“理论教学的‘精讲多练’(基础)实验教学的‘做中学’(提高)创新工程设计训练(综合运用)”这种适合计算机与电子类专业硬件类课程教学的三级实验体系。
理论教学设置了相应的“课程实验”，学生利用仿真软件以及人手一台的针对不同硬件课程的自制便携式实验平台，学习基本专业软件的应用，搭建基本概念模型，达到理解基本概念，促进理论学习的目的。实验课程则在实验教师的指导下，进一步强化训练，系统学习实验技能与技巧，培养学生的综合实验技能。其中“做中学”是指学生充分利用人手一台的便携实验平台，在实践中摸索学习，进而启发创造思维的过程。工程设计训练是利用最新的平台和工具进行实际工程设计训练，注重专业知识的融合，诱导并培养学生的创新意识。
要实现自主实验教学模式这一目标，不仅要实现教育理念的转变，还要将最新的计算机知识带到课程体系中[6]。该专业的硬件类实验内容涉及数字逻辑、计算机组成原理、集成电路设计、单片机、接口技术、嵌入式系统应用等，不同课程配备不同种类的便携式实验平台。其中数字逻辑、计算机组成原理是该专业必修的硬件基础核心课程，设置了相应的课程实验、实验课程以及工程训练，其他硬件类课程则设置相应的课程实验，所有课程学完后有一综合设计训练，可综合运用所有硬件知识。
以上体系设置与内容安排使硬件类课程教学具有鲜明的层次性，实现了基础、提高与创新的教学目标，使实践教学递进化推进，培养的学生能满足社会需求。
3.3 针对自制便携式设备的案例开发
开发高品质的实验案例是实验教学有效开展的基础，一个设计型、综合型和研究型实验案例的开发具备两个要素：可操作性和创新性。基于此，我们在自制便携式实验平台的基础上，结合专业课程的特点，从设计性、综合性实验出发，组织学生参与开发适用于计算机与电子类专业实验教学的案例，激发学生的自主创新能力，引导学生迅速入门并顺利开展实验教学活动。
目前，我们已组织了部分具有创新精神的学生，对正处于试验阶段的便携式EDA实验平台进行案例开发。同时引入案例开发的其他有效途径，如将优秀毕业设计、优秀大学生创新训练项目、学科竞赛作品转化为案例，鼓励优秀学生自选题目，并将其转化为教学案例等。在我院2008-200年上学期的嵌入式系统应用课程中，学生所获全国嵌入式系统竞赛一等奖的作品“互动视窗”、学生的自选课题塔吊遥控器等，作为案例被引入课程教学中，有利于激发学生的学习自主性。
3.4 自主实验教学活动的组织开展
自主实验教学活动的内容包括实验教材的编写、实验过程、实验答疑及实验考核，并可延伸至创新训练项目与学科竞赛等活动。教师组织学生以所开发的实验案例为题材，编写涵盖认知型、设计型和综合型实验的适合计算机与电子类专业的硬件实验教材，以提高实验项目的综合性、应用性和探索性。实验的开展过程中，学生人手一台实验设备，实验内容、时间及空间可由其“自主”安排，实现随时、随地实验，教师则组织集中答疑，及时帮助学生解除疑惑，了解学生的实验自主性与思考问题的过程。学生完成实验后，撰写相应的实验报告，提交并参与实验检查、考核或答问，最后教师通过实验答疑环节中学生的表现、实验报告及考核问答过程，对学生的实验进行综合评价。
在便携式实验设备基础上，我们进行的一系列自主实验教学活动，探讨在案例教学方式下如何引导学生自主创新学习，激发学生的兴趣与潜力，以及在自主开放实验环境下如何引导学生进行创新性项目的开展，培养学生的创新思维与实践能力的新教学理念。同时实现对传统实验教学内容的扩展，即通过自主实验教学来引导部分优秀学生参加创新项目训练及学科竞赛，激发学生的潜能，培养学生解决实际问题的能力，提高综合素质。
3.5 自主实验教学模式下的考核评价体系
考核评价体系是自主实验教学的重要研究部分，前面做得再好，落实不到位，只能让少数学生受益而不能达到预期效果。引导、鼓励能对想学的自觉学生发挥作用，但很多学生仍缺乏主动性，惰性思想较重。而考核应在提高学生的创新能力上发挥积极的导向作用[7]，因此如何落实实验教学各环节，如何监督到位、检查到位是一个重点研究内容，工作开展如下。
1) 在自主实验教学模式下，对学生日常实验活动开展调查，分析在实验教学活动开展过程中学生、教师所扮演的不同角色，组织教师和学生分别对实验教学的各个环节进行讨论，参考计算机与电子类专业的实验教学大纲，探讨在学生自主实验、教师集中管理的新模式下如何制定实验考核评价方案。
2) 通过针对性较强的教学案例的引导和自主实验教学活动的开展，从实验开展、答疑及考核问答等各个实验环节对学生的自主性和将知识运用于实践的能力进行综合评价，避免传统实验以实验报告和出
勤为主的单一考核方式，有利于培养学生解决实际问题的能力。
3) 研制一个人人过关的硬件语言应用的考核系统，为研究并建立自主实验教学模式下的综合考核评价体系增添砝码。
针对自主实验教学模式建立合理的评价体系，注重实验过程中学生是否正确运用基础知识及学生的探索思考能力，我们从知识、能力和素质三个方面对学生的自主实验进行全面的考核评价，尽可能以科学合理的考核评价体系考核学生的自主实验，从而最大化挖掘其潜能。
4 总结与展望
湖南大学信息科学与工程学院计算机与电子类专业实验教学改革与创新取得了佳绩：实验载体“便携式通用数字逻辑设计与EDA综合实验板”申请了国家专利，硬件课程计算机系统组成与系统结构2009年成为国家精品课程；硬件实验室“湖南大学信息技术实验室”2006年获湖南省普通高校实践教学示范实验室建设资格，2009通过合格验收并得到评估专家的一致好评。
实验教学改革尽管有了好的开端，但仍有很大的提升空间。除实验教学外，创新训练、学科竞赛、毕业论文等环节的作用亦不可忽略。该自主实验教学模式将传统实验环节延伸到实验室之外的普通场所，改善了学习条件和氛围，促进了实验教学改革、创新训练及学科竞赛活动的开展，有利于培养学生的创新思维与实践能力，将推广应用于我院的计算机科学与技术、通信工程、电子及人工智能等其他一级学科的专业。
参考文献：
[1] 陈琦. 计算机实验教学改革的思考和探索[J]. 教学研究,2005,28(6):547-548.
[2] 刘广聪,李振坤,陈靖宇. 计算机专业实验教学模式改革探析[J]. 广东工业大学学报:社会科学版,2005,5(2):41-43.
[3] 夏建川,张秀娟,方芸. 计算机实践教学改革探讨[J]. 高教论坛,2009(2):78-80.
[4] 李文军,衣杨,舒忠梅,等. 计算机专业实验教学改革的实践与探索[J]. 实验室研究与探索,2007,26(12):290-294.
[5] 蒋新革,乎西旦. 自动控制课程实验教学改革的研究与实践[J]. 实验技术与管理,2003,20(6):137-139.
[6] 姚玉霞,刘晓彦,随庆茹,等. “计算机组成与体系结构”实践教学改革与探索[J]. 计算机教育,2010(4):142-143.
[7] 李汉萍. 高校计算机基础实验教学改革探讨[J]. 考试周刊,2007(18):83-84.
Research on Self-determination Experiment Teaching Mode in Computer and Electronics Specialty
XU Cheng, LI Renfa, ZENG Juanli, FANG Kaiqing
(Information Science and Engineering Institute, Hunan University, Changsha 410082, China)
认识计算机的硬件教案范文第5篇
首先，传统教学法需要在一个非常重要的条件下才能收到良好的教学效果，这个条件就是学生不知道而教师知道，或者学生知道的少而教师知道的多。现在这种知识上的差距正随着电脑在家庭中的普及逐渐缩小；中小学也开展了信息技术课程教学，可以说很多学生就读中职学校之前就具备了一定的计算机应用基础；网络的普及加快了知识普及速度，对一些不甚了解的知识可以通过网络查找到相关资料进行学习。
其次，《计算机应用基础》课程是中职非计算机专业的公共课程，其重要性远远比不上专业课，学生对这门学科的重视程度相对而言是不够的，教师一味地讲授会使学生感觉到缺乏新鲜感，甚至产生厌烦情绪，这个时候选择一些既能够用到所学知识，又能够结合生活实际的案例，情况就会大为改观，甚至会产生意想不到的良好效果。
再次，案例教学法具有独特的适合本门课程的特点。（1）明确的目的性。通过一个或几个独特而又具有代表性的典型事件，让学生在案例的阅读、思考、分析、讨论中建立起一套适合自己的完整而又严密的逻辑思维方法和思考问题的方式，可以提高学生分析问题、解决问题的能力，进而提高素质。（2）客观的真实性。案例所描述的事件基本上都是真实的，不加入编写者的评论和分析，案例的真实性决定了案例教学的真实性，学生可根据自己所掌握的知识得出自己的结论。（3）较强的综合性。一是案例较之一般的举例内涵丰富，二是案例的分析、解决过程较为复杂。学生不仅需要具备基本的理论知识，而且要具备审时度势、权衡应变、果断决策的能力，案例教学的实施，需要学生综合运用各种知识和灵活的技巧。（4）深刻的启发性。案例教学不存在绝对正确的答案，目的在于启发学生独立自主地思考、探索，注重培养学生的独立思考能力，启发学生建立一套分析、解决问题的思维方式。（5）突出实践性。学生在校园内就能接触并学习到大量的社会实际问题，完成从理论到实践的转化。（6）学生主体性。学生可在教师的指导下参与教学，深入案例、体验案例角色。（7）过程动态性。在教学过程中存在着教师个体与学生个体、教师个体与学生群体、学生个体与学生个体、学生群体与学生群体的交流，也就是师生互动、学生互动。（8）结果多元化。
复次，案例教学法能够使通用学科与专业学科建立有机联系。《计算机应用基础》课程中所学的软件在各行各业许多领域都有应用，与各专业课的联系不言而喻。比如，Windows操作系统在几乎所有的个人电脑上都有安装并发挥着重要的作用，学好并利用这部分知识管理个人电脑几乎是每个学生必需的。再如，Word文字处理软件的排版功能也是很强大的，写文章、打印各种用途的表格、强大的公式编辑功能与各个工种都有密切的联系。由于这些软件应用的广泛性，找到与各个专业课结合的案例也就十分方便，这样就为通用学科与主要专业课相结合提供了一个很好的思路。
最后，电脑上的操作通常都是比较快捷的，所以有足够的时间与学生进行交流。这一点正是应用案例教学法的一个重要的基础条件。基于以上分析，笔者认为，在《计算机应用基础》课程中运用案例教学法是非常适合的。
案例的选择要因地制宜、量体裁衣
案例教学法并不是万能的，不是每一节课都能够使用，如果不加选择和思索地套用，必然会适得其反，达不到理想的效果。因此，案例的选择在案例教学法中就成为至关重要的一环，笔者选择的案例一般是在长期工作中积累得来的，教学效果比较好。这些案例当中学生容易接受的和能够积极完成的大多数都是与他们所学专业相关的，还有一些与实事相关的案例教学效果也是比较好的。
比如，对所有科目都比较适用的请假条案例，该案例是一个与Word相关的操作案例，我采取了请假条这个几乎每一位学生都熟知的内容作为案例素材，让学生自由发挥，在设置标题的格式方面就用到了字体、字号、对齐方式等常用的排版知识。正文也应用到了特殊格式中的首行缩进、字体、字号、换行等非常实用的技巧。这个案例可让学生懂得如何在Word软件里输入文字，使学生掌握了排版的技巧，更与应用文写作这门非常实用的科目进行了结合，可以说是一举三得。本案例操作非常简单，又给了学生以自由发挥的空间，利用先进的多媒体教学网络系统就可以转播任何一位学生完成的作品，教师可以有充
分的时间进行点评和指导。
再如，几乎所有学生都关心的选购电脑案例，该案例是与第一单元计算机基础知识相结合的理论案例，这个单元的内容理论性较强，如果按部就班地一步一步讲下去，收效甚微，甚至会使学生产生厌学情绪。选择选购电脑这个案例迎合了学生刚开始学习这门课时的兴趣，可有效地解决学生畏难的问题。首先，部分学生有购买电脑的需要，但选购方面的知识又比较欠缺，学习愿望还是比较强烈的。还有一些学生虽然没有买电脑的需求，但想到自己将来也可能需要用到这方面的知识，所以也会留心关注教师所讲的知识。其次，这个案例结合了第一单元所有章节的知识，涵盖的知识面是广泛的，在讲到计算机选购时，可以顺带提及计算机分为几代，我们现在用的是第几代计算机；计算机各个组成部分的名称及图片；各个重要部件的名称、作用、价格、品牌；什么价位的计算机用在什么领域等等。再次，也可以结合学校内的一些废旧电脑部件进行讲解，这样也能变废为宝，更可以使课堂教学达到图形、文字、实物相结合，刺激学生的多种感官，记忆深刻，事半功倍。
其他的案例，比如旅游专业的黄山风景区宣传海报案例、烹饪专业的图文食谱案例、奥运火炬手征集宣传案例等等各具特色，与各专业课进行有效的结合，可以极大地提高学生学习《计算机应用基础》这门课的热情。
案例使用的三个步骤：
情境创设、教学过程控制、课后总结归纳
案例情境的创设 笔者在选购电脑的案例教学中，先从情境创设开始。这个案例分两个课时完成，第一课时的内容为计算机发展史、计算机系统的组成、认识计算机硬件等，第二课时的内容为计算机硬件的选购和注意事项。为此，我进行了一些案例的前期准备，将班级学生进行了分组，为每一组学生安排了小组长，准备了电脑硬件报价单、关键硬件包装及实物、关键硬件介绍材料等各一份。接着进行角色安排，我扮演一个很难缠的电脑选购者，学生则扮演电脑店的销售员，向我兜售各自的组装机方案和相关硬件。
授课过程的控制 在第一课时，我分配好物品资料，安排好角色以后，学生就开始查阅资料，进行组内讨论，我安排的讨论时间为10分钟，学生在这10分钟内将划出书中的一些重点内容，还要找一些资料对付我这个难缠的电脑选购者，小组长给每一位组员分配了任务，学生就开始忙了起来。10分钟过后我叫停，开始了我的台词：今天可是你们6家电脑店竞标的日子，我可是一个大客户，我手底下的网吧有5家，需要电脑300台。在购买之前，我得先看看你们几家公司的实力，我就出一些问题来测试一下几位，答题形式为抢答，每个店派出一位抢答员举手抢答。我提出问题后，得到答题权的小组就派代表回答问题，但是答题过程有时候不太顺利，小组内其他学生就会帮他翻书找答案，有时候几个学生一起找，忙得不亦乐乎。有些学生理解错了题意或者没有听清楚题目，回答问题时笑料百出，引得大家哄堂大笑。按每个小组回答问题的多少和回答的质量，我组织了几家店铺的排名民意测评，测评的结果决定了下节课销售的发言顺序。这节课结束时，我给每个小组布置了查阅硬件资料和填写报价单等预习任务，还有书面作业。过了一天，第二课时的授课开始了，我检查了每一个小组的报价单，惊奇地发现学生填写的内容非常专业，这说明学生获得信息的渠道远远超过我的想象。有的是去网上查到的标准电脑配置，有的甚至可能去电脑公司特地咨询过相关信息，看来对我这个大客户还真的重视起来了。按照上一节民意测评的排名顺序，每个小组轮流向我推销他们的报价单，有些小组甚至把这款机器配置的优点和可以讲价的范围都说得一清二楚，还准备了手写的资料，有的小组出现了一些小的失误，比如，硬件名称是英文的就读不清楚或者干脆略过，还有的学生在读的时候带有一些小动作，看到这种情景，学生们忍不住大笑起来。这节课学生的反映很热烈，气氛很活跃，远远超出了我的预计，销售过后，我让各个小组进行最后陈述，同时让学生选出最优化的机器配置方案。这节课的最后，我给学生留下了一个书面作业：写出你所想要的电脑配置单。
案例的总结和改进 本案例的立足点在于学生在此之前对电脑知识有一定的基础，我特意安排两个课时完成，第一课时的精心安排和阅读教科书等等知识的系统强化措施为第二课时做了铺垫，课后又给学生布置了查阅资料和填写报价单的任务，让他们在第二课时前有充分的准备。这样，两节课的知识有机有序地结合起来，前后呼应，最终达到了比较理想的教学效果。每一节课都有成功或失败的经验，应用案例教学法也是我的一个新尝试，有些问题在所难免。比如说设备问题、资料问题、学生方面的问题等，这些都是很宝贵的实践经验。我所任教班级的学生基础参差不齐，班级与班级的活跃程度也不一样，也给我使用案例教学法带来了一些问题，学生有时候不配合，也有的班级太过活跃而使教学过程难以控制等等，这些突发性事件和处理的方式方法都是我接下来选择和使用案例时所要着重考虑的，也是对案例教学的一个扩展和补充。
使用案例教学法的建议
第一，案例教学法不是一种教学的必然选择，而是一种出现情况，根据对情况的分析，提出解决方案，讨论解决方案的一种非常客观的教学法，所以案例讨论应尽量摒弃主观臆想的成分，教师的主要作用是引导讨论方向，培养学生的能力，不要生搬硬套、走过场、摆花架子。
第二，案例教学耗时较多，因而案例选择要精当，开始时组织案例教学要适度，主要抓效率和质量，要在学生的新鲜感还未受到影响之前树立起教师的教学风格。
第三，实施案例教学一般要求学生具有一定的知识基础，否则很难形成讨论的氛围，也很难进行相关知识的交流，甚至可能会造成冷场。
一个好的教学方法需要经过不断摸索才能成功应用于教学实践，案例教学法的构思、准备、角色设定、授课过程、课后总结提高等几个方面已经形成了一个循环提高的体系，使用得当便可以在实践中使教师的教学水平得到升华，同时也会丰富教师的教学手段。但是，教师也要清醒地认识到在什么情况下才适合运用案例教学法，这些情况通常是在讲解一些理论性较强的、难于理解的、难于记忆的或者运用常规教学方法无法收到良好效果的知识时，这些情况多是无例可循的，必须依靠教师的主观判断加以确定，因此，使用案例教学法的教师必须有一定的教学经验。
参考文献：
[1]郑金洲.案例教学：教师专业发展的新途径[J].教育理论与实践，2002，（7）.
