王永平　魏 威　朱喜福

在高校计算机专业教学过程中， 硬件课程是重要的组成部分， 硬件课程与软件课程有机地组合在一起， 形成了完整的教学体系。 随着计算机技术的飞速发展， 计算机课程教学内容需要不断地进行充实更新， 以便能够及时反映计算机的新技术。

要做好计算机硬件课程的设置和教学工作应首先明确人才培养目标和社会需求，然后根据硬件课程的特点， 有针对性地安排其课程和内容。 也就是将解决课程设置和教学内容两方面的问题统筹考虑， 构建一个课程设置合理、 教学内容清晰、 重点知识突出的教学体系， 在有限的课时内高质量地完成教学任务。

一、 正确认识计算机硬件课程的现状， 合理调整教学内容

（一）计算机硬件课程设置现状

进行计算机硬件课程设置的基本原则可概括为 “五个注重”， 即注重基础， 拓宽知识面； 注重知识结构和课程体系的整体优化； 注重应用能力的培养； 注重个性发展；注重知识、 能力、 素质协调发展。

计算机科学与技术专业硬件类课程主要包括 “模拟电子技术” “数字电子技术”“计算机组成原理” “计算机体系结构” “汇编语言程序设计” “微型计算机原理” “计算机接口技术” 等。

其中， “模拟电子技术” “数字电子技术” 是从计算机专业特点和需要出发使学生获得综合电子技术 （数字、 模拟） 方面的基本理论知识和基本技能， 引导学生通过基础知识、 实际操作等教学活动对计算机的基本电路有一定的理解， 为学习后续课程打好基础； “计算机组成原理” “计算机体系结构” 可培养学生分析设计简单计算机系统的能力； 培养学生将计算机应用于各种不同场合的应用能力、 对计算机工作过程和故障问题的分析能力、 在有关计算机技术的开发和设计领域的实践能力； “微型计算机原理” “汇编语言程序设计” “计算机接口技术” 通过有针对性的实际操作等教学活动对使用计算机底层语言编程有较为准确的理解， 使本专业的学生进一步掌握计算机的软、硬件结构知识， 进一步提高学生解决实际问题的能力。

上述课程可使学生较全面深入地掌握计算机硬件知识， 提高学生的整体素质，但是课程数量多， 导致占用课时较多， 并且在内容上有较多的重复并缺乏有机的联系。

（二）计算机硬件课程教学中存在的问题

长期以来， 国内的计算机硬件类课程一直被认为是难教、 难学的课程， 与硬件类课程教学相比， 软件类课程由于软件使用的不断普及而逐渐受到重视， 它的教学环境基本依靠普通计算机机房即可实现， 而在硬件课程的学习过程中， 学生几乎没有机会真正接触计算机硬件的机会， 再加上硬件类课程理论知识的学习比较枯燥并有一定的深度， 不好理解， 学生在学习中产生了畏难情绪， 导致普遍存在 “喜软怕硬” 的现象。

随着计算机技术的发展和普及， 社会对计算机专业学生的综合能力有了进一步的要求， 计算机硬件类课程的学习逐渐受到重视， 出现了一些有针对性的设备以满足硬件类课程实践教学的要求。

尽管如此， 硬件类课程教学长期以来形成的教学资源匮乏和教学模式陈旧的问题依然没有得到很好的解决； 硬件类课程教学深层次问题暴露得愈来愈突出， 课堂教学与实践课程内容之间缺少统一规划和关联， 教学手段单一。 这种老师按书本授课、 学生以听讲和读教材为主、 应付考试的教学模式， 使学生只能学习到一些基本理论和简单概念， 而且很难深入理解， 使得他们在今后的学习工作中缺乏从事硬件课题工作的勇气和能力， 同时也对全面掌握计算机知识造成了一些负面影响。

（三）合理调整教学内容的思路

1. 根据学生结构特点调整教学内容

我系学生来源目前主要分为两类， 其结构如表1所示。 一类来自我市普通高中，另一类来自我市中等职业技术学校。 两类学生在进入我系之前， 其学习环境差异较大。主要表现为普通高中学生文化课基础较好， 计算机方面的知识相对较弱； 中等职业技术学校的学生文化课基础较弱， 计算机方面的知识相对较好。

表1 学生结构

（资料来源： 师范学院招生计划。）

在上述课程学习过程中， 由于学生的基础不同， 一般的做法是根据不同教学班学生的特点， 适当补充一些教学内容， 教学效果有所提高。 但是由于课时有限， 补充的内容不够系统、 全面， 学生掌握起来有困难。

2. 借鉴先进的教学模式， 充分发挥多媒体网络的教学辅助作用

近年来， 随着计算机网络的普及， 出现了一些新的教学方式。 在探讨计算机硬件课程一体化教学的过程中， 也加以借鉴。 根据学生特点， 对计算机硬件类课程进行有机统筹，突破传统的教师讲课为主、学生被动学习的旧教学模式， 探索课堂教学＋网络学习的教学模式； 在教学过程中， 明确 “课堂系统学习、 重视实践、 网络互动” 的教学目标， 通过多种形式使得整个教学过程变得丰富多彩。

二、 明确计算机硬件课程教学内容， 构建一体化的课程结构

在教学实践中， 合理进行课程设置与明确课程教学内容是搞好教学工作的两个重要问题。 将这两个问题统筹考虑， 建立一体化的课程结构体系， 可以从根本上解决现有教学中的问题。

（一）合理设置计算机硬件课程结构

硬件类课程可划分为三个层次， 即基础层、 系统层和应用层。 其中基础层课程是计算机硬件系统的基础， 是必修的前续课， 主要包括模拟数字电路的知识； 系统层为计算机硬件课程体系中的基本课程， 主要讲述计算机系统的原理和结构， 一直被认为是最重要的课程， 主要包括 “计算机组成原理”； 应用层主要设置 “微型计算机与接口技术”， 目的是培养学生的知识综合运用能力和解决实际问题的能力， 其课程具体设置情况如表2所示， 旧版教学大纲中相应课程的设置如表3所示。

表2 新版大纲中硬件课程的设置

（资料来源： 师范学院电气信息2011版培养方案。）

表3 旧版大纲中硬件课程的设置

（资料来源： 师范学院电气信息2007版培养方案。）

从表2和表3中可以看到， 原有硬件类课程中课程安排重复性较严重， 课程间衔接不清晰， 而按照一体化教学思路进行课程设置强调统一规划， 全盘考虑， 各有侧重，避免简单重复的思想， 将原有课程设置做了如下调整。

1. 将 “模拟数字电路” 调整为 “电子技术基础”(www.daowen.com)

基础层课程中主要开设 “模拟数字电路”， 分别讨论模拟、 数字方面的知识， 通常各学校理科各专业均采用这样的做法， 可满足理科各专业后续教学的需要， 但是对于后续课程来说缺乏针对性， 并且需要的学时较多。

调整的方法是以数字电路为核心， 在此基础上有选择地增加模拟电路的部分内容，这样一来， 既可以保证基础层课程的独立性， 也保证了能够深入学习数字电路的知识，为学好后续课程创造了条件。

2. 将 “微型计算机原理” 与 “计算机接口技术” 调整为 “微型计算机与接口技术”

“微型计算机原理” 课程的主要以原理讲授为主， “计算机接口技术” 主要讨论微型计算机的应用， 两个课程在内容上联系紧密， 相互依赖， 因此将这两门课程合并，同时调整了教学内容， 明确了此课程应突出应用， 调整后该课程主要讲述微处理器及应用、 存储技术、 外部设备、 微型计算机接口技术等内容。

3. 将 “计算机组成原理” 和 “计算机体系结构” 进行整合

“计算机组成原理” 主要讨论计算机基本部件的构成和组成方式、 基本运算的操作原理和各功能单元的设计思想、 操作方式及其实现， 是计算机专业研究生入学考试的必考课； “计算机体系结构” 重点论述计算机系统的各种基本结构、 设计技术和性能定量分析方法。

上述两门课程有一定的共性， 主要表现为理论性较强， 内容上有一定的交叉， 更值得注意的是上述两门课程中讲述的技术有些已经从大型计算机中移植到微型计算机中 （例如流水线技术等）。 针对这种情况， 同时考虑 “计算机组成原理” 课程的特殊性 （考研课程） 以及课时等方面的因素， 故将 “计算机组成原理” 和 “计算机体系结构” 进行有机合并， 内容的选择以 “计算机组成原理” 中的内容为主， 同时加大了实验力度， 课程名称仍为 “计算机组成原理”。

4. 拟开设 “计算机维修技术” 课程， 提高学生的动手操作能力

为进一步使学生掌握实用的计算机技术， 提高他们的动手操作水平， 满足用人单位的需要， 建议增加 “计算机维修技术” 课程， 可以作为选修课的形式出现。

“计算机维修技术” 课程可使学生进一步了解微型计算机的软硬件知识、 掌握机器内部各部件的构造及相互间的关系， 熟练使用各种维修工具， 具有日常维护计算机的能力， 能够准确判断故障源并加以排除。 由于该课程实用性强， 用人单位尤其是进行基础教育的单位很需要我们的学生掌握这样的技能。

通过一体化的课程设置， 注重了课程间的联系， 调整后达到了精简课时的目的。将调整前后的课时安排进行比较可以明显看出， 一体化教学设置课程合理、 重点突出应用。 在经过一体化课程设置之后， 通过合理的整合教学内容， 在教学过程中即保证了理论课教学， 同时也重视实验环节， 为提高学生的实用技术水平奠定了基础， 保证了理论课和实践课的教学质量。

（二）充分发挥校园网的作用，保证一体化教学的效果

1. 发挥校园网优势， 多渠道开展辅助教学工作

随着计算机技术的发展和普及， 利用网络进行教学方式改革的方法层出不穷， 利用先进的网络教学手段已经是大势所趋。 在对计算机专业硬件课程一体化教学进行研的过程中， 开发了一系列有针对性的多媒体网络教学辅助系统， 通过计算机硬件课程辅助学习系统的开发与应用， 带动整个硬件类课程的教学改革， 新的辅助教学模式的内容将硬件类课程教学内容统筹管理， 发挥校园网的优势， 多渠道开展辅助教学工作，提高学生网络学习的兴趣。

2. 学习先进经验， 建设基于网络化学习的计算机硬件课程辅助学习系统

在基于网络化学习的计算机硬件课程辅助学习系统的开发与应用过程中， 首先对国内外的网络化学习课程平台进行调研， 将调研的结果进行优缺点的分析， 明确本系统的功能并将对其结构进行规划； 然后依据调研情况反映出的结果以及结合 “电子技术基础” “计算机组成原理” “微型计算机接口技术” 三门硬件课程的特点， 在保证本学习系统数据安全可靠性的基础上， 实现在线互动交流， 在线自主学习， 教学资源更新方便快捷， 随时查看学习情况， 将该系统设计成适合我院电气信息系计算机科学与技术专业学生使用的网络化学习计算机硬件类课程的平台。 目前， 该平台已经投入试运行， 学生学习硬件课程的便捷性、 高效性得到了很好的保证。

综上所述， 一体化教学的核心是通过设置层次清晰的课程结构、 重点突出的教学内容、 内容丰富的多媒体网络辅助教学环境来提高计算机硬件课程的教学质量， 通过实施一体化教学方法， 可以使得硬件课程设置合理， 教学内容独立性好， 前后连接流畅、 重点突出， 学习方式多样。

三、 落实一体化教学应注意的问题

使用一体化教学方法可明显提高教学质量， 但是在具体实施中要充分发挥其作用还应注意以下问题。

（一）深入理解一体化教学的内涵

一体化教学主要是针对课程结构和教学内容的设置问题。 解决这两方面的问题首先一定要明确教学目标， 熟悉课程设置方法及教学内容， 准确把握计算机技术的发展方向。 并在此基础上建立灵活的教学机制以适应一体化教学的需要。

（二）制定符合一体化要求的教学文件，丰富教学资源

制定教学文件的目的是使教学工作有章可循， 其中， 教学大纲应全面反映一体化教学的思想， 教学计划应体现一体化教学内容的特色。 重视建立符合一体化教学的教材体系， 选择教材时应保证其内容与教学大纲的要求一致， 鼓励任课教师编写教材或讲义， 丰富教学资源是充分发挥网络辅助教学的基础。

（三）加强实验环节的建设

提高学生实际应用水平是一体化教学的目标， 也是人才培养的方向。 所以在加强理论课教学的同时， 要下大力气加强实验教学环节的建设。 主要任务有两个： 一方面是注重提高实验教学的实用性， 减少验证性实验， 增加应用性实验内容； 另一方面要保证实验教学环境能满足实验教学要求， 加大投入， 提供合适的场地， 充足的设备等。

（四）根据实际情况，借鉴先进的教学理念

面对出现的众多教学理念和方法， 要注意结合学生的特点， 吸取合适的方法， 切不生搬硬套。

四、 结束语

一体化教学不仅适用于计算机硬件课程教学， 同样也适用于其他课程教学。 通过对计算机硬件课程一体化教学方式的探讨， 可以为今后的教育教学提供一种思路和方法。 同时也应清醒地认识到， 目前对一体化教学的认识还不够全面、 准确， 要进一步提高教学水平还要做许多艰苦细致的工作。