李瑛，楊玫

（海軍航空工程學(xué)院，煙臺 264001）

面向?qū)I(yè)應(yīng)用的《計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)》課程教學(xué)模式改革

李瑛，楊玫

（海軍航空工程學(xué)院，煙臺 264001）

為適應(yīng)軍隊(duì)院校教學(xué)改革和信息化建設(shè)人才的需求，分析《計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)》課程教學(xué)現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)以專業(yè)應(yīng)用案例為牽引的教學(xué)內(nèi)容，探索以問題為導(dǎo)向的課程教學(xué)方法，構(gòu)建以能力為導(dǎo)向的多元化考核體系，進(jìn)行課程改革實(shí)踐，提高教學(xué)效果。

專業(yè)應(yīng)用；問題為導(dǎo)向；多元化考核

0 引言

目前軍隊(duì)院校正在開展實(shí)戰(zhàn)化教學(xué)訓(xùn)練，開展實(shí)戰(zhàn)化教學(xué)，就是要按照實(shí)戰(zhàn)的需要，改革教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)方法、構(gòu)建教學(xué)平臺、嚴(yán)格考核標(biāo)準(zhǔn)，不斷提高學(xué)員為實(shí)現(xiàn)打贏目標(biāo)而具備的綜合能力?，F(xiàn)代化戰(zhàn)場是跨軍兵種、跨時(shí)域空間的復(fù)雜數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，打贏戰(zhàn)爭需要技能與謀略、電腦與人腦的多重結(jié)合［1］?！队?jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)》作為軍校本科學(xué)歷教學(xué)人才培養(yǎng)方案工程技術(shù)基礎(chǔ)模塊中的主要課程，也是重要的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程，應(yīng)適應(yīng)軍隊(duì)院校教學(xué)改革和信息化建設(shè)人才的需求。如何在教學(xué)過程中貫徹落實(shí)實(shí)戰(zhàn)化要求，提高教學(xué)效果，提高學(xué)員為實(shí)現(xiàn)打贏目標(biāo)而具備的信息素養(yǎng)和工程實(shí)踐能力，需要進(jìn)行必要的理論研究和實(shí)踐探索。

1 《計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)》課程教學(xué)現(xiàn)狀

課程教學(xué)內(nèi)容主要以信息在計(jì)算機(jī)內(nèi)部的加工、處理為主線，按照計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基本組成原理、微處理器、指令系統(tǒng)和匯編語言程序設(shè)計(jì)、存儲器、I/O接口和總線、中斷與中斷控制、可編程接口芯片等幾部分內(nèi)容順序介紹微型計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)、工作原理和功能特性。通過課堂講授和實(shí)驗(yàn)實(shí)做，使學(xué)員建立計(jì)算機(jī)硬件及接口技術(shù)的知識結(jié)構(gòu)體系，從理論和實(shí)踐上建立微型機(jī)系統(tǒng)的整體概念，具有應(yīng)用微型機(jī)系統(tǒng)軟、硬件的能力，以及利用微機(jī)解決本專業(yè)相關(guān)技術(shù)問題的初步能力。

非計(jì)算機(jī)專業(yè)的本科學(xué)員計(jì)算機(jī)先導(dǎo)知識主要來自于《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》、《計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)》等公共基礎(chǔ)課，知識基礎(chǔ)相對單薄，計(jì)算機(jī)硬件新技術(shù)新器件層出不窮，而課程教學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)有限，對于理論性、實(shí)踐性、系統(tǒng)性都比較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)，歷來教員和學(xué)員都感到較困難，經(jīng)分析主要存在以下幾個(gè)方面問題：

（1）課程內(nèi)容設(shè)置角度不準(zhǔn)。課程內(nèi)容面向計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)，按照馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)講解硬件組成部分，對于機(jī)械類、控制類等專業(yè)工科學(xué)員，知識基礎(chǔ)不夠，無法在課程開始就理解微機(jī)接口與應(yīng)用能力的重要意義，很難做到課程學(xué)習(xí)要求的“淡內(nèi)強(qiáng)外”。

（2）課堂教學(xué)學(xué)員主動性不夠。學(xué)員開始對課程學(xué)習(xí)興趣較高，但發(fā)現(xiàn)隨著微處理器、指令系統(tǒng)、存儲器等內(nèi)容講解后，難以理解抽象的硬件教學(xué)內(nèi)容與自己專業(yè)的關(guān)系，因而學(xué)習(xí)興趣減弱，課堂學(xué)習(xí)的積極性也隨之降低。

（3）考核方式單一。學(xué)習(xí)積極性不夠，通過課程考試便成了學(xué)習(xí)的主要動力。單一的閉卷筆試既不能促進(jìn)學(xué)員平時(shí)的主動學(xué)習(xí)，也不能較好體現(xiàn)素質(zhì)教育與能力培養(yǎng)，導(dǎo)致學(xué)員學(xué)習(xí)仍然停留在接受性學(xué)習(xí)，距離創(chuàng)新性學(xué)習(xí)較遠(yuǎn)。

實(shí)戰(zhàn)化教學(xué)訓(xùn)練環(huán)境下對人員的信息素養(yǎng)能力和創(chuàng)新實(shí)踐能力有了更高的要求，針對以上《計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)》課程的教學(xué)問題，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、考核方式等多方面開展面向?qū)I(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)模式的探索與嘗試。

2 設(shè)計(jì)以工程應(yīng)用案例為牽引的教學(xué)內(nèi)容

計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展較快，教學(xué)內(nèi)容不僅應(yīng)注重硬件基礎(chǔ)的系統(tǒng)性，還應(yīng)注重結(jié)合所學(xué)專業(yè)工程設(shè)計(jì)和實(shí)踐方法，因而需要設(shè)計(jì)滿足教學(xué)目標(biāo)的工程應(yīng)用案例。外圍接口芯片是連接計(jì)算機(jī)與其他應(yīng)用系統(tǒng)的橋梁，雖然PC早就使用了集成度越來越高的外圍芯片組，把所有接口功能都集中成南橋、北橋兩個(gè)芯片甚至進(jìn)一步集中到如Intel82443等一個(gè)芯片，但從有利于讓學(xué)員理解掌握接口基本原理與技術(shù)真諦，還是以8255、8254、8259等功能特色鮮明、結(jié)構(gòu)原理清晰、與相應(yīng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境一致的實(shí)際系統(tǒng)常用的接口芯片較為合適［2］。將滿足教學(xué)目標(biāo)的專業(yè)應(yīng)用設(shè)計(jì)案例，例如以測控技術(shù)與儀器專業(yè)為例，將常用接口芯片設(shè)計(jì)的微機(jī)控制系統(tǒng)作案例貫穿教學(xué)全過程，使課程涉及的處理器、存儲器、I/O接口、總線、中斷等內(nèi)容以及專業(yè)應(yīng)用有機(jī)結(jié)合，達(dá)到綜合運(yùn)用?！队?jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)》課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)及案例設(shè)計(jì)如表1，2。

表1 《計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)》課程教學(xué)內(nèi)容

3 探索以問題為導(dǎo)向的課程教學(xué)方法

課堂教學(xué)采用問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法，圍繞設(shè)計(jì)案例做科學(xué)的組織和梳理，各章節(jié)設(shè)置部分問題如表3。教學(xué)過程包括引入環(huán)節(jié)、問題討論、總結(jié)講授、歸納評估、自主學(xué)習(xí)［3］。問題討論過程中可以由教員提出問題學(xué)員討論解答，也可由學(xué)員提出問題由學(xué)員討論解答，教員負(fù)責(zé)在問題提出解答的過程中適當(dāng)將章節(jié)知識結(jié)構(gòu)進(jìn)行穿插覆蓋，引導(dǎo)學(xué)員溫故知新。課上問題的解答可作為課程考核平時(shí)成績的一部分，對教學(xué)過程起到激勵和控制的作用。問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法力求改變單純的“教與學(xué)”，在解決具體問題中，培養(yǎng)學(xué)員觀察、分析、探索和解決問題的能力以及自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、自主創(chuàng)造的能力。

表2 微機(jī)測控系統(tǒng)應(yīng)用案例設(shè)計(jì)

表3 對應(yīng)章節(jié)問題設(shè)置

4 構(gòu)建以能力為導(dǎo)向的多元化考核體系

合理的課程考核方式有利于學(xué)員學(xué)習(xí)的持續(xù)深化和學(xué)習(xí)效果的準(zhǔn)確檢驗(yàn)，課程建立了一套柔性的考核系統(tǒng)和科學(xué)的評價(jià)體系，具體做法是：一是形成性考核與結(jié)果性考核相結(jié)合。形成性考核方式主要包括課堂表現(xiàn)、課后作業(yè)、階段測驗(yàn)、課程實(shí)踐等。二是理論考核與實(shí)踐考核相結(jié)合。在考察學(xué)員基本知識、基本理論的同時(shí)，要根據(jù)課程內(nèi)容的特點(diǎn)，科學(xué)設(shè)置課程實(shí)踐考核環(huán)節(jié)和內(nèi)容，并通過分析各實(shí)踐項(xiàng)目對能力培養(yǎng)的貢獻(xiàn)，優(yōu)化實(shí)踐考核環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)，確保理論知識學(xué)習(xí)效果通過實(shí)踐考核環(huán)節(jié)得到加強(qiáng)。三是單項(xiàng)考核與綜合考核相結(jié)合。結(jié)合課程教學(xué)進(jìn)度，采取多樣化的形成性考核方式，學(xué)員可選擇論文撰寫能力、作品設(shè)計(jì)制作能力、計(jì)算思維能力等方面的單項(xiàng)考核，檢驗(yàn)學(xué)員的單項(xiàng)能力；課程結(jié)束時(shí)，采用結(jié)果性考核方式對學(xué)員課程整體學(xué)習(xí)情況進(jìn)行綜合考核，考察學(xué)員對理論基礎(chǔ)知識掌握情況和綜合運(yùn)用能力。

5 結(jié)語

實(shí)踐證明面向?qū)I(yè)應(yīng)用的課程教學(xué)較好地將非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)員對課程的關(guān)注度從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)原理轉(zhuǎn)移到專業(yè)應(yīng)用，以問題為導(dǎo)向的課堂教學(xué)起到牽引教學(xué)全過程的作用，使課上學(xué)習(xí)與課下自主學(xué)習(xí)相互結(jié)合，課上學(xué)習(xí)形式多樣，教學(xué)內(nèi)容有針對性，激發(fā)了學(xué)員的求知欲，充分發(fā)揮學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，加深了對計(jì)算機(jī)在其專業(yè)中作用的理解。

課程教學(xué)實(shí)踐過程也存在一些問題，例如單個(gè)案例的設(shè)計(jì)不能覆蓋盡可能全面的課程知識點(diǎn)，但設(shè)計(jì)多個(gè)案例注意力在課程初期又會分散學(xué)員對計(jì)算機(jī)硬件課程知識的注意力；面向?qū)I(yè)的案例設(shè)計(jì)對實(shí)驗(yàn)環(huán)境有了更高要求，真正在實(shí)驗(yàn)環(huán)境下進(jìn)行實(shí)踐還需要進(jìn)一步的課程資源建設(shè)。

［1］鞏懷興，郭守偉.打造聯(lián)合戰(zhàn)場的最強(qiáng)大腦.解放軍報(bào)，2016.3.22.

［2］鄒逢興.計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)簡明教程［M］.高等教育出版社（第1版），2011-09.

［3］常瑞，陳文智，郭玉東等.面向工科研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的EPI教學(xué)模式探索.計(jì)算機(jī)教育［J］，2016.3（255）：71-74.

Reform on Teaching Model of Computer Hardware Foundation Curriculum Oriented Majors'Applications

LI Ying，YANG Mei
（Naval Aeronautical and Astronautical University，Yantai 264001）

In order to meet the military academies teaching reform and informatization talents construction，analyses Computer Hardware Foundation Curriculum situation，designs a professional application case for the traction of teaching content，explores problem-oriented courses teaching methods，in order to build capacity-oriented diversified evaluation system，curriculum reform practice to improve teaching effectiveness.

Majors'Applications；Problem-Oriented；Diversified Assessment

1007-1423（2016）21-0059-03

10.3969/j.issn.1007-1423.2016.21.013

2016-05-17

2016-07-15

李瑛，博士，副教授，研究方向計(jì)算機(jī)教學(xué)及軟件工程