【摘? 要】隨著電腦的廣泛應(yīng)用，電腦已經(jīng)發(fā)展成為了人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚囊粋€(gè)組成部分。在現(xiàn)在的高職院校教育制度體系中，計(jì)算機(jī)專業(yè)被認(rèn)為是一門很重要的綜合實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)，它與信息化時(shí)代的發(fā)展緊密地相聯(lián)，計(jì)算機(jī)科學(xué)和技術(shù)正在不斷地更新?lián)Q代，因此，對(duì)于從事計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生，不但要求其理論知識(shí)基礎(chǔ)扎實(shí)，還需要他們具有極強(qiáng)的自主動(dòng)手能力。

【關(guān)鍵詞】高職計(jì)算機(jī)硬件教學(xué); 系統(tǒng)性; 實(shí)踐性

引言

關(guān)于高職院校計(jì)算機(jī)教育課，培養(yǎng)的方向不同，所需要學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)也不同，其中電腦設(shè)備與原理，硬件與軟件組裝、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與原理這三點(diǎn)都是最為核心的知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)，也是具有系統(tǒng)性、實(shí)踐性比較強(qiáng)的關(guān)鍵點(diǎn)。對(duì)于這類的課程，僅僅依靠課堂教師的示范性講解，只會(huì)導(dǎo)致學(xué)生失去興趣。作為一門計(jì)算機(jī)專業(yè)的一項(xiàng)核心技術(shù)課程，要求學(xué)生們必須能夠真正認(rèn)識(shí)和理解一臺(tái)計(jì)算機(jī)的基本工作原理和其網(wǎng)絡(luò)的的基本運(yùn)行機(jī)制，只有教材與實(shí)踐相結(jié)合，學(xué)生才能真正搞懂計(jì)算機(jī)的硬件基本原理。

1.當(dāng)前高職學(xué)校計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)存在的問(wèn)題

高職院校計(jì)算機(jī)的基本原理和數(shù)字電路課程作為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)課程的重要一環(huán)，對(duì)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)至關(guān)重要。但是從當(dāng)前的相關(guān)教學(xué)課程內(nèi)容設(shè)置情況來(lái)看，對(duì)于該部分的重視程度顯然還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，尤其是與硬件有關(guān)的課程仍然被認(rèn)為是一個(gè)難點(diǎn)，其產(chǎn)生這種現(xiàn)象的根本原因可能就不外乎以下三點(diǎn)：

（1）計(jì)算機(jī)硬件的科學(xué)技術(shù)和設(shè)備的水平發(fā)展得異常迅速，導(dǎo)致當(dāng)前的課程和教材及其實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)設(shè)施均無(wú)法追趕它的發(fā)展速度。處理器的技術(shù)、儲(chǔ)存技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展是迅速變幻的，由于此種快速的發(fā)展便造成理論與實(shí)踐的聯(lián)系性大大降低。

（2）計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出較強(qiáng)的系統(tǒng)化，但是所有相關(guān)的教學(xué)活動(dòng)都沒(méi)有直接對(duì)應(yīng)，缺少了足夠的理論實(shí)踐和可操作性。目前，高職院校的電腦硬件專業(yè)課程大都是以電腦硬件課程的大綱為基礎(chǔ)和要求來(lái)確定課程標(biāo)準(zhǔn)，而不是以電腦的整體體系架構(gòu)為設(shè)計(jì)主線，因而該類型的課程存在一些問(wèn)題仍然亟待創(chuàng)新。

（3）計(jì)算機(jī)科學(xué)的課程教育所針對(duì)的研究者和學(xué)習(xí)目標(biāo)主要是那些需要具備相應(yīng)的硬件設(shè)計(jì)知識(shí)和技術(shù)能力的專業(yè)學(xué)生，對(duì)于他們來(lái)說(shuō)，軟件的理解和掌握，是較為容易完成的，但是對(duì)于硬件的理解和掌握則往往是較為困難的，因而在課堂教學(xué)中這一部分的教學(xué)效果也非常不佳。并且當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)裝置大多數(shù)都是由實(shí)驗(yàn)盒構(gòu)成，不能夠體現(xiàn)出硬件的設(shè)計(jì)理念。因而對(duì)電腦硬件進(jìn)行充分的學(xué)習(xí)，對(duì)它們的工作原理進(jìn)行掌握，是我們必須著重研究與突破的課題。

2.計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)的系統(tǒng)性與實(shí)踐性

2.1推動(dòng)科學(xué)的教材體系建設(shè)

從實(shí)際情況上來(lái)看，計(jì)算機(jī)和應(yīng)用類硬件課程所需要考慮的兩個(gè)難點(diǎn)。一方面主要是由于教材中的內(nèi)容分類劃分混亂，內(nèi)容與知識(shí)點(diǎn)相互重復(fù)，形成了學(xué)習(xí)的重疊性和局限性，一個(gè)簡(jiǎn)短的例子就是在微型電腦中對(duì)基本原理的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行了多次的解釋。另一方面，教材內(nèi)容的邏輯性主要依據(jù)是它們都遵循了計(jì)算機(jī)科學(xué)的邏輯性，但卻不是依照傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的邏輯性。我們應(yīng)該依據(jù)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的發(fā)展觀點(diǎn)對(duì)整個(gè)計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展的階段里，計(jì)算機(jī)的工作原理和運(yùn)行過(guò)程變化較少，但它們?cè)谟布O(shè)備上所確定的性能卻會(huì)隨之出現(xiàn)很多巨大的改變。一方面主要原因在于電子器件性能發(fā)展，所謂計(jì)算機(jī)電腦發(fā)展時(shí)期就是根據(jù)各個(gè)類型電子器件發(fā)展階段進(jìn)行差異區(qū)別與劃分。而且另一個(gè)重要方面特點(diǎn)是，流水線和各類處理器的系統(tǒng)也都得到了改進(jìn)和完備。由于整個(gè)計(jì)算機(jī)的一些指令系統(tǒng)都具有一個(gè)永恒的特性，因此它們的變動(dòng)性比較輕微。

從前文中所做的研究和分析就我們可以清楚地看出，有必要按照邏輯重新編制一個(gè)關(guān)于計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)的課程結(jié)構(gòu)框架體系的設(shè)置，將計(jì)算機(jī)教學(xué)過(guò)程的具體實(shí)施過(guò)程劃分成三個(gè)層次，前兩個(gè)階段的基本層次主要是以基礎(chǔ)原理的教學(xué)實(shí)踐和方法為主，到第三個(gè)層次則主要是為了體現(xiàn)對(duì)于計(jì)算機(jī)硬教學(xué)技術(shù)的深入研究和發(fā)展。掌握對(duì)計(jì)算機(jī)基本原理及編程語(yǔ)言的認(rèn)識(shí)，基本原理中的內(nèi)容本身就是被視為一個(gè)具有先導(dǎo)性的信息內(nèi)容，因而它們所進(jìn)行的信息內(nèi)容設(shè)置必須以實(shí)際使用語(yǔ)言時(shí)所需要的信息量來(lái)作為主要設(shè)置依據(jù)，不要太過(guò)繁瑣，否則便可能會(huì)喪失簡(jiǎn)潔度。

2.2注重課程的內(nèi)容設(shè)計(jì)，追求連續(xù)性

針對(duì)計(jì)算機(jī)的各種硬件進(jìn)行設(shè)計(jì)，這些是高職院校計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生應(yīng)該要具備的知識(shí)和技術(shù)能力，高職院校較為注重設(shè)計(jì)技術(shù)能力的訓(xùn)練，在高職院校的課程當(dāng)中比較多地涉及這一部分。在項(xiàng)目的教學(xué)設(shè)計(jì)方面要恰當(dāng)?shù)卦鎏硪恍?eda 的教學(xué)內(nèi)容，尤其是 isp 的教學(xué)技術(shù)極大地改善了課程的設(shè)計(jì)工作效率。另外，還要向?qū)W生講解清楚，認(rèn)識(shí)到軟件編程和硬件編程兩種方法之間存在著共同點(diǎn)。因此這門課程的教學(xué)內(nèi)容不但需要充分地包括對(duì)單一軟件或者是硬件知識(shí)的講解和傳授，而且還需要有利于軟件和硬件相互轉(zhuǎn)化的教學(xué)機(jī)制。許多硬件的功能都是可以借助于軟件來(lái)發(fā)展和替代的。因此對(duì)指令和語(yǔ)言以及相關(guān)傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)就越加重要。良好的系統(tǒng)不但會(huì)促進(jìn)計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)效率，更是會(huì)促進(jìn)整個(gè)電腦的硬件和軟件以及輔助系統(tǒng)。而這種高度的系統(tǒng)化與實(shí)踐性恰恰是高性能電腦的一種固定追求，合理地進(jìn)行課程教學(xué)會(huì)加強(qiáng)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力。

3.提高高職計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生實(shí)踐能力的措施

3.1創(chuàng)新教學(xué)方式

當(dāng)老師在進(jìn)行課堂教學(xué)時(shí)，通常的情況下，先給學(xué)生講解一些基本原理，然后再讓學(xué)生進(jìn)行一些具體的動(dòng)手操作和演示，學(xué)生對(duì)于動(dòng)手或者實(shí)物操作的興趣可以說(shuō)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了傳統(tǒng)的講授，通過(guò)這樣的方式，一方面可以吸引學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，另一方面也是為了可以做到讓廣大學(xué)生真正地實(shí)踐，畢竟理論的學(xué)習(xí)并非目的，最終還是需要靠自己的實(shí)踐去檢驗(yàn)，還可以做到讓課堂上的學(xué)習(xí)不至于那么枯燥無(wú)味，學(xué)生們才會(huì)真正參與到課堂中來(lái)，與老師進(jìn)行互動(dòng)。

3.2實(shí)行創(chuàng)新實(shí)踐小組式學(xué)習(xí)，設(shè)置開放式實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅需要讓全體學(xué)生熟練地掌握基本的計(jì)算機(jī)運(yùn)算和操作，還要培養(yǎng)全體學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力與探索創(chuàng)新能力，計(jì)算機(jī)這個(gè)專業(yè)也是在不斷地更新?lián)Q代的，只要學(xué)生具備一些簡(jiǎn)易的基礎(chǔ)知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須做到的就是要與時(shí)俱進(jìn)，不斷地學(xué)習(xí)新知識(shí)，所以把全體學(xué)生劃分成幾個(gè)小組，讓每個(gè)小組根據(jù)自己小組的學(xué)習(xí)興趣，自主選擇實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，在一個(gè)實(shí)驗(yàn)室里去進(jìn)行自主的學(xué)習(xí)，通過(guò)不斷的數(shù)據(jù)分析、設(shè)計(jì)和調(diào)試實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)于學(xué)生的創(chuàng)新能力和動(dòng)手技巧等方面都會(huì)有著極其重要的益處。

3.3開展校企合作

無(wú)論學(xué)生在學(xué)校里可以獲取多少知識(shí)，高職教育的根本目標(biāo)還是為了尋找一份工作，只有在實(shí)際的職業(yè)工作中，才能夠真正地學(xué)以致用，將學(xué)校里可以獲取的知識(shí)和工作中的具體實(shí)際情況相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的人生價(jià)值。因此，實(shí)訓(xùn)課程已經(jīng)成為高職學(xué)校計(jì)算機(jī)課程教學(xué)的一個(gè)重要組成部分，學(xué)校和計(jì)算機(jī)教師們需要充分地挖掘校內(nèi)和校外的資源，為廣大學(xué)生量身定制地創(chuàng)造實(shí)訓(xùn)課程的機(jī)會(huì)，通過(guò)模擬化教學(xué)、專業(yè)崗位實(shí)習(xí)等形式為學(xué)生提供更多的專業(yè)崗位學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，這有利于廣大學(xué)生更好地就業(yè)。

4.根據(jù)計(jì)算機(jī)硬件的系統(tǒng)性構(gòu)建硬件實(shí)驗(yàn)室

為了滿足人們對(duì)計(jì)算機(jī)硬件的現(xiàn)代化實(shí)踐需求，硬件實(shí)驗(yàn)室是必須要做好的。它是一種對(duì)計(jì)算機(jī)硬件課堂教學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)踐性和系統(tǒng)化要求。對(duì)于一個(gè)大型計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)而言，首先我們需要進(jìn)行充分考量的因素之一就是針對(duì)計(jì)算機(jī)硬件和各種基本技術(shù)原理不斷地進(jìn)行變形，其中所涉及的系統(tǒng)化和技術(shù)逐步演進(jìn)的趨勢(shì)以及它們所涉及的技術(shù)逐步變化與其發(fā)展的屬性等這些各個(gè)方面都有影響，與此同時(shí)，還需要我們充分兼顧相應(yīng)軟件編寫的程序。實(shí)驗(yàn)室由核心向外圍，從簡(jiǎn)單向復(fù)雜，從傳統(tǒng)的單機(jī)到多電腦的組裝和構(gòu)建，并且需要輔助配套的指令式程序系統(tǒng)、微型化程序和驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)。具體來(lái)說(shuō)主要包含了以下幾個(gè)的方面：（1）一個(gè)由運(yùn)算器、微程序控制器、寄存器和指令系統(tǒng)等部分組成的 cpu 構(gòu)造。（2）根據(jù)數(shù)字化存儲(chǔ)器與其所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)、地址和控制總線的設(shè)計(jì)等要求來(lái)建立一個(gè)能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的系統(tǒng)。（3）通過(guò)對(duì)外設(shè)、接口、中斷、 dma 及其它與相應(yīng)的接口驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)等來(lái)建立 i / o 系統(tǒng)。上述這一部分主要目的在于對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了基礎(chǔ)性的建立和組成，后面這一部分主要目的在于從指令系統(tǒng)和硬件體系架構(gòu)等多個(gè)方面出發(fā)來(lái)改善和提高計(jì)算機(jī)的整體性，為我國(guó)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的進(jìn)步保證了其延展性。

5.結(jié)語(yǔ)

所謂計(jì)算機(jī)硬件架構(gòu)的系統(tǒng)性是指計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展的一種基礎(chǔ)性信息資源，對(duì)于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)硬件課程教學(xué)來(lái)說(shuō)，要有一個(gè)調(diào)整思路，堅(jiān)持自己的系統(tǒng)性與實(shí)踐化的追求，不但需要我們的學(xué)生必須熟悉并掌握良好的計(jì)算機(jī)硬件的基本原則，而且還需要其學(xué)會(huì)計(jì)算機(jī)的架構(gòu)設(shè)計(jì)觀點(diǎn)。要讓學(xué)生積極地去探索計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展與研究的方法，啟發(fā)他們的創(chuàng)造性思路。

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作者簡(jiǎn)介：吳松科（1989.06-），男，漢族，四川丹棱人，本科，助理實(shí)驗(yàn)師，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)硬件維護(hù)。