时间：2023-05-29 17:45:27
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇计算机硬件基础，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
计算机硬件基础是计算机大类专业的一门专业必修课，涉及到计算机组成、结构、原理。学完该课程后学生应当掌握数字逻辑基础、计算机系统的基本组成、计算机数据表示、计算机各硬件部分的组成及功能、计算机的工作原理、计算机组装与日常维护等。学好了计算机硬件基础，学生在今后学习高级程序设计、数据库等应用课程时将会领悟得更加透彻。
二、计算机硬件基础职业教育教学存在的不足及改进办法
计算机硬件基础课程现阶段存在的最大不足之处是：重理论，轻实践。受到传统教学的影响，高职课堂还是以理论知识为主、实验课为辅，这就造成了学生上课积极性不够高，即使听懂了也没有办法通过实践巩固所学知识。比如，学生虽然知道计算机由哪些部分的组成，但是依然有大部分同学不知道如何拆开主机箱，不能具体说出机箱内各个部件的名字。其次，课程设计枯燥乏味，不能激发学生自主学习的热情。计算机硬件基础有大量的理论知识，只有通过科学、有趣的课程设计，才能吸引学生兴趣，进一步提学习质量和效率。要做好计算机硬件课程教学，可以注意以下几点：
（一）任课教师要重视学生思想
教学不仅是传授知识，也是培养学生思想和能力的过程，所以教师在教授课程知识的同时，也应当注意加强学生思想教育和能力培养，融入思政元素，树立国家正面形象。为了加强学生良好行为习惯的养成，可以适当提高学生平时成绩占比，给学生一定自由发展的空间。
（二）突出学生主体
《计算机硬件基础》作为计算机大类专业的基础课程，必须对课程理论知识有全局的把控，包括计算机的基本组成、结构和工作原理以及计算机组装与维护的基本技能的学习。同样重要的是，要通过实践课程激发学生的自主学习兴趣，全面地理解计算机的组成结构和工作原理。
（三）尊重个体差异
在教学过程中，倡导自主学习，也要尊重学生群体中的个体差异。因此，要建立合理的评价体系：在平日的教学过程中以学生的表现为主，主要是培养学生的自觉性和学习信心；课程的终结评价应当着重考查学生的基础知识和知识应用能力。这两部分评价都是为了促进学生的知识应用能力和健康人格的发展。
（四）拓展学习渠道
注重理论与实践相结合。在任课教师引导下，学生可以分组对知识点进行分析、案例演示，学会归纳总结，达到增强对计算机组成和工作原理的理解的目的。教师可以先进行基础知识的讲解，开展分组讨论，促进学生对所学理论的理解和运用；充分利用多媒体、网络、视频等现代教学手段，有条件的甚至可以组织参观计算机生产基地等，充分调动学生学习积极性。
(五)强调工学交替
学习借鉴“四环相扣”教学改革成果，课程教学目标应当围绕能力标准，课程本身按模块设置，教学过程充分工学交替，考核评价采用理论教考分离与过程考核相结合，避免教师单方命题。
三、市场对计算机硬件人才的需求情况
通过在当今主流应届生招聘平台进行了解，社会市场对计算机硬件方面需求的人才主要需求量同样巨大，一般要求应聘者需要掌握以下技能：（1）了解数字和模拟电路基础知识，具有数字电路设计经验；（2）了解嵌入式系统开发和软硬件架构；（3）具有单片机、ARM等处理器硬件设计基础；（4）具有独立完成模块调试、故障诊断、维修能力；（5）熟悉计算机编程；可以看出，高职计算机专业学生在学好编程的同时，若能在硬件方向有所造诣，求职竞争力会更加大。任课教师在授课的过程中，可以将就业市场需求为驱动，系统规划计算机硬件课程教学实施，激发学生自主学习的热情。
关键词：计算机硬件 教学改革 实践能力
0 引言
为满足社会的需要，培养适应21世纪我国现代化建设需要的具有创新精神、实践能力和创业精神的高素质人才势在必行，在高等专业院校，加强学生掌握计算机理论知识和实际应用能力的培养是锻造复合型人才的重要途径。高职高专的课程体系是以学生的职业教育为主体，学生的就业为前提，讲究学以致用，因此学生实践能力的培养更显着尤为重要。
“基于实践教育，实行职业教育，立足滨海，服务社会”是天津滨海职业学院提出的教学指导方针。“计算机硬件基础”课程是学生利用计算机进行软件开发和网络应用的基础课程。“计算机硬件基础”是天津滨海职业学院信息工程系计算机专业教育教学的核心课程之一。本课程有很强的理论性和实践性。主要讲授计算机硬件的基础理论、技术和方法，和周边设备配套连接与实用。教学目的是让学生了解计算机的基本组成、硬件连接和工作原理，通过上机实践，提高学生动手能力和实践能力，为学生学习计算机相关知识做准备。
1 计算机硬件基础课程的教学改革
“计算机硬件基础”作为计算机应用、软件、网络等专业的计算机技术基础核心课程之一，其教学改革遵循“立足实践，职业教育”这一目标。“计算机硬件基础”课程包含了众多的计算机硬件基础知识和基本理论，而且具有很强的系统性。该课程着重培养学生的动手能力、实践能力、创新能力。
本课程实际上是“微型计算机原理”、“汇编语言”和“微机接口技术”等课程整合而来。就是要培养学生了解计算机接口技术，将各种外部部件与计算机进行连接，进而构成计算机的一套系统。这是一门基础学科，但是内容十分分散，要求知识面很广，可是我们学生大多只学习了基础的C语言。为了克服诸多困难，建立教学体系。我们从教材，授课方式、实践实训等方面构建该课程的教学体系。其主要体现在以下方面：
1.1 顺应计算机发展潮流，与时俱进，及时关注计算机技术发展动态。比如将教学实验用计算机主要定位在Intel Pentium 4以上和AMD Athlon以上，网络设备计算机也配备的Intel 酷睿双核CPU的微机。极大的调动了学生的积极性，相对也提高的实验的效率。及时更新教学内容，满足科技的前沿和实用性，但是，教学内容更新，并不是放弃基础内容，而是循序渐进充分考虑教学规律和教学特点，现在已是多核时代了，但绝不忽略曾经8086、8088给我们科技带来的突破。
1.2 组织内容符合计算机学习规律。针对高职教育，一些未深入学习过计算机的同学，主要关心的是计算机处理芯片型号、硬盘容量、显示器大小等，因而我们在选择、组织教学内容和实施教学过程中，始终围绕计算机系统及其各大组成部分的硬件结构与工作原理这样一条主线展开，强调硬件与软件的结合，并适当淡化微机内部和芯片内部原理，而强化基于总线连接的外部接口与应用。例如我们在讲解存储器，按照读取速度和价格排列为CPU Register、L1 cache、L2 cache、RAM、Physical RAM、Hard Drives etc. 通过各部件相似组成、性质进行讲解。
1.3 课堂教学永远是教师与学生知识交流的重要场所。可是我们面对的现象往往是学生基础差，课本内容枯燥无味，而又缺少实物，学生理解起来困难。因为难，所以不喜欢，使学生产生厌烦心里，经过我们反复探索，改革出以下教学方法：①利用多媒体教学手段。将当今主流硬件设备，不能直接展示实物的情况下，可以利用多媒体，先了解设备的外观、性能属性，评测结果等。激发学生的学习兴趣。②“计算机硬件基础”课程教学内容多和课程学时少，为了使在最少课时的前提下，让学生学的更多，更好地掌握相关知识和技能。笔者多次参加诸如GE产品，HP高校产品论坛等活动，不但拓宽了眼界，还学习这些高科技公司工程师的讲授内容和风格。尤其是在有限的时间内讲解和介绍多个新产品，阐述其性能。工程师亲和、博学的演讲对我的教学工作有很强的推动。再结合学生实际，不断改进教学内容，增加知识点。在多年的教学实践的基础上，精心提炼，设计出一套完善的教学内容和流程。③现代教育理念强调以学生为中心，学生不再是一个外部信息的接受者和知识灌输的对象，他们有他们自己的选择；教师也不再是一个教书匠、读书机，他需要把知识加工、整理，还要精心设计教学内容。积极调动学生积极性，多交流，师生的互动是十分重要的。在教学过程多采用启发式的，比如在计算机故障处理，可以通过中医中的望、闻、问、切来引出问题，望（看）微机出现的状况，如黑屏、蓝屏、反复重启等；闻微机主机箱内可能因为温度过高引起短路烧焦；询问计算机使用者使用过程中进行了哪些操作；切（动手）解决出现的问题。既避免了枯燥的讲解，又加深了学生的印象，激发了学生的学习兴趣。④为尽量避免产生抵触情绪。我们建立课外兴趣小组，依托学院技能协会，为学生提供设计平台，提供丰富的教学资源，供学生自主学习，并给予适当讲解，课内外知识相结合，提高学生的学习主动性。增强学生动手能力。⑤在授课过程中，要求授课老师尽量以双语形式，学生了解和熟悉专业词汇不能少于300个。
2 计算机硬件基础课程的实践教学
“计算机硬件基础”课程离不开实践教学，加强实践环节是培养学生动手能力的重要方面。培养学生的实际动手能力和分析解决问题能力，具有课堂教学不可替代的作用。所以，专业的实践实训实验室是我们教学中建设的重点，学院从兄弟院校聘请专业的老师，帮助建立计算机硬件实训室，现在实训室有可供拆装设计计算机24台（加电可启动到BIOS），有可进行CPU超频实验、系统安装，网络配置计算机。实训室还备有DL-Link 5124交换机，RJ45压线钳，Fluke DSP4000测线仪Fluke万用表等实验仪器。大大满足了学生实践的需要。
实践教学的第一目的，就是要求学生能够根据日常学习和生活需要，能够DIY一套适用的计算机。结合CPU教学内容，当今Intel系列CPU分为E、T、L、U等几大类，桌面处理器和移动处理器的差别，作为桌面处理器，不同主频CPU在文字处理，流媒体播放，多媒体制作方面的差别；相同主频下，L2 cache不同时，上传下载时候的网络速度又有何不同？学生可以根据计算机是实际实验情况，自己去选择CPU类型、主频等。之后是主板、显卡、内存等，最后写好配置清单，去电脑城购买这些配件，进行组装。
计算机组装完成后，就对其进行硬盘分区，格式化，系统安装，应用软件安装，到后期的故障处理等。遵循从简单到复杂的原则，先进行了硬件组装维护实验、之后进行接口实验以及计算机应用实验。通过完成几个教学要求的实验，开始进行稍有难度的实验，并最终完成综合的应用性实验。例如可以通过可编程I/O接口实验，扩展到嵌入式系统的网络接口，添加寄存器定义，以太网接口驱动等。
3 总结
几年来，根据“计算机硬件基础”课程的特点，建设合理的课程改革方案，以学生为中心，将学生放到教学实践主体，提高他们动手能力，引导他们会思考至关重要。为此，学院和信息工程系诸位老师都做了不少工作。包括：完善教学大纲，更新教学内容，改进教学手段，加大实验室建设。由于科技进步，网络的普及，近几年来学生的计算机应用水平都有很大提升，都已经具备了不错的计算机基础。这些学生以不满足于有限课程的讲授。硬件基础教学的压力越来越大，我们将进一步探究和改进。计算机硬件建设是一个长期的过程，依旧需要同仁长期不懈的努力。
参考文献
[1]教育部计算机科学与技术专业教学指导分委员会.关于进一步加强高等学校计算机基础教学的意见[J].中国大学教学.2005(5).
[2]邹逢兴.关于创新计算机硬件技术基础课程教学的实践和思考[J].计算机教育.2004，(2).
关键词：中职；计算机硬件；实践教学；系统教学
随着计算机技术在各个行业应用的不断深入，基础计算机人才的需求日益加剧。作为我国基础技术人才培养的基地，中等职业院校计算机教育工作对我国基础技术人才的综合能力有着重要影响。如何从实际应用出发培养学生的实践能力、培养学生计算机理论知识的系统性是现代中职院校计算机教学工作开展的重点。
一、以人才需求为基础进行中等职业院校计算机硬件教学工作
现代社会对专业技术型人才的需求正在向着具有系统理论知识结构、具有较强实践动手能力的方向发展。这一需求的改变使得中等职业院校培养方向必须以实际需求为导向，优化计算机硬件教学内容，使学生的计算机硬件理论知识结构更加完善。同时注重学生实践能力的培养，为其走上工作岗位后快速进入工作角色奠定坚实的基础。教改后的中职院校培养目标加大了对实践能力培养的力度。针对这样的情况，现代中等职业院校计算机相关专业的硬件课程教学中，必须强化理论知识系统性及实践能力，紧跟计算机硬件技术的发展，为中职院校实践型人才培养奠定良好的基础。
二、计算机硬件教学——以实践教学与系统教学的结合为重点
（一）改进计算机硬件教学方式，促进计算机硬件教学实践能力与系统性的提高。
中等职业院校生源结构使得其生源基础较差，学习方式不科学、学习兴趣较低是普遍存在的情况。针对这样的情况，中等职业院校计算机硬件教师必须以科学的教学方式与教学模式提高学生的学习兴趣，同时注重改善学生的学习方法，以促进计算机硬件教学质量的提高，为计算机硬件教学中培养学生良好的实践能力、系统的理论知识奠定良好的基础。
（二）注重理论教学的总结与归纳，提高学生计算机硬件理论知识系统性。
系统的理论知识是培养学生计算机硬件实践能力的基础，是现代中等职业院校计算机硬件教学中的重点。现代中等职业院校的计算机硬件教师应在教学过程中通过理论教学的总结、归纳、回顾性复习等方式帮助学生提高计算机硬件的理论知识系统性，为其实践能力的培养奠定基础。在进行理论教学的过程中，针对学生在具体应用中可能遇到老旧型号计算机的情况。现代中等职业院校计算机硬件教学，除初步对主流硬件技术的介绍与讲解外，还应对计算机硬件发展的历史沿革、技术情况进行教学，以此为学生的实际工作奠定良好的理论基础。通过有针对性的、系统的理论教学使学生获得计算机硬件技术方面的基础知识、基本思想、基本方法和基本技能，培养学生利用硬件与软件相结合的方法，分析解决本专业及相关专业领域问题的思维方法和初步能力，使学生掌握计算机硬件中具有基础性、系统性、先进性和实用性的基本知识，了解计算机硬件系统结构和工作原理，了解计算机硬件技术的历史、现状和发展趋势，掌握微型计算机使用、组装和维护等方面的技能，能为学生的实际工作提供坚实的理论基础。
（三）以基础实验巩固学生理论基础的同时，培养其实践能力。
在进行计算机硬件理论教学的同时，中等职业院校计算机硬件教学工作还应注重学生基础实验的教学工作，以此巩固学生理论基础的同时，培养学生实践能力。在计算机硬件基础实验教学中，教师要培养学生良好的计算机硬件组装、维护习惯，如维修前断电操作、接触硬件前消除静电等。以此为学生养成良好的实践习惯奠定基础，为其工作中的安全提供基础保障。在计算机硬件教学中，教师还应着重对学生硬件系统检验能力进行培养，减少和降低由于硬件匹配问题造成的硬件故障。
（四）以教学一体化模式促进培养学生系统教学与实践教学相结合的综合运用能力。
现代中等职业院校的计算机硬件教学的理论与实践教学是分开进行的，为了提高学生理论学习的积极性及其对理论知识的“消化”理解，中等职业院校应以教学一体化的模式，压缩单纯的理论课，将理论知识在实践课程中穿行，以此提高学生的学习积极性，促进学生理论知识掌握的同时，培养学生理论指导实践的意识。针对中等职业院校学生毕业方向，在进行计算机硬件教学过程中，还要以学生工作方向为导向，突出实践能力培养的重要性，开展以理论结合实践的实践课程教学。同时，模拟学生可能在工作中遇到的问题，将传统实践教学转变为以模仿工作情景的方式促进学生理论基础与实践的结合。
（五）运用多种教学方式提高学生计算机硬件课程学习的系统性与实践能力。
针对中等职业院校学生基础、接受能力等实际情况的差别，计算机硬件教师要采用多种方式相结合的教学方式来开展计算机硬件的教学工作。通过具有针对性的差异教学方式使不同基础、不同理解能力的学生都能够在教学活动中完成学习任务，达到教学目的。同时，在教学过程中适当应用问题教学法，提高学生的学习兴趣，精讲多练，达到“教学做一体化”满意的教学效果。
三、以高效的课堂教学促进系统教学与实践教学的结合
在进行中等职业院校计算机硬件教学过程中，以系统教学与实践教学为重的教学活动开展还应注重高效的课堂教学，以此在有限的教学课时内提高教学质量。采用基于项目学习的教学方式，培养学生的学习能力和利用所学到的知识解决实际问题的能力。通过学生亲自参与配置计算机，体验选购计算机硬件的过程，以及教师设置的常见问题等加深他们对计算机系统的组成思考与感悟，从而激发学生探究创新的兴趣和愿望，逐步形成勇于质疑、勤于思考、乐于在探究中获得新知的意识和习惯。通过教学方式、方法的改革提高课堂教学的高效性，促进教学工作中系统教学与实践教学的结合，促进学生理论知识系统性及实践能力的提高。
四、结语
根据上述三点的论述可以看出，中等职业院校计算机硬件教学工作的科学开展是基于学生实际应用、工作为基础的教学活动。其需要中职院校计算机硬件教师具有良好的理论与实践基础的同时，还要具有较高的教学理论知识，针对学生的实际情况、工作需要科学的设计教学方式，以此促进教学工作系统教学与实践教学的结合，促进学生实际应用能力的培养，为计算机应用的基础人才培养奠定良好的基础。
（作者单位：梅州农业学校）
参考文献：
[1]陈为国．关于中等职业技术院校计算机硬件教学活动开展的分析[J]．职教资讯，2009，（12）．
[2]韩丽华．中职院校计算机硬件教学中学生实践能力的培养[J]．中职教育信息，2008，（12）．
关键词：非计算机专业；计算机硬件；教学质量
作者简介：郭华（1978-），男，河南灵宝人，军械工程学院信息工程系，讲师。（河北 石家庄 050003）尚静（1978-），女，河北石家庄人，河北经贸大学公共外语教学部，讲师。（河北 石家庄 050061）
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）10-0129-02
计算机学科是一门科学性与工程性并重的学科。长期以来，工科高校非计算机专业通常开设如下课程：计算机应用基础、计算机软件课程和计算机硬件课程。其中“计算机硬件技术基础”是针对非计算机专业开设的计算机课程中具有应用性和实践性的专业基础课程。随着计算机课程的建设要求变化，学生对硬件课的期望值逐渐上升，“计算机硬件技术基础”面临新的需求和挑战。
一、课程面临的问题
“计算机硬件技术基础”是一门实用性很强的专业基础课程，主要内容为80x86系列的微型计算机基本组成和工作原理，汇编语言程序设计的基本方法，微型计算机输入输出设备以及典型接口电路和接口技术。课程大纲要求通过该课程的学习，掌握微型计算机的基本理论知识，同时也注重培养学生分析和解决实际问题的能力。经过多年的完善，课程在形式上已经建设得比较完备，但也存在一些问题，主要问题有：学生仍然感觉课程很抽象，难于理解；概念很多，不容易掌握；需要记的内容很多，内容之间的关联不明确，缺乏系统性。学习深度不够，不具备解决实际问题的能力。
传统的解决方法多是在课程的形式上下工夫，比如课程体系建设、教材的选择、互动式教学和实验方式的改革等等，缺乏对课程内在特性和学生的学习规律等深层次问题的考虑。笔者通过更深入地思考找到了一些解决以上问题的方法，并在具体教学实践中取得了较好的效果。
二、内容讲授形象化
课程内容讲授的直接目的是把知识教给学生。教师考虑的主要问题是如何让学生更容易理解和接受，同时有利于启发学生进行思考。当知识成为课程时，内容逻辑上更加严密、准确，同时也更加抽象。人对知识的学习需要经历从形象到抽象的过程，学生在没有任何计算机硬件知识的情况下，抽象的内容会难于理解。
任何事物都具有某种程度的相似性，比喻是传递语意的重要方法，任何复杂问题都是可以被简单比喻的。合理利用比喻能将抽象和难以理解的内容转化成形象和容易理解的内容。
在讲授硬件中存储器内容和地址区别时，可以将存储器比喻成一个大楼，楼里有很多房间，每个房间就是一个存储单元，房间的号码就是地址，房间内的东西则是存储的内容。通过比喻可以将抽象问题形象化，加深记忆和理解。
存储器分段是计算机硬件中的难点，需要进行比较复杂的比喻。计算机等级考试时，每个考生的考号是唯一的，这个考号很长，例如2000104000010017等等，这个考号是由几部分组成的，通常是考点号加考场号加座位号的组合。对于某一个监考人员，一般只监考很少教室的考试，具体到某一个教室，也就确定了前面的考场号和考点号组合，在这个前提下，监考人员关心的就是后两位，除非换教室，否则前面是固定的。这样做的好处是监考人员在不换教室的前提下，关心两位号码，而不是例如2000104000010017长的号码，在某个考场内，通过两位号码就可以对应到某个考生。对应到存储器分段，例如2000104000010017就类似于物理地址，一个考场可以看作一个逻辑段，教室中考生号码前面考点号加考场号就是段地址，后面两位座位号就是偏移，一个考场内的考生前面考号是固定的。
通过对教学中的难点用形象的例子进行解释，学生不仅对知识的要点理解得更透彻，而且也增加了计算机硬件学习的兴趣。恰当运用比喻需要对计算机硬件知识体系有深刻的理解，对问题形象化的前提是必须把握内容的核心关键所在，不恰当的比喻不仅不会使问题简单化，还可能使学生对知识产生误解。
三、递进式的引入概念
人对事物的认知是从感性到理性，从形象到抽象。微积分在牛顿和莱布尼茨发明的一百年的时间里，虽然已经在运用，可是逻辑推理并不严密，后来在加入极限的概念后才完善起来。可见，概念实际上是知识发展到一定阶段的结晶。
计算机硬件课程一大特色就是概念多，对概念的引入需要讲求方法和时机。一个严密准确的概念并不一定适合于初学者。比如，学习汇编语言时用到INT指令，这是一条中断指令，在课程体系安排中，中断章节比较靠后，而现在学生还根本不知道什么是中断，如果现在将中断的定义告诉学生，由于缺乏相关知识的支撑，学生根本不可能理解，但是现在又要用到这个指令，可以将简化的定义告诉学生，中断可以暂时理解为一个函数调用，这个定义是不严密，不准确的，但是，对于当前学习程度的学生却是适用的。等到学到中断章节时，再将准确定义给出，学生在以前理解的基础上继续完善，就更容易接受这个新概念。
通过递进式的多次解释同一概念，学生对概念的理解会越来越清晰，越来越准确。运用这种方法，学生原来普遍反映计算机硬件课概念多、不好理解的问题得到了有效缓解，而且考试结果反映出学生对概念的理解更加准确。
同样，总结性的内容因为其高度抽象性，不适宜过早教给学生。总结性的内容是教师多年对课程理解的精华，但同时也更加抽象，对于初学硬件的学生，理解起来是很困难的，这就好比给儿童上哲学课一样。因此，对于总结性的内容，都安排在课程的后期讲解，前期更多的是具体的示例和实验。
四、合理调整授课内容的顺序
计算机硬件是一门系统性很强的学科，各个部分之间联系紧密。硬件课程内容多，讲授时则必须把课程内容分成相对独立的章节，但由于学生对其他知识上相互关联的章节并不了解，从而造成了学习上的困难。现有的内容顺序编排虽然概念准确，逻辑严密，其顺序适合对计算机硬件有所了解的人，并不适合初学者学习。针对学生而言，需要有一个由浅入深、逐渐清晰的过程，而不是说明书式的教学。学生对硬件的认识是整体由朦胧变清晰的过程，不是分部分清晰的过程。
计算机硬件课程涵盖两大部分，软件和硬件。这两部分各有各的特点，软件重点是培养学生解决实际问题的能力，授课时不仅局限于指令的使用，更多的注意力放到了把问题转化成程序的能力上。硬件重点是讲解整个计算机硬件系统结构的设计框架，软件和硬件彼此紧密联系。原有课程顺序如表1所示：
表1 原课程内容安排
序号 章节
一 概述
二 系统结构
三 汇编语言
四 存储器
五 I/O接口和总线
六 典型接口应用
上述课程编排比较明显的问题是：
第二章系统结构知识高度抽象，学生不容易理解；因为第二章没有学明白，缺乏对重点的把握，汇编语言学起来也很吃力；学习接口应用的时候，由于弄不清楚和前面知识的关联性，学生感到更加迷惑。
这样的讲授方式试图把每一部分都清晰地教给学生，本质上是违背了学生接受知识的过程，因此总体教学效率很低。很多学生往往在课程最后才通过自己的努力才把整个体系结构大致搞清楚。
针对上述不足，对整个教学顺序做了小幅度调整，调整后顺序如表2所示：
表2 调整后课程内容安排
序号 章节
一 概述
二 汇编语言
三 典型接口应用
四 系统结构
五 存储器
六 I/O接口和总线
建立合理课程顺序的原则是要符合学生的学习能力，关键分成两步做：一是寻找合理的课程切入点，二是建立合理的编排顺序。
计算机硬件课程切入点有两个可选：一个是数字电路，从最基本的逻辑电路讲起，再从加法器到CPU的结构；二是汇编语言。对于非计算机专业的计算机硬件教学，学生的基础是学过计算机软件，而且由于非计算机专业学生并不对组成原理做深入的学习，因此，最合理的切入点应该是汇编语言，这部分内容实践性很强，最具体，最形象，通过上机练习可以看得到，摸得着。
确定了切入点，然后就要逐步深入地将课程教给学生。汇编讲完后，然后再讲典型接口应用，典型接口应用相对也比较具体，学生通过接口实验加深对计算机硬件的了解，最后讲系统结构。整个计算机内容逐步由浅入深，由形象到抽象，由模糊到清晰。
具体教授时，对关联知识做适当的讲解，过深，学生听不懂；过浅，内容不够用。例如，汇编语言是需要硬件知识的，采用简单讲解，计算机由三部分构成，CPU、存储器（RAM）和I/O设备。CPU中有寄存器，寄存器和存储器的目的是存放数据，程序中的数据能放到寄存器中，就不要放到存储器中，因为访问存储器还要通过总线，速度慢，寄存器就在CPU内部，速度快。寄存器包括AX，BX，CX，DX，SP，BP，SI，DI通用数据寄存器。讲授时没有把所有概念和盘托出，仅介绍和汇编语言直接相关的，使学生在不需要很多基础概念的前提下，快速学习汇编语言，同时，通过对汇编语言的练习，学生对计算机硬件结构有了更加明确的认识。讲授时不追求面面俱到，不追求过于严密的逻辑和体系。
当学生学完第三章后，通过了汇编语言和接口实验的上机练习，已经对计算机硬件有了初步的认识，在此基础上讲授更加抽象的系统结构知识，学生感到很多不清晰的知识变清晰了，甚至对某些知识有恍然大悟的感觉。
通过以上的调整，学生对课程的理解更容易，学习效率明显提高。课程顺序调整的总体原则是把握计算机硬件知识的特点，同时了解学生学习的基本规律，由浅入深，由形象到抽象，由感性到理性循序渐进。
五、结束语
课程内容的讲授更多侧重知识层面，但更高层次的目的并不是知识，而是交给学生发现问题，思考问题，解决问题的能力，这也是高等教育区别于初等教育的根本所在。通过计算机硬件的教学，希望学生能够建立计算机结构体系的基本框架，具备初步的计算机硬件应用能力和创新能力。学生的创新能力本来就存在，关键在于能不能挖掘出来。创新来源于思考，思考来源于对问题的深入，而要深入问题则先要把知识踏踏实实地学明白。针对计算机硬件教学，外在的教学形式虽然重要，但更重要的是课程知识的内在联系和对学生的了解。要在教学中充分发挥学生是主体、老师是主导的基本作用，老师和学生都应该踏踏实实深入学习，深入思考，而不能仅仅局限于应付考试。
参考文献：
[1]雷向东，雷振阳，等.加强计算机硬件课程体系建设与教学质量提升的研究[J].教育教学论坛，2012，（25）.
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.
[关键词]硬件课程 教学改革 实践教学课程化
1.计算机专业硬件系列课程教学改革的必要性。计算机硬件知识的教与学对于高校计算机专业的重要性是不言而喻的。上世纪五十到八十年代，我国一些学校的计算机及应用专业基本上是以计算机硬件技术的教育为主，致力于计算机硬件技术专业人才的培养。近年来计算机软、硬件，特别是计算机网络快速、蓬勃地发展，我国计算机专业教育的内容、形式也都发生了很大变化，但在广大学生的学习过程中，不论是学习态度还是学习效果，都普遍出现了“重软轻硬”的倾向，在这种倾向的背后，必然隐藏着硬件课程教与学中存在的一些问题，这无疑对国内高校硬件类课程的教学提出了新的更高的要求；提高学生的综合素质，培养目标由知识型向高素质的复合型人才转变，是大学本科计算机专业教学所面临的又一新课题，在计算机硬件系列课程的教学过程中，如何根据计算机技术的高速发展进行知识的合理优化，采用什么方式更有效的进行课堂教学，如何引导学生学习硬件知识的主动性，如何进一步提高学生硬件动手能力等等，所有这些问题只有通过对计算机专业硬件系列课程进行教学改革，才能得以圆满解决。
2.目前计算机硬件系列课程教学存在的主要问题。
2.1 教材与教学内容陈旧、落后，跟不上计算机科学与技术发展的步伐。一方面，随着计算机硬件技术飞速发展，真正能反映当今世界硬件领域技术的教材太少，教学内容大多较旧，计算机硬件课程未能跟上技术的更新，其相应的实验设备和条件几乎为零；另一方面，计算机硬件知识不直观，最新的硬件知识往往包含许多较复杂的技术，讲述起来抽象、枯燥，学生较难学习和理解，因此许多教师偏向于讲述旧的知识。
2.2 学生中存在“重软轻硬”倾向，硬件动手能力较差。目前计算机教育存在着重软轻硬的倾向。很多学生对硬件课程的了解甚少，认为硬件课程只是学习计算机的内部工作原理，在计算机应用当中无关紧要，认识不到硬件技术在应用方面的重要性，再加上相应的实践环节难以保证，课程考试评价体系中对硬件实践能力的不重视，导致学生在学习中缺乏积极性。
2.3 各门课程内容衔接存在问题，教学效率不高。计算机是一个由硬件和软件组成的庞大的复杂系统，计算机知识有着很强的系统性。而在目前的教学中，硬件课程知识与软件课程知识之间缺乏足够的交叉和互补，学生无法深入理解计算机的基本工作原理及其在软件系统中的作用。另外，在硬件课程之间也缺乏充分的衔接，有些知识点重复或缺失，这些都导致了学生的知识体系不系统、结构不健全。
2.4 缺乏创新能力的培养。目前高校中开设的硬件实验课程大多以验证性实验为主，教师往往提供了实验的所有环节，大部分学生在做实验的过程中，基本上不对实验的实用性进行延伸思维，只按设定好的正确线路、程序、步骤、数据一一照做。这样的实践不利于学生创新思维的培养，成了另一种形式的理论学习通过实验达不到理论与实践相结合的目的，达不到培养学生初步科研能力的要求。
3.关于计算机硬件系列课程教学改革的思路。
3.1 改革教学内容，构建科学的、系统的计算机硬件教学体系。
3.1.1 计算机硬件系列课程教材目前存在的主要问题是知识陈旧、落后跟不上计算机科学与技术的发展步伐，这种现象在基础教材中尤为突出。为适应计算机科学与技术飞跃发展的需要，教材丛书应具有先进性和时代特征。并且每隔一二年做一次小的调整，每隔四五年重新修订出版。教材要紧跟计算机科学与技术的飞速发展是不可能的，况且知识的传授不能受教材的制约，因此，计算机硬件系列课程教学中应注重知识的更新，计算机硬件技术的发展、更新速度是惊人的，这要求教师时刻关注最新发展动态，及时了解本学科的新技术、新趋势，及时调整更新授课内容，使该课程能够反映学科的发展前沿。教师授课时注意知识点的延伸性，即从知识点最早出现的基本原理发展到目前技术状态的过程，这样可以减少学生理解的抽象性，从而提高学生的学习积极性。
3.1.2 在充分分析原计算机专业所开设的《数字逻辑》、《计算机组成原理》、《操作系统》、《汇编语言程序设计》、《计算机接口技术》、《计算机体系结构》、《单片机原理》和《嵌入式操作系统及应用》等硬件课程教学内容和教学时数的基础上，剔除掉不必要和重叠的教学内容或课程，增加新的必须的教学内容或课程，构建出符合现在计算机硬件教学需要的，面向工程应用的课程体系方案和相应的教学内容。如缩减《大学物理》学时，增加((EDA技术》课程，借助EDA技术学生能完成涉及多门硬件类课程的实验，在不同的学习阶段，学生学习了相应的硬件课程后，就可以采用EDA技术，自行设计与本课程相关的实验设计或复杂应用系统设计。将EDA技术的应用贯穿于计算机硬件体系实验教学，使学生调试、验证自己的设计项目成为可能，为学生的自主实验提供广阔的发展空间，学生的自主设计能力和创新意识都得到极大提高，避免了学习的抽象、枯燥，增强学生学习硬件课程的兴趣，提高动手能力，有助于解决学生“重软轻硬”的认识问题。
3.1.3 构建新的硬件课程体系，解决硬件课程之间的衔接问题，提高教学效率。该课程体系由必修课程、选修课程及配套实践三部分组成。必修课包括“组成原理”、“接口技术”、“系统结构”等基础课程。为适应社会需求，在选修课中增加“EDA技术”、“计算机控制技术”、“嵌入式系统”等社会需求较强、实用价值高的应用性课程，同时新开了“模型机设计与组装”、“硬件综合实践”、“嵌入式系统实践”等实践课程，保证课程体系的实用性与先进性。硬件系列课程从体系结构上划分为三个层次：基础层、应用层和提高层，其课程间的关系如图1所示。基础层为“数字电路”与“组成原理”。“数字电路”课程虽然在教学体系上不属于计算机硬件系列课程，但它是计算机硬件系统的技术基础，是必修的前续课：“组成原理”介绍计算机的基本组成和工作原理，解决整机概念；以"EDA技术”的应用为基础，通过“金工电子实习”与“模型机设计与组装”两门实践课程，强化学生的硬件动手能力。在应用层中，通过“接口技术”介绍应用层的接口和相关外设，以“嵌入式系统”等三门实用性强的课程作为选修课，每门课程都配有相应的实验环节，并通过“硬件综合实践”、“嵌入式系统实践”强化学生对基础知识的掌握和综合应用。提高层为“系统结构”及“性能测试与分析”实践课程，通过学习和实践，能够使学生比较全面地掌握计算机系统的基本概念、基本原理、基本结构、基本分析方法、基本设计方法和性能评价方法，并建
立起计算机系统的完整概念。
3.2 改革课堂教学模式和教学方法，提高教学质量。教学实践证明，以课堂理论教学为主，实验教学为辅的培养模式，无法满足计算机硬件系列课程教学的要求，必须改造为以工程应用为目的，以项目驱动案例教学为手段的高效、实用的人才培养模式。教师先讲解相应知识的项目案例，然后设立新项目，由学生去实施和完成。比如《计算机组成原理》课程，可以设立定点运算器、时序发生器及时序分析、计数器设计、微程序控制器设计等一系列项目，采用“课外为主、课内为辅”的方式，即学生领取任务后，通过课余时间进行资料查阅、讨论、设计和实验，以及完成项目保报告书等；然后使用课内少量学时，由教师进行引导，选取部分学生报告项目完成情况，进行简短答辩和讨论。该方式既不影响课堂教学内容和教学进程，又能使学生充分利用业余时间积极、主动地学习，同时，课堂上的适当讨论也能活跃课堂气氛。通过这种项目案例教学模式可以有效地锻炼学生的自主性，提高学生学习的积极性和效率。
3.3 建立实践教学课程化的教学模式，保证硬件设计的连续性。计算机软、硬件设计能力是计算机专业本科必须具备的能力，在一般高校，很多只是注重了软件的设计能力培养，在软件类课程的开设中，保证软件设计的四年不断线，而硬件设计却很难保证。因此，在硬件课程实践教学的安排上也要保证设计不断线，使学生能真正理解计算机结构的系统性并能进行相关的设计。
我们的改革措施是去除与单一理论课程对应的课程设计等实践环节，理论课程内只保留最基本的实验，达到帮助学生理解基本理论的目的，其他实践教学内容进行系统性整合，按照学期单独设课，形成完整的实践教学系统。
3.4 建立科研导师制度。为学有余力的学生，提供一个学习和培养技术特长的机会。由硬件应用系统开发经验丰富并申请有科研课题或技术服务项目的教师担任导师，吸收对该课题有兴趣和能力的学生参加并共同完成，同时负责学生的学习规划制定和在课外直接指导学生的创新性实验、产品制作、参加电子竞赛、软件制作大赛和挑战杯比赛等。学院为特长生提供学习环境和机会，学生通过参加课题来提高自己的实践能力和工作经验，培养其浓厚的学习兴趣和学习主动性。
3.5 改革考试、考查方式。考试方法改革突破了单一的理论知识考核和传统的闭卷考试方式，实现对学生的综合能力和实训过程考核。具体要求为加大平时考核比重；注重实践操作考核；考试方法的改革将促进学生学习的自觉性和主动性。
4.结束语。对计算机硬件课程教学改革，笔者在实践中作了初步的尝试，对推进课堂教学建设，改革课程教学体系，改进教学方法，培养学生的创新精神和实践能力，提高课程的整体教学水平和教学质量起了一定的推动作用。
参考文献
1 宋人杰等，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(5)
关键词：计算机硬件；实验教学；创新人才；教学改革
文章编号：1672-5913（2013）03-0046-04
中图分类号：G642
0 引言
计算机硬件实验主要面向软件工程、信息安全等专业开设，它是计算机硬件实验教学体系中最为重要的教学内容之一。通过计算机硬件实验，学生可以掌握计算机硬件设计、制作、调试、运行维护等多方面的技能。学生利用VHDL以及波形图等对实验结果和中間环节进行调试和验证，可以训练自身对计算机底层技术的创新技能，培养严谨的科研作风。
随着电子设计自动化（EDA）和可编程逻辑器件（PLD）技术的快速发展，国内外高校普遍采用硬件描述语言进行逻辑设计，实现在计算机上进行功能仿真，最后下载到编程逻辑器件中进行测试。哈尔滨工程大学于2005年在黑龙江省率先引进了单片大规模FPGA来实现计算机硬件实验教学，这种方法将使实验过程从“验证为主”转变到以“设计为主”，有助于提高学生的硬件设计能力。
目前，计算机硬件实验的突出特点是仿真实验软件系统过于复杂。从编程到测试，再到实时测试的过程过于繁琐，学生不易掌握。教师往往需要花费大量的课时，讲解QUARTS软件的基本使用方法以及FPGA实验平台的结构原理，这就大大降低了计算机硬件实验的教学效果。
互动式计算机硬件实验教学将主要研究如何通过多媒体教学手段以及教师学生互动交流等方式，使学生在脱离实验室的环境下，快速掌握软件系统及硬件平台的使用技巧，提高计算机硬件实验教学质量和学生培养效果。
1 国内外现状、水平与发展趋势
目前，欧美发达国家的理工科大学计算机专业普遍重视硬件类课程实验，要求学生必须掌握一种硬件描述语言，会使用先进的EDA工具进行硬件设计、验证和测试。美国、日本、新加坡等国早在20世纪90年代初期，就开展了有关互动式辅助实验教学的研究。利用多媒体、教师个人网站等多种电子交互手段，提高教师知识传授和学生間技术交流的效果，达到课内外同步教学的目标。
互动式实验教学主要解决大量基础知识的讲授以及基本技能问题验证占用有限课时的问题，目的是有效降低教师的教学负担，提高学生的学习效率。日本、韩国在互动硬件实验教学上具有丰富的经验，在多所高等学校进行推广，如日本北海道大学、韩国釜山大学等均建有独立的互动实验门户或交互系统。
我国的计算机实验教学发展相对较晚，近年来，随着大批实验教学示范中心的建设以及高校对实验教学方法改革与研究的逐步重视，包括清华大学、北京大学、上海交通大学在内的许多高校都陆续开展了对互动式实验教学内容的研究。目前我们将重点阐述如何通过互动实验教学方式，缩短学生理解基础知识、熟悉设备使用的时間，最终获得理想的教学效果。
2 实验教学体系
2.1计算机硬件实验的重要性
嵌入式系统以应用为中心，以计算机技术为基础，因其软硬件可裁减，已受到欧美发达国家的广泛关注。哈尔滨工程大学依据当今国际电子设计业对人才培养能力的普遍认同标准，集中强化学生嵌入式开发技术技能的培养。
为此，我们为计算机科学与技术及相关专业勾画了以数字逻辑实验为基础，以微机接口实验为终结的，包含计算机硬件实验、计算机部件实验以及计算机组成实验为一体的计算机硬件实验教学课程群。要求本科生从大学第四学期到第七学期硬件实验内容不断线、衔接连贯、层次提高；强调各门课程明确分工、分层次培养学生的独立组织硬件实验的能力、软件仿真验证能力和测量仪器使用能力。
计算机硬件实验是该课程群针对软件工程、信息安全等专业设置的，实验内容紧紧围绕计算机组成原理，兼顾VHDL描述语言、数字逻辑有关组合、时序逻辑电路的有关知识；每个实验项目都是一个独立的实验单元，可进行独立设计和测试，同时，所有的实验单元又能够组成一个有机的整体，完成一个基本模型机的设计和实现。
基于上述原因，哈尔滨工程大学计算机实验教学中心（下简称“实验中心”）选用GW-48系列SOPC/EDA实验开发系统进行计算机硬件实验教学。学生利用实验开发系统完成一系列基本单元实验和模型计算机综合设计实验，掌握计算机各个部件的功能和设计方法，也更加直观地掌握计算机各主要部件的工作原理。实验开发系统不但使学生更加深刻地理解了计算机组成原理理论知识，而且还能使他们在VHDL语言、EDA软件工具和FPGA的应用方面获得大量实用的技术。
2.2“三化结合，四个并举”的实验教学理念
“三化结合”的教学理念：构建软硬件一体化实验环境有利于培养学生软硬件综合素质，实验平台综合化有利于培养学生的综合设计能力，实验内容系统化有利于培养学生的系统化设计思想和能力，为较好地实现“理论教学注重基础，实践教学注重能力，创新教学注重个性”的目标打下了坚实的基础。
四个并举的教学理念：
1）工学并举。
工程教育与经济建设相结合，按照工程教育专业认证要求调整实践育人目标；按照卓越工程师培养计划建立面向校企合作的实践育人体系。
理论教学与工程实践相结合，修订2009版人才培养方案，加强理论课程与实践课程内容的相互融合，打造科学合理的实践育人平台。
科学研究与社会服务相结合，以ACM人才培养实验班为依托，培养拔尖人才，打通进入科研实验室的科学研究模式；提高科技创新普及率，增加学生接触社会、服务社会的锻炼机会，提高社会实践能力。
开辟提高实践教学办学水平、推动区域经济快速发展的“三结合”办学道路。
2）点面并举。
以数字逻辑实验为例，实验分为三个阶段：①组合逻辑实验阶段采用虚拟实验环境与现场器件验证操作相结合方式；②时序逻辑实验阶段采用实际器件操作与理论研究相结合方式；③创新设计阶段采用自主设计与教师指导相结合方式。不同的实验类型和阶段，采用不同的授课方式和教学设备资源。
3）教研并举。
将科研资源有机融合，科研实验室、创新实验室全部面向学生开放，遴选科研团队教师纳入兼职教师序列，研究生助教充实教学辅助力量，科研方向助力推动科技创新，提高学生的科学研究水平；积极开展面向教学辅助系统的科学研究，开设MATLAB等科研工具与科研方法的实验教学课程，鼓励学生参与科研实践，使学生了解科技最新发展，提升学生科学研究和科技创新的能力。夯实教师队伍和教学质量工程建设，教学科研相互促进，共同推动实践教学发展。
做到“教学-科研-创新-服务”一线牵，从教学中发现问题，并凝练问题；在创新中探索问题，并剖析问题；以科研来处理问题，并解决问题；由服务来普及“问题”，并消除“问题”。
4）建改并举。
以软件工程、计算机科学与技术、物联网工程和信息安全四个专业为依托，分别建设国家工程实践教育中心、实验教学基地、工程师培养基地、校企联合实验室、实习实训基地等。
加大计算机实验教学平台建设力度，特别是文化平台的建设，设立图灵文化长廊、计算机历史展厅、计算机技术展厅以及实验中心宣传展厅，强调“格物穷理、知行合一”的办学思想。
面向软硬件实验课程，开展实验教学改革，开展虚拟实验教学开放系统建设、物联网技术综合实验系统建设和创新实验基础与实践课程建设。
面向创新实践活动及教学，与科研密切联系，结合科研方向，依托计算机科学与技术、软件工程两个一级学科，设立集成科研团队技术优势的创新平台，即物联网技术创新平台、网络与信息安全创新平台、机器人技术创新平台、软件工程创新平台和ACM/ICPC创新平台。
2.3计算机硬件实验项目设计
由于计算机硬件实验主要面向计算机科学与技术以外专业开设，参与实验的学生绝大多数未学习数字逻辑等基础课程。为此，按照计算机硬件实验课程群的整体安排，考虑到知识点的传承，我们制定了由逻辑电路到重要部件，最终回归基本模型机的项目设计思路。具体内容见表1。
3 互动式实验教学
3.1互动式实验考核方式
实验内容和实验方法的多样性决定了考核方式的多样化，考核方式应能真实地反映学生的理论水平和实验技能水平。为此，课程组提出了“3+5+2互动式实验成绩考核方式”。其突出特点在于将“生写师查、生做师察、生疑师答”三种交互方式贯穿于整个实验考核过程中。
1）生写师查。突出预习在实验教学中的作用，预习成绩占总成绩的30%，预习报告是学生对于教师所教授理论知识理解和掌握程度的直观体现。教师查看预习报告，有针对性地指导学生实验，从而提高了实验教学质量。
2）生做师察。实验操作和数据收集是实验教学的中心环节，占总成绩的50%。教师通过现场观察和抽查的方式，对学生的动手能力进行全面考核，包括：①是否遵守实验规则；②设计能力；③分析、解决问题能力；④对理论设计的实现能力等。
3）生疑师答。实验报告是实验教学成果的总结，它反映了学生对科学实验的概括总结能力，占总成绩的20%。对于学生的疑惑和操作难题，教师有必要进行针对性解答和辅导。
上述多角度的师生互动方式，考核了学生的真实水平，提高了实验教学的整体质量，达到了实践创新的培养目标。
3.2互动式虚拟实验教学平台
互动式实验教学的目标是：①减轻教师繁重的教学指导任务，提高师生互动频率和次数，提高实验教学质量；②降低设备使用的冗余时間，加强实验的灵活性和创新型，实现高素质创新人才的培养目标。由此，互动式虚拟实验教学平台应运而生。
互动式虚拟实验教学平台是以虚拟现实为技术基础，结合计算机硬件实验课程建立起来的，以加强师生互动、挖掘学生创新潜能、节约实验经费为目的。教学平台依托于校园网络环境，可以解决实验设备资源不足、实验室开放与日常学习任务冲突等问题，实现最大负荷情况下的多人数在线虚拟实验。
互动式虚拟实验平台内部运行结构如图l所示。该教学平台不受场地和教学课时限制，学生可根据自身基础，完成任何基于虚拟元器件的逻辑电路，并在FPGA平台上给予实现。借助于该教学平台，教师能够灵活考查学生对于实验原理的掌握程度、实验操作的熟练程度以及技术创新的拓展程度。
3.3互动式实验教学改革反馈
为了检验互动式计算机硬件实验教学内容的改革效果，实验中心对全校159名学生进行了“互动式计算机硬件实验教学效果”调查问卷。
从统计结果可以看出，89.5%的学生通过实验完全理解了相关理论知识；91.2%的学生可以熟练运用有关的科学实验方法，92.6%的学生能独立完成或在教师提示下完成应用系统设计，96.2%的学生认为实验教学对考研或就业有较大帮助；94.3%的学生通过实验课程的学习，认为教学内容和课程设置合理，能满足需求。很多学生反映新修订的计算机硬件实验教学内容注重能力培养，加强了老师与学生的沟通，特别是增强了对创新能力的培养，使其终生受益。
关键词：网络安全；计算机硬件维护；重要性
网络安全就是要使个人或者企业的一些重要信息得到保护，确保信息的保密性和完整性，同时也能够防止这些信息通过计算机网络泄露出去[1]。另外，计算机网络安全还可以使一些合法用户通过网络获取更多有用的信息，防止病毒或者是远程控制程序非授权、非法访问等。可见网络安全的重要性，而计算机硬件的维护更是重要，因此，必须要做好计算机硬件维护工作。
1计算机硬件维护的主要内容
计算机硬件包含多种不同的要素，而这些要素之间又是相互联系不可分割的关系，维护的内容包含以下两点：第一，安装和维护网卡，这两者都是计算机的基本配置，网卡操作和安装十分简便，在计算机运行的过程中如果发现交换机的HUB黄灯不停闪烁，则说明网络信息数据当前产生拥堵，需要判断IP地址是否在同一个网络中，之后再分别检查线路和主机，判断线路或者主机是否发生故障；第二，正确使用双绞线，双绞线以10Mbps的以太网为安装运行基础，在双绞线传输的过程中因为自身的特点，它可以有效抵消涡流，使网络信号下降的速度不断放缓，进而使通讯质量得到进一步提升。
2计算机硬件维护在网络安全中的地位和影响
2.1计算机硬件维护在网络安全中的地位
在计算机网络安全维护过程中，计算机硬件的维护将会对其产生十分重要的影响。如果计算机长时间处于比较恶劣的环境中，其寿命会缩短，而且也会使计算机硬件功能的发挥受到限制，威胁到计算机的网络安全。计算机硬件在运行的过程中会受到环境因素的影响，包括静电、电磁波、干湿度等都会影响计算机的运行速度[2]。如果计算机在温度比较高的环境中长期运行就可能会出现线路损坏的现象，严重的话甚至会导致计算机系统陷入崩溃状态。如果计算机硬件设备出现短路或者生锈，都会影响到计算机的正常运行，威胁到计算机网络安全。
2.2计算机硬件维护对网络安全的影响
计算机硬件系统包含路由器、交换机、网络设备和防火方面入手，观察这些构件的质量问题、功能问题以及所处的环境是否安全，这些构件的质量和所处环境都没有问题才能为计算机的正常运行提供保障，计算机的良好运行也能够为网络安全奠定坚实的基础。湿度、温度和电磁波、静电等都会对计算机硬件的运行情况产生影响，如果计算机设备所处的温度比较低，就会使计算机设备中出现水汽，使硬件出现短路或者腐蚀生锈；若计算机设备所处的环境灰尘过大就会使设备中的绝缘体电阻减小，影响到计算机系统的正常工作；如果湿度非常高，可能会使计算机的元器件出现打火或者放电现象，甚至可能会引起火灾。经典自身具有低能量和高电压的特点，计算机处于静电环境中易出现终端封闭现象，而且还会连带出现其他一系列的不良反应。人体自身携带超过十万伏特的静电比较常见，但是计算机却比较敏感，若计算机出现较高的经典则会使人们在不知不觉中破坏掉计算机的网络元器件[3]。另外，计算机所处的其他环境也会影响到网络系统的正常运行，比如尘埃、震动、电磁波和辐射等。
3网络安全中计算机硬件维护的主要方法
3.1应用相关技术
计算机的发展使网络防火墙的技术得到发展，该技术主要目的是提高计算机网络的安全度。加强网络的各种访问限制，避免没有经过授权的人或者是非法利用外部网络访问内部网络，亦或是通过非法的访问获取一些数据，对数据进行破坏。网路防火墙可以有效控制访问权限，所以需要在计算机硬件的维护过程中大量应用防火墙技术，这样不仅可以保障网络信息的完整性，而且也可以提高网络信息资源的安全性。入侵检测技术实际上是网络防火墙技术的延伸和强化，此种技术是对网络和硬件设备中的各类信息经常进行相对应的检测和分析，利用此项技术可以较早发现网络中存在的那些不确定的因素，再对这些因素进行针对有效处理，提高计算机网络的安全性能。
3.2提高重视程度
计算机硬件设备的维护需要转变传统的观念，对相关的工作人员进行网络安全方面的教育，比如对机房设备、计算机的硬件和软件以及网络信息等方面进行安全宣传，进而提高网络管理人员的安全管理意识和维护能力。在计算机硬件管理的过程中，相关的管理工作人员需要具备丰富的工作经验和专业的管理技能，另外，需要制定针对性的管理流程，使工作人员的操作行为受到严格的规章制度约束，避免因为人员操作或者管理不当引发相应的网络安全事故。
3.3利用路由器保护内网
利用路由器来保护内网，需要做到以下几点：第一，及时更新有缺陷的网络指令，大部分的网络安全事故和网络口令密切相关，而且当前市场上所采用的路由器大都是默认口令列表，因此，更需要对路由器的口令进行科学合理的设置；第二，尽可能关闭路由器的相关设置，利用WEB界面进行更加合理的配置，减少网络工作人员的工作量；第三，路由器的物理安全也需要得到最大限度的保证，比如对于一些接入交换机的计算机就会把网络配置模式设置成混合模式，这在一定程度上提高了路由器的物理性能。
4结语
计算机网络虽然为人们的生活提供了巨大便利，但是它所带来的网络安全问题也需要引起重视。计算机硬件作为网络安全中的重要构成部分，也需要进行及时有效的维护，减少受到外部环境的影响，提高计算机的运行性能，继而提高计算机网络的安全性能。
作者:侯连庚 单位:天津市神驰汽车零部件有限公司
参考文献
[1]童玲,谢培城.硬件维护在计算机网络安全中的重要性探讨[J].电脑编程技巧与维护,2015(20):87-88.
关键词：网络环境；计算机硬件；安全防护；策略
前言
随着科技的不断进步，计算机技术也在飞速的发展着，计算机硬件的使用逐渐得到普及，对整个社会经济都有很大的推动作用，人们在工作、生活中越来越离不开计算机硬件的帮助，甚至好的专业化计算机硬件系统直接关系到企业或者有关部门的相关利益。然而，对于数字化的产品来说，他具有的一个特点就是容易被复制，传播起来也非常的方便。因此，在看到计算机给我们带来的好处的同时，我们也要考虑到它的使用安全问题，计算机的作用越大，也就越可能成为别人想要窃取的对象，因此对硬件的保护问题也就成了我们关注的重点。在当今社会，各种硬件都会存在大量的盗版或者破解版，这对产品的开发商来说无疑是非常大的侵权行为。本文重点分析了现如今计算机硬件安全问题，在此基础上设计计算机硬件的保护系统，以保护硬件开发者的权益。
1网络安全对计算机硬件的重要作用
计算机硬件安全要想得到保障必须要有安全的网络环境作保证，然而网络安全一直没有被重视。直到网络迅速发展并普及的现代，通讯保密也进入到大众的视野里。而在当今的社会，计算机硬件的使用、安全以及维护得到了极大的重视，它影响着人们的社会安全、财产安全以及个人生活等，因此，人们需要防范的地方有很多，比如黑客行为、电子谍报、计算机犯罪、信息丢失、网络协议、信息战等等。计算机安全问题不仅影响着社会生产和人们的生活，同时也会对国家安全、国防军事、国家政治外交以及机关单位的正常运转产生极大的影响。现如今，计算机系统作为一个国家经济、政治、文化、社会活动的神经中枢和基础平台，一旦遭到破坏，无法运转，将会对国家造成极大的影响，比如国防能力降低、通讯系统中断、国家金融体系瘫痪等，严重的话甚至会导致国家经济崩溃、政治动荡、社会秩序混乱等，后果不堪设想。总之，我们日常生活中所涉及的计算机硬件面临非常严重的威胁，这种威胁主要来自于网络环境，在该环境下计算机硬件系统包括处理器、硬盘、路由器等，这些硬件的安全运行保证了计算机的正常工作。一旦计算机处于网络环境安全较低的状态，就无法保证计算机的安全运作，所以说对于硬件来说，网络环境的安全具有非常重要的价值和意义。
2网络环境下计算机硬件存在的问题
网络是全面覆盖整个省市甚至整个国家地域范围内的全范围信息系统，它链接了整个网上环境，应用环境非常复杂。因此，一旦内部的操作人员稍有失误，更甚之，一些故意的非法操作都将可能使得计算机信息的泄漏甚至破坏。作为统一的网络，非法攻击只需要击破整个网络系统最薄弱环节就可以获得全网资源，这对计算机信息资源安全有着非常大的危害。网络环境下计算机硬件面临的主要问题有：
2.1计算机病毒影响
计算机硬件存在的较严重的问题之一就是病毒问题，目前的网络环境下，对病毒的监控体系还是不够的，对病毒的认识也是十分有限的，病毒防控需要更进一步的加强。在此方面，计算机病毒监控中心对全网计算机病毒缺少统一的监控以及管理，由此难免会遭受计算机病毒的侵袭。此外，计算机硬件系统没有完善的信息安全管理体制。由于网络的重要性，它是和外界网络采用物理隔离的专用网络。目前在整体上缺少成熟的安全结构体系的建立，在管理上相应的安全标准以及安全条例也没能跟得上，在网络信息安全管理上还存在一些漏洞，基础建设较为薄弱。网络的安全使用以及保护上留下了很大的潜在隐患，可能导致网上病毒的传播，给外部系统带来计算机入侵提供机会。
2.2计算机安全防护意识薄弱
庞大的网络拓扑使得计算机安全的检测以及建设产生滞后，对一些假冒的IP地址以及网络拥堵等现象缺少预防措施。疏于对网络访问的控制，企事业除了在访问到一些特殊应用系统需要使用登陆口令，其他信息访问一般没有建立严格的授权机制。甚至有的应用系统全网都使用相同的用户名以及访问口令，这对信息系统的访问过程带来相当大的安全隐患。此外，很多计算机的操作系统存在着大量安全漏洞，这主要是计算机系统分析过程出现的原因，由于这些安全漏洞的存在，网络正常的运行将会面临较大的安全隐患。
2.3硬件的运行环境问题
对计算机硬件来说，自然环境以及设备的使用条件对其都有较大的影响，环境的干扰直接关系到计算机设备的使用安全问题。影响计算机硬件的主要因素有空气湿度、磁场问题以及电磁波的干扰等，计算机硬件要求的工作温度一般较低，在15到35℃范围内能够保证计算机正常运行，温度过低会使得硬件驱动慢，温度高会导致电路板的烧毁。硬件对环境湿度也有一定的要求，如果空气过于潮湿会导致计算机硬件电路板的损坏，使得硬件材料被水汽腐蚀，从而烧毁电线以及电路板，导致计算机硬件破坏，无法正常工作。此外，计算机硬件也会受到生活中一些电磁场以及电磁波的影响，使得计算机硬件无法正常工作。
3计算机硬件安全保障
3.1硬件服务器的设计
计算机的正常运行要通过服务器来完成，而服务器需要相关的许可证认证，服务器在认证过程中需要通过设计伺服框架来实现。伺服系统的设计大多采用多线程方式处理，实现伺服进程，从而满足计算机使用者的需求。伺服系统将程序分成很多个子线程来完成，当计算机主机的命令发出后，伺服系统会根据命令发出的先后顺序处理子线程。当子线程数量不够时，软件伺服系统会分配新的子线程满足要求，设计过程中会对伺服系统设定一个最大子线程数量限制，这主要是为了避免过多的子线程会对伺服过程的性能产生不好的影响。因此，计算机在服务器端的设计过程中一定要重视对具体子线程请求的设计，除此之外，还要重视对新增用户保密信息程序的设计，完善硬件原有的修改或者删除客户信息的功能。
3.2对硬件进行加密处理
采用各种加密技术对硬件进行处理，但是这种方法的弊端就是没有办法防止企事业单位内部的员工进行主动泄密行为。更深一层次的加密是对硬件的底层文件进行加密处理，也就是所谓的透明文件加密，该层次的加解密行为不会涉及到用户，通过使用铁卷、守望者等透明加解密代表，在操作系统的最底层对计算机进行强制加密行为，这种技术采用内核文件驱动,在破解起来具有很大的难度，因此安全系数较高。
3.3其他技术
我们还可以通过对计算机设备的外部使用进行协议监视，对保护的计算机进行访问控制，不经允许，用户不能私自操作。对授权用户根据策略不能将软件信息通过未经保护的形式保存或者转发，确保计算机的使用处于受控环节中，保证设备工作的安全，同样当计算机系统泄密时可以做到有据可查。此外，可以在电硬件的的算法上采用嵌入密文形式，实行防篡改技术，从而实现计算机硬件的保护性设计
4结语
随着网络技术的飞速发展，我国计算机侵权问题已经给电子行业带来了十分强大的冲击。计算机硬件保护系统的内容极其复杂，而系统安全技术的发展有待提高。在网络环境下，如何做好计算机硬件的安全保障仍然是主要探究的主要方向之一。
参考文献：
论文摘要文章从当前计算机硬件科技高速更新的角度入手，对如何顺应潮流进行相应的计算机硬件组装教学更新实践进行了论述，为新一步的计算机教学改革提供参考。
自上世纪末90年代末开始计算机科技技术的发展日新月异，与之同步的计算机硬件技术也在不断顺应着计算机软件系统进行着高速的改朝换代，从而达到匹配其需求的目的。时至今日，随着人机互动系统的不断完善与普及，各种新颖的输入/输出硬件不断的刷新市场，这都给计算机硬件组装的教学工作提出了新的挑战，如何使计算机硬件教学顺应计算机科技的发展是摆在计算机教育工作者面前的一个崭新的课题。
1 当前计算硬件组装教学上存在的主要问题
由于计算机硬件组装教学相对于软件教学来说，教学知识概念比较繁复，而且一些硬件与具有着高集成化的特点，这就是说计算机硬件在教学内容本身上就存在着学习的硬伤，再加上教学时许多问题比较抽象，如果不亲自动手操作很难让学生产生认同感，这就导致了当前学生们普遍的“喜软（件）怕硬（件）”的情绪。同时，由于许多软件教学课程实践中并没有和硬件产生必要的联系，这就容易让一些计算机专业学生产生轻视硬件组装课程学习的心理。而且计算机硬件组装的教学实践中，往往受到课时因素、场地因素、资金因素等客观因素的制约，把本应在探索和实践中进行理解和消化的教学内容，局限在书本上的讲解，这样生硬的“演绎式”教学方式不符合学生的认识规律，也不容易调动学生的主动学习意识，这些就是当前计算机硬件组装教学所面临的最严重问题。
2 计算机硬件科技发展的背景
从学生的就业形式上来考虑，学生们所学习的计算机硬件组装知识，必须是计算机产品最前沿的产品，所以制定计算机硬件组装教学实践并不是一个静态的过程，而是要时刻关注计算机市场动态，了解计算机硬件技术的最新发展以及相应配件的换代情况。但这对于计算机学校的财力要求比较高，要尽量协调资源，尽量避免用废弃教学机或是淘汰落后品来进行计算机硬件组装教学实践的情况发生。同时，从2010年对我国计算机维修市场的调查统计中显示，只有5%的硬件维修任务是出在硬件实质损伤维修/维护上，也就是说有95%的的硬件故障任务用简单的更新/更换硬件方法得到解决，粗糙而浪费资源，这客观反映出当前我国计算机硬件市场急需硬件专业技术人才，这也为计算机硬件组装教学工作提供了动力。
3 以计算机科技发展为基进行硬件组装教学的原则
3.1 将理论和实践操作进行有机结合
首先由于计算机硬件组装教学所涉及到的教学内容，如：电子电路基础、各电子元配件（包括电阻、电容等）工作原理、相关硬件的匹配原理等都是具有着极强知识性和极强实践性的知识内容，需要通过多课时、多层次的实训教学才能达到理想化的教学目的。因为将理论和实践操作进行有机结合是以计算机科技发展为基进行硬件组装教学的首要原则。
3.2 以学生就业需求为教学目的
随着当前计算机专业学生就业形式的日趋严峻，以就业为主导向的职业人才培养教育形式已经成为了专业人才培养的核心思路。同样的，计算机硬件行业也迫切需要适合计算机科技发展需求的高素质、高聚合性、技能过硬的复合型人才，要达到这样的人才培养效果，在计算机硬件组装教学设计初期，就要以学生的就业需求为教学根本原则进行设计。
4 针对计算机科技发展的计算机硬件组装实训改革措施归纳
4.1 灵活应用调研/多媒体手段，激发学生主动学习欲望
不可否认的事实是，当前学生学习计算机硬件组装课程时，绝大多数是被动式学习，只能通过机械的反复操作，反复记忆达到一种，“心里没记住，但手却记住了”的操作熟练状态。这种方式很容易造成对计算机硬件组装学习的厌恶或抵触情绪。所以在具体教学实践中，要尽量的多利用多媒体手段，（当然如果能找到硬件实物则更为理想）模拟制作相应的硬件实体课件，使学生产生兴趣，主动的作到知识点与实物结合。同时，要尽量用多媒体课件代替相对枯燥的板书教学，让学生在单位时间内尽量多的获得信息量，如果多媒体课件制作的工作量比较大，可以进行全体教师的调配，大家分章节制作课件，然后串换使用，这样用多媒体手段进行的演示操作可以使枯燥的硬件装机内容尽量生动地展示给学生，有效地调动学生的求知欲望。而且还要尽量多安排学生在课余时间做一些相关的硬件信息调研或市场调研任务，这样学生在进行实际调研过程中客观了解到所接触到硬件的价值所在，有助于学生对硬件的理解和记忆。
4.2 尽最大努力多安排实训课时
计算机硬件组装教学最忌讳的教学效果，就是培养出的学生“眼高手低”，所有的操作知识步骤都能靠着反复死背而记牢，但当进行实际操作或是出现一些灵活问题时就变得不着头绪。因此，要尽学校最大的努力多安排计算机硬件组装的实训课程，这样在学生巩固所学习理论知识的同时还大大提高了学生的动手能力，为以后就业工作实践打下了坚实的基础。
4.3 给学生多提供实践操作的机会
学校可以根据自身的情况，与专业公司协商，承接一些计算机硬件维修任务。初期让学生在老师的带领下完成任务，后期达到独立完成维修任务的目的。这样通过具体的问题，学生可以用心的思考所学过的知识技能，并将其用在实处；将课堂上所学到的技能代入到实际存在的故障中，将实训课程的内容和社会中所存在的相关问题相结合，让学生在这样的环境中锻炼成长。并可以和市场上一些专业公司合作，推荐一些在实践操作中比较优秀的学生，去该公司进行实习，进一步刺激学生的学习积极性，将学习与以后走入社会生存联系到一起，让学生对自己的人生提前作出规划。
4.4 考核体系的完善
在传统的计算机硬件组装考核体系中，学生的成绩基本都是由实践操作报告来进行分数评定的，这样得出的分数与该学生的实际操作能力有很大出入，因为考核所进行的操作部分题目大多是验证型题目，学生比较容易通过完成，这样所得出的分数不能客观评价学生的计算机硬件组装能力。因此为了针对计算机科技的发展需求，对于计算机硬件组装教学的考核体系也应当系统化，比如制定相应的计算机硬件组装维护考核标准，或是组织学生参加一些国家统一的认证考试，比如：全国计算机信息高新技术考试（即通常说的CITT）、信息产业部推出的硬件工程师认证考试等等。
5 虚拟实训室的建立，符合计算机科技发展需求
前文已经提到过根据计算机硬件科技发展的情况，学校应该及时更新实训用计算机硬件材料，但这样的更新耗损非常巨大，尤其现在计算机职业院校多为私立办学形式，这种理想化的硬件组装实训形式无法达到。所以虚拟实训室这种以软件替代硬件的高科技形式就得以发展了，通过市场调研将最新的硬件配件进行编程模拟，这样在简化实验操作程序的同时，也大大弥补了实训资源的不足。而且突破了传统的计算机硬件装机实训教学过分受到时间和空间制约的事实，完成了教学模式的更新。在对市场上新出现的硬件产品进行编程虚拟时，一定要与模拟实体保持一致，对于设备的接口、具体操作法要完整的用多媒体形式进行模拟，让学生达到身临其境的效果。
但必须要强调的是，普通的计算机职业院校是无法达到硬件模拟高度仿真指标的，因此，虚拟实训室不能完全的代替实物实训教学活动。
同时，虚拟实训室是一个依赖硬件实物模拟单元和操作模拟程序存在的实验场所，它从根本上解决了由于经费紧张而无法实现的硬件元器件无法更新的情况，而且由于他是虚拟系统操作，其实训效率远远超过了实物实训，而且由于其实验所用单元完全虚拟，将不会受到规格和品种不全的限制。但由于要求实训过程的逼真，其中各个硬件单元组装教学的过程必须用连续动画效果表示，这些动画的制作非常繁琐。最后要强调的就是，虚拟实训所操作的效果都是将操作进行理想化模式进行的，在和实际操作接轨时可能会出现手动失误或操作缺憾等问题，所以它并不能代替实物实训。
参考文献
[1]万晓冬.计算机硬件系列课程体系改革探讨[J].电气电子教学学报，2007:29.
1课前备课
在教学中更多的是以分组教学方式来进行，这样能够有效对所有学生进行较为合理的划分学习小组，然后根据每一组学生的特点来为他们选择不一样的学习目标和方法。比如说在我校教材《计算机硬件技术基础》第十章计算机网络硬件的教学中，可以让一些胆小、不敢剪线、怕做错的同学能够学会制作网线，能够敢于尝试，在课堂上需要它们认真观察老师制作的每一个细节；对于知道网线制作过程但是网线不通的学生，为了能够提高他们制作网线的成功率，则需要他们认真检查自己制作的每一个细节；另外，对于会做双绞线、但对传输介质了解少的同学，为了让他们了解更多的介质及其应用，可以让他们上网搜索。其次，从教师的方面来看，要求计算机教师必须要充分掌握与教学内容相关的知识，无论是计算机硬件的一个技术参数还是区域价格，教师都要了如指掌，就以我校教材《计算机硬件技术基础》第四章存储系统中的硬盘教学为例，教师不仅要对教材上的内容非常熟悉，还要自己去网上了解硬盘的一些品牌和技术参数，每一中技术参数的作用又是什么等这一类的相关问题。在课堂上计算机教师向学生展现出自己知识渊博的一面，不仅可以在学生心目中树立起高大的形象，还可以让学生对教师产生信任，从而可以让学生认真上好每一节课。另外，计算机教师在备课时，还需要注意在教材方面的备课。在这里，教材并不是指在上课时老师和学生运用的书，也就是学校教材，而是说只要是与所教的知识相关的资料都能够把它看做是教材的一部分，大多数人都称之为教学素材，也正因如此，这些资源的价值往往受不到重视。
2课堂实施
在做好充分的课前准备后，就是进行课堂实施，这是一个非常重要的环节，教师在进行课堂实施时同样也要从几个方面来进行。第一，要把上课所需要的教室准备好，在学生进入教室上课前，教师应当提前对教室进行检查，是否存在坏的设施，还需要保持教室的整洁以及通风，注意学生的仪表和精神面貌，让学生可以在安全、干净的环境中放心、轻松地学习。第二，在备课阶段已做好了分组的准备，在进入课堂后需要快速建立学习小组并且选定小组的组长，组长在学习小组中起着十分重要的作用，是不可或缺的，组长必须引导或是指导学习的任务，由此可见，在选择组长时除了要考虑课堂的教学内容，还需要把学生对计算机硬件的基础考虑进来。第三，课堂教学其实就是教师把知识传授给学生的过程，然而计算机硬件课堂教学对于学生来说太过枯燥、乏味，无法引起他们的兴趣，所以计算机教师在课堂教学中必须把学生做为主体，让学生能够依照小组的学习目标自主对知识进行探索，而教师在一旁则起到的是辅助作用，可以让学生对硬件进行观察，对需要操作的部分进行清楚的示范。在这里，还是以我校教材《计算机硬件技术基础》第十章计算机网络硬件的教学为例，在课堂教学的过程中，教师可以先向学生展示双绞网线的样子让学生仔细观察，然后向学生示范如何制作双绞网线，在这过程中，教师必须对一些常识以及在制作过程中需要注意的细节问题进行详细的讲解，然后再让学生通过小组的方式进行制作双绞网线，最后把作品交给教师，由教师来进行通信测试。第四，教师在课堂临近结束时要对课堂内容及过程进行小结。计算机硬件课堂教学的小结并不和传统的课堂教学小结一样，它不是对课堂中所学到的知识点进行总结，而是让学生来表达在课堂中学习交流以及制作的心得体会，通过总结教学的内容以及制作技巧将其运用到实际生活中，帮助学生解决一些问题，能够让学生了解学以致用的乐趣。另外，为了能够提高计算机硬件课堂教学的有效性，在硬件课堂教学中需要融入德育渗透，这是十分必要的，那么我们就以我校教材《计算机硬件技术基础》中有关防火墙的知识教学为例。由于受到条件的限制，学生想要接触到价值较高的防火墙硬件是不可能的，这也就导致课堂教学枯燥、乏味，学生在学习时困难重重，课堂无法吸引学生，使得学生容易在课上睡觉。应用德育渗透其实可以将网络犯罪作为开头，向学生讲述一些攻击国防、银行、企业网络的案例，让学生得到遵纪守法的教育，从而防止网络犯罪。然后告诉学生，想要防止这些网络攻击，就可以运用到本节课所学习的内容，从而可以自然地将防火墙引入课堂中。德育渗透能够吸引学生的注意，激发他们的好奇心以及求知欲，能让整堂课可以不知不觉完成，调动学生的主动性。
3结语
计算机硬件课堂教学能够提升学生的实践能力，帮助学生培养他们的创新能力，更能够让他们增强竞争意识，起着十分重要的作用，但是由于计算机学科的飞速发展，传统的计算机硬件课堂教学已经无法适应这样的发展，所以必须打破传统，提高计算机硬件教学的有效性。除了在文中提到的课前准备和课堂实施，教师还需要在课后对教学进行评价以及反馈，它能够帮助提高计算机硬件教学的有效性，不仅只是对学生的测评，还能够刺激学生的学习动机，是对学生学习过程的评价。要想提高计算机硬件课堂教学的有效性，教师必须从多方面入手，只有这样才能够做得更好。
作者：何育霖 单位：广西河池市巴马县职业教育中心
关键词 计算机硬件 实验教学 管理举措
中图分类号：G642 文献标识码：A
进入21世纪，我国的各个行业都在逐渐向信息化方向发展，我国的教育行业也逐渐向信息化的方向发展，将其信息化有效地应用的教学管理中。计算机硬件作为信息化教学中重要的组成部分，对我国教学水平的提升和发展，起到了非常重要的作用和意义。但是，在计算机硬件实验教学的过程中，对其相关的要求是相对较高的，可是管理水平却远远跟不上计算机硬件实验教学的节奏，这样不仅对计算机硬件实验教学发展造成了严重的影响，对学生的发展，也是非常不利的。因此，学校作为我国人才培养的重要基地，应当紧跟我国社会发展进程，从而制定有效的计算机硬件实验教学管理形式，对教学质量的提升，起到了最大程上的保证。
1将学生的地位得到发挥
学生是整个教学和学习过程中的主体地位，也是影响教学质量的关键。因此，在计算机硬件实验教学的过程中，应当满足学生足够的要求，将学生作为整个教学中的主体，这样可以充分调动学生在学习过程中的积极兴。例如：在计算机硬件实验教学的过程中，教师应当培养学生的书面表达能力、写作能力，同时也要培养学生对计算机硬件实验数据和信息变化能力，这样对提升计算机硬件实验教学的质量，起到了重要的作用和意义。另外，学生在完成一项实验以后，教师要引导学生对其实验的数据和信息，进行全面分析和总结，这样可以有效地培养学生的分析能力，使学生在自主学习的过程中，提升了学习的成绩。
除此之外，教师也应当鼓励学生积极的提出问题，并且和老师进行良好的交流，这样可以使教师在与学生交流的过程中，可以了解学生的不足，从而提升学生计算机硬件实验教学的积极性，为教学质量的提升起到了重要的保证，也是提升计算机硬件实验教学管理质量的前提。
2加强计算机硬件设施的教学构建
要想有效提升计算机硬件实验教学管理质量，教师应当进行不断的摸索和总结，并且制定了一套相对较为完善的管理制度和岗位责任，其中主要包括有“计算机硬件实验教学管理制度”、“教育工作人员岗位责任”、‘学生计算机硬件实验室守则’等形式。在计算机硬件实验教学管理的过程中，通过利用这些相关的制度，使教师的工作责任可以进行有效的明确， 为计算机硬件实验教学质量的提升，打下了坚实的基础。另外，老师在计算机硬件实验教学的过程中，也要时刻提醒学生对实验室的中物品，不得随意破坏，并且对那些存在问题的教学设备，要及时的反映到学校，使学生可以对其相关的设备，进行有效的维护、维修、管理等工作，为学生在学习的过程中，提供了相对良好的学习环境。
3构建多层次的教学形式
教学质量是提升计算机硬件实验教学管理质量的重要形式。因此，要想有效提升计算机硬件实验教学管理的质量，教师应当构建多层次的教学形式，将教学的整体性，进行了有效的突出。同时，在教学的过程中，是由浅到深的，所以教师应当坚持层次化、系列化的教学形式，从而在最大程度上保证了学生学习的连续性，提升了学生对学习的积极性。另外，教师在利用计算机硬件实验教学的过程中，可以有效地提升学生实践的能力，使教师可以了解学生的学习情况，针对学生在学习中的不足，制定良好的教学方案，这样提升计算机硬件实验教学管理质量，起到了非常重要的作用和意义。除此之外，教师也可以利用小组的形式，加强学生之间的学习交流能力，为学生提供了相对良好的学习环境，这样教师在计算机硬件实验教学管理的过程中，也起到了重要的作用和意义，更提升了学生的学习兴趣。
4结语
通过以上的论述，我们可以知道，计算机硬件实验教学作为我国教学行业中，一种新的教学形式，对其教育质量的提升，起到了重要的作用和意义。本文对计算机硬件实验教学管理进行了简要的分析和阐述，只有将学生在教学中的主体地位，得到全面的展现，加强计算机硬件设施的构建等形式，为学生构建了相对良好的学习环境，从而有效提升了计算机硬件实验教学的质量，更为加强计算机硬件实验教学管理质量，起到了重要的作用和意义，进一步推动了我国教学行业发展的进程。
参考文献
[1] 郝尚富，张晓，孙佰利.计算机硬件实验教学与管理的探索[J].河北北方学院学报（自然科学版），2014（04）：80-82.
[2] 江浩.计算机硬件实验教学与管理探索[J].电脑知识与技术，2011（27）：6724-6726.
[3] 史素娟.高校计算机硬件实验教学管理探索[J].计算机光盘软件与应用，2013（21）：241-242.
