以應用為導向——信息管理專業硬件基礎課的教學探析

摘 要 本文從信息管理專業的特點出發，探討計算機硬件基礎課程的規劃和教學經驗。以計算機組成原理為基礎、以系統互聯應用為引申，強化實際應用技能；從硬件設計中發掘與系統及管理模式有關的優秀思想；注重學生反饋，提高課程趣味性。

關鍵詞 計算機硬件基礎 應用能力 課程規劃

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A

Application-oriented - Analysis of the Hardware

-based Teaching in Information Management Specialty

CHEN Chong， GENG Qian， XIAO Ming， HUANG Kun

(School of Management， Beijing Normal University， Beijing 100875)

Abstract This paper starts from the characteristics of information management， explores planning and teaching experience of computer hardware-based course. The principles of computer-based， internet applications for the extended system， strengthen the practical application of skills; from the hardware design and systems and management models to explore the best ideas; focus on student feedback to improve the course interest.

Key words basic computer hardware; application; curriculum planning

1 存在的問題

信息管理與信息系統專業（以下簡稱信管專業）是管理學與計算機交叉學科。該專業旨在培養從事信息管理以及信息系統設計、實施、維護等工作的專門人才，要求學生具有計算機硬件基礎知識，以便將來勝任信息系統的架構規劃、硬件選配、性能評估等方面的具體工作。而事實上大多數信管專業的學生仍感到自己的硬件知識和現實需要之間有相當大的距離。經分析有以下原因：

（1）課時限制使得知識點缺少相應的鋪墊，造成學習的艱澀感。交叉學科的性質意味著有限的學時要分配給幾個學科門類的課程。一些重點課程在原專業有其關聯的課程系列，而在信管專業只能糅合濃縮有所取舍。例如在“計算機組成原理”中涉及數字電路知識，因缺少基礎鋪墊，學生望而生畏、損害學習興趣。

（2）計算機硬件課程內容與學生熟悉的應用環境相去較遠。學生缺乏接觸硬件的機會，也想像不到它們對自己的價值。由于現實壓力和就業競爭，大學生更看重一門課程能給自己帶來哪些技能、能迎合用人單位的哪些崗位需求、能在考研中占多大比重等。如果找不到契合點，也就缺乏學習動力。

（3）教與學之間默契不足。不少高校信管專業的硬件基礎課由計算機系承擔教學，授課老師很難從信管專業的課程體系以及學生的興趣取向出發，去打造一套適合該專業培養目標和學生特點的課程內容與授課方法。例如，信管專業隸屬管理學，如果能從所學課程中發現“管理思想”、“系統設計理念”的現實應用，將能使學生感受到強烈的共鳴。

從北大、清華、人大、武大、北師大等多所高校信管專業本科教學計劃看，大家對硬件基礎課程的認識并不一致，僅課程名就有“計算機組成”、“計算機原理”、“計算機組成與體系結構”、“計算機系統”等不同名目。而且教學體系中屬于硬件基礎的課程最多設置一門，有的學校只是將部分硬件內容合并到其他課程。加之各高校信管專業的成立背景不相同，有些偏重信息資源，有些偏重信息技術。因此，各校信管專業對硬件基礎課“教什么”和“怎么教”看法不一。

本文結合作者在北京師范大學的教學實際，探討信管專業硬件基礎課程“計算機原理”的定位、規劃并總結教學經驗。

2 課程規劃原則

簡單說以組成原理為主線，通過“計算機系統”這一橋梁將課程內容推向應用層面，并使該課對后續課程起銜接作用。具體原則有：

（1）明確課程的定位，合理設計教學內容。在有限的學時內，既要把計算機部件的基礎工作原理講清楚，又要面向應用、貼近信息系統，讓學生感受到IT科技發展的脈搏。例如從典型信息系統中選取系統架構、硬件選型等現實問題，讓學生獲得訓練。

（2）著眼于整體。作為信管專業的計算機類基礎課，本課需為其他后續課程打基礎，不要讓一門課的知識點孤立懸空。例如存儲部分可以與操作系統關聯、總線和數據通訊部分可以與計算機網絡關聯，數據編碼部分可讓學生用編程做編碼轉換實驗，既加深了對本課程知識的認識，又練習程序設計。

（3）強調管理學的專業特色。在講授硬件原理的同時，重點突出計算機作為一個復雜分層系統的設計思想、任務管理模式及部件之間的協調工作策略，讓學生從管理的角度理解計算機系統。

（4）教學中注重學生反饋，多舉例并利用實物、多媒體素材幫學生理解；多數信管專業的硬件實驗條件很有限，可以用書面作業、編程和項目報告豐富實踐環節，強化學生對知識的掌握。

3 定位分析

從學科講，信管專業學習硬件的目的不是像計算機專業那樣是去關注機器本身的性能優化等問題，而是要了解其工作原理，并以此為工具，將其擅長的信息管理技能以自動高效的方式實現出來。學生希望看到所學知識的直接效用或在實際工作中的應用實例，因此課程內容上減少底層電路知識；側重部件功能、工作原理及其協作關系；增加硬件選型、系統集成規劃的案例。

從就業講，如果畢業生具備信息系統的定制設計、構建與維護能力，將會受到社會歡迎。據《2010年中國大學生就業報告》，前50名高薪職位中有4個職位與信息系統設計開發維護相對應。與此同時，針對信息系統的應用型合格人才培養又一直是高等教育的缺口。信管專業的培養目標很契合社會需求，如果能在學生培養的執行過程中，側重對基礎的靈活運用，并結合實際系統訓練應用技能，則可極大提升畢業生的就業競爭力。

課程以“組成原理”為基礎但不限于其傳統范疇，而是以“計算機系統”強調計算機的部分與整體、各個層次的協作關系。教學中借鑒參考文獻[4][5][6]，以其章節體例為依據，參閱參考文獻[7]和[8]等國內外優秀參考書，結合自編講義授課。

信管專業還有計算機網絡、操作系統、高級程序設計、管理信息系統等計算機類課程，我們將本課程視為整個知識體系的一個基礎模塊，注重相關知識點的延伸，便于學生體會課程間的密切聯系。例如，講計算機數據通信方式可以與網絡通信協議做比較；緩存、虛擬內存原理與操作系統的內存/硬盤管理密切關聯；數據編碼能通過高級程序設計實現；各種總線層次結構則有助于分析應用系統的架構設計。

教學中更重要的是發掘計算機硬件系統的優秀設計思想，如層次化、模塊化、“差別對待、總體最優”等理念，讓學生從陌生的硬件世界發現他們熟悉的管理學思維，有助于激發共鳴提高學習興趣。

4 實踐環節設計

為了在硬件實驗條件受限的情況下鍛煉學生應用能力，我們從學生熟悉的軟件編程入手設計實驗。既照顧到知識點在不同課程中的承接，又讓學生對抽象硬件知識有聯想理解。例如：結合程序運行例子講解計算機系統的協同工作過程；通過與或非運算實現英文大小寫字符轉換，加深對數字邏輯操作的認識；在講存儲地址時編程檢測主機字節序等。

結合學生使用個人電腦的實際問題來導入課程內容，可以激發學生興趣。例如講硬盤的工作原理、性能指標、尋址方式時補充磁盤碎片形成的原因及優化等實用知識，學生進一步探究的愿望會明顯增強。

在綜合能力上，提出個人用戶和企業用戶的不同需求，分析計算機系統集成部署和相應的硬件選配方案，并讓學生做課程項目，通過系統方案規劃、產品調查、硬件選型，對系統架構、系統整體和主要部件的性能參數、行業標準都有深入理解。

5 總結

本文根據北京師范大學信息管理專業進行“教育部特色專業”建設的精神，結合作者對專業的理解和教學體會，探討在信息管理這一面向信息技術應用的交叉學科，實施計算機硬件基礎課程教學的改革。教學中確?；A知識的占比，強調課程內容的實用性，通過案例分析、綜合報告等方式加強實踐訓練；用編程作為主要實驗手段，讓學生用高級語言借助操作系統觸摸他們看不見的底層硬件世界；注意使課程難度和強度均適于學生的學習基礎和能力，用舉例子、橫向對比、縱向剖析等方式啟發學生體會不同知識模塊之間的關聯和銜接。讓他們感到學得有趣、有用、有提高。從平時反映和考試情況看，大部分學生對本課程的基本知識有較好的掌握，能運用課程所學分析和解決問題，并具有一定的綜合技能。但對知識細節的理解還有待提高，對基本概念的掌握缺乏靈活性。不過隨著學生后續課程的學習，對計算機知識體系理解會更加深入和健全，這種情況也就能相應得到改變。

本論文受到“教育部特色專業建設項目（第六批）——北京師范大學信息管理與信息系統特色專業建設”支持

參考文獻

[1] 麥可思研究院.2010年中國大學生就業報告[R].社會科學文獻出版社，2010.

[2] 李曉明，陳平等.關于計算機人才需求的調研報告[J].計算機教育，2004(8):11-18.

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[4] 唐朔飛.計算機組成原理(第二版)[M].高等教育出版社，2008.

[5] 張基溫.計算機組成原理教程(第四版)[M].清華大學出版社，2008.

[6] 張麗，李曉明.計算機系統平臺[M].清華大學出版社，2009.

[7] [美]J.Glenn Brookshear著.計算機科學概論(第10版)[M].劉藝等，譯.北京:人民郵電出版社，2009.