以培養創新型人才為導向的計算機硬件課程教學體系研究

劉 卉，曾利軍

（湖南工學院 計算機與信息科學學院，湖南 衡陽 421002）

以培養創新型人才為導向的計算機硬件課程教學體系研究

劉 卉，曾利軍

（湖南工學院 計算機與信息科學學院，湖南 衡陽 421002）

本文分析了目前高校計算機硬件課程教學體系普遍存在的問題，根據科學發展觀的人才培養需要，構建遞進化計算機硬件教學體系。為培養創新性人才，改善計算機硬件教學提出了一些有效措施。

創新；計算機硬件；教學體系

計算機技術的發展直接影響國民經濟增長，計算機產業是一種省能源、省資源、附加價值高、知識和技術密集的產業，是國民經濟發展、國防實力和社會進步的象征[1]。我國高校都開設計算機相關的專業，雖然歷經了二十多年計算機人才的培養，但計算機產業對人才的需求量仍然很大。近年來隨著硬件技術的迅猛發展，業界對所需的人才模式有了新的轉變，對硬件類技術人員有巨大需求，學生將面臨新的機遇，也對高校計算機教學體系及人才的培養提出更高的要求。目前我國高校培養的計算機硬件技術人員比例過低，硬件開發工程師相對匱乏。

一、計算機硬件課程教學體系現狀分析

目前隨著嵌入式技術的飛速發展，企業所需的硬件開發工程師必須是軟硬件相結合的復合人才，我國高校的計算機專業硬件實驗設備缺乏，并長期存在輕硬重軟的思想，培養的人才硬件知識不系統，達不到業界所需的硬件開發能力，直接影響計算機專業學生的就業前景[2]。當前硬件課程教學體系存在以下問題：

1.計算機專業建設誤區：計算機硬件教學必須配備相應的實驗設備，硬件實驗設備投資較大，由于院校經費不足，而軟件教學投資相對較低且易實現，硬件課程的設置存在銜接問題。硬件課程一般包括電路分析、模擬電路、數字電路、計算機組成原理、單片機技術等，很多高校制定教學計劃時忽略課程內在聯系，孤立地堆砌課程，讓學生對硬件課程感到厭煩，無法形成系統的認識。目前我國培養的計算機人才軟件知識扎實，而硬件知識薄弱。

2.教學內容陳舊：目前很多院校采用的硬件教材內容與實際應用嚴重脫節，比如說計算機接口技術課程的內容已過于陳舊，學生在課堂掌握的理論知識無法具體應用，影響到學習積極性，學生只能為考試而學習。一些硬件課程內容重復，各門課程的授課老師孤立教學，并沒有為學生后續課程打下鋪墊，純粹為完成教學內容而教學，導致學生抓不住課程的精髓，針對性不強，最終學生不能對硬件知識形成一個系統的整體，更無法將硬件與軟件知識相結合。

3.忽略實踐教學：不少院校在硬件教學上更注重理論，忽略實踐教學。計算機軟件實踐教學容易實現，一般只需一臺PC機和相應的軟件，學生可以在課后完成，易調動學生學習積極性，像程序設計等課程比較直觀，通過調試程序學生的成就感較大。而計算機硬件實驗設備前期投資大，維護費用高，實驗室一般在開設相關課程時才對學生開放，一些硬件實驗環節比較復雜，在實踐課上學生無法從理論上掌握實驗原理，僅動手在試驗箱上“連連線”，看看實驗結果。學生在硬件學習上存在盲區，更別提著手進行復雜的硬件項目開發。

二、構建集基礎、綜合、研究三位一體的遞進化教學體系

隨著業界對計算機硬件開發人員需求的不斷上升，針對目前我國高校計算機硬件課程教學體系存在的問題，以培養創新型人才為導向，創建符合科學發展觀的遞進化計算機硬件教學體系。

（一）創建符合科學發展觀的創新型人才培養模式

科學發展觀的核心思想是以人為本。創建符合科學發展觀的人才培養模式的目的就是要促進學生的全面發展，不斷地提升學生的思想品德、科學文化、身體素質、心理健康、動手實踐以及創新能力。另外在設計創新人才培養模式時，要注重聯系社會人才需求，結合高校自身特征，充分發揮出學生的特色，才能讓學生走向社會有更強的競爭力和發展潛力。

（二）構建遞進化計算機硬件教學體系

計算機學科是一門系統性很強的學科，在整個教學體系中，硬件課程、軟件課程及實踐課程是三大重要組成因素。學生要在掌握了硬件知識后才能更好地學習軟件課程，而在講授硬件課程時學生必須了解軟件對硬件的控制指揮作用，綜合應用軟硬件知識，通過實踐設計開發出新產品，真正做到培養學生的創新能力。調整硬件課程體系勢在必行。首先要有效地整合課程，將技術落后以及與后續課程聯系不大的內容刪除，將課程中重復的內容進行有機融合，并及時將最新技術補充到課程體系中。組織教師編寫適應的硬件教材，通過優化教學內容，充分反映出硬件新技術，使得教學過程更連貫，效率更高，充分調動起學生學習硬件的積極性，為學生打下堅實的硬件知識基礎。在建立學生良好的硬件基礎的同時，可以進一步提高學生的綜合應用軟硬件知識能力，著手硬件項目開發，增強學生的創新意識。搭建產學研一體化平臺[3]，將學生的創新成果應用于企業，并根據企業的需求培養學生的研究能力。

（三）豐富教學手段

教學手段要多樣化，硬件類課程一般涉及時空概念等，內容比較抽象，動態性較強，可以應用現代教育技術手段，借用多媒體技術，將靜態抽象的內容轉換成動態可視的情景。打破傳統教學方式，建立起一種提出問題、完成任務的互動式項目驅動教學方法[4]。教師根據教學計劃，提出設計任務，指導學生逐步完成任務，在動手實踐中掌握教學內容，達到教學目標。教師也可以采用問題啟發式教學[4]，通過布置一些小論文，引導學生課后有針對性地去查閱資料，通過自主學習方式，最后在課堂上讓學生研討、教師總結，培養了學生的創新意識以及分析問題的能力。充分利用網絡資源建設硬件學科網站，為學生提供大量的學習資源，方便師生參與討論，展開協作式學習方式。

（四）構建立體化的實踐教學模式

實踐是培養創新型人才的關鍵，必須將實踐教學貫穿于整個硬件教學過程中。構建立體化的實踐教學模式是以培養學生創新能力及綜合素質為出發點，充分調動起學生的自主學習性和探究能力。通過設置多模塊化、多層次、多樣性的教學實驗類型，逐步提高學生綜合動手實踐能力。教師還可以通過指導學生參加硬件設計競賽，增加學生更多的實踐機會，從而達到創新型人才培養的目標。

三、結語

計算機硬件教學體系的建設是一個長期的過程，筆者在十幾年的硬件課程教學中不斷地研究和探討，并將上述一些解決方案付諸于實踐，在創新型人才培養方面獲得了比較明顯的效果。我們將不斷完善遞進化計算機硬件教學體系，在教學過程中逐步推廣，培養出適應社會發展的創新型人才。

[1]萬曉冬，王友仁，陳則王.計算機硬件系列課程體系改革探討[J].電氣電子教學學報，2007，（29）：4-6.

[2]唐建宇.計算機硬件課程教學中的若干問題分析與探討[J].福建電腦，2007，（5）：188-189.

[3]宋之帥，田合雷，盛義保.產學研合作培養研究生創新人才的研究與實踐[J].中國電力教育，2012，（34）：17-18.

[4]曹維，徐東風.項目驅動法在計算機硬件系列實驗中的應用[J].實驗室研究與探索，2009，（6）：210-212.

G642.0

A

1674-9324（2014）26-0274-02

湖南工學院教改項目：以培養創新型人才為導向構建集基礎、綜合、研究三位一體的遞進化計算機硬件課程教學體系研究（2012）。湖南省教育科學“十二五”規劃項目：湖南省區域產學研結合技術創新體系研究及實踐（項目編號：XJK011CJG004）。

劉卉（1980-），女，湖南衡陽人，講師，碩士，主要研究方向：無線傳感器網絡、智能信息處理。