窺探計(jì)算機(jī)教學(xué)中硬件實(shí)驗(yàn)平臺存在的不足及完善對策

關(guān)力

摘要：當(dāng)前，各大高校已經(jīng)充分意識到計(jì)算機(jī)教學(xué)的重要性，而在計(jì)算機(jī)教學(xué)過程中計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)屬于一項(xiàng)非常重要的教學(xué)內(nèi)容。本文重點(diǎn)圍繞計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺在硬件教學(xué)中存在的弊端進(jìn)行了研究，并提出相應(yīng)的完善措施，希望能夠帶動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，從而獲取理想的教學(xué)成果。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué)；計(jì)算機(jī)硬件；自制設(shè)備；改進(jìn)和實(shí)踐

中圖分類號：G718 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1672-1578（2016）05-0245-01

計(jì)算機(jī)教學(xué)中硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)具體包含了數(shù)字電路、模擬電路實(shí)驗(yàn)、微機(jī)接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)以及計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)等方面的教學(xué)內(nèi)容。而在計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)過程中利用硬件實(shí)驗(yàn)平臺開展教學(xué)能夠有效帶動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生硬件課程學(xué)習(xí)和實(shí)踐能力，能夠?qū)碚撝R進(jìn)行更深入的補(bǔ)充。硬件實(shí)驗(yàn)課程都配備相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)平臺，且提供完善的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)步驟，所有實(shí)驗(yàn)需要的元器件或者模塊都集成到一個(gè)箱體內(nèi)。學(xué)生只需按照實(shí)驗(yàn)步驟連接好導(dǎo)線，輸入要求的信號，觀察輸出就行，規(guī)范的實(shí)驗(yàn)平臺的優(yōu)點(diǎn)是簡化教師的工作量，簡化學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程。但是缺點(diǎn)也較明顯，成型的實(shí)驗(yàn)電路，實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ絾我唬瑢?shí)驗(yàn)項(xiàng)目固定，影響學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。本文根據(jù)計(jì)算機(jī)專業(yè)硬件實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，著重分析實(shí)驗(yàn)平臺在硬件教學(xué)中的不足。目的是提出結(jié)合實(shí)驗(yàn)平臺，通過自制實(shí)驗(yàn)設(shè)備和拓寬實(shí)驗(yàn)范圍，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)教學(xué)改革。

1.計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)平臺存在的問題

計(jì)算機(jī)設(shè)備在進(jìn)行長期運(yùn)行之后經(jīng)常會出現(xiàn)一些問題，例如在重啟的時(shí)候，會發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)需要花費(fèi)的時(shí)間越來越久；同時(shí)計(jì)算機(jī)用戶還會發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)偶爾會出現(xiàn)藍(lán)屏和死機(jī)的現(xiàn)象等等。因此，文中對計(jì)算機(jī)設(shè)備硬件在維修過程中出現(xiàn)的一些問題進(jìn)行總結(jié)。

如果計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用程序受到了病毒或者其他因素的干擾將會嚴(yán)重地受損，并且會造成文件的丟失，甚至導(dǎo)致程序無法正常地運(yùn)行。同時(shí)，由于計(jì)算機(jī)用戶在安裝相關(guān)的軟件過程中如果強(qiáng)行將其裝在相兼容的操作系統(tǒng)，應(yīng)用程序就無法正常開啟。此外，如果計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)中的系統(tǒng)配置出現(xiàn)了錯(cuò)誤也會給整個(gè)計(jì)算機(jī)硬件維修帶來一定的麻煩。計(jì)算機(jī)的電池規(guī)格和標(biāo)準(zhǔn)如果不符合標(biāo)準(zhǔn)也會影響計(jì)算機(jī)設(shè)備的正常使用。電源在供電的過程中如果出現(xiàn)電壓不足或電流偏小的現(xiàn)象也可能會導(dǎo)致計(jì)算機(jī)無法正常開啟。計(jì)算機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中接插件的接觸不良或者松動(dòng)也會造成計(jì)算機(jī)的接口與設(shè)備之間產(chǎn)生斷連的現(xiàn)象。尤其是跳線的錯(cuò)誤安裝還會引起計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備的參數(shù)和其他設(shè)備的參數(shù)設(shè)置不匹配，導(dǎo)致設(shè)備無法正常使用。最后，計(jì)算機(jī)的顯示器和主板以及通信設(shè)備的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)也會對計(jì)算機(jī)硬件維修存在一定的威脅。因此，如何有效地解決計(jì)算機(jī)硬件維修工作中存在的問題對計(jì)算機(jī)用戶具有非常重要的影響。

2.計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)平臺的改善措施探討

2.1硬件基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)提倡學(xué)生自制實(shí)驗(yàn)設(shè)備。硬件基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，如模擬電路實(shí)驗(yàn)和數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)，電路簡單，使用市售的實(shí)驗(yàn)箱做實(shí)驗(yàn)，學(xué)生只需簡單的插上導(dǎo)線，接通電源，輸入信號，測量輸出信號，驗(yàn)證書本知識就行了。這種方式，簡化實(shí)驗(yàn)步驟，實(shí)驗(yàn)主要集中于書本知識的驗(yàn)證，但忽略對學(xué)生硬件開發(fā)基本能力的培養(yǎng)，如元器件的焊接、測量和電路的設(shè)計(jì)等。所以對于基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，教師應(yīng)該挑選出部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目讓學(xué)生自制實(shí)驗(yàn)裝置，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在分析實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上，自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，完成電路的調(diào)試和測量，在學(xué)生自己的努力下得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。通過自制實(shí)驗(yàn)裝置，激發(fā)學(xué)生對計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)的興趣，積極性和能動(dòng)性得到極大的提高。更為重要的是自制實(shí)驗(yàn)裝置掌握的技能，是課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)后走上工作崗位所必須的。

以模擬電路實(shí)驗(yàn)中的晶體管共射極單管放大器實(shí)驗(yàn)為例，來說明自制實(shí)驗(yàn)裝置的好處. 晶體管共射極單管放大器實(shí)驗(yàn)的目的是學(xué)習(xí)單管共射放大電路的組成，分析靜態(tài)工作點(diǎn)對放大器性能的影響，掌握電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻的測試方法等.如果使用現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)儀器，由于實(shí)驗(yàn)面板上提供（如圖1）的電路連接和相關(guān)的元器件，學(xué)生做的工作就是連上電源，調(diào)整Rw改變靜態(tài)工作點(diǎn)，然后輸入信號，測量輸出信號，分析靜態(tài)工作點(diǎn)對放大器性能的影響. 簡而言之，現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)箱，可以簡化學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程，將實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)集中在原理的驗(yàn)證上面。

如果放棄現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)平臺，而是讓學(xué)生自制實(shí)驗(yàn)裝置，這樣的實(shí)驗(yàn)過程，不僅僅可以達(dá)到上述的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模彝ㄟ^實(shí)驗(yàn)學(xué)生可以獲得各種基本技能. 這些技能都是以后課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和走向工作崗位進(jìn)行電路設(shè)計(jì)所必需的. 更為重要的是，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)獲得的成就感，會激發(fā)學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)硬件知識的積極性和主動(dòng)性，從而挖掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能，這才是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的。

2.2專業(yè)硬件實(shí)驗(yàn)基于模塊化設(shè)計(jì)，拓寬應(yīng)用范圍，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。相比其他課程，計(jì)算機(jī)專業(yè)硬件實(shí)驗(yàn)課所學(xué)的內(nèi)容比較深?yuàn)W，想要順利開展硬件實(shí)驗(yàn)就要具備各種裝置。而通常線路具有一定的復(fù)雜性，很難自己完成制作，所以實(shí)驗(yàn)平臺是必須的，現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)平臺所具備的功能和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都是結(jié)合教材知識制定的，因此以驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)為主，而創(chuàng)新性和設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)受到限制。對于專業(yè)硬件實(shí)驗(yàn)課程，在教學(xué)中，應(yīng)該以現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)設(shè)備為主要的實(shí)驗(yàn)平臺，有條件的話盡量選用模塊化的實(shí)驗(yàn)平臺. 因?yàn)槟K化的實(shí)驗(yàn)設(shè)備是通過增加模塊來實(shí)現(xiàn)功能的擴(kuò)充，所以能夠拓寬實(shí)驗(yàn)范圍，能夠增加創(chuàng)新性和設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)。

3.結(jié)論

計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)既是計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)的重要部分，也是計(jì)算機(jī)軟件教學(xué)的基礎(chǔ). 計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)依賴于實(shí)驗(yàn)設(shè)備，其配備的實(shí)驗(yàn)平臺集中于對理論知識的驗(yàn)證，使得硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)比較枯燥，阻礙學(xué)生硬件實(shí)驗(yàn)的積極性和創(chuàng)新熱情. 教師在充分利用計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)平臺的基礎(chǔ)上，通過自制實(shí)驗(yàn)設(shè)備和拓寬應(yīng)用范圍來提高學(xué)生動(dòng)手能力，鼓勵(lì)學(xué)生自主探索，獨(dú)立完成綜合性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，從而培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)造能力。

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