計(jì)算機(jī)硬件課程教學(xué)和現(xiàn)存問(wèn)題的分析

木合亞提·尼亞孜別克 古力沙吾利·塔里甫

摘 ? 要：文章對(duì)計(jì)算機(jī)硬件類(lèi)課程的主要教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了介紹，深入分析了教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，并提出針對(duì)該類(lèi)課程的教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)體系進(jìn)行相關(guān)改革的思路和方法。通過(guò)計(jì)算機(jī)硬件課程的建設(shè)、實(shí)踐操作等幾個(gè)維度對(duì)如何有效促進(jìn)計(jì)算機(jī)硬件類(lèi)課程的教學(xué)工作進(jìn)行了探索，從而達(dá)到推動(dòng)教學(xué)質(zhì)量提高、有效提高學(xué)生動(dòng)手操作和思維創(chuàng)新方面能力的目的。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)硬件;教學(xué);教學(xué)改革;現(xiàn)存問(wèn)題

隨著時(shí)代的發(fā)展和社會(huì)的需求，計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展和提高，各式新的處理器芯片和控制芯片陸續(xù)出現(xiàn)，這對(duì)高校計(jì)算機(jī)硬件領(lǐng)域的教學(xué)工作提出了新的要求。為達(dá)良好教學(xué)效果，教學(xué)工作的基本框架應(yīng)從計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分的組成、系統(tǒng)的基本概念、基本部件、基本組織及基本功能著手，使學(xué)生對(duì)硬件系統(tǒng)的構(gòu)成及其各構(gòu)成部件如何通過(guò)有機(jī)連接構(gòu)成整機(jī)系統(tǒng)框架的整體概念具備深入的理解與掌握能力，為學(xué)生良好的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和使用能力的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。在教學(xué)過(guò)程中，需要針對(duì)硬件課程教學(xué)工作進(jìn)行反饋分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)實(shí)際教學(xué)中存在的問(wèn)題并采取有效措施解決現(xiàn)存問(wèn)題，完善教學(xué)課件和課程結(jié)構(gòu)體系，保證和滿足學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的各類(lèi)需要，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與主動(dòng)性，為其后發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)[1]。

1 ? ?課程主要教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方法

計(jì)算機(jī)硬件類(lèi)課程主要包括“數(shù)匯編語(yǔ)言”“計(jì)算機(jī)組成原理”“微機(jī)原理與接口技術(shù)”“數(shù)字電路”“單片機(jī)原理與應(yīng)用”“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”等，主要教學(xué)目的包括了解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成原理，掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件中各功能部件的工作原理，掌握信息、數(shù)據(jù)表示與指令結(jié)構(gòu)類(lèi)型及指令執(zhí)行原理，掌握計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)的原理以及計(jì)算機(jī)指令的編譯和執(zhí)行過(guò)程，掌握計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備之間的接口技術(shù)與原理，了解計(jì)算機(jī)外部設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)與工作原理，并可運(yùn)用課程中學(xué)到的知識(shí)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件進(jìn)行初步設(shè)計(jì)、組裝和調(diào)試[2]。

對(duì)教學(xué)工作的期望是，最終能使學(xué)生從理論和實(shí)踐兩方面掌握計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展背景、數(shù)據(jù)表示、數(shù)值計(jì)算、指令系統(tǒng)、程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、CPU系統(tǒng)、存儲(chǔ)系統(tǒng)、輸入輸出系統(tǒng)、各個(gè)部件的組成原理、邏輯實(shí)現(xiàn)、設(shè)計(jì)方法及互連構(gòu)成的技術(shù)，為將來(lái)從事計(jì)算機(jī)軟硬件方面的工作打下良好的基礎(chǔ)。

課程對(duì)教師教學(xué)工作提出的要求是，教師應(yīng)做到在整體教學(xué)框架的設(shè)計(jì)中努力創(chuàng)設(shè)學(xué)生積極思維的培養(yǎng)背景，應(yīng)在教學(xué)工作中不斷激發(fā)學(xué)生的興趣、好奇、探究等情緒，使教學(xué)過(guò)程始終對(duì)學(xué)生存有吸引力，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、求知，逐步提升學(xué)生的信息獲取、分析與應(yīng)用能力，并形成良好的學(xué)習(xí)策略[3]。

2 ? ?教學(xué)工作中的現(xiàn)存問(wèn)題與教學(xué)改革思路

計(jì)算機(jī)硬件類(lèi)人才培養(yǎng)是高校計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)的重要方向之一，也是適應(yīng)當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需要，但是在貫穿計(jì)算機(jī)課程的教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生普遍存在“重軟怕硬”現(xiàn)象。硬件系列的課程所涉及的知識(shí)內(nèi)容較深，存有一定難度，理解起來(lái)較為困難。理論枯燥、課程內(nèi)容更新慢、課程之間銜接關(guān)系不當(dāng)、實(shí)驗(yàn)條件和設(shè)施較為缺乏等問(wèn)題漸漸消磨了學(xué)生的積極性和主動(dòng)性[4]。

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在眾多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，這就要求教學(xué)工作不斷適應(yīng)時(shí)代發(fā)展，使學(xué)生在學(xué)習(xí)基本理論的基礎(chǔ)上，盡可能多地接觸到最新技術(shù)。故而，如何加強(qiáng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)、培養(yǎng)學(xué)生對(duì)硬件課程的學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)硬件的認(rèn)知程度與應(yīng)用能力，如何合理調(diào)動(dòng)銜接固有課程體系及多樣教學(xué)方法模式的科學(xué)設(shè)計(jì)，是目前制訂合理的教學(xué)計(jì)劃、構(gòu)建適合的課程體系、改革和完善教學(xué)內(nèi)容的過(guò)程中應(yīng)盡快解決的主要問(wèn)題[5]。

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是軟件和硬件的統(tǒng)一，硬件和軟件知識(shí)是相輔相成的，都包含豐富的知識(shí)內(nèi)涵與先進(jìn)技術(shù)。在教學(xué)中應(yīng)使用“軟硬結(jié)合”的教學(xué)手段，使學(xué)生更好地掌握計(jì)算機(jī)軟硬知識(shí)，正確建立現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的整體概念，為學(xué)生將來(lái)從事有關(guān)計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用、數(shù)字通信、工業(yè)控制、高級(jí)語(yǔ)言的編程設(shè)計(jì)以及多媒體技術(shù)領(lǐng)域的研究工作做好充分的準(zhǔn)備。在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)和教學(xué)方式的改革方面要求教師擁有新觀點(diǎn)，在組織學(xué)生的實(shí)踐過(guò)程中，應(yīng)適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)一些大型的作業(yè)，并有目的地幫助學(xué)生解決實(shí)踐過(guò)程中遇到的問(wèn)題。

在多數(shù)情況下，計(jì)算機(jī)課程的教學(xué)主要經(jīng)過(guò)3個(gè)階段：

第一階段的教學(xué)主要任務(wù)是使學(xué)生掌握在信息化社會(huì)里能更好地工作、學(xué)習(xí)和生活必備的計(jì)算機(jī)基本知識(shí)與基本操作技能，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)文化意識(shí)。

第二階段的教學(xué)任務(wù)是使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)、基本思想和基本方法;培養(yǎng)學(xué)生用計(jì)算機(jī)處理問(wèn)題的思維方式和利用軟硬件技術(shù)與先進(jìn)工具解決本專業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域中相關(guān)問(wèn)題的能力。

第三階段的教學(xué)任務(wù)是進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)獲取信息、處理信息和解決問(wèn)題的意識(shí)與能力，提高學(xué)生建構(gòu)本專業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域中計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的能力。這就要求教師經(jīng)常留意計(jì)算機(jī)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，及時(shí)把一些相關(guān)的新知識(shí)、新信息穿插在3個(gè)階段的教學(xué)過(guò)程中。在教學(xué)過(guò)程中有一定的選擇和側(cè)重，這樣才能使教學(xué)過(guò)程充滿活力，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中能感受到計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，從而對(duì)學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)知識(shí)有迫切感。

顯而易見(jiàn)地，改革是一項(xiàng)深入而持久的工作，要求教師必須與時(shí)俱進(jìn)，不斷地總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，并根據(jù)新的形勢(shì)增加新的教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)原有教學(xué)方式和教學(xué)手段，從而提高相關(guān)課程的教學(xué)水平。與此同時(shí)，同行之間交流、學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)也是非常重要的，教師之間應(yīng)在教學(xué)改革的各個(gè)環(huán)節(jié)中共同努力，對(duì)教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、實(shí)驗(yàn)教學(xué)等方面的工作繼續(xù)不斷地交流經(jīng)驗(yàn)、修改完善，進(jìn)一步為提高教學(xué)質(zhì)量而努力。

3 ? ?充分利用現(xiàn)代教學(xué)手段

教師的教學(xué)手段是完成教學(xué)任務(wù)、實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的的重要教學(xué)媒體，在教學(xué)過(guò)程中靈活使用多種現(xiàn)代教學(xué)手段的優(yōu)勢(shì)是顯而易見(jiàn)的。多媒體教學(xué)手段通過(guò)提供良好的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)體驗(yàn)，使教學(xué)演示生動(dòng)而形象，讓傳統(tǒng)枯燥無(wú)味的課堂變得興趣盎然，大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并提升了學(xué)習(xí)效率，同時(shí)，還免除了教師群體大量低效、重復(fù)的體力勞動(dòng)，可以節(jié)省出更多的課堂時(shí)間用以介紹新的內(nèi)容。

在教學(xué)過(guò)程中，教師還應(yīng)結(jié)合院校自身的實(shí)際設(shè)施，提倡學(xué)生對(duì)現(xiàn)代化教學(xué)技術(shù)手段的應(yīng)用，鼓勵(lì)他們積極利用校園網(wǎng)或院校提供的其他信息資源和各種音像資源，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、知識(shí)獲取能力和創(chuàng)新能力，促使學(xué)生綜合素質(zhì)的提高、創(chuàng)新精神的加強(qiáng)與興趣個(gè)性的發(fā)展。教師可以選擇一些內(nèi)容抽象、傳統(tǒng)教學(xué)難以表述或表述費(fèi)時(shí)費(fèi)力、學(xué)生不易理解的教學(xué)內(nèi)容采用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（Computer Aided Instruction，CAI）技術(shù)實(shí)現(xiàn)，這樣的教學(xué)效果比用傳統(tǒng)教學(xué)手段講解時(shí)更加形象，更易理解。

因此，教師應(yīng)在教學(xué)過(guò)程中充分發(fā)揮現(xiàn)代教學(xué)手段的優(yōu)勢(shì)，提高課堂教學(xué)的效率，本文提及的多種教學(xué)改革思路均可在多媒體教學(xué)手段中得到配合。

4 ? ?結(jié)語(yǔ)

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展、計(jì)算機(jī)應(yīng)用的日益普及、教學(xué)理念的逐步更新、教學(xué)手段的逐漸改善以及教學(xué)改革的不斷深入等，計(jì)算機(jī)硬件課程在講授內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)方法等方面應(yīng)該持續(xù)不斷地進(jìn)行更新、調(diào)整和改進(jìn)。教師應(yīng)圍繞面向新世紀(jì)人才培養(yǎng)目標(biāo)、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的基本目標(biāo)以及3層次教學(xué)基本要求，調(diào)整并更新教學(xué)內(nèi)容、構(gòu)建課程體系，為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和獨(dú)立思考留出足夠的時(shí)間和空間，根據(jù)實(shí)際情況把握各層次教學(xué)基本要求的深度和廣度，設(shè)置不同檔次、不同內(nèi)容的課程供學(xué)生選學(xué)，把“因材施教”落到實(shí)處。

計(jì)算機(jī)硬件類(lèi)課程的建設(shè)與教學(xué)改革工作，是需要教師群體不斷進(jìn)行發(fā)展與完善的長(zhǎng)期持續(xù)性工作。在教學(xué)工作中仍存有很多東西值得教師去研究和探索，教師群體應(yīng)當(dāng)在完成計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)教育工作的前提下，不斷探索創(chuàng)新，促進(jìn)計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)教育工作的改革，以期提高學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力并增強(qiáng)學(xué)生在同質(zhì)群體中的綜合競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，使計(jì)算機(jī)硬件的基礎(chǔ)課程良好適應(yīng)新世紀(jì)的教育需求。

[參考文獻(xiàn)]

[1]惠麗，吳玲.計(jì)算機(jī)硬件系列課程教學(xué)改革的研究與實(shí)踐[J].黑龍江教育（高教研究與評(píng)估），2010（1）：78-79.

[2]孫榮高，畢春躍，萬(wàn)忠.計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)課程教學(xué)中的幾點(diǎn)體會(huì)[J].計(jì)算機(jī)教育，2011（9）：108-110.

[3]趙潤(rùn)林.計(jì)算機(jī)硬件課程體系改革的探討[J].計(jì)算機(jī)教育，2007（21）：22-24.

[4]候?qū)毶?“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程教學(xué)改革創(chuàng)新探討[J].計(jì)算機(jī)教育，2009（2）：60-61.

[5]周燕，何樂(lè)生，王威廉.計(jì)算機(jī)硬件系列課程教學(xué)改革探討[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2010（5）：109-139.