關(guān)于計算機硬件實驗室改革發(fā)展的幾點思考

李慶懌

江蘇海洋大學(xué)，江蘇連云港 222337

計算機實驗室是高校計算機相關(guān)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)實踐類課程的重要場所，承擔(dān)著許多課程實驗教學(xué)的任務(wù)，使用頻率很高。而計算機硬件實驗室是高校計算機專業(yè)實驗室的重要組成部分，具有設(shè)備眾多、復(fù)雜度高和維護難度大等一系列特征。因此，如何科學(xué)規(guī)范地管理好實驗室，以更好地服務(wù)師生，顯得尤為重要。

1 計算機硬件實驗室的使用、管理和教學(xué)現(xiàn)狀

目前，我國大多數(shù)院校進行的計算機硬件實驗教學(xué)，都還存在著一些問題。這些問題的出現(xiàn)，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量與效率都受到了一定的影響，問題主要體現(xiàn)以下幾個方面：

1.1 硬件實驗室的管理

從計算機實驗室管理的角度看，硬件實驗與軟件實驗相比較顯得相對復(fù)雜些。計算機硬件實驗需要根據(jù)不同的課程和不同的實驗項目準(zhǔn)備相應(yīng)的實驗工具、實驗器材和實驗，由于硬件線路的拆裝有時會造成實驗設(shè)備的損壞，因此，實驗時間的安排也需要多加考慮，以保證每次實驗?zāi)軌蛞淮涡酝瓿伞Ｒ虼耍谟嬎銠C專業(yè)學(xué)生規(guī)模較大的院校，硬件實驗室的管理需要足夠的重視。

1.2 硬件實驗室的教學(xué)內(nèi)容

硬件實驗室作為計算機工程學(xué)院實驗中心的專業(yè)實驗室，承擔(dān)著計算機科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、網(wǎng)絡(luò)工程等專業(yè)的硬件技術(shù)基礎(chǔ)課、專業(yè)課的實驗教學(xué)，還承擔(dān)計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計等的教學(xué)任務(wù)。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，改革過去傳統(tǒng)的以驗證性為主的實驗技術(shù)手段、方法和落后的實驗內(nèi)容，以增加設(shè)計性、綜合性、開放性和系統(tǒng)性的實驗內(nèi)容，加強學(xué)生動手能力的訓(xùn)練，注重“上手快、后勁足”的培養(yǎng)目標(biāo)，注重創(chuàng)新能力的培養(yǎng)已勢在必行。

1.3 硬件實驗課時的安排

目前大部分計算機硬件類課程都把實驗課看成輔助教學(xué)，由于實驗學(xué)時安排較少，導(dǎo)致硬件實驗課程中有許多的實驗項目難以完整的呈現(xiàn)在課堂上。就目前的狀況來看，這一問題使得學(xué)生的學(xué)習(xí)變得困難，學(xué)生的實踐操作能力的提升相應(yīng)的影響。

1.4 硬件實驗教學(xué)的考核方式

目前，計算機硬件相關(guān)課程的實驗課不進行獨立的考核，實驗課時作為課程總學(xué)時的一部分，最后折合成平時成績的一部分，最終仍然以期末考試成績?yōu)橹鳎鴽]有從學(xué)生的過程性學(xué)習(xí)層面出發(fā)。計算機硬件實驗教學(xué)中重理論而輕實踐的現(xiàn)象也比較突出，不能有效突出學(xué)生實踐能力，這就必然會影響學(xué)生未來的發(fā)展。

2 計算機硬件實驗室的管理改革措施

目前我們學(xué)院開設(shè)的硬件類課程有計算機組成原理、微機原理與接口、單片機技術(shù)、嵌入式等課程，實驗室配備的設(shè)備包含有微機、硬件實驗箱、示波器、萬用表等設(shè)備。另外還安裝有投影機、白板等教學(xué)設(shè)施。另配備儲物柜，用于存放微機配件、實驗箱所配套的實驗?zāi)K、示波器表筆、電子元器件等物品。為了更好地服務(wù)師生，為教學(xué)活動的大力開展提供有力的保障，筆者結(jié)合自身管理實驗室的體會，就此提出以下措施。

2.1 網(wǎng)絡(luò)維護

網(wǎng)絡(luò)維護方面相對簡單，定期檢查交換機和網(wǎng)線，出現(xiàn)水晶頭金屬觸點氧化，則水晶頭需要重新制作，提高網(wǎng)絡(luò)可靠性。

2.2 設(shè)備維護

實驗室的硬件設(shè)備必須進行定期維護，以保證硬件設(shè)備的正常使用，并保障硬件實驗教學(xué)的正常開展，實驗室采取定期維護與隨機維護相結(jié)合的管理策略。定期維護是實驗室管理人員根據(jù)每學(xué)期的實驗課程安排情況合理安排固定時間進行維護；隨機維護則是根據(jù)實驗設(shè)備使用情況，對隨時出現(xiàn)故障、影響使用的設(shè)備進行排查維護。

2.3 期末大檢修

在每學(xué)期實驗課程結(jié)束后，安排一次大檢修，對軟硬件設(shè)備進行全面檢查、故障排查和維護。結(jié)合期末全面檢修及下學(xué)期本實驗室課程開設(shè)情況，利用期末時間申購備用件，如微機硬盤、電源、鍵盤、鼠標(biāo)等部件，實驗箱用的電子元器件、芯片，示波器表筆等，以便維修時使用更換。對于檢修難度大的設(shè)備盡快送廠家維修，確保下學(xué)期的實驗教學(xué)正常進行。

3 計算機硬件實驗教學(xué)的改革設(shè)想

針對當(dāng)前計算機硬件教學(xué)的現(xiàn)狀，以培養(yǎng)學(xué)生“上手快，后勁足”為目標(biāo)，改革先行實驗教學(xué)中的弊端，筆者提出以下改革措施，擬在于提高計算機硬件實驗教學(xué)的質(zhì)量，為社會輸送更好更多的人才。

3.1 改革實驗內(nèi)容

以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)為出發(fā)點，理論聯(lián)系實際，以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和創(chuàng)造性為目標(biāo)，可以考慮通過增加綜合類實驗來提高學(xué)生的動手能力，提高學(xué)生綜合實踐能力和應(yīng)用能力。另外，增加選做類實驗，這樣學(xué)生就可以根據(jù)自己的興趣愛好選擇自己感興趣的實驗。

在實驗教學(xué)方面，建議對實驗分類，將實驗分為五個層次：演示性實驗、驗證性實驗、綜合性實驗、設(shè)計性實驗和探索性實驗，構(gòu)建多級實驗體系。演示性實驗是在實驗開始前由指導(dǎo)老師先進行演示，同時講解實驗原理和步驟，加深對課本知識的理解；驗證型實驗是為了強化理論知識的理解；設(shè)計型實驗是為了培養(yǎng)硬件電路設(shè)計和調(diào)試能力；綜合型實驗的目標(biāo)是使學(xué)生掌握綜合應(yīng)用軟硬件的技能；探索性實驗是為了培養(yǎng)學(xué)生分析、判斷和解決實際問題方法和能力。通過這五個層次的實驗，以加強學(xué)生從基礎(chǔ)到應(yīng)用、從探索實踐到創(chuàng)新能力的層次化培養(yǎng)全過程。

3.2 改善硬件實驗教學(xué)環(huán)境

在當(dāng)前新的教學(xué)改革背景下，計算機硬件實驗教學(xué)就要從良好教學(xué)環(huán)境的營造方面加強重視，計算機硬件實驗不只是安裝軟件開發(fā)和應(yīng)用平臺，對硬件邏輯器件的認知也是必需的，因此，建立良好的計算機軟硬件實驗環(huán)境是基礎(chǔ)。比如在計算機硬件技術(shù)的教學(xué)實驗中，傳統(tǒng)是通過單純數(shù)字邏輯驗證平臺實驗，這樣的實驗方式本來就比較單一，學(xué)生對實驗流程指導(dǎo)順序操作比較僵化，缺少對學(xué)生創(chuàng)新能力提升的空間。因此，需要從基礎(chǔ)硬件課程實驗平臺的建設(shè)層面加強重視，為提高學(xué)生的實踐能力以及創(chuàng)新能力。

在硬件實驗室建設(shè)上，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的需要及新技術(shù)的發(fā)展來定期制定設(shè)備購置計劃，讓學(xué)生及時用上最先進的產(chǎn)品來適應(yīng)社會的發(fā)展。另外，盡量避免出現(xiàn)過多套數(shù)的硬件實驗設(shè)備共用一間實驗室情況，預(yù)留足夠的空間和時間來進行實驗室的開放。

3.3 加大實驗成績占比

為了強化計算機硬件實驗的重要性，必需增大實驗成績在總成績中的比例，將實驗考核進一步細化，根據(jù)方案或?qū)嶒灲Y(jié)果的驗收、總結(jié)報告等綜合評定方法進行考評，最后上機實驗成績?yōu)橐粚W(xué)期上機實驗成績的平均分。實驗程序驗收成績由指導(dǎo)老師評價。實驗報告成績由學(xué)生互評、教師評價和團隊評委（從學(xué)生中選拔出的優(yōu)秀學(xué)生組成的團隊）得分3 部分構(gòu)成，三者比例一般建議:40%、50%和10%。實驗報告中除了實驗內(nèi)容而外，還必須包含實驗心得體會和進一步思考等內(nèi)容，并且注明小組每個成員的分工，實驗報告每人提交一份。

3.4 開放實驗室，鼓勵學(xué)生選修開放實驗

針對課內(nèi)學(xué)時不足、綜合應(yīng)用型實驗項目少、簡單的驗證類實驗項目多、無法增強學(xué)生創(chuàng)新能力的等問題,采用開放式實驗教學(xué)作為實驗環(huán)節(jié)的補充和拓展。目前，我們學(xué)院已經(jīng)建設(shè)了學(xué)生創(chuàng)新實踐實驗室，對學(xué)生進行因材施教，尤其是對動手能力強的學(xué)生，指導(dǎo)他們進行一些深層次的實驗研究，輔助有項目的老師完成一些力所能及的工作，并盡可能多給予鼓勵，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情。

開放性實驗應(yīng)該采用靈活的機制管理學(xué)生，讓學(xué)生有更充裕的時間完成實驗，而不再局限于課堂時間，目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的科研素質(zhì)、提高實踐動手能力，并以此為機會鼓勵學(xué)生多參加各類學(xué)科競賽，吸引大批學(xué)生投身科研和硬件技術(shù)創(chuàng)新活動。開放性實驗的內(nèi)容應(yīng)該有深度，鼓勵學(xué)生通過課外查閱資料等自主學(xué)習(xí)方式學(xué)習(xí)，提出設(shè)想，然后與指導(dǎo)老師進行充分的交流，對于實驗結(jié)果要學(xué)會分析和觀察，這樣得以加深所學(xué)的理論知識。

4 結(jié)語

硬件實驗室作為計算機專業(yè)實驗室重要的組成部分，承擔(dān)著硬件類所有課程的實驗教學(xué)和實踐類課程的實訓(xùn)。本文僅僅就硬件實驗室的管理、計算機硬件實驗教學(xué)和硬件實驗室的建設(shè)等方面進行了探討，分析了目前存在的問題，提出了一些建議和措施，為培養(yǎng)“上手快，后勁足”的人才起了一定的作用。高校的實驗室建設(shè)對人才的培養(yǎng)和教學(xué)工作的展開影響重大，因此高校應(yīng)該重視實驗室建設(shè)、重視實驗室的安全管理以及實驗室管理人員的隊伍建設(shè)。而硬件實驗室的管理是一項嚴(yán)謹(jǐn)而細致的工作，需要實驗人員不斷學(xué)習(xí)新的管理模式，以更好地服務(wù)師生，保障高校教學(xué)工作的正常運作。