计算机硬件课程群实践教学体系的探索.doc

第页共NUMPAGES6页
计算机硬件课程群实践教学体系的探索

打开文本图片集
摘要：本文依据计算机专业人才培养模式的变革—基于校企合作的人才培养模式，结合计算机专业硬件课程群教学体系建设，探讨计算机专业硬件课程群实验教学体系方案，介绍集宁师范学院计算机科学与技术专业在计算机专业硬件课程群实践教学体系重构、教学体系改革的具体措施等方面的工作以及取得的成效。
【关键词】：^p：计算机硬件；课程群；实践教学体系
中图分类号：TP303-4
1概述
在计算机类专业的课程体系中，基本可以分为两条主线：一条是硬件课程体系；另一条是软件课程体系。20__年，集宁师范学院对计算机类专业的人才培养方案做了修订，主要是基于计算机应用方向的偏软件专业或软件工程专业，计算机硬件课程体系相对比较薄弱。这些专业主要培养软件应用型人才，特点是对硬件的要求虽然不如偏硬件专业，但必须有一定的扎实基础。
其次学生思想上重视软件轻视硬件。许多学生认为：计算机硬件类课程是学习有关计算机结构、内部工作原理的课程，而自己的兴趣是编写程序，将来的目标就是做一名偏软件工程师，所以只要把相关的计算机语言掌握好就够了，计算机硬件知识掌握得好坏无所谓，因此，在计算机硬件课程的学习中缺乏积极性。
再次计算机硬件知识不直观，讲授起来抽象、枯燥，学生学起来也有一定难度，测评中教师得分较低，教师激情低，所以计算机硬件课程的教学一直是一个比较薄弱的环节，所培养出来的学生硬件能力、系统能力较差。本文将从我校实际出发，基于服务外包方向校企合作的人才培养模式进行计算机硬件类课程群改革与研究。
计算机学科硬件类的核心课程包括：数字电路基础、微型计算机原理及应用、计算机组成原理、单片机原理与应用等。这些课程具有理论性比较强、应用范围广而且与实践联系非常紧密等特点。而计算机硬件课程的实验、实践教学是理论知识的巩固、验证。
2计算机硬件类课程教学课程体系面临的问题
2.1对学生的计算机系统观、系统能力培养不扎实
在以往的计算机的教学中，硬件实验的设计和软件程序的设计几乎没有关系，这成为设计与实现较大规模、复杂系统的阻碍。如何搭建有关系统平台、实现程序与电路的协同设计、相互驗证以及软件与硬件的功能模块是否可重复使用已成为当前计算机发展的关键问题。
2.2对学生的EDA技术培养的不足
可编程芯片与EDA技术是现代计算机硬件电路设计的方向，把可编程芯片的设计与实现以及EDA技术引入计算机硬件课程实验教学可加强学生的系统能力。
2.3缺少综合性的实验，学生的创新能力发挥不佳
由于我校实验条件的限制，原有的多数实验是基于纯硬件的。学生只能在面包板上用器件构建小系统，功能扩展性太差。并且只能开设数量有限、技术含量较低的实验，学生无法开展自主的综合性设计，无法进行创新能力的培养。
3实践教学体系改革
3.1重构实验教学体系
计算机硬件实验教学过程是一个有机系统，其组成部分应是课程和相关实验内容。根据计算机科学与技术专业培养目标和社会对人才的需求需求，既要注重课程之间知识的渗透交叉，又要体现知识体系的逻辑性和整体性。系统化的实验教学内容能保障实验教学的完整性和连续性，有利于提高学生的系统能力。
根据计算机硬件课程群建设而形成的有机课程体系及其基本规范，将实验内容重新整合分成四个模块：硬件课程群中每门课程独立的实验模块、硬件类课程之间有逻辑关系的交叉实验模块、功能化组合的具有一定规模的工程实训模块、前沿性和创新性相结合的综合实验、实践模块。我们按照计算机专业的知识结构，用发展的观点，将这些实验模块融会贯通来共同构建“四层三级”的实验教学体系，如图所示。
图1四层三级”的实验教学体系图
依据人才培养方案的课程要求，课题组构建了四层实验课程教学体系。
①入门层中的数字电路基础实现必须的时序逻辑电路、组合逻辑的系统设计。在此基础上进一步设计具有实用功能的、比较复杂的逻辑系统实验，通过这些复杂实验使学生掌握EDA主线设计的整个过程与方法；
②基础层中的计算机组成原理、微型计算机原理与应用主要用来设计运算单元、存储器以及存储器扩展、中央处理单元等器件。，通过计算机的单个功能部件以及整个计算机硬件系统的设计过程，培养学生的工程设计以及实践能力。微机接口技术课程实验用来设计计算机的输入、输出接口部件；
③拓展层中的“单片机原理与应用”完成诸如中断、计数器/定时器、存储器、并行/串行口、中断及LED显示、八段数码管和键盘控制等多项内容。通过完成可编程芯片硬件连线与芯片初始化编程和应用编程，使学生掌握单片机接口常用芯片的使用方法，从中得到收益，提高单片机应用与开发设计能力。提高学生分析^p问题和解决问题的能力；
④提高层中的综合设计与创新研究实验，要求学生综合运用已学方法、知识、技术进行科研开发和创新新技术应用研究，目的是培养学