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[摘要]本文以作者在本学院计算机硬件实验教学过程中发现的若干问题为基础，分析这些问题发生的原因，提出相应的改革建议，并在实际教学过程中付诸实践，希望能加强实验效果，切实培养学生的实践能力。
[关键词]计算机 硬件实验 教学改革
计算机硬件实验教学在计算机专业的课程体系中无疑占有非常重要的地位，是培养学生实践技能、创新思维的必修课。在计算机硬件实验教学中，实验与理论教学紧密结合,能够使学生对计算机主机和硬件系统各功能部分的基本原理、组织结构及功能有深入了解，为本科后续阶段的学习打下夯实的基础。由于计算机硬件课程教学存在对实验仪器的要求等特点，计算机硬件实验课程成为学生为数不多甚至是唯一的锻炼实践动手能力的机会。不过在目前高等院校的计算机硬件实验教学中，还存在一些问题，直接影响了教学质量和学生素质的提高。
目前计算机硬件实验教学面临的问题
1.对实验教学的重要性认识不足。要培养学生的实践能力和创新能力，实验课程是一个必不可少的关键环节。但国内的教育思想中长期存有“重理论、轻实践”的传统观念,在高校教学中，实验教学仍处于理论教学的从属地位,实验教学仅被当做是单纯的理论教学的验证和延伸。学校在课程安排上不重视，使得部分学生出于功利心理而轻视实验、应付实验。
2.硬件课程的特点使学生难以投入实际操作。硬件实验课程对于实验条件的要求比较高，需要专门的实验设备，如实验箱，万用表，甚至还需要有示波器等高档实验设备，只有比较少的高校计算机类专业能够配备这些实验仪器。即使购买设备的高校，通常也不能按学生比例配备，一般都是几个学生一组做实验，这样使得学生实际动手的机会其实并不多。硬件实验室由于各种原因，平时一般也不会开放给学生，造成硬件实验学时数有限,无法让学生去进行设计或创新性的实验。另外，目前的计算机硬件实验设备,集成化程度一般比较高，学生实验中硬件相关的时间就只是在连接线路。而电路、硬件类课程的实验中如果出错,常常也都是连接上出现的问题，实验过程相当枯燥且问题难以判断。
以上这些因素叠加起来，使得学生认为硬件实验的直观性、可操作性甚至还比不上软件实验，进而丧失学习兴趣。没有了兴趣，能力的培养就没有基础。
3.硬件实验课程的教学设计不够科学。目前硬件课程课堂教学的配套实验只是以验证性实验为主。对于刚刚学习了理论知识,还没有熟练掌握它的学生来说,课堂教学的配套实验只能先验证,让学生在实际硬件的工作过程中巩固基本知识。但仅有验证往往不能让学生牢固地掌握知识,更不能有效地锻炼学生发现问题、解决问题的能力。而且目前在高校教学中普遍存在课程之间联系不够的情况，使学生只能看到一个个独立的计算机硬件，不能从系统角度上学习理解计算机学科。
针对以上这些问题，提出下列解决建议，根据实际教学的观察，效果比较显著。
改进建议
1.重视硬件实验教学。要想改进计算机硬件类实验课程的教学效果，真正在教学中培养学生的实践及创新能力，最根本的一点，还是在于改变以往“重理论，轻实验”这一错误观念。在高等教育走向大众化的今天，社会对本科毕业生的动手实践能力和创新能力的要求越来越高。由于计算机硬件学科自身的特点，决定了完全依靠老师在课堂上进行理论讲解，学生无法稳固地获得这种能力。只有在学生做实验的过程中，反复强化训练，不断迫使他们将课堂上讲授的理论知识与实际动手实验结合起来，才能逐步培养他们的动手实践和创新能力。
具体的说，在实际教学中，必须为实验课程安排足够的课时。条件具备的话，能够将实验课程独立于理论课程之外单独开设当然更好。单独为计算机硬件实验课程设立学分，学生会更加重视，在这些课程上投入更多精力。课程最终的考核成绩是约束学生的措施之一，增加实验成绩在学生课程总评成绩中的分量,可以打消学生应付实验的侥幸心理。
在本学院的教学中，尝试将《计算机接口技术实验》这门课程作为突破点。将这门课由原来的一学分增加到两学分，在课程安排上，由原来的一学期8周16个学时改为一学期17周34个学时。这样真正从根本上重视实验课程，提高了实验课程在整个教学体系中的地位。
2.改善硬件实验条件。计算机硬件类实验课程对于教学设备非常依赖，如果能提供较好的实验条件，学生能够顺利地做出实验教材上规定的实验，教师再加以进一步地引导，会比较容易提高学生的学习兴趣。学生学习兴趣的增长，有利于提高实验课程的教学效果。同时也有利于激发学生自主创新的能力，更加深入了解课程相关知识，完成附加实验内容。
计算机硬件实验设备目前大多采取实验箱的形式，实验箱等设备集成度比较高，出现故障后学生无法解决。因此必须对实验设备经常检查，确保设备工作正常。对于设计有缺陷的设备，能够及时加以改进就更好。如果学校有条件添置各种先进设备（如示波器、频率发生器等等），则既能帮助学生学习，又有利于平时的维修。改善实验条件更重要的一点是改善学生的实验环境，由于实验设备数量和师资力量不足等原因，很多高校实验课都是两个甚至三四个学生共用一台设备。这样学生接触设备的时间太短，很难取得较好效果。比较好的方法是分批上课，一个学生一台设备，同时将学生与设备配对。这样学生能有足够的时间完成实验内容，出现问题也能够冷静地分析并解决。教师在实验课程中面对的学生少，能够更好辅导学生，同时学生与设备配对后，对实验设备的管理也更加方便。不过这种教学方式对于师资力量的要求比较高，课时数也较多。
本学院在《计算机接口技术》实际教学中采用小班制上课，基本上保证了学生每人一台设备，并将学生与设备编号配对。同时加强对于设备的维修。并且组织实验室骨干教师，对实验设备的电路进行分析，找到了导致实验设备经常损坏的两个关键部件。通过重新设计电路，更换性能更优良的电路元件等方式，对实验设备加以改造。采用以上措施后，学生普遍反映实验环境大大改善，极大提高了学生的学习兴趣。
3.对计算机硬件类实验课程重新进行教学设计。高校教学中，课程之间的衔接与相互关联是很重要的。如果计算机硬件实验课程与其他各门课程间之间有机联系不足,学生则无法从整体高度上领会知识体系。如果在教材中基本上看不到相关联的课程的介绍，计算机硬件系统作为一个紧密联系的整体，被硬生生分割成几个互不相关的独立部分；学生作为初学者,就只能在每门课各自的范围内看到个别不够完整的计算机硬件系统，无法全面地了解计算机硬件系统的组成、结构及功能。目前计算机专业开设的硬件实验主要有《模拟电路》、《数字逻辑电路》、《计算机组成原理》、《计算机接口技术》等实验课程，如果将这些课程有机组合起来，使学生在上课过程中能够理解计算机作为一个系统整体的工作原理，那么不管是对于学生的学习和教师的教学都有事半功倍的效果。
不光是实验课程之间，实验课与理论课之间，同样存在衔接与联系的问题。以前实验课程的教材只注重对相关理论课的内容进行验证式的实验。如果能在学生完成这些验证性实验的基础上，启发学生思维，让学生完成更复杂的综合性实验，甚至让学生自行设计实验内容，那么学生会更深入地理解基本理论知识并将其应用于实际，进而培养学生的实践以及创新能力。
同样以本学院开设的《计算机接口技术》实验课为例。在实际教学中，实验中心对原有实验教材进行改写，丰富实验内容。在新教材中，加强了与前后课程之间的联系，引入了相关课程的内容对学生加以介绍。由于实验设备的改进，学生完成原有验证性实验的进度有所加快。同时由于增加学时，实验课程时间更加充足。在这种情况下，新教材联系本课程的相关实验，再引进《汇编语言程序设计》、《计算机控制技术》等课程的内容，添加了若干难度较大综合性较高的实验。并且安排学生有一次自主设计实验内容的实验课，由老师辅助选题并加以指导。经过上述设计，学生普遍反应加深了对于本课程的理解，而且初步掌握从系统角度考虑问题的方法。
总 结
通过对教学经验的总结，本文提出了计算机硬件类实验课程教学中的若干问题，并提出相应的改进方案。在实际教学中，这些改进取得了令人满意的效果。但计算机硬件实验教学的改进是一项系统工程，还需要相关课程的配合。相信以后随着计算机科学的发展，实验教学的不断进步，计算机硬件实验教学能够对学生实践能力和创新能力的培养做出更积极的贡献。
参考文献：
[1]姚爱红,张国印,武俊鹏.计算机专业硬件课程实践教学研究[J].计算机教育.2007(12).
[2]鲍可进,肖铁军,赵念强,马汉达,申屠浩.计算机硬件课程与实验平台建设[J].计算机教育.2007(12).
[3]王金矿.计算机硬件教学改革的探索与实践[J].实验室研究与探索.2007(12).
作者单位：四川大学计算机学院
[关键词]计算机 硬件实验 教学改革
计算机硬件实验教学在计算机专业的课程体系中无疑占有非常重要的地位，是培养学生实践技能、创新思维的必修课。在计算机硬件实验教学中，实验与理论教学紧密结合,能够使学生对计算机主机和硬件系统各功能部分的基本原理、组织结构及功能有深入了解，为本科后续阶段的学习打下夯实的基础。由于计算机硬件课程教学存在对实验仪器的要求等特点，计算机硬件实验课程成为学生为数不多甚至是唯一的锻炼实践动手能力的机会。不过在目前高等院校的计算机硬件实验教学中，还存在一些问题，直接影响了教学质量和学生素质的提高。
目前计算机硬件实验教学面临的问题
1.对实验教学的重要性认识不足。要培养学生的实践能力和创新能力，实验课程是一个必不可少的关键环节。但国内的教育思想中长期存有“重理论、轻实践”的传统观念,在高校教学中，实验教学仍处于理论教学的从属地位,实验教学仅被当做是单纯的理论教学的验证和延伸。学校在课程安排上不重视，使得部分学生出于功利心理而轻视实验、应付实验。
2.硬件课程的特点使学生难以投入实际操作。硬件实验课程对于实验条件的要求比较高，需要专门的实验设备，如实验箱，万用表，甚至还需要有示波器等高档实验设备，只有比较少的高校计算机类专业能够配备这些实验仪器。即使购买设备的高校，通常也不能按学生比例配备，一般都是几个学生一组做实验，这样使得学生实际动手的机会其实并不多。硬件实验室由于各种原因，平时一般也不会开放给学生，造成硬件实验学时数有限,无法让学生去进行设计或创新性的实验。另外，目前的计算机硬件实验设备,集成化程度一般比较高，学生实验中硬件相关的时间就只是在连接线路。而电路、硬件类课程的实验中如果出错,常常也都是连接上出现的问题，实验过程相当枯燥且问题难以判断。
以上这些因素叠加起来，使得学生认为硬件实验的直观性、可操作性甚至还比不上软件实验，进而丧失学习兴趣。没有了兴趣，能力的培养就没有基础。
3.硬件实验课程的教学设计不够科学。目前硬件课程课堂教学的配套实验只是以验证性实验为主。对于刚刚学习了理论知识,还没有熟练掌握它的学生来说,课堂教学的配套实验只能先验证,让学生在实际硬件的工作过程中巩固基本知识。但仅有验证往往不能让学生牢固地掌握知识,更不能有效地锻炼学生发现问题、解决问题的能力。而且目前在高校教学中普遍存在课程之间联系不够的情况，使学生只能看到一个个独立的计算机硬件，不能从系统角度上学习理解计算机学科。
针对以上这些问题，提出下列解决建议，根据实际教学的观察，效果比较显著。
改进建议
1.重视硬件实验教学。要想改进计算机硬件类实验课程的教学效果，真正在教学中培养学生的实践及创新能力，最根本的一点，还是在于改变以往“重理论，轻实验”这一错误观念。在高等教育走向大众化的今天，社会对本科毕业生的动手实践能力和创新能力的要求越来越高。由于计算机硬件学科自身的特点，决定了完全依靠老师在课堂上进行理论讲解，学生无法稳固地获得这种能力。只有在学生做实验的过程中，反复强化训练，不断迫使他们将课堂上讲授的理论知识与实际动手实验结合起来，才能逐步培养他们的动手实践和创新能力。
具体的说，在实际教学中，必须为实验课程安排足够的课时。条件具备的话，能够将实验课程独立于理论课程之外单独开设当然更好。单独为计算机硬件实验课程设立学分，学生会更加重视，在这些课程上投入更多精力。课程最终的考核成绩是约束学生的措施之一，增加实验成绩在学生课程总评成绩中的分量,可以打消学生应付实验的侥幸心理。
在本学院的教学中，尝试将《计算机接口技术实验》这门课程作为突破点。将这门课由原来的一学分增加到两学分，在课程安排上，由原来的一学期8周16个学时改为一学期17周34个学时。这样真正从根本上重视实验课程，提高了实验课程在整个教学体系中的地位。
2.改善硬件实验条件。计算机硬件类实验课程对于教学设备非常依赖，如果能提供较好的实验条件，学生能够顺利地做出实验教材上规定的实验，教师再加以进一步地引导，会比较容易提高学生的学习兴趣。学生学习兴趣的增长，有利于提高实验课程的教学效果。同时也有利于激发学生自主创新的能力，更加深入了解课程相关知识，完成附加实验内容。
计算机硬件实验设备目前大多采取实验箱的形式，实验箱等设备集成度比较高，出现故障后学生无法解决。因此必须对实验设备经常检查，确保设备工作正常。对于设计有缺陷的设备，能够及时加以改进就更好。如果学校有条件添置各种先进设备（如示波器、频率发生器等等），则既能帮助学生学习，又有利于平时的维修。改善实验条件更重要的一点是改善学生的实验环境，由于实验设备数量和师资力量不足等原因，很多高校实验课都是两个甚至三四个学生共用一台设备。这样学生接触设备的时间太短，很难取得较好效果。比较好的方法是分批上课，一个学生一台设备，同时将学生与设备配对。这样学生能有足够的时间完成实验内容，出现问题也能够冷静地分析并解决。教师在实验课程中面对的学生少，能够更好辅导学生，同时学生与设备配对后，对实验设备的管理也更加方便。不过这种教学方式对于师资力量的要求比较高，课时数也较多。
本学院在《计算机接口技术》实际教学中采用小班制上课，基本上保证了学生每人一台设备，并将学生与设备编号配对。同时加强对于设备的维修。并且组织实验室骨干教师，对实验设备的电路进行分析，找到了导致实验设备经常损坏的两个关键部件。通过重新设计电路，更换性能更优良的电路元件等方式，对实验设备加以改造。采用以上措施后，学生普遍反映实验环境大大改善，极大提高了学生的学习兴趣。
3.对计算机硬件类实验课程重新进行教学设计。高校教学中，课程之间的衔接与相互关联是很重要的。如果计算机硬件实验课程与其他各门课程间之间有机联系不足,学生则无法从整体高度上领会知识体系。如果在教材中基本上看不到相关联的课程的介绍，计算机硬件系统作为一个紧密联系的整体，被硬生生分割成几个互不相关的独立部分；学生作为初学者,就只能在每门课各自的范围内看到个别不够完整的计算机硬件系统，无法全面地了解计算机硬件系统的组成、结构及功能。目前计算机专业开设的硬件实验主要有《模拟电路》、《数字逻辑电路》、《计算机组成原理》、《计算机接口技术》等实验课程，如果将这些课程有机组合起来，使学生在上课过程中能够理解计算机作为一个系统整体的工作原理，那么不管是对于学生的学习和教师的教学都有事半功倍的效果。
不光是实验课程之间，实验课与理论课之间，同样存在衔接与联系的问题。以前实验课程的教材只注重对相关理论课的内容进行验证式的实验。如果能在学生完成这些验证性实验的基础上，启发学生思维，让学生完成更复杂的综合性实验，甚至让学生自行设计实验内容，那么学生会更深入地理解基本理论知识并将其应用于实际，进而培养学生的实践以及创新能力。
同样以本学院开设的《计算机接口技术》实验课为例。在实际教学中，实验中心对原有实验教材进行改写，丰富实验内容。在新教材中，加强了与前后课程之间的联系，引入了相关课程的内容对学生加以介绍。由于实验设备的改进，学生完成原有验证性实验的进度有所加快。同时由于增加学时，实验课程时间更加充足。在这种情况下，新教材联系本课程的相关实验，再引进《汇编语言程序设计》、《计算机控制技术》等课程的内容，添加了若干难度较大综合性较高的实验。并且安排学生有一次自主设计实验内容的实验课，由老师辅助选题并加以指导。经过上述设计，学生普遍反应加深了对于本课程的理解，而且初步掌握从系统角度考虑问题的方法。
总 结
通过对教学经验的总结，本文提出了计算机硬件类实验课程教学中的若干问题，并提出相应的改进方案。在实际教学中，这些改进取得了令人满意的效果。但计算机硬件实验教学的改进是一项系统工程，还需要相关课程的配合。相信以后随着计算机科学的发展，实验教学的不断进步，计算机硬件实验教学能够对学生实践能力和创新能力的培养做出更积极的贡献。
参考文献：
[1]姚爱红,张国印,武俊鹏.计算机专业硬件课程实践教学研究[J].计算机教育.2007(12).
[2]鲍可进,肖铁军,赵念强,马汉达,申屠浩.计算机硬件课程与实验平台建设[J].计算机教育.2007(12).
[3]王金矿.计算机硬件教学改革的探索与实践[J].实验室研究与探索.2007(12).
作者单位：四川大学计算机学院