面向专业应用的《计算机硬件基础》课程教学模式改革

李瑛，杨玫

（海军航空工程学院，烟台 264001）

面向专业应用的《计算机硬件基础》课程教学模式改革

李瑛，杨玫

（海军航空工程学院，烟台 264001）

为适应军队院校教学改革和信息化建设人才的需求，分析《计算机硬件基础》课程教学现状，设计以专业应用案例为牵引的教学内容，探索以问题为导向的课程教学方法，构建以能力为导向的多元化考核体系，进行课程改革实践，提高教学效果。

专业应用；问题为导向；多元化考核

0 引言

目前军队院校正在开展实战化教学训练，开展实战化教学，就是要按照实战的需要，改革教学内容、创新教学方法、构建教学平台、严格考核标准，不断提高学员为实现打赢目标而具备的综合能力。现代化战场是跨军兵种、跨时域空间的复杂数据处理系统，打赢战争需要技能与谋略、电脑与人脑的多重结合［1］。《计算机硬件基础》作为军校本科学历教学人才培养方案工程技术基础模块中的主要课程，也是重要的计算机基础课程，应适应军队院校教学改革和信息化建设人才的需求。如何在教学过程中贯彻落实实战化要求，提高教学效果，提高学员为实现打赢目标而具备的信息素养和工程实践能力，需要进行必要的理论研究和实践探索。

1 《计算机硬件基础》课程教学现状

课程教学内容主要以信息在计算机内部的加工、处理为主线，按照计算机系统基本组成原理、微处理器、指令系统和汇编语言程序设计、存储器、I/O接口和总线、中断与中断控制、可编程接口芯片等几部分内容顺序介绍微型计算机的硬件结构、工作原理和功能特性。通过课堂讲授和实验实做，使学员建立计算机硬件及接口技术的知识结构体系，从理论和实践上建立微型机系统的整体概念，具有应用微型机系统软、硬件的能力，以及利用微机解决本专业相关技术问题的初步能力。

非计算机专业的本科学员计算机先导知识主要来自于《大学计算机基础》、《计算机程序设计》等公共基础课，知识基础相对单薄，计算机硬件新技术新器件层出不穷，而课程教学学时数有限，对于理论性、实践性、系统性都比较强的计算机硬件教学，历来教员和学员都感到较困难，经分析主要存在以下几个方面问题：

（1）课程内容设置角度不准。课程内容面向计算机硬件系统，按照冯·诺依曼体系结构讲解硬件组成部分，对于机械类、控制类等专业工科学员，知识基础不够，无法在课程开始就理解微机接口与应用能力的重要意义，很难做到课程学习要求的“淡内强外”。

（2）课堂教学学员主动性不够。学员开始对课程学习兴趣较高，但发现随着微处理器、指令系统、存储器等内容讲解后，难以理解抽象的硬件教学内容与自己专业的关系，因而学习兴趣减弱，课堂学习的积极性也随之降低。

（3）考核方式单一。学习积极性不够，通过课程考试便成了学习的主要动力。单一的闭卷笔试既不能促进学员平时的主动学习，也不能较好体现素质教育与能力培养，导致学员学习仍然停留在接受性学习，距离创新性学习较远。

实战化教学训练环境下对人员的信息素养能力和创新实践能力有了更高的要求，针对以上《计算机硬件基础》课程的教学问题，从教学内容、教学手段、考核方式等多方面开展面向专业设计教学模式的探索与尝试。

2 设计以工程应用案例为牵引的教学内容

计算机技术发展较快，教学内容不仅应注重硬件基础的系统性，还应注重结合所学专业工程设计和实践方法，因而需要设计满足教学目标的工程应用案例。外围接口芯片是连接计算机与其他应用系统的桥梁，虽然PC早就使用了集成度越来越高的外围芯片组，把所有接口功能都集中成南桥、北桥两个芯片甚至进一步集中到如Intel82443等一个芯片，但从有利于让学员理解掌握接口基本原理与技术真谛，还是以8255、8254、8259等功能特色鲜明、结构原理清晰、与相应实验环境一致的实际系统常用的接口芯片较为合适［2］。将满足教学目标的专业应用设计案例，例如以测控技术与仪器专业为例，将常用接口芯片设计的微机控制系统作案例贯穿教学全过程，使课程涉及的处理器、存储器、I/O接口、总线、中断等内容以及专业应用有机结合，达到综合运用。《计算机硬件基础》课程教学内容设计及案例设计如表1，2。

表1 《计算机硬件基础》课程教学内容

3 探索以问题为导向的课程教学方法

课堂教学采用问题为导向的教学方法，围绕设计案例做科学的组织和梳理，各章节设置部分问题如表3。教学过程包括引入环节、问题讨论、总结讲授、归纳评估、自主学习［3］。问题讨论过程中可以由教员提出问题学员讨论解答，也可由学员提出问题由学员讨论解答，教员负责在问题提出解答的过程中适当将章节知识结构进行穿插覆盖，引导学员温故知新。课上问题的解答可作为课程考核平时成绩的一部分，对教学过程起到激励和控制的作用。问题为导向的教学方法力求改变单纯的“教与学”，在解决具体问题中，培养学员观察、分析、探索和解决问题的能力以及自主学习、合作学习、自主创造的能力。

表2 微机测控系统应用案例设计

表3 对应章节问题设置

4 构建以能力为导向的多元化考核体系

合理的课程考核方式有利于学员学习的持续深化和学习效果的准确检验，课程建立了一套柔性的考核系统和科学的评价体系，具体做法是：一是形成性考核与结果性考核相结合。形成性考核方式主要包括课堂表现、课后作业、阶段测验、课程实践等。二是理论考核与实践考核相结合。在考察学员基本知识、基本理论的同时，要根据课程内容的特点，科学设置课程实践考核环节和内容，并通过分析各实践项目对能力培养的贡献，优化实践考核环节设计，确保理论知识学习效果通过实践考核环节得到加强。三是单项考核与综合考核相结合。结合课程教学进度，采取多样化的形成性考核方式，学员可选择论文撰写能力、作品设计制作能力、计算思维能力等方面的单项考核，检验学员的单项能力；课程结束时，采用结果性考核方式对学员课程整体学习情况进行综合考核，考察学员对理论基础知识掌握情况和综合运用能力。

5 结语

实践证明面向专业应用的课程教学较好地将非计算机专业学员对课程的关注度从计算机系统原理转移到专业应用，以问题为导向的课堂教学起到牵引教学全过程的作用，使课上学习与课下自主学习相互结合，课上学习形式多样，教学内容有针对性，激发了学员的求知欲，充分发挥学生的自主学习能力，加深了对计算机在其专业中作用的理解。

课程教学实践过程也存在一些问题，例如单个案例的设计不能覆盖尽可能全面的课程知识点，但设计多个案例注意力在课程初期又会分散学员对计算机硬件课程知识的注意力；面向专业的案例设计对实验环境有了更高要求，真正在实验环境下进行实践还需要进一步的课程资源建设。

［1］巩怀兴，郭守伟.打造联合战场的最强大脑.解放军报，2016.3.22.

［2］邹逢兴.计算机硬件技术基础简明教程［M］.高等教育出版社（第1版），2011-09.

［3］常瑞，陈文智，郭玉东等.面向工科研究生创新能力培养的EPI教学模式探索.计算机教育［J］，2016.3（255）：71-74.

Reform on Teaching Model of Computer Hardware Foundation Curriculum Oriented Majors'Applications

LI Ying，YANG Mei
（Naval Aeronautical and Astronautical University，Yantai 264001）

In order to meet the military academies teaching reform and informatization talents construction，analyses Computer Hardware Foundation Curriculum situation，designs a professional application case for the traction of teaching content，explores problem-oriented courses teaching methods，in order to build capacity-oriented diversified evaluation system，curriculum reform practice to improve teaching effectiveness.

Majors'Applications；Problem-Oriented；Diversified Assessment

1007-1423（2016）21-0059-03

10.3969/j.issn.1007-1423.2016.21.013

2016-05-17

2016-07-15

李瑛，博士，副教授，研究方向计算机教学及软件工程