融合“硬件技术+”与“软件模拟+”的大学生实训课程的研究

胡艳慧

【摘要】随着计算机硬件设备种类增多和技术升级周期的缩短，对以掌握新硬件设备应用核心能力的实践教学提出了新挑战。课程实训内容与环境如何与技术发展同步变化，改变固有的实践课程不能与技术发展的同步，这应是理论与实践教学融合的一个结点，更是当前应用型人才培养的一个关键课题。

【关键词】硬件 课程融合 实训

【中图分类号】G712.3 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）02-0027-01

引言

随着计算机硬件设备种类增多和技术升级周期的缩短，对以掌握新硬件设备应用核心能力的实践教学提出了新挑战。课程实训内容与环境如何与技术发展同步变化，改变固有的实践课程不能与技术发展的同步，这应是理论与实践教学融合的一个结点，更是当前应用型人才培养的一个关键课题。基于硬件设施的新信息技术的“新”内涵的职业应用，需要采用多种模式适应硬件变化和新技术含量提出的挑战，并在教学内容、教学方法与教学设备更新上具体化。否则会使学生的所学与职业应用环境所需造成学用脱节。

针对以上问題，实施“硬件技术+”与“软件模拟+”融合的大学生实训课程的研究，运用“信息技术实训课程+”同相关课程的结合，达到创新实训能力课程的发展。

一、目的与意义

计算机专业更重视实践能力，而计算机专业的课程一般分为两大类：软件和硬件。对于硬件类的课程，我们目前的实践环境仍然在紧紧围绕理论，以理论为主，没有形成真正的实践理论相辅相成；此外，硬件变化日新月异，投入不足，更新不及时致使实践环境脱离真正的职业应用环境，造成学用脱节。

以提高实训能力为目标，实践教学模式的改革为主题，实践教学内容与方法的改革为切入点，来进行研究。计算机专业偏硬件类的课程有：计算机组成原理、微机原理与接口技术、单片机及应用、计算机网络、电子技术、局域网与组网技术、计算机组装与维护等。假设以《计算机组装与维护》课程为例，我们将实践内容根据市场需求与行情重新进行组织和分类，把其分为两大类，必须使用硬件操作的部分（综合设计类）和可以用软件模拟操作的部分（功能验证类实验），即在现有硬件环境的基础上，加上软件模拟部分，来提高学生对理论知识的理解和实训能力。

这样，加之软件模拟，既灵活又降低了成本，还可以拓展学生对硬件类型和功能的了解，也能自主地进行选择，发挥学生的主观能动性和创造力。同时，利用软件模拟，可以将使用的硬件类型接近实际生产的环境，强化了实践教学情境的真实性，对培养学生的职业素质，加强学生对职业岗位的认识和理解有非常重要的作用，同时对学生个体职业能力的终身发展也有十分重要的作用。

二、国内外研究现状

计算机硬件类的课程差别较大，现目前大多数采用的是实验箱，实验箱的生产有时往往配套相应自己学校的教材，比如《计算机组成原理》，其大多实验和课本紧紧相连，实验箱上往往也就是进行一些理论性的验证，想在其固有的原理模式上按照学生自己的思路来搭建出一台全新的微处理器，其实践的可能性和操作性较低。如《计算机组装与维护》这门课程，大部分学校基本模式相同，在实验室里放置一些计算机的配件，让学生自己能按照现有配置把计算机组装起来，安装软件，即这门课的目的。实验室的配件和学生在家用计算机、社会上正热销的配件型号相差甚远。当实际生活遇到配件和其他软硬件问题时，即使学过此课程，仍然不知道怎么解决，这同我们所要求的实践能力标准就不一致了。

因此，国内外的各学校都在寻求自己的方法来解决。有些学校已经提出软件模拟即虚拟的方法来进行硬件课程的实训，他们提出自己的需求来携同实验厂家一起来研制自己的实验平台，这样的平台有时可综合多门课程的实训；此外，软件模拟相同配件可提供多种型号和品牌供学生选择来进行搭配，还可以在平台上输入代码，验证性其设计的正确性。

我们针对软件模拟的优势，结合必要的硬件操作，将两者有机地结合，在发挥和调动学生自主能动性地同时，提高其实训与创新能力。

三、关键问题

以计算机偏硬件类的课程《计算机组装与维护》为例作为切入点研究以下内容：

1.市场需求、定位的实训集组合

①首先，确定市场对计算机类相关岗位人才素质与能力的需求，通过系统化“典型工作任务分析”，对人才核心能力进行不同层次定义及相应层次行为描述，确定关键能力和完成特定工作所需的熟练程度，进而确定人才所需行为、技能和知识配置；②其次，分析各行为、技能和知识，对关键技术和知识点逐一分解，确定岗位对学习内容的要求，进一步确定掌握这些技能所需资源类型和呈现方式。

2.基于立体互动平台支撑的硬件类课程实验教学资源建设研究

①整合硬件技术类课程实训内容；——内容整合；②实训综合项目、市场（工程）案例设计；——综合项目设计；②教师资源整合和协同教学研究；——教师资源组织；③虚拟仿真平台保障的软件模拟研究；——虚拟仿真实验环境补充；④基于微课的实验实训教材研究；——元素信息化的教材建设；⑤网络实验教学资源库建设研究；——立体互动平台强化和保障；

3.实验实训专业成果及评价研究

这里的专业成果指的是（优秀作业、作品、答辩等）及专业学生社团活动、竞赛等；评价是指评价方案、基地和社会评价的纳入及技能鉴定等。——评价做为闭环环节，如有可能还可与职业技能鉴定联系。

四、特色及创新之处

1.市场定位实训内容。这样可以让学生参与一定实际生产或接近实际生产的环境中，来提高其职业素质和实训能力。用知识综合、能力集成的教师、加实验设备的互动性，实现一师多能、课程知识链接、能力综合集成，提升学生的应用能力综合性、适用性的思路与方法。

2.用软硬件结合的方式来完成硬件课程的实训。即在不过分加大硬件投入的情况下，利用现有的硬件，加之软件模拟的平台来完成硬件类课程的实训。

五、小结

研究的意义在于，将“软件模拟+”用于硬件实训的多元、多技能培养，既灵活又降低了成本；加之市场定位实训内容，学校与市场良好衔接。

参考文献：

[1]袁春分，张泽生等.《计算机组成原理课程实践教学探索》[J].计算机教育2011（17）：110-114.

[2]梁琨.谈姝辰等.《计算机虚拟仿真实验教学中心建设与实践》[J].教育教学论坛2017（3）：267-268.

[3]万桂怡，崔建军，张振果.《高校虚拟实验平台的设计及实践》[J].实验室研究与探索2011（3）：386-389.