计算机硬件课程教学和现存问题的分析

木合亚提·尼亚孜别克 古力沙吾利·塔里甫

摘   要：文章对计算机硬件类课程的主要教学内容进行了介绍，深入分析了教学过程中存在的问题，并提出针对该类课程的教学内容及教学体系进行相关改革的思路和方法。通过计算机硬件课程的建设、实践操作等几个维度对如何有效促进计算机硬件类课程的教学工作进行了探索，从而达到推动教学质量提高、有效提高学生动手操作和思维创新方面能力的目的。

关键词：计算机硬件;教学;教学改革;现存问题

随着时代的发展和社会的需求，计算机技术不断发展和提高，各式新的处理器芯片和控制芯片陆续出现，这对高校计算机硬件领域的教学工作提出了新的要求。为达良好教学效果，教学工作的基本框架应从计算机硬件系统和软件系统两大部分的组成、系统的基本概念、基本部件、基本组织及基本功能着手，使学生对硬件系统的构成及其各构成部件如何通过有机连接构成整机系统框架的整体概念具备深入的理解与掌握能力，为学生良好的计算机系统分析、设计、开发和使用能力的培养奠定基础。在教学过程中，需要针对硬件课程教学工作进行反馈分析，及时发现实际教学中存在的问题并采取有效措施解决现存问题，完善教学课件和课程结构体系，保证和满足学生在学习过程中的各类需要，从而提高学生的学习积极性与主动性，为其后发展奠定良好基础[1]。

1    课程主要教学内容及教学方法

计算机硬件类课程主要包括“数汇编语言”“计算机组成原理”“微机原理与接口技术”“数字电路”“单片机原理与应用”“计算机导论”等，主要教学目的包括了解计算机系统的基本组成原理，掌握计算机系统硬件中各功能部件的工作原理，掌握信息、数据表示与指令结构类型及指令执行原理，掌握计算机存储程序和数据的原理以及计算机指令的编译和执行过程，掌握计算机与外部设备之间的接口技术与原理，了解计算机外部设备的基本结构与工作原理，并可运用课程中学到的知识对计算机系统硬件进行初步设计、组装和调试[2]。

对教学工作的期望是，最终能使学生从理论和实践两方面掌握计算机硬件的发展背景、数据表示、数值计算、指令系统、程序设计基础、CPU系统、存储系统、输入输出系统、各个部件的组成原理、逻辑实现、设计方法及互连构成的技术，为将来从事计算机软硬件方面的工作打下良好的基础。

课程对教师教学工作提出的要求是，教师应做到在整体教学框架的设计中努力创设学生积极思维的培养背景，应在教学工作中不断激发学生的兴趣、好奇、探究等情绪，使教学过程始终对学生存有吸引力，激发学生主动学习、求知，逐步提升学生的信息获取、分析与应用能力，并形成良好的学习策略[3]。

2    教学工作中的现存问题与教学改革思路

计算机硬件类人才培养是高校计算机专业人才培养的重要方向之一，也是适应当前社会发展的现实需要，但是在贯穿计算机课程的教学过程中，学生普遍存在“重软怕硬”现象。硬件系列的课程所涉及的知识内容较深，存有一定难度，理解起来较为困难。理论枯燥、课程内容更新慢、课程之间衔接关系不当、实验条件和设施较为缺乏等问题渐渐消磨了学生的积极性和主动性[4]。

随着信息技术的快速发展，计算机系统在众多领域得到广泛应用，这就要求教学工作不断适应时代发展，使学生在学习基本理论的基础上，尽可能多地接触到最新技术。故而，如何加强学生的计算机硬件基础、培养学生对硬件课程的学习兴趣、提高学生对计算机硬件的认知程度与应用能力，如何合理调动衔接固有课程体系及多样教学方法模式的科学设计，是目前制订合理的教学计划、构建适合的课程体系、改革和完善教学内容的过程中应尽快解决的主要问题[5]。

计算机系统是软件和硬件的统一，硬件和软件知识是相辅相成的，都包含丰富的知识内涵与先进技术。在教学中应使用“软硬结合”的教学手段，使学生更好地掌握计算机软硬知识，正确建立现代计算机系统的整体概念，为学生将来从事有关计算机开发应用、数字通信、工业控制、高级语言的编程设计以及多媒体技术领域的研究工作做好充分的准备。在教学内容的设计和教学方式的改革方面要求教师拥有新观点，在组织学生的实践过程中，应适当地设计一些大型的作业，并有目的地帮助学生解决实践过程中遇到的问题。

在多数情况下，计算机课程的教学主要经过3个阶段：

第一阶段的教学主要任务是使学生掌握在信息化社会里能更好地工作、学习和生活必备的计算机基本知识与基本操作技能，培养学生的计算机文化意识。

第二阶段的教学任务是使学生掌握计算机软、硬件技术的基础知识、基本思想和基本方法;培养学生用计算机处理问题的思维方式和利用软硬件技术与先进工具解决本专业及相关领域中相关问题的能力。

第三阶段的教学任务是进一步培养学生利用计算机获取信息、处理信息和解决问题的意识与能力，提高学生建构本专业及相关领域中计算机应用系统的能力。这就要求教师经常留意计算机的发展动态，及时把一些相关的新知识、新信息穿插在3个阶段的教学过程中。在教学过程中有一定的选择和侧重，这样才能使教学过程充满活力，使学生在学习过程中能感受到计算机技术的迅速发展，从而对学习计算机知识有迫切感。

显而易见地，改革是一项深入而持久的工作，要求教师必须与时俱进，不断地总结教学经验，并根据新的形势增加新的教学内容，改进原有教學方式和教学手段，从而提高相关课程的教学水平。与此同时，同行之间交流、学习经验也是非常重要的，教师之间应在教学改革的各个环节中共同努力，对教学大纲、教学内容、教学手段、实验教学等方面的工作继续不断地交流经验、修改完善，进一步为提高教学质量而努力。

3    充分利用现代教学手段

教师的教学手段是完成教学任务、实现教学目的的重要教学媒体，在教学过程中灵活使用多种现代教学手段的优势是显而易见的。多媒体教学手段通过提供良好的视觉、听觉体验，使教学演示生动而形象，让传统枯燥无味的课堂变得兴趣盎然，大大激发了学生的学习兴趣并提升了学习效率，同时，还免除了教师群体大量低效、重复的体力劳动，可以节省出更多的课堂时间用以介绍新的内容。

在教学过程中，教师还应结合院校自身的实际设施，提倡学生对现代化教学技术手段的应用，鼓励他们积极利用校园网或院校提供的其他信息资源和各種音像资源，培养学生的自学能力、知识获取能力和创新能力，促使学生综合素质的提高、创新精神的加强与兴趣个性的发展。教师可以选择一些内容抽象、传统教学难以表述或表述费时费力、学生不易理解的教学内容采用计算机辅助教学（Computer Aided Instruction，CAI）技术实现，这样的教学效果比用传统教学手段讲解时更加形象，更易理解。

因此，教师应在教学过程中充分发挥现代教学手段的优势，提高课堂教学的效率，本文提及的多种教学改革思路均可在多媒体教学手段中得到配合。

4    结语

随着信息技术的飞速发展、计算机应用的日益普及、教学理念的逐步更新、教学手段的逐渐改善以及教学改革的不断深入等，计算机硬件课程在讲授内容、教学目标和教学方法等方面应该持续不断地进行更新、调整和改进。教师应围绕面向新世纪人才培养目标、计算机基础教学的基本目标以及3层次教学基本要求，调整并更新教学内容、构建课程体系，为学生的自主学习和独立思考留出足够的时间和空间，根据实际情况把握各层次教学基本要求的深度和广度，设置不同档次、不同内容的课程供学生选学，把“因材施教”落到实处。

计算机硬件类课程的建设与教学改革工作，是需要教师群体不断进行发展与完善的长期持续性工作。在教学工作中仍存有很多东西值得教师去研究和探索，教师群体应当在完成计算机硬件基础教育工作的前提下，不断探索创新，促进计算机硬件基础教育工作的改革，以期提高学生的知识应用能力并增强学生在同质群体中的综合竞争实力，使计算机硬件的基础课程良好适应新世纪的教育需求。

[参考文献]

[1]惠丽，吴玲.计算机硬件系列课程教学改革的研究与实践[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2010（1）：78-79.

[2]孙荣高，毕春跃，万忠.计算机组成与结构课程教学中的几点体会[J].计算机教育，2011（9）：108-110.

[3]赵润林.计算机硬件课程体系改革的探讨[J].计算机教育，2007（21）：22-24.

[4]候宝生.“微机原理与接口技术”课程教学改革创新探讨[J].计算机教育，2009（2）：60-61.

[5]周燕，何乐生，王威廉.计算机硬件系列课程教学改革探讨[J].实验科学与技术，2010（5）：109-139.