非計算機專業(yè)“計算機硬件技術基礎”課程教學研究

敖志廣　呂振遼

文章編號：1672-5913(2009)10-0081-02

摘要：本文介紹了非計算機專業(yè)硬件課程的現狀和內容的設計情況，探討了如何在硬件教學中改革教學法和教學手段，培養(yǎng)學生的學習興趣和動手能力，從而提高學生自主學習，主動分析問題、解決問題的能力，真正達到學有所得，學有所用。

關鍵詞：非計算機專業(yè)；硬件教學；引線法；案例教學

中圖分類號：G642

文獻表示碼：B

1引言

“計算機硬件技術基礎”課程是工科專業(yè)的必修課程，課程的任務是通過對微機的基本組成、工作原理、接口電路及硬件的連接等知識的學習，使學生掌握分析問題、解決問題的方法，結合上機實踐，使學生掌握計算機硬件基礎知識和簡單的硬件設計知識，為培養(yǎng)和提高學生的動手實踐能力和以后學習其他計算機知識打下基礎。

2硬件課程現狀分析及教學內容

2.1現狀分析

對于非計算機專業(yè)的硬件課程的教學，不同于計算機專業(yè)的硬件教學。

(1) 學時較少，任務繁重。本課程內容實際上包括計算機專業(yè)的“匯編語言”、“微機原理”和“接口技術”三門課程，雖然是基礎的教學，但內容非常多，對于非計算機專業(yè)的學生來說要利用較少的學時而面面俱到，學精學透，不可能也不現實，但要想真正的能讓學時系統(tǒng)的掌握課程的精華也不能任意的割舍，因此如何精選內容、調動學生積極性顯得非常重要。

(2) 基礎薄弱，懼怕學習。學習硬件課程之前要求學生掌握電子電路等先修課程，對于非計算機專業(yè)的學生來說他們通常只學習了文化基礎和C語言，因此基礎相對薄弱。學生害怕計算機硬件的學習，書發(fā)下來，一翻看內容就對它產生了恐懼的心里，尤其是去打聽上屆的師兄、師姐，如果以前不及格的學生多，他們會產生心理負擔很重，還沒學就患得患失，學習的目的就是為了及格，很難去培養(yǎng)學生的分析問題和解決問題能力，更不用說創(chuàng)造能力。

(3) 毫無興趣，學習無用。學生對于硬件的學習毫無興趣、枯燥乏味，由于許多硬件知識沒有實物對應，比較抽象，邏輯性強，理解起來有一定困難，因為不喜歡，所以不懂，因為不懂，所以更不喜歡，形成了強式惡性循環(huán)。硬件更新很快，現在都是奔騰6的時代了，還講8086/8088，覺得內容陳舊，毫無興趣。辛辛苦苦學習下來，覺得毫無用處，根本提不起一丁點的興趣，學文化基礎能懂得電腦的操作，學習C語言還能考個計算機等級證書，學了硬件課程，如果以后不從事電子電路設計，沒有任何用處，即使從事電子電路設計所有的知識也要從頭開始。

為了解決上述問題，必須要精心設計講課內容，充分調動學生積極性，讓學生自己去發(fā)現，去學習，必須真正的把授之以魚改為授人以漁。

2.2內容簡介

為了使學生能從應用角度出發(fā)，在理論和實踐上掌握微機的發(fā)展、微機系統(tǒng)的基本組成和工作原理、存儲系統(tǒng)的層次結構、匯編語言程序設計以及接口電路的應用，建立微機系統(tǒng)的整體概念，并考慮到學生本身的特點，本課程學時和內容安排如下：

本課程共48學時，其中講課28學時，上機實驗20學時，上機的內容基本上是以匯編語言為主。課程內容包括：計算機基礎知識、數字電路基礎、中央處理器CPU、存儲器、8086匯編語言指令系統(tǒng)、匯編語言程序設計、I/O接口和總線、中斷系統(tǒng)、DMA控制器和典型的接口芯片、模數(A/D)和數模(D/A)轉換共11章教學內容。課下組織學生去學計算機的組裝、當前芯片最新發(fā)展技術動向、單片機原理和設計，以作業(yè)的形式組織學生學習和研究。對學生能力培養(yǎng)的有如下要求：

(1) 對計算機系統(tǒng)有更完整的認識；

(2) 掌握微型計算機的結構、工作原理及接口知識；

(3) 掌握匯編語言基本知識，具有一定編程能力；

(4) 能解決實際工作中遇到的計算機硬件方面的問題。

3教學過程的探究

3.1目標明確，確立學習信心

為了能使學生有學習的信心，首先讓學生明確，課程內容的特點，只要努力肯定能學明白，能學懂，戰(zhàn)略上蔑視敵人，戰(zhàn)術上重視敵人。加大平時的得分比例，使學生重視平時的學習和平時作業(yè)的完成，讓學生不必背著怕不及格的負擔去學習，讓學生知道只要學就能學會，只要學就不必擔心期末的考試的問題。良好的心理是成功的一半，讓學生有好的心理暗示，正向的暗示和引導學生去完成硬件課程的學習。萬事開頭難，給學生一個好的積極向上的開頭，良好的開始是成功的一半，有了兩半的成功，相信自己一定能學好的。

3.2教學內容采用引線法，神奇化易

華羅庚曾經說過：“神奇化易是妙算，易化神奇不足提”。對于教學內容采用引線法，把硬件的內容穿成串，讓學生通過一根線，把所有的內容連起來，使學生有信心和毅力把硬件知識掌握和理解。

教學的主線就是CPU，CPU也是計算機的核心，真正的中央處理單元，通過對CPU的前因(來源)后果(應用)的描述，把整個知識聯系起來，把復雜的問題簡單化，掌握本質，理解精華。課程內容線圖如圖1：

3.3實驗內容采用案例教學

匯編語言的實驗部分采用案例教學法：把所有的實驗分成4個案例，案例1順序程序設計，案例2分支程序設計，案例3循環(huán)程序設計，案例4綜合程序設計，每個案例包含3個小模塊，第一個是老師講解領著學生去完成，第二個是學生自己完成，教師進行指導，第三個是課下作業(yè)，完成后要求寫成實驗報告，實踐證明這種方法取得了好教學效果。除了完成四個案例對應的實驗報告，鼓勵學生根據自己的能力編一些優(yōu)秀的作品，由于學生的本身條件制約，雖然學生的作品水平一般，但學生認為收獲很大，起到了良好的教學效果。

匯編語言調試環(huán)境采用Emu8086。Emu8086是純Windows環(huán)境下的調試工具，集編輯、編譯、調試等功能于一身，可以方便的操作，容易看到內存的變化、寄存器的變化，利用他可以隱藏匯編語言的低層細節(jié)，把重點精力放到對語言本身的理解和掌握上，入門更快，掌握更好，質量更高。Emu8086的界面如圖2。

3.4課外作業(yè)突出培養(yǎng)興趣，走出去，帶回來

利用學生對計算機組裝感興趣這一特點，充分利用資源優(yōu)勢，培養(yǎng)學生學習興趣。沈陽市三好街是中國四大計算機市場之一，派學生去調研了解計算機硬件的最新、最準確、最及時的行情和了解如何對硬件進行組裝，并且讓學生去選聽焦老師的硬件組裝課程，使學生在“庖丁解?！敝跋戎酪幌屡５男螤?，實踐證明這對學生對課程的總體認識起到關鍵的作用。

精心設計和布置課外作業(yè)，因勢利導，有利于對硬件知識的把握。如讓學生分組調研最新的CPU類型等作業(yè)的布置。鼓勵學生參加課外活動小組，這學期我班就有一名學生被選入東北大學機器人競賽的團隊里，參加2009年在日本舉行的世界機器人大賽。

3.5充分利用網絡資源

東北大學計算機中心是省級教學示范中心，擁有先進的計算機和網絡的資源優(yōu)勢，充分利用網絡資源，找到自己需要的資料。

網上交流，有不會的問題的及時反映出來，及時解答。利用文化基礎或C語言的網絡平臺可以下載課件和提問，2009年我校的畢博blackboard平臺對所有教師開放，利用這一平臺建設硬件的課程體系，將會起到更為理想的作用和效果。

Baidu是你永遠的老師，隨時有不會的問題，隨時問這個老師，他會告訴你所有的答案。學習積極性和興趣非常重要，興趣是最好的學習動力，百度是學生永遠的老師，讓學生充分利用一個興趣和一個永遠的老師，培養(yǎng)了學生自主學習、查找資料的能力，也提高了學生的分辨是非的能力，起到了事半功倍的效果。

3.6建立考試題庫，把好質量關

對于學生的最終成績包括實驗報告、平時作業(yè)，當然還包括了最后的期末考試。建立了硬件考試系統(tǒng)的題庫，

隨機選擇考題，通過考試系統(tǒng)來檢驗學生的學習效果。考試結果表明學生取得了好的成績，沒有不及格的情況發(fā)生。

4總結

通過對課程內容的設計，對學生的興趣的調動，學生變被動為主動，讓學生去調研，不僅順利的完成了教學任務，使學生能發(fā)現問題，思考問題，進而解決問題，學生反映良好，取得了好的成績，學生通過率達到了100%，消除了不及格的問題。

參考文獻：

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