以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為導(dǎo)向的計(jì)算機(jī)硬件課程教學(xué)體系研究

劉 卉，曾利軍

（湖南工學(xué)院 計(jì)算機(jī)與信息科學(xué)學(xué)院，湖南 衡陽 421002）

以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為導(dǎo)向的計(jì)算機(jī)硬件課程教學(xué)體系研究

劉 卉，曾利軍

（湖南工學(xué)院 計(jì)算機(jī)與信息科學(xué)學(xué)院，湖南 衡陽 421002）

本文分析了目前高校計(jì)算機(jī)硬件課程教學(xué)體系普遍存在的問題，根據(jù)科學(xué)發(fā)展觀的人才培養(yǎng)需要，構(gòu)建遞進(jìn)化計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)體系。為培養(yǎng)創(chuàng)新性人才，改善計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)提出了一些有效措施。

創(chuàng)新；計(jì)算機(jī)硬件；教學(xué)體系

計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展直接影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)是一種省能源、省資源、附加價(jià)值高、知識(shí)和技術(shù)密集的產(chǎn)業(yè)，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、國(guó)防實(shí)力和社會(huì)進(jìn)步的象征[1]。我國(guó)高校都開設(shè)計(jì)算機(jī)相關(guān)的專業(yè)，雖然歷經(jīng)了二十多年計(jì)算機(jī)人才的培養(yǎng)，但計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)對(duì)人才的需求量仍然很大。近年來隨著硬件技術(shù)的迅猛發(fā)展，業(yè)界對(duì)所需的人才模式有了新的轉(zhuǎn)變，對(duì)硬件類技術(shù)人員有巨大需求，學(xué)生將面臨新的機(jī)遇，也對(duì)高校計(jì)算機(jī)教學(xué)體系及人才的培養(yǎng)提出更高的要求。目前我國(guó)高校培養(yǎng)的計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)人員比例過低，硬件開發(fā)工程師相對(duì)匱乏。

一、計(jì)算機(jī)硬件課程教學(xué)體系現(xiàn)狀分析

目前隨著嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展，企業(yè)所需的硬件開發(fā)工程師必須是軟硬件相結(jié)合的復(fù)合人才，我國(guó)高校的計(jì)算機(jī)專業(yè)硬件實(shí)驗(yàn)設(shè)備缺乏，并長(zhǎng)期存在輕硬重軟的思想，培養(yǎng)的人才硬件知識(shí)不系統(tǒng)，達(dá)不到業(yè)界所需的硬件開發(fā)能力，直接影響計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的就業(yè)前景[2]。當(dāng)前硬件課程教學(xué)體系存在以下問題：

1.計(jì)算機(jī)專業(yè)建設(shè)誤區(qū)：計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)必須配備相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，硬件實(shí)驗(yàn)設(shè)備投資較大，由于院校經(jīng)費(fèi)不足，而軟件教學(xué)投資相對(duì)較低且易實(shí)現(xiàn)，硬件課程的設(shè)置存在銜接問題。硬件課程一般包括電路分析、模擬電路、數(shù)字電路、計(jì)算機(jī)組成原理、單片機(jī)技術(shù)等，很多高校制定教學(xué)計(jì)劃時(shí)忽略課程內(nèi)在聯(lián)系，孤立地堆砌課程，讓學(xué)生對(duì)硬件課程感到厭煩，無法形成系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。目前我國(guó)培養(yǎng)的計(jì)算機(jī)人才軟件知識(shí)扎實(shí)，而硬件知識(shí)薄弱。

2.教學(xué)內(nèi)容陳舊：目前很多院校采用的硬件教材內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用嚴(yán)重脫節(jié)，比如說計(jì)算機(jī)接口技術(shù)課程的內(nèi)容已過于陳舊，學(xué)生在課堂掌握的理論知識(shí)無法具體應(yīng)用，影響到學(xué)習(xí)積極性，學(xué)生只能為考試而學(xué)習(xí)。一些硬件課程內(nèi)容重復(fù)，各門課程的授課老師孤立教學(xué)，并沒有為學(xué)生后續(xù)課程打下鋪墊，純粹為完成教學(xué)內(nèi)容而教學(xué)，導(dǎo)致學(xué)生抓不住課程的精髓，針對(duì)性不強(qiáng)，最終學(xué)生不能對(duì)硬件知識(shí)形成一個(gè)系統(tǒng)的整體，更無法將硬件與軟件知識(shí)相結(jié)合。

3.忽略實(shí)踐教學(xué)：不少院校在硬件教學(xué)上更注重理論，忽略實(shí)踐教學(xué)。計(jì)算機(jī)軟件實(shí)踐教學(xué)容易實(shí)現(xiàn)，一般只需一臺(tái)PC機(jī)和相應(yīng)的軟件，學(xué)生可以在課后完成，易調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，像程序設(shè)計(jì)等課程比較直觀，通過調(diào)試程序?qū)W生的成就感較大。而計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)設(shè)備前期投資大，維護(hù)費(fèi)用高，實(shí)驗(yàn)室一般在開設(shè)相關(guān)課程時(shí)才對(duì)學(xué)生開放，一些硬件實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)比較復(fù)雜，在實(shí)踐課上學(xué)生無法從理論上掌握實(shí)驗(yàn)原理，僅動(dòng)手在試驗(yàn)箱上“連連線”，看看實(shí)驗(yàn)結(jié)果。學(xué)生在硬件學(xué)習(xí)上存在盲區(qū)，更別提著手進(jìn)行復(fù)雜的硬件項(xiàng)目開發(fā)。

二、構(gòu)建集基礎(chǔ)、綜合、研究三位一體的遞進(jìn)化教學(xué)體系

隨著業(yè)界對(duì)計(jì)算機(jī)硬件開發(fā)人員需求的不斷上升，針對(duì)目前我國(guó)高校計(jì)算機(jī)硬件課程教學(xué)體系存在的問題，以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為導(dǎo)向，創(chuàng)建符合科學(xué)發(fā)展觀的遞進(jìn)化計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)體系。

（一）創(chuàng)建符合科學(xué)發(fā)展觀的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式

科學(xué)發(fā)展觀的核心思想是以人為本。創(chuàng)建符合科學(xué)發(fā)展觀的人才培養(yǎng)模式的目的就是要促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展，不斷地提升學(xué)生的思想品德、科學(xué)文化、身體素質(zhì)、心理健康、動(dòng)手實(shí)踐以及創(chuàng)新能力。另外在設(shè)計(jì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式時(shí)，要注重聯(lián)系社會(huì)人才需求，結(jié)合高校自身特征，充分發(fā)揮出學(xué)生的特色，才能讓學(xué)生走向社會(huì)有更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力和發(fā)展?jié)摿Α?/p>

（二）構(gòu)建遞進(jìn)化計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)體系

計(jì)算機(jī)學(xué)科是一門系統(tǒng)性很強(qiáng)的學(xué)科，在整個(gè)教學(xué)體系中，硬件課程、軟件課程及實(shí)踐課程是三大重要組成因素。學(xué)生要在掌握了硬件知識(shí)后才能更好地學(xué)習(xí)軟件課程，而在講授硬件課程時(shí)學(xué)生必須了解軟件對(duì)硬件的控制指揮作用，綜合應(yīng)用軟硬件知識(shí)，通過實(shí)踐設(shè)計(jì)開發(fā)出新產(chǎn)品，真正做到培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。調(diào)整硬件課程體系勢(shì)在必行。首先要有效地整合課程，將技術(shù)落后以及與后續(xù)課程聯(lián)系不大的內(nèi)容刪除，將課程中重復(fù)的內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)融合，并及時(shí)將最新技術(shù)補(bǔ)充到課程體系中。組織教師編寫適應(yīng)的硬件教材，通過優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，充分反映出硬件新技術(shù)，使得教學(xué)過程更連貫，效率更高，充分調(diào)動(dòng)起學(xué)生學(xué)習(xí)硬件的積極性，為學(xué)生打下堅(jiān)實(shí)的硬件知識(shí)基礎(chǔ)。在建立學(xué)生良好的硬件基礎(chǔ)的同時(shí)，可以進(jìn)一步提高學(xué)生的綜合應(yīng)用軟硬件知識(shí)能力，著手硬件項(xiàng)目開發(fā)，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。搭建產(chǎn)學(xué)研一體化平臺(tái)[3]，將學(xué)生的創(chuàng)新成果應(yīng)用于企業(yè)，并根據(jù)企業(yè)的需求培養(yǎng)學(xué)生的研究能力。

（三）豐富教學(xué)手段

教學(xué)手段要多樣化，硬件類課程一般涉及時(shí)空概念等，內(nèi)容比較抽象，動(dòng)態(tài)性較強(qiáng)，可以應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)手段，借用多媒體技術(shù)，將靜態(tài)抽象的內(nèi)容轉(zhuǎn)換成動(dòng)態(tài)可視的情景。打破傳統(tǒng)教學(xué)方式，建立起一種提出問題、完成任務(wù)的互動(dòng)式項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)方法[4]。教師根據(jù)教學(xué)計(jì)劃，提出設(shè)計(jì)任務(wù)，指導(dǎo)學(xué)生逐步完成任務(wù)，在動(dòng)手實(shí)踐中掌握教學(xué)內(nèi)容，達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。教師也可以采用問題啟發(fā)式教學(xué)[4]，通過布置一些小論文，引導(dǎo)學(xué)生課后有針對(duì)性地去查閱資料，通過自主學(xué)習(xí)方式，最后在課堂上讓學(xué)生研討、教師總結(jié)，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)以及分析問題的能力。充分利用網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)硬件學(xué)科網(wǎng)站，為學(xué)生提供大量的學(xué)習(xí)資源，方便師生參與討論，展開協(xié)作式學(xué)習(xí)方式。

（四）構(gòu)建立體化的實(shí)踐教學(xué)模式

實(shí)踐是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的關(guān)鍵，必須將實(shí)踐教學(xué)貫穿于整個(gè)硬件教學(xué)過程中。構(gòu)建立體化的實(shí)踐教學(xué)模式是以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力及綜合素質(zhì)為出發(fā)點(diǎn)，充分調(diào)動(dòng)起學(xué)生的自主學(xué)習(xí)性和探究能力。通過設(shè)置多模塊化、多層次、多樣性的教學(xué)實(shí)驗(yàn)類型，逐步提高學(xué)生綜合動(dòng)手實(shí)踐能力。教師還可以通過指導(dǎo)學(xué)生參加硬件設(shè)計(jì)競(jìng)賽，增加學(xué)生更多的實(shí)踐機(jī)會(huì)，從而達(dá)到創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的目標(biāo)。

三、結(jié)語

計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)體系的建設(shè)是一個(gè)長(zhǎng)期的過程，筆者在十幾年的硬件課程教學(xué)中不斷地研究和探討，并將上述一些解決方案付諸于實(shí)踐，在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)方面獲得了比較明顯的效果。我們將不斷完善遞進(jìn)化計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)體系，在教學(xué)過程中逐步推廣，培養(yǎng)出適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的創(chuàng)新型人才。

[1]萬曉冬，王友仁，陳則王.計(jì)算機(jī)硬件系列課程體系改革探討[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2007，（29）：4-6.

[2]唐建宇.計(jì)算機(jī)硬件課程教學(xué)中的若干問題分析與探討[J].福建電腦，2007，（5）：188-189.

[3]宋之帥，田合雷，盛義保.產(chǎn)學(xué)研合作培養(yǎng)研究生創(chuàng)新人才的研究與實(shí)踐[J].中國(guó)電力教育，2012，（34）：17-18.

[4]曹維，徐東風(fēng).項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法在計(jì)算機(jī)硬件系列實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2009，（6）：210-212.

G642.0

A

1674-9324（2014）26-0274-02

湖南工學(xué)院教改項(xiàng)目：以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為導(dǎo)向構(gòu)建集基礎(chǔ)、綜合、研究三位一體的遞進(jìn)化計(jì)算機(jī)硬件課程教學(xué)體系研究（2012）。湖南省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃項(xiàng)目：湖南省區(qū)域產(chǎn)學(xué)研結(jié)合技術(shù)創(chuàng)新體系研究及實(shí)踐（項(xiàng)目編號(hào)：XJK011CJG004）。

劉卉（1980-），女，湖南衡陽人，講師，碩士，主要研究方向：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、智能信息處理。