随着信息化社会的到来及不断地向纵深发展,社会对计算机应用方面的能力和人才的要求越来越高,为适应社会的需求,高等院校加强学生掌握计算机理论知识和实际应用能力的培养势在必行。“计算机硬件技术基础”是培养学生利用计算机从事科学研究和科技开发工作的技术基础课之一,其目的是培养学生应用计算机硬件技术知识解决本专业及相关领域中问题的能力,使其能成为具有较强实际动手能力和科研开发能力的应用型人才。这门课程已成为高等学校非计算机专业的一门专业主干课,它对理工 科人才的培养起着至关重要的作用。目前,我校的“计算机硬件技术基础”课程建设已被列入了“重庆市高等学校第二批重点建设课程项目”。课程建设项目组以提高学生的综合能力、加强素质教育为主线,结合课程自身的特点和技术发展趋势,从实际出发,提出了该课程建设的目标和主要内容,并取得了阶段性的成果。
一、“计算机硬件技术基础”课程的构建
“计算机硬件技术基础”的前身是我校电类专业基础课“微机原理及应用”,自1998年 教育部高教司下发“普通高校计算机基础教育教学基本要求”以来,我校便开始执行计算机基础教学三个层次的课程体系,“计算机硬件技术基础”课程便成为面向全校非计算机专业开设的第二层次的计算机技术基础类课程之一。
由于不同专业理论基础的设置不同,对该课程在内容和学时上有着不同的要求。因此,在对各非计算机专业进行调查分析后,课程建设项目组结合专业的特点,针对不同专业的需求,确定出不同的侧重点,构建了其基本要求不同、侧重点不同、学时数不同的“计算机硬件技术基础”课程,并进行了相应的教材建设。
“计算机硬件技术基础”课程分为Ⅰ、Ⅱ两类不同的教学大纲、不同的教学侧重点。对于非工科类的部分专业,采用Ⅱ类大纲和教材。其课程要求侧重于“整体概念”和“宏观了解”,因此主要以介绍整机概念为主,使学生了解计算机硬件的基本类型及组成,而不着重在硬件设计上,其目的是仅仅让这类专业的学生对计算机硬件有一个宏观的了解,理论教学学时数18,实验教学学时数18。
工科类专业对“计算机硬件技术基础”课程内容的要求较高,采用Ⅰ类大纲和教材,其课程要求侧重于“综合应用”和“实际操作”,要求通过课程的学习,让学生掌握计算机硬件技术的基本知识,并具备利用计算机解决本专业及相关领域实际问题的能力,理论教学学时数54,实验教学学时数36。因篇幅限制,下面主要针对Ⅰ类课程的建设展开讨论。
二、“计算机硬件技术基础”课程教学体系的总体方案
1.理论教学内容的更新
首先 ,应明确进行“计算机硬件技术基础”课程建设的一个重要目的是:使高等学校非计算机专业的学生在学好计算机硬件技术基础知识的前提下,掌握一些重要的新概念、新知识和新的应用模式,达到计算机应用的较先进水平。为了使学生在学过该课程后具备较强的实际动手能力和计算机应用系统的开发能力,在该课程内容的设置上应体现出“基础性、系统性、实用性和一定的先进性”。为此,选用目前在计算机领域中占主导地位的80x86系列微机为例,系统地介绍了计算机的硬件技术基础知识,并通过对计算机中相关先进技术的介绍,体现出计算机及其应用技术发展的最新水平与趋势。
2.课堂教学模式的变化
如果说教学内容的改革是提高教学质量的重要保证,那么,恰当的教学模式是取得良好教学效果的桥梁。在实施教学模式、方法与手段改革的过程中,首先让教师转变教学观念,在教学过程中树立以学生为主体的教学思想,正确处理传授知识与培养能力、提高素质之间的关系;其次改变了“教师单向灌输”的教学模式,开展启发式、讨论式和研究式教学;此外,还可根据学生水平的不同层次分级教学、因材施教。在课程讲授中主要从以下几方面做了探索和努力。
(1)在课堂上力求以启发式讲授方法贯穿整个教学过程
在课堂上教师应有计划不断地以启发方式提出问题 、设置疑难,使学生在思考中获得知识,从而有效地将传授知识与开发智力结合起来。 通过不断提出问题、解决问题,引导学生积极思考,调动他们的学习积极性,加深对问题的理解。
(2)采取多种教学形式,加强学生能力的培养
在目前的条件下,课堂教学无论在内容和时间上,都是传授知识与开发智力的主要形式。从全面培养人才的目标出发,必须充分利用学校教育的各种优势和有利条件开展多种形式的教学,加强学生的智力开发与能力培养。教学中,在强调知识“量”的同时更要重视知识的“质”,既要强调记忆又要注重思维,不但要求学会,而且要求会学,由教师单向的信息传递变为师生间双向的信息交流。通过总结实践经验发现,课堂讨论对于开发学生智力 、培养逻辑思维与综合分析问题能力具有较为突出的作用。在授课中,一般是教师讲、学生听,而讨论课则不同,学生成了讨论课的主体,教师的作用是组织、引导,由学生对有关问题进行分析、综合、归纳、推理,得出结论。此外,还要组织学生积极参加各种形式的计算机知识与技能讲座与竞赛,充分发挥第二课堂的积极作用。
(3)运用现代化教学手段,提高教学质量
计算机基础教学水平跃上一个新台阶的重要标志之一是教学方法与手段应有较大的改进。计算机基础教学应该大力提倡“精讲多练”,突出基本知识的掌握,着重应用能力的培养,强调使用意识的形成。
教学手段是完成教学任务、实现教学目的的重要教学媒体 ,在教学过程中应灵活使用多种教学手段。在“计算机硬件技术基础”课程的教学过程中,充分利用了先进的计算机辅助教学 手段,并且取得了较好的教学效果。现代多媒体的动画技术、动态模拟、图形等手段,使CAI课件能形象地表述教学内容而且极具吸引力,有助于学生更好地理解教学内容,提高教学质量。教师可以选择一些内容抽象、传统教学难以表述或表达费时费力、学生不易理解的部分采用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。但是,笔者在教学实践中体会到,现代多媒体教学方式并不能完全取代传统的教学方式,应该将二者恰当地结合起来,发挥各自的优势,这样才会收到令人满意的教学效果。
3.实验教学环节的改革
实验课作为理工科教育的一个非常重要的手段,不仅要培养学生的动手能力,更重要的是要让学生掌握和理解科学实验的思想方法,培养解决实际问题的能力。“计算机硬件技术基础”是一门实践性很强的技术基础课程,在实验课程体系的总体规划上应遵循:既要培养学生分析问题和解决问题的能力,又要重视培养其思维能力和创新能力。为此,在实验教学中除常规的验证性实验外,还增加了大量的设计性和综合性实验内容。
验证性实验的难度较低,以现有的实验仪器为主,主要使初学者通过实验过程获得一些感性的认识和体验。设计性实验则是要求学生在现有装置的基础上掌握部分电路设计和程序设计的内容及方法,提高学生分析问题和解决问题的能力。综合性实验是对学生更高层次的要求,在这种实验中,要求学生具有多方面的知识,注重所学理论知识的综合应用,培养学生的实际动手能力、思维能力和创新能力。
为达到以上要求,对原有实验内容作了部分调整,一些验证性的实验让学生在课外完成,利用有限的课内实验学时数,增强设计性实验的训练,并根据不同专业的需求开展了综合性实验,如对自动化学院的学生,专门开设了“计算机硬件技术基础”课程设计,使其能有效地将所学知识应用于实际中,从而加深学生对理论知识的理解和认识。
动手能力和创新能力是素质教育的重要组成部分,是由被动学习转为主动学习的必由之路,因此在实验教学方式上,要有意识地增加学生自行设计、自己动手动脑的机会,培养他们的独立创造能力;在实验内容上,以设计性实验为主,验证性实验为辅;在实验次序上,由简单到复杂,由验证性实验到设计性实验,最后进行综合实验,由浅入深,循序渐进。
在实验教学实施的方法上,给每个学生提供一套实验仪器设备,为培养学生主动学习的意识,加强了要求提前预习实验的环节,每次实验均应有相应的预习报告,以使学生不盲目地仅为完成实验内容而做实验,而是要求他们做完一个实验后便有一定的收获,得到一定的能力训练。每次实验,老师提出要求,从选题、提出设计思想、拟定实施方案、验证实验结果等都由学生自己独立完成,最后给出具有一定见解的实验报告。
三、“计算机硬件技术基础”课程的考核体系
考试作为一种检测手段,它是整个教学活动中的一个组成部分,“考”与“教”不应当相互割裂开来。只教不考则虎头蛇尾,质量难以保障;为考而教则本末倒置形成高分低能。为使考试更加规范、标准、先进、科学,课程组的老师们认真地研究了考试的原理,比较了不同考试方法的优劣,权衡了不同类型考试的得失,构建了面向素质教育的新考试体系。
在命题时遵循的原则是:既要求学生将原理、应用有机地联系起来,全面系统掌握本门课的基本理论,又要由此及彼举一反三,增强综合分析和解决问题的能力,考题不是书本内容的简单重复,而必须综合判断、归纳、分析,使教学内容融会贯通才能求得正确答案。
根据本门课程内容的特点,考试方法采用笔试、上机两种方式,而且均采取开卷形式,这要求学生理解本课程的基本原理外,着重考核学生综合分析和解决问题的能力,引导学生关注课本以外的信息。学生的最后成绩由笔试、上机和平时成绩三部分综合评定得出,其中笔试成绩占70%,上机成绩占20%。教师在每一次上机实验时对学生的预习报告进行检查,并结合学生在实验过程中的主动性、动手能力、分析和解决问题的能力给出平时成绩,平时成绩占总成绩的10%。
严肃考察考场纪律,杜绝学生作弊思想的滋生,我们采取了每一场笔试出A、B、C、D四套试卷同时考,上机出A、B两套试卷。笔试试卷实行集体集中流水批改的阅卷方式,减少差错,避免个人因素干扰;上机考试则采取学生考试结束后当场在计算机上阅卷的方式。此外,课程组建立了考试结果分析制度,以指导命题和改进教学。
四、结束语
目前,“计算机硬件技术基础”课程建设已取得阶段性成果,在今后的教学改革和课程建设中,要坚持重视理论基础知识、培养实践综合能力、提高整体教学质量的总方针,真正实现理论和实际相结合,强化创新意识,强化能力培养,逐步建成反映现代教育思想和教育观念,适合 培养现代复合型人才的计算机硬件技术基础课程新体系。