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1、 计算机硬件课程实验教学研究 袁泽明 高锐敏 赵贞贞 张墨华摘要：“缺芯”是我国现阶段的“卡脖子”问题，培养动手能力强的计算机硬件人才是解决此问题的一个必要条件。学生在硬件实验课中，难于结合工程项目和实际应用，学习主动性不够高。通过多样化的课前预习、知识化的思政案例、有针对性的课堂指导和完善的指导制度，能有效的提高学生的学习兴趣，使实验课和理论课相互促进，使硬件课程难学的问题得到解决。关键词：计算机硬件;实验教学;产学融合：TP303;G642.0文献标志码：A1绪论计算机硬件课程不仅是计算机专业的主干课程，在电子、自动控制和通信等专业中也起着举足轻重的作用，和如今非常热门的新专业物联网、大数
2、据、人工智能等也息息相关。各高校开设的计算机硬件课程一般有计算机组成原理、单片机开发技术、微机原理、接口技术和ARM原理与应用等。这些课程中需要记忆的知识点零碎且很多，部分学生学起来相对困难。由于各届学生之间的相互影响，而导致学生对硬件课程有种先入为主的“怕”。这样，理论教学的不够深入，导致学生对实验课程也没有足够的重视。这种方式培养的学生，毕业后很难从事硬件相关技术开发。近几年，西方一些国家想通过高端芯片的出口限制我国相关产业的发展1。因此，大力发展集成电路产业和计算机硬件的研发刻不容缓，努力培养高校学生的计算机硬件知识，使其能更快更好的适应社会职位需求迫在眉睫。实验课程不仅是理论课程的延续
3、，也是其内容的补充和提升。如果因为学生理论课程学习不够深入而淡化实验课程，实验课程内容简单而无趣，则学生更不会主动学习该课程。如果学生理论课程学习较好，而实验课程不够丰富或过于枯燥，则可能会对理论课的学习起负面影响。反之，如果能合理布置实验课程，则能使实验课程与理论课程相互促进，使学生因兴趣而主动学习，使理论与实践共同提高。本文主要从课前操作、思政案例引入、实验指导过程及课程制度激励等方面进行分析，通过对实验课的精心设计与布置，能很好的提高学生学习计算机硬件课程的兴趣，使学生积极主动的投入到计算机硬件相关方向的学习与研发当中来。2计算机硬件实验课程教学设计与优化现在，不少高校的硬件实验课都采用
4、教学实验箱，实验箱一般都是从教学设备商处购买，教学设备商同时提供了实验软件和实验题目等丰富的资源。所以，各课程教师只需根据自己的需要，从提供的实验题目中选择若干实验供学生课堂练习即可。这种实验课程模式存在很多弊端，主要表现在：（1）学生仅能按步骤完成实验内容，并不能真正明白实验的操作背景和实际应用场景等。（2）实验内容和理论课程及实际工程项目脱节，学生不能通过实验课程深化理论知识的学习，也不知道所做所学在将来的工作中会有什么用处。（3）各硬件实验课程孤立，学生不能明白这些课程之间有什么联系，认为学习这些课程枯燥而无用，所以部分学生很难有高昂的学习兴趣和激情。针对这些问题，本文对硬件实验课程进行
5、了优化与设计。2.1课前操作对大学生进一步的宽进严出是教育政策的必然。高校学生不是能轻松毕业就认为母校很好，也不会因为能轻松及格就认为自己的老师教得好。如果教师教学内容丰富而有趣，学生能从中学到知识、受到启发，学生学完课程后有一种充实感，仍有一种学而未尽的追求欲望，那么无论这位老师的课程任务有多重，学生一般还都是乐于接受的。计算机组成原理和微机原理课程相对抽象。一般单独从实验步骤上看，实验内容即不容易联系教材，也不容易联系工程项目，学生可能只会按步骤操作。即使能顺利做完实验，学生可能仍不明白所做实验和理论课程及实际应用之间到底有什么联系。教师主要可从以下四个方面解决这个问题。第一，教师对实验设
6、备商提供的实验内容进行改进，使其能结合自己讲解的教材知识。第二，教师针对每个实验，总结出与其相关的学科知识和应用领域，放在该实验的最后作为实验内容延伸，并鼓励学生结合以前所學和生活经历给出该实验相关的知识点和实际应用。第三，引进企业或其他高校的相关实验线上课程，或由教师针对自己的学生录制实验课的线上辅助教学内容。教师针对每个实验布置任务，学生课前进行实验背景、内容及应用领域等知识的线上预习。最好能线上记录学生预习状况。第四，经济条件较好的高校，可建立这些抽象课程的虚拟仿真实验室，由学生在课下规定的时间内通过虚拟仿真的形式完成每个实验的相关内容。单片机开发技术、接口技术和ARM原理与应用课程较容
7、易通过引入工程项目的形式联系实际。但这些课程本身知识点多、联系紧密、应用起来有难度。特别的是，很多项目的完成需要结合多个章节（甚至多门课程）的知识，这给案例教学和项目驱动教学带来了一定的难度。所以，在这些课程的理论教学中，尽量采用涉及知识面少的项目，或者把一个大的项目拆分成几个小的案例，分开在不同章节中使用。把一些涉及面相对较广的项目案例可以作为实验内容来开展，以便于教师能有更充足的时间和精力指导学生、掌握学生的项目设计能力。为了学生能按时完成实验，对于这三门课程，除了可以采用上段所述的四种课前预习方案外，还可以由学生课下通过Proteus软件进行实验项目的设计和仿真，通过相应的实验软件Keil、ADS、ARMRealViewDeveloperSuite、IAREWARM代码编写和测试等2。总之，根据教师精心设计的内容和任务，学生有目的的进行和实验相关的背景、应用、理论及设计和测试知识的预习，既能增添学生学习的兴趣，又能使实验课很好的补充学生理论课时学习的不足。2.2思政案例引入师者，传道授业解惑也。课程思政的引入既能充分激发学生学习的兴趣和动力，也是专业知识的延伸3。因实验课程更容易结合前沿知识和实际项目等，所以，相比理论课程，实验课程则更容易插入相关思政内容。 -全文完-
