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信息系统工程教育论坛我院计算机科学与技术本科专业始建于1987年,历经20年的发展,为油田及相关企事业单位培养了大量的计算机应用人才。“具有良好的科学素养,系统地、较好地掌握计算机科学与技术包括计算机硬件、软件与应用的基本理论、基本知识和基本技能与方法,能在科研部门、教育单位、企业、事业、技术和行政管理部门等单位从事计算机教学、科学研究和应用”是本专业的培养目标。基于这个培养目标,结合目前计算机硬件技术最新发展现状及趋势,提出本硬件系列课改方案。
一、硬件系列课改的目的及意义
当前,计算机在信息社会中充当了重要角色,也是发展最为迅速的一门学科。随着这门学科的不断发展,目前,计算机核心技术愈来愈集中在集成电路芯片设计和软件设计这两项技术中,其中CPU和OS设计技术是最核心的两项技术,特别是高性能计算机技术一直是衡量国家实力的一个重要标志。在硬件系列课程里,培养学生CPU及相关硬件的设计能力,培养学生自主创新并能够设计出拥有自主知识产权的计算机部件的能力,是当前计算机硬件课程重要的改革方向,也是目前社会迫切需要的计算机硬件人才[1]。因此,适应当前计算机硬件技术的发展及社会对计算机硬件人才的需求,及时调整硬件系列课程的培养方向,既有利于学生及时掌握最新的计算机硬件技术,又有利于学生及时把所学知识转化为社会生产力,对扩大我院学生就业,树立我院计算机科学与技术专业学生良好的社会形象意义深远。
二、硬件系列教学的国内外发展现状及趋势
由于我国的制造业比较落后,一直以来,计算机硬件的核心技术未能被国内掌握。相应地,在计算机硬件教学中,像计算机组成和计算机体系结构等重要硬件课程,传统上仅仅以讲授、分析原理为主,且内容不能适应现代计算机技术的发展[2]。国外一些知名大学非常重视计算机硬件的教学,美国的许多高校本科计算机专业中都无一不是安排了CPU设计方面的课程和实验内容。例如麻省理工学院计算机专业的一门相关课程是《计算机系统设计》,学生在实验课中,须自主完成ALU、单指令周期CPU、多指令周期CPU乃至实现流水线32位MIPS CPU和Cache等的设计。Stanford大学计算机系的本科生也有相似的课程和实验。随着计算机硬件技术的不断发展,国内开展硬件设计技术的条件已逐渐成熟,这主要得益于计算机硬件发展中的两个重要技术,一是大规模可编程逻辑器件CPLD/FPGA的成熟,可以在一个芯片中通过编写硬件描述语言设计CPU和全部的相关硬件电路,减轻了硬件芯片间连接的复杂性,同时消除了硬件制造的限制。二是硬件描述语言的成熟,以VHDL和Verilog VHDL语言为代表的硬件描述语言,可以通过编写程序的方式来描述极其复杂的硬件电路逻辑,大大降低了以前采用手工方式设计硬件电路的复杂性。国内的一些知名大学,在最近几年里,也相应地增加了硬件电路设计在教学中的比重,据我们了解,清华大学、电子科技大学、哈工大、哈理工等一些学校,已经修改了计算机组成原理及计算机体系结构等方面的课程教学内容,把利用CPLD/FPGA和硬件描述语言设计CPU及其相关硬件电路作为重要内容加入到课程体系里,取得了良好的教学效果,大大加强了学生对计算机工作原理的理解及计算机硬件的设计能力,逐步实现了与发达国家高校计算机本科教育的接轨。
三、目前我院硬件系列教学现状及不足
计算机科学与技术本科专业硬件系列主要课程设置始于20年前,期间虽经过部分调整,但基本教学内容依然延续20年前的知识体系。按授课先后次序排列,这些课程包括:《数字逻辑与数字电路》、《计算机组成原理》、《数字系统设计自动化》、《计算机体系结构》、《单片机原理及应用》、《嵌入式系统》、《硬件课程设计》等7门。基于当前硬件课程系列教学现状,我们认为存在以下的不足:1.从整体上看,硬件系列教学内容过于强调基本原理和基本方法,缺少能够验证原理、实际实现这些原理及方法的手段,导致学生缺少动手能力,对原理和方法认识模糊,会说不会做的现象比较严重,创新能力较弱。2.《数字逻辑与数字电路》和《数字系统设计自动化》,这两门课之间存在较大的联系,在内容上存在承上启下的关系,前者是讲述数字电路的基本概念、组合及时序电路的传统分析设计方法,后者则介绍组合及时序电路的现代分析设计方法,基于目前的教学实际情况,可以合并成一门课讲述。3.《计算机组成原理》和《计算机体系结构》是计算机科学与技术本科专业非常重要的两门课,通过这两门课的学习,应使学生能够设计简单的CPU及相关的硬件电路,从而加深对基本原理、基本方法的理解,增强实际动手能力。基于现在的教学内容及教学手段还无法达到上述目的。4.《单片机原理及应用》和《嵌入式系统》两门课存在较大的内容交叉。这两门课都是讲述特定计算机在控制及嵌入式产品中的应用,《单片机原理及应用》这门课介绍的是8位机MCS-51的原理,《嵌入式系统》这门课介绍的是32位机ARM的原理,鉴于目前嵌入式领域的发展现状及趋势,建议取消《单片机原理及应用》这门课,以避免课程内容重复。5.《硬件课程设计》作为硬件系列的最后一门硬件设计课,学生已掌握了较丰富的软硬件知识,因此应该具备设计较复杂的硬件电路的能力,目前的设计内容较简单并与《数字逻辑与数字电路》课程实验存在一定交叉,建议选择有一定复杂度并较实用的设计内容。从而培养学生综合运用硬件知识及硬件设计能力。
四、硬件系列教学新课改方案
针对我院计算机科学与技术专业的实际情况,在保证总的硬件教学学时不变的前提下,对硬件系列教学提出如下建议:1.课程合并:《数字系统设计自动化》是计算机组成原理等的先修课,为保证能及时开课,同时该课和《数字逻辑与数字电路》这门课有密切的联系,合并为一门课,仍称为《数字逻辑与数字电路》,并适当增加学时,建议在大二上学期开课,取消《数字系统设计自动化》这门课。2.《计算机组成原理》:这门课改为《计算机组成及设计》,增加CPU及相关硬件电路设计内容,在讲清楚组成原理的基础上,以设计为重点,建议在大二下学期开课。 3.《计算机体系结构》:适当增加设计内容,原学时保持不变,建议在大三上学期开课。4.《单片机原理及应用》:本课程取消,鉴于目前嵌入式系统涉及软硬件知识较多,难以在一门课程中全面系统学习,因此另开设一门《嵌入式软件开发》课程,重点讲述如何设计编写嵌入式软件程序,建议在大三下学期开课。5.《嵌入式系统》:这门课作为《嵌入式软件开发》的先修课,重点讲述嵌入式系统的基本概念及方法、ARM处理器的硬件工作原理、接口、汇编语言等,而相关操作系统及其程序设计等知识暂不涉及,建议在大三上学期开课。6.《硬件课程设计》:在设计题目中,引入嵌入式系统、FPGA及计算机组成等知识,适当增加设计的综合性和复杂性,建议在大四上学期开课。基于新的硬件系列课程体系,能够有效理顺课程之间的先后关系,并把硬件课程均匀分散到大学四年的学习中,同时对重要的课程及相关的知识进行了加强,例如数字电路设计贯穿在整个硬件系列课程中;舍弃了过时的技术,增加了新技术的份量,例如去掉了单片机,加强了嵌入式系统。因此,我们认为:调整后的硬件系列课程是较合理的,它吸收了当前先进的硬件设计技术,保证了知识的实用性,有一定的前瞻性。
五、结束语
高等教育是为学生提供专业技能和生存本领、服务社会的最后一站,教学内容及方法直接关系到学生的未来发展。通过不断教学改革,保持教学的先进性和实用性一直是高教课改的目标之一。通过这次课改,理顺了我院硬件系列课程的教学关系,增强学生未来服务社会的竞争力,因此很有实际意义。
作者:李军 崔旭 李建平 单位:1.东北石油大学 2.大庆市萨东第二小学
中图分类号:G642 文献标识码:B
文章编号:1672-5913 (2007) 24-0008-02
在计算机科学与技术专业的课程体系中,无论是专业基础课、专业课还是专业选修课,基本可以分为两条主线:一是软件课程体系;另一个就是硬件课程体系。一般来说,计算机软件课程在计算机专业中基本能够得到重视和加强。而计算机硬件课程体系相对比较薄弱。随着电子技术和社会经济建设的发展,计算机科学与技术与电子科学技术相互渗透和融合、硬件软件化和软件硬件化日益普遍,尤其是ARM、SOC、SOPC等技术的出现,计算机软、硬件的融合日益显著和成熟,加强计算机硬件课程的建设、硬件课程体系及新的实验平台的建设显得越来越重要和必要。
1计算机硬件课程教学思路的改革
计算机硬件课程包括:数字逻辑电路设计、计算机组成原理、微机原理与接口技术、计算机系统结构、单片机原理与应用、嵌入式系统、计算机维护、EDA技术等。传统的计算机硬件课程主要任务是讲授计算机的工作原理,以配合计算机软件课程的教学。而技术的发展需要软硬结合、软件硬件化或交融,硬件课程教学的任务不但要学生了解计算机结构、原理,而且要用硬件描述语言进行部件及应用系统的设计。结合软件知识,能够设计计算机应用系统,尤其是嵌入式系统的应用日益普及,应用范围迅速扩大,要培养学生综合设计能力。除此以外,计算机的维护也是学生能力的培养的一个方面。
本教学成果是对计算机硬件课程进行体系改革及教学内容的梳理,确定硬件课程系列中基础层、系统层、应用层分别要讲授的知识和学生应该掌握的能力,以及各层之间的衔接和关联的内容,如图1所示。制定教学大纲、实验大纲、课程设计大纲等教学文件,教改项目的研究,教材、实验指导书编写,实验室建设。教案、多媒体课件的制作。
图1 计算机硬件课程结构
在基础层,主要是“数字逻辑电路设计”课程的建设,从99年开始对该课程教学内容进行了改革,编写出版了教材,引入可编程器件、ABEL语言,改造实验设备,在2001年获得江苏省教学成果二等奖。2002年该课程获得江苏省二类优秀课程。在此基础上,进一步对教学内容进行梳理,配合计算机组成原理的课程改革,将硬件描述语言从ABEL改为VHDL,引入FPGA技术的介绍及实验项目,又更新了实验设备,在2004年重修编写出版了教材和编写了实验指导书。主要思路是让学生掌握数字电路的基本知识和现代设计方法,能够设计一般的数字逻辑部件及简单的数字系统。所以在课程结束后安排了1.5周的课程设计,学生可以在FPGA芯片上运用VHDL语言设计如电子钟、交通灯控制器、电梯控制器等简单的数字系统。
在系统层,该层有“计算机组成原理”、“微机原理与接口技术”、“系统结构”。其中“计算机组成原理”课程是最主要的硬件课程,该课程一直是我们教研教改的重点。采用多媒体、网络等多种教学方式,课件文字精炼、图文结合、动画丰富、重点突出,培养学生自我学习、自主学习的能力。实践教学中突出设计能力和创新意识的培养。采用基于FPGA的实验设备,通过设计与教材紧密结合的实验教材和课程设计教材,形成了完整的相关课程教材系列,连贯性好。着重训练学生的设计能力,激发学生学习兴趣和创新思维。该课程在2006年被评为江苏大学一类精品课程。课程的教学主页(/subject/zcyl/)上的教学文档、资料、课件、实验指导等齐全。“微机原理与接口技术”课程原来以从16位CPU的机型讲授,根据目前技术的发展,改成以32位CPU的机型讲授,并且在2005年更新了实验设备和实验指导书。
在应用层,由前二层主要课程的课程设计及专业选修课、综合课程设计组成,主要在3个方面的应用:数字系统的设计,运用硬件描述语言设计计算机接口及整个应用系统,如“EDA技术”;计算机应用系统设计,包括硬件电路、应用软件。“单片机应用”、“嵌入式系统”课程就是培养学生系统设计能力,单片机教学采用了C8051F系列单片机芯片,他是在系统编程的SOC(system of chip)芯片, 编写出版了专门的教材、设计了专用的实验设备、编制了实验指导书。“嵌入式系统”也专门定制了ARM7、ARM9、ARM10的试验设备和编写了实验指导书;另外一个方面就是计算机的维护,根据目前的教学条件,开辟了专用的计算机维修实验室,面向全校开设了计算机维护的选修课,2005年编写出版了计算机维护的专用教材。
2特色教材建设
在明确了硬件课程教学目的和思路的基础上,开展相关课程的教材建设,组织课程自编教材与选用精品教材相结合,近几年出版了4本教材,由于大多数“数字逻辑”方面的教材是重点讲授数字电路原理,作为后续课程的技术基础。所有我们组织力量编写了《数字逻辑电路设计》教材,增加了硬件描述语言的设计方法、在系统可编程器件的技术,精简了传统的设计部分,99年在东南大学出版所出版,2004年进行了修改,增加了VHDL硬件描述语言的设计内容、FPGA器件的内容以及VHDL语言设计数字系统的实例,在清华大学出版社出版,已经三次印刷,在全国范围的高校中得到使用。在“单片机原理及应用”课程的教材方面,由于目前我们使用了最新的片上系统(SOC)型的单片机进行教学、实验,所有实验内容均可以直接运用到实际的工程项目中,传统的单片机教材已不能满足要求,2004年参编了《单片机原理与应用》,由机械工业出版社出版,加进了部分内容。我们自己又编写了合适教学要求的教材《C8051F单片机原理及应用》,2006年在中国电力出版社出版。由于计算机技术发展太快,“计算机维护”课程一直没有合适的教材,我们组织编写了《计算机系统高级维护教程》,2005年在中国科技大学出版社出版。
3开放实验平台建设
2004年获得中央与地方共建高校实验室建设项目“计算机基础实验室建设”的支持,及时更新了相关课程的实验设备,大部分的实验设备都是任课老师根据技术的最新发展提出实验设备的功能结构,由厂商定做的。几款实验设备目前已作为该生产厂家的定型产品销售到很多其他学校。设计了实验项目和实验内容,编写实验指导书。2005年省高教所教改项目“开放实验室信息查询系统”通过省级鉴定。建设了实验教学网站(202.195.167.4:8080)、教学专用的ftp,学生可以随时随地获得教学资源。改革了学生做实验的模式,集体实验和分散预约相结合(学生可以在任何地点、时间通过网络进入实验网站进行预约),提前预习实验内容,写好实验报告的“静态”(实验项目、实验原理、内容、实验设备等等)部分后,再到实验室开始做实验,在实验过程中完成实验报告的“动态”(实验调试过程、出现的问题、解决方法、实验结果、分析等)部分。提高了实验效果,激发了学生实验兴趣。
4结束语
本文介绍了计算机硬件课程的教学思路的改革,通过近几年的实践,取得了成效。建立了老中青的课程教师梯队,备课,出卷、改卷,有一支过硬的、每人能任2门以上主要硬件课程的主讲教师队伍。硬件课程中有2门获省级2类优秀课程,一门获校级一类优秀课程,有3项教研项目通过省级鉴定,多项相关科研项目通过省级鉴定并获得省、市级科技进步奖。获得多项校级教案、教学质量、优秀教师、讲课比赛等奖项。出版教材4部,发表教研教改论文12篇。有2名本教学成果成员指导的07届学生,所做的硬件应用的毕业设计论文被评为校优秀论文。
作者简介:
鲍可进(1958-),男,江苏靖江人,副教授。研究方向:嵌入式计算与应用
通信地址:江苏镇江学府路301号 江苏大学计算机学院。邮编212013
《计算机组装及维护》是研究计算机硬件组成、选购、组装和维护的一门课程,主要内容有计算机工作原理;计算机硬件的组件(CPU、内存、主板、硬盘等)外观、性能指标、;计算机组装;操作系统的安装;计算机故障分析及判断方法等,是一门注重动手能力和实践能力培养的课程。
1、《计算机组装与维护》课程主要特点
一是内容丰富。课程内容多、涉及的知识面广、知识面涉及计算机文化基础、计算机组成原理、计算机硬件组成、windows操作系统等课程,教学的内容量大,可扩充性强;二是知识更新快。课程知识更新快,新产品不断出现,当今计算机软硬件发展日新月异,新技术、新产品层出不穷;三是侧重实践。课程侧重实践,侧重培养学生的动手实践能力,课程的教学重点是认识计算机硬件组成,完成计算机硬件组装、系统安装与计算机故障分析判断。
2、《计算机组装与维护》当前教学中存在的主要问题
一是现行教材内容滞后。计算机的发展日新月异,新技术、新产品层出不穷,硬件不断升级,性能日益提高,然而相应教材因印刷、出版、征订等问题,使得学生使用的教材内容严重滞后,不能与时俱进,挫伤了学生学习该门课程的积极性。二是实践环节薄弱。该课程教学目的是中职学生通过学习,能完成计算机硬件的组装、系统的安装和各种电脑故障的处理,所以要通过大量的实践教学环节来达到目的。三是教学内容与现实脱节。由于教材内容滞后、实践设备陈旧,跟不上计算机的发展,学生在做实验时对理论知识又掌握不足,同时由于安排的实验与实际运用有一定的脱离,学生缺乏实际操作技能,不能很好解决现实存在的问题,这也是我们现实教育的一个弊端。四是可借鉴的实践经验少。《计算机组装与维护》是一门实践较强的课程,有些教师仅仅具备课程理论研究能力,较少从事日常的计算机组装、软硬件安装、故障诊断维护等实践活动,缺乏计算机日常维护经验;五是考核方式欠缺。传统的教育教学过程以基础理论为核心,不注重能力培养,不能很好培养学生实践能力,实践考试条件欠缺,导致学生不重视动手能力训练。重理论轻实践,重结果轻过程,学生的实际操作能力欠缺。
3.优化教学过程的思考和建议
3.1完善教学内容。我们经过实践探索,将教学内容重新进行了整合,及时增补较新的软硬件知识,选用较新、实用的教材,使其紧跟计算机的发展;同时考虑到计算机组装与维护是一门实践较强的课程,我们经过实践探索,将教学内容重新进行了整合,加大了实验课课时,适当缩短了理论课时。
3.2采用多媒体设备。多媒体作为一种现代化的教学手段,具有传统教学无法比拟的优势,它以直观、形象、生动的演示功能,使抽象、枯燥的学习内容转为形象、有趣的动感内容,交互性强、图文并茂、生动活泼的多媒体课件,充分吸引着学生的注意力,较好实现教学在教师与学生之间的互动。
3.3实物演示教学,提高教师自身素质。实物教学法就是从学生对课堂上的实物的感觉印象开始教学,学生能亲手操作、亲历情境、亲身体验。因计算机技术的更新速度快,所以从事《计算机组装与维护》教学的教师必须尽量及时更新自己的知识结构,提高理论与实践水平。
3.4实施任务驱动教学法。任务驱动教学是教师把教学内容设计成一个或多个具体的任务,学生完成任务的过程是不断提出问题、解决问题的过程,而教师在这一过程中进行启发、引导和交流。其次是灵活多样的考核方式。通过该门课程的教学与实践,在考核方式上我们进行了相应的改动,我们采用的方式是3+7模式,即理论占30%,实验占70%。理论考核为辅、实践操作为主。
3.5突出以实践为主的教学。一是侧重实践教学。《计算机组装与维护》是一门实践性较强的课程,把以理论教学为主改为以实践教学为主的教学,软硬件的安装要在相应的环境下进行教学。二是加强实验室建设。该课程的教学目标是,完成计算机硬件的组装、软件的安装和处理各种电脑故障,增强学生解决实际问题的动手能力。三是强化实践,制定相应实践项目。把《计算机组装与维护》核心内容主要分解成认识硬件组成、计算机硬件组装、操作系统安装和常见故障的分析和判断四个模块,每个模块开发出与它相适应的实践项目。
目前计算机已广泛应用于各行各业,因此计算机的软、硬件安装,常见的故障及维护,成为了学生比较感兴趣的课程,但该课程的教学需要改善,突出以实践为主的教学。
参考文献:
[1]华伟杰,《计算机文化基础课程教学改革初探》,广西教育[J] ;2010年第8期,18—20。
[2]阎 川 高职院校《计算机组装与维护》实验教学探讨,职业教育研究[J];2008年第3期,67—69。
教育部印发关于《中等职业教育改革创新行动计划(2010-2012年)》的通知,对中等职业教育“教学做”一体化、实施工学结合、校企合作、改革人才培养模式,提出了明确的要求。文件第21条提到“推进中等职业学校课程改革”,详细地描述了中等职业教育以提高学生综合职业能力和服务终身发展为目标,贴近岗位实际工作过程,对接职业标准,更新课程内容、调整课程结构、创新教学方式,构建适应经济社会发展要求、有利于和高等职业教育、继续教育相衔接的课程体系。职业教育的重心是教学,尤其是要适应企业岗位需求的工学结合教学模式,本文以广州市示范性专业——计算机的应用基础,其核心课程《计算机硬件基础》为例,探讨基于行动导向的一体化课程教学模式改革在实际授课过程中的应用。
一、基于行动导向的课程教学改革思路
行动导向教学的具体实施方法有很多种,如项目教学法、头脑风暴法、角色扮演法、模拟教学法、案例教学法、实验教学法、任务驱动法等。教学内容、教学设备、受教对象和教学环境等要素的不同,行动导向教学的具体实施方法也应有所不同。行动导向教学需要一定的教学试验平台和生动直观的教学环境,有利于行动导向教学的深化实施,使教学的组织和设计更加优化与丰富。本文以《计算机硬件基础》课程为研究对象,以计算机硬件维修一体化课室为课程实验平台,以行动导向教学为授课模式,提出基于行动导向的一体化课程教学模式改革实施方案。
二、基于行动导向的《计算机硬件基础》一体化课程教学改革实施
1. 教学设备要求。
(1)基础设备:一体化课室常备的计算机硬件、教学用桌椅、多媒体设备、挂图等。
(2)拆装设备:拆装用CPU、内存、硬盘、显示器、工具箱(内含拆机常用工具)等。
(3)检修设备:计算机故障检修卡、万能表、故障检修相关测量仪器等。
(4)演示设备:CPU结构图、内存原理结构图、已拆的硬盘、计算机原理展示视频、计算机构造演示多媒体课件等。
2. 教学内容与方法设计。
传统的《计算机硬件基础》课程授课方式采用顺序教学的方式,即依次从计算机原理、CPU构件、内存构件、硬盘构件、显卡构件、显示器的顺序进行教学,计算机的拆装检修授课也是以文字说明配图画介绍为主。这样的授课内容比较完整,但是缺乏实操性和衔接性,学生很难形成一个完整的计算机原理构造思维,往往学完了整个课程,都不懂怎么拆机和装机,更谈不上计算机的故障检修了。基于行动导向的《计算机硬件基础》一体化课程内容教学操作方式,不采用顺序教学,而选择任务驱动的项目化教学方式。将学校分成若干小组,每个小组控制在5人左右,每个小组分配一个操作工位,配备相应的试验平台和拆装检修设备,教师对计算机进行由外及内的演示拆装及检修,学生分小组带着相应的项目和任务同时进行演练。教师演示结束后,由小组讨论完成项目任务,分组进行项目完成情况汇报,生成项目总结和实验数据整理分析报告,并提交指导教师考核。
3. 试验项目设计。
行动导向教学需要设计不同的实验项目和情境模拟让学生进行项目操作,不同的实验内容应当设计不同的实验实施方法。以本课程内容为例,设计实验项目和情境(详见表1)。
4. 基于实际工作任务的课程设计设置与实施。
计算机硬件故障检修课程内容是《计算机硬件基础》的主要实训内容,主要应用于实际工作过程的计算机维修工位,为了加强学生对课程的深入理解和掌握,设置基于实际工作任务的课程设计,让学生在课后以团队研讨的形式,通过查找资料和实际操作等方式,完成课程要求的任务,并生成研究报告提交指导教师,作为课程知识考核的重要内容。(详见表2)
5. 课程考核方式。
基于行动导向的《计算机硬件基础》一体化课程采用“形成性”的考核方式,即完成一个任务就得到一个成绩,完成所有任务才能通过本门课程的考核,其中每个任务的考核成绩采用“五级制”评价指标,即为“优、良、中、及格、不及格”五个评价等级。评价等级的认定依据包括平时表现、技能考核(包括实验项目考核和课程设计考核)、研究报告和总结汇报。
三、结语
行动导向教学理念和教学方法在国外应用广泛,特别是在强调职业技能的德国,都已经有充分的研究并应用于实际教学,充分调动了职业学校学生学习的积极性,提高了学习效率。以行动导向为研究对象的课程教学模式改革在国内高职院校教学中还处在发展阶段,在中等职业学校处于起步阶段,缺乏系统的理论指导和符合国情的实施方式研究,笔者以广州市示范性专业——计算机应用基础专业为依托,开展基于行动导向的《计算机硬件基础》一体化课程模式探讨,抛弃传统的教学方法,避免出现教师按课本讲授,学生无法接受的教学尴尬境况。经过教学实践验证,充分活跃了课堂授课的氛围,使学生在课程学习中融入了更多企业工作环境的元素,提高了学生的学习兴趣和就业核心竞争力。
(作者单位:广州市信息工程职业学校)
参考文献:
[1]章韵,倪晓军.应用型专业计算机硬件课程体系建设的探讨[J].教育与教学研究,2010,(10).
一、引言
随着Internet的飞速发展,信息时代到来,教育专家们就中国国情提出目前大专院校应该培养的是复合型,技术型,全面发展的人才。但目前计算机硬件教学出现了学生学的知识不能满足社会需求的问题,笔者就目前大专计算机硬件课程教学的教学现状以及存在的问题进行了分析,提出大专层次的计算机专业教学迫切需要改革课程体系,培养适应社会的需求的人才。并且作者根据自己教学实践经验,对如何搞好计算机硬件教学进行了深入思考。
二、计算机硬件教学现状
1.培养方向不明确
人才培养目标,作为学校对其培养的人的具体标准和要求,具有一定导向作用,你定什么样目标就培养什么样的人才,它是整个教学活动的目标,但笔者发现目前大专计算机硬件教学对人才培养目标还认识不够,主要有以下几个方面:
(1)没有明确的教学目标或有教学目标但没有用;
(2)教学目标过于陈旧,过时;
(3)教学目标过于拔高。
2.课程种类繁多混乱
就笔者了解,目前大多数大专院校开设的硬件课程种类有《电路基础》,《微机原理与接口》,《计算机组成原理》,《系统结构与分析》,《汇编语言设计》,《EDA》,《计算机组装与维护》等,多数大专院校开设了部分上述课程,甚至有些学校开设了全部课程,我们不难看出,这些课程和本科生的课程没什么区别,作为大专生在三年的学习时间内能完成如此多的课程吗?是不是能达到预期的教学效果?其它课程也有类似问题。所以说课程过于繁多混乱。
3.教材过时落后
就笔者所教的《微机原理》来说吧,该教材选用的是李大友主编的一本教材,笔者发现,教材当中有一部分内容,如芯片结构,存储器部分内容已经过时。计算机技术是一个飞速发展技术,它知识更新的速度惊人的,刚出现的知识理论不久就会过时,甚至被,因此,应根据计算机的科技发展,适时的选取适合、最新的教材。
4.内容过多过难
其实这也是整个大专教学普遍存在的问题,对所教学生过于拔高,在内容的设计中存在过多过难的现象,专科的教学一定要把握好“度”,做到“够用”即可,在难度上一定要作到“适合”,始终牢记我们培养的是三年制大专人才。特别是计算机硬件课程的设计更应该注意。
三、研究与思考
1.加强教学研究
就目前而言,我国对高职高专人才培养工作的关心还不够,远远比不上对本科教育的关心。我国目前还处于职业教育的起步阶段,职业教育还不够成熟,所以会出现“技工慌”等现象,大学生找工作不容易,相反技工找工作倒容易。因此,从学者到教育部门对大专教学的研究还不够,整个大专教学还没有走上正轨。笔者在工作中发现,你要寻找关于大专教学的资料是很少的,特别是教材方面更明显,要找一本好的适合专科教学的教材是非常不容易的,大部分有名的编者是不关心专科教育的。因此,笔者提出,我们应加强专科教育教学的研究工作,编写出适合专科教学的教材,加强各高职高专学校之间的交流是非常重要的。同理,计算机硬件课程的教学同样存在此问题,因此,在计算机硬件的教学中我们应多做研究,多学习。
2.调整教学目标
在教学目标上,一定要有明确可行的教学目标,千万不可拔高,脱离教学目标。笔者认为,专科教学培养的主要是技术型人才,所以,培养目标一定要专,千万不能追求“大”,“全”。就计算机硬件课程而言,根据培养目标开设一定量的课程即可。例如,你的培养目标是培养“动漫设计”方面的人才,那么计算机硬件仅需开设一们硬件综合课程,让学生了解硬件方面的知识即可。至于学习其它硬件课程的必要性就不大了。如果你培养的是“电子设计”方面的人才,那么,你可能要开设好多硬件课程才行。
3.进行课程整合
针对目前硬件课程多而重复的问题,而大专学习的时间仅有三年的时间(部分大专专业仅有两年),我们要用系统论的观点和方法,对大专计算机人才培养过程中的课程进行分析,从培养学生综合素质的高度,重新审视原有课程的体系问题,该整合的必须整合,该重组的必须重组。目前,已经有些院校提出了硬件课程的组合,例如,有些专业将所有硬件课程整合成《硬件基础》课程,当然该如何整合,这要视专业而定。
4.提高教学效率
计算机硬件课程主要讲述的是计算机的硬件原理及应用,而硬件芯片内部的结构根本无法获得,所以的教学本身比较枯燥,抽象,难以理解,因此如何提高课堂教学效率,上好一堂课,让学生获得更多的课堂信息对计算机硬件教学来说是非常关键的。笔者提出以下三个方面:
(1)运用多媒体技术演示
由于计算机硬件课程抽象,所以我们可以用多媒体技术来模拟演示计算机内部的组成结构、信息流动、运算过程等,例如,《计算机组成原理》中当讲到ALU时,我们可以用多媒体动画来演示它的运算过程。学生可以直观了解计算机内部的工作原理,这样可以达到很好的教学效果。
(2)上好实验课
实验课是计算机硬件教学非常重要的环节,如《计算机组成原理》的《微机接口》实验、汇编语言实验等,实验教学是指导学生主动参与完成知识,探究知识的创新性学习过程,让学生在探索中掌握规律,在研究过程中进行思维加工,在实际运用中达到知识创新。实验课程好坏,直接影响到学生理论课程的学习以及将来到工作岗位上的表现。
(3)提高学生兴趣
兴趣可以激发人的求知欲,但计算机硬件课程的学习是一个比较枯燥、辛苦的学习过程。因此,在教学过程中一定要运用新的教学方法及思想激发学生的兴趣。这对于硬件课程的学习是非常关键的。
5.勇于创新
创新是动力,创新是生命。计算机硬件的更新速度本来非常快,只有不断的创新,不断学习,才能立于不败之地。要搞好计算机硬件教学,必须研究新的教学方法,新的教学手段,才能使学生获得最新的知识及技术。
四、结论
“教育之所以重要,归根到底还在于人的重要”,就笔者所在的学校而言,通过改革,已取得很好的教学效果,越来越多的学生说“我能听懂”,而越来越少的学生说“我什么都没学会”,因此,大专计算机硬件的教学,要根据社会的需要,制定合适的培养目标,开设合理的课程,选好教材,运用先进的教学手段,这样才能取得好的教学效果。
参考文献:
[1]刘雅琴.《微机原理》课程教学改革的研究[J].福建电脑,2005,(11).
[2]郭庆,陈尚松.传统教学方法与多媒体教学方法的相互配合[J].电气电子教学学报, 2004,(26).
引言: 微课是指基于教学设计思想,利用多媒体技术在三五分钟以内就一个知识点进行讲解的一段音频或视频。微课程特点时间短,内容精,且让学习者在业余玩乐中完成,使大学生能够很好的利用零碎时间来进行有效学习。微课程关注的内容呈零碎化,主题突出,一课一事,层层剖析,有精度,能启发思考。微课程的传播方式多种多样,不仅适合于移动学习时代知识的传播、也适合学习者个性化、深度学习的需求。[1]
微信是当前大学生应用最广泛的一款即时通讯工具。微信公众平台是在微信基础上推出的一个扩展功能,可以实现群发功能。因此,基于微信公众平台运用微课进行辅助教学的环境已经成熟,本文《计算机组装与维护》课程为例,探讨了以微视频教学资源为核心,以微课件、微习题为辅助教学资源的微课设计、制作与应用。
一、《计算机组装与维护》课程特点及教学现状
1.课程理论与实践连接密切。《计算机组装与维护》 是一门理论性、实践性、应用性非常强的计算机专业课程。[3]
2.计算机各个部件不断更新,知识更新速度快。计算机硬件一年半个月左右更新一次,说明硬件更新速度非常快。本课程的实践领域是计算机产品最前沿的地方,所以要求学生必须把握各部分硬件市场的动态,紧跟硬件技术的最新发展状况,熟悉当前市场的各计算机配件的主流产品。
3.学校实训实习配套设施不足,实训设备更新严重滞后。很多学校 《计算机组装与维护》 实验室设备都是使用淘汰的设备,即便有部分可正常使用的机器,也是早被淘汰的落后产品,无法安装操作系统,无法建立维护平台。根本不能保证学生实验实训课的需求。
4.教材内容缺乏前瞻性。计算机的硬件发展虽然遵循计算机业界的摩尔定律,但 《计算机组装与维护》的课程教材更新不及时与计算机技术发展相比严重滞后,导致教学内容与硬件技术发展严重脱节,从而无法适应高速发展的计算机技术实际应用,导致培养的学生素质与社会脱节。
二、基于微信平台的《计算机组装与维护》微课教学资源设计
微信平台提供的朋友圈功能,是传统教学模式的良好辅助。在微信平台的基础上, 老师可以上传每天的教学重点及难点,并将 《计算机组装与维护》 中的一个个小例子做成一个单独的视频发送到微信中,学生可以根据自己学习过程中的不足,自行学习。老师可以通过后台的数据统计,查看每天登陆的学生数,对学生提出的问题进行解答。
对于学习者来说,前台功能更为重要。在微信平台上,主要有信息资源、师生互动。其中课程模块中主要有课程内容、内容推送、内容查询、课件作业、微视频等;师生互动模块主要有讨论区、群微信、一对一等;这些功能有效形成一个完整的学习、教学环境。
信息资源是整个资源系统的核心,为了微课能够达到预期效果,参照网上微课的教学设计。做好微视频后,上传至微信平台上,学生可以通过手机随时打开微信,花费不超过10分钟的时间,了解待学习内容的难点和重点,为理论上课的学习作一个简单的预习。让学生了解当今世界最先进的计算机相关知识。师生互动模块是学习之后师生的交流,是知识的进一步巩固和发展。
三、微课教学实例
在学习以前,通过微信将准备学习的内容编辑给学生, 以计算机硬件组装的学习为例, 其教学大纲设计如表1所示:
表1 计算机硬件组装 教学大纲
计算机硬件组装
教学目标:
1了解装配计算机整机前的准备工作。
2熟练掌握计算机组装的方法和步骤。
教学重点 :
掌握组装计算机的前后顺序。
教学难点:
掌握解决在组装过程中出现的一些问题。
教学过程
一、组装计算机前的准备工作 1准备一些组装计算机的工具
(1)螺丝刀(带微磁)、镊子、尖嘴钳子
(2)其他工具
(3)小容器及网络集成工具
2.学习Windows操作系统的基本操作
3.对照配置清单,核对实物
4.消除身体和周围环境的静电
二、计算机硬件组装步骤及方法 1、计算机组装的基本步骤
2、计算机硬件的安装
3、机箱面板与主板的线路连接
4、显示卡及其他扩展卡的安装
5、电源安装
6、驱动器的安装、外设安装
7、加电测试与整理
三、小结: 电脑组装前的准备工作及组装过程。
四、作业: 做本章的习题与实践题
学生了解了需要掌握的知识之后, 老师将各个要点的内容录制成视频,让学生利用微信平台对学习中的重难点向老师进行咨询。最后老师布置相关的作业给学生,并通过后台对学生的学习情况进行及时反馈。同时,老师也可以查看学生都学习了哪些知识点。[6]
四、微信公众平台《计算机组装与维护》微课应用
微课程平台的目标定位为:从移动端补充和完善课程学习系统,支持零碎化时间利用与系统性学习需求,为学习者提供无缝学习支持。应用微信公众平台,进行了《计算机组装与维护》微课程平台建设。微课程平台提供了信息资源、师生互动基本服务。[2]
总之,微课程作为一种教学资源,不仅适合网上学习者的学习,而且也可将其融入进课堂教学使用;使用得好还可起到调节课堂气氛、分享教学资源的作用。微课程能方便学习者利用“零碎”时间进行学习,提高时间的利用率;微课程结合微信平台能方便学习者随时随地、自由自在地进行不同目的、不同方式的学习,能提高学习者的学习积极性,方便学习群体的自由组合,拓展学习对象。将计算机组装与维护课程制作成一系列微课程,上传到网上,能极大的方便学习者的学习使用和教师课堂教学的嵌入或综合使用,不仅有利于构建终身学习体系,还能提高全民素质。[5]
参考文献:
[1]禹禄君 基于微信平台的微课程在计算机网络技术教学中的应用研究《湖南邮电职业技术学院学报》,2015年.
[2]王萍.微信移动学习的支持功能和设计原则分析[J].远程教育杂志,2013,(12):34.
[3]孟庆伟 《计算机组装与维护》教学改革实践与思考 《长春教育学院学报》,2010年.
计算机应用和普及自在我国兴起之始,其随之而来的专业教育已成为各个大中院校的热门专业。在如今激烈的就业环境中,计算机专业的学生如何学好本专业技能?中职学校计算机专业学生在计算机的学习求知和就业方向上应该如何走一条合适自己的道路,下面将对于这些问题谈谈一些我自己的看法与大家交流。
1,中职计算机专业的课程的,点选择
中职生应该从哪方面去加强自身的学习?需要从中职生的就业面说起,现在多数计算机专业的中职生毕业之后所从事的工作大体可分为以下几类:
其中大多数以计算机的办公自动化操作和计算机组装维护,以及多媒体图像处理方面的操作为主,因为中职生的文化基础底子比较薄,所以从知识的学习上,对于网络配置程序开发方面的人才需求方面,计算机专业的大学生已然占有着大量的市场。所以个人觉得对于中职生而言,办公软件以及计算机维护,以及多媒体图像处理等相关课程应该做为中职生学习的重点,以应对他们当前所面临的就业压力。当然不否认中职生中有部分学习能力较强的学生也可以在网络开发和程序设计上有深人学习和研究,但本人认为应该把大部分中职生的就业方向和重点应该一与上述课程结合起来。
2中职计算机专业的教学要与就业相结合
计算机专业作为一门动手操作能力强的专业技能课程,在课时安排上应以上机实践操作课大于理论课来安排专业教学,让学生多动手多练习。以理论带动实践,引导学生对相关课程进行深人的学习。特别在引导的时候要注意结合当前社会实际,比如,学习word的时候就要注意教学生一些文印店或是办公室常见的文档排版或是表格制作,而不仅仅是简单地教一下改变字体大小、字体颜色等。只有在教学的时候与实际社会就业需求接轨,学生理解了自己所学的内容有什么用处,可以用在哪里,对自身就业有那些帮助,才更容易激发学生自主学习的兴趣,进而给自己树立一个学习目标。本人身边就有这样一个典型的例子,我所带的班里有一个学习成绩非常好的男生,暑假期间去一家设计公司打工,学生后来和我说公司用的是CAD做室内设计,学校也开设有CAD这门课,但老师的教学内容以及CAD教材没有太多的讲到CAD搞室内设计知识,后来,他自己买相关书藉来自学CAD室内设计的相关内容。如果我们的专业教学能多点和社会需求相结接轨,就能明确我们的教学陪养目标。不至于有些老师连自己所教课程在社会上有什么用,可以用在哪里都不清楚,这样培养出来的学生如何能适应社会不断变化的就业需求呢?
3中职计算机专业教学要配合设备和知识的更新
计算机硬件和软件的更新换代可以用日新月异来形容,所以在计算机使用的时候要注意及时对计算机硬件和软件及进升级。例如软件P的使用,当前主流的photoshop软件版本是“3版,新版的Ptl招PS之旧版的,内容更新了很多,对计算机硬件的要求,也进一步提高。学校里曾给老的机子装上过新版的户otoshop软件,打开这个软件要等上几分钟,每一步操作都可以闲聊上两句话再进行下一步操作都不迟,试想这种教学条件下,如何能在学习效率上有所提高呢?学习的兴趣又如何才能激发起来呢?说到教学设备又不能不提及计算机专业的教学环境,如果说计算机专业课当前还只是老师在黑板上写粉笔字厂学生在下面端正地听讲、记笔记的话,显然已远远落后于时展了。计算机专业课程的教学应该配备多媒体投影仪及笔记本电脑,老师教学、演示过程中,学生在计算机卜讲行实日材桑作,才能提高课程的学习效率。前面提到了计算机硬件和软件的更新,其实在教学时,作为老师,我们所教的知识也需时时更新,以便于学生将来到社会去实践、上去〔作时,能够适应社会就业需求。本人2008年教学一学期的计算利胜且装课程,拿到教材也是新版的(2007年版),但里面教学内容却与现代社会实际有很大差异。计算机硬件三年左右就会更新换代一次。书本上说当前内存主流是DDR,可据我所了解早在上一年,市面上的内存早已是【)DR2内存的天下,DDR3也小露头角,DDR早已几乎要完全退出市场了,于是七课时我就没按课本内容对学生进行讲解,而是把最新的专业知识传授给学生。否则学生走出校门,会因知识的落伍,而影响学生的就业。
计算机硬件组装与维护课程是计算机应用技术的一门重要基础课程,其主要任务是使学生了解计算机各种部件的分类、性能、选购方法,理解各主要部件工作原理、硬件结构、软件安装、相互联系和作用,并能掌握微型计算机的组装与简单故障的维修方法。
由于计算机硬件安装强调的是动手能力,按时以往传统的教学模式,只能是纸上谈兵。例如教师在讲述CPU相关知识时往往要把CPU结构、功能、原理做为重点来讲,而这些知识对职业学生以后的就业几乎没有任何作用,而对CPU的种类、厂家、性能、与其它部件的搭配等,这些对职业学生将来就业有用的,则介绍得不多。学生对这些理论并不是很感兴趣,也很难记住这些知识,而等到他们就业时,这些理论已经过时了。同时由于学生缺乏动手能力的培养与训练,毕业后走上工作岗位,即使面临一些简单的操作方面的问题也无从下手。相反,我们在一些电脑市场看到的工作人员往往没有什么计算机学历,但是他们对计算机组装与维修非常熟练。他们通常的经验是:做的多了、熟了,就会了,不需要懂得太多知识。这种现象使我们意识到计算机应用技术更要注重培养学生的动手操作技能。为此,我们应该在计算机应用专业进行大胆探索,引入一种以实际需求为教学目的的改革教学模式,培养适应社会需求的学生。
本课程的教学改革可以用以下的教学方法:
1.充分运用计算机技术辅助教学。由于教学资源缺乏,那么可以利用3DS MAX虚拟现实的技术来解决。学生不光可以在学校使用这一资源,也可以把这种辅助教学软件带回家进一步学习。我们可以用3DS MAX强大的建模功能,建立出计算机中的“CPU”、硬盘、显卡、主板等核心硬件,并且每一个硬件完全对比真实实物建模,内部构造也要建模完成,这样就可以节省大量资金和使用空间,可能刚开始做这些硬件模型需要一定的时间,但是一劳永逸,这些虚拟的模型造价远远低于真实硬件的价格,并能得到同样的教学效果。不用像传统硬件教学,在使用设备的时候搬来搬去,只需要一个U盘,你就可以拥有一个计算机硬件设备实验室,便于教师随身携带,去不同场合教学使用。学生放假也可以把这个“虚拟的硬件实验室”带回家,只要有一台计算机,就可以在家中做练习,巩固对知识的掌握。
2.充分运用项目教学法。在教学中,以社会的实际需求为标准,主要采用项目教学来构建教学模式。从学习者的角度说,项目教学是一种学习方法,特别适用于学习操作类的知识和技能,尤其适用于学习计算机应用方面的知识和技能。所谓项目教学法,就是师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动,在这是指采取小组讨论、协作学习的方式,以实际的任务来驱动学生的学习。同时还可采取多种形式来完成各个任务,比如:行动导向、小组抢答、网上模拟攒机、小组竞赛等。行动导向的教学形式是:每次任务之前,老师在充分考虑学生和设备的安全问题之后,把任务直接下达给他们,每个小组从任务的计划——决策——实施——检查等各个环节都是独立完成,中途有疑问的,老师给他们提供若干学习途径:实习报告、网络、老师的辅导、小组间的互助等。老师在巡视过程中,不断记录存在的问题或及时更正一些不当的做法,并对学生的操作过程做适当点评,最后由学生根据老师的点评继续完善任务。通过完成任务,应用已有知识和掌握新知识,真正做到全面提高学生的综合职业素养。
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计算机理论谈软件的破解与保护
常见的软件破解方法
首先我们来了解一下破解中几个重要的专业术语。
(1)断点,所谓断点就是程序被中断的地方,中断就是由于有特殊事件发生,计算机暂停当前的任务,转而去执行另外的任务,然后再返回原先的任务继续执行。解密的过程就是等到程序去获取我们输人的注册码并准备和正确的注册码相比较的时候将它中断下来,然后我们通过分析程序,找到正确的注册码。
(2)领空,所谓程序的领空,就是程序自己的领土地盘,也就是我们要破解的程序自己程序码所处的位置。每个程序的编写都没有固定的模式,所以我们要在想要切人程序的时候中断程序,就必须不依赖具体的程序设置断点,也就是我们设置的断点应该是每个程序都会用到的东西。
(3)API,即Application Programming Interface的简写,我们叫应用程序编程接口,是一个系统定义函数的大集合,它提供了访问操作系统特征的方法。API包含了几百个应用程序调用的函数,这些函数执行所有必须的与操作系统相关的操作,如内存分配、向屏幕输出和创建窗口等,WINDOWS程序以API为基础来实现和系统打交道。无论什么样的应用程序,其底层最终都是通过调用各种API函数来实现各种功能的。
了解了以上三个专业术语后,我们看下基本的软件破解方法。
2.2利用算法注册机。算法注册机是要在分析了软件的注册码算法的基础上,制作出来的一种可以自动生成软件注册码的程序。所以软件的算法很重要,一般软件作者自己也编写,方便软件的销售使用。这类软件加密的特点是一个注册码只能在一台电脑上使用,像和电脑进行了一对一的绑定。使用步骤是首先运行试用的软件,得到本台机器的软件机器码,再用算法注册机算号注册,然后用算法注册机直接算出合适的注册码,最后用算出来的注册码直接注册。
2.3利用内存破解。我们知道所有正在运行的程序的数据,全部都要加载到内存中去,软件在进行注册码认证的时候会有个比较的过程,所以我们只须知道所要破解软件的注册码的内存地址,就达到目的了。这种方法的优点是无须花大力气掌握软件注册码的算法,非常节省编写内存注册机的时间。步骤是先加载内存注册机,再通过它去获得内存中软件的真实注册码,或修改内存中软件相关的某些数据,来达到破解软件的目的。主要有2种方式,第一种直接从内存中得到注册码,第二种在内存中模拟已注册程序的运行环境。
2.4补丁破解法和文件注册法。补丁破解法是指用相关的补丁程序来修改软件,以达到破解软件的目的。此方法一般是破解软件的验证注册码或时间,基本上都是修改原程序的判断语句。比如程序试用期是一个月,就可以把这个修改掉,来达到无限使用的目的。文件注册法就是把软件的注册内容放到一个文件里,以方便自己或别人用它来注册,主要有注册表导人和注册文件导人两种方式。
3.建立虚拟计算机实验室。由于计算机硬件安装与维护实践中设备容易在操作中损耗,因此,虚拟的计算机硬件设备最大程度的解决了这些问题,虚拟的设备是不会有磨损和消耗的。做了错误操作,计算机会提示你这样做的后果,也不会真实地损坏虚拟设备,这样极大地方便了刚刚开始入门的硬件维修学生,他们再也不用担心自己损坏硬件设备了,可以放开手脚地练习计算机硬件维修技术。当然虚拟硬件设备同样也会有一些维护问题。例如计算机病毒是可以损坏虚拟硬件的,但是只要做好备份和计算机软件常规维护工作,这些可能的损坏变得很小。比起真实的硬件设备维护,资金消耗和工作量小得太多。从中我们不难看到虚拟技术的强大和明显优势。因为虚拟机是一款软件,它可以在电脑上模拟出一个虚拟的计算机,但是学生却可以像对一台真正的计算机一样来对它进行各种操作。
4.采用全面的考核方法。在计算机组装与维修实操课中,对于每个任务不是单凭终结成绩就了事的。老师可以把每个任务按10分算,这10分包含:纪律、学习主动性、回答问题情况、卫生、任务完成次序等。这样做,学生不光注重任务的结果,还注意在整个实操过程中自己的一言一行、一举一动。而且,在每次任务进行过程中,老师可以在大屏幕上时不时地展示每个小组的本次任务得分情况,并根据学生的具体表现动态地变化这个得分表。通过这一举措,相信学生在实操时几乎看不见违反纪律的情况,给人的感觉是整个实操场地秩序井然。
总之,通过计算机辅助教学、运用项目教学、建立虚拟实验室、全面考核这四方面的处理,我想计算机应用教学无论从质上还是从量上,将会有一个飞跃。我们能将计算机组装与维修这门课程的教学提上一个台阶,也能让学生在这些教学改革中学到有用的知识.锻炼他们的实践动手能力!
参考文献:
[2]蔡泽光,廖乔其 计算机组装与维修清华大学出版社2004
在信息技术飞速发展的今天,计算机已经普及到寻常百姓家庭,它的应用也遍及各行各业,因此懂得计算机的一些基本操作及日常维护显得越来越重要。特别是对中职学校计算机专业的学生来说,掌握计算机操作及维护的程度更是他们就业的法宝。
如何改变以往那种“填鸭”式的教学模式,以全新的教学思维运用在《计算机组装与维护》的教学过程中,就必需探索出一条适应于中等职业教学“以就业为导向”为目的培养实用性人才的教学理念。必须确保学生有充足的动手操作时间,在教室的黑板上是完全无法完成计算机组装与维护教学工作的。在施教的过程中我对学生注重实用性的培养,尽量避免难懂的硬件原理理论知识,而是让学生去了解决定一台电脑的性能是什么、常见的计算机故障排除方法怎么样操作等一系列的电脑知识。而这些知识点的掌握仅仅靠老师去讲授是解决不了的,所以尽可能地让学生他们自己动手去尝试。并且考虑到电脑的硬件组装与软件安装需要一个很长的过程,通常两节课的时间是无法完成。在这种情况下,我们以毕业班毕业实习作为该课改项目的实施对象,安排两个星期去完成这一课改项目,这样就保证了教学的延续性。
一、联系实际,统筹安排项目教学
《计算机组装与维护》是一门对学生的动手能力要求很强的课程。对从未实际动手组装电脑的学生来说有一定难度,所以针对学生的具体情况,并根据实际教学经验,综合该课程的知识点,我将其划分为两个模块和九个主要项目,从计算机硬件系统到软件系统进行统筹安排。在划分项目的时候,我遵循计算机硬件与软件这两个系统相辅相承的原则,尽量使学生可以通过对每个项目内容的理解、实践后,能将计算机硬件系统与软件系统这两方面的知识有机的结合起来。该课程项目安排与时间分配如表1:
表1:项目安排与时间分配
二、软硬兼施,讲练兼顾,强调能力训练
如何将一个整体的教学过程有机的分开且又相互联系,以达到软硬结合教学的目的,这也是比较困难的一项工作。下面以硬件与软件这两大模块的教学项目内容分别讲述。
一>硬件:
在这个模块里面我们主要是让学生认识主机箱内各硬件,包括参数、型号、厂家、价格、功能等一系列信息(具体项目内容请参照表2)。给学生讲述各硬件的作用,以及各硬件的连接。同时使用装机流程图让学生正确掌握各硬件的拆装方法,在拆装过程中学生对电脑主机的组成会有一个感性的认识。在教学过程中,我省略了讲授学生比较难懂的硬件方面的理论知识,如显卡的工作原理等。因为这些作为一般的技术人员是不需要具备的,让学生知道各硬件的相关功能对他们以后的就业将更加的实在。
硬件方面的信息,主要是让学生通过网络去了解当前硬件市场的行情,如太平洋电脑网、IT168等网站。在他们查找相关资料的过程中,提出了一些问题,让他们带着疑问有的放矢进行查询。如当前CPU的主流产品是什么、一般的家庭电脑什么样的配置才能体现好的性价比等一系列问题。除此之外,还要求学生进行模拟购机。给他们两个方案,按照要求写出详细的硬件配置清单,并对自己的清单进行说明,然后全体同学集中对每组硬件清单的性价比评价,进行可行性的修改。这样可以大大的增强学生对计算机硬件信息的认识程度。
在硬件故障方面,我采取了先引入,后讲解的教学方式。在上课之前,给每一组的电脑设置好故障,让学生自己尝试去解决故障。面对真实的故障,如何去解决?在这种环境下,学生的求知热情大有提高,都在积极地试探去排除故障。当然,一些常见的故障,有的学生他们自己还是可以解决的。但是,一些平时很少见的故障现象,还是需要老师的指导。在完成这个项目之前,列举了几个常见的实例,并实地演示。如显示卡接触不良、内存松动、CPU当前温度过高、天气潮湿导致显示器显示颜色走样等现象。联系实际情况,在真实的环境下让学生自己动手,比我们在课堂上乏味的讲授,效果要好的多。也不至于脱节,学生也更加感兴趣。
项目
内容
项目1:拆装主机
①认识主机箱内微机各部件。
②对机箱内主要部件的连接有一个感性认识。
③熟悉主机箱内各部件拆装方法。
项目2:微机硬件市场调查
①了解微机硬件市场各主要部件的市场行情。
②熟悉微机硬件价目单项指标的含义。
③了解微机部件的最新发展趋势。
④煅炼自己动手购机装机能力。
项目3:购机方案
①能熟识计算机的配置。
②掌握不同的工作性质对微机综合性能的要求。
③培养对微机综合性能的判别能力。
计算机应用基础课是高职院校开设的一门公共基础课,其特点是内容多、范围广、实践性强。通过本课程的学习,使学生掌握在信息化社会中工作、学习和生活所必须具备的计算机基本知识与基本操作技能,系统地、正确地建立计算机相关概念和计算机的相关操作技术;熟练地掌握在网络环境下操作计算机及常用软件的使用方法;课程内容主要包括计算机的发展与应用、计算机系统的组成、计算机操作系统、常用工具软件和office办公软件的使用等内容。在实际教学中我们发现采用传统的纯理论教学模式学生听课没兴趣,练习没耐心,学生走出校门步入社会后处理实际问题能力差。针对这一情况我尝试采用任务驱动式教学法进行授课,将课程内容分为若干个模块,让学生在做中学,这种授课方式能够明显带动学生学习的积极性,并能够增强学生的动手能力,本人根据个人授课心得,谈谈我在教授计算机应用基础课时相关任务模块的设计。
首先在课程任务设计中我将本课程分为了三个大的模块:计算机组装与网络构建模块、常用工具软件安装、使用与计算机维护模块、office办公自动化模块;每个模块的具体任务都来源于企业案例或是直接将学院工作中一些工作任务分给同学去做,让学生充分体验实战的感觉。在教学中将讲课与实践相结合,压缩理论授课学时,多给学生实践时间,以指导学生为主,激发学生的学习积极性,在做中学。
计算机组装与网络构建模块中我设计了三个任务:计算机的组装、计算机操作系统的安装和小型局域网的构建。在教授了学生计算机的历史和硬件相关知识后,将学生分组,每组四至五名学生,然后在我校的综合布线实验室进行实战演练。在实验室中学生先进行计算机硬件的识别,找到指定型号的主板、cpu、硬盘等硬件后进行计算机的整机安装实验;然后要求学生在自己组装好的计算机上安装操作系统,其中包括常用的windows xp系统的安装和windows2003 sever系统的安装;最后学生需要自己制作网线、学习使用交换机组建一个小型局域网络并测试连接在交换机上的各个计算机是否能够联通。通过完成这三个任务学生可以掌握计算机硬件的相关知识、学会操作系统的安装和局域网的构建,分组实验的模式同时增进了学生的团队协作能力。
Office办公自动化教学模块我设计了word文档的排版、excel数据处理和PowerPoint幻灯片制作三个任务。在授课过程中,我没有按照传统的教学方法进行,而是引入实例来进行教学,通过案例的实现来引入教学内容。例如,讲解word文档的排版时,我用我校某届毕业生的毕业论文为实例,演示如何将未排版的文档一步步按要求制作成合格的毕业论文。学生的上机内容是联系学校的各个社团和协会,为他们制作海报和宣传单。有些同学甚至还在学校的大学生创业园找到了打字排版的兼职工作;讲解excel部分内容时全部引用生活实例和企业案例,小到居委会水费缴纳单的计算,大到公司生产成本和利润核算表,在学习中要求学生使用excel表格和函数功能自动生成各种结果和报表。学生的上机内容是利用excel表格制作本班级的信息统计表、成绩统计表等表格的制作,表格中的内容全部是由函数生成的,彻底让学生感受到excel表格为生活、工作带来的便利;
随着计算机技术的飞速发展,计算机已经作为一种常用的办公工具出现在我们的生活中。熟练掌握计算机基本操作技能是对每个从业人员的基本要求,因此我们高职教育必须以就业为导向,注重培养我们学生的动手能力,而通过我这些年在教学过程中的摸索,我发现任务驱动式教学法教授出来的学生相对传统教学方式教育出的学生动手能力要强很多,企业反馈好。但是在教学中我也发现了驱动教学法的一些不足之处,如大量的案例剖析演示使得上课的时间比较紧凑,一些基础薄弱的同学往往难以快速掌握,跟不上教学步骤。容易出现基础好的学生“吃不饱”,基础差的学生“吃不了”,对我们教师的课堂授课节奏提出了挑战;案例的收集整理要求教师投入更多的时间、精力,要做大量的准备,给教师的教学提出了挑战。
以上就是我这几年来施行任务驱动教学法讲授计算机应用基础的一点心得体会,希望能给读者带来一些益处。同时由于经验有限,肯定有很多不知处,欢迎大家给我提出宝贵意见,帮助我在今后的教学过程中不断改进我得教学方法。
参考文献:
邹逢兴教授在各层次、各环节教学中坚持教书育人、为人师表、治学严谨、学风端正,学术造诣深,教学水平高,且有符合时代特点的教学思想和科学先进的教学方法,教学质量和教学效果获得学生和专家的高度评价。他主讲的“计算机硬件技术基础”系列课程,改革和建设成果显著,且自编有高质量的全国、全军统编教材、“九五”国家级重点教材和教育部“面向21世纪课程教材”,在全国同领域中有较大影响。他重视教师队伍建设,自觉指导和帮助中青年教师不断提高授课水平,对形成“一课多人,一人多课,后继有人”的教师梯队作出了重要贡献。
(2) 中国工程院院士、知名计算机专家、国防科技大学副校长卢锡城教授对课程主体教材综合评价:
该书取材合适、深度适宜,结构上分微机部件、微机原理、微机接口和微机应用四大模块,每个模块难易有别,循序渐进,符合认知规律。该书选材系统、实用,全部内容基于80X86,能较好地反映国内外该领域的科学研究和教学成果,完整地表达课程内容。实验选择的重点是设计性和综合性实验,突出原理提示,启发思路,具体电路和程序由学生自己动手,体现了创新教育改革思想,有助于培养学生的独立工作和创新能力。
(3) 国防科技大学本科教学督导专家组组长王兴业教授:
“计算机硬件技术基础”是由国家级教学名师邹逢兴教授领衔开设的一门计算机基础教育课。这门课从开设到现在已历20余年,期间经过多次教学改革的锤炼,精益求精,在教学内容和教学效果上均属国内上乘,校本科教学督导组本年度(2004年)作为优秀课程建设质量评价对象,重点跟踪了课程组的教学情况,对其课堂教学质量的评价如下:
一、本学期在第一线教学的教师共4人,都能做到备课认真,对教学内容非常熟练,在课堂上精神饱满,讲课有激情并能驾驭课堂。严格要求自己,严格课堂纪律,做到教书育人,为人师表。
二、由邹逢兴教授主编的教材,体系上有创新,内容适度,取材合理,层次清晰,循序渐进。课堂教学都能做到重点突出,条理分明,对课程中的难点解析透彻。
三、本课程采用了CAI课件教学,教学课件制作质量高,形式上图文并茂,兼有动画,画面显示清晰;内容上层次清楚,携载了较大信息量。但教师并没有被多媒体课件约束,能恰当地将板书和多媒体结合,做到了多种形式教学,教学互动,课堂气氛活跃,充分调动了学员的主动性和积极性。
四、这门课授课的几位教师,教学水平较高,尤其是邹逢兴教授,讲课语言生动准确,表达能力强,恰当运用案例教学,理论联系实际,能在传授知识的同时,注意培养学员的科学精神、学习方法和能力。
五、教学效果好,学员对这门课讲授的满意程度高。
(4) 第一届国家级教学名师、西安交通大学冯博琴教授:
该课程及其负责人邹逢兴教授因其教学改革、课程建设成果和全军、全国统编教材而在国内同行中有很大影响,知名度很高。他带领课程组全方位地开展课程改革和课程建设,形成了一流的教师队伍、一流的教学内容、一流的教材、一流的教学方法手段和一流的教学条件及管理水平,并最终体现在一流的教学质量、教学效果上,不仅为课程组赢得了国家级教学成果奖和优秀教材奖,也为自己赢得了第一届国家级教学名师的荣誉。从邹教授的网上教学视频录像看,他讲课条理清晰、逻辑严谨、概念准确、重点突出,语言精练流畅、详略得当,确有名师风范。
(5) 全国高等学校计算机基础教育研究会副理事长、上海市教学名师、同济大学龚沛曾教授:
对邹逢兴教授负责的“计算机硬件技术基础”课程我早有所闻、早有所知。他发表了许多卓有见解的教研论文,出版了很多在国内很有影响的教材著作,这些论文和教材著作充分体现了作者与时俱进的教学思想、不断创新教学的探索追求和课程组在课程内容、课程体系、教学方法手段、考试考核方法、实践性教学的改革和数字化教学环境的建设等方面所做的卓有成效的工作。他们的教学成果多次获得军队级、国家级教学成果奖,教材多次获得全国优秀教材奖,邹教授本人荣获第一届国家级教学名师奖,我认为不是偶然的,而是长期课程改革、课程建设成果积累的结晶。从邹教授应邀在一些学术会上的报告发言和发表的论文、著作可以看出,他的学术造诣很深、表达能力很强、条理清晰、逻辑严谨、重点突出,可见他的课程教学效果是一流的。
2学生评价
部分学员(学员队)对邹老师授课的评价摘录
(1)三院2002级学员队:
授课老师邹逢兴教授,上课语言风趣幽默,总能在笑声中启发大家的思维,很多学员反映听邹教授的课是一种享受,让人有种如沐春风的感觉。在本课程开课之初的绪论课上,邹教授就本课程的总体框架、教学目的等给学员作了生动而详尽的说明,学员普遍反映,通过该次绪论课,对本课程有了一个整体的把握,也增强了学好本课程的信心。邹教授备课认真,上课时不仅把课本中的内容讲解得深入浅出,而且常常把课题前沿向大家介绍,使大家受益匪浅。教学方法上,邹教授在总结以往授课经验上,对教学方法和手段进行了有益的尝试,打破了过去“老师讲,学生听”的固定思路,经常让学生到讲台上讲解,一方面激发了学生的学习热情;另一方面也活跃了课堂气氛,在学员中取得了很好的效果。
(2) 合训旅2000级机械工程与自动化专业学员:
通过以上科学的教学模式,大家较好地掌握了这门课。有一点比较好的证明就是在这次毕业设计中,拿出老教材回顾几天后,又能较好地运用当时所学的知识。我们对所学课程知识印象较深的原因是教员在教学过程中在各部分、各章节的学习中强调要做到原理、技术与应用并重,理论与实践紧密结合的缘故。这门课给我们感受很深的两点就是,与其他课程相比,它的上机实验课时占课程总课时的比例大和实验开设较早,在刚刚学习了汇编语言程序入门知识后就开始上机操作使学员较早投入到实践中,提高对本课程的兴趣。这门课本身的实践性就很强,与教材配套的计算机硬件技术基础实验教程就较好的把握了实践性教学环节。它分为微机部件、微机原理、微机接口和微机应用四个部分。各个部分侧重点有所不同,不同的类型、不同的难度适合于不同程度的学员,培养了综合应用微机原理和接口技术独立设计、调试实际微机应用系统的能力。”
(3) 合训旅2000级信息工程专业学员队:
不得不讲的是邹逢兴老师科学创新的教学方法,这特别体现在与课程配套的实验课上。邹老师的实验课,不管是设计性为主,还是验证性程序,这些都需要实验者自己去设计,在设计的基础上才动手做实验。而邹老师的讲授则重要是“实验原理提示”为主,着重启发我们从实验任务及要求出发,从粗到细的逐步设计出硬件,软件方案。每个实验都必须花心思去考虑、准备、实现完成,同学们在学到知识的同时也获得较大的成就感和自信心。课程结束后,大部分同学都具备了自己设计、实现简单电子系统的能力,我队多名同学后来在电子设计竞赛、“挑战杯”等比赛中获得的优异成绩就是邹老师优秀教学效果的最好证明。
网上“教学评价”栏的学生评价摘录
(1) 学号为200307022013的学员:
邹老师可以说是科大名师的典范,能有幸在您的指导下学习真是我的荣幸,您那铿锵有力的声音,一丝不苟的作风,处处都体现着军人教师的风范,佩服。
(2) 学员周晗:
邹老师的课非常精彩,生动有趣而且充满激情,与同学们的互动很好。通过上课学习,还有网络课程提供的复习资料,使我对这门课的学习轻松了很多。
(3) 学号为200203009014的学员:
邹教授的课内容丰富,条理清楚,上课幽默,善于调动学员兴趣和课堂氛围,激发大家的学习兴趣。
(4) 学号为200203009033的学员:
在当前的社会发展中,计算机技术在各行各业中得到了广泛的应用,企业对于计算机人才的需求也不断增大。计算机技术的应用与发展有效的推动了计算机教育事业的发展。技工院校的教育模式具有一定的特殊性,其主要体现在以下几个方面:第一,技工院校中的学生大多文化知识水平不高,对于学习毫无兴趣甚至产生了厌烦心理;第二,技工院校的教学实践相对较短;第三,技工院校的硬件设备设施不足,条件较差;第四,技工院校中教师的综合素质不高,师资力量相对较差;等等。这些原因导致技工院校学生在计算机教学中无法掌握全面的计算机知识,不能够满足社会及企业的需要。因此我们很有必要技工院校计算机教学进行分析,通过实践课程的研究来提高学生的计算机应用能力。
一、优化课程设置,提高计算机教学的实用性与趣味性
为了提高学生的计算机应用能力,技工院校需要根据学生的兴趣与爱好来设置计算机教学课程,以此来提高学生的自主学习能力,激发学生的好奇心,从而提高学生的计算机能力。
1、合理设置课程,达到实用性的目的
要想使计算机课程达到最佳的教学效果,技工院校的教师应该充分调查与分析,了解学生的爱好与兴趣,然后从学校的实际情况出发,进一步开发计算机课程,向学生讲授更多计算机内容,满足学生对知识的需求,提高学生的计算机应用能力。
在设置计算机教学内容的过程中,教师应该将目标定位在提高学生计算机实际操作能力上,在实际教学过程中,教师可以通过各种方式向学生讲授计算机操作方法、汉字录入等各个方面的内容,明白计算中各个硬件的功能以及性能,熟悉计算机网络的操作方法等。并且还需要了解各种各样深层次的计算机文化概念,从而丰富学生的文化基础,为后期计算机教学中实践操作能力的培养奠定基础。
2、提高计算机课程的趣味性,培养学生的自主学习能力
学生对某一种事物产生兴趣有利于其对该事物的学习。因此在开设计算机课程的过程中,教师应该侧重于课程的趣味性与实用性,教学时应取其精华,使学生更能够掌握计算机知识。教师在授课之前,必须要对学生的兴趣爱好做充分的了解,然后在课程中通过学生感兴趣的东西来对其讲授,例如教师交到学生通过计算机技术的应用制作卡片、通过指导带领学生上网等,使学生在游戏或者练习中了解计算机技术的应用,激发他们对电脑的兴趣。而作为一名优秀的教师,在向学生讲授相关计算机知识的过程中,不应过多浪费在计算机理论讲授当中,而是在他们练习中明确方法与步骤,在兴趣的驱使下不断创新,提高学生的计算机应用能力。
3、健全技工院校硬件教学设施,促进学生的全面发展
在我国,仍然还有一部分技工院校并没有重视计算机硬件教学设备,导致学生在计算机教学中无法实际操作计算机,这就不能够提高学生的计算机应用能力。在现代化社会发展中,虽然在一些相关数据当中介绍了计算机硬件设备对知识的讲授产生的重要性,但是由于内容过于单一,无法完全满足不同层次学生的需要,这就在很大程度上限制了学生对计算机知识的学习。技校生就业单位的特殊性一般都是从事电路板、计算机硬件等生产和检测的单位,需要学生对计算机硬件了解更多。应聘时.常常出现学生看不懂电路板.不知道计算机各硬件如何安装.如何判断硬件是否工作正常减少了学生成功应聘的机会学生更多的是和计算机的使用与维护打交道一这就要求我们应该开设专们的计算机硬件知识课程,教会他们如何安装硬件,如何维护硬件、如何完成一些简单网络产品的使用.以及一些简单网络的组建和检测我们完全可以在进行计算机硬件教学时,充分利用被淘汰下来的计算机作实物演示,让学生自己动手,加深对硬件的认识。
二、优化教学环节并营造发现式的学习环境
1、优化理论课教学。教学时,教师应善于创造设疑的契机,设置悬念,诱导学生析疑解疑,让每个学生在课堂上都有事干,或指导他们下一步要干什么。也必须留一定的时间,让学生通过视听发现矛盾,向教师提问,教师可通过课堂讨论答疑。这样,充分调动了学生的学习积极性,学生学得主动,学得活泼,学习效率显著提高。
2、优化上机实践。美国著名教育家杜威提出了“从做中学”、“从活动中学”、“从经验中学”的实用主义教育思想。实践是最好的老师,只有把课堂授课与实验操作紧密结合.才能把知识转化为能力。
为提高上机效率,在有计划、有步骤、有目的进行操作的前提下,每次必须把课堂教学的基础知识转化为能力。让学生发现认知点,巩固理论概念,发展他们高水平的思维和解决问题的能力。
学生上机时,教师巡回指导,及时对学生进行提问、辅导、答疑,检查每一个学生掌握的程度。针对学生比较活跃的特征,必须加以耐心细致的正确诱导。对喜欢玩游戏的现象可充分利用教学媒体和教学环境,因势利导,也可给学生讲解游戏的程序结构和破译方法.促使其智力因素和非智力因素的统一协调。
3、充分运用现代媒传法,优化计算机课堂教学。传递教学信息成为现代媒传法课堂教学的一个重要特征和必然趋势。媒传使课堂结构从“二元主从结构”双向反馈信息变为“币、媒、生三元结构”的多向反馈信息。既给学生进行形象思维创造条件,又为学生进行抽象思维创造时机。
三、加强师资队伍素质建设,促成教育的全面变革
对于从事计算机教育的教师,必须要有一定的功底,比各方面都要钻精、钻透在教学中,对于理论知识.采用形象化的语言.不能生搬硬套,并且还应该及时拓展学生的学习思路.由此及彼计算机应用技术发展迅速、层出不穷.计算机教师也应不断学习.不断丰富和完善自己的知识体系从而不断提高自己的业务能力顺应时展学校也应大力展开学术讨论.提供科研条件利用集体搞教研活动的时间.开设一些讲座.传递计算机前沿信息.给教师及时“充电”,并布置一些论文题目,提供科研条件鼓励教师积极开展学术讨论以造就一支高素质的计算机教师队伍,促成教育的全面变革。
四、结束语
总之。作为一名技工院校从事计算机教育的教师.在教学过程中.我们不仅要把计算机的基础知识传授给学生,更要培养学生的创新意识和实践技能,真正把技工院校的计算机教育推向前进。为培养国家所需的计算机技能型人才而贡献自己的力量。■
参考文献