以培养创新型人才为导向的计算机硬件课程教学体系研究

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摘要：本文分析了目前高校计算机硬件课程教学体系普遍存在的问题，根据科学发展观的人才培养需要，构建递进化计算机硬件教学体系。为培养创新性人才，改善计算机硬件教学提出了一些有效措施。

关键词：创新；计算机硬件；教学体系

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）26-0274-02

计算机技术的发展直接影响国民经济增长，计算机产业是一种省能源、省资源、附加价值高、知识和技术密集的产业，是国民经济发展、国防实力和社会进步的象征[1]。我国高校都开设计算机相关的专业，虽然历经了二十多年计算机人才的培养，但计算机产业对人才的需求量仍然很大。近年来随着硬件技术的迅猛发展，业界对所需的人才模式有了新的转变，对硬件类技术人员有巨大需求，学生将面临新的机遇，也对高校计算机教学体系及人才的培养提出更高的要求。目前我国高校培养的计算机硬件技术人员比例过低，硬件开发工程师相对匮乏。

一、计算机硬件课程教学体系现状分析

目前随着嵌入式技术的飞速发展，企业所需的硬件开发工程师必须是软硬件相结合的复合人才，我国高校的计算机专业硬件实验设备缺乏，并长期存在轻硬重软的思想，培养的人才硬件知识不系统，达不到业界所需的硬件开发能力，直接影响计算机专业学生的就业前景[2]。当前硬件课程教学体系存在以下问题：

1.计算机专业建设误区：计算机硬件教学必须配备相应的实验设备，硬件实验设备投资较大，由于院校经费不足，而软件教学投资相对较低且易实现，硬件课程的设置存在衔接问题。硬件课程一般包括电路分析、模拟电路、数字电路、计算机组成原理、单片机技术等，很多高校制定教学计划时忽略课程内在联系，孤立地堆砌课程，让学生对硬件课程感到厌烦，无法形成系统的认识。目前我国培养的计算机人才软件知识扎实，而硬件知识薄弱。

2.教学内容陈旧：目前很多院校采用的硬件教材内容与实际应用严重脱节，比如说计算机接口技术课程的内容已过于陈旧，学生在课堂掌握的理论知识无法具体应用，影响到学习积极性，学生只能为考试而学习。一些硬件课程内容重复，各门课程的授课老师孤立教学，并没有为学生后续课程打下铺垫，纯粹为完成教学内容而教学，导致学生抓不住课程的精髓，针对性不强，最终学生不能对硬件知识形成一个系统的整体，更无法将硬件与软件知识相结合。

3.忽略实践教学：不少院校在硬件教学上更注重理论，忽略实践教学。计算机软件实践教学容易实现，一般只需一台PC机和相应的软件，学生可以在课后完成，易调动学生学习积极性，像程序设计等课程比较直观，通过调试程序学生的成就感较大。而计算机硬件实验设备前期投资大，维护费用高，实验室一般在开设相关课程时才对学生开放，一些硬件实验环节比较复杂，在实践课上学生无法从理论上掌握实验原理，仅动手在试验箱上“连连线”，看看实验结果。学生在硬件学习上存在盲区，更别提着手进行复杂的硬件项目开发。

二、构建集基础、综合、研究三位一体的递进化教学体系

随着业界对计算机硬件开发人员需求的不断上升，针对目前我国高校计算机硬件课程教学体系存在的问题，以培养创新型人才为导向，创建符合科学发展观的递进化计算机硬件教学体系。

（一）创建符合科学发展观的创新型人才培养模式

科学发展观的核心思想是以人为本。创建符合科学发展观的人才培养模式的目的就是要促进学生的全面发展，不断地提升学生的思想品德、科学文化、身体素质、心理健康、动手实践以及创新能力。另外在设计创新人才培养模式时，要注重联系社会人才需求，结合高校自身特征，充分发挥出学生的特色，才能让学生走向社会有更强的竞争力和发展潜力。

（二）构建递进化计算机硬件教学体系

计算机学科是一门系统性很强的学科，在整个教学体系中，硬件课程、软件课程及实践课程是三大重要组成因素。学生要在掌握了硬件知识后才能更好地学习软件课程，而在讲授硬件课程时学生必须了解软件对硬件的控制指挥作用，综合应用软硬件知识，通过实践设计开发出新产品，真正做到培养学生的创新能力。调整硬件课程体系势在必行。首先要有效地整合课程，将技术落后以及与后续课程联系不大的内容删除，将课程中重复的内容进行有机融合，并及时将最新技术补充到课程体系中。组织教师编写适应的硬件教材，通过优化教学内容，充分反映出硬件新技术，使得教学过程更连贯，效率更高，充分调动起学生学习硬件的积极性，为学生打下坚实的硬件知识基础。在建立学生良好的硬件基础的同时，可以进一步提高学生的综合应用软硬件知识能力，着手硬件项目开发，增强学生的创新意识。搭建产学研一体化平台[3]，将学生的创新成果应用于企业，并根据企业的需求培养学生的研究能力。

（三）丰富教学手段

教学手段要多样化，硬件类课程一般涉及时空概念等，内容比较抽象，动态性较强，可以应用现代教育技术手段，借用多媒体技术，将静态抽象的内容转换成动态可视的情景。打破传统教学方式，建立起一种提出问题、完成任务的互动式项目驱动教学方法[4]。教师根据教学计划，提出设计任务，指导学生逐步完成任务，在动手实践中掌握教学内容，达到教学目标。教师也可以采用问题启发式教学[4]，通过布置一些小论文，引导学生课后有针对性地去查阅资料，通过自主学习方式，最后在课堂上让学生研讨、教师总结，培养了学生的创新意识以及分析问题的能力。充分利用网络资源建设硬件学科网站，为学生提供大量的学习资源，方便师生参与讨论，展开协作式学习方式。

（四）构建立体化的实践教学模式

实践是培养创新型人才的关键，必须将实践教学贯穿于整个硬件教学过程中。构建立体化的实践教学模式是以培养学生创新能力及综合素质为出发点，充分调动起学生的自主学习性和探究能力。通过设置多模块化、多层次、多样性的教学实验类型，逐步提高学生综合动手实践能力。教师还可以通过指导学生参加硬件设计竞赛，增加学生更多的实践机会，从而达到创新型人才培养的目标。

三、结语

计算机硬件教学体系的建设是一个长期的过程，笔者在十几年的硬件课程教学中不断地研究和探讨，并将上述一些解决方案付诸于实践，在创新型人才培养方面获得了比较明显的效果。我们将不断完善递进化计算机硬件教学体系，在教学过程中逐步推广，培养出适应社会发展的创新型人才。

参考文献：

[1]万晓冬，王友仁，陈则王.计算机硬件系列课程体系改革探讨[J].电气电子教学学报，2007，（29）：4-6.

[2]唐建宇.计算机硬件课程教学中的若干问题分析与探讨[J].福建电脑，2007，（5）：188-189.

[3]宋之帅，田合雷，盛义保.产学研合作培养研究生创新人才的研究与实践[J].中国电力教育，2012，（34）：17-18.

[4]曹维，徐东风.项目驱动法在计算机硬件系列实验中的应用[J].实验室研究与探索，2009，（6）：210-212.

基金项目：湖南工学院教改项目：以培养创新型人才为导向构建集基础、综合、研究三位一体的递进化计算机硬件课程教学体系研究（2012）。湖南省教育科学“十二五”规划项目：湖南省区域产学研结合技术创新体系研究及实践（项目编号：XJK011CJG004）。

作者简介：刘卉（1980-），女，湖南衡阳人，讲师，硕士，主要研究方向：无线传感器网络、智能信息处理。