时间:2023-03-20 16:14:58
绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇计算机硬件课程论文,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
关键词:计算机基础;难点;双击;盲打
一、计算机硬件和计算机软件的区别
有些同学回答作为软件的操作系统有哪些时能答出来CPU,回答常用的计算机硬件有哪些时又能答出来操作系统或windows,这说明计算机硬件和计算机软件对他们来说仅仅是两个经常听到的名词,具体概念则完全混在一块儿。可以拿光盘(或U盘)和光盘(或U盘)里的内容为例来区分这两个概念。光盘(或U盘)是计算机硬件,是看得见摸得着的一种物理存在,而光盘(或U盘)里的内容则是一种计算机软件,是看不见摸不着的,只有借助某种技术手段才知道光盘(或U盘)里面有什么。
二、内存和硬盘的区别
二者都是计算机的存储器,内存是一种内存储器,硬盘是一种外存储器。写好的程序必须加载到内存里才能运行,内存不能长时间的保存信息,关机时其中的内容就会丢失,内存容量一般比较小,目前常见的容量有2G、4G、8G、16G等。硬盘可以长时间的保存信息,安装各种软件时都是装在了硬盘里,硬盘容量一般比较大,目前常见的容量有500G、1TB、2TB、4TB等。
三、鼠标左键双击操作
这一操作对很多初学者很难,经常看到有同学在需要鼠标双击时先单击鼠标右键,然后在右键菜单里选“打开”。实际上鼠标双击操作是通过很快的连续点击两次鼠标左键实现的,要求两次单击鼠标左键之间的时间间隔足够短就行了。因此要先教会这些同学在控制面板里修改鼠标的设定,把识别为双击的时间间隔调长一点。要求这些同学每次上机时把双击时间间隔调成适合自己的程度,经过多次练习点击鼠标的速度会越来越快,最后就不需要调整时间间隔也能轻松实现双击操作了。
四、键盘盲打输入
很多同学在手机上用拇指输入打字飞快,或者习惯语音输入法输入汉字。但是在一般的电脑办公条件下,每个人一个隔断,属于自己的空间很小,使用语音输入法显然会造成相互干扰,另外也很容易造成泄密。在手机上打字飞快的拇指输入法移植到电脑上的话打字速度非常慢,而且很容易被人笑话是“一指禅”。一般的电脑办公条件下要想提高自己的打字速度,最可行的还是键盘盲打输入。键盘盲打输入没有什么速成的办法,需要通过长期的认真练习才能掌握。建议从英文26个字母的键盘盲打输入练起,练熟后逐步过渡到汉字键盘盲打输入。另外正式上课时课时很紧,没有多少时间可以用来练盲打,没有掌握盲打的同学需要自己找机会上机进行练习,只要大量用心练习就能掌握盲打输入这一技能,学的时候有些苦,但是学会之后跟骑自行车、游泳一样会了就不会忘了。
五、毕业论文排版
毕业论文的排版对多数同学来说是一件比较有难度的工作,其中综合性地用到了多方面的知识和操作。例如页码的设置就分三种情况:封面没有页码,摘要和目录部分使用罗马数字页码,正文开始又使用阿拉伯数字页码,每次都是从第1页重新计数。另外像页眉的正确使用、电子目录的自动生成、每章开始要使用分页符另起一页这些操作也都有同学会犯错误而不能顺利完成。建议将整个毕业论文的排版分成一个一个的小任务,每次学会完成其中的一个小任务即可,所有的小任务都顺利完成后,就完成了整个毕业论文的排版。
关键词:计算机硬件课程;能力培养;开放实验平台
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
E-mail:
随着计算机应用的不断普及,学生动手组装计算机的热情也在不断高涨,兼容PC机以其价格低廉 (相对于品牌机)而深受在校大学生的喜爱,学生通过这门课程的学习,不仅能掌握计算机硬件的理论知识,更为自己能独立组装计算机(DIY)而对该课程产生了浓厚的兴趣。目前,很多高校开始把“计算机组装与维护”作为选修或开放实验课程来开设,其目的是为了培养学生的实践动手能力,掌握一技之长。由于现行的理论或实验教材,作者从编写到出版,需经过一段较长时间,但计算机的各个部件在不断升级,性能日益提高,带来了计算机新技术、新产品与相对滞后的教材内容相矛盾,要使学生能跟上硬件发展的步伐,传统的实验教学内容和考核方式已不能适应课程发展的需要,要使实验内容跟上市场计算机硬件的变化,学生能产生该门课程兴趣,对该课程的实验内容和考核方式的改革势在必行。
2 课程的特点和要求
学生学完“计算机组装与维护”课程后,所要达到的目标是:使学生掌握计算机硬件的基本知识和基础理论,能用所学知识选购和组装计算机,具备计算机软、硬件安装、调试和维护的基本技能,常用软件的使用,局域网的搭建。
该课程的特点:(1)课程内容多、知识面广,包括计算机组成部件、硬件安装、硬件测试、系统BIOS设置、优化、硬盘的分区规划、软件安装、局域网的建设、计算机日常维护。(2)知识更新快,具有鲜明的时代特征。新知识、新产品不断出现,只有不断更新教学(实验)内容才能满足学生了解新产品和新技术的要求,做到与时俱进。(3)课程注重实践,培养学生的实践能力,根据该课程的特点,要达到学习的效果和课程的目的,必须通过大量的实践教学环节来完成。
3 实验内容改革
计算机组装与维护是一门实践性较强的基础课程,要求内容新、更新快,对教师的要求也很高,需要不断学习和提高。该门课程一般总学时32,占2 个学分,结合本课程的特点,摒弃过去的先讲后练,甚至是只讲不练,在充分利用实验室计算机资源的基础上,进行实验内容和考核方式的改革,采取边讲边练,或者是先练后讲的教学模式。在课程的学时安排上,我们是理论为12学时,实验为20学时,基本内容大致分为6个独立的项目,现分别说明。
实验1.认识硬件(4学时)。通过理论讲解,使学生对计算机的主要硬件(主板、内存、CPU、硬件、光驱、显示卡、显示器)的性能指标,工作原理有一个感性的认识,通过网上计算机硬件价格、性能的查询;结合市场调研,要求学生写出计算机硬件的调研报告[3],在某个价位的配置清单等手段,使学生从感性上对计算机组装产生兴趣。
实验2.计算机组装与维护(4学时)。计算机组装与维护实验进行拆装的成本较高,破坏性较大,为此,我们采取的方法是利用现有实验室原有资源,例如我们采用03年购买的清华同方机型进行拆装,要求明确目标、拆装顺序、拆装过程中的注意点(曾经有学生拆硬盘上的螺丝);在此熟练的基础上,给予指导,我们准备了15套目前较流行的计算机产品组装,进行分组实验,经过教师检查,方可上电。使得学生既掌握了计算机组装的步骤,又能接触到新产品,不至于用到的都是过时产品。
实验3.常见故障的分析与判别(2学时)。由于现行的计算机维修,主要是板卡级的,替代法也是常用的方法之一,在本次实验过程中,要求学生能对实验2中的常见的一些故障能进行分析、判断,在相互讨论的基础上,自己能独立排错,以便解决实验过程中遇到的问题。通过本次实验可以培养学生的团队合作精神和独立分析问题和解决问题的能力。
实验4.系统的安装(XP和WINDOWS 2000 Server)(4学时)。通过本次实验,使学生掌握系统分区、硬盘格式化、BIOS的设置、系统的安装、网线的制作方法,利用H3C的交换机组建一局域网。
实验5.有关系统相关软件的使用(4学时)。该实验涉及四个方面的内容,要求学生必须掌握,涉及软件的下臷和使用。
(1) 系统的备份(GHOST的使用)。
(2) 系统的优化(WINDOWS 优化大师的使用和注册表的了解)。
(3) 系统的测试(Sisoft Sandra的使用)。
(4) 常用杀毒软件的使用(瑞星、金山毒霸、卡巴斯基)
实验6.多媒体软件的安装与使用(2学时)。内容涉及
(1) 图像处理软件
(2) 声音
(3) 播放器的安装与使用(豪杰、real PLAY、暴风影音)
4 考核方式的改革
通过该门课程的学习与实践,我们在考核方式上也进行了相应的改革,传统的考核方式是7+3模式,即理论占70%,实验占30%;我们采取的方式是3+7模式,即理论占30%,实验占70%。理论考核为辅、动手操作为主。
笔试考核为辅、实践操作比重高于笔试,各单项实验项目独立计分。这不仅使学生在考核上把风险分散到各个实验项目中去,也不必担心考试通不过,再次重修,真正使学生的实践动手能力得到提高;在实验的考核方式上采取多种形式。
(1) 分组讨论(实验2)
(2) 调研报告(实验1)
(3) 实验报告书
宽松式的实验环境,学生在课内安排实验如不能及时完成的话,可以利用业余时间,由学生本人提出预约申请进行补做,达到规定的要求,分项目进行单独计分,目的只有一个,就是通过实践的练习,确实把按大纲规定的要求落到实处,使学生能在轻松学习的基础上掌握一项技能,体现学以致用的原则。
5 结束语
目前,计算机已广泛应用于各行各业,因此懂得计算机的软、硬件安装,常见的报错信息、检测方法,日常的维护和保养,“计算机组装与维护”势必将成为学生比较感兴趣的课程之一,尤其对于民办本科的学生来说,加强实践动手能力的培养已成为大家的共识,通过对实验教学的改革,目的是为了提高学生的学习兴趣;通过考核方式的改革,消除学生对该门课程由于理论考试不及格而带来的负面影响,使学生能快乐学习,体会实验过程所带来的快乐和成功感,确实让这门课程变成大家想学又愿意学的一门课程,事实证明,通过本学期对该门课程的改革,无论从内容上还是考核方式上,都取得了很好的效果,学生反映较好,收效甚大。
参考文献:
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[5] 孙中胜,高长宝. 微机组装升级与维护[M]. 北京:清华大学出版社,2005.
摘要:本文针对目前高等学校计算机硬件实验教学存在的问题,提出适合本科生及研究生联合培养的创新实验教学体系,设计了支持基础验证型、综合设计型和创新研究性实验一体化的计算机硬件实验平台。
关键词:教学改革;创新型人才;计算机硬件实验
中图分类号:G642
文献标识码:B
1计算机硬件实验普遍存在的问题分析
目前,国内大多数高等院校的实验组织模式和实验手段主要存在以下问题:
“一人动手大家看”的“放羊式”
实验的内容、步骤严格按照教材(实验指导书)进行
实验内容陈旧、与工程实际脱节
本科生和研究生的实验环境分别建设
计算机学科的课程内容具有很强的交叉性和相关性。针对每门具体课程单独设置实验及单独提供实验环境,一方面很难使学生对其前导课程所完成的基础能力做要求,同时也很难兼顾到其后续课程,各自独立,相互间缺少有效的贯通;另一方面实验环境重复建设,实验资源得不到充分利用。下面以“数字逻辑”、“计算机组成原理”和“计算机系统结构”三门硬件主干课程为例说明计算机硬件实验的现状。
(1) “数字逻辑”是计算机专业必修的专业基础课,目的在于掌握计算机数字电路设计和调试方法,为后续硬件课程奠定基础。而相应的“数字逻辑实验装置”一般仅能用于TTL与GAL器件的实验;有部分学校购置的实验装置还不能进行GAL器件的实验。实验一般使用小规模74系列TTL器件,通过面包板实现输入/输出连线,其可靠性低、元器件易损,复杂实验受到限制,很难支持设计型实验;许多目前流行的硬件设计方法,如采用EDA(电子设计自动化)工具的基于CPLD(复杂可编程逻辑器件)的逻辑设计等,更是因为硬件设计环境不够而无法进行。
(2) “计算机组成原理”作为计算机专业的核心课程,目前很多大学采用类似清华大学计算机厂早期研制的实验装置,采用面包板和拨位开关等输入/输出接线,调试手段缺乏,支持的实验内容少,对CPU设计之类的实验没法很好地开展。即使一些新的实验装置,重点仍然是支持验证型实验,设计型实验的开展仍具有局限性。
(3) “计算机体系结构”作为计算机专业的高端专业课,由于缺乏实验条件,很多学校还没有开设实验,少数开设实验的学校也只能采用系统结构模拟软件进行模拟实验。大多数该类模拟软件运行在UNIX平台上,参数设置复杂、接口界面不友好,使用起来费时费力。学生只是通过课堂学习来掌握计算机体系结构的内容,缺乏对计算机体系结构的感性认识,更谈不上培养学生的设计与创新性能力。
由于以上三门课程目前都只针对自己的课程内容单独设置实验并单独提供实验环境,这些相关性非常强的课程各自独立,相互间缺少有效的贯通,不仅导致了实验环境的重复建设,实验资源得不到充分利用,而且也不利于学生对计算机硬件体系有一个系统的了解,更无法对本科生的课程设计、毕业设计等大型和综合型训练提供必要的支撑环境。
为了解决目前计算机硬件实验教学中存在的问题,需要建立能满足计算机专业实验教学需求的,集实践性、先进性、开放性、创新性为一体的先进硬件实验教学体系,结合EDA、软件模拟和虚拟现实等先进的实验手段建立集基本验证、综合设计和创新研究为一体硬件实验平台,促进理论教学与实践教学紧密结合,以适应学科发展和IT企业对高层次计算机专业人才的更高需求。
2 适应多层次人才培养需要的计算机硬件实验体系的建立
为了构建适合本科生、研究生多层次需要的一体化的实验教学体系,我们对国内外著名大学的课程及实验教学大纲等做了深入的研究,主要做了以下几个方面的研究工作:
(1) 研究计算机专业硬件课程及其实验课程当前的设置和今后的发展趋势;
(2) 剖析计算机专业硬件相关课程之间的衔接关系;
(3) 分析教学实验和科研实验的本质,发现本科阶段以及研究生阶段主要硬件课程教学实验的规律。
基于以上研究工作,我们设计的计算机硬件实验体系主要包含以下层次。
2.1系统化的计算机硬件实验内容层次
计算机学科是目前更新换代最快的学科之一,实验在设计时必须和实际工程结合紧密。实验内容和手段的设计必须是以培养具有很好实践能力和一定创新能力的本科毕业生为目标。因此,我们将每门课程实验的内容分为以下三个层次:
基础验证型:主要用于验证课程当中所讲的内容,加深对课堂知识的理解,并培养学生的基本专业技能和实际操作能力。
综合设计型:这类实验一方面可以加强学生对相关课程的理解,更主要的是培养了学生综合分析能力和独立解决问题的能力。
创新研究性:这类实验要求学生自行设计目标并进行实验;实验允许失败,但是必须对失败原因和改进设想做深入的分析和探讨。这类实验是学生早期参加科学研究的一种重要形式,主要培养学生的创新意识、创造性思维及创造性个性,使学生创新性的想象力、判断力、思维能力和实践能力得到提高。
这三个实验从内容上由浅入深、由易到难,从对学生的要求上是由低到高的。其中前两类实验主要针对本科生设计,第三类实验主要针对少数有余力的低年级本科生、多数毕业设计阶段的本科生和所有研究生设计。
在多层次实验教学中,教师的主要作用在于启发学生认识实验教学的目的和意义,组织开展实验教学活动,引导学生研究问题,指导学生的实验过程和认真完成各项实验任务。在实验教学中,教师要教育学生树立严谨的科学态度,鼓励学生勇于求异的创新意识,注意培养学生独立解决问题的能力。
2.2计算机硬件课程层次的建立
以西安交通大学计算机学科为例,本科生和研究生的硬件相关课程体系中主干课程由“数字逻辑与数字系统”、“计算机组成原理”、“计算机体系结构”、“高性能计算机体系结构”和“计算机系统的量化研究方法”组成,其中前三门课程为本科生课程,后两门课程为研究生课程。与主干课程相关的本科生必修课程还包括“汇编语言程序设计”、“微机原理和接口技术”、“操作系统原理”、“计算机网络原理”、“嵌入式系统”;研究生课程包括“计算机网络理论及应用”、“VHDL和FPGA设计”、“分布式系统”等。这些课程,特别是主干课程,不仅有较强的顺序性,而且课程内容的相关性很强。图1给出了计算机硬件主干课程的实验层次。其中,虚线方框部分为偏软件类型的实验。
图1 计算机硬件主干课程实验层次
从图1可以看出,计算机专业本科阶段硬件主干实验课程主要为数字逻辑专题实验、计算机组成专题实验、微机接口专题实验;并且这三个实验中,每个实验的开展必须以前一个课程为基础;课程实验从内容到形式都有很密切联系。为了让学生学习完这些课程后对计算机硬件结构有一个系统和感性的认识,我们在设计这三个实验时,首先设立了一个总的培养目标,每个课程组根据这个目标,结合本课程的内容和培养目标分阶段完成相关支撑的实验内容,并且这些实验可以采用一致的实验手段和平台。具体措施主要包括以下两方面内容:
(1) 对于每门具体的计算机硬件课程均设置8学时的课内实验,实验类型为独立的基础验证性。
(2) 硬件课程都有配套的专题实验,专题实验均为综合设计型。主干课程的实验为必修专题实验,其他小部分课程实验为选修专题实验。以工程项目设计实验为目标形成多个系列,同一系列实验间具有时间先后关系、支撑与被支撑关系。例如图1中的“数字逻辑”、“计算机组成原理”和“计算机系统结构”三门硬件课程就构成了一个主干的硬件实验系列。这三门课程的实验必须在内容上具有前后相关性,并采用基本一致的实验方法和平台。
2.3多样化的计算机硬件实验平台层次
在硬件开发平台的设计上兼顾不同层次人才的培养需要,综合本硕博各个阶段的不同需求,构建多层次的实验环境,提高实验效率,促进学生的创新思维,进行创新式构建实验。还要考虑对毕业设计的实验环境以及本科生创新性研究活动实验体系的支持,结合软件设计的方法和手段(即硬件设计软件化)构建灵活多样的硬件实验平台。此外,实验平台设计要具有层次性,并且考虑课程间内容交叉和互补。
从国外的发展趋势来看,计算机硬件课程的实验由传统的孤立的实验装置承担,发展到了由EDA和CPLD/FPGA仿真器联合承担的阶段。
传统的实验装置支持相对简单的连线类的实验,这类实验只能使用中小规模的集成电路器件。设计大规模的实验几乎是不可能的,因为大规模的实验用中小规模的芯片来实现费时、费力,且受面包板等空间和实验装置能提供的电源限制。
使用HDL语言,如AHDL、VHDL和Verilog等,通过EDA工具软件设计各种规模的数字电子系统是目前工程师的设计潮流。通过EDA和CPLD/FPGA仿真器能完成计算机硬件课程的各类实验。图2是我们设计实现的一款低成本综合实验装置,该装置使用了Xilinx公司Spartan-3系列FPGA芯片(40万门),通过扩充板可以满足大部分的实验要求。
图2 一款综合实验装置的PCB的元器件布局示意图
2.4多层次的实验考核体制
实验的考核主要有以下几种形式。
(1) 实验过程的跟踪考核:改变传统的根据实验结果和报告打分的体制,对实验过程中的主要环节进行记录、评价,并作为最终成绩考核的依据。
(2) 实验报告撰写:实验结束后,要求学生撰写实验报告,以总结个人实验结果,明晰实验思路,实现知识的融合、升华和再学习。通过实验报告的撰写可以培养学生对科技活动的总结能力,科技论文的写作能力,使学生的科研素养得到初步锻炼。
(3) 实验答辩机制:对于综合设计型,特别是创新研究型实验,前两种考核机制存在明显的不足,因此需要引入新的机制来评价学生所做工作及取得的成绩。可通过学生讲解、演示,教师提问和回答,课程设计报告撰写三个步骤来进行考核。
参考文献
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【关键词】大专院校 计算机 硬件教学 课程整合
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).
[3]刘雅琴,郭雪梅.高校计算机硬件课程教学方法研究[J].河南: ,1999,(5).
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.
摘要:本文针对我国高校本科计算机专业建设的现状,分析了CC2005中关于计算机硬件与结构方面知识需求与知识空间的构架,提出基于CC2005的计算机学科“硬件与结构”方向课程群的概念,并对该课程群的核心课程与选修课程提出组织与改革方法。
关键词:CC2005;硬件与结构;课程群
中图分类号:G642
文献标识码:B
1引 言
目前,随着网络化和信息化的发展,计算机软件领域的课程,尤其是网络和网络应用类课程,越来越得到各个高校的重视,国内很多高校的计算机专业逐渐转变为“软件工程”和“计算机科学”方向,过分强调软件与应用,而缺乏计算机体系结构、计算机组成与结构等硬件方向的培养。但是,从就业市场反馈的信息看,计算机软件人才已经供大于求,而熟悉硬件开发应用或软硬件结合的人才则供不应求。市场的需求驱使我们深思,如何构建符合市场需求、有一定市场竞争优势的计算机人才培养模式。在CC2001和CC2005计算机本科教学参考计划的启迪下,在目前我校开展的教学内容课程体系改革实践中,结合2005年在武汉大学召开的“全国计算机学院院长和系主任会议”和华中科技大学召开的“计算机硬件与实验教学研讨会”以及2006年1月在哈尔滨工业大学召开的“首届全国计算机教育论坛”会议的有关精神,我们尝试性地提出了基于CC2005的计算机专业“平台+模块”课程教学体系,并进行了课程群改革与建设,本文仅探讨该课程教学体系中“硬件与结构”课程群。
2课程群的组织
根据CC2005和CC2001的体系结构,计算机硬件与结构方向知识点包括的核心内容包括:数字逻辑、数据在机器中的表示、汇编级机器组织、存储组织与结构、人机交互、机器功能结构、多处理机技术等,而高性能系统、网络与分布式系统结构是选修内容。这些知识在CC2005中定义为:
AR1. Digital logic and digital systems [core]
AR2. Machine level representation of data [core]
AR3. Assembly level machine organization [core]
AR4. Memory system organization and architecture [core]
AR5. Interfacing and communication [core]
AR6. Functional organization [core]
AR7. Multiprocessing and alternative architectures [core]
AR8. Performance enhancements [elective]
AR9. Architecture for networks and distributed systems [elective]
在目前国内的普通高校本科“计算机科学与技术”专业中,上述这些“计算机硬件与结构”方向的核心和普通知识点一般体现在以下几门课程中:“数字逻辑(数字电子技术)”、“计算机组成原理”、“微机原理”、“微机接口技术”、“汇编语言”、“计算机系统结构”。在实际教学过程中,各门课程相互之间内容衔接较多,重复之处也比较多,各个学校一般是按照自己的教学大纲和计划对各门课程的内容进行划定,往往缺乏系统性和科学性。这些课程中普遍存在的一个问题是学生学习没有兴趣,教师上课缺乏激情的情况。很多高校在学生对教师的评价中,讲授此类课程的教师往往得分比较低。究其原因,是现有的课程和教材内容陈旧,远远落后于现代计算机硬件技术的发展;课程组织缺乏系统性,某些知识点在多门课程中反复出现;而某些知识点缺乏前导,造成断层。
对此,我们提出了以专业需求为基础的“平台+模块”人才培养模式,以CC2005的五个知识层次中的核心内容构建学科平台,以不同的专业需求方向构建专业模块。下面重点讨论CC2005构架下的计算机学科“硬件与结构”课程群。此课程群包括:计算机组成原理、硬件知识和系统结构方面的课程,核心课程为“计算机组成原理与结构”、 “汇编语言与微机接口技术”,选修课程为“计算机系统结构”、“单片计算机应用技术”、“分布式系统结构”、“嵌入式系统”、“VLSI设计”等课程。从“平台+模块”整体培养模式考虑,将“数字逻辑(数字电子技术)”归入“数字技术与模拟技术”课程群。
2.1核心课程
在新的“硬件与结构”课程群中,根据CC2005精神,将“微机原理”、“汇编语言”、“微机接口技术”、“计算机组成原理”四门课程系统地整合为“计算机组成原理与结构”、“汇编语言与微机接口技术”两门课程作为课程群内核心课程。新旧课程体系的逻辑关系如图1所示。
图1 新旧课程设置对应关系
“计算机组成原理与结构”课程重点介绍单处理器计算机的组成原理与结构体系,包括数据在机器中的表示、总线系统、设备接口、存储器组织与结构、指令系统、中央处理器(含运算器与控制器)、流水与并行处理等内容。其中重点是数据在机器中的表示、总线系统、存储器组织与结构、中央处理器等内容。
“汇编语言与微机接口技术”将汇编语言程序设计和微机接口技术融为一体。根据CC2005精神,本课程中先介绍微型计算机原理、汇编语言,在此基础上讲授汇编程序设计技术、微机接口技术(包括典型接口如并行、串行、定时、DMA、中断、A/D及D/A)以及新型的USB和IEEE1394接口技术。
2.2选修课程
根据CC2005精神,“硬件与结构”课程群还应该包括“计算机系统结构”、“单片计算机应用技术”、“网络与分布式系统”、“嵌入式系统”、“VLSI设计”等选修课程,整个课程群概貌如图2所示。在本课程群建设中,首先对于各门选修课程的内容与组织进行系统地规划,注意先导和后续,同时避免重复和脱节现象。在课程的教学中,采用灵活的教学方法和教学形式,包括小组讨论、专题报告、大作业、专业论文等形式,注重学生学习的主体作用,重点培养学生的创新性与自主学习能力。
2.3一体化的实验与课程设计改革
在“硬件与结构”课程群建设中,强调的是“实践教学”的重要性。在本课程群建设中,不是以单一的课程为单位设计实验,而是按照整个课程群来设计一体化的实验环境与实验内容,将汇编语言方向、微机接口方向、组成原理方向的实验有机地结合在一起,创建良好的实验环境,灵活运用实验室、开放式实验室、实习基地等多种手段,尽量多地为学生创造条件,同时通过实验课程、开放实验、大作业、课程设计、竞赛等多种手段和形式培养学生的研究能力与团队精神。
图2 “计算机硬件与结构”课程群概貌
3进一步的思考
课程群设置与专业培养计划的关系
课程群在构造和设置的时候,需要与整个专业人才培养计划相适应,构建基于CC2005“平台+模块”的教学模式为课程群的教学改革奠定了基础,在新的课程群设置中,以学科方向和模块为核心,凝聚课程群的设置,同时将其与专业培养计划相适应。在设置课程群的时候,打破“系、专业”的限制,使不同专业的教师根据学科课程方向凝聚一起。
不同课程群之间的衔接关系
在“计算机硬件与结构”课程群建设的过程中,另外一个重要的问题是各个课程群之间的衔接关系。正是因为课程群的设置和建设关系到整个专业的培养计划,“计算机硬件与结构”的课程群在设置的时候,将计算机硬件方向另外一个专业基础课程“数字逻辑”(或“数字电子技术”)划入另外一个课程群“模拟与数字电子技术课程群”。因此不同的课程群在建设的时候,也需要注意课程群与课程群之间的衔接关系,考虑整个学科系统的有序、协调发展。
课程群内核心课程与选修课程之间的关系
“计算机硬件与结构”课程群在建设的时候,还必须注意内部核心课程“计算机组成原理与结构”、“汇编语言与微机接口技术”与其他选修课程群之间的内容衔接和侧重点,既要保证核心课程的课时与内容,也同时需要根据学科方向的发展,及时开设反映最新技术成果的选修课程,这样才可以培养符合社会需求的人才。
课程群内容的更新
如何根据计算机学科发展以及信息科技发展情况,及时、动态地调整课程群内核心课程、选修课程的设置,甚至每一门课程具体内容的设置,将是课程群建设的一个重要内容。
参考文献
计算机理论浅析计算机硬件组装与教学方法初探
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
[4]如何在中职学校开展《计算机组装与维修》专业课程的教学 百度2008