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计算机硬件技术基础课程是工科各类专业的主干必修课之一,主要包括计算机组成原理、微机接口、汇编语言程序设计及微机在测控系统和嵌入式系统中的应用几部分。通过这门课程的学习,学生可以获得硬件方面的基本理论、基本知识和基本技能;培养学生从硬件和软件的结合上思考、分析、解决问题的初步能力。
实验教学是在特定环境下通过学生自身主观努力完成的教学课程,是培养学生动手能力、开拓创新思维、提高设计能力的一个重要环节。实验教学相对于课堂教学更具直观性、实践性、综合性和创新性,是课堂教学不可替代的。计算机硬件基础的实验课程为学生以后从事计算机硬件应用系统设计、计算机硬件应用系统开发等相关工作奠定了坚实的基础。
1.计算机硬件实验教学的发展现状
国外发达国家的高等院校都非常重视学生计算技能和实验技能的培养。我国需要大量开拓型人才,应着重于能力的培养。要改变硬件教学存在的问题,提高学生的实验能力、动手能力,必须增强课程的实践性,引起学生的重视;在完成硬件相关课程的学习后,让学生自己动手进行课程设计,从而对课程间的关系和总体内容做到心中有数。
2.采用有效的实验方法
计算机硬件技术基础课程在前期模拟电子技术和数字电子技术实验的基础上,对计算机专业的学生基本上要求掌握部件级的连接和部件级的原理。实验系统主要采用北京地杰凌云科技发展有限公司生产的“DLE-ⅡC型微机硬件实验平台”。根据硬件教学的特点,把实验教学分成3个阶段来完成:
第一阶段完成认知性实验。如实验汇编语言程序的建立与执行,目的是通过实验,使学生熟悉汇编语言编程的实验环境,理解汇编语言程序的执行过程,从而为后面使用汇编语言进行分支和循环程序设计打下基础。
第二阶段完成设计性实验。这部分实验在实验教材上给出实验目的、实验要求及硬件连接图,由学生独立完成实验方案的设计,进一步完成实验。通过这个过程,可以培养学生独立分析和思考的能力以及解决硬件问题的能力。如8254的设计实验,在讲述过8254芯片后,让学生利用8254作为定时器/计数器来实现灯塔模拟控制。实验通过编程给计数初值寄存器一个初值n,通过定时器/计数器8254减1进行计数,实现定时功能。输入的脉冲信号为均匀的脉冲信号。
第三阶段为综合性实验。这部分内容主要在课程设计中完成,每个实验课题都是一个小的应用系统,综合了平时分散的单个实验,使学生对整个科目有整体的理解,训练了学生综合知识的能力。
上面所讲的三类实验,都要求学生认真书写实验报告,实验报告应该包括实验名称、实验类型、实验设备、实验原理及算法、硬件连接图、实验步骤、实验结果、收获和体会。学生通过对实验过程的总结,可以加深对实验原理和相关内容的理解。
3.改进实验教学方法
在现有的计算机硬件教学的基础上,进一步完善现行的实验教学模式,改变单一的教学方法。使用 AUTHWARE、POWERPOlNT等多媒体软件工具,对硬件技术基础中的计算机组成原理实验、微机原理与接口实验制作多媒体课件。利用课件讲解实验原理、利用动画模拟计算机硬件实验过程及结果,从而使计算机硬件原理实验变成生动的模拟画面。
4.综合多个科目
可以在以上单科单个实验的基础上,进一步将计算机硬件课程的实验内容综合,建立统一的实验平台,进行不同科目间的综合性设计实验。例如:可以模拟真实计算机硬件系统的设计开发流程,从而达到对整个计算机硬件课程体系的融会贯通。计算机硬件课程实验的相互沟通,可以使学生对整个计算机硬件课程体系形成总的概念。
5.结语
通过计算机硬件实验教学多媒体课件的制作及其在实验教学过程中的应用,可以使硬件课程教学变得更加生动形象,便于学生理解。同时,也使实验课的趣味性得到了充分展示。通过综合性的硬件实验系统的设计,学生可以加深对实验原理的理解,进而增强对硬件课程的学习动力。
因此,计算机硬件实验课程的教学在整个计算机硬件教学体系中占有十分重要的地位。通过计算机硬件的实验课程,可以提高学生对计算机硬件课程的学习兴趣,强化学生的计算机硬件应用能力。◆(作者单位:中国人民解放军军事交通学院基础部)
□责任编辑:王锋旗
实验教学是在特定环境下通过学生自身主观努力完成的教学课程,是培养学生动手能力、开拓创新思维、提高设计能力的一个重要环节。实验教学相对于课堂教学更具直观性、实践性、综合性和创新性,是课堂教学不可替代的。计算机硬件基础的实验课程为学生以后从事计算机硬件应用系统设计、计算机硬件应用系统开发等相关工作奠定了坚实的基础。
1.计算机硬件实验教学的发展现状
国外发达国家的高等院校都非常重视学生计算技能和实验技能的培养。我国需要大量开拓型人才,应着重于能力的培养。要改变硬件教学存在的问题,提高学生的实验能力、动手能力,必须增强课程的实践性,引起学生的重视;在完成硬件相关课程的学习后,让学生自己动手进行课程设计,从而对课程间的关系和总体内容做到心中有数。
2.采用有效的实验方法
计算机硬件技术基础课程在前期模拟电子技术和数字电子技术实验的基础上,对计算机专业的学生基本上要求掌握部件级的连接和部件级的原理。实验系统主要采用北京地杰凌云科技发展有限公司生产的“DLE-ⅡC型微机硬件实验平台”。根据硬件教学的特点,把实验教学分成3个阶段来完成:
第一阶段完成认知性实验。如实验汇编语言程序的建立与执行,目的是通过实验,使学生熟悉汇编语言编程的实验环境,理解汇编语言程序的执行过程,从而为后面使用汇编语言进行分支和循环程序设计打下基础。
第二阶段完成设计性实验。这部分实验在实验教材上给出实验目的、实验要求及硬件连接图,由学生独立完成实验方案的设计,进一步完成实验。通过这个过程,可以培养学生独立分析和思考的能力以及解决硬件问题的能力。如8254的设计实验,在讲述过8254芯片后,让学生利用8254作为定时器/计数器来实现灯塔模拟控制。实验通过编程给计数初值寄存器一个初值n,通过定时器/计数器8254减1进行计数,实现定时功能。输入的脉冲信号为均匀的脉冲信号。
第三阶段为综合性实验。这部分内容主要在课程设计中完成,每个实验课题都是一个小的应用系统,综合了平时分散的单个实验,使学生对整个科目有整体的理解,训练了学生综合知识的能力。
上面所讲的三类实验,都要求学生认真书写实验报告,实验报告应该包括实验名称、实验类型、实验设备、实验原理及算法、硬件连接图、实验步骤、实验结果、收获和体会。学生通过对实验过程的总结,可以加深对实验原理和相关内容的理解。
3.改进实验教学方法
在现有的计算机硬件教学的基础上,进一步完善现行的实验教学模式,改变单一的教学方法。使用 AUTHWARE、POWERPOlNT等多媒体软件工具,对硬件技术基础中的计算机组成原理实验、微机原理与接口实验制作多媒体课件。利用课件讲解实验原理、利用动画模拟计算机硬件实验过程及结果,从而使计算机硬件原理实验变成生动的模拟画面。
4.综合多个科目
可以在以上单科单个实验的基础上,进一步将计算机硬件课程的实验内容综合,建立统一的实验平台,进行不同科目间的综合性设计实验。例如:可以模拟真实计算机硬件系统的设计开发流程,从而达到对整个计算机硬件课程体系的融会贯通。计算机硬件课程实验的相互沟通,可以使学生对整个计算机硬件课程体系形成总的概念。
5.结语
通过计算机硬件实验教学多媒体课件的制作及其在实验教学过程中的应用,可以使硬件课程教学变得更加生动形象,便于学生理解。同时,也使实验课的趣味性得到了充分展示。通过综合性的硬件实验系统的设计,学生可以加深对实验原理的理解,进而增强对硬件课程的学习动力。
因此,计算机硬件实验课程的教学在整个计算机硬件教学体系中占有十分重要的地位。通过计算机硬件的实验课程,可以提高学生对计算机硬件课程的学习兴趣,强化学生的计算机硬件应用能力。◆(作者单位:中国人民解放军军事交通学院基础部)
□责任编辑:王锋旗