構(gòu)建計算機硬件“實踐驅(qū)動式”教學(xué)體系的幾點想法

王　晶　姚旺生　方　堃　史蓓蕾

摘要:文章針對計算機硬件教學(xué)中存在的弊端和問題,提出了構(gòu)建計算機硬件“實踐驅(qū)動式”教學(xué)體系的幾點想法。通過采用開放性實驗教學(xué)環(huán)境、“實踐驅(qū)動式”的教學(xué)模式、基于問題導(dǎo)向的啟發(fā)式教學(xué)方法和理論與實踐并重的考核方式,全面培養(yǎng)和提高軍校學(xué)員的綜合素質(zhì)與創(chuàng)新能力,提高教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞:計算機硬件;實踐驅(qū)動式;問題導(dǎo)向

中圖分類號:G642 文獻標(biāo)識碼:A

隨著計算機技術(shù)及其應(yīng)用的飛速發(fā)展,對軍事院校學(xué)員的計算機應(yīng)用能力提出了更高的要求,尤其是需要提高學(xué)員的實踐能力和創(chuàng)新能力,因此,計算機硬件教學(xué)成為了整個教學(xué)體系的重要環(huán)節(jié)。然而,傳統(tǒng)的計算機硬件教學(xué)存在著很多的弊端和問題,需要對其教學(xué)環(huán)境、教學(xué)模式和教學(xué)方法等進行全方面的改革。下面,就此方面的改革,結(jié)合計算機基礎(chǔ)教育在軍隊院校中面臨的緊迫形式和新的要求,在總結(jié)多年教學(xué)經(jīng)驗和學(xué)員的實際情況基礎(chǔ)之上,提出了構(gòu)建計算機硬件“實踐驅(qū)動式”教學(xué)體系的幾點想法。

1傳統(tǒng)計算機硬件教學(xué)中存在的弊端和問題

1.1理論教學(xué)時間多,實踐教學(xué)時間少,實驗設(shè)備利用率低

傳統(tǒng)的教學(xué)模式非常強調(diào)理論教學(xué)的意義,而忽視了實踐教學(xué)的作用,在課時的設(shè)置上體現(xiàn)的非常明顯,理論教學(xué)的課時往往是實踐教學(xué)課時的兩倍甚至更多,這就造成了學(xué)員只顧應(yīng)付理論考試,對實驗不太重視,從而產(chǎn)生了“只需要死記硬背理論知識就能學(xué)好計算機硬件課程”的誤區(qū)。

另外,由于實踐教學(xué)的課時很少,造成了實驗設(shè)備利用率很低,很多設(shè)備一年也只使用二三次,這就產(chǎn)生了很大的浪費。

1.2理論教學(xué)與實踐教學(xué)脫節(jié),缺乏相輔相成、前后呼應(yīng)

理論教學(xué)與實踐教學(xué)嚴重脫節(jié),理論課的教員只顧將書本上的理論知識講授完成,不顧理論與實驗之間的關(guān)系,而實踐教學(xué)的教員則是設(shè)置一些簡單的驗證性實驗,讓學(xué)員把這些事先設(shè)置好的實驗進行簡單實現(xiàn)即可,也不注意它與哪些理論知識有關(guān)系,忽視了原理與現(xiàn)象之間的密切關(guān)系,缺乏相輔相成、前后呼應(yīng)。

1.3實踐教學(xué)方法僵化,實驗內(nèi)容生硬,實驗手段單一

實踐教學(xué)只采用一成不變的方法,按照實驗指導(dǎo)書進行照搬照抄,實驗步驟固定,實驗內(nèi)容多以驗證性為主,非常生硬,實驗手段則很單一。

1.4教學(xué)的師資力量不足,教學(xué)資源少

由于上課的學(xué)員很多,能夠進行教學(xué)的教員數(shù)量相應(yīng)的比較少,往往一個教員既上理論課又上實驗課,而且有的教員帶幾個班次,并且能夠進行實驗的設(shè)備也很少,往往不能同時滿足一個班次中單人單組的使用要求。

1.5學(xué)員學(xué)習(xí)的興趣不高,主觀能動性差

由于計算機硬件類課程的理論都比較抽象,邏輯性不夠強,學(xué)員對于理論知識又沒有深入的體會和理解,從而產(chǎn)生了“學(xué)了到底有什么用”的想法,因此,造成了學(xué)習(xí)的興趣不高,在做實驗的時候也是應(yīng)付了事,不太重視實踐教學(xué)的作用,主觀能動性很差。

2構(gòu)建計算機硬件“實踐驅(qū)動式”教學(xué)體系

2.1采用開放性實驗教學(xué)環(huán)境

2.1.1實驗設(shè)備的開放

將實驗設(shè)備完全向?qū)W員開放,其中實驗設(shè)備可分為兩類:虛擬平臺和實作設(shè)備。對于虛擬平臺,學(xué)員可以不用考慮實際器材、技術(shù)規(guī)則,隨心所欲地對虛擬器材進行計算機硬件方面的各種實驗,不受環(huán)境和時間的影響,按照自己的思路多角度、多路徑地進行虛擬仿真實驗,具有功能豐富、靈活性強的特點;對于實作設(shè)備,學(xué)員必須在理解和掌握基本的電路原理的前提下對實際器材,包括芯片組和相關(guān)電路,按照標(biāo)準的技術(shù)規(guī)則,進行實際操作的實驗,這類設(shè)備對學(xué)員的要求很高,需要專門的實驗員進行維護和管理,但對學(xué)員的動手能力和創(chuàng)新能力有著很好的鍛煉作用。

這兩類實驗設(shè)備都具有多功能可擴展的接口,可以直接支持不受具體教學(xué)內(nèi)容限制的開發(fā)型實驗項目,或者課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計以及競賽項目,具有開放性和通用性的特點。

2.1.2建立實驗教學(xué)平臺

(1) 將多媒體實驗教學(xué)軟件和教學(xué)演示錄像放到實驗教學(xué)平臺上供學(xué)員在任意時間內(nèi)學(xué)習(xí)和預(yù)習(xí)。

(2) 將可選擇的實驗項目、實驗指導(dǎo)書、實驗儀器的操作說明、集成電路線路圖和功能表等資料放到實驗教學(xué)平臺上提供給學(xué)員查閱。

(3) 建立網(wǎng)絡(luò)平臺交流版BBS,教員和學(xué)員可以在BBS上發(fā)布學(xué)習(xí)心得體會、實際操作技巧、最新技術(shù)等有關(guān)方面的消息,從而擴大了教學(xué)場所和知識面范圍,使之成為一個很有意義的學(xué)習(xí)交流場所。

(4) 建立實驗預(yù)定系統(tǒng),每一個學(xué)員都可以對自己將要選做的實驗進行提前預(yù)定,便于實驗室合理的開放。

2.1.3實驗時間的開放

實驗室根據(jù)網(wǎng)絡(luò)預(yù)定系統(tǒng),可以事先了解到選做實驗的內(nèi)容、實驗的器材、實驗的對象和實驗的時間,從而可以自動生成實驗計劃表,實驗員可以根據(jù)計劃表中的時間安排進行輪流值班輔導(dǎo),使學(xué)員能夠充分地利用課外的時間進行實驗,如周一至周五晚上或者周末等,更加有利于實驗室的合理開放。

2.2采用“實踐”教學(xué)驅(qū)動“理論”教學(xué)的教學(xué)模式

針對計算機硬件方面,傳統(tǒng)的教學(xué)模式,都是教員先講授那些枯燥和生澀的理論知識,這里面包括大量的電路圖、功能表和一些公式等,很多學(xué)員學(xué)習(xí)的興趣提不起來,并不知道所學(xué)的理論知識到底有什么用處,因此很容易造成厭學(xué)情緒,在實驗中出現(xiàn)按部就班、敷衍了事的現(xiàn)象,需要對這種教學(xué)模式進行改革,于是就出現(xiàn)了“實踐驅(qū)動式”的教學(xué)模式。

先讓學(xué)員通過各種各樣的實驗,對一些知識和概念有一個初步的了解和印象,從而對其產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣,產(chǎn)生了刨根究底的想法。根據(jù)這種對知識的好奇和渴望,接著,由理論課教員對其進行理論知識方面的講授教學(xué),讓學(xué)員切身體驗到這些知識到底有什么用處,這些實驗現(xiàn)象的背后蘊含著什么原理。又將這些知識和原理在實驗中進行進一步的驗證和試驗,或者進行多方面的擴展和提升。從而形成了“實踐教學(xué)→理論教學(xué)”、“理論教學(xué)→實踐教學(xué)”的良性循環(huán)。

這種教學(xué)模式,非常注意學(xué)員的主觀能動性,避免了傳統(tǒng)的“填鴨”灌輸式教學(xué)模式的弊端,能夠達到良好的教學(xué)效果,在我校開設(shè)的“計算機硬件基礎(chǔ)”課程中進行了試點,并準備對相關(guān)課程進行進一步的推廣,學(xué)習(xí)此課程的學(xué)員積極性都很高,很多同學(xué)向教員提出了很多很好的問題,能夠深入地理解和掌握計算機硬件方面的基礎(chǔ)知識和相關(guān)原理,總體效果不錯。

2.3采用基于問題導(dǎo)向的啟發(fā)式教學(xué)方法

在實際的教學(xué)過程中采用基于問題導(dǎo)向的啟發(fā)式教學(xué)方法。其中,將實驗內(nèi)容分為兩種形式:虛擬仿真實驗和實際操作實驗,虛擬仿真實驗在虛擬平臺完成,實際操作實驗在實作設(shè)備上完成,又將實驗內(nèi)容分為五個類別:基礎(chǔ)演示類、綜合設(shè)計類、自主研究類、課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計、研發(fā)與競賽。

基于問題導(dǎo)向的啟發(fā)式教學(xué)方法就是讓學(xué)員在實踐教學(xué)的過程中產(chǎn)生問題,啟發(fā)學(xué)員的思維,帶著各種各樣的問題,進入課堂進行理論教學(xué)獲取問題的解答和背后的知識,整個過程都由問題進行引導(dǎo),使學(xué)員在學(xué)習(xí)的過程中有的放矢,能夠深入理解、融會貫通?；趩栴}導(dǎo)向的啟發(fā)式教學(xué)方法的示意圖如圖1。

2.4采用理論考核和實踐考核并重的考核方式

對于學(xué)員綜合素質(zhì)的考核中采用理論考核和實踐考核并重的考核方式,理論教學(xué)的成績采用平時作業(yè)和理論考試相結(jié)合的評價方法,而實踐教學(xué)的成績應(yīng)采用知識和能力并重的評價方式,既要重視實驗的結(jié)果,更要重視實驗的過程,特別是實驗過程中學(xué)員所表現(xiàn)出來的獨立分析問題和解決問題的能力及創(chuàng)新意識等。每一次實驗都必須完成相應(yīng)的實驗報告,實驗報告中包括實驗的全部內(nèi)容,如實驗?zāi)康?、實驗設(shè)備、實驗步驟等,另外還有一個非常重要的環(huán)節(jié),那就是實驗體會和實驗心得,它反映出整個實驗的每一個過程和每一個細節(jié),將學(xué)員的在實驗中發(fā)現(xiàn)的所有問題都能表現(xiàn)出來,這為下一步理論教學(xué)的有的放矢提供了很好的基礎(chǔ),同時也提高了學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣。我們建議考核成績的比例設(shè)置為:平時作業(yè)(10%)、理論考試(45%)、實驗報告(45%)。

3計算機硬件“實踐驅(qū)動式”教學(xué)體系的保障

3.1建立一批綜合素質(zhì)高的師資隊伍

學(xué)校的教員是實施教學(xué)活動的靈魂,教員素質(zhì)的高低將直接影響到教學(xué)實施的效果,這就需要無論是理論教學(xué)的教員,還是實踐教學(xué)的教員,都必須努力提高自身的學(xué)術(shù)水平和業(yè)務(wù)能力,更重要的是要樹立崇高的師德和教風(fēng),要以學(xué)員為主體,教員要甘于配合學(xué)員進行各項教學(xué)活動,要有勇于奉獻、開拓進取、為培養(yǎng)高素質(zhì)現(xiàn)代化創(chuàng)新人才而奮斗的拼搏精神。

在實踐教學(xué)中,由于進行許多實際操作實驗,使得實驗設(shè)備的損壞率會相應(yīng)的提高,這就對實踐教學(xué)的相關(guān)教員的技術(shù)水平提出了更高的要求,要能夠保證對設(shè)備的及時維修,提高自身的維修保障水平。

3.2理論教學(xué)和實踐教學(xué)相互配合,相輔相成

理論教學(xué)和實踐教學(xué)有著非常密切的關(guān)系,實踐教學(xué)中的許多現(xiàn)象都來自對應(yīng)的理論知識,而理論知識所帶來的問題和線索則是來自實踐教學(xué),因此,這兩部分教學(xué)的教員需要相互配合、共同施訓(xùn),把學(xué)員帶入一個豐富多彩的知識海洋,對各種生澀的理論知識有著非常生動的理解和印象,對其將來進一步的學(xué)習(xí)和事業(yè)的發(fā)展有著非常重要的作用。

3.3建立一套科學(xué)合理的管理規(guī)章制度

在實踐教學(xué)中,必須針對學(xué)員、實驗課教員和實驗室負責(zé)人員建立一套科學(xué)合理的管理規(guī)章制度,確保相關(guān)教學(xué)工作和管理工作順利展開,減少了實驗設(shè)備由于人為而產(chǎn)生的損壞率。如學(xué)員實驗守則、實驗員工作守則、儀器設(shè)備管理制度等,達到教學(xué)管理的規(guī)范化和制度化,為學(xué)員提供了一個良好的實踐學(xué)習(xí)環(huán)境。

4結(jié)束語

由于計算機硬件“實踐驅(qū)動式”教學(xué)體系已經(jīng)在“計算機硬件基礎(chǔ)”課程中進行了試點,并獲得了很好的效果,如果能把此教學(xué)體系的核心思想充分地實踐到計算機硬件類課程的實際教學(xué)工作中,將會大大地提高其課程的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果,從而非常有利于軍校學(xué)員綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和提高,因此,計算機硬件“實踐驅(qū)動式”教學(xué)體系的建立是可行的,也是急需的和重要的。

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Some Ideas of Building Practice Driving Teaching System of Computer Hardware

WANG Jing, YAO Wang-sheng, FANG Kun, SHI Bei-lei

(Department of Computer Technology, Electronic Engineering School, Naval University of Engineering, Wuhan 430033, China)

Abstract: According to the abuse and problem in teaching process of computer hardware, some ideas of building practice driving teaching system of computer hardware is given in this essay. Through adopting the opening environment of experiment teaching, the practice driving teaching pattern, the heuristic teaching method based on problem oriented, and the assessing way which theory pays equal attention to practice, the integrative diathesis and innovation ability of military academy students is trained and enhanced roundly, and the teaching quality will be improved.

Key words: computer hardware; practice driving; problem oriented