《計(jì)算機(jī)維護(hù)》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究

羅衛(wèi)敏，劉井波，熊 江，陳曉峰

《計(jì)算機(jī)維護(hù)》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究

羅衛(wèi)敏，劉井波，熊 江，陳曉峰

（重慶三峽學(xué)院，計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院，重慶 萬(wàn)州 404000）

《計(jì)算機(jī)維護(hù)》課程實(shí)踐性較強(qiáng)，其課程特點(diǎn)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)不易開(kāi)展，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果較差。文中從實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目規(guī)劃、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)施、虛擬平臺(tái)搭建和教學(xué)手段改進(jìn)四個(gè)方面，對(duì)《計(jì)算機(jī)維護(hù)》課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了研究。實(shí)踐表明，改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果顯著，學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)故障的分析和解決能力得到顯著提高。

計(jì)算機(jī)維護(hù)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；虛擬平臺(tái)；故障重現(xiàn)

計(jì)算機(jī)維護(hù)課程是計(jì)算機(jī)專業(yè)本科必修課程，該課程實(shí)踐性很強(qiáng)，要求學(xué)生能有效解決復(fù)雜的計(jì)算機(jī)故障，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)提出了較高要求。計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)大學(xué)生計(jì)算機(jī)基本素質(zhì)的重要手段，其目的是通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作，傳授計(jì)算機(jī)基本知識(shí)與技能，使學(xué)生加深對(duì)所學(xué)知識(shí)與技能的理解［1］。在計(jì)算機(jī)維護(hù)課程現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，存在以下三個(gè)突出問(wèn)題：

1）實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容逐步偏離實(shí)際環(huán)境，不利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目偏向于硬件調(diào)試、系統(tǒng)安裝和維護(hù)軟件使用，而目前硬件制作工藝的提高和系統(tǒng)安裝的簡(jiǎn)單化，使得硬件設(shè)置和調(diào)試，以及操作系統(tǒng)安裝失去了普遍意義，計(jì)算機(jī)故障目前主要轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)丟失、網(wǎng)絡(luò)故障和計(jì)算機(jī)病毒三個(gè)方面。

2）實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)為主，不利于學(xué)生實(shí)踐技能的提高。驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生對(duì)教師提出的解決方案進(jìn)行驗(yàn)證，目標(biāo)單一，缺乏對(duì)復(fù)雜計(jì)算機(jī)故障的深入分析和理解，學(xué)生的故障分析能力和處理能力得不到有效提高。

3）實(shí)驗(yàn)環(huán)境的缺乏，阻礙了學(xué)生求知探索的精神和實(shí)踐的熱情。計(jì)算機(jī)維護(hù)課程不同于其他計(jì)算機(jī)類課程，需要在故障處理中鍛煉和熟悉維護(hù)技能，而無(wú)法保存的計(jì)算機(jī)故障使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)無(wú)故障可供處理，教學(xué)效果很差。

本文從實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目規(guī)劃、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)施、虛擬平臺(tái)搭建和教學(xué)手段改進(jìn)四個(gè)方面，對(duì)計(jì)算機(jī)維護(hù)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了探索。

1 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的規(guī)劃

實(shí)驗(yàn)教學(xué)既要涵蓋理論課堂知識(shí)，又要將理論知識(shí)融入實(shí)踐，這就要求實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的規(guī)劃既要滿足教學(xué)目標(biāo)，也要符合實(shí)際操作性和學(xué)生興趣點(diǎn)。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)多為具體的理論課程服務(wù)而沒(méi)有形成體系且優(yōu)化程度低，部分實(shí)驗(yàn)教學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)不明確或教學(xué)內(nèi)容與培養(yǎng)目標(biāo)脫節(jié)［2］。計(jì)算機(jī)維護(hù)課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的規(guī)劃和建立，必須考慮軟硬件的快速發(fā)展，由于制造工藝的不斷提高，計(jì)算機(jī)硬件故障率越來(lái)越低，硬件維修由元件級(jí)維修轉(zhuǎn)向板級(jí)維修，而系統(tǒng)軟件和普通軟件的安裝日益簡(jiǎn)便，新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目需要對(duì)硬件處理和操作系統(tǒng)安裝兩個(gè)部分進(jìn)行清理和整合。當(dāng)前，網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)成為用戶非常注重的方面，而通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳播的計(jì)算機(jī)病毒等惡意程序嚴(yán)重威脅計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定，用戶個(gè)人數(shù)據(jù)的保護(hù)與恢復(fù)成為計(jì)算機(jī)維護(hù)的重中之重?？紤]到上述因素，新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目加大數(shù)據(jù)恢復(fù)、網(wǎng)絡(luò)和病毒的實(shí)驗(yàn)課時(shí)比例，將整個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)劃分成硬件認(rèn)知、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)恢復(fù)、網(wǎng)絡(luò)修復(fù)、病毒處理五大版塊，共10個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。其中，驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)1個(gè)、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)5個(gè)、綜合型實(shí)驗(yàn)4個(gè)，實(shí)驗(yàn)的廣度和深度得到提高，對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力提出了較高的要求。具體的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分布和內(nèi)容見(jiàn)表1。

表1 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目表

2 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容的交叉引用

為了便于開(kāi)展教學(xué)，實(shí)施的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目體現(xiàn)了知識(shí)由易到難的一般性過(guò)程，具體以項(xiàng)目為基本模塊依次教學(xué)。計(jì)算機(jī)維護(hù)課程有其特殊性，若是在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中僅僅關(guān)注本次實(shí)驗(yàn)的基本內(nèi)容，必然導(dǎo)致學(xué)生處理計(jì)算機(jī)故障的孤立和僵化，無(wú)法掌握真實(shí)有效的故障處理技能。從圖1可以看出，計(jì)算機(jī)故障錯(cuò)綜復(fù)雜，不僅同一個(gè)故障可能表現(xiàn)不同的現(xiàn)象，不同故障也可能表現(xiàn)成相同現(xiàn)象［3］。面對(duì)復(fù)雜多變的計(jì)算機(jī)故障，如果在教學(xué)過(guò)程中各實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容之間沒(méi)有交叉，學(xué)生必然面臨兩個(gè)問(wèn)題：

1）無(wú)法有效聯(lián)系各種故障的原因和現(xiàn)象。孤立地開(kāi)展實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生只會(huì)孤立地理解本次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。例如，注冊(cè)表操作一般只涉及注冊(cè)表的備份、設(shè)置權(quán)限和鍵值修改等，如果不引入硬件故障、病毒干擾等相關(guān)知識(shí)，學(xué)生只會(huì)操作注冊(cè)表，至于什么情況下考慮注冊(cè)表問(wèn)題、應(yīng)該關(guān)注注冊(cè)表哪個(gè)地方，學(xué)生并不清楚，從而無(wú)法有效掌握注冊(cè)表操作技能。

2）知其然不知其所以然。例如，操作系統(tǒng)安裝時(shí)的硬盤分區(qū)操作，給硬盤主引導(dǎo)記錄和分區(qū)引導(dǎo)記錄帶來(lái)何種影響？病毒如何隱藏或破壞硬盤數(shù)據(jù)？如何在殺毒軟件失效的情況下恢復(fù)數(shù)據(jù)？

圖1 計(jì)算機(jī)故障與故障現(xiàn)象對(duì)應(yīng)圖

忽視這兩個(gè)問(wèn)題帶來(lái)的影響，必然導(dǎo)致學(xué)生僅僅根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容去掌握相關(guān)維護(hù)軟件的使用，面對(duì)復(fù)雜的故障無(wú)法準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)，特別在維護(hù)軟件失效時(shí)，無(wú)法自行動(dòng)手解決故障。

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容的交叉引用，實(shí)質(zhì)是將計(jì)算機(jī)故障始終作為一個(gè)統(tǒng)一的整體，有機(jī)地統(tǒng)一教學(xué)中分散的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不再孤立開(kāi)展，保證前后實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相互關(guān)聯(lián)。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目交叉引用對(duì)教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)組織提出了較高的要求，除了要保證學(xué)生掌握本次實(shí)驗(yàn)的基本內(nèi)容，還要通過(guò)各種故障案例引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)放思維，迫使學(xué)生勇于探索，從研究過(guò)程中強(qiáng)化思維訓(xùn)練［4］，從各個(gè)方面對(duì)計(jì)算機(jī)故障進(jìn)行探討和解決。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的交叉引用有效促進(jìn)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，學(xué)生必須通過(guò)自主有效的復(fù)習(xí)和預(yù)習(xí)，全面掌握相關(guān)的知識(shí)和技能，才能靈活處理復(fù)雜的計(jì)算機(jī)故障。

3 虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

在計(jì)算機(jī)維護(hù)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)非常欠缺，主要體現(xiàn)在硬件組裝和故障處理兩個(gè)方面。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重點(diǎn)在于實(shí)踐的有效開(kāi)展，學(xué)生只有在實(shí)踐中才能真正有效掌握相關(guān)技能。引入案例驅(qū)動(dòng)教學(xué)，僅僅注重介紹故障的分析和解決過(guò)程是不夠的，重點(diǎn)還需要學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)踐，才能讓學(xué)生真正掌握相應(yīng)技能，為此我們正在逐步建立和完善虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

不斷成熟的虛擬技術(shù)可以解決硬件資源有限、操作復(fù)雜的問(wèn)題，虛擬化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)引入實(shí)驗(yàn)室可以對(duì)教學(xué)和科研起到良好的促進(jìn)作用［5］。計(jì)算機(jī)維護(hù)課程的虛擬平臺(tái)搭建分兩個(gè)方面：1）搭建硬件組裝虛擬平臺(tái)，由于硬件組裝容易對(duì)配件產(chǎn)生破壞，同時(shí)硬件更新?lián)Q代太快，實(shí)驗(yàn)室淘汰的和現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)硬件無(wú)法滿足教學(xué)需求，也無(wú)法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。正在建立的硬件組裝虛擬平臺(tái)，通過(guò)3D圖片的展示和選擇，學(xué)生可以掌握主流硬件的外形和接口，清楚硬件的安裝步驟，避免硬件安裝過(guò)程中的錯(cuò)誤。2）搭建故障實(shí)例虛擬平臺(tái)，主要通過(guò)虛擬機(jī)實(shí)例的創(chuàng)建，讓學(xué)生在虛擬機(jī)中實(shí)地分析和解決故障。故障實(shí)例虛擬平臺(tái)可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的要求，提供給學(xué)生多個(gè)不同的故障實(shí)例進(jìn)行操作，使學(xué)生真正有故障可以操作。特別對(duì)于某些軟件故障和計(jì)算機(jī)病毒來(lái)說(shuō)，虛擬機(jī)明顯比真實(shí)主機(jī)要安全可行得多。

4 實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段改革

優(yōu)化設(shè)計(jì)的教學(xué)手段可以更好地使學(xué)生掌握知識(shí)和提升實(shí)驗(yàn)技能。在計(jì)算機(jī)維護(hù)課程中，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段主要采用內(nèi)容講解和實(shí)驗(yàn)步驟演示，指導(dǎo)學(xué)生驗(yàn)證維護(hù)軟件的使用。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段單一枯燥，學(xué)生并不清楚面對(duì)真正的故障時(shí)，應(yīng)該以何種方式去排除故障，在故障處理過(guò)程中應(yīng)該采用何種適當(dāng)?shù)木S護(hù)軟件。在計(jì)算機(jī)維護(hù)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，逐步引入案例驅(qū)動(dòng)和故障重現(xiàn)兩種實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，既調(diào)動(dòng)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性，也切實(shí)提高了學(xué)生處理計(jì)算機(jī)故障的實(shí)際動(dòng)手能力。

4.1 案例驅(qū)動(dòng)教學(xué)

案例教學(xué)法采用“案例—理論—概念”的教學(xué)模式，通過(guò)對(duì)具體實(shí)例的演示和講解，讓學(xué)生對(duì)案例進(jìn)行分析討論，充分表達(dá)自己的見(jiàn)解，以達(dá)到高層次認(rèn)知學(xué)習(xí)目標(biāo)的一種啟發(fā)式教學(xué)法［6］。如果僅僅在實(shí)驗(yàn)課講授維護(hù)軟件的使用，學(xué)生只能機(jī)械掌握軟件的使用方法，無(wú)法理解軟件的使用時(shí)機(jī)。計(jì)算機(jī)故障復(fù)雜多變，故障的現(xiàn)象與原因呈現(xiàn)多對(duì)多的關(guān)系?；诎咐?qū)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師引入典型的故障案例，引導(dǎo)學(xué)生有針對(duì)性地思考、分析、討論故障定位和解決方法，在過(guò)程中開(kāi)拓學(xué)生思路，使之在面對(duì)實(shí)際故障時(shí)，能正確思考故障原因，從復(fù)雜的故障現(xiàn)象中準(zhǔn)確快速定位故障點(diǎn)，熟練運(yùn)用適當(dāng)?shù)木S護(hù)工具，謹(jǐn)慎地處理故障。

基于案例驅(qū)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)在開(kāi)展時(shí)，要注意以下四個(gè)方面：1）故障案例的選取要有典型性，既要體現(xiàn)故障的復(fù)雜性，又要突出本次實(shí)驗(yàn)的中心內(nèi)容，好的案例能有效激發(fā)學(xué)生的參與熱情并為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)提供廣闊的天地［7］；2）案例的講解和實(shí)踐應(yīng)由淺入深地進(jìn)行，難度逐步提高，既要吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又要避免實(shí)踐難度過(guò)高打擊學(xué)生積極性；3）案例的分析討論要引入其他實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的相關(guān)知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生全面地思考故障原因和解決方法；4）歸納總結(jié)每個(gè)案例，幫助學(xué)生理清思路，指出案例中故障處理時(shí)容易遺漏和出錯(cuò)的地方。

4.2 故障的重現(xiàn)

計(jì)算機(jī)維護(hù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要難點(diǎn)在于掌握相關(guān)的維護(hù)知識(shí)容易，實(shí)際分析處理故障困難。計(jì)算機(jī)故障的出現(xiàn)是隨機(jī)性的，與用戶操作、病毒攻擊、設(shè)備損毀等有關(guān)。故障實(shí)例虛擬平臺(tái)的提供，雖然可以在一定程度上解決學(xué)生實(shí)驗(yàn)無(wú)故障處理的困境，但虛擬機(jī)畢竟不能等同真實(shí)主機(jī)。故障重現(xiàn)要求學(xué)生在解決故障的同時(shí)，也要學(xué)會(huì)制造故障。在真實(shí)主機(jī)環(huán)境中，故障重現(xiàn)可以讓學(xué)生深刻理解故障原理，不僅知道故障如何產(chǎn)生，也清楚故障發(fā)生時(shí)的現(xiàn)象，通過(guò)反向操作，加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。

開(kāi)展故障重現(xiàn)時(shí)，要求學(xué)生兩人一組，針對(duì)本次實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的內(nèi)容，在主機(jī)上制造故障，然后雙方交換主機(jī)，恢復(fù)主機(jī)的正常運(yùn)行，具體流程如下：1）教師根據(jù)本次實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容，劃定制造故障的范圍；2）學(xué)生圍繞故障范圍，自行針對(duì)不同的文件、設(shè)置點(diǎn)等對(duì)象在主機(jī)上制造故障；3）學(xué)生向同組同學(xué)介紹當(dāng)前主機(jī)故障現(xiàn)象；4）學(xué)生交換主機(jī)，分析并解決故障；5）學(xué)生交換主機(jī)，檢查故障是否已被解決；6）教師總結(jié)操作的經(jīng)驗(yàn)和失誤。

5 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐表明，新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目在兼顧硬件和軟件兩類故障的同時(shí)，更加突出了軟件故障的地位，體現(xiàn)了當(dāng)前環(huán)境下計(jì)算機(jī)維護(hù)課程的重點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的交叉引用，虛擬平臺(tái)的建設(shè)與使用，以及兩種教學(xué)手段的開(kāi)展，重視學(xué)生的實(shí)踐操作，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生普遍反映實(shí)驗(yàn)課緊密聯(lián)系理論課堂知識(shí)，故障分析解決能力切實(shí)得到提高，教學(xué)效果得到明顯改善。

［1］於曉明，沈安東.計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探索與實(shí)踐［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2010，29（4）：83－85.

［2］張洪田，孟上九，秦進(jìn)平，等.應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系的探索與實(shí)踐［J］.中國(guó)高教研究，2008（2）：86－88.

［3］劉遠(yuǎn)東.“計(jì)算機(jī)維護(hù)與維修”國(guó)家精品課程網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)［J］.電化教育研究，2008（11）：77－82.

［4］陳杰華，戴麗娟.以培養(yǎng)計(jì)算思維為核心的程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)［J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2011，28（1）：125－127.

［5］王柯柯，李恬，崔貫勛，等.地方高校計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探討［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2011，30（7）：232－235.

［6］彭晏飛，沈?qū)W利，張全貴.計(jì)算機(jī)軟件系列課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究與實(shí)踐［J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2012，29（4）：173－175.

［7］陳福松.案例教學(xué)與創(chuàng)新型人才培養(yǎng)［J］.揚(yáng)州大學(xué)學(xué)報(bào)：高教研究版.2009，13（5）：81－83.

Study on the Experimental Teaching of Computer Maintenance Course

LUOWeimin，LIU Jingbo，XIONG Jiang，CHEN Xiaofeng
（School of Computer Science and Engineering，Chongqing Three Gorges University，Wanzhou 404000，China）

The characteristics of computermaintenance course are of practice，which results in that the experimental teaching is not easy to be implemented.The effect of traditional experimental teaching is bad to some extent.In this paper，the experimental teaching of computermaintenance course is studied from four sides：the planning of experimental project，the implementation of experimental project，the building of virtual platform and the improving of teachingmethod.Themeansures ofnew experimental teaching are put into practice，and the results show that the effect of the improved experimental teaching is better than before.The abilities of the students to analyze and solve the computer fault are improved obviously.

computermaintenance；experiment teaching；experiment project；virtual platform；failure reproduction

G642.423；TP39

A

10.3969/j.issn.1672－4550.2014.05.042

2013－09－02

重慶三峽學(xué)院教改基金資助項(xiàng)目（JG120659）。

羅衛(wèi)敏（1977－），男，碩士，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，研究方向：網(wǎng)絡(luò)安全，實(shí)驗(yàn)教學(xué)。