基于CDIO模式的計算機組裝與維護教學研究

蔡恒 高艷芬 生龍

摘要：《計算機組裝與維護》是一門理論與實踐并重的課程，特別注重學生實踐能力的培養(yǎng)，而傳統(tǒng)的教學模式已經不能滿足課程教學需求。本文首先闡述CDIO工程教育模式的概念及理念，再對傳統(tǒng)教學模式存在的問題進行分析，結合CDIO模式進行課程教學改革，有效地激發(fā)學生學習的熱情，取得了很好的教學效果。

關鍵詞：計算機;實踐;CDIO;教學改革

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2015）46-0167-02

一、引言

CDIO模式是由美國麻省理工學院等高校所組成的跨國研究組織所創(chuàng)立的工程教育理念，CDIO是由產品生命周期上的四個環(huán)節(jié)：構思（Conceive）、設計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運作（Operate）作為的載體開展教學和實踐活動。[1]在教學過程中要求學生結合實際工程項目內容進行學習，把工程訓練過程融入到課程教學中，圍繞項目實施進行教學和實踐設計，把多門理論課程通過項目聯(lián)系起來，將課程理論與實踐操作相結合，培養(yǎng)學生綜合學習能力。CDIO模式的教育理念和體系，是當前工程教育領域的發(fā)展趨勢，在工程類院校具有很好的推廣示范作用?！队嬎銠C組裝與維護》是一門實踐性很強的課程，要求學生在學習過程中實際進行動手操作，本文重點研究將CDIO工程教育模式引入到《計算機組裝與維護》課程中，進行教學改革，提升教學質量。

二、課程現(xiàn)狀與存在的問題

《計算機組裝與維護》是計算機類專業(yè)必修的專業(yè)基礎課程，教學方法基本采用課上講授理論知識，再進實驗室進行實驗操作完成驗證過程的傳統(tǒng)教學方法?！队嬎銠C組裝與維護》是一門理論與實踐并重的課程，需要學生掌握組裝與維護的知識并能熟練完成相應的操作，以及對計算機常見故障的診斷和處理能力的培養(yǎng)，這靠傳統(tǒng)的教學方法已經無法滿足。傳統(tǒng)教學方法下的《計算機組裝與維護》課程主要存在以下問題：

1.計算機技術更新速度快，課程教材內容相對滯后，無法跟上計算機技術的高速發(fā)展。缺乏當前主流硬件產品的相關內容，計算機領域的新技術、新產品等內容涉及較少或基本沒有。

2.理論與實踐環(huán)節(jié)結合不夠緊密，課上理論課下實驗的教學方法，使理論與實踐產生脫節(jié)，影響學生學習效果。

3.教學方式單一，沒有根據(jù)教學過程中不同的技術內容進行教學設計，無法充分引導學生學習。

4.以講授為主的教學方法，學生始終處于被動學習狀態(tài)，教學效果不夠理想。

5.考核方式以試卷為主，對實踐操作環(huán)節(jié)重視程度不夠，無法體現(xiàn)學生對課程內容的真正掌握程度。[2]

近幾年來雖然進行了相關的教育教學改革，采用了一些新的教學模式和教學方法，但教學效果提升有限，沒有從根本上改變課程教學效果不理想的情況。因此，引入CDIO工程教育模式對《計算機組裝與維護》課程的教學改革有重要的現(xiàn)實意義。

三、CDIO模式在課程教學改革中的應用

將CDIO模式引入到《計算機組裝與維護》課程教學中，主要目的是為了加深學生對專業(yè)理論知識的理解和培養(yǎng)學生的實踐動手能力。針對傳統(tǒng)教學方式中存在的問題，具體改革措施如下：

1.計算機技術發(fā)展很快，很多新技術、新產品在教材中涉及較少，這就需要任課教師整理收集相關資料，將這些內容制作成多媒體課件，作為教材講授知識的補充，加強學生對計算機專業(yè)技術及相關應用方面的了解。購置一些計算機技術方面的新產品作為教具在課上展示，如：KINECT體感控制器、3D顯示設備等，既可以開拓學生的視野，又可以提升學生對計算機專業(yè)技術的學習興趣。要求任課教師掌握計算機發(fā)展趨勢，隨時把新技術、新產品更新到教學內容中，保證教學內容的新穎性和實用性。

2.打破傳統(tǒng)教學過程中理論教學與實踐教學分離的模式。比如在講解CPU主頻的課程內容中，頻率對計算機性能的影響，只是擺出幾組對比數(shù)據(jù)給學生看，學生很難理解不同年代、不同頻率的CPU在性能上的差異具體有多少。像這樣的課程內容就安排適合在實驗室進行講授，實現(xiàn)邊學邊做的教學模式，使講解、演示、實踐操作成為一個整體，教師在講解并進行操作的過程中，學生可完成同步操作，在激發(fā)了學生的學習興趣的同時，教學效果也得到了顯著的提高。

3.合理設計教學項目，針對不同的知識點，要進行相應的方案設計。在每個教學單元內用項目引導學生，通過完成項目來學習相關理論知識，將原有被動的聽課學習變?yōu)橐詫嵺`操作為主的主動學習，對相關技術知識的學習更加深入、系統(tǒng)。

4.考核也應理論與實踐并重，除了以試卷的形式考查學生對理論知識的掌握程度外，對課程中每個實踐項目操作過程及完成情況對學生進行評價，加強實踐環(huán)節(jié)考核的比重，最終成績與每次項目完成情況相關聯(lián)，使學生認識到不能靠期末突擊復習，而是要認真上好每一次課，認真完成每一個項目。學生在課程學習完成時能真正掌握相關技術知識，避免出現(xiàn)只會空談理論不會動手操作的高分低能型“人才”。[3]

下面介紹一個課程實訓項目實例：CPU超頻測試和計算機性能對比測試

這個課程實訓項目的目的是通過對CPU進行超頻測試讓學生學習CPU主頻對計算機性能的影響以及主頻、倍頻、外頻之間的關系，學習BIOS基本設置方法，認識計算機構成，測試、比較不同年代的計算機性能，并分析造成性能差異的主要原因。測試軟件分別使用Super PI、Everest和HDTunePro，其中Super PI用來測試CPU完成π的100萬位計算所花費的時間，時間越短表示CPU性能越好;Everest可以用來測試CPU和內存的性能，得分越高性能越好;HDTunePro用來測試硬盤讀取速度，數(shù)值越高越好。

課程實訓項目操作步驟是先進行BIOS設置，記錄在分別超頻0%、10%、20%、30%、40%情況下，計算機性能的變化情況，并分析原因;然后2008、2011和2014年3個時間節(jié)點的主流計算機硬件，進行性能測試，比較并分析整體性能提升的主要原因，以及主要部件發(fā)展的快慢和制約整體性能提升的瓶頸。分析測試所得數(shù)據(jù)并解答以下問題：

1.超頻對哪些器件性能提升較大，對哪些器件性能提升較小或是沒有提升，為什么？

2.影響超頻穩(wěn)定性的主要因素有哪些？

3.近幾年計算機哪些器件性能提升較大，哪些器件性能提升較小，為什么？

4.影響計算機性能的主要因素是什么，計算機系統(tǒng)的瓶頸在哪里？

通過完成該實訓項目，在項目中對這些數(shù)據(jù)的測試及分析，學生可以認識到CPU主頻對計算機性能的影響，超頻在帶來性能提升的同時也會使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，會引起死機、藍屏（超頻約30%）甚至無法開機（超頻約40%）的情況;并可了解近些年計算機硬件的發(fā)展情況及發(fā)展趨勢。在實踐操作中完成這些知識點的學習，學生對計算機性能的認識更為直觀，對知識的學習更深入，掌握更牢固。

四、結語

根據(jù)《計算機組裝與維護》課程理論與實踐并重的特點，結合CDIO工程教育模式通過對課程內容、教學方法、教學資源等方面的改革與實踐，取得了較好的教學效果。實踐表明，運用CDIO模式合理進行教學項目設計可以更好地激發(fā)學生學習的熱情，提高自主學習的能力，提高他們將理論運用到實踐中的能力，特點是對學生綜合素質有較大的提升。運用CDIO模式的課程教學改革還將繼續(xù)進行下去，并可在相關專業(yè)課程中進行應用推廣。

參考文獻：

[1]李竹林，張根耀，王文發(fā)，許淳.基于CDIO的計算機專業(yè)課程教學改革與效果分析[J].計算機教育，2014，（16）：64-66.

[2]李珍香.基于CDIO模式的計算機硬件課程群實驗教學[J].計算機教育，2015，（1）：61-64.

[3]何穎.基于CDIO模式的計算機硬件系列課程的改革與實踐[J].科技信息，2013，（26）：287-288.