關(guān)于計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)室改革發(fā)展的幾點(diǎn)思考

李慶懌

江蘇海洋大學(xué)，江蘇連云港 222337

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室是高校計(jì)算機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)踐類(lèi)課程的重要場(chǎng)所，承擔(dān)著許多課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的任務(wù)，使用頻率很高。而計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)室是高校計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室的重要組成部分，具有設(shè)備眾多、復(fù)雜度高和維護(hù)難度大等一系列特征。因此，如何科學(xué)規(guī)范地管理好實(shí)驗(yàn)室，以更好地服務(wù)師生，顯得尤為重要。

1 計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)室的使用、管理和教學(xué)現(xiàn)狀

目前，我國(guó)大多數(shù)院校進(jìn)行的計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)，都還存在著一些問(wèn)題。這些問(wèn)題的出現(xiàn)，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量與效率都受到了一定的影響，問(wèn)題主要體現(xiàn)以下幾個(gè)方面：

1.1 硬件實(shí)驗(yàn)室的管理

從計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理的角度看，硬件實(shí)驗(yàn)與軟件實(shí)驗(yàn)相比較顯得相對(duì)復(fù)雜些。計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)需要根據(jù)不同的課程和不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目準(zhǔn)備相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)工具、實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)，由于硬件線路的拆裝有時(shí)會(huì)造成實(shí)驗(yàn)設(shè)備的損壞，因此，實(shí)驗(yàn)時(shí)間的安排也需要多加考慮，以保證每次實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛞淮涡酝瓿?。因此，在?jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生規(guī)模較大的院校，硬件實(shí)驗(yàn)室的管理需要足夠的重視。

1.2 硬件實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)內(nèi)容

硬件實(shí)驗(yàn)室作為計(jì)算機(jī)工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室，承擔(dān)著計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、網(wǎng)絡(luò)工程等專(zhuān)業(yè)的硬件技術(shù)基礎(chǔ)課、專(zhuān)業(yè)課的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，還承擔(dān)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等的教學(xué)任務(wù)。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，改革過(guò)去傳統(tǒng)的以驗(yàn)證性為主的實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段、方法和落后的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以增加設(shè)計(jì)性、綜合性、開(kāi)放性和系統(tǒng)性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力的訓(xùn)練，注重“上手快、后勁足”的培養(yǎng)目標(biāo)，注重創(chuàng)新能力的培養(yǎng)已勢(shì)在必行。

1.3 硬件實(shí)驗(yàn)課時(shí)的安排

目前大部分計(jì)算機(jī)硬件類(lèi)課程都把實(shí)驗(yàn)課看成輔助教學(xué)，由于實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)安排較少，導(dǎo)致硬件實(shí)驗(yàn)課程中有許多的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目難以完整的呈現(xiàn)在課堂上。就目前的狀況來(lái)看，這一問(wèn)題使得學(xué)生的學(xué)習(xí)變得困難，學(xué)生的實(shí)踐操作能力的提升相應(yīng)的影響。

1.4 硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考核方式

目前，計(jì)算機(jī)硬件相關(guān)課程的實(shí)驗(yàn)課不進(jìn)行獨(dú)立的考核，實(shí)驗(yàn)課時(shí)作為課程總學(xué)時(shí)的一部分，最后折合成平時(shí)成績(jī)的一部分，最終仍然以期末考試成績(jī)?yōu)橹?，而沒(méi)有從學(xué)生的過(guò)程性學(xué)習(xí)層面出發(fā)。計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)中重理論而輕實(shí)踐的現(xiàn)象也比較突出，不能有效突出學(xué)生實(shí)踐能力，這就必然會(huì)影響學(xué)生未來(lái)的發(fā)展。

2 計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)室的管理改革措施

目前我們學(xué)院開(kāi)設(shè)的硬件類(lèi)課程有計(jì)算機(jī)組成原理、微機(jī)原理與接口、單片機(jī)技術(shù)、嵌入式等課程，實(shí)驗(yàn)室配備的設(shè)備包含有微機(jī)、硬件實(shí)驗(yàn)箱、示波器、萬(wàn)用表等設(shè)備。另外還安裝有投影機(jī)、白板等教學(xué)設(shè)施。另配備儲(chǔ)物柜，用于存放微機(jī)配件、實(shí)驗(yàn)箱所配套的實(shí)驗(yàn)?zāi)K、示波器表筆、電子元器件等物品。為了更好地服務(wù)師生，為教學(xué)活動(dòng)的大力開(kāi)展提供有力的保障，筆者結(jié)合自身管理實(shí)驗(yàn)室的體會(huì)，就此提出以下措施。

2.1 網(wǎng)絡(luò)維護(hù)

網(wǎng)絡(luò)維護(hù)方面相對(duì)簡(jiǎn)單，定期檢查交換機(jī)和網(wǎng)線，出現(xiàn)水晶頭金屬觸點(diǎn)氧化，則水晶頭需要重新制作，提高網(wǎng)絡(luò)可靠性。

2.2 設(shè)備維護(hù)

實(shí)驗(yàn)室的硬件設(shè)備必須進(jìn)行定期維護(hù)，以保證硬件設(shè)備的正常使用，并保障硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)的正常開(kāi)展，實(shí)驗(yàn)室采取定期維護(hù)與隨機(jī)維護(hù)相結(jié)合的管理策略。定期維護(hù)是實(shí)驗(yàn)室管理人員根據(jù)每學(xué)期的實(shí)驗(yàn)課程安排情況合理安排固定時(shí)間進(jìn)行維護(hù)；隨機(jī)維護(hù)則是根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備使用情況，對(duì)隨時(shí)出現(xiàn)故障、影響使用的設(shè)備進(jìn)行排查維護(hù)。

2.3 期末大檢修

在每學(xué)期實(shí)驗(yàn)課程結(jié)束后，安排一次大檢修，對(duì)軟硬件設(shè)備進(jìn)行全面檢查、故障排查和維護(hù)。結(jié)合期末全面檢修及下學(xué)期本實(shí)驗(yàn)室課程開(kāi)設(shè)情況，利用期末時(shí)間申購(gòu)備用件，如微機(jī)硬盤(pán)、電源、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等部件，實(shí)驗(yàn)箱用的電子元器件、芯片，示波器表筆等，以便維修時(shí)使用更換。對(duì)于檢修難度大的設(shè)備盡快送廠家維修，確保下學(xué)期的實(shí)驗(yàn)教學(xué)正常進(jìn)行。

3 計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革設(shè)想

針對(duì)當(dāng)前計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)的現(xiàn)狀，以培養(yǎng)學(xué)生“上手快，后勁足”為目標(biāo)，改革先行實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的弊端，筆者提出以下改革措施，擬在于提高計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量，為社會(huì)輸送更好更多的人才。

3.1 改革實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)為出發(fā)點(diǎn)，理論聯(lián)系實(shí)際，以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性為目標(biāo)，可以考慮通過(guò)增加綜合類(lèi)實(shí)驗(yàn)來(lái)提高學(xué)生的動(dòng)手能力，提高學(xué)生綜合實(shí)踐能力和應(yīng)用能力。另外，增加選做類(lèi)實(shí)驗(yàn)，這樣學(xué)生就可以根據(jù)自己的興趣愛(ài)好選擇自己感興趣的實(shí)驗(yàn)。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面，建議對(duì)實(shí)驗(yàn)分類(lèi)，將實(shí)驗(yàn)分為五個(gè)層次：演示性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和探索性實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建多級(jí)實(shí)驗(yàn)體系。演示性實(shí)驗(yàn)是在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前由指導(dǎo)老師先進(jìn)行演示，同時(shí)講解實(shí)驗(yàn)原理和步驟，加深對(duì)課本知識(shí)的理解；驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)是為了強(qiáng)化理論知識(shí)的理解；設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)是為了培養(yǎng)硬件電路設(shè)計(jì)和調(diào)試能力；綜合型實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)是使學(xué)生掌握綜合應(yīng)用軟硬件的技能；探索性實(shí)驗(yàn)是為了培養(yǎng)學(xué)生分析、判斷和解決實(shí)際問(wèn)題方法和能力。通過(guò)這五個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)，以加強(qiáng)學(xué)生從基礎(chǔ)到應(yīng)用、從探索實(shí)踐到創(chuàng)新能力的層次化培養(yǎng)全過(guò)程。

3.2 改善硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境

在當(dāng)前新的教學(xué)改革背景下，計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)就要從良好教學(xué)環(huán)境的營(yíng)造方面加強(qiáng)重視，計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)不只是安裝軟件開(kāi)發(fā)和應(yīng)用平臺(tái)，對(duì)硬件邏輯器件的認(rèn)知也是必需的，因此，建立良好的計(jì)算機(jī)軟硬件實(shí)驗(yàn)環(huán)境是基礎(chǔ)。比如在計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)中，傳統(tǒng)是通過(guò)單純數(shù)字邏輯驗(yàn)證平臺(tái)實(shí)驗(yàn)，這樣的實(shí)驗(yàn)方式本來(lái)就比較單一，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)流程指導(dǎo)順序操作比較僵化，缺少對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力提升的空間。因此，需要從基礎(chǔ)硬件課程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)層面加強(qiáng)重視，為提高學(xué)生的實(shí)踐能力以及創(chuàng)新能力。

在硬件實(shí)驗(yàn)室建設(shè)上，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的需要及新技術(shù)的發(fā)展來(lái)定期制定設(shè)備購(gòu)置計(jì)劃，讓學(xué)生及時(shí)用上最先進(jìn)的產(chǎn)品來(lái)適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展。另外，盡量避免出現(xiàn)過(guò)多套數(shù)的硬件實(shí)驗(yàn)設(shè)備共用一間實(shí)驗(yàn)室情況，預(yù)留足夠的空間和時(shí)間來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放。

3.3 加大實(shí)驗(yàn)成績(jī)占比

為了強(qiáng)化計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)的重要性，必需增大實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)诳偝煽?jī)中的比例，將實(shí)驗(yàn)考核進(jìn)一步細(xì)化，根據(jù)方案或?qū)嶒?yàn)結(jié)果的驗(yàn)收、總結(jié)報(bào)告等綜合評(píng)定方法進(jìn)行考評(píng)，最后上機(jī)實(shí)驗(yàn)成績(jī)?yōu)橐粚W(xué)期上機(jī)實(shí)驗(yàn)成績(jī)的平均分。實(shí)驗(yàn)程序驗(yàn)收成績(jī)由指導(dǎo)老師評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)由學(xué)生互評(píng)、教師評(píng)價(jià)和團(tuán)隊(duì)評(píng)委（從學(xué)生中選拔出的優(yōu)秀學(xué)生組成的團(tuán)隊(duì)）得分3 部分構(gòu)成，三者比例一般建議:40%、50%和10%。實(shí)驗(yàn)報(bào)告中除了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容而外，還必須包含實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)和進(jìn)一步思考等內(nèi)容，并且注明小組每個(gè)成員的分工，實(shí)驗(yàn)報(bào)告每人提交一份。

3.4 開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，鼓勵(lì)學(xué)生選修開(kāi)放實(shí)驗(yàn)

針對(duì)課內(nèi)學(xué)時(shí)不足、綜合應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目少、簡(jiǎn)單的驗(yàn)證類(lèi)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目多、無(wú)法增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力的等問(wèn)題,采用開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的補(bǔ)充和拓展。目前，我們學(xué)院已經(jīng)建設(shè)了學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐實(shí)驗(yàn)室，對(duì)學(xué)生進(jìn)行因材施教，尤其是對(duì)動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生，指導(dǎo)他們進(jìn)行一些深層次的實(shí)驗(yàn)研究，輔助有項(xiàng)目的老師完成一些力所能及的工作，并盡可能多給予鼓勵(lì)，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情。

開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)應(yīng)該采用靈活的機(jī)制管理學(xué)生，讓學(xué)生有更充裕的時(shí)間完成實(shí)驗(yàn)，而不再局限于課堂時(shí)間，目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的科研素質(zhì)、提高實(shí)踐動(dòng)手能力，并以此為機(jī)會(huì)鼓勵(lì)學(xué)生多參加各類(lèi)學(xué)科競(jìng)賽，吸引大批學(xué)生投身科研和硬件技術(shù)創(chuàng)新活動(dòng)。開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容應(yīng)該有深度，鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)課外查閱資料等自主學(xué)習(xí)方式學(xué)習(xí)，提出設(shè)想，然后與指導(dǎo)老師進(jìn)行充分的交流，對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果要學(xué)會(huì)分析和觀察，這樣得以加深所學(xué)的理論知識(shí)。

4 結(jié)語(yǔ)

硬件實(shí)驗(yàn)室作為計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室重要的組成部分，承擔(dān)著硬件類(lèi)所有課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)踐類(lèi)課程的實(shí)訓(xùn)。本文僅僅就硬件實(shí)驗(yàn)室的管理、計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)和硬件實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)等方面進(jìn)行了探討，分析了目前存在的問(wèn)題，提出了一些建議和措施，為培養(yǎng)“上手快，后勁足”的人才起了一定的作用。高校的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)對(duì)人才的培養(yǎng)和教學(xué)工作的展開(kāi)影響重大，因此高校應(yīng)該重視實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、重視實(shí)驗(yàn)室的安全管理以及實(shí)驗(yàn)室管理人員的隊(duì)伍建設(shè)。而硬件實(shí)驗(yàn)室的管理是一項(xiàng)嚴(yán)謹(jǐn)而細(xì)致的工作，需要實(shí)驗(yàn)人員不斷學(xué)習(xí)新的管理模式，以更好地服務(wù)師生，保障高校教學(xué)工作的正常運(yùn)作。