非计算机专业“计算机硬件技术基础”课程教学研究

敖志广　吕振辽

文章编号：1672-5913(2009)10-0081-02

摘要：本文介绍了非计算机专业硬件课程的现状和内容的设计情况，探讨了如何在硬件教学中改革教学法和教学手段，培养学生的学习兴趣和动手能力，从而提高学生自主学习，主动分析问题、解决问题的能力，真正达到学有所得，学有所用。

关键词：非计算机专业；硬件教学；引线法；案例教学

中图分类号：G642

文献表示码：B

1引言

“计算机硬件技术基础”课程是工科专业的必修课程，课程的任务是通过对微机的基本组成、工作原理、接口电路及硬件的连接等知识的学习，使学生掌握分析问题、解决问题的方法，结合上机实践，使学生掌握计算机硬件基础知识和简单的硬件设计知识，为培养和提高学生的动手实践能力和以后学习其他计算机知识打下基础。

2硬件课程现状分析及教学内容

2.1现状分析

对于非计算机专业的硬件课程的教学，不同于计算机专业的硬件教学。

(1) 学时较少，任务繁重。本课程内容实际上包括计算机专业的“汇编语言”、“微机原理”和“接口技术”三门课程，虽然是基础的教学，但内容非常多，对于非计算机专业的学生来说要利用较少的学时而面面俱到，学精学透，不可能也不现实，但要想真正的能让学时系统的掌握课程的精华也不能任意的割舍，因此如何精选内容、调动学生积极性显得非常重要。

(2) 基础薄弱，惧怕学习。学习硬件课程之前要求学生掌握电子电路等先修课程，对于非计算机专业的学生来说他们通常只学习了文化基础和C语言，因此基础相对薄弱。学生害怕计算机硬件的学习，书发下来，一翻看内容就对它产生了恐惧的心里，尤其是去打听上届的师兄、师姐，如果以前不及格的学生多，他们会产生心理负担很重，还没学就患得患失，学习的目的就是为了及格，很难去培养学生的分析问题和解决问题能力，更不用说创造能力。

(3) 毫无兴趣，学习无用。学生对于硬件的学习毫无兴趣、枯燥乏味，由于许多硬件知识没有实物对应，比较抽象，逻辑性强，理解起来有一定困难，因为不喜欢，所以不懂，因为不懂，所以更不喜欢，形成了强式恶性循环。硬件更新很快，现在都是奔腾6的时代了，还讲8086/8088，觉得内容陈旧，毫无兴趣。辛辛苦苦学习下来，觉得毫无用处，根本提不起一丁点的兴趣，学文化基础能懂得电脑的操作，学习C语言还能考个计算机等级证书，学了硬件课程，如果以后不从事电子电路设计，没有任何用处，即使从事电子电路设计所有的知识也要从头开始。

为了解决上述问题，必须要精心设计讲课内容，充分调动学生积极性，让学生自己去发现，去学习，必须真正的把授之以鱼改为授人以渔。

2.2内容简介

为了使学生能从应用角度出发，在理论和实践上掌握微机的发展、微机系统的基本组成和工作原理、存储系统的层次结构、汇编语言程序设计以及接口电路的应用，建立微机系统的整体概念，并考虑到学生本身的特点，本课程学时和内容安排如下：

本课程共48学时，其中讲课28学时，上机实验20学时，上机的内容基本上是以汇编语言为主。课程内容包括：计算机基础知识、数字电路基础、中央处理器CPU、存储器、8086汇编语言指令系统、汇编语言程序设计、I/O接口和总线、中断系统、DMA控制器和典型的接口芯片、模数(A/D)和数模(D/A)转换共11章教学内容。课下组织学生去学计算机的组装、当前芯片最新发展技术动向、单片机原理和设计，以作业的形式组织学生学习和研究。对学生能力培养的有如下要求：

(1) 对计算机系统有更完整的认识；

(2) 掌握微型计算机的结构、工作原理及接口知识；

(3) 掌握汇编语言基本知识，具有一定编程能力；

(4) 能解决实际工作中遇到的计算机硬件方面的问题。

3教学过程的探究

3.1目标明确，确立学习信心

为了能使学生有学习的信心，首先让学生明确，课程内容的特点，只要努力肯定能学明白，能学懂，战略上蔑视敌人，战术上重视敌人。加大平时的得分比例，使学生重视平时的学习和平时作业的完成，让学生不必背着怕不及格的负担去学习，让学生知道只要学就能学会，只要学就不必担心期末的考试的问题。良好的心理是成功的一半，让学生有好的心理暗示，正向的暗示和引导学生去完成硬件课程的学习。万事开头难，给学生一个好的积极向上的开头，良好的开始是成功的一半，有了两半的成功，相信自己一定能学好的。

3.2教学内容采用引线法，神奇化易

华罗庚曾经说过：“神奇化易是妙算，易化神奇不足提”。对于教学内容采用引线法，把硬件的内容穿成串，让学生通过一根线，把所有的内容连起来，使学生有信心和毅力把硬件知识掌握和理解。

教学的主线就是CPU，CPU也是计算机的核心，真正的中央处理单元，通过对CPU的前因(来源)后果(应用)的描述，把整个知识联系起来，把复杂的问题简单化，掌握本质，理解精华。课程内容线图如图1：

3.3实验内容采用案例教学

汇编语言的实验部分采用案例教学法：把所有的实验分成4个案例，案例1顺序程序设计，案例2分支程序设计，案例3循环程序设计，案例4综合程序设计，每个案例包含3个小模块，第一个是老师讲解领着学生去完成，第二个是学生自己完成，教师进行指导，第三个是课下作业，完成后要求写成实验报告，实践证明这种方法取得了好教学效果。除了完成四个案例对应的实验报告，鼓励学生根据自己的能力编一些优秀的作品，由于学生的本身条件制约，虽然学生的作品水平一般，但学生认为收获很大，起到了良好的教学效果。

汇编语言调试环境采用Emu8086。Emu8086是纯Windows环境下的调试工具，集编辑、编译、调试等功能于一身，可以方便的操作，容易看到内存的变化、寄存器的变化，利用他可以隐藏汇编语言的低层细节，把重点精力放到对语言本身的理解和掌握上，入门更快，掌握更好，质量更高。Emu8086的界面如图2。

3.4课外作业突出培养兴趣，走出去，带回来

利用学生对计算机组装感兴趣这一特点，充分利用资源优势，培养学生学习兴趣。沈阳市三好街是中国四大计算机市场之一，派学生去调研了解计算机硬件的最新、最准确、最及时的行情和了解如何对硬件进行组装，并且让学生去选听焦老师的硬件组装课程，使学生在“庖丁解牛”之前先知道一下牛的形状，实践证明这对学生对课程的总体认识起到关键的作用。

精心设计和布置课外作业，因势利导，有利于对硬件知识的把握。如让学生分组调研最新的CPU类型等作业的布置。鼓励学生参加课外活动小组，这学期我班就有一名学生被选入东北大学机器人竞赛的团队里，参加2009年在日本举行的世界机器人大赛。

3.5充分利用网络资源

东北大学计算机中心是省级教学示范中心，拥有先进的计算机和网络的资源优势，充分利用网络资源，找到自己需要的资料。

网上交流，有不会的问题的及时反映出来，及时解答。利用文化基础或C语言的网络平台可以下载课件和提问，2009年我校的毕博blackboard平台对所有教师开放，利用这一平台建设硬件的课程体系，将会起到更为理想的作用和效果。

Baidu是你永远的老师，随时有不会的问题，随时问这个老师，他会告诉你所有的答案。学习积极性和兴趣非常重要，兴趣是最好的学习动力，百度是学生永远的老师，让学生充分利用一个兴趣和一个永远的老师，培养了学生自主学习、查找资料的能力，也提高了学生的分辨是非的能力，起到了事半功倍的效果。

3.6建立考试题库，把好质量关

对于学生的最终成绩包括实验报告、平时作业，当然还包括了最后的期末考试。建立了硬件考试系统的题库，

随机选择考题，通过考试系统来检验学生的学习效果。考试结果表明学生取得了好的成绩，没有不及格的情况发生。

4总结

通过对课程内容的设计，对学生的兴趣的调动，学生变被动为主动，让学生去调研，不仅顺利的完成了教学任务，使学生能发现问题，思考问题，进而解决问题，学生反映良好，取得了好的成绩，学生通过率达到了100%，消除了不及格的问题。

参考文献：

[1] 高晓兴,焦明海. 计算机硬件技术基础[M]. 北京:清华大学出版社,2008.

[2] 李心广,黄红桃. 面向21世纪计算机专业硬件教学改革的研究[J]. 中国现代教育装备,2007(2):41-42.

[3] 胡安明. emu8086在汇编语言教学中的使用[J]. 教学园地,2008(4):53-55.