時間：2023-05-29 17:45:27
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇計算機硬件基礎，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
計算機硬件基礎是計算機大類專業的一門專業必修課，涉及到計算機組成、結構、原理。學完該課程后學生應當掌握數字邏輯基礎、計算機系統的基本組成、計算機數據表示、計算機各硬件部分的組成及功能、計算機的工作原理、計算機組裝與日常維護等。學好了計算機硬件基礎，學生在今后學習高級程序設計、數據庫等應用課程時將會領悟得更加透徹。
二、計算機硬件基礎職業教育教學存在的不足及改進辦法
計算機硬件基礎課程現階段存在的最大不足之處是：重理論，輕實踐。受到傳統教學的影響，高職課堂還是以理論知識為主、實驗課為輔，這就造成了學生上課積極性不夠高，即使聽懂了也沒有辦法通過實踐鞏固所學知識。比如，學生雖然知道計算機由哪些部分的組成，但是依然有大部分同學不知道如何拆開主機箱，不能具體說出機箱內各個部件的名字。其次，課程設計枯燥乏味，不能激發學生自主學習的熱情。計算機硬件基礎有大量的理論知識，只有通過科學、有趣的課程設計，才能吸引學生興趣，進一步提學習質量和效率。要做好計算機硬件課程教學，可以注意以下幾點：
（一）任課教師要重視學生思想
教學不僅是傳授知識，也是培養學生思想和能力的過程，所以教師在教授課程知識的同時，也應當注意加強學生思想教育和能力培養，融入思政元素，樹立國家正面形象。為了加強學生良好行為習慣的養成，可以適當提高學生平時成績占比，給學生一定自由發展的空間。
（二）突出學生主體
《計算機硬件基礎》作為計算機大類專業的基礎課程，必須對課程理論知識有全局的把控，包括計算機的基本組成、結構和工作原理以及計算機組裝與維護的基本技能的學習。同樣重要的是，要通過實踐課程激發學生的自主學習興趣，全面地理解計算機的組成結構和工作原理。
（三）尊重個體差異
在教學過程中，倡導自主學習，也要尊重學生群體中的個體差異。因此，要建立合理的評價體系：在平日的教學過程中以學生的表現為主，主要是培養學生的自覺性和學習信心；課程的終結評價應當著重考查學生的基礎知識和知識應用能力。這兩部分評價都是為了促進學生的知識應用能力和健康人格的發展。
（四）拓展學習渠道
注重理論與實踐相結合。在任課教師引導下，學生可以分組對知識點進行分析、案例演示，學會歸納總結，達到增強對計算機組成和工作原理的理解的目的。教師可以先進行基礎知識的講解，開展分組討論，促進學生對所學理論的理解和運用；充分利用多媒體、網絡、視頻等現代教學手段，有條件的甚至可以組織參觀計算機生產基地等，充分調動學生學習積極性。
(五)強調工學交替
學習借鑒“四環相扣”教學改革成果，課程教學目標應當圍繞能力標準，課程本身按模塊設置，教學過程充分工學交替，考核評價采用理論教考分離與過程考核相結合，避免教師單方命題。
三、市場對計算機硬件人才的需求情況
通過在當今主流應屆生招聘平臺進行了解，社會市場對計算機硬件方面需求的人才主要需求量同樣巨大，一般要求應聘者需要掌握以下技能：（1）了解數字和模擬電路基礎知識，具有數字電路設計經驗；（2）了解嵌入式系統開發和軟硬件架構；（3）具有單片機、ARM等處理器硬件設計基礎；（4）具有獨立完成模塊調試、故障診斷、維修能力；（5）熟悉計算機編程；可以看出，高職計算機專業學生在學好編程的同時，若能在硬件方向有所造詣，求職競爭力會更加大。任課教師在授課的過程中，可以將就業市場需求為驅動，系統規劃計算機硬件課程教學實施，激發學生自主學習的熱情。
關鍵詞：計算機硬件 教學改革 實踐能力
0 引言
為滿足社會的需要，培養適應21世紀我國現代化建設需要的具有創新精神、實踐能力和創業精神的高素質人才勢在必行，在高等專業院校，加強學生掌握計算機理論知識和實際應用能力的培養是鍛造復合型人才的重要途徑。高職高專的課程體系是以學生的職業教育為主體，學生的就業為前提，講究學以致用，因此學生實踐能力的培養更顯著尤為重要。
“基于實踐教育，實行職業教育，立足濱海，服務社會”是天津濱海職業學院提出的教學指導方針。“計算機硬件基礎”課程是學生利用計算機進行軟件開發和網絡應用的基礎課程。“計算機硬件基礎”是天津濱海職業學院信息工程系計算機專業教育教學的核心課程之一。本課程有很強的理論性和實踐性。主要講授計算機硬件的基礎理論、技術和方法，和周邊設備配套連接與實用。教學目的是讓學生了解計算機的基本組成、硬件連接和工作原理，通過上機實踐，提高學生動手能力和實踐能力，為學生學習計算機相關知識做準備。
1 計算機硬件基礎課程的教學改革
“計算機硬件基礎”作為計算機應用、軟件、網絡等專業的計算機技術基礎核心課程之一，其教學改革遵循“立足實踐，職業教育”這一目標。“計算機硬件基礎”課程包含了眾多的計算機硬件基礎知識和基本理論，而且具有很強的系統性。該課程著重培養學生的動手能力、實踐能力、創新能力。
本課程實際上是“微型計算機原理”、“匯編語言”和“微機接口技術”等課程整合而來。就是要培養學生了解計算機接口技術，將各種外部部件與計算機進行連接，進而構成計算機的一套系統。這是一門基礎學科，但是內容十分分散，要求知識面很廣，可是我們學生大多只學習了基礎的C語言。為了克服諸多困難，建立教學體系。我們從教材，授課方式、實踐實訓等方面構建該課程的教學體系。其主要體現在以下方面：
1.1 順應計算機發展潮流，與時俱進，及時關注計算機技術發展動態。比如將教學實驗用計算機主要定位在Intel Pentium 4以上和AMD Athlon以上，網絡設備計算機也配備的Intel 酷睿雙核CPU的微機。極大的調動了學生的積極性，相對也提高的實驗的效率。及時更新教學內容，滿足科技的前沿和實用性，但是，教學內容更新，并不是放棄基礎內容，而是循序漸進充分考慮教學規律和教學特點，現在已是多核時代了，但絕不忽略曾經8086、8088給我們科技帶來的突破。
1.2 組織內容符合計算機學習規律。針對高職教育，一些未深入學習過計算機的同學，主要關心的是計算機處理芯片型號、硬盤容量、顯示器大小等，因而我們在選擇、組織教學內容和實施教學過程中，始終圍繞計算機系統及其各大組成部分的硬件結構與工作原理這樣一條主線展開，強調硬件與軟件的結合，并適當淡化微機內部和芯片內部原理，而強化基于總線連接的外部接口與應用。例如我們在講解存儲器，按照讀取速度和價格排列為CPU Register、L1 cache、L2 cache、RAM、Physical RAM、Hard Drives etc. 通過各部件相似組成、性質進行講解。
1.3 課堂教學永遠是教師與學生知識交流的重要場所。可是我們面對的現象往往是學生基礎差，課本內容枯燥無味，而又缺少實物，學生理解起來困難。因為難，所以不喜歡，使學生產生厭煩心里，經過我們反復探索，改革出以下教學方法：①利用多媒體教學手段。將當今主流硬件設備，不能直接展示實物的情況下，可以利用多媒體，先了解設備的外觀、性能屬性，評測結果等。激發學生的學習興趣。②“計算機硬件基礎”課程教學內容多和課程學時少，為了使在最少課時的前提下，讓學生學的更多，更好地掌握相關知識和技能。筆者多次參加諸如GE產品，HP高校產品論壇等活動，不但拓寬了眼界，還學習這些高科技公司工程師的講授內容和風格。尤其是在有限的時間內講解和介紹多個新產品，闡述其性能。工程師親和、博學的演講對我的教學工作有很強的推動。再結合學生實際，不斷改進教學內容，增加知識點。在多年的教學實踐的基礎上，精心提煉，設計出一套完善的教學內容和流程。③現代教育理念強調以學生為中心，學生不再是一個外部信息的接受者和知識灌輸的對象，他們有他們自己的選擇；教師也不再是一個教書匠、讀書機，他需要把知識加工、整理，還要精心設計教學內容。積極調動學生積極性，多交流，師生的互動是十分重要的。在教學過程多采用啟發式的，比如在計算機故障處理，可以通過中醫中的望、聞、問、切來引出問題，望（看）微機出現的狀況，如黑屏、藍屏、反復重啟等；聞微機主機箱內可能因為溫度過高引起短路燒焦；詢問計算機使用者使用過程中進行了哪些操作；切（動手）解決出現的問題。既避免了枯燥的講解，又加深了學生的印象，激發了學生的學習興趣。④為盡量避免產生抵觸情緒。我們建立課外興趣小組，依托學院技能協會，為學生提供設計平臺，提供豐富的教學資源，供學生自主學習，并給予適當講解，課內外知識相結合，提高學生的學習主動性。增強學生動手能力。⑤在授課過程中，要求授課老師盡量以雙語形式，學生了解和熟悉專業詞匯不能少于300個。
2 計算機硬件基礎課程的實踐教學
“計算機硬件基礎”課程離不開實踐教學，加強實踐環節是培養學生動手能力的重要方面。培養學生的實際動手能力和分析解決問題能力，具有課堂教學不可替代的作用。所以，專業的實踐實訓實驗室是我們教學中建設的重點，學院從兄弟院校聘請專業的老師，幫助建立計算機硬件實訓室，現在實訓室有可供拆裝設計計算機24臺（加電可啟動到BIOS），有可進行CPU超頻實驗、系統安裝，網絡配置計算機。實訓室還備有DL-Link 5124交換機，RJ45壓線鉗，Fluke DSP4000測線儀Fluke萬用表等實驗儀器。大大滿足了學生實踐的需要。
實踐教學的第一目的，就是要求學生能夠根據日常學習和生活需要，能夠DIY一套適用的計算機。結合CPU教學內容，當今Intel系列CPU分為E、T、L、U等幾大類，桌面處理器和移動處理器的差別，作為桌面處理器，不同主頻CPU在文字處理，流媒體播放，多媒體制作方面的差別；相同主頻下，L2 cache不同時，上傳下載時候的網絡速度又有何不同？學生可以根據計算機是實際實驗情況，自己去選擇CPU類型、主頻等。之后是主板、顯卡、內存等，最后寫好配置清單，去電腦城購買這些配件，進行組裝。
計算機組裝完成后，就對其進行硬盤分區，格式化，系統安裝，應用軟件安裝，到后期的故障處理等。遵循從簡單到復雜的原則，先進行了硬件組裝維護實驗、之后進行接口實驗以及計算機應用實驗。通過完成幾個教學要求的實驗，開始進行稍有難度的實驗，并最終完成綜合的應用性實驗。例如可以通過可編程I/O接口實驗，擴展到嵌入式系統的網絡接口，添加寄存器定義，以太網接口驅動等。
3 總結
幾年來，根據“計算機硬件基礎”課程的特點，建設合理的課程改革方案，以學生為中心，將學生放到教學實踐主體，提高他們動手能力，引導他們會思考至關重要。為此，學院和信息工程系諸位老師都做了不少工作。包括：完善教學大綱，更新教學內容，改進教學手段，加大實驗室建設。由于科技進步，網絡的普及，近幾年來學生的計算機應用水平都有很大提升，都已經具備了不錯的計算機基礎。這些學生以不滿足于有限課程的講授。硬件基礎教學的壓力越來越大，我們將進一步探究和改進。計算機硬件建設是一個長期的過程，依舊需要同仁長期不懈的努力。
參考文獻
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關鍵詞：中職；計算機硬件；實踐教學；系統教學
隨著計算機技術在各個行業應用的不斷深入，基礎計算機人才的需求日益加劇。作為我國基礎技術人才培養的基地，中等職業院校計算機教育工作對我國基礎技術人才的綜合能力有著重要影響。如何從實際應用出發培養學生的實踐能力、培養學生計算機理論知識的系統性是現代中職院校計算機教學工作開展的重點。
一、以人才需求為基礎進行中等職業院校計算機硬件教學工作
現代社會對專業技術型人才的需求正在向著具有系統理論知識結構、具有較強實踐動手能力的方向發展。這一需求的改變使得中等職業院校培養方向必須以實際需求為導向，優化計算機硬件教學內容，使學生的計算機硬件理論知識結構更加完善。同時注重學生實踐能力的培養，為其走上工作崗位后快速進入工作角色奠定堅實的基礎。教改后的中職院校培養目標加大了對實踐能力培養的力度。針對這樣的情況，現代中等職業院校計算機相關專業的硬件課程教學中，必須強化理論知識系統性及實踐能力，緊跟計算機硬件技術的發展，為中職院校實踐型人才培養奠定良好的基礎。
二、計算機硬件教學——以實踐教學與系統教學的結合為重點
（一）改進計算機硬件教學方式，促進計算機硬件教學實踐能力與系統性的提高。
中等職業院校生源結構使得其生源基礎較差，學習方式不科學、學習興趣較低是普遍存在的情況。針對這樣的情況，中等職業院校計算機硬件教師必須以科學的教學方式與教學模式提高學生的學習興趣，同時注重改善學生的學習方法，以促進計算機硬件教學質量的提高，為計算機硬件教學中培養學生良好的實踐能力、系統的理論知識奠定良好的基礎。
（二）注重理論教學的總結與歸納，提高學生計算機硬件理論知識系統性。
系統的理論知識是培養學生計算機硬件實踐能力的基礎，是現代中等職業院校計算機硬件教學中的重點。現代中等職業院校的計算機硬件教師應在教學過程中通過理論教學的總結、歸納、回顧性復習等方式幫助學生提高計算機硬件的理論知識系統性，為其實踐能力的培養奠定基礎。在進行理論教學的過程中，針對學生在具體應用中可能遇到老舊型號計算機的情況。現代中等職業院校計算機硬件教學，除初步對主流硬件技術的介紹與講解外，還應對計算機硬件發展的歷史沿革、技術情況進行教學，以此為學生的實際工作奠定良好的理論基礎。通過有針對性的、系統的理論教學使學生獲得計算機硬件技術方面的基礎知識、基本思想、基本方法和基本技能，培養學生利用硬件與軟件相結合的方法，分析解決本專業及相關專業領域問題的思維方法和初步能力，使學生掌握計算機硬件中具有基礎性、系統性、先進性和實用性的基本知識，了解計算機硬件系統結構和工作原理，了解計算機硬件技術的歷史、現狀和發展趨勢，掌握微型計算機使用、組裝和維護等方面的技能，能為學生的實際工作提供堅實的理論基礎。
（三）以基礎實驗鞏固學生理論基礎的同時，培養其實踐能力。
在進行計算機硬件理論教學的同時，中等職業院校計算機硬件教學工作還應注重學生基礎實驗的教學工作，以此鞏固學生理論基礎的同時，培養學生實踐能力。在計算機硬件基礎實驗教學中，教師要培養學生良好的計算機硬件組裝、維護習慣，如維修前斷電操作、接觸硬件前消除靜電等。以此為學生養成良好的實踐習慣奠定基礎，為其工作中的安全提供基礎保障。在計算機硬件教學中，教師還應著重對學生硬件系統檢驗能力進行培養，減少和降低由于硬件匹配問題造成的硬件故障。
（四）以教學一體化模式促進培養學生系統教學與實踐教學相結合的綜合運用能力。
現代中等職業院校的計算機硬件教學的理論與實踐教學是分開進行的，為了提高學生理論學習的積極性及其對理論知識的“消化”理解，中等職業院校應以教學一體化的模式，壓縮單純的理論課，將理論知識在實踐課程中穿行，以此提高學生的學習積極性，促進學生理論知識掌握的同時，培養學生理論指導實踐的意識。針對中等職業院校學生畢業方向，在進行計算機硬件教學過程中，還要以學生工作方向為導向，突出實踐能力培養的重要性，開展以理論結合實踐的實踐課程教學。同時，模擬學生可能在工作中遇到的問題，將傳統實踐教學轉變為以模仿工作情景的方式促進學生理論基礎與實踐的結合。
（五）運用多種教學方式提高學生計算機硬件課程學習的系統性與實踐能力。
針對中等職業院校學生基礎、接受能力等實際情況的差別，計算機硬件教師要采用多種方式相結合的教學方式來開展計算機硬件的教學工作。通過具有針對性的差異教學方式使不同基礎、不同理解能力的學生都能夠在教學活動中完成學習任務，達到教學目的。同時，在教學過程中適當應用問題教學法，提高學生的學習興趣，精講多練，達到“教學做一體化”滿意的教學效果。
三、以高效的課堂教學促進系統教學與實踐教學的結合
在進行中等職業院校計算機硬件教學過程中，以系統教學與實踐教學為重的教學活動開展還應注重高效的課堂教學，以此在有限的教學課時內提高教學質量。采用基于項目學習的教學方式，培養學生的學習能力和利用所學到的知識解決實際問題的能力。通過學生親自參與配置計算機，體驗選購計算機硬件的過程，以及教師設置的常見問題等加深他們對計算機系統的組成思考與感悟，從而激發學生探究創新的興趣和愿望，逐步形成勇于質疑、勤于思考、樂于在探究中獲得新知的意識和習慣。通過教學方式、方法的改革提高課堂教學的高效性，促進教學工作中系統教學與實踐教學的結合，促進學生理論知識系統性及實踐能力的提高。
四、結語
根據上述三點的論述可以看出，中等職業院校計算機硬件教學工作的科學開展是基于學生實際應用、工作為基礎的教學活動。其需要中職院校計算機硬件教師具有良好的理論與實踐基礎的同時，還要具有較高的教學理論知識，針對學生的實際情況、工作需要科學的設計教學方式，以此促進教學工作系統教學與實踐教學的結合，促進學生實際應用能力的培養，為計算機應用的基礎人才培養奠定良好的基礎。
（作者單位：梅州農業學校）
參考文獻：
[1]陳為國．關于中等職業技術院校計算機硬件教學活動開展的分析[J]．職教資訊，2009，（12）．
[2]韓麗華．中職院校計算機硬件教學中學生實踐能力的培養[J]．中職教育信息，2008，（12）．
關鍵詞：非計算機專業；計算機硬件；教學質量
作者簡介：郭華（1978-），男，河南靈寶人，軍械工程學院信息工程系，講師。（河北 石家莊 050003）尚靜（1978-），女，河北石家莊人，河北經貿大學公共外語教學部，講師。（河北 石家莊 050061）
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）10-0129-02
計算機學科是一門科學性與工程性并重的學科。長期以來，工科高校非計算機專業通常開設如下課程：計算機應用基礎、計算機軟件課程和計算機硬件課程。其中“計算機硬件技術基礎”是針對非計算機專業開設的計算機課程中具有應用性和實踐性的專業基礎課程。隨著計算機課程的建設要求變化，學生對硬件課的期望值逐漸上升，“計算機硬件技術基礎”面臨新的需求和挑戰。
一、課程面臨的問題
“計算機硬件技術基礎”是一門實用性很強的專業基礎課程，主要內容為80x86系列的微型計算機基本組成和工作原理，匯編語言程序設計的基本方法，微型計算機輸入輸出設備以及典型接口電路和接口技術。課程大綱要求通過該課程的學習，掌握微型計算機的基本理論知識，同時也注重培養學生分析和解決實際問題的能力。經過多年的完善，課程在形式上已經建設得比較完備，但也存在一些問題，主要問題有：學生仍然感覺課程很抽象，難于理解；概念很多，不容易掌握；需要記的內容很多，內容之間的關聯不明確，缺乏系統性。學習深度不夠，不具備解決實際問題的能力。
傳統的解決方法多是在課程的形式上下工夫，比如課程體系建設、教材的選擇、互動式教學和實驗方式的改革等等，缺乏對課程內在特性和學生的學習規律等深層次問題的考慮。筆者通過更深入地思考找到了一些解決以上問題的方法，并在具體教學實踐中取得了較好的效果。
二、內容講授形象化
課程內容講授的直接目的是把知識教給學生。教師考慮的主要問題是如何讓學生更容易理解和接受，同時有利于啟發學生進行思考。當知識成為課程時，內容邏輯上更加嚴密、準確，同時也更加抽象。人對知識的學習需要經歷從形象到抽象的過程，學生在沒有任何計算機硬件知識的情況下，抽象的內容會難于理解。
任何事物都具有某種程度的相似性，比喻是傳遞語意的重要方法，任何復雜問題都是可以被簡單比喻的。合理利用比喻能將抽象和難以理解的內容轉化成形象和容易理解的內容。
在講授硬件中存儲器內容和地址區別時，可以將存儲器比喻成一個大樓，樓里有很多房間，每個房間就是一個存儲單元，房間的號碼就是地址，房間內的東西則是存儲的內容。通過比喻可以將抽象問題形象化，加深記憶和理解。
存儲器分段是計算機硬件中的難點，需要進行比較復雜的比喻。計算機等級考試時，每個考生的考號是唯一的，這個考號很長，例如2000104000010017等等，這個考號是由幾部分組成的，通常是考點號加考場號加座位號的組合。對于某一個監考人員，一般只監考很少教室的考試，具體到某一個教室，也就確定了前面的考場號和考點號組合，在這個前提下，監考人員關心的就是后兩位，除非換教室，否則前面是固定的。這樣做的好處是監考人員在不換教室的前提下，關心兩位號碼，而不是例如2000104000010017長的號碼，在某個考場內，通過兩位號碼就可以對應到某個考生。對應到存儲器分段，例如2000104000010017就類似于物理地址，一個考場可以看作一個邏輯段，教室中考生號碼前面考點號加考場號就是段地址，后面兩位座位號就是偏移，一個考場內的考生前面考號是固定的。
通過對教學中的難點用形象的例子進行解釋，學生不僅對知識的要點理解得更透徹，而且也增加了計算機硬件學習的興趣。恰當運用比喻需要對計算機硬件知識體系有深刻的理解，對問題形象化的前提是必須把握內容的核心關鍵所在，不恰當的比喻不僅不會使問題簡單化，還可能使學生對知識產生誤解。
三、遞進式的引入概念
人對事物的認知是從感性到理性，從形象到抽象。微積分在牛頓和萊布尼茨發明的一百年的時間里，雖然已經在運用，可是邏輯推理并不嚴密，后來在加入極限的概念后才完善起來。可見，概念實際上是知識發展到一定階段的結晶。
計算機硬件課程一大特色就是概念多，對概念的引入需要講求方法和時機。一個嚴密準確的概念并不一定適合于初學者。比如，學習匯編語言時用到INT指令，這是一條中斷指令，在課程體系安排中，中斷章節比較靠后，而現在學生還根本不知道什么是中斷，如果現在將中斷的定義告訴學生，由于缺乏相關知識的支撐，學生根本不可能理解，但是現在又要用到這個指令，可以將簡化的定義告訴學生，中斷可以暫時理解為一個函數調用，這個定義是不嚴密，不準確的，但是，對于當前學習程度的學生卻是適用的。等到學到中斷章節時，再將準確定義給出，學生在以前理解的基礎上繼續完善，就更容易接受這個新概念。
通過遞進式的多次解釋同一概念，學生對概念的理解會越來越清晰，越來越準確。運用這種方法，學生原來普遍反映計算機硬件課概念多、不好理解的問題得到了有效緩解，而且考試結果反映出學生對概念的理解更加準確。
同樣，總結性的內容因為其高度抽象性，不適宜過早教給學生。總結性的內容是教師多年對課程理解的精華，但同時也更加抽象，對于初學硬件的學生，理解起來是很困難的，這就好比給兒童上哲學課一樣。因此，對于總結性的內容，都安排在課程的后期講解，前期更多的是具體的示例和實驗。
四、合理調整授課內容的順序
計算機硬件是一門系統性很強的學科，各個部分之間聯系緊密。硬件課程內容多，講授時則必須把課程內容分成相對獨立的章節，但由于學生對其他知識上相互關聯的章節并不了解，從而造成了學習上的困難。現有的內容順序編排雖然概念準確，邏輯嚴密，其順序適合對計算機硬件有所了解的人，并不適合初學者學習。針對學生而言，需要有一個由淺入深、逐漸清晰的過程，而不是說明書式的教學。學生對硬件的認識是整體由朦朧變清晰的過程，不是分部分清晰的過程。
計算機硬件課程涵蓋兩大部分，軟件和硬件。這兩部分各有各的特點，軟件重點是培養學生解決實際問題的能力，授課時不僅局限于指令的使用，更多的注意力放到了把問題轉化成程序的能力上。硬件重點是講解整個計算機硬件系統結構的設計框架，軟件和硬件彼此緊密聯系。原有課程順序如表1所示：
表1 原課程內容安排
序號 章節
一 概述
二 系統結構
三 匯編語言
四 存儲器
五 I/O接口和總線
六 典型接口應用
上述課程編排比較明顯的問題是：
第二章系統結構知識高度抽象，學生不容易理解；因為第二章沒有學明白，缺乏對重點的把握，匯編語言學起來也很吃力；學習接口應用的時候，由于弄不清楚和前面知識的關聯性，學生感到更加迷惑。
這樣的講授方式試圖把每一部分都清晰地教給學生，本質上是違背了學生接受知識的過程，因此總體教學效率很低。很多學生往往在課程最后才通過自己的努力才把整個體系結構大致搞清楚。
針對上述不足，對整個教學順序做了小幅度調整，調整后順序如表2所示：
表2 調整后課程內容安排
序號 章節
一 概述
二 匯編語言
三 典型接口應用
四 系統結構
五 存儲器
六 I/O接口和總線
建立合理課程順序的原則是要符合學生的學習能力，關鍵分成兩步做：一是尋找合理的課程切入點，二是建立合理的編排順序。
計算機硬件課程切入點有兩個可選：一個是數字電路，從最基本的邏輯電路講起，再從加法器到CPU的結構；二是匯編語言。對于非計算機專業的計算機硬件教學，學生的基礎是學過計算機軟件，而且由于非計算機專業學生并不對組成原理做深入的學習，因此，最合理的切入點應該是匯編語言，這部分內容實踐性很強，最具體，最形象，通過上機練習可以看得到，摸得著。
確定了切入點，然后就要逐步深入地將課程教給學生。匯編講完后，然后再講典型接口應用，典型接口應用相對也比較具體，學生通過接口實驗加深對計算機硬件的了解，最后講系統結構。整個計算機內容逐步由淺入深，由形象到抽象，由模糊到清晰。
具體教授時，對關聯知識做適當的講解，過深，學生聽不懂；過淺，內容不夠用。例如，匯編語言是需要硬件知識的，采用簡單講解，計算機由三部分構成，CPU、存儲器（RAM）和I/O設備。CPU中有寄存器，寄存器和存儲器的目的是存放數據，程序中的數據能放到寄存器中，就不要放到存儲器中，因為訪問存儲器還要通過總線，速度慢，寄存器就在CPU內部，速度快。寄存器包括AX，BX，CX，DX，SP，BP，SI，DI通用數據寄存器。講授時沒有把所有概念和盤托出，僅介紹和匯編語言直接相關的，使學生在不需要很多基礎概念的前提下，快速學習匯編語言，同時，通過對匯編語言的練習，學生對計算機硬件結構有了更加明確的認識。講授時不追求面面俱到，不追求過于嚴密的邏輯和體系。
當學生學完第三章后，通過了匯編語言和接口實驗的上機練習，已經對計算機硬件有了初步的認識，在此基礎上講授更加抽象的系統結構知識，學生感到很多不清晰的知識變清晰了，甚至對某些知識有恍然大悟的感覺。
通過以上的調整，學生對課程的理解更容易，學習效率明顯提高。課程順序調整的總體原則是把握計算機硬件知識的特點，同時了解學生學習的基本規律，由淺入深，由形象到抽象，由感性到理性循序漸進。
五、結束語
課程內容的講授更多側重知識層面，但更高層次的目的并不是知識，而是交給學生發現問題，思考問題，解決問題的能力，這也是高等教育區別于初等教育的根本所在。通過計算機硬件的教學，希望學生能夠建立計算機結構體系的基本框架，具備初步的計算機硬件應用能力和創新能力。學生的創新能力本來就存在，關鍵在于能不能挖掘出來。創新來源于思考，思考來源于對問題的深入，而要深入問題則先要把知識踏踏實實地學明白。針對計算機硬件教學，外在的教學形式雖然重要，但更重要的是課程知識的內在聯系和對學生的了解。要在教學中充分發揮學生是主體、老師是主導的基本作用，老師和學生都應該踏踏實實深入學習，深入思考，而不能僅僅局限于應付考試。
參考文獻：
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關鍵詞：地方院校；課程體系；教學改革
中圖分類號：G642文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)27-2020-02
Teaching Reform and Practice of Computer Hardware Courses in Local College
LIANG Yan-lai, LIU Chao
(Dept. of Math & Computer Science, Yulin Normal' College, Yulin 537000，China)
Abstract: By analysis on problems existing in computer hardware courses teaching, a reasonable computer hardware course system was rebuilt, in view of local fact and social demand. Some feasible advice was given on teaching reform and practice of computer hardware courses, from such aspects as teaching contents, teaching means, teaching methods to improve the teaching quality.
Key words: local college; course system; teaching reform
1 引言
隨著計算機科學技術的發展，計算機應用領域正在不斷向生產生活的各個領域擴展滲透，尤其是各種電子電器產品的智能化發展，使得近年來IT企業對計算機硬件系統設計及開發人員的需求急劇增加。然而目前大多數高校（尤其是地方院校），計算機硬件課程教學相對薄弱，培養的計算機硬件人才無論從數量還是質量上，均無法滿足人才市場需求。因此非常有必要對地方院校計算機硬件類課程進行改革與實踐，使其既能適應地方實際又能滿足社會需求。
2 重視硬件教學
截止到2004年初，我國普通高校總數為1683所，本科學校679 所，505所開設有“計算機科學與技術”專業，是全國專業點數之首[1]；其中，這505個計算機專業中有接近一半是1994年后開辦的地方新升本科院校。由于計算機專業建設的數量大、任務重、時間緊，導致專業建設者產生功利思想和短期行為。計算機硬件課程不僅難教難學，而且對于硬件設備和實驗條件有較高要求，教學成本遠遠高于計算機軟件課程教學，因此形成了計算機專業建設“重軟輕硬”和師生教學“喜軟怕硬”的畸形發展現象，這在經濟條件和師資力量較差的地方院校中表現尤為突出。
然而計算機是由硬件和軟件組成的，缺了任何一樣都無法運行。不重視計算機硬件教學與科研的結果之一，就是近年來計算機軟件人才相對過剩，硬件人才供不應求。另外一個結果就是，目前我國使用的計算機核心部件“芯片”幾乎都是從國外大公司進口的，如聯想等公司的產品，用的都是英特爾公司的“奔騰處理器”。核心器件嚴重依賴國外芯片制造商，這給國家信息安全造成了嚴重隱患。因此，我國計算機界的權威專家多次強調呼吁加強計算機硬件的科學研究和人才培養。令人欣慰的是，中科院計算技術研究所于2002年研制成功中國第一款CPU芯片“龍芯Ⅰ號” [2]，從而結束了中國人只能用洋人的CPU造計算機的歷史。
3 優化教學內容
計算機硬件系列課程教學內容目前存在的突出問題有：軟硬件分離，知識不能融會貫通；急功近利，理論基礎不扎實；脫離實踐，理論不能應用于實際；知識陳舊，遠遠落后于計算機硬件技術的迅猛發展。因此要從系統性、基礎性、應用性和先進性等方面對硬件課程教學內容進行選取和調整，將技術已經落后或者使用較少的內容從課程中刪除或壓縮，將最新技術發展內容及時補充到課程體系中。
3.1 重視系統性
由于種種原因，計算機專業現有課程體系軟硬件各自相對獨立，綜合性、系統性較差，導致學生學習各科知識后不能融會貫通，沒有整機概念。然而技術的進步以及應用的需求迅速推動系統規模變得越來越大，功能實現也越來越復雜。傳統的硬件教學和軟件教學相分離的教學方法已經成為阻礙學生深入學習計算機的關鍵因素。打通計算機軟硬件理論教學，設計計算機軟硬件協同實驗，培養學生知識的系統性和能力的綜合性成為當務之急。
3.2 重視基礎性
著名物理學家、諾貝爾獎獲得者李政道先生曾經講過“只有重視基礎研究，才能保持創新能力”，計算機硬件課程中大部分是計算機專業基礎課，因為計算機硬件支撐著計算機軟件的發展，很難想象一個不懂硬件的人能開發出多么優秀的軟件。因此學習硬件課程時尤其要掌握基本理論、基礎知識和基本能力。
3.3 重視應用性
計算機硬件課程教學過程中，應結合目前計算機技術發展的新趨勢，將課程內容與實際聯系起來，使課程的應用性加強，增設應用型計算機硬件技術課程，如《嵌入式系統》、《單片機技術》、《微機控制技術》等。這些應用型課程不僅可以激發學生學習硬件課程的興趣，而且有利于增強學生就業競爭力。
3.4 注意先進性
目前，32位機已經普遍應用于日常生活和生產活動，64位機也正得到應用和推廣，但是很多地方院校計算機硬件類課程仍然以16位機作為其教學模型，32位機少有涉及。這使得教師的教學不能聯系實際，學生的學習不能應用于實踐。因此，在硬件技術飛速發展的背景下，硬件課程教學要注意課程內容的先進性，不能幾年一成不變。
4 重構課程體系
計算機專業的硬件類課程體系涉及課程眾多，而且各課程在教學中過分強調每門課程的完整性和獨立性，忽視了課程之間內容的銜接和知識的整體優化，教學內容重復，教學效率不高[3]。比如中斷系統、存儲器系統，計算機組成原理、微機接口技術、匯編語言程序設計、計算機體系結構都有涉及但都不完整，學生在學習過程中既感覺重復，又似懂非懂。根據地方院校物質條件和師資力量，重新構建的硬件課程體系被劃分為基礎層、核心層和應用層三個層次，并在各個層次上將內容關聯較為密切的課程進行有效的整合。
4.1 拓寬基礎
計算機硬件課程的基礎主要包含數學基礎、物理基礎和計算機基礎。其中，物理基礎主要包含《大學物理》、《電路分析》、《模擬電子技術》和《數字電子技術》等課程，這幾門課可以以《數字電子技術》為核心進行有效整合；數學基礎主要包含《高等數學》、《概率統計》、《離散數學》、《形式邏輯語言》等，其中《形式邏輯語言》可以合并至《離散數學》；計算機基礎主要包括《計算機導論》、《C語言》、《操作系統》等。
4.2 確保核心
計算機硬件核心課程應該確立為《計算機組成原理》、《計算機系統結構》、《匯編語言》和《微機原理與接口技術》，由于這幾門課程內容重疊較多，相互關聯緊密，因此需要整合優化。其中前兩門整合為《計算機組成與系統結構》，以計算機組成和系統結構的基本概念和原理為主要內容，重點介紹新型多核計算機系統的CPU、存儲器、總線和I/O系統的硬件組成與工作原理，同時介紹并行計算機系統的發展趨勢。后兩門整合為《微機接口技術與匯編語言》，以Intel 80X86為背景機介紹匯編語言與接口技術的基礎知識、原理和使用方法。
4.3 擴展應用
硬件類課程應用主要體現在嵌入式系統開發技術，主要包括單片機、ARM、DSP等技術。目前，嵌入式技術和嵌入式產品已經滲透到工業控制系統、信息家電、通信設備、儀器儀表、軍事技術以及人們日常生活的各個領域。由于社會對掌握嵌入式技術人才的大量需求，使得嵌入式軟硬件工程師成為最近以及未來幾年內最為熱門的職業之一。因此，作為地方新技術研究和探索最活躍的群體，地方高校應該接受嵌入式技術帶來的挑戰，盡快開設嵌入式系統的相關理論與實驗課程，另外適當開設《Protel》、《AutoCAD》、《電子設計硬件描述語言》、《微機控制技術》、《Linux》等相關應用課程。
5 豐富教學手段
計算機硬件知識的特點是更新速度快、實踐性較強，一些硬件課程不太適合以課堂教學為主的教學模式。改革計算機硬件課程教學方法和教學手段的基本原則應該是：知識的傳授應當符合計算機硬件知識的特點，教學方法應當有利于培養學生的創新意識和創新能力。具體可以從以下幾個方面進行改革嘗試：
5.1 采用現代教育技術
由于硬件課程教學內容往往同時涉及時間和空間概念，具有較強的動態性和抽象性，難教難學。為此，需要充分運用現代多媒體教育技術，依靠教育信息資源和系統的教學方法，對硬件課程中的重點難點內容以多媒體形式進行教學設計，將靜態圖形變成動態圖形，抽象內容變為可視內容，圖文聲并茂，從而起到良好的教學效果[4]。
5.2 建設硬件學科網站
學科網站的本質是一個基于網絡資源的學科研究、協作式學習系統，它通過在網絡學習環境中向學習者提供大量的學科學習資源和協作學習交流工具，讓學習者自己收集、分析并選擇信息資料，應用知識去解決實際問題。它強調通過學習者主體性的探索、研究、協作來求得問題解決，從而讓學習者體驗和了解科學探索過程，提高學習者獲取信息、分析信息、加工信息的實踐能力和培養良好的創新意識與信息素養。通過建設硬件學科網站，可以促進信息技術與硬件課程的整合，逐步實現教學內容的呈現方式、學生的學習方式、教師的教學方式和師生互動方式的變革，充分發揮信息技術的優勢，為學生的學習和發展提供豐富多彩的教育環境和有力的學習工具。
5.3 問題啟發式教學
在課堂教學中通過巧妙設置問題，讓學生去查閱資料，自主學習，然后由教師總結并講解，進行啟發教學，可以收到良好的教學效果。例如，對于容易的內容可以設置問答題，布置給學生進行自學；對于重點內容可以設置論述題，布置給學生進行課堂討論；對于難點內容可以設置針對性的練習題，布置給學生進行課后思考。這種基于問題的啟發教學模式，使學習者在問題研討的過程中增長了知識，提高了問題解決能力，培養了創新意識。
5.4 任務驅動式教學
任務驅動式教學將傳授知識為主的傳統教學，轉變為以解決問題、完成任務為主的多維互動式的教學。在教學過程中，教師根據教學目標與教學內容，設計實踐任務，提供設計案例和研究工具，指導學生完成實踐任務，形成設計作品，實現邊做邊學的教學理念。任務驅動式教學方法符合人類認知規律，注重以學生為主體，在培養學生的專業能力的同時，也提高了學生的通用能力。
6 加強實踐教學
計算機硬件教育的實踐性非常強。多年來，雖然計算機硬件特別是CPU的發展速度從幾年一代已經發展到幾個月一代，但是由于實驗條件的限制，計算機硬件的實驗教學卻遠遠落后于計算機技術的發展。目前計算機硬件教學中實踐教學的時間過少，而且驗證性實驗占絕大多數，造成學生硬件動手能力普遍低下，其創造力無法得到訓練[5]。其客觀原因是缺乏足夠的物質條件，尤其是許多地方院校硬件實驗設施匱乏陳舊，甚至不能應付基本的驗證實驗，更談不上開展綜合性、設計性實驗以及自主性創新實驗；而其主觀原因是實踐能力在考試評價體系中所占比例過小，實驗指導教師的工作積極性不高，指導能力也有限。因此，要加強計算機硬件實驗教學，就必須在思想上重視，并從實驗室建設、實驗師資培養以及實踐能力考核等方面采取有力措施予以保證。
7 結束語
本文針對地方院校的實際情況以及硬件課程教學中出現的典型問題，構建了分層次的硬件課程教學體系，并在各層次上整合優化了課程內容，通過豐富教學手段和加強實踐教學等方面的有力措施，對地方院校計算機硬件類課程教學進行了改革與實踐，取得了良好的效果。
參考文獻：
[1] 教育部高等學校計算機科學與技術專業教學指導分委員會．中國計算機本科專業發展戰略研究報告[J]. 中國大學教學, 2005, (5):7-10.
[2] 唐志敏. 龍芯1號通用CPU芯片的研制[J]. 中國科學院院刊, 2002,(6):437-439.
[3] 宋人杰,周欣欣,牛斗. 計算機專業硬件系列課程教學改革探討[J]. 東北電力大學學報. 2007, 27(5): 30-33.
[關鍵詞]硬件課程 教學改革 實踐教學課程化
1.計算機專業硬件系列課程教學改革的必要性。計算機硬件知識的教與學對于高校計算機專業的重要性是不言而喻的。上世紀五十到八十年代，我國一些學校的計算機及應用專業基本上是以計算機硬件技術的教育為主，致力于計算機硬件技術專業人才的培養。近年來計算機軟、硬件，特別是計算機網絡快速、蓬勃地發展，我國計算機專業教育的內容、形式也都發生了很大變化，但在廣大學生的學習過程中，不論是學習態度還是學習效果，都普遍出現了“重軟輕硬”的傾向，在這種傾向的背后，必然隱藏著硬件課程教與學中存在的一些問題，這無疑對國內高校硬件類課程的教學提出了新的更高的要求；提高學生的綜合素質，培養目標由知識型向高素質的復合型人才轉變，是大學本科計算機專業教學所面臨的又一新課題，在計算機硬件系列課程的教學過程中，如何根據計算機技術的高速發展進行知識的合理優化，采用什么方式更有效的進行課堂教學，如何引導學生學習硬件知識的主動性，如何進一步提高學生硬件動手能力等等，所有這些問題只有通過對計算機專業硬件系列課程進行教學改革，才能得以圓滿解決。
2.目前計算機硬件系列課程教學存在的主要問題。
2.1 教材與教學內容陳舊、落后，跟不上計算機科學與技術發展的步伐。一方面，隨著計算機硬件技術飛速發展，真正能反映當今世界硬件領域技術的教材太少，教學內容大多較舊，計算機硬件課程未能跟上技術的更新，其相應的實驗設備和條件幾乎為零；另一方面，計算機硬件知識不直觀，最新的硬件知識往往包含許多較復雜的技術，講述起來抽象、枯燥，學生較難學習和理解，因此許多教師偏向于講述舊的知識。
2.2 學生中存在“重軟輕硬”傾向，硬件動手能力較差。目前計算機教育存在著重軟輕硬的傾向。很多學生對硬件課程的了解甚少，認為硬件課程只是學習計算機的內部工作原理，在計算機應用當中無關緊要，認識不到硬件技術在應用方面的重要性，再加上相應的實踐環節難以保證，課程考試評價體系中對硬件實踐能力的不重視，導致學生在學習中缺乏積極性。
2.3 各門課程內容銜接存在問題，教學效率不高。計算機是一個由硬件和軟件組成的龐大的復雜系統，計算機知識有著很強的系統性。而在目前的教學中，硬件課程知識與軟件課程知識之間缺乏足夠的交叉和互補，學生無法深入理解計算機的基本工作原理及其在軟件系統中的作用。另外，在硬件課程之間也缺乏充分的銜接，有些知識點重復或缺失，這些都導致了學生的知識體系不系統、結構不健全。
2.4 缺乏創新能力的培養。目前高校中開設的硬件實驗課程大多以驗證性實驗為主，教師往往提供了實驗的所有環節，大部分學生在做實驗的過程中，基本上不對實驗的實用性進行延伸思維，只按設定好的正確線路、程序、步驟、數據一一照做。這樣的實踐不利于學生創新思維的培養，成了另一種形式的理論學習通過實驗達不到理論與實踐相結合的目的，達不到培養學生初步科研能力的要求。
3.關于計算機硬件系列課程教學改革的思路。
3.1 改革教學內容，構建科學的、系統的計算機硬件教學體系。
3.1.1 計算機硬件系列課程教材目前存在的主要問題是知識陳舊、落后跟不上計算機科學與技術的發展步伐，這種現象在基礎教材中尤為突出。為適應計算機科學與技術飛躍發展的需要，教材叢書應具有先進性和時代特征。并且每隔一二年做一次小的調整，每隔四五年重新修訂出版。教材要緊跟計算機科學與技術的飛速發展是不可能的，況且知識的傳授不能受教材的制約，因此，計算機硬件系列課程教學中應注重知識的更新，計算機硬件技術的發展、更新速度是驚人的，這要求教師時刻關注最新發展動態，及時了解本學科的新技術、新趨勢，及時調整更新授課內容，使該課程能夠反映學科的發展前沿。教師授課時注意知識點的延伸性，即從知識點最早出現的基本原理發展到目前技術狀態的過程，這樣可以減少學生理解的抽象性，從而提高學生的學習積極性。
3.1.2 在充分分析原計算機專業所開設的《數字邏輯》、《計算機組成原理》、《操作系統》、《匯編語言程序設計》、《計算機接口技術》、《計算機體系結構》、《單片機原理》和《嵌入式操作系統及應用》等硬件課程教學內容和教學時數的基礎上，剔除掉不必要和重疊的教學內容或課程，增加新的必須的教學內容或課程，構建出符合現在計算機硬件教學需要的，面向工程應用的課程體系方案和相應的教學內容。如縮減《大學物理》學時，增加((EDA技術》課程，借助EDA技術學生能完成涉及多門硬件類課程的實驗，在不同的學習階段，學生學習了相應的硬件課程后，就可以采用EDA技術，自行設計與本課程相關的實驗設計或復雜應用系統設計。將EDA技術的應用貫穿于計算機硬件體系實驗教學，使學生調試、驗證自己的設計項目成為可能，為學生的自主實驗提供廣闊的發展空間，學生的自主設計能力和創新意識都得到極大提高，避免了學習的抽象、枯燥，增強學生學習硬件課程的興趣，提高動手能力，有助于解決學生“重軟輕硬”的認識問題。
3.1.3 構建新的硬件課程體系，解決硬件課程之間的銜接問題，提高教學效率。該課程體系由必修課程、選修課程及配套實踐三部分組成。必修課包括“組成原理”、“接口技術”、“系統結構”等基礎課程。為適應社會需求，在選修課中增加“EDA技術”、“計算機控制技術”、“嵌入式系統”等社會需求較強、實用價值高的應用性課程，同時新開了“模型機設計與組裝”、“硬件綜合實踐”、“嵌入式系統實踐”等實踐課程，保證課程體系的實用性與先進性。硬件系列課程從體系結構上劃分為三個層次：基礎層、應用層和提高層，其課程間的關系如圖1所示。基礎層為“數字電路”與“組成原理”。“數字電路”課程雖然在教學體系上不屬于計算機硬件系列課程，但它是計算機硬件系統的技術基礎，是必修的前續課：“組成原理”介紹計算機的基本組成和工作原理，解決整機概念；以"EDA技術”的應用為基礎，通過“金工電子實習”與“模型機設計與組裝”兩門實踐課程，強化學生的硬件動手能力。在應用層中，通過“接口技術”介紹應用層的接口和相關外設，以“嵌入式系統”等三門實用性強的課程作為選修課，每門課程都配有相應的實驗環節，并通過“硬件綜合實踐”、“嵌入式系統實踐”強化學生對基礎知識的掌握和綜合應用。提高層為“系統結構”及“性能測試與分析”實踐課程，通過學習和實踐，能夠使學生比較全面地掌握計算機系統的基本概念、基本原理、基本結構、基本分析方法、基本設計方法和性能評價方法，并建
立起計算機系統的完整概念。
3.2 改革課堂教學模式和教學方法，提高教學質量。教學實踐證明，以課堂理論教學為主，實驗教學為輔的培養模式，無法滿足計算機硬件系列課程教學的要求，必須改造為以工程應用為目的，以項目驅動案例教學為手段的高效、實用的人才培養模式。教師先講解相應知識的項目案例，然后設立新項目，由學生去實施和完成。比如《計算機組成原理》課程，可以設立定點運算器、時序發生器及時序分析、計數器設計、微程序控制器設計等一系列項目，采用“課外為主、課內為輔”的方式，即學生領取任務后，通過課余時間進行資料查閱、討論、設計和實驗，以及完成項目保報告書等；然后使用課內少量學時，由教師進行引導，選取部分學生報告項目完成情況，進行簡短答辯和討論。該方式既不影響課堂教學內容和教學進程，又能使學生充分利用業余時間積極、主動地學習，同時，課堂上的適當討論也能活躍課堂氣氛。通過這種項目案例教學模式可以有效地鍛煉學生的自主性，提高學生學習的積極性和效率。
3.3 建立實踐教學課程化的教學模式，保證硬件設計的連續性。計算機軟、硬件設計能力是計算機專業本科必須具備的能力，在一般高校，很多只是注重了軟件的設計能力培養，在軟件類課程的開設中，保證軟件設計的四年不斷線，而硬件設計卻很難保證。因此，在硬件課程實踐教學的安排上也要保證設計不斷線，使學生能真正理解計算機結構的系統性并能進行相關的設計。
我們的改革措施是去除與單一理論課程對應的課程設計等實踐環節，理論課程內只保留最基本的實驗，達到幫助學生理解基本理論的目的，其他實踐教學內容進行系統性整合，按照學期單獨設課，形成完整的實踐教學系統。
3.4 建立科研導師制度。為學有余力的學生，提供一個學習和培養技術特長的機會。由硬件應用系統開發經驗豐富并申請有科研課題或技術服務項目的教師擔任導師，吸收對該課題有興趣和能力的學生參加并共同完成，同時負責學生的學習規劃制定和在課外直接指導學生的創新性實驗、產品制作、參加電子競賽、軟件制作大賽和挑戰杯比賽等。學院為特長生提供學習環境和機會，學生通過參加課題來提高自己的實踐能力和工作經驗，培養其濃厚的學習興趣和學習主動性。
3.5 改革考試、考查方式。考試方法改革突破了單一的理論知識考核和傳統的閉卷考試方式，實現對學生的綜合能力和實訓過程考核。具體要求為加大平時考核比重；注重實踐操作考核；考試方法的改革將促進學生學習的自覺性和主動性。
4.結束語。對計算機硬件課程教學改革，筆者在實踐中作了初步的嘗試，對推進課堂教學建設，改革課程教學體系，改進教學方法，培養學生的創新精神和實踐能力，提高課程的整體教學水平和教學質量起了一定的推動作用。
參考文獻
1 宋人杰等，計算機專業硬件系列課程教學改革探討[J]，東北電力大學學報，2007(5)
關鍵詞：計算機硬件；實驗教學；創新人才；教學改革
文章編號：1672-5913（2013）03-0046-04
中圖分類號：G642
0 引言
計算機硬件實驗主要面向軟件工程、信息安全等專業開設，它是計算機硬件實驗教學體系中最為重要的教學內容之一。通過計算機硬件實驗，學生可以掌握計算機硬件設計、制作、調試、運行維護等多方面的技能。學生利用VHDL以及波形圖等對實驗結果和中間環節進行調試和驗證，可以訓練自身對計算機底層技術的創新技能，培養嚴謹的科研作風。
隨著電子設計自動化（EDA）和可編程邏輯器件（PLD）技術的快速發展，國內外高校普遍采用硬件描述語言進行邏輯設計，實現在計算機上進行功能仿真，最后下載到編程邏輯器件中進行測試。哈爾濱工程大學于2005年在黑龍江省率先引進了單片大規模FPGA來實現計算機硬件實驗教學，這種方法將使實驗過程從“驗證為主”轉變到以“設計為主”，有助于提高學生的硬件設計能力。
目前，計算機硬件實驗的突出特點是仿真實驗軟件系統過于復雜。從編程到測試，再到實時測試的過程過于繁瑣，學生不易掌握。教師往往需要花費大量的課時，講解QUARTS軟件的基本使用方法以及FPGA實驗平臺的結構原理，這就大大降低了計算機硬件實驗的教學效果。
互動式計算機硬件實驗教學將主要研究如何通過多媒體教學手段以及教師學生互動交流等方式，使學生在脫離實驗室的環境下，快速掌握軟件系統及硬件平臺的使用技巧，提高計算機硬件實驗教學質量和學生培養效果。
1 國內外現狀、水平與發展趨勢
目前，歐美發達國家的理工科大學計算機專業普遍重視硬件類課程實驗，要求學生必須掌握一種硬件描述語言，會使用先進的EDA工具進行硬件設計、驗證和測試。美國、日本、新加坡等國早在20世紀90年代初期，就開展了有關互動式輔助實驗教學的研究。利用多媒體、教師個人網站等多種電子交互手段，提高教師知識傳授和學生間技術交流的效果，達到課內外同步教學的目標。
互動式實驗教學主要解決大量基礎知識的講授以及基本技能問題驗證占用有限課時的問題，目的是有效降低教師的教學負擔，提高學生的學習效率。日本、韓國在互動硬件實驗教學上具有豐富的經驗，在多所高等學校進行推廣，如日本北海道大學、韓國釜山大學等均建有獨立的互動實驗門戶或交互系統。
我國的計算機實驗教學發展相對較晚，近年來，隨著大批實驗教學示范中心的建設以及高校對實驗教學方法改革與研究的逐步重視，包括清華大學、北京大學、上海交通大學在內的許多高校都陸續開展了對互動式實驗教學內容的研究。目前我們將重點闡述如何通過互動實驗教學方式，縮短學生理解基礎知識、熟悉設備使用的時間，最終獲得理想的教學效果。
2 實驗教學體系
2.1計算機硬件實驗的重要性
嵌入式系統以應用為中心，以計算機技術為基礎，因其軟硬件可裁減，已受到歐美發達國家的廣泛關注。哈爾濱工程大學依據當今國際電子設計業對人才培養能力的普遍認同標準，集中強化學生嵌入式開發技術技能的培養。
為此，我們為計算機科學與技術及相關專業勾畫了以數字邏輯實驗為基礎，以微機接口實驗為終結的，包含計算機硬件實驗、計算機部件實驗以及計算機組成實驗為一體的計算機硬件實驗教學課程群。要求本科生從大學第四學期到第七學期硬件實驗內容不斷線、銜接連貫、層次提高；強調各門課程明確分工、分層次培養學生的獨立組織硬件實驗的能力、軟件仿真驗證能力和測量儀器使用能力。
計算機硬件實驗是該課程群針對軟件工程、信息安全等專業設置的，實驗內容緊緊圍繞計算機組成原理，兼顧VHDL描述語言、數字邏輯有關組合、時序邏輯電路的有關知識；每個實驗項目都是一個獨立的實驗單元，可進行獨立設計和測試，同時，所有的實驗單元又能夠組成一個有機的整體，完成一個基本模型機的設計和實現。
基于上述原因，哈爾濱工程大學計算機實驗教學中心（下簡稱“實驗中心”）選用GW-48系列SOPC/EDA實驗開發系統進行計算機硬件實驗教學。學生利用實驗開發系統完成一系列基本單元實驗和模型計算機綜合設計實驗，掌握計算機各個部件的功能和設計方法，也更加直觀地掌握計算機各主要部件的工作原理。實驗開發系統不但使學生更加深刻地理解了計算機組成原理理論知識，而且還能使他們在VHDL語言、EDA軟件工具和FPGA的應用方面獲得大量實用的技術。
2.2“三化結合，四個并舉”的實驗教學理念
“三化結合”的教學理念：構建軟硬件一體化實驗環境有利于培養學生軟硬件綜合素質，實驗平臺綜合化有利于培養學生的綜合設計能力，實驗內容系統化有利于培養學生的系統化設計思想和能力，為較好地實現“理論教學注重基礎，實踐教學注重能力，創新教學注重個性”的目標打下了堅實的基礎。
四個并舉的教學理念：
1）工學并舉。
工程教育與經濟建設相結合，按照工程教育專業認證要求調整實踐育人目標；按照卓越工程師培養計劃建立面向校企合作的實踐育人體系。
理論教學與工程實踐相結合，修訂2009版人才培養方案，加強理論課程與實踐課程內容的相互融合，打造科學合理的實踐育人平臺。
科學研究與社會服務相結合，以ACM人才培養實驗班為依托，培養拔尖人才，打通進入科研實驗室的科學研究模式；提高科技創新普及率，增加學生接觸社會、服務社會的鍛煉機會，提高社會實踐能力。
開辟提高實踐教學辦學水平、推動區域經濟快速發展的“三結合”辦學道路。
2）點面并舉。
以數字邏輯實驗為例，實驗分為三個階段：①組合邏輯實驗階段采用虛擬實驗環境與現場器件驗證操作相結合方式；②時序邏輯實驗階段采用實際器件操作與理論研究相結合方式；③創新設計階段采用自主設計與教師指導相結合方式。不同的實驗類型和階段，采用不同的授課方式和教學設備資源。
3）教研并舉。
將科研資源有機融合，科研實驗室、創新實驗室全部面向學生開放，遴選科研團隊教師納入兼職教師序列，研究生助教充實教學輔助力量，科研方向助力推動科技創新，提高學生的科學研究水平；積極開展面向教學輔助系統的科學研究，開設MATLAB等科研工具與科研方法的實驗教學課程，鼓勵學生參與科研實踐，使學生了解科技最新發展，提升學生科學研究和科技創新的能力。夯實教師隊伍和教學質量工程建設，教學科研相互促進，共同推動實踐教學發展。
做到“教學-科研-創新-服務”一線牽，從教學中發現問題，并凝練問題；在創新中探索問題，并剖析問題；以科研來處理問題，并解決問題；由服務來普及“問題”，并消除“問題”。
4）建改并舉。
以軟件工程、計算機科學與技術、物聯網工程和信息安全四個專業為依托，分別建設國家工程實踐教育中心、實驗教學基地、工程師培養基地、校企聯合實驗室、實習實訓基地等。
加大計算機實驗教學平臺建設力度，特別是文化平臺的建設，設立圖靈文化長廊、計算機歷史展廳、計算機技術展廳以及實驗中心宣傳展廳，強調“格物窮理、知行合一”的辦學思想。
面向軟硬件實驗課程，開展實驗教學改革，開展虛擬實驗教學開放系統建設、物聯網技術綜合實驗系統建設和創新實驗基礎與實踐課程建設。
面向創新實踐活動及教學，與科研密切聯系，結合科研方向，依托計算機科學與技術、軟件工程兩個一級學科，設立集成科研團隊技術優勢的創新平臺，即物聯網技術創新平臺、網絡與信息安全創新平臺、機器人技術創新平臺、軟件工程創新平臺和ACM/ICPC創新平臺。
2.3計算機硬件實驗項目設計
由于計算機硬件實驗主要面向計算機科學與技術以外專業開設，參與實驗的學生絕大多數未學習數字邏輯等基礎課程。為此，按照計算機硬件實驗課程群的整體安排，考慮到知識點的傳承，我們制定了由邏輯電路到重要部件，最終回歸基本模型機的項目設計思路。具體內容見表1。
3 互動式實驗教學
3.1互動式實驗考核方式
實驗內容和實驗方法的多樣性決定了考核方式的多樣化，考核方式應能真實地反映學生的理論水平和實驗技能水平。為此，課程組提出了“3+5+2互動式實驗成績考核方式”。其突出特點在于將“生寫師查、生做師察、生疑師答”三種交互方式貫穿于整個實驗考核過程中。
1）生寫師查。突出預習在實驗教學中的作用，預習成績占總成績的30%，預習報告是學生對于教師所教授理論知識理解和掌握程度的直觀體現。教師查看預習報告，有針對性地指導學生實驗，從而提高了實驗教學質量。
2）生做師察。實驗操作和數據收集是實驗教學的中心環節，占總成績的50%。教師通過現場觀察和抽查的方式，對學生的動手能力進行全面考核，包括：①是否遵守實驗規則；②設計能力；③分析、解決問題能力；④對理論設計的實現能力等。
3）生疑師答。實驗報告是實驗教學成果的總結，它反映了學生對科學實驗的概括總結能力，占總成績的20%。對于學生的疑惑和操作難題，教師有必要進行針對性解答和輔導。
上述多角度的師生互動方式，考核了學生的真實水平，提高了實驗教學的整體質量，達到了實踐創新的培養目標。
3.2互動式虛擬實驗教學平臺
互動式實驗教學的目標是：①減輕教師繁重的教學指導任務，提高師生互動頻率和次數，提高實驗教學質量；②降低設備使用的冗余時間，加強實驗的靈活性和創新型，實現高素質創新人才的培養目標。由此，互動式虛擬實驗教學平臺應運而生。
互動式虛擬實驗教學平臺是以虛擬現實為技術基礎，結合計算機硬件實驗課程建立起來的，以加強師生互動、挖掘學生創新潛能、節約實驗經費為目的。教學平臺依托于校園網絡環境，可以解決實驗設備資源不足、實驗室開放與日常學習任務沖突等問題，實現最大負荷情況下的多人數在線虛擬實驗。
互動式虛擬實驗平臺內部運行結構如圖l所示。該教學平臺不受場地和教學課時限制，學生可根據自身基礎，完成任何基于虛擬元器件的邏輯電路，并在FPGA平臺上給予實現。借助于該教學平臺，教師能夠靈活考查學生對于實驗原理的掌握程度、實驗操作的熟練程度以及技術創新的拓展程度。
3.3互動式實驗教學改革反饋
為了檢驗互動式計算機硬件實驗教學內容的改革效果，實驗中心對全校159名學生進行了“互動式計算機硬件實驗教學效果”調查問卷。
從統計結果可以看出，89.5%的學生通過實驗完全理解了相關理論知識；91.2%的學生可以熟練運用有關的科學實驗方法，92.6%的學生能獨立完成或在教師提示下完成應用系統設計，96.2%的學生認為實驗教學對考研或就業有較大幫助；94.3%的學生通過實驗課程的學習，認為教學內容和課程設置合理，能滿足需求。很多學生反映新修訂的計算機硬件實驗教學內容注重能力培養，加強了老師與學生的溝通，特別是增強了對創新能力的培養，使其終生受益。
關鍵詞：網絡安全；計算機硬件維護；重要性
網絡安全就是要使個人或者企業的一些重要信息得到保護，確保信息的保密性和完整性，同時也能夠防止這些信息通過計算機網絡泄露出去[1]。另外，計算機網絡安全還可以使一些合法用戶通過網絡獲取更多有用的信息，防止病毒或者是遠程控制程序非授權、非法訪問等。可見網絡安全的重要性，而計算機硬件的維護更是重要，因此，必須要做好計算機硬件維護工作。
1計算機硬件維護的主要內容
計算機硬件包含多種不同的要素，而這些要素之間又是相互聯系不可分割的關系，維護的內容包含以下兩點：第一，安裝和維護網卡，這兩者都是計算機的基本配置，網卡操作和安裝十分簡便，在計算機運行的過程中如果發現交換機的HUB黃燈不停閃爍，則說明網絡信息數據當前產生擁堵，需要判斷IP地址是否在同一個網絡中，之后再分別檢查線路和主機，判斷線路或者主機是否發生故障；第二，正確使用雙絞線，雙絞線以10Mbps的以太網為安裝運行基礎，在雙絞線傳輸的過程中因為自身的特點，它可以有效抵消渦流，使網絡信號下降的速度不斷放緩，進而使通訊質量得到進一步提升。
2計算機硬件維護在網絡安全中的地位和影響
2.1計算機硬件維護在網絡安全中的地位
在計算機網絡安全維護過程中，計算機硬件的維護將會對其產生十分重要的影響。如果計算機長時間處于比較惡劣的環境中，其壽命會縮短，而且也會使計算機硬件功能的發揮受到限制，威脅到計算機的網絡安全。計算機硬件在運行的過程中會受到環境因素的影響，包括靜電、電磁波、干濕度等都會影響計算機的運行速度[2]。如果計算機在溫度比較高的環境中長期運行就可能會出現線路損壞的現象，嚴重的話甚至會導致計算機系統陷入崩潰狀態。如果計算機硬件設備出現短路或者生銹，都會影響到計算機的正常運行，威脅到計算機網絡安全。
2.2計算機硬件維護對網絡安全的影響
計算機硬件系統包含路由器、交換機、網絡設備和防火方面入手，觀察這些構件的質量問題、功能問題以及所處的環境是否安全，這些構件的質量和所處環境都沒有問題才能為計算機的正常運行提供保障，計算機的良好運行也能夠為網絡安全奠定堅實的基礎。濕度、溫度和電磁波、靜電等都會對計算機硬件的運行情況產生影響，如果計算機設備所處的溫度比較低，就會使計算機設備中出現水汽，使硬件出現短路或者腐蝕生銹；若計算機設備所處的環境灰塵過大就會使設備中的絕緣體電阻減小，影響到計算機系統的正常工作；如果濕度非常高，可能會使計算機的元器件出現打火或者放電現象，甚至可能會引起火災。經典自身具有低能量和高電壓的特點，計算機處于靜電環境中易出現終端封閉現象，而且還會連帶出現其他一系列的不良反應。人體自身攜帶超過十萬伏特的靜電比較常見，但是計算機卻比較敏感，若計算機出現較高的經典則會使人們在不知不覺中破壞掉計算機的網絡元器件[3]。另外，計算機所處的其他環境也會影響到網絡系統的正常運行，比如塵埃、震動、電磁波和輻射等。
3網絡安全中計算機硬件維護的主要方法
3.1應用相關技術
計算機的發展使網絡防火墻的技術得到發展，該技術主要目的是提高計算機網絡的安全度。加強網絡的各種訪問限制，避免沒有經過授權的人或者是非法利用外部網絡訪問內部網絡，亦或是通過非法的訪問獲取一些數據，對數據進行破壞。網路防火墻可以有效控制訪問權限，所以需要在計算機硬件的維護過程中大量應用防火墻技術，這樣不僅可以保障網絡信息的完整性，而且也可以提高網絡信息資源的安全性。入侵檢測技術實際上是網絡防火墻技術的延伸和強化，此種技術是對網絡和硬件設備中的各類信息經常進行相對應的檢測和分析，利用此項技術可以較早發現網絡中存在的那些不確定的因素，再對這些因素進行針對有效處理，提高計算機網絡的安全性能。
3.2提高重視程度
計算機硬件設備的維護需要轉變傳統的觀念，對相關的工作人員進行網絡安全方面的教育，比如對機房設備、計算機的硬件和軟件以及網絡信息等方面進行安全宣傳，進而提高網絡管理人員的安全管理意識和維護能力。在計算機硬件管理的過程中，相關的管理工作人員需要具備豐富的工作經驗和專業的管理技能，另外，需要制定針對性的管理流程，使工作人員的操作行為受到嚴格的規章制度約束，避免因為人員操作或者管理不當引發相應的網絡安全事故。
3.3利用路由器保護內網
利用路由器來保護內網，需要做到以下幾點：第一，及時更新有缺陷的網絡指令，大部分的網絡安全事故和網絡口令密切相關，而且當前市場上所采用的路由器大都是默認口令列表，因此，更需要對路由器的口令進行科學合理的設置；第二，盡可能關閉路由器的相關設置，利用WEB界面進行更加合理的配置，減少網絡工作人員的工作量；第三，路由器的物理安全也需要得到最大限度的保證，比如對于一些接入交換機的計算機就會把網絡配置模式設置成混合模式，這在一定程度上提高了路由器的物理性能。
4結語
計算機網絡雖然為人們的生活提供了巨大便利，但是它所帶來的網絡安全問題也需要引起重視。計算機硬件作為網絡安全中的重要構成部分，也需要進行及時有效的維護，減少受到外部環境的影響，提高計算機的運行性能，繼而提高計算機網絡的安全性能。
作者:侯連庚 單位:天津市神馳汽車零部件有限公司
參考文獻
[1]童玲,謝培城.硬件維護在計算機網絡安全中的重要性探討[J].電腦編程技巧與維護,2015(20):87-88.
關鍵詞：網絡環境；計算機硬件；安全防護；策略
前言
隨著科技的不斷進步，計算機技術也在飛速的發展著，計算機硬件的使用逐漸得到普及，對整個社會經濟都有很大的推動作用，人們在工作、生活中越來越離不開計算機硬件的幫助，甚至好的專業化計算機硬件系統直接關系到企業或者有關部門的相關利益。然而，對于數字化的產品來說，他具有的一個特點就是容易被復制，傳播起來也非常的方便。因此，在看到計算機給我們帶來的好處的同時，我們也要考慮到它的使用安全問題，計算機的作用越大，也就越可能成為別人想要竊取的對象，因此對硬件的保護問題也就成了我們關注的重點。在當今社會，各種硬件都會存在大量的盜版或者破解版，這對產品的開發商來說無疑是非常大的侵權行為。本文重點分析了現如今計算機硬件安全問題，在此基礎上設計計算機硬件的保護系統，以保護硬件開發者的權益。
1網絡安全對計算機硬件的重要作用
計算機硬件安全要想得到保障必須要有安全的網絡環境作保證，然而網絡安全一直沒有被重視。直到網絡迅速發展并普及的現代，通訊保密也進入到大眾的視野里。而在當今的社會，計算機硬件的使用、安全以及維護得到了極大的重視，它影響著人們的社會安全、財產安全以及個人生活等，因此，人們需要防范的地方有很多，比如黑客行為、電子諜報、計算機犯罪、信息丟失、網絡協議、信息戰等等。計算機安全問題不僅影響著社會生產和人們的生活，同時也會對國家安全、國防軍事、國家政治外交以及機關單位的正常運轉產生極大的影響。現如今，計算機系統作為一個國家經濟、政治、文化、社會活動的神經中樞和基礎平臺，一旦遭到破壞，無法運轉，將會對國家造成極大的影響，比如國防能力降低、通訊系統中斷、國家金融體系癱瘓等，嚴重的話甚至會導致國家經濟崩潰、政治動蕩、社會秩序混亂等，后果不堪設想。總之，我們日常生活中所涉及的計算機硬件面臨非常嚴重的威脅，這種威脅主要來自于網絡環境，在該環境下計算機硬件系統包括處理器、硬盤、路由器等，這些硬件的安全運行保證了計算機的正常工作。一旦計算機處于網絡環境安全較低的狀態，就無法保證計算機的安全運作，所以說對于硬件來說，網絡環境的安全具有非常重要的價值和意義。
2網絡環境下計算機硬件存在的問題
網絡是全面覆蓋整個省市甚至整個國家地域范圍內的全范圍信息系統，它鏈接了整個網上環境，應用環境非常復雜。因此，一旦內部的操作人員稍有失誤，更甚之，一些故意的非法操作都將可能使得計算機信息的泄漏甚至破壞。作為統一的網絡，非法攻擊只需要擊破整個網絡系統最薄弱環節就可以獲得全網資源，這對計算機信息資源安全有著非常大的危害。網絡環境下計算機硬件面臨的主要問題有：
2.1計算機病毒影響
計算機硬件存在的較嚴重的問題之一就是病毒問題，目前的網絡環境下，對病毒的監控體系還是不夠的，對病毒的認識也是十分有限的，病毒防控需要更進一步的加強。在此方面，計算機病毒監控中心對全網計算機病毒缺少統一的監控以及管理，由此難免會遭受計算機病毒的侵襲。此外，計算機硬件系統沒有完善的信息安全管理體制。由于網絡的重要性，它是和外界網絡采用物理隔離的專用網絡。目前在整體上缺少成熟的安全結構體系的建立，在管理上相應的安全標準以及安全條例也沒能跟得上，在網絡信息安全管理上還存在一些漏洞，基礎建設較為薄弱。網絡的安全使用以及保護上留下了很大的潛在隱患，可能導致網上病毒的傳播，給外部系統帶來計算機入侵提供機會。
2.2計算機安全防護意識薄弱
龐大的網絡拓撲使得計算機安全的檢測以及建設產生滯后，對一些假冒的IP地址以及網絡擁堵等現象缺少預防措施。疏于對網絡訪問的控制，企事業除了在訪問到一些特殊應用系統需要使用登陸口令，其他信息訪問一般沒有建立嚴格的授權機制。甚至有的應用系統全網都使用相同的用戶名以及訪問口令，這對信息系統的訪問過程帶來相當大的安全隱患。此外，很多計算機的操作系統存在著大量安全漏洞，這主要是計算機系統分析過程出現的原因，由于這些安全漏洞的存在，網絡正常的運行將會面臨較大的安全隱患。
2.3硬件的運行環境問題
對計算機硬件來說，自然環境以及設備的使用條件對其都有較大的影響，環境的干擾直接關系到計算機設備的使用安全問題。影響計算機硬件的主要因素有空氣濕度、磁場問題以及電磁波的干擾等，計算機硬件要求的工作溫度一般較低，在15到35℃范圍內能夠保證計算機正常運行，溫度過低會使得硬件驅動慢，溫度高會導致電路板的燒毀。硬件對環境濕度也有一定的要求，如果空氣過于潮濕會導致計算機硬件電路板的損壞，使得硬件材料被水汽腐蝕，從而燒毀電線以及電路板，導致計算機硬件破壞，無法正常工作。此外，計算機硬件也會受到生活中一些電磁場以及電磁波的影響，使得計算機硬件無法正常工作。
3計算機硬件安全保障
3.1硬件服務器的設計
計算機的正常運行要通過服務器來完成，而服務器需要相關的許可證認證，服務器在認證過程中需要通過設計伺服框架來實現。伺服系統的設計大多采用多線程方式處理，實現伺服進程，從而滿足計算機使用者的需求。伺服系統將程序分成很多個子線程來完成，當計算機主機的命令發出后，伺服系統會根據命令發出的先后順序處理子線程。當子線程數量不夠時，軟件伺服系統會分配新的子線程滿足要求，設計過程中會對伺服系統設定一個最大子線程數量限制，這主要是為了避免過多的子線程會對伺服過程的性能產生不好的影響。因此，計算機在服務器端的設計過程中一定要重視對具體子線程請求的設計，除此之外，還要重視對新增用戶保密信息程序的設計，完善硬件原有的修改或者刪除客戶信息的功能。
3.2對硬件進行加密處理
采用各種加密技術對硬件進行處理，但是這種方法的弊端就是沒有辦法防止企事業單位內部的員工進行主動泄密行為。更深一層次的加密是對硬件的底層文件進行加密處理，也就是所謂的透明文件加密，該層次的加解密行為不會涉及到用戶，通過使用鐵卷、守望者等透明加解密代表，在操作系統的最底層對計算機進行強制加密行為，這種技術采用內核文件驅動,在破解起來具有很大的難度，因此安全系數較高。
3.3其他技術
我們還可以通過對計算機設備的外部使用進行協議監視，對保護的計算機進行訪問控制，不經允許，用戶不能私自操作。對授權用戶根據策略不能將軟件信息通過未經保護的形式保存或者轉發，確保計算機的使用處于受控環節中，保證設備工作的安全，同樣當計算機系統泄密時可以做到有據可查。此外，可以在電硬件的的算法上采用嵌入密文形式，實行防篡改技術，從而實現計算機硬件的保護性設計
4結語
隨著網絡技術的飛速發展，我國計算機侵權問題已經給電子行業帶來了十分強大的沖擊。計算機硬件保護系統的內容極其復雜，而系統安全技術的發展有待提高。在網絡環境下，如何做好計算機硬件的安全保障仍然是主要探究的主要方向之一。
參考文獻：
論文摘要文章從當前計算機硬件科技高速更新的角度入手，對如何順應潮流進行相應的計算機硬件組裝教學更新實踐進行了論述，為新一步的計算機教學改革提供參考。
自上世紀末90年代末開始計算機科技技術的發展日新月異，與之同步的計算機硬件技術也在不斷順應著計算機軟件系統進行著高速的改朝換代，從而達到匹配其需求的目的。時至今日，隨著人機互動系統的不斷完善與普及，各種新穎的輸入/輸出硬件不斷的刷新市場，這都給計算機硬件組裝的教學工作提出了新的挑戰，如何使計算機硬件教學順應計算機科技的發展是擺在計算機教育工作者面前的一個嶄新的課題。
1 當前計算硬件組裝教學上存在的主要問題
由于計算機硬件組裝教學相對于軟件教學來說，教學知識概念比較繁復，而且一些硬件與具有著高集成化的特點，這就是說計算機硬件在教學內容本身上就存在著學習的硬傷，再加上教學時許多問題比較抽象，如果不親自動手操作很難讓學生產生認同感，這就導致了當前學生們普遍的“喜軟（件）怕硬（件）”的情緒。同時，由于許多軟件教學課程實踐中并沒有和硬件產生必要的聯系，這就容易讓一些計算機專業學生產生輕視硬件組裝課程學習的心理。而且計算機硬件組裝的教學實踐中，往往受到課時因素、場地因素、資金因素等客觀因素的制約，把本應在探索和實踐中進行理解和消化的教學內容，局限在書本上的講解，這樣生硬的“演繹式”教學方式不符合學生的認識規律，也不容易調動學生的主動學習意識，這些就是當前計算機硬件組裝教學所面臨的最嚴重問題。
2 計算機硬件科技發展的背景
從學生的就業形式上來考慮，學生們所學習的計算機硬件組裝知識，必須是計算機產品最前沿的產品，所以制定計算機硬件組裝教學實踐并不是一個靜態的過程，而是要時刻關注計算機市場動態，了解計算機硬件技術的最新發展以及相應配件的換代情況。但這對于計算機學校的財力要求比較高，要盡量協調資源，盡量避免用廢棄教學機或是淘汰落后品來進行計算機硬件組裝教學實踐的情況發生。同時，從2010年對我國計算機維修市場的調查統計中顯示，只有5%的硬件維修任務是出在硬件實質損傷維修/維護上，也就是說有95%的的硬件故障任務用簡單的更新/更換硬件方法得到解決，粗糙而浪費資源，這客觀反映出當前我國計算機硬件市場急需硬件專業技術人才，這也為計算機硬件組裝教學工作提供了動力。
3 以計算機科技發展為基進行硬件組裝教學的原則
3.1 將理論和實踐操作進行有機結合
首先由于計算機硬件組裝教學所涉及到的教學內容，如：電子電路基礎、各電子元配件（包括電阻、電容等）工作原理、相關硬件的匹配原理等都是具有著極強知識性和極強實踐性的知識內容，需要通過多課時、多層次的實訓教學才能達到理想化的教學目的。因為將理論和實踐操作進行有機結合是以計算機科技發展為基進行硬件組裝教學的首要原則。
3.2 以學生就業需求為教學目的
隨著當前計算機專業學生就業形式的日趨嚴峻，以就業為主導向的職業人才培養教育形式已經成為了專業人才培養的核心思路。同樣的，計算機硬件行業也迫切需要適合計算機科技發展需求的高素質、高聚合性、技能過硬的復合型人才，要達到這樣的人才培養效果，在計算機硬件組裝教學設計初期，就要以學生的就業需求為教學根本原則進行設計。
4 針對計算機科技發展的計算機硬件組裝實訓改革措施歸納
4.1 靈活應用調研/多媒體手段，激發學生主動學習欲望
不可否認的事實是，當前學生學習計算機硬件組裝課程時，絕大多數是被動式學習，只能通過機械的反復操作，反復記憶達到一種，“心里沒記住，但手卻記住了”的操作熟練狀態。這種方式很容易造成對計算機硬件組裝學習的厭惡或抵觸情緒。所以在具體教學實踐中，要盡量的多利用多媒體手段，（當然如果能找到硬件實物則更為理想）模擬制作相應的硬件實體課件，使學生產生興趣，主動的作到知識點與實物結合。同時，要盡量用多媒體課件代替相對枯燥的板書教學，讓學生在單位時間內盡量多的獲得信息量，如果多媒體課件制作的工作量比較大，可以進行全體教師的調配，大家分章節制作課件，然后串換使用，這樣用多媒體手段進行的演示操作可以使枯燥的硬件裝機內容盡量生動地展示給學生，有效地調動學生的求知欲望。而且還要盡量多安排學生在課余時間做一些相關的硬件信息調研或市場調研任務，這樣學生在進行實際調研過程中客觀了解到所接觸到硬件的價值所在，有助于學生對硬件的理解和記憶。
4.2 盡最大努力多安排實訓課時
計算機硬件組裝教學最忌諱的教學效果，就是培養出的學生“眼高手低”，所有的操作知識步驟都能靠著反復死背而記牢，但當進行實際操作或是出現一些靈活問題時就變得不著頭緒。因此，要盡學校最大的努力多安排計算機硬件組裝的實訓課程，這樣在學生鞏固所學習理論知識的同時還大大提高了學生的動手能力，為以后就業工作實踐打下了堅實的基礎。
4.3 給學生多提供實踐操作的機會
學校可以根據自身的情況，與專業公司協商，承接一些計算機硬件維修任務。初期讓學生在老師的帶領下完成任務，后期達到獨立完成維修任務的目的。這樣通過具體的問題，學生可以用心的思考所學過的知識技能，并將其用在實處；將課堂上所學到的技能代入到實際存在的故障中，將實訓課程的內容和社會中所存在的相關問題相結合，讓學生在這樣的環境中鍛煉成長。并可以和市場上一些專業公司合作，推薦一些在實踐操作中比較優秀的學生，去該公司進行實習，進一步刺激學生的學習積極性，將學習與以后走入社會生存聯系到一起，讓學生對自己的人生提前作出規劃。
4.4 考核體系的完善
在傳統的計算機硬件組裝考核體系中，學生的成績基本都是由實踐操作報告來進行分數評定的，這樣得出的分數與該學生的實際操作能力有很大出入，因為考核所進行的操作部分題目大多是驗證型題目，學生比較容易通過完成，這樣所得出的分數不能客觀評價學生的計算機硬件組裝能力。因此為了針對計算機科技的發展需求，對于計算機硬件組裝教學的考核體系也應當系統化，比如制定相應的計算機硬件組裝維護考核標準，或是組織學生參加一些國家統一的認證考試，比如：全國計算機信息高新技術考試（即通常說的CITT）、信息產業部推出的硬件工程師認證考試等等。
5 虛擬實訓室的建立，符合計算機科技發展需求
前文已經提到過根據計算機硬件科技發展的情況，學校應該及時更新實訓用計算機硬件材料，但這樣的更新耗損非常巨大，尤其現在計算機職業院校多為私立辦學形式，這種理想化的硬件組裝實訓形式無法達到。所以虛擬實訓室這種以軟件替代硬件的高科技形式就得以發展了，通過市場調研將最新的硬件配件進行編程模擬，這樣在簡化實驗操作程序的同時，也大大彌補了實訓資源的不足。而且突破了傳統的計算機硬件裝機實訓教學過分受到時間和空間制約的事實，完成了教學模式的更新。在對市場上新出現的硬件產品進行編程虛擬時，一定要與模擬實體保持一致，對于設備的接口、具體操作法要完整的用多媒體形式進行模擬，讓學生達到身臨其境的效果。
但必須要強調的是，普通的計算機職業院校是無法達到硬件模擬高度仿真指標的，因此，虛擬實訓室不能完全的代替實物實訓教學活動。
同時，虛擬實訓室是一個依賴硬件實物模擬單元和操作模擬程序存在的實驗場所，它從根本上解決了由于經費緊張而無法實現的硬件元器件無法更新的情況，而且由于他是虛擬系統操作，其實訓效率遠遠超過了實物實訓，而且由于其實驗所用單元完全虛擬，將不會受到規格和品種不全的限制。但由于要求實訓過程的逼真，其中各個硬件單元組裝教學的過程必須用連續動畫效果表示，這些動畫的制作非常繁瑣。最后要強調的就是，虛擬實訓所操作的效果都是將操作進行理想化模式進行的，在和實際操作接軌時可能會出現手動失誤或操作缺憾等問題，所以它并不能代替實物實訓。
參考文獻
[1]萬曉冬.計算機硬件系列課程體系改革探討[J].電氣電子教學學報，2007:29.
1課前備課
在教學中更多的是以分組教學方式來進行，這樣能夠有效對所有學生進行較為合理的劃分學習小組，然后根據每一組學生的特點來為他們選擇不一樣的學習目標和方法。比如說在我校教材《計算機硬件技術基礎》第十章計算機網絡硬件的教學中，可以讓一些膽小、不敢剪線、怕做錯的同學能夠學會制作網線，能夠敢于嘗試，在課堂上需要它們認真觀察老師制作的每一個細節；對于知道網線制作過程但是網線不通的學生，為了能夠提高他們制作網線的成功率，則需要他們認真檢查自己制作的每一個細節；另外，對于會做雙絞線、但對傳輸介質了解少的同學，為了讓他們了解更多的介質及其應用，可以讓他們上網搜索。其次，從教師的方面來看，要求計算機教師必須要充分掌握與教學內容相關的知識，無論是計算機硬件的一個技術參數還是區域價格，教師都要了如指掌，就以我校教材《計算機硬件技術基礎》第四章存儲系統中的硬盤教學為例，教師不僅要對教材上的內容非常熟悉，還要自己去網上了解硬盤的一些品牌和技術參數，每一中技術參數的作用又是什么等這一類的相關問題。在課堂上計算機教師向學生展現出自己知識淵博的一面，不僅可以在學生心目中樹立起高大的形象，還可以讓學生對教師產生信任，從而可以讓學生認真上好每一節課。另外，計算機教師在備課時，還需要注意在教材方面的備課。在這里，教材并不是指在上課時老師和學生運用的書，也就是學校教材，而是說只要是與所教的知識相關的資料都能夠把它看做是教材的一部分，大多數人都稱之為教學素材，也正因如此，這些資源的價值往往受不到重視。
2課堂實施
在做好充分的課前準備后，就是進行課堂實施，這是一個非常重要的環節，教師在進行課堂實施時同樣也要從幾個方面來進行。第一，要把上課所需要的教室準備好，在學生進入教室上課前，教師應當提前對教室進行檢查，是否存在壞的設施，還需要保持教室的整潔以及通風，注意學生的儀表和精神面貌，讓學生可以在安全、干凈的環境中放心、輕松地學習。第二，在備課階段已做好了分組的準備，在進入課堂后需要快速建立學習小組并且選定小組的組長，組長在學習小組中起著十分重要的作用，是不可或缺的，組長必須引導或是指導學習的任務，由此可見，在選擇組長時除了要考慮課堂的教學內容，還需要把學生對計算機硬件的基礎考慮進來。第三，課堂教學其實就是教師把知識傳授給學生的過程，然而計算機硬件課堂教學對于學生來說太過枯燥、乏味，無法引起他們的興趣，所以計算機教師在課堂教學中必須把學生做為主體，讓學生能夠依照小組的學習目標自主對知識進行探索，而教師在一旁則起到的是輔助作用，可以讓學生對硬件進行觀察，對需要操作的部分進行清楚的示范。在這里，還是以我校教材《計算機硬件技術基礎》第十章計算機網絡硬件的教學為例，在課堂教學的過程中，教師可以先向學生展示雙絞網線的樣子讓學生仔細觀察，然后向學生示范如何制作雙絞網線，在這過程中，教師必須對一些常識以及在制作過程中需要注意的細節問題進行詳細的講解，然后再讓學生通過小組的方式進行制作雙絞網線，最后把作品交給教師，由教師來進行通信測試。第四，教師在課堂臨近結束時要對課堂內容及過程進行小結。計算機硬件課堂教學的小結并不和傳統的課堂教學小結一樣，它不是對課堂中所學到的知識點進行總結，而是讓學生來表達在課堂中學習交流以及制作的心得體會，通過總結教學的內容以及制作技巧將其運用到實際生活中，幫助學生解決一些問題，能夠讓學生了解學以致用的樂趣。另外，為了能夠提高計算機硬件課堂教學的有效性，在硬件課堂教學中需要融入德育滲透，這是十分必要的，那么我們就以我校教材《計算機硬件技術基礎》中有關防火墻的知識教學為例。由于受到條件的限制，學生想要接觸到價值較高的防火墻硬件是不可能的，這也就導致課堂教學枯燥、乏味，學生在學習時困難重重，課堂無法吸引學生，使得學生容易在課上睡覺。應用德育滲透其實可以將網絡犯罪作為開頭，向學生講述一些攻擊國防、銀行、企業網絡的案例，讓學生得到遵紀守法的教育，從而防止網絡犯罪。然后告訴學生，想要防止這些網絡攻擊，就可以運用到本節課所學習的內容，從而可以自然地將防火墻引入課堂中。德育滲透能夠吸引學生的注意，激發他們的好奇心以及求知欲，能讓整堂課可以不知不覺完成，調動學生的主動性。
3結語
計算機硬件課堂教學能夠提升學生的實踐能力，幫助學生培養他們的創新能力，更能夠讓他們增強競爭意識，起著十分重要的作用，但是由于計算機學科的飛速發展，傳統的計算機硬件課堂教學已經無法適應這樣的發展，所以必須打破傳統，提高計算機硬件教學的有效性。除了在文中提到的課前準備和課堂實施，教師還需要在課后對教學進行評價以及反饋，它能夠幫助提高計算機硬件教學的有效性，不僅只是對學生的測評，還能夠刺激學生的學習動機，是對學生學習過程的評價。要想提高計算機硬件課堂教學的有效性，教師必須從多方面入手，只有這樣才能夠做得更好。
作者：何育霖 單位：廣西河池市巴馬縣職業教育中心
關鍵詞 計算機硬件 實驗教學 管理舉措
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A
進入21世紀，我國的各個行業都在逐漸向信息化方向發展，我國的教育行業也逐漸向信息化的方向發展，將其信息化有效地應用的教學管理中。計算機硬件作為信息化教學中重要的組成部分，對我國教學水平的提升和發展，起到了非常重要的作用和意義。但是，在計算機硬件實驗教學的過程中，對其相關的要求是相對較高的，可是管理水平卻遠遠跟不上計算機硬件實驗教學的節奏，這樣不僅對計算機硬件實驗教學發展造成了嚴重的影響，對學生的發展，也是非常不利的。因此，學校作為我國人才培養的重要基地，應當緊跟我國社會發展進程，從而制定有效的計算機硬件實驗教學管理形式，對教學質量的提升，起到了最大程上的保證。
1將學生的地位得到發揮
學生是整個教學和學習過程中的主體地位，也是影響教學質量的關鍵。因此，在計算機硬件實驗教學的過程中，應當滿足學生足夠的要求，將學生作為整個教學中的主體，這樣可以充分調動學生在學習過程中的積極興。例如：在計算機硬件實驗教學的過程中，教師應當培養學生的書面表達能力、寫作能力，同時也要培養學生對計算機硬件實驗數據和信息變化能力，這樣對提升計算機硬件實驗教學的質量，起到了重要的作用和意義。另外，學生在完成一項實驗以后，教師要引導學生對其實驗的數據和信息，進行全面分析和總結，這樣可以有效地培養學生的分析能力，使學生在自主學習的過程中，提升了學習的成績。
除此之外，教師也應當鼓勵學生積極的提出問題，并且和老師進行良好的交流，這樣可以使教師在與學生交流的過程中，可以了解學生的不足，從而提升學生計算機硬件實驗教學的積極性，為教學質量的提升起到了重要的保證，也是提升計算機硬件實驗教學管理質量的前提。
2加強計算機硬件設施的教學構建
要想有效提升計算機硬件實驗教學管理質量，教師應當進行不斷的摸索和總結，并且制定了一套相對較為完善的管理制度和崗位責任，其中主要包括有“計算機硬件實驗教學管理制度”、“教育工作人員崗位責任”、‘學生計算機硬件實驗室守則’等形式。在計算機硬件實驗教學管理的過程中，通過利用這些相關的制度，使教師的工作責任可以進行有效的明確， 為計算機硬件實驗教學質量的提升，打下了堅實的基礎。另外，老師在計算機硬件實驗教學的過程中，也要時刻提醒學生對實驗室的中物品，不得隨意破壞，并且對那些存在問題的教學設備，要及時的反映到學校，使學生可以對其相關的設備，進行有效的維護、維修、管理等工作，為學生在學習的過程中，提供了相對良好的學習環境。
3構建多層次的教學形式
教學質量是提升計算機硬件實驗教學管理質量的重要形式。因此，要想有效提升計算機硬件實驗教學管理的質量，教師應當構建多層次的教學形式，將教學的整體性，進行了有效的突出。同時，在教學的過程中，是由淺到深的，所以教師應當堅持層次化、系列化的教學形式，從而在最大程度上保證了學生學習的連續性，提升了學生對學習的積極性。另外，教師在利用計算機硬件實驗教學的過程中，可以有效地提升學生實踐的能力，使教師可以了解學生的學習情況，針對學生在學習中的不足，制定良好的教學方案，這樣提升計算機硬件實驗教學管理質量，起到了非常重要的作用和意義。除此之外，教師也可以利用小組的形式，加強學生之間的學習交流能力，為學生提供了相對良好的學習環境，這樣教師在計算機硬件實驗教學管理的過程中，也起到了重要的作用和意義，更提升了學生的學習興趣。
4結語
通過以上的論述，我們可以知道，計算機硬件實驗教學作為我國教學行業中，一種新的教學形式，對其教育質量的提升，起到了重要的作用和意義。本文對計算機硬件實驗教學管理進行了簡要的分析和闡述，只有將學生在教學中的主體地位，得到全面的展現，加強計算機硬件設施的構建等形式，為學生構建了相對良好的學習環境，從而有效提升了計算機硬件實驗教學的質量，更為加強計算機硬件實驗教學管理質量，起到了重要的作用和意義，進一步推動了我國教學行業發展的進程。
參考文獻
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