王忠友

(湖北科技学院 计算机科学与技术学院，湖北 咸宁 437100)

地方高校计算机专业硬件课程研究性教学方法探讨*

王忠友

(湖北科技学院 计算机科学与技术学院，湖北 咸宁 437100)

从研究性教学的特点出发，分析了在高校计算机专业进行硬件课程研究性教学存在的多种困难，并根据实际环境和要求提出了建设开发平台、让学生改变专业思想认识、技能训练、项目申报等多种实施的措施和方案，这些措施与方案也获得了较好的实际效果，极大地提高了教学质量和学生的素质与能力。

研究性教学;硬件课程;计算机专业

研究性教学方法是由美国教育学家杜威提出并倡导的，由于这一教学方法可极大地激发学生的创造力，成为许多国家教育工作者所推宠。我国随着改革开放的深入，经济发展的需求，需要大量创新型人才，为此教育部在《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》(教高〔2005〕1号)文件中明确提出“积极推动研究性教学，提高大学生的创新能力”，为此我国不少教育工作者纷纷引进这一教学方法进行改革，然而由于这一教学方法是研究性的教学方式，对于高校工科性的专业，要进行研究性教学便需要有大量的仪器设备和设施的投入，而对于教育经费非常有限的地方高校的工科性专业开展这样的研究性教学是有相当大的困难的，但企业对高校毕业生的要求却不会因为是地方高校而降低录用标准，因此在地方高校要想培养出高素质有创造力的人才也必须引入先进的教学方法和教学理念。研究性教学方法引入已有多年，这一方法在计算机专业中引入，不少教师通常是用于软件教学方面，在此专业很少有进行硬件研究性教学研究，为此在这样一个软件环境里开展硬件课程的研究性教学是有很大困难的。笔者通过在湖北科技学院计算机专业学生二届毕业生和三届在校生实行这一教学方式的初步研究，取得了一定效果，扩大了本专业学生的就业途径。下面将结合笔者近几年的教学实践，从几个方面对计算机专业硬件课程的教学方法进行探讨。

一、计算机专业进行硬件研究性教学存在的困难

1.特点

所谓研究性学习是指学生在教师的指导下，通过选择一定的课题，以类似科学研究的方式，进行主动探究的一种教学方式。在高校的计算机专业，由于其软件的教学环境，要在硬件方面进行研究性教学存在很大困难，这是由研究性教学的特点决定的。不少研究学者认为，研究性教学有以下特点:

(1)教学内容与教学环境的开放性:所谓开放性，就是不拘于传统的、固定的或单一封闭的模式，而是要冲破学科、课堂和书本的限制，开放教学环境、教学内容、教学过程、教学评价等，实现思维方式和教学途径的多元化。

(2)教学方式个性化:正如在教学活动的定义中所说，学生是学习的主人，是独立思考和行动的主体，这就需要在研究性教学过程中需要因材施教，对不同学生采用不同的教学方法和教学内容，实现“以学生发展为本”的教学理念。

(3)学习过程创新:没有创新的设计和学生自身的创新，研究性教学的目的就没有达到。为此在研究性教学过程中，需要充分发挥学生的独立思考能力，对所学内容要进行创新性的学习与接收。通过与内容相关的项目设计和实践完成相关的教学内容。

(4)协作和探究性:研究性教学与研究性学习是相辅相存的。研究性学习是以学生为主进行的学习方法研究，研究性教学是以教师为主体进行的教学方法的研究。学生带着问题参与教师组织的整个研究性教学过程，随着一个个问题的解决，将极大地激发学生的学习兴趣，也更好地帮助学生扎实掌握基础知识，了解新的技术，明白学习的实际意义。在学生个人探究性学习过程中，一个人的能力是有限的，若再进行协作交流，充分发挥集体的智慧，则又会使学生加快其掌握更多的所需的新知识、巩固已获得的知识。

2.硬件研究性教学存在的问题

在高校(尤其是地方高校)，由于教育经费有限，计算机专业往往以开设软件为主、硬件为辅的原则进行设置。为此在计算机专业中，对计算机专业学生进行研究性教学有如下困难:

(1)计算机专业学生的专业思想问题:社会对计算机专业的通常理解是在计算机上怎么用软件编程，这就造成计算机专业学生认为在计算机专业只要学会编程就行了，要不要知道硬件并不重要，从而让该专业学生觉得他们学硬件知识只是为了考试，拿学分的问题，从而学起来被动、用起来不通。

(2)计算机专业的硬件课程设置问题:由于高校中大部分计算机专业是以开设软件为主、硬件为辅的原则开设的，从此在该专业中，计算机软件课程与硬件课程比例通常在4∶1至6∶1，学时比例在3∶1至4∶1。并且软件课程50%至60%为考试课程，硬件课程几乎为考查课或选修课。而学生也通常只对考试课才重视，为此这种设置也一定程度上增加在该专业进行研究性教学的难度。

(3)计算机专业硬件环境问题:虽然高校中计算机专业的相关院系拥有大量的微型计算机及硬件系统。但其主要目的是为开设专业软件课程和公共基础课而购置。电脑上安装的软件也大多是程序设计类、网页和游戏设计类软件环境。且计算机专业学生所开设的硬件课程相关的实验通常在其他电子类专业院系的实验室进行。

(4)计算机专业相关院系领导的思想问题:计算机专业主要院系领导一般为计算机专业类的毕业生担任，熟悉的是软件为主的科研环境。由于对硬件了解的不深入，从而对其重视程度也不够。为此要在计算机专业开展硬件方面的研究性教学也是不易的。

二、解决方法和拟采取的措施

针对上述存在的困难，要在计算机专业学生中开展研究性教学，提高学生进行研究性学习的兴趣和创新能力，在获得计算机学院领导大力支持的条件下，还需采取下列措施:

1.建立开展研究性教学的基本实践平台:研究性教学不能只在课堂上开展，更多的要在课外进行，这样才能达到连续进行某一项研究性学习的目的。要在计算机专业开展研究性教学，笔者认为有必要准备两个基本条件:(1)一个可以开展研究性教学的场所，这一场所可提供一定量的学生在此从事学习与交流活动;(2)一个拥有一定基本仪器设备的硬件开发平台，需配备的仪器，如数字示波器、信号发生器、直流稳压电源和单片机开发工具等等，这些仪器可供在这一场所的师生进行硬件学习和开发研究之用。

2.解决学生参与硬件研究性教学的思想认识问题。笔者对连续几届本校计算机专业的学生调查表明，计算机专业学生由于硬件课程和课时相对于软件来说开设较少，对硬件知识的学习不重视，学习有关硬件知识普遍感到困难，且该专业一些报考研究生的学生，通常以报考软件方面为主，觉得花过多的时间参与硬件方面的学习不划算，主观上把参与硬件学习与考研对立起来。为此一方面鼓励学生走硬软件结合的道路，建议学生报考硬软件结合的相关专业的研究生，使考研与学习相统一;另一方面让计算机专业学生将已经学会的C语言应用到嵌入式产品开发领域，学会怎样用编写出的程序驱动硬件系统，从而明白所学的专业课程可应用到更多的领域，从而对学好计算机的相关专业课程，如编译原理、数据结构等有更好的促进作用。从而也让学生感到硬件的相关学习与计算机专业的主要软件课程并不矛盾，是相互促进、统一的。

3.进行基础知识和基本技能训练:要切实提高计算机专业学生在硬软件开发方面的能力，真正明白他们所学的计算机编程语言是怎样驱动硬件，就必须对硬件有充分的了解，为此需要他们有较好的和扎实的硬件知识。对他们进行系统的硬件系列训练更显重要。因而，笔者在本校计算机学院根据计算机专业学生喜欢操作软件的学习特点，在一方面通过基础硬件课程，如《电路与电子技术》和《数字逻辑》等进行基础硬件实验;另一方面利用可以仿真硬件电路的Proteus软件平台，用该软件平台对电路理论、模拟电子、数字电子、单片机、ARM等进行全面的硬件仿真与练习。

4.组织和指导学生申报研究项目并进行监督:当前许多高校，不少学校为提高学生学习兴趣和学生的动手能力，纷纷提供一定创业基金和研究场所，充分发挥学生动手能力，开展创新活动。利用这一条件开展研究性教学可更好地促进学生能力的发展。计算机专业学生通常愿意申报的研究项目是软件方面，笔者通过与本计算机专业学生交流沟通，学生在认识到硬软件结合的重要性后，纷纷积极申报能充分发挥其软件能力的硬件相关的项目，这些项目一方面可使学生进一步了解更多的硬件知识;另一方面学生在进行系统硬件驱动开发的同时，使所学的各种计算机编程语言得到充分的应用，从而作到学习与研究统一。但由于学生平时课程多、学习任务重，容易造成只申报不研究的情况，这就需要指导教师加强监督，确定研究计划，通过有计划地将相关研究项目很好地完成，增强学生研究的信心。

5.低层次基础为主，高层次进行研究，层次推进:研究性教学不是一个阶段性的研究过程，而应该是一个长期的不间断的研究过程。而且要真正搞好这一研究，让其上升到较高的层次，需要从大学低年级开始，比如从大二开始进行基础性学习和训练;到大三时开展一些科研工作，如申报项目，参与导师的科研项目研究，边研究边学习。

三、结 论

硬件性课程教学是高校计算机专业一般课程教学中比较困难的方面，若要进行研究性教学那更是困难重重。笔者经过近二年对计算机专业学生进行研究性教学研究发现:若能根据前述的措施，对计算机专业学生进行有序的培养，使其所学的软件知识充分应用到动手能力、思维方式、素质培养等方面，为此充分调动了一部分学生学习硬件的兴趣，积极参与申报学生研究项目多达八个、积极参加飞思卡尔和省电子设计竞赛等，并获得参赛二等奖、三等奖等多项奖项，且有多个学生所作毕业论文获校甚至省优秀论文。可见当充分发挥教师作为研究性教学的设计者、组织者、启发者、引导者、鼓励者和促进者的作用下，仍可在硬件教学比较困难的高校计算机专业带来较好的影响和效果，并可同时扩大就业渠道。

G642.4

A

2095－4654(2013)1－0186－02

2012－12－03

咸宁学院教学研究项目(J09085)