計算機硬件技術基礎實驗課程教學研究

計算機硬件技術基礎課程是工科各類專業的主干必修課之一，主要包括計算機組成原理、微機接口、匯編語言程序設計及微機在測控系統和嵌入式系統中的應用幾部分。通過這門課程的學習，學生可以獲得硬件方面的基本理論、基本知識和基本技能；培養學生從硬件和軟件的結合上思考、分析、解決問題的初步能力。

實驗教學是在特定環境下通過學生自身主觀努力完成的教學課程，是培養學生動手能力、開拓創新思維、提高設計能力的一個重要環節。實驗教學相對于課堂教學更具直觀性、實踐性、綜合性和創新性，是課堂教學不可替代的。計算機硬件基礎的實驗課程為學生以后從事計算機硬件應用系統設計、計算機硬件應用系統開發等相關工作奠定了堅實的基礎。

1.計算機硬件實驗教學的發展現狀

國外發達國家的高等院校都非常重視學生計算技能和實驗技能的培養。我國需要大量開拓型人才，應著重于能力的培養。要改變硬件教學存在的問題，提高學生的實驗能力、動手能力，必須增強課程的實踐性，引起學生的重視；在完成硬件相關課程的學習后，讓學生自己動手進行課程設計，從而對課程間的關系和總體內容做到心中有數。

2.采用有效的實驗方法

計算機硬件技術基礎課程在前期模擬電子技術和數字電子技術實驗的基礎上，對計算機專業的學生基本上要求掌握部件級的連接和部件級的原理。實驗系統主要采用北京地杰凌云科技發展有限公司生產的“DLE-ⅡC型微機硬件實驗平臺”。根據硬件教學的特點，把實驗教學分成3個階段來完成:

第一階段完成認知性實驗。如實驗匯編語言程序的建立與執行，目的是通過實驗，使學生熟悉匯編語言編程的實驗環境，理解匯編語言程序的執行過程，從而為后面使用匯編語言進行分支和循環程序設計打下基礎。

第二階段完成設計性實驗。這部分實驗在實驗教材上給出實驗目的、實驗要求及硬件連接圖，由學生獨立完成實驗方案的設計，進一步完成實驗。通過這個過程，可以培養學生獨立分析和思考的能力以及解決硬件問題的能力。如8254的設計實驗，在講述過8254芯片后，讓學生利用8254作為定時器/計數器來實現燈塔模擬控制。實驗通過編程給計數初值寄存器一個初值n，通過定時器/計數器8254減1進行計數，實現定時功能。輸入的脈沖信號為均勻的脈沖信號。

第三階段為綜合性實驗。這部分內容主要在課程設計中完成，每個實驗課題都是一個小的應用系統，綜合了平時分散的單個實驗，使學生對整個科目有整體的理解，訓練了學生綜合知識的能力。

上面所講的三類實驗，都要求學生認真書寫實驗報告，實驗報告應該包括實驗名稱、實驗類型、實驗設備、實驗原理及算法、硬件連接圖、實驗步驟、實驗結果、收獲和體會。學生通過對實驗過程的總結，可以加深對實驗原理和相關內容的理解。

3.改進實驗教學方法

在現有的計算機硬件教學的基礎上，進一步完善現行的實驗教學模式，改變單一的教學方法。使用 AUTHWARE、POWERPOlNT等多媒體軟件工具，對硬件技術基礎中的計算機組成原理實驗、微機原理與接口實驗制作多媒體課件。利用課件講解實驗原理、利用動畫模擬計算機硬件實驗過程及結果，從而使計算機硬件原理實驗變成生動的模擬畫面。

4.綜合多個科目

可以在以上單科單個實驗的基礎上，進一步將計算機硬件課程的實驗內容綜合，建立統一的實驗平臺，進行不同科目間的綜合性設計實驗。例如：可以模擬真實計算機硬件系統的設計開發流程，從而達到對整個計算機硬件課程體系的融會貫通。計算機硬件課程實驗的相互溝通，可以使學生對整個計算機硬件課程體系形成總的概念。

5.結語

通過計算機硬件實驗教學多媒體課件的制作及其在實驗教學過程中的應用，可以使硬件課程教學變得更加生動形象，便于學生理解。同時，也使實驗課的趣味性得到了充分展示。通過綜合性的硬件實驗系統的設計，學生可以加深對實驗原理的理解，進而增強對硬件課程的學習動力。

因此，計算機硬件實驗課程的教學在整個計算機硬件教學體系中占有十分重要的地位。通過計算機硬件的實驗課程，可以提高學生對計算機硬件課程的學習興趣，強化學生的計算機硬件應用能力。◆(作者單位：中國人民解放軍軍事交通學院基礎部)

□責任編輯：王鋒旗