計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)課程教材分析和建設(shè)

　　摘要：計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)是普通高等教育理工科專業(yè)的一門重要計(jì)算機(jī)公共基礎(chǔ)課。本文全面分析了2005年后出版的34本相關(guān)教材中教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以此為基礎(chǔ)闡述了該課程在教材建設(shè)方面存在的教學(xué)定位不清晰、教學(xué)實(shí)驗(yàn)單一和教學(xué)內(nèi)容陳舊等三個(gè)問題。結(jié)合北京理工大學(xué)在該課程上的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出以實(shí)驗(yàn)建設(shè)為導(dǎo)向，“基本概念”和“基本硬件”相結(jié)合的教材組織理念，為該課程教材的進(jìn)一步建設(shè)提供參考。
　　關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)；教學(xué)改革；教材建設(shè)；教材分析
　　
　　隨著計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的發(fā)展和普及，大學(xué)生接觸到的計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備無論從種類還是功能都比之前有更多的樣式，并具有更快的發(fā)展趨勢。計(jì)算機(jī)硬件有關(guān)產(chǎn)品已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚纳钣闷罚哂忻黠@的日常化、集成化、工具化的發(fā)展趨勢。在計(jì)算機(jī)硬件新的發(fā)展階段，讓學(xué)生們掌握基本的計(jì)算機(jī)硬件原理，熟悉各類硬件接口技術(shù)，懂得計(jì)算機(jī)硬件產(chǎn)品的基本運(yùn)行方式，是各學(xué)科各專業(yè)教學(xué)體系建設(shè)中重要的一個(gè)教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)。
　　計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)課程是普通高等學(xué)校理工科專業(yè)的一門重要的計(jì)算機(jī)技術(shù)公共基礎(chǔ)課程，也適合非理工科的其他專業(yè)學(xué)生選修。該課程是學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)知識(shí)、了解計(jì)算機(jī)硬件發(fā)展、熟悉硬件原理及接口技術(shù)的主要課程。
　　1課程現(xiàn)狀和問題分析
　　2006年，教育部高教司將微型計(jì)算機(jī)原理和微機(jī)接口技術(shù)等課程精簡整合為計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)，并明確提出了該課程是針對大學(xué)非計(jì)算機(jī)專業(yè)的理工類本科生設(shè)置的6門典型核心課程之一。
　　2009年，教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)將“微機(jī)原理與接口技術(shù)”確定為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的核心課程之一。該課程建議面向電類專業(yè)授課70學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)20學(xué)時(shí)；面向非電類專業(yè)授課48學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)10學(xué)時(shí)。[1]
　　課程名稱及學(xué)時(shí)上的變化，一方面顯示教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)對計(jì)算機(jī)硬件類課程的重視，同時(shí)也反映出在大學(xué)課堂上如何引入計(jì)算機(jī)硬件公共基礎(chǔ)課程還存在爭議。事實(shí)上，計(jì)算機(jī)硬件類課程在實(shí)際實(shí)施中存在很多實(shí)際困難和問題，導(dǎo)致全國大多數(shù)高等學(xué)校沒有開設(shè)此類計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程，部分開設(shè)微機(jī)原理與接口技術(shù)課程的學(xué)校往往由非計(jì)算機(jī)類專業(yè)教師開設(shè)并講授，不歸屬于計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)范疇。主要有以下三方面原因。
　　1) 課程定位不清晰，學(xué)時(shí)很難落實(shí)。計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)課程如果作為計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)課程，應(yīng)該主要放在大二，兼顧大三授課，面向沒有數(shù)字電子基礎(chǔ)的學(xué)生，作為選修課，以32學(xué)時(shí)為宜。然而，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)規(guī)劃的微機(jī)原理與接口技術(shù)主要面向大三、甚至是大四學(xué)生開設(shè)，學(xué)時(shí)數(shù)量超過60，甚至在90，還需要數(shù)字電子方面的先導(dǎo)課，很多高校在學(xué)時(shí)、先導(dǎo)課等角度都無法將該課程編排進(jìn)教學(xué)大綱。
　　2) 現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件落后，學(xué)生難有興趣，硬件投入較大。傳統(tǒng)授課中，計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)所安排實(shí)驗(yàn)需要借助定制的實(shí)驗(yàn)箱完成實(shí)驗(yàn)[2]，而實(shí)驗(yàn)箱的投入成本較高，新實(shí)驗(yàn)開發(fā)受限，使用效率較低，教師和學(xué)校往往都沒有熱情開設(shè)該課程。另外一些課程僅以匯編語言或單片機(jī)技術(shù)作為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，技術(shù)廣度不足，僅適合小部分特色專業(yè)。
　　3) 教學(xué)內(nèi)容落后，教材急需建設(shè)。無論是計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)還是微機(jī)原理與接口技術(shù)，講授內(nèi)容仍然以計(jì)算機(jī)專業(yè)的80x86、匯編語言、可編程接口芯片等內(nèi)容為主，沒有結(jié)合計(jì)算機(jī)硬件近10年來新技術(shù)和新產(chǎn)品的發(fā)展。由于課程面向非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生，這種專業(yè)性很強(qiáng)的內(nèi)容很難符合學(xué)生們的學(xué)習(xí)預(yù)期。縱觀5年內(nèi)新出版的相關(guān)教材，所講授內(nèi)容的絕大部分與10年前(2000年左右)教材的教學(xué)內(nèi)容一致，教材改革和建設(shè)需求迫切。
　　本文從面向大二兼顧大三的計(jì)算機(jī)公共基礎(chǔ)課角度出發(fā)，全面分析整理了2005年后出版的《計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)》相關(guān)教材的教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，客觀還原已出版教材現(xiàn)狀，尋找教材建設(shè)的薄弱環(huán)節(jié)和問題，從而為進(jìn)一步教材建設(shè)理清思路。同時(shí)，本文結(jié)合北京理工大學(xué)的教學(xué)改革情況，給出了進(jìn)一步加強(qiáng)教材建設(shè)的思路和方法，希望能夠?yàn)橛?jì)算機(jī)硬件類公共課更為廣泛的進(jìn)入大學(xué)課堂提供參考建議。
　　2教材情況概述
　　為了全面還原計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)課程教材建設(shè)情況，我們對2005年之后出版的相關(guān)教材進(jìn)行了匯總，合計(jì)34本，如表1所示。
　　從表1可以看出，34本教材來自于13個(gè)出版社，其中，正式本科教材26本，教學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書等教輔類教材6