窺探計算機教學中硬件實驗平臺存在的不足及完善對策

關力

摘要：當前，各大高校已經充分意識到計算機教學的重要性，而在計算機教學過程中計算機硬件實驗教學屬于一項非常重要的教學內容。本文重點圍繞計算機實驗平臺在硬件教學中存在的弊端進行了研究，并提出相應的完善措施，希望能夠帶動學生學習的主動性和積極性，從而獲取理想的教學成果。

關鍵詞：實驗教學；計算機硬件；自制設備；改進和實踐

中圖分類號：G718 文獻標識碼：B 文章編號：1672-1578（2016）05-0245-01

計算機教學中硬件實驗教學具體包含了數字電路、模擬電路實驗、微機接口技術實驗以及計算機組成原理實驗等方面的教學內容。而在計算機專業教學過程中利用硬件實驗平臺開展教學能夠有效帶動學生學習積極性，培養學生硬件課程學習和實踐能力，能夠對理論知識進行更深入的補充。硬件實驗課程都配備相應的實驗平臺，且提供完善的實驗方法和實驗步驟，所有實驗需要的元器件或者模塊都集成到一個箱體內。學生只需按照實驗步驟連接好導線，輸入要求的信號，觀察輸出就行，規范的實驗平臺的優點是簡化教師的工作量，簡化學生的實驗過程。但是缺點也較明顯，成型的實驗電路，實驗模式單一，實驗項目固定，影響學生的動手能力和創新能力的培養。本文根據計算機專業硬件實驗的特點，著重分析實驗平臺在硬件教學中的不足。目的是提出結合實驗平臺，通過自制實驗設備和拓寬實驗范圍，提高實驗教學質量，促進教學改革。

1.計算機硬件實驗平臺存在的問題

計算機設備在進行長期運行之后經常會出現一些問題，例如在重啟的時候，會發現計算機需要花費的時間越來越久；同時計算機用戶還會發現計算機偶爾會出現藍屏和死機的現象等等。因此，文中對計算機設備硬件在維修過程中出現的一些問題進行總結。

如果計算機中的應用程序受到了病毒或者其他因素的干擾將會嚴重地受損，并且會造成文件的丟失，甚至導致程序無法正常地運行。同時，由于計算機用戶在安裝相關的軟件過程中如果強行將其裝在相兼容的操作系統，應用程序就無法正常開啟。此外，如果計算機的操作系統中的系統配置出現了錯誤也會給整個計算機硬件維修帶來一定的麻煩。計算機的電池規格和標準如果不符合標準也會影響計算機設備的正常使用。電源在供電的過程中如果出現電壓不足或電流偏小的現象也可能會導致計算機無法正常開啟。計算機的內部結構中接插件的接觸不良或者松動也會造成計算機的接口與設備之間產生斷連的現象。尤其是跳線的錯誤安裝還會引起計算機硬件設備的參數和其他設備的參數設置不匹配，導致設備無法正常使用。最后，計算機的顯示器和主板以及通信設備的生產標準也會對計算機硬件維修存在一定的威脅。因此，如何有效地解決計算機硬件維修工作中存在的問題對計算機用戶具有非常重要的影響。

2.計算機硬件實驗平臺的改善措施探討

2.1硬件基礎實驗提倡學生自制實驗設備。硬件基礎實驗，如模擬電路實驗和數字電路實驗，電路簡單，使用市售的實驗箱做實驗，學生只需簡單的插上導線，接通電源，輸入信號，測量輸出信號，驗證書本知識就行了。這種方式，簡化實驗步驟，實驗主要集中于書本知識的驗證，但忽略對學生硬件開發基本能力的培養，如元器件的焊接、測量和電路的設計等。所以對于基礎實驗，教師應該挑選出部分實驗項目讓學生自制實驗裝置，獨立完成實驗。學生在分析實驗原理的基礎上，自己設計實驗電路，完成電路的調試和測量，在學生自己的努力下得到正確的實驗結果。通過自制實驗裝置，激發學生對計算機硬件實驗的興趣，積極性和能動性得到極大的提高。更為重要的是自制實驗裝置掌握的技能，是課程設計、畢業設計和畢業后走上工作崗位所必須的。

以模擬電路實驗中的晶體管共射極單管放大器實驗為例，來說明自制實驗裝置的好處. 晶體管共射極單管放大器實驗的目的是學習單管共射放大電路的組成，分析靜態工作點對放大器性能的影響，掌握電壓放大倍數、輸入電阻、輸出電阻的測試方法等.如果使用現成的實驗儀器，由于實驗面板上提供（如圖1）的電路連接和相關的元器件，學生做的工作就是連上電源，調整Rw改變靜態工作點，然后輸入信號，測量輸出信號，分析靜態工作點對放大器性能的影響. 簡而言之，現成的實驗箱，可以簡化學生的實驗過程，將實驗的重點集中在原理的驗證上面。

如果放棄現成的實驗平臺，而是讓學生自制實驗裝置，這樣的實驗過程，不僅僅可以達到上述的實驗目的，而且通過實驗學生可以獲得各種基本技能. 這些技能都是以后課程設計、畢業設計和走向工作崗位進行電路設計所必需的. 更為重要的是，學生通過實驗獲得的成就感，會激發學習計算機硬件知識的積極性和主動性，從而挖掘學生的創造潛能，這才是實驗教學的目的。

2.2專業硬件實驗基于模塊化設計，拓寬應用范圍，培養創新能力。相比其他課程，計算機專業硬件實驗課所學的內容比較深奧，想要順利開展硬件實驗就要具備各種裝置。而通常線路具有一定的復雜性，很難自己完成制作，所以實驗平臺是必須的，現有的實驗平臺所具備的功能和實驗項目都是結合教材知識制定的，因此以驗證性的實驗為主，而創新性和設計性的實驗受到限制。對于專業硬件實驗課程，在教學中，應該以現成的實驗設備為主要的實驗平臺，有條件的話盡量選用模塊化的實驗平臺. 因為模塊化的實驗設備是通過增加模塊來實現功能的擴充，所以能夠拓寬實驗范圍，能夠增加創新性和設計性的實驗。

3.結論

計算機硬件實驗教學既是計算機專業教學的重要部分，也是計算機軟件教學的基礎. 計算機硬件教學依賴于實驗設備，其配備的實驗平臺集中于對理論知識的驗證，使得硬件實驗教學比較枯燥，阻礙學生硬件實驗的積極性和創新熱情. 教師在充分利用計算機硬件實驗平臺的基礎上，通過自制實驗設備和拓寬應用范圍來提高學生動手能力，鼓勵學生自主探索，獨立完成綜合性實驗設計，從而培養學生實踐能力和創造能力。

參考文獻：

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