一体化教学下计算机基础论文

2022-04-28

一体化教学下计算机基础论文篇1：

浅谈一体化教改下的计算机应用基础教学

摘要：一体化教学模式，突出学生为“主体”，教师为“主导”，强调工作过程导向六步法，各个环节之间相辅相成。同时针对不同的工作任务、不同的学情，灵活运用不同的教学方法，使学生不但具有扎实的理论功底，而且能够掌握熟练的操作技能，培养学生的自学和创新能力。

关键词：计算机应用基础一体化课改工作任务主体地位教学方法

笔者学校实施工学结合一体化课程改革后，计算机应用基础这门课首先列入课改行列。经过四年多的教学实践，我校现已出版了《计算机应用基础》一体化教程。在工学结合一体化的教学模式下，学生学习积极性很高，教师教起来很轻松，学生的实际操作技能显著增强。笔者多年担任这门课的教学，亲身体会到课改给学生带来的明显变化，下面就一体化课程改革下的计算机应用基础课的教学谈谈自己的看法。

一、计算机应用基础一体化教学解读

一体化课程以综合职业能力培养为目标，以典型工作任务为载体，以学生为中心，根据典型工作任务和工作过程设计课程体系和内容，按照工作过程的顺序和学生自主学习的要求进行教学设计并安排教学活动，实现理论教学与实践教学融通合一、能力培养与工作岗位对接合一、实习实训与顶岗工作学做合一。

结合计算机应用基础的教学内容，在一体化课程中一定要回答四个问题，即：教什么，怎么教，教到怎样程度，怎样评价。教学过程强调工作过程导向六步法，明确工作任务、制订工作计划、做出决策三个阶段是基础；实施工作计划、成果展示及汇报是重点，任务评价是知识积累与能力提升的重要手段。

二、计算机应用基础一体化教学特点

1.以典型任务为授课载体

在一体化课改理论的指导下，凭借多年积累的教学经验，结合我校学生实际，笔者和同事一起将《计算机应用基础》这本教材整理成五大学习情境，每个情境细分为几个学习任务，并配有知识拓展部分，有目标，有任务，引导学生自主学习，查阅资料。通过任务驱动、细化任务，调动学生掌握知识、运用知识、拓展知识的积极性，从而提高学生的自学和创新能力。

传统的计算机授课，因为内容较为琐碎，涉及操作多，若一个命令一个命令地去操作、讲解，很多学生都没有兴趣。实施一体化课改后，将一体化的理论运用到教学中，收到了很好的效果。如：在学习Word制作表格时，通过对日常生活中使用比较多的表格进行分析，总结出不同风格的表格形式，然后说这节堂课的任务就是通过学习，来完成如课程表、成绩单、值日表等学生身边能接触到的表格，这样很容易激发学生的学习兴趣。然后引导他们自学，大胆尝试操作命令，激发了学生的学习兴趣，使他们在学习过程中，既完成了教学任务，又提高了思维能力、动手能力。

2.以学生为主体，教师为主导

在传统的计算机教学中，学生的主体地位被忽视，在某种意义上讲“教”与“学”是分离的，学生成为被动接受知识的容器。一体化课改后，确立了学生的主体地位，学生在教师的指导下学习，明显地表现出主动性、自觉性和创造性。教师的角色发生了改变，由主体地位转变成主导地位，主导地位主要体现在帮助、指导、咨询和导演。

以学习段落排版、图文混排、表格制作等知识点为例，以前教学就是告诉学生用哪个命令，怎样做，学生当时是看明白了，但自己操作又不会了，原因在于教师以自我为中心，忽视了学生的特点，忽视了学生的主体地位。一体化课改后，转变了教学观念，教学以学生为中心，教师指导、帮助学生学习，课堂效率提高了，学生真的动起来，学起来。在学习以上知识点时，教师制定一个典型任务——个人简历，这是最贴近学生的实例，而且毕业面试时必须用的，这就调动了学生学习的积极性，教师有能力引导学生学习，帮助解决问题，起到幕后指导的作用。

3.教学过程强调工作过程导向六步法

第一，在明确工作任务之前，需要组织学生收集信息。教师提出教学目标与引导问题，给学生明确任务要求。第二，制订计划阶段，团队分工要合理。在教学过程中，学生查阅资料，自主学习；教师指点学生尝试操作，适当督促，随时监控各组情况。第三，做出决策阶段，每组派代表分别阐述制订好的工作计划，并由其他小组成员和教师提出意见和不足。第四，实施工作计划阶段，同时检验决策的正确性。如遇到不可解决的问题，可以向老师或其他成员寻求帮助。本阶段教师的主要任务是观察学生和了解学生操作情况，发现问题要及时指导并纠正。第五，成果展示及汇报阶段，学生展示作品，在这一阶段，教师要灵活控制汇报情况及内容。或以学生阐述为主，或以教师提问为主。第六，任务评价阶段，恰恰是知识积累与能力提升的重要手段。以自我评价、小组评价、教师评价三种评价方式，强调过程性考核，评价不仅是对学生成果的肯定，更是为“六步法”的下一个教学循环做好准备。这六个环节之间相辅相成。计算机基础课的每个学习任务都按照这几步组织教学，实现理论知识和实际操作相结合。

三、计算机应用基础一体化教学方法

计算机一体化教学方法是灵活多样的，我们在教学中，针对不同的工作任务，针对不同的学情，灵活运用不同的教学方法，激发学生学习的积极性，提高了课堂效率。常用的教学方法有以下三种。

1.任务驱动法

教师必须根据信息课的具体内容，精心设计出一个个实际任务，让学生在完成这些任务的过程中，掌握知识、方法和技能。如：建立自己的邮箱、个人简历、职业生涯规划表格制作等任务。

2.问题引导教学法

在教学的过程中，采用设置问答的方法，启发、引导学生思考，提高学生的分析能力和解决问题的能力。如在Excel电子表格时，可问学生本次期末考试的成绩在电脑里处理，将各科成绩汇总，还要排名次，应该怎么办。然后引出用电子表格建立的方法，通过Excel来完成这类任务，将轻松又准确。通过设置一些悬念，激发学生的求知欲和好奇心，再让学生用计算机去解决，他们会觉得学习计算机确实有用，能够解决实际中的问题，从而也提高了学习的积极性。

3.角色扮演法

让学生扮演角色。通过亲自动手制作，使他们深刻体会和切身感受制作一个好的作品的自豪，达到教学和教育并行的效果。同时也培养了学生敏锐的观察力和丰富的想象力。如在学习word这部分知识的时候，学生可扮演应聘者，老师可扮演某公司的招聘领导，要从打字速度、表格制作合理、图文混排美观等方面考察，同时要求学生提交一份精美的简历，这时的学生作为应聘者，他们想竞聘成功，就会主动学习、勤学苦练基本功，实现他们的理想。而在以前的教学中，学生只是为了完成老师留的作业，没有学习的动力，没有学习的目标，达不到理想的学习效果。

当然，在教学过程中可以采用的教学方法还有演示法、分层式教学法、竞赛激励法、小组合作探究法、发现法、尝试法等，这些教学方法可根据需要灵活应用，使学生在学习过程中能充分发挥自主学习的主动性和创造性。

总之，计算机应用基础课程的教学涉及诸多方面的知识，需要我们在一体化课改中，不断地探索创新教学方法，激发学生学习该课程的兴趣，使学生不仅具有扎实的理论功底，而且能够掌握熟练的操作技能，使他们成为真正的高技能应用型人才。

（作者单位：承德技师学院）

作者：白雪岩

一体化教学下计算机基础论文篇2：

行动导向教学法在计算机应用基础课程中的应用

【摘要】本文论述行动导向教学法在计算机应用基础课程中应用，针对应用中团队合作形式大于效果、教学环节所需时间影响教学进度、学生存在畏难情绪和不接受的心理影等问题，提出做好顶层设计、制定相应的教学管理制度和监督机制、重组专业团队和重构课程新体系、重新制定各专业人才培养方案、有序开展行动导向教学法的学习活动、建立合作育人的校企合作模式等措施，提高学生的综合素质。

【关键词】行动导向教学法计算机应用基础课程本土化解决策略

计算机应用基础是非计算机专业开设的一门公共基础课，其目的是使学生掌握计算机的基本知识和基本技能，培养学生在所学专业与相关领域中应用计算机的能力及培养学生利用计算机分析问题、解决问题的能力，以满足学生专业学习、就业岗位对计算机应用的基本需求。计算机能力的强弱直接关系到学生未来的就业状况，因此，上好计算机应用基础课程对提高学生的综合素质及就业能力至关重要。

一、计算机应用基础课程教学现状

目前，高职高专计算机应用基础课程一般采用传统的教师讲、学生练的教学方式，形式枯燥，课堂气氛沉闷，教学效果不佳，具体体现在以下方面。

第一，学生计算机水平参差不齐，现有的教学模式不能达到因材施教。高职高专学生来源比较复杂，有的来自农村，有的来自城镇，有的来自城市，他们的计算机基础因每个地方的中学对信息技术课的重视程度和设备情况不同而导致学生的计算机水平参差不齐，这给计算机应用基础教学带来了很大困难，如何使不同层次的学生在计算机应用课程教学中实现因材施教，这是计算机教师的重要任务，而现有的教学模式一般通过教师“任务”引导学生进行学习，形式上是任务教学，但本质仍然是传统意义上的“教师教、学生学”的模式，这种模式因学生的基础不同而达不到因材施教的目的。

第二，基于计算机一级考试的计算机应用基础课程内容单一，无法与学生所学专业结合，无法实现理实一体化。高职高专院校学生在毕业时需要拿到计算机一级证书，这让很多任课老师在教学内容的选择上主要以考级内容为教学内容，这就使得教学内容枯燥、单一，无法与学生所学专业结合，无法实现理实一体化。

第三，缺乏正确的教学理论指导，教学方法相对单一，不能激发学生的学习兴趣和学习主动性。在计算机应用基础课程教学中教师虽然也采用情景教学法、任务驱动教学法、案例教学法等，但缺乏正确的理论指导，不能将这些方法有机融合起来使用，大大削弱了教学效果，学生仍然存在学习兴趣不高、主动性不强、上课注意力不集中、被动学习、缺乏主动思考、只是一味接收老师所传达的内容等问题。

第四，现有的教学方式在培养学生的创新能力、综合素质上效果不佳。计算机应用基础课程不仅要传授学生基础知识、基本技能，同时还肩负着培养学生创新能力、提高学生综合素质的重任。高职高专计算机应用基础课程改革多是从学生技能培养方面进行教学方式改革，这些教学方式在提高学生技能方面确实取得了一定的效果，但在培养学生的创新能力和综合素质上效果不佳。

二、行动导向教学法简介

行动导向教学源于20世纪80年代德国“双元制”职业教育课程改革，目前其已成为德国职业教育的主要教学方法。行动导向教学法注重学生分析问题、解决问题能力的培养，以“行动导向驱动”为主要形式，以知识来源于实践，在实践中得到感性认识，经过反复实践才能上升到理性认识，并回到实践中去为主要理论依据。行动导向以完整行动模式组织教学活动，完整行动模式包括资讯、计划、决策、实施、检查、评估六阶段，这六个阶段符合人们在日常生活中解决问题的行为模式，具有普适性。而具体的教学方法有项目教学法、引导文教学法、角色扮演法、案例分析法、头脑风暴、思维导图、卡片聚类、小组合作等多样方法，但不管是哪种教学方法，行动导向在教学过程中始终贯彻学生的主体地位和教师的主导地位，行动导向是一种教学方法，更是一种教学理念。因此，将行动导向引入计算机应用基礎课程不失为一种好的尝试。

图1 完整行动模式

三、行动导向教学法在计算机应用基础课程中应用存在的问题

2015年10月开始，笔者在计算机应用基础课程中实施行动导向教学法，因材施教，有效提高了学生的学习兴趣和积极性，一定程度上提高了学生团队合作精神、独立思考能力、创新能力和综合素质，以及学生的就业竞争力。同时，也出现了一些问题，具体表现在以下几个方面。

（一）团队合作形式大于效果。行动导向教学法中团队合作是不可或缺的教学方式之一，团队一般由5人组成，分别扮演谈话主导者、计时者、提醒者、记录者和演示者的角色，他们的作用见表1。

表1 团队合作分工及作用

角色作用

谈话主导者（组长）谈话主导者是小组组长，在小组中分配任务，公开主题、引导话题并参与话题讨论

计时者（计时员）参与话题，把握团队讨论时间，提醒约定讨论时间到了

提醒者（监督员）参与话题，维持团队讨论的纪律，观察保持约定的规矩，比如坚持不跑题，总是仅一个人讲话等

记录者（记录员）参与话题，记录小组工作的成果

演示者（演示员）参与话题，在全班演示小组工作成果

在团队合作中每个角色要各司其职，齐心协力完成任务。团队合作有利于培养学生团队合作的意识和团队精神；有利于培养学生解决问题的能力；有利于培养学生自主学习的能力；有利于培养学生的创新能力等。而在具体的教学实践中，会出现有些团队只有组长等1-2人完成任务的情况，其他人只是随意参与一会儿，没有达到团队合作的效果，形式大于效果。分析原因主要有：一是团队合作教学不在传统的教学方法中，学生一时接受不了；二是团队合作教学在学生的心里没有引起足够的重视；三是传统的教学场地不利于团队合作的开展。

（二）行动导向教学环节所需时间影响教学进度。行动导向教学法始终要贯穿完整行动模式，其中最后一个环节评估（展示）在课堂上是比较难以控制时间的环节，但同时又是很重要的一个环节，这个环节经常将正常的课时计划拖延，影响教学进度。

（三）学生畏难情绪和不接受的心理影响行动导向教学法的顺利进行。案例教学和项目教学是行动导向教学中经常使用的教学方法，也是比较适合计算机应用基础课程的教学方法，完整行动模式下案例和项目都需要学生团队合作自学完成，教师只是教学过程中的引导者，这对习惯了“教师讲、学生听”的传统教学方法的学生而言，意味着学生要付出更多的努力和耐心才能完成学习，在课堂中基础比较差的同学就会出现因畏难情绪而表现出种种不适应。

四、解决策略

针对行动导向教学法在计算机应用基础课程教学实践中出现的问题，可以采取以下改进措施。

（一）学校领导统一思想，制定相关政策支持，做好顶层设计。在高职高专实施行动导向教学法，学校应制定一些相关政策予以支持，学校领导也要在思想上高度统一，理顺各部门的职责，做好顶层设计，并制定相关政策支持教师实施行动导向教学法，这样才能保证各项政策落实到位。

（二）学校教务部门制定相应的教学管理制度和监督机制，建立行动导向教学法弹性课时，改造教学软硬件资源，使其满足行动导向教学法需要。行动导向教学法中项目教学、案例教学是常用的教学方法，团队合作是重要的教学组织形式，在多数高职高专学校，很多教室都是适合讲授式教学的独立座位设置，这就需要学校有适合开展团队合作的软、硬件资源，包括展示白板、适合团队讨论的桌椅、展示平台等。

（三）重组专业团队，重构课程新体系，加强专业团队的培训与交流。以项目为导向，重建、重构专业课程，打造新的课程体系与专业教学团队，使所有的课程围绕专业课程融为一体，重组专业团队，加强团队之间的交流和合作，加强团队行动导向教学的理论学习，有效保障新的课程体系的顺利实施。

（四）重新制定各专业人才培养方案。人才培养方案是课程体系执行与实施的依据，也是行动导向教学法实施的依据，它是提升学生培养质量的关键，实施行动导向教学法要以就业为导向，以职业能力培养为目标，重新制订人才培养方案。

（五）有序开展行动导向教学法的学习活动。为了改善学生在行动导向教学法中的畏难情绪，提高学生对行动导向教学法的接受度，学校或者系部应有序开展有关行动导向教学法的学习活动，让学生对行动导向中的各种教学法、完整行动模式，以及团队合作形式等内容有所了解，并达到慢慢接受的效果。

（六）建立合作育人的校企合作模式，成立实验班试点。校企合作是保证行动导向实践教学有效性实施的关键性因素，学校应该制定一些相关的校企合作鼓励政策和优惠条件，吸引一线就业单位与学校建立合作育人的校企合作模式，并成立实验班试点，满足行动导向需要反复实践、反复完善的实施阶段，进而推广至全校乃至更大的范围。

行动导向教学法在培养学生的信息素养、网络查找资料能力、自主学习能力等方面有着显著的效果，但它也不适合计算机应用基础课程所有的内容，实践性高、实操性强的知识点比较适用，教学效果也比较显著，而偏重于理论性的知识点如计算机编码、网络基础知识等不易实施。虽然行动导向教学法在我国推广已有20多年的历史，但鉴于我国的国情和教学现状，仍需要走很长的路。

【参考文献】

[1]崔维响，宫小飞，王磊.基于“行动导向”的高职院校《计算机应用基础》课程教學研究[J].科技信息，2012（21）

[2]黄巧莲.基于行动导向的高校思政课教学改革思考[J].教育评论，2017（3）

[3]刘邦祥.试论职业教育中的行动导向教学[J].职教论坛，2006（2）

【基金项目】2015年度广西职业教育教学改革项目一般项目“基于行动导向教学理念的高职高专《计算机应用基础》课程实践改革研究”

（责编卢雯）

作者：李晓静　邓珍

一体化教学下计算机基础论文篇3：

计算机一体化实验教学改革与探索

摘要：信息化社会需要高素质的系统化人才，这对计算机实验教学提出了一体化要求。近年来，清华大学国家级计算机实验教学示范中心积极探索一体化实验教学体系的构建，建设了适用于网络环境的一体化实验教学平台，从计算机系统设计到系统化创新性实践训练，形成了一套行之有效的一体化实验教学体系。

关键词：计算机实验；教学体系；人才培养；一体化

计算机学科具有技术发展快、知识更新快的特点，专业人才培养只有适应技术发展的需要才能有市场竞争力。具有计算机领域完备的软硬件专业知识，在理论研究和工程应用中，能以全局的观念完成整体架构设计，并对系统架构内软硬件之间的关联和协调做出合理安排的人才，我们称之为系统设计人才。这种“既懂软件又懂硬件”的系统分析与设计能力，是计算机专业毕业生区别于信息学科类其他专业毕业生核心竞争力的集中体现。在软件无所不在，可编程、可重构、软互联等思想渗透到系统设计各个层面的时代，如何调动计算机专业学生学习硬件的积极性，并通过实验教学体系和实验平台切实提高学生系统设计能力，是目前各个高校计算机实验教学面临的重要问题。

一、高校计算机实验教学发展历程

20世纪50年代，我国高校开始设立计算机学科[1]。此后，高校计算机实验教学发展大体分为三个阶段。

第一阶段，以计算机组成为主的硬件类课程是本学科核心课程。在当时技术背景下，硬件课的实验都采用分立元器件完成，实验以电子管、晶体管为基础[2]。清华大学计算机系60年代的911电子管计算机和112、724晶体管计算机，70年代DJS-100系列小型机都为人才培养做出过贡献。但是由于纸带输入、磁带存储等外围接口限制，软件技术的发展速度受到严重制约，系统设计和实现主要围绕硬件展开。

高考恢复后，伴随着晶体管技术的发展和微处理器的普及，计算机教学进入了第二个阶段。软件技术开始蓬勃发展，各种系统和外围接口出现。随着计算机科学技术研究水平提高，实验教学也越来越受到重视。清华大学编《数据结构》等教材（包括实验教材）和TEC等系列实验装置在全国高校推广应用。我校在70年代就开设面向全校的“计算机程序设计”等计算机应用课程，《Basic语言程序设计》、《C语言程序设计》等教材和相关实验影响了全国几代人。1998年，清华大学计算机系整合各个教研组的实验室成立了面向计算机专业教育的计算机系教学实验室，为实验中心的建立和发展奠定了基础。这个阶段软件、硬件的实验教学比较均衡，系统类实验教学则处于萌芽状态。

随着“985工程”在高校的实施，计算机实验教学进入了第三个阶段。2004年，清华大学将隶属于计算中心的基础课教学老师合并到计算机系，成立计算机基础教学部，明确了依托学科加强基础课教学的理念，并且重新规划了计算机基础课体系和实验教学体系。在实验平台上，2006年设计出“开放式CPU设计及测试系统”，用于“计算机组成原理”和“计算机系统结构”课程的实验教学，进一步改进了TEC实验装置，推动了学生硬件实践能力和CPU设计能力培养。近几年，高度集成化芯片开始得到大量应用，集群计算、并行计算、云计算等计算技术开始得到广泛应用，这些技术正逐步被应用到实验教学中。信息技术的快速发展，对我国系统软件设计和硬件系统设计人才的需要更加迫切。如何培养软件和硬件两手都过硬的系统类人才，如何构建以硬件为基础的系统化实验教学体系是目前亟需解决的问题。

二、一体化是实验教学改革的钥匙

要建立一套行之有效的计算机系统化教学体系[3]，首先需要调整理论教学的内容，增强理论的系统性，将计算机硬件基础课程与计算机组成与系统结构等硬件核心课程有机结合，将编译原理和操作系统等软件核心课程与硬件类课程紧密绑定到一起，用嵌入式系统将所有核心理论课程综合运用。这样，学生很容易把握各门课程之间紧密的关系，从系统的层面认识所学的各方面知识，硬件理论课之间不再泾渭分明，软件、硬件不再各自为政。

理论教学核心内容融合到一起的同时，需要重新设计和构建新的实验教学体系[4]，以打破原有课程间的界限，实现每个学生都能在改革后的教学过程中做出一套计算机系统。系统的核心CPU由学生自己设计，里面运行着他设计的操作系统和可以评测的软件。

为了打开系统化实验教学体系改革的大门，需要重新构建一体化的计算机实验教学体系，这是直接开启该大门的钥匙。以此为基础，才能培养学生计算机系统创新思维、专业计算机硬件能力、系统设计能力、团队合作能力，才能加强计算机专业学生的计算机软件、硬件理论和训练，使学生能够从系统的角度，深入理解和认识计算机。

三、一体化实验教学体系的构建与实施

计算机学科兼具理论和实践的双重性，也是其学科先进性的支点之一。构建计算机一体化实验教学体系，提升学生的计算机系统实践能力是核心。为了探索网络环境下学生计算机系统能力培养模式，我们从实验设备开发、课程实验设计与考核等多个层面入手，采取了一系列措施，在提高学生动手能力与创新能力方面下工夫，构建了一体化的实验教学体系。

1.一体化实验教学体系

我们首先以系统化为导向，优化计算机硬件课程内容，以计算机硬件为基础，兼顾学生接受知识由浅入深的学习要求，构建了系统化的教学体系。教学体系分为三个层次：计算机基础、计算机原理和计算机系统应用。在计算机硬件核心课程中，硬件基础课为“数字逻辑设计”，计算机原理课程细分为“计算机组成原理”和“计算机系统结构”两门课程，计算机系统应用课程以“嵌入式系统”为核心课程。与计算机硬件类三个层次相对应，计算机系统软件以数据结构为基础，以编译原理和操作系统为原理核心，在嵌入式系统中将理论知识变成实用的系统。计算机硬件和软件两个维度合成一体，就形成了计算机系统化的教学体系。

为了加强学生系统化能力培养，系统课程方面的教师共同成立了系统教学研究组，将每门理论课程边界清晰化。每门课程都由教学研究小组负责，其中既包含理论课教学教师，也包括实验教学教师。系统教学研究组共同建设实验教学体系，同时发挥个人技术优势，开发一体化实验教学平台，以实现课程之间无缝化，真正达到教学系统化。

我们基于计算机系统化教学体系，采用完全融入式建设方法，构建了一体化的实验教学体系。该体系以一体化实验平台为基础，与系统化教学体系的实施完全同步，伴随着每门课的进行，由基础实验到原理实验，最后落脚在系统实验上。每个层次的实验又细分成基础、综合和创新实验三个细分层次，做到细分层次之间有跨越，总体课程之间无缝隙。学生从基本逻辑门等单元电路开始学习，在有了用分立器件设计简单数字逻辑部件能力后，基于可编程逻辑阵列（FPGA）学习设计大规模集成电路；在计算机原理课程中掌握计算机特定指令集下计算机的组成与设计和多种流水线设计、高速缓存管理控制设计以及多核技术等。这些课程及实验，支持学生从分立器件到部件再到微处理器的设计，以及最后到一个计算机系统的设计，并在自主研发的系统化远程一体化实验平台上实现。在自己设计的计算机硬件系统上，学生将操作系统等核心软件系统课程的知识融会贯通，并在同一个平台上实验完成系统设计。学生通过多门课程的学习，基于一个实验平台，能够设计出一套运行自己设计的操作系统和程序的、包含了软件和硬件的完整的嵌入式系统，构建了计算机软硬件整个系统的知识结构，实现了实验教学的一体化。

2.远程计算机硬件一体化实验平台

在先进的计算机网络技术支撑下，我们基于数字电子技术和计算机硬件技术，梳理出各计算机硬件系列课程实验的相互关系，优化了各课程的实验内容和实验平台，自主研发了适于系统化计算机实验体系的、能够远程操作的、融合现代技术的计算机硬件一体化实验平台[5]。

该平台支持计算机专业学生从逻辑门电路开始设计简单逻辑部件，到计算机组成部件，再到各具特色的计算机系统结构设计，形成了学生自己设计的计算机基本系统。通过运行自己设计的操作系统和程序，最终形成自己的嵌入式系统。

这个先进的一体化实验平台引导学生从基础知识到综合应用，再到研究创新知识，逐步深入学习和实践。学生不必再将过多的精力花在如何操作使用多个硬件实验平台上，在一次学习使用平台后就可以将精力完全放到各门课程的知识点上，进而将各知识点综合起来形成一个系统[6]。

该平台可在网络环境中部署，学生可远程使用实验平台，实现实验设备的24小时服务。同时，该平台基于真实硬件，克服了虚拟演示实验不能反映硬件真实结果的缺点。学生通过网络，在远程硬件实验系统上就能完成各种硬件类实验。为了方便学生调试自己的设计，系统提供软件协议分析仪等远程调试工具，为学生提供远程实验室服务和不断创新设计奠定了基础。

3. 系统设计实践能力培养

计算机教学具有实践性强的特点，通过实验验证、课程设计、专题训练、专业实践等实践活动，提高学生的实践能力、科学作风，加深对理论知识的理解。

一体化实验教学体系的建立，将计算机理论知识在一个平台上充分运用，将多门课程实验无缝连接，软件、硬件融为一体，实现了平台一体化、系统一体化和知识一体化，将学生的系统理解和设计能力、系统设计实践能力都提升到一个新的水平。

一体化实验平台整合了计算机组成原理、操作系统以及编译原理课程实验，形成了计算机系统实验。在这个平台上，学生设计出了自己的32位CPU，并将操作系统课程使用的uCore系统移植到了该CPU上，同时也实现了高级语言编译到该系统的应用程序实验。通过一体化实验平台和实验体系建设，反过来又进一步推动了计算机系统课程体系的改革，增强了对学生计算机系统能力的培养，也为即将开展的大规模在线计算机系统实验教学提供了有力的技术探索和保障。

随着一体化实验教学的不断深入，我校学生的系统设计能力培养效果凸显出来。一位学生在完成了系统结构实验后表示：“一个友好的硬件平台使得我们的调试工作更加方便，在经过对一个CPU系统结构的自主设计实现后，我们感觉能够更清晰地认识一个计算机系统，对于要完成的目标也更加明确。”

显然，计算机系统设计能力培养是我国新时期计算机实验教学培养的主要方向。一体化实验教学体系切实提高了学生的学习效率，取得了良好的教学效果。学生通过这类一体化实验体系的培养，能够完成更多先进的实验，掌握更多、更好、更系统的计算机理论和实践相结合的知识，建立了一体化的计算机知识体系和系统化的创新思维。

四、小结

计算机教学的重心需要放在计算机系统上。要在理论融合的基础上，以系统实验为突破点，建立起一套行之有效的计算机系统化实验教学体系。

我们系统地探索出一套适用于计算机科学与技术学科方向的一体化实验教学体系，建设了基于网络的远程计算机硬件实验一体化平台，有效地将计算机硬件系列课程和核心软件课程的实验进行了整合，更利于学生理解和学习计算机整个系统，为计算机系统教学开拓出了一条创新之路。

参考文献

[1]清华大学计算机科学与技术系. 清华大学计算机科学与技术学科本科专业教育培养体系. 清华大学出版，2011.

[2] 中国科学院计算技术研究所.历史沿革. http：//www.ict.cas.cn/jssgk/lsyg/. 2012.

[3]全成斌，李山山. 美国计算机专业课程体系的调研报告[J].计算机教育，2010（15）.

[4]李山山，全成斌. 美国计算机硬件系列课程与实验的调研报告[J].计算机教育，2010（15）.

[5]全成斌，管晓培，李山山，汤志忠. 计算机硬件实验统一平台设计[J]. 计算机教育，2008（18）.

[6]全成斌，杨士强. 互联网环境中计算机教学实验室定位与思考[J]. 实验技术与管理，2012（8）.