窥探计算机教学中硬件实验平台存在的不足及完善对策

关力

摘要：当前，各大高校已经充分意识到计算机教学的重要性，而在计算机教学过程中计算机硬件实验教学属于一项非常重要的教学内容。本文重点围绕计算机实验平台在硬件教学中存在的弊端进行了研究，并提出相应的完善措施，希望能够带动学生学习的主动性和积极性，从而获取理想的教学成果。

关键词：实验教学；计算机硬件；自制设备；改进和实践

中图分类号：G718 文献标识码：B 文章编号：1672-1578（2016）05-0245-01

计算机教学中硬件实验教学具体包含了数字电路、模拟电路实验、微机接口技术实验以及计算机组成原理实验等方面的教学内容。而在计算机专业教学过程中利用硬件实验平台开展教学能够有效带动学生学习积极性，培养学生硬件课程学习和实践能力，能够对理论知识进行更深入的补充。硬件实验课程都配备相应的实验平台，且提供完善的实验方法和实验步骤，所有实验需要的元器件或者模块都集成到一个箱体内。学生只需按照实验步骤连接好导线，输入要求的信号，观察输出就行，规范的实验平台的优点是简化教师的工作量，简化学生的实验过程。但是缺点也较明显，成型的实验电路，实验模式单一，实验项目固定，影响学生的动手能力和创新能力的培养。本文根据计算机专业硬件实验的特点，着重分析实验平台在硬件教学中的不足。目的是提出结合实验平台，通过自制实验设备和拓宽实验范围，提高实验教学质量，促进教学改革。

1.计算机硬件实验平台存在的问题

计算机设备在进行长期运行之后经常会出现一些问题，例如在重启的时候，会发现计算机需要花费的时间越来越久；同时计算机用户还会发现计算机偶尔会出现蓝屏和死机的现象等等。因此，文中对计算机设备硬件在维修过程中出现的一些问题进行总结。

如果计算机中的应用程序受到了病毒或者其他因素的干扰将会严重地受损，并且会造成文件的丢失，甚至导致程序无法正常地运行。同时，由于计算机用户在安装相关的软件过程中如果强行将其装在相兼容的操作系统，应用程序就无法正常开启。此外，如果计算机的操作系统中的系统配置出现了错误也会给整个计算机硬件维修带来一定的麻烦。计算机的电池规格和标准如果不符合标准也会影响计算机设备的正常使用。电源在供电的过程中如果出现电压不足或电流偏小的现象也可能会导致计算机无法正常开启。计算机的内部结构中接插件的接触不良或者松动也会造成计算机的接口与设备之间产生断连的现象。尤其是跳线的错误安装还会引起计算机硬件设备的参数和其他设备的参数设置不匹配，导致设备无法正常使用。最后，计算机的显示器和主板以及通信设备的生产标准也会对计算机硬件维修存在一定的威胁。因此，如何有效地解决计算机硬件维修工作中存在的问题对计算机用户具有非常重要的影响。

2.计算机硬件实验平台的改善措施探讨

2.1硬件基础实验提倡学生自制实验设备。硬件基础实验，如模拟电路实验和数字电路实验，电路简单，使用市售的实验箱做实验，学生只需简单的插上导线，接通电源，输入信号，测量输出信号，验证书本知识就行了。这种方式，简化实验步骤，实验主要集中于书本知识的验证，但忽略对学生硬件开发基本能力的培养，如元器件的焊接、测量和电路的设计等。所以对于基础实验，教师应该挑选出部分实验项目让学生自制实验装置，独立完成实验。学生在分析实验原理的基础上，自己设计实验电路，完成电路的调试和测量，在学生自己的努力下得到正确的实验结果。通过自制实验装置，激发学生对计算机硬件实验的兴趣，积极性和能动性得到极大的提高。更为重要的是自制实验装置掌握的技能，是课程设计、毕业设计和毕业后走上工作岗位所必须的。

以模拟电路实验中的晶体管共射极单管放大器实验为例，来说明自制实验装置的好处. 晶体管共射极单管放大器实验的目的是学习单管共射放大电路的组成，分析静态工作点对放大器性能的影响，掌握电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的测试方法等.如果使用现成的实验仪器，由于实验面板上提供（如图1）的电路连接和相关的元器件，学生做的工作就是连上电源，调整Rw改变静态工作点，然后输入信号，测量输出信号，分析静态工作点对放大器性能的影响. 简而言之，现成的实验箱，可以简化学生的实验过程，将实验的重点集中在原理的验证上面。

如果放弃现成的实验平台，而是让学生自制实验装置，这样的实验过程，不仅仅可以达到上述的实验目的，而且通过实验学生可以获得各种基本技能. 这些技能都是以后课程设计、毕业设计和走向工作岗位进行电路设计所必需的. 更为重要的是，学生通过实验获得的成就感，会激发学习计算机硬件知识的积极性和主动性，从而挖掘学生的创造潜能，这才是实验教学的目的。

2.2专业硬件实验基于模块化设计，拓宽应用范围，培养创新能力。相比其他课程，计算机专业硬件实验课所学的内容比较深奥，想要顺利开展硬件实验就要具备各种装置。而通常线路具有一定的复杂性，很难自己完成制作，所以实验平台是必须的，现有的实验平台所具备的功能和实验项目都是结合教材知识制定的，因此以验证性的实验为主，而创新性和设计性的实验受到限制。对于专业硬件实验课程，在教学中，应该以现成的实验设备为主要的实验平台，有条件的话尽量选用模块化的实验平台. 因为模块化的实验设备是通过增加模块来实现功能的扩充，所以能够拓宽实验范围，能够增加创新性和设计性的实验。

3.结论

计算机硬件实验教学既是计算机专业教学的重要部分，也是计算机软件教学的基础. 计算机硬件教学依赖于实验设备，其配备的实验平台集中于对理论知识的验证，使得硬件实验教学比较枯燥，阻碍学生硬件实验的积极性和创新热情. 教师在充分利用计算机硬件实验平台的基础上，通过自制实验设备和拓宽应用范围来提高学生动手能力，鼓励学生自主探索，独立完成综合性实验设计，从而培养学生实践能力和创造能力。

参考文献：

[1]阿不来提·吉力力. 计算机硬件实验教学的研究[J]. 新疆师范大学学报（自然科学版），2011，30（3）：109-112.

[2]戚梅，张鹏，东野长磊. 计算机硬件实验教学改革与探索[J]. 实验科学与技术，2011，9（2）：80-83.