关于计算机硬件实验室改革发展的几点思考

李庆怿

江苏海洋大学，江苏连云港 222337

计算机实验室是高校计算机相关专业学生学习实践类课程的重要场所，承担着许多课程实验教学的任务，使用频率很高。而计算机硬件实验室是高校计算机专业实验室的重要组成部分，具有设备众多、复杂度高和维护难度大等一系列特征。因此，如何科学规范地管理好实验室，以更好地服务师生，显得尤为重要。

1 计算机硬件实验室的使用、管理和教学现状

目前，我国大多数院校进行的计算机硬件实验教学，都还存在着一些问题。这些问题的出现，使得学生的学习质量与效率都受到了一定的影响，问题主要体现以下几个方面：

1.1 硬件实验室的管理

从计算机实验室管理的角度看，硬件实验与软件实验相比较显得相对复杂些。计算机硬件实验需要根据不同的课程和不同的实验项目准备相应的实验工具、实验器材和实验，由于硬件线路的拆装有时会造成实验设备的损坏，因此，实验时间的安排也需要多加考虑，以保证每次实验能够一次性完成。因此，在计算机专业学生规模较大的院校，硬件实验室的管理需要足够的重视。

1.2 硬件实验室的教学内容

硬件实验室作为计算机工程学院实验中心的专业实验室，承担着计算机科学与技术、软件工程、网络工程等专业的硬件技术基础课、专业课的实验教学，还承担计算机科学与技术专业的课程设计、毕业设计等的教学任务。随着信息技术的快速发展，改革过去传统的以验证性为主的实验技术手段、方法和落后的实验内容，以增加设计性、综合性、开放性和系统性的实验内容，加强学生动手能力的训练，注重“上手快、后劲足”的培养目标，注重创新能力的培养已势在必行。

1.3 硬件实验课时的安排

目前大部分计算机硬件类课程都把实验课看成辅助教学，由于实验学时安排较少，导致硬件实验课程中有许多的实验项目难以完整的呈现在课堂上。就目前的状况来看，这一问题使得学生的学习变得困难，学生的实践操作能力的提升相应的影响。

1.4 硬件实验教学的考核方式

目前，计算机硬件相关课程的实验课不进行独立的考核，实验课时作为课程总学时的一部分，最后折合成平时成绩的一部分，最终仍然以期末考试成绩为主，而没有从学生的过程性学习层面出发。计算机硬件实验教学中重理论而轻实践的现象也比较突出，不能有效突出学生实践能力，这就必然会影响学生未来的发展。

2 计算机硬件实验室的管理改革措施

目前我们学院开设的硬件类课程有计算机组成原理、微机原理与接口、单片机技术、嵌入式等课程，实验室配备的设备包含有微机、硬件实验箱、示波器、万用表等设备。另外还安装有投影机、白板等教学设施。另配备储物柜，用于存放微机配件、实验箱所配套的实验模块、示波器表笔、电子元器件等物品。为了更好地服务师生，为教学活动的大力开展提供有力的保障，笔者结合自身管理实验室的体会，就此提出以下措施。

2.1 网络维护

网络维护方面相对简单，定期检查交换机和网线，出现水晶头金属触点氧化，则水晶头需要重新制作，提高网络可靠性。

2.2 设备维护

实验室的硬件设备必须进行定期维护，以保证硬件设备的正常使用，并保障硬件实验教学的正常开展，实验室采取定期维护与随机维护相结合的管理策略。定期维护是实验室管理人员根据每学期的实验课程安排情况合理安排固定时间进行维护；随机维护则是根据实验设备使用情况，对随时出现故障、影响使用的设备进行排查维护。

2.3 期末大检修

在每学期实验课程结束后，安排一次大检修，对软硬件设备进行全面检查、故障排查和维护。结合期末全面检修及下学期本实验室课程开设情况，利用期末时间申购备用件，如微机硬盘、电源、键盘、鼠标等部件，实验箱用的电子元器件、芯片，示波器表笔等，以便维修时使用更换。对于检修难度大的设备尽快送厂家维修，确保下学期的实验教学正常进行。

3 计算机硬件实验教学的改革设想

针对当前计算机硬件教学的现状，以培养学生“上手快，后劲足”为目标，改革先行实验教学中的弊端，笔者提出以下改革措施，拟在于提高计算机硬件实验教学的质量，为社会输送更好更多的人才。

3.1 改革实验内容

以培养学生的学习兴趣、创新能力和综合素质为出发点，理论联系实际，以调动学生学习的主动性和创造性为目标，可以考虑通过增加综合类实验来提高学生的动手能力，提高学生综合实践能力和应用能力。另外，增加选做类实验，这样学生就可以根据自己的兴趣爱好选择自己感兴趣的实验。

在实验教学方面，建议对实验分类，将实验分为五个层次：演示性实验、验证性实验、综合性实验、设计性实验和探索性实验，构建多级实验体系。演示性实验是在实验开始前由指导老师先进行演示，同时讲解实验原理和步骤，加深对课本知识的理解；验证型实验是为了强化理论知识的理解；设计型实验是为了培养硬件电路设计和调试能力；综合型实验的目标是使学生掌握综合应用软硬件的技能；探索性实验是为了培养学生分析、判断和解决实际问题方法和能力。通过这五个层次的实验，以加强学生从基础到应用、从探索实践到创新能力的层次化培养全过程。

3.2 改善硬件实验教学环境

在当前新的教学改革背景下，计算机硬件实验教学就要从良好教学环境的营造方面加强重视，计算机硬件实验不只是安装软件开发和应用平台，对硬件逻辑器件的认知也是必需的，因此，建立良好的计算机软硬件实验环境是基础。比如在计算机硬件技术的教学实验中，传统是通过单纯数字逻辑验证平台实验，这样的实验方式本来就比较单一，学生对实验流程指导顺序操作比较僵化，缺少对学生创新能力提升的空间。因此，需要从基础硬件课程实验平台的建设层面加强重视，为提高学生的实践能力以及创新能力。

在硬件实验室建设上，根据教学内容的需要及新技术的发展来定期制定设备购置计划，让学生及时用上最先进的产品来适应社会的发展。另外，尽量避免出现过多套数的硬件实验设备共用一间实验室情况，预留足够的空间和时间来进行实验室的开放。

3.3 加大实验成绩占比

为了强化计算机硬件实验的重要性，必需增大实验成绩在总成绩中的比例，将实验考核进一步细化，根据方案或实验结果的验收、总结报告等综合评定方法进行考评，最后上机实验成绩为一学期上机实验成绩的平均分。实验程序验收成绩由指导老师评价。实验报告成绩由学生互评、教师评价和团队评委（从学生中选拔出的优秀学生组成的团队）得分3 部分构成，三者比例一般建议:40%、50%和10%。实验报告中除了实验内容而外，还必须包含实验心得体会和进一步思考等内容，并且注明小组每个成员的分工，实验报告每人提交一份。

3.4 开放实验室，鼓励学生选修开放实验

针对课内学时不足、综合应用型实验项目少、简单的验证类实验项目多、无法增强学生创新能力的等问题,采用开放式实验教学作为实验环节的补充和拓展。目前，我们学院已经建设了学生创新实践实验室，对学生进行因材施教，尤其是对动手能力强的学生，指导他们进行一些深层次的实验研究，辅助有项目的老师完成一些力所能及的工作，并尽可能多给予鼓励，激发他们的学习热情。

开放性实验应该采用灵活的机制管理学生，让学生有更充裕的时间完成实验，而不再局限于课堂时间，目标是培养学生的科研素质、提高实践动手能力，并以此为机会鼓励学生多参加各类学科竞赛，吸引大批学生投身科研和硬件技术创新活动。开放性实验的内容应该有深度，鼓励学生通过课外查阅资料等自主学习方式学习，提出设想，然后与指导老师进行充分的交流，对于实验结果要学会分析和观察，这样得以加深所学的理论知识。

4 结语

硬件实验室作为计算机专业实验室重要的组成部分，承担着硬件类所有课程的实验教学和实践类课程的实训。本文仅仅就硬件实验室的管理、计算机硬件实验教学和硬件实验室的建设等方面进行了探讨，分析了目前存在的问题，提出了一些建议和措施，为培养“上手快，后劲足”的人才起了一定的作用。高校的实验室建设对人才的培养和教学工作的展开影响重大，因此高校应该重视实验室建设、重视实验室的安全管理以及实验室管理人员的队伍建设。而硬件实验室的管理是一项严谨而细致的工作，需要实验人员不断学习新的管理模式，以更好地服务师生，保障高校教学工作的正常运作。