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[摘要]《计算机与通信硬件基础》作为一门计算机与通信领域交叉融合的课程，其建设过程是一个在不断改革中突破传统思路和已有路子的过程。课程建设与改革始终以培养对象“转型”为出发点和落脚点，突出教学理念、教学方法和教学手段的转变，将计算机与通信硬件技术共性知识归纳融合、将理论授课与实验教学统一实施、将多种网络互动教学手段融为一体，为培养思路开阔、面向军队任职需求的复合型工程技术人才做出了有益探索。
[关键词]转型 教学改革 融合 计算机与通信硬件
一、“转型”教改的总体思路
依据军委总部关于综合大学建设和新型初级指挥人才培养的一系列指示，突出创新型精英人才培养，造就军队建设和未来作战的高素质军事人才，将是综合院校越来越显著的任务[1]。作为以工程技术为主的综合院校，专业基础与专业课程教学改革势在必行。
传统上计算机类硬件专业基础课程主要为《微机原理》或《微机原理与接口》等[2][3][4]，通信类硬件教学主要开设专业课程，如《DSP原理与应用》、《FPGA原理与应用》和《嵌入式系统原理与应用》等，这两个如此相近又交叉融合的专业没有公共的硬件基础课程，为此，我院早在2007年面向所有非计算机专业的本科学员在第5学期开设了《计算机与通信硬件基础》课程，并作为必修的公共基础骨干课程，目的是培养学员计算机与通信领域硬件技术基础知识、基本技能，为后续各专业课教学打下坚实的理论和实践基础。作为融合了计算机与通信领域公共硬件技术的基础课程，自开课起五年来，教学内容和教学对象不断在变化，课程也经历了多次调整和改革。从教学内容的补充完善到实验课时与理论授课比例的调整，目标始终放在既巩固凝练经典理论又与时俱进的紧跟计算机与通信领域硬件技术的最新发展，让学员通“古”贯“今”。《计算机与通信硬件基础》课程培养目标重在夯实基础和素质培养，以学用为体，以会用为纲，突出学以致用。课程改革确定了以变应变的“转型”总体思路，在建设过程中不拘泥于固定的教学观念和方法，而是在教学实践中不断的寻求转变。
（一）教学理念“转型”
培养学员宏观思维意识。以往教学中侧重难点技术原理的讲解、阐述，强调说理的深入透彻[2][4]，对于各个模块的联系以及构成的整个系统的运行原理讲述偏少，学员往往“只见树木不见森林”，容易“陷入”各个孤立的知识点，无法将各个模块有机的连接成一个整体，缺乏系统性思维能力，这必然偏离实用型、应用型人才的培养目标。课程教学改革从系统性、整体性、全局性思维培养入手，以系统组成为核心，逐步剖析内部结构及原理，最终回归到系统运行原理及使用上来，使学员“入乎其内、出乎其外”。
贯彻自顶向下的思考方法。传统计算机和通信类硬件技术讲解多从基本原理与关键技术入手，从底层逐级搭建系统知识平台，学员直到学期结束才逐渐看见系统的“庐山真面目”，不利于系统性掌握知识点之间的关系。本次教改贯彻自顶向下的思考方法，从整体到局部、从上层到底层、从软件到硬件，让学员“从上向下”考察每个知识点和技术原理在整个知识体系中的位置、作用，从而做到洞察全局、了然于胸。
实行知难行易的教学策略。本课程开设五年来，由于融合了计算机领域和通信领域公共的硬件技术基础，概念多、知识点多，学员反映难学。为了打消这种畏难情绪，我们采取了“知难行易”的教学策略，每次讲到难点时，总是先从容易理解的比喻、类比、形象说明入手，或者从外围深入到内部，或者从内部原理一点点突破到外部结构，让学员在不知不觉中领悟到知识点，从而增强了学习自信。
（二）教学方法“转型”
从系统整体到模块分解。以体系结构开篇统领后续章节的讲解，先介绍微型计算机体系结构和通信设备体系結构基本原理，第二部分讲述三类微处理器原理，最后介绍计算机与通信共性的硬件技术原理。
从连接关系到内部结构。在具体芯片介绍时，传统的方法一般都是从芯片封装入手，再介绍管脚和工作原理，学员往往学会了芯片的组成，但却不懂如何使用。本课程从芯片的连接关系入手，先让学员知道芯片在整个系统中的位置、与谁连接、如何连接，然后再进一步讲解内部结构，解释清楚工作原理。
从共性知识到特性技术。随着技术的融合，计算机领域与通信领域无论从系统结构到具体技术更多地趋向交叉融合。以往教学“各自为政”，微机原理与通信硬件分门别类的授课。我们在课程改革中将计算机硬件与通信硬件的共性知识进行了提炼和归纳，将各自特有知识和技术独立讲述，加深学员对两个技术领域异同的认识。
（三）教学手段“转型”
理论教学与实验教学相融合。这里“融合”的意义在于把理论教学的实施搬到实验室环境下，利用实验设备辅助理论授课，让学员边学习边操作，既加深对理论的掌握，又加强了实践能力。
课上知识讲解与课下网络平台相互动。计算机与通信硬件知识点多、内容广泛，仅靠课堂60学时难以让学生很好掌握。随着网络应用的普及，利用网络平台无限的空间和时间拓展课堂有限的授课时间是有效的教学手段。借助校园网搭建了课程Web发布网站、教员博客，建立了网上问答系统，作业的提交、批阅以及答疑均可通过网上平台进行。由于形式新颖，且时间和空间不受限制，学员乐于接受和参与，大大地提高了课程学习效果。
经典理论与最新进展相映衬。计算机与通信领域是当今信息社会发展迅猛的领域，新技术、新知识层出不穷，但当前主流的微机系统与通信系统的基本架构仍然相对稳定，因此如何保持经典理论精讲和技术发展介绍之间的平衡是本次教改的难点之一，我们采取了巩固经典理论教学，兼顾知识点、技术原理的发展过程和最新进展介绍，让学员“抚今追昔”、“不忘本”。
二、计算机与通信硬件技术共性融合的内容改革
在实施本课程教改之前，我们调研了国内部分大学类似课程的建设情况[5][6][7]，尤其是教学内容设计和编排情况。调研结果表明许多院校一般将计算机硬件和通信硬件独立授课，对内容分解教学。本课程教改中为了避免按照计算机到通信硬件技术分割排列，对硬件的基础共性技术归纳、融合不够的情况出现，对授课内容进行了调整。表1给出了教改前和教改后教学内容编排的对比。
表1：教改前后教学内容编排对比
从以上对比可以看出，课程教改将计算机与通信领域常用硬件共性技术的提炼与融合，按照先总体再局部、先系统后模块的方式进行内容的梳理和重新编排，有效提高了学员顶层思维、整体思维、系统思维的能力，有助于对计算机与通信硬件基础知识的融会贯通。
三、理论授课与实验教学统一实施的方法改革
传统上理论教学与实验教学独立实施[8][9][10]，例如：汇编语言讲解后再上机实践。这种方式教学效果不理想，学员难以消化吸收。理论学习中由于对指令执行过程、程序运行状态难以讲解清楚，即使板书或动画展示也不直观易懂，比如：堆栈段数据变化过程、递归程序运行状态变化、嵌套程序返回步骤、中断处理返回过程等。
图1是历年我院该课程考试各知识点得分的统计，对结果分析可知指令系统与汇编语言程序设计部分是学生掌握程度的“重灾区”，这部分得分率偏低，导致总成绩差强人意。由于指令系统与汇编语言在其它章节使用频繁，这部分知识学习效果好坏直接影响其他部分的学习质量，因此，如何提高这部分课程的教学质量，使学员理解透、掌握好是教改的关键所在。鉴于此，教改中将指令系统与汇编语言部分的授课搬到实验室实施，边讲解边实践，让学员理解指令、程序运行的全过程，既加深对语言的掌握，又加强了编程调试的能力。
图1：历年考试各知识点得分情况统计
四、建立多功能一体化的网络互动教辅平台
计算机与通信技术即是理论上不断发展和丰富的领域，又是一门应用性极强的学科方向。随着信息技术的不断发展和丰富，基于校园网开发的教学应用系统无疑给了我们延伸课堂教学、加强与学员互动的广阔舞台。针对本次课程教改，教研组相关教员专门完善了教学Web发布网站，为每名教员开通了个人微博。学员与教员、学与教之间的纽带不再局限于课堂，而扩展到虚拟的网络空间。
网络教学互动手段一：网上问答系统。学员可以通过网上问答系统向指定教员或全体教员提问，问题不限于计算机与通信领域，而是包罗万象，比如：学习方法、计算机历史、通信设备分类、生活常识、电脑维修等等，目的就是为了活跃学习氛围、激发学员思考的劲头。教员可以利用课余时间回答该提问、对他人回答发表意见、上传学习资料或给出网页链接。
网络教学互动手段二：教员博客。每名教员的博客网站既是布置作业、课后练习的平台也是学员查阅答案、延伸学习的门户，教员不再像以往一样通过Email将作业发送到学员邮箱，而是统一发布到博客，学员再以Email方式提交作业到教员邮箱，实现了公共信息博客发布、私密信息Email传输，既利用了博客网站直观、简单、开放的特点，又集成了Email安全、私密、双向保存的优点，丰富和完善了网络教学互动手段。
网络教学互动手段三：搜索引擎+Wiki百科。搜索引擎是信息时代精确定位的利器，深受学员和教员的欢迎，但搜索引擎只是单向的查找信息，对于网页上发布的信息要么接受要么拒绝，即是错误也无法更改。Wiki百科是新晋涌现的学习手段，是一个内容自由、任何人都能参与、并有多种语言的百科全书协作计划，其特点是网页信息可以被维护、补充和不断丰富，可以针对每一个条目都可以有很多人参与定义、说明，并有相关链接。通过鼓励学员使用Wiki百科结合搜索引擎，对计算机和通信领域硬件技术的概念、原理及知识点做到准确的阐述，提高学习的效率和质量，不至于淹没到信息的海洋或被搜索到的错誤内容所误导。
利用网络教学互动手段配合课堂教学，进一步拓展了学员的学习空间和时间，增强了信息社会中利用信息知识学习的能力。例如：针对汇编语言程序设计的难点，学员通过网络平台下载专门的语言类课件，弥补了课堂讲解时间和深度的不足，有效地提高了学员对指令系统的掌握程度。
五、结语
更好地培养学员在计算机与通信硬件领域的宽厚的理论基础和综合应用能力，一直是《计算机与通信硬件基础》课程教改的方向和目标。教学组以人才培养“转型”教改理念为指导，将计算机与通信硬件技术的共性内容有机融合，将理论授课与实验教学统一实施，完善了网络互动教学模式，探索了计算机与通信融合课程教学改革的创新思路，为培养“厚基础、重能力”的复合型人才做出了有益的探索。
[参考文献]
[1]沈志祥,胡均权,刘晓宁.适应转型需要,培养高素质军事人才[内部文集].解放军理工大学通信工程学院教育转型思想大讨论优秀论文集,2009
[2]王晓萍,梁宜勇,王汀,刘玉玲.微机原理课程教学方法改革初探[J].浙江大学教育研究,2009(2)
[3]杨庆生.电子专业《微机原理》教学改革与探索[J].考试周刊,2009（7）
[4]罗芬,陈前军.论《微机原理及汇编语言》课程的教学改革[J].大众科技,200(10)
[5]浙江大学,浙江大学精品课程-微机原理与接口技术,http://opt.zju.edu.cn/zjuopt3/index.php
[6]兰州交通大学,微机原理与接口技术,http://jpkc.lzjtu.edu.cn/wjylyjkjs/jxdw-1.htm
[7]温州大学,温州大学浙江省精品课程-单片机原理及应用网站，http://jpkc.wzu.edu.cn/dpj/index.asp
[8]韩春宝《微机原理与接口技术》实验课的教改探析[J].职业教育研究,2007(7)
[9]彭文竹.浅析微机原理与接口技术实验教学改革[J].中国高新技术企业,2009(20)
[10]侯宝生.微机原理与接口技术课程教学改革创新探讨[J].计算机教育,2009(2)
（作者单位：解放军理工大学通信工程学院 江苏南京）
[关键词]转型 教学改革 融合 计算机与通信硬件
一、“转型”教改的总体思路
依据军委总部关于综合大学建设和新型初级指挥人才培养的一系列指示，突出创新型精英人才培养，造就军队建设和未来作战的高素质军事人才，将是综合院校越来越显著的任务[1]。作为以工程技术为主的综合院校，专业基础与专业课程教学改革势在必行。
传统上计算机类硬件专业基础课程主要为《微机原理》或《微机原理与接口》等[2][3][4]，通信类硬件教学主要开设专业课程，如《DSP原理与应用》、《FPGA原理与应用》和《嵌入式系统原理与应用》等，这两个如此相近又交叉融合的专业没有公共的硬件基础课程，为此，我院早在2007年面向所有非计算机专业的本科学员在第5学期开设了《计算机与通信硬件基础》课程，并作为必修的公共基础骨干课程，目的是培养学员计算机与通信领域硬件技术基础知识、基本技能，为后续各专业课教学打下坚实的理论和实践基础。作为融合了计算机与通信领域公共硬件技术的基础课程，自开课起五年来，教学内容和教学对象不断在变化，课程也经历了多次调整和改革。从教学内容的补充完善到实验课时与理论授课比例的调整，目标始终放在既巩固凝练经典理论又与时俱进的紧跟计算机与通信领域硬件技术的最新发展，让学员通“古”贯“今”。《计算机与通信硬件基础》课程培养目标重在夯实基础和素质培养，以学用为体，以会用为纲，突出学以致用。课程改革确定了以变应变的“转型”总体思路，在建设过程中不拘泥于固定的教学观念和方法，而是在教学实践中不断的寻求转变。
（一）教学理念“转型”
培养学员宏观思维意识。以往教学中侧重难点技术原理的讲解、阐述，强调说理的深入透彻[2][4]，对于各个模块的联系以及构成的整个系统的运行原理讲述偏少，学员往往“只见树木不见森林”，容易“陷入”各个孤立的知识点，无法将各个模块有机的连接成一个整体，缺乏系统性思维能力，这必然偏离实用型、应用型人才的培养目标。课程教学改革从系统性、整体性、全局性思维培养入手，以系统组成为核心，逐步剖析内部结构及原理，最终回归到系统运行原理及使用上来，使学员“入乎其内、出乎其外”。
贯彻自顶向下的思考方法。传统计算机和通信类硬件技术讲解多从基本原理与关键技术入手，从底层逐级搭建系统知识平台，学员直到学期结束才逐渐看见系统的“庐山真面目”，不利于系统性掌握知识点之间的关系。本次教改贯彻自顶向下的思考方法，从整体到局部、从上层到底层、从软件到硬件，让学员“从上向下”考察每个知识点和技术原理在整个知识体系中的位置、作用，从而做到洞察全局、了然于胸。
实行知难行易的教学策略。本课程开设五年来，由于融合了计算机领域和通信领域公共的硬件技术基础，概念多、知识点多，学员反映难学。为了打消这种畏难情绪，我们采取了“知难行易”的教学策略，每次讲到难点时，总是先从容易理解的比喻、类比、形象说明入手，或者从外围深入到内部，或者从内部原理一点点突破到外部结构，让学员在不知不觉中领悟到知识点，从而增强了学习自信。
（二）教学方法“转型”
从系统整体到模块分解。以体系结构开篇统领后续章节的讲解，先介绍微型计算机体系结构和通信设备体系結构基本原理，第二部分讲述三类微处理器原理，最后介绍计算机与通信共性的硬件技术原理。
从连接关系到内部结构。在具体芯片介绍时，传统的方法一般都是从芯片封装入手，再介绍管脚和工作原理，学员往往学会了芯片的组成，但却不懂如何使用。本课程从芯片的连接关系入手，先让学员知道芯片在整个系统中的位置、与谁连接、如何连接，然后再进一步讲解内部结构，解释清楚工作原理。
从共性知识到特性技术。随着技术的融合，计算机领域与通信领域无论从系统结构到具体技术更多地趋向交叉融合。以往教学“各自为政”，微机原理与通信硬件分门别类的授课。我们在课程改革中将计算机硬件与通信硬件的共性知识进行了提炼和归纳，将各自特有知识和技术独立讲述，加深学员对两个技术领域异同的认识。
（三）教学手段“转型”
理论教学与实验教学相融合。这里“融合”的意义在于把理论教学的实施搬到实验室环境下，利用实验设备辅助理论授课，让学员边学习边操作，既加深对理论的掌握，又加强了实践能力。
课上知识讲解与课下网络平台相互动。计算机与通信硬件知识点多、内容广泛，仅靠课堂60学时难以让学生很好掌握。随着网络应用的普及，利用网络平台无限的空间和时间拓展课堂有限的授课时间是有效的教学手段。借助校园网搭建了课程Web发布网站、教员博客，建立了网上问答系统，作业的提交、批阅以及答疑均可通过网上平台进行。由于形式新颖，且时间和空间不受限制，学员乐于接受和参与，大大地提高了课程学习效果。
经典理论与最新进展相映衬。计算机与通信领域是当今信息社会发展迅猛的领域，新技术、新知识层出不穷，但当前主流的微机系统与通信系统的基本架构仍然相对稳定，因此如何保持经典理论精讲和技术发展介绍之间的平衡是本次教改的难点之一，我们采取了巩固经典理论教学，兼顾知识点、技术原理的发展过程和最新进展介绍，让学员“抚今追昔”、“不忘本”。
二、计算机与通信硬件技术共性融合的内容改革
在实施本课程教改之前，我们调研了国内部分大学类似课程的建设情况[5][6][7]，尤其是教学内容设计和编排情况。调研结果表明许多院校一般将计算机硬件和通信硬件独立授课，对内容分解教学。本课程教改中为了避免按照计算机到通信硬件技术分割排列，对硬件的基础共性技术归纳、融合不够的情况出现，对授课内容进行了调整。表1给出了教改前和教改后教学内容编排的对比。
表1：教改前后教学内容编排对比
从以上对比可以看出，课程教改将计算机与通信领域常用硬件共性技术的提炼与融合，按照先总体再局部、先系统后模块的方式进行内容的梳理和重新编排，有效提高了学员顶层思维、整体思维、系统思维的能力，有助于对计算机与通信硬件基础知识的融会贯通。
三、理论授课与实验教学统一实施的方法改革
传统上理论教学与实验教学独立实施[8][9][10]，例如：汇编语言讲解后再上机实践。这种方式教学效果不理想，学员难以消化吸收。理论学习中由于对指令执行过程、程序运行状态难以讲解清楚，即使板书或动画展示也不直观易懂，比如：堆栈段数据变化过程、递归程序运行状态变化、嵌套程序返回步骤、中断处理返回过程等。
图1是历年我院该课程考试各知识点得分的统计，对结果分析可知指令系统与汇编语言程序设计部分是学生掌握程度的“重灾区”，这部分得分率偏低，导致总成绩差强人意。由于指令系统与汇编语言在其它章节使用频繁，这部分知识学习效果好坏直接影响其他部分的学习质量，因此，如何提高这部分课程的教学质量，使学员理解透、掌握好是教改的关键所在。鉴于此，教改中将指令系统与汇编语言部分的授课搬到实验室实施，边讲解边实践，让学员理解指令、程序运行的全过程，既加深对语言的掌握，又加强了编程调试的能力。
图1：历年考试各知识点得分情况统计
四、建立多功能一体化的网络互动教辅平台
计算机与通信技术即是理论上不断发展和丰富的领域，又是一门应用性极强的学科方向。随着信息技术的不断发展和丰富，基于校园网开发的教学应用系统无疑给了我们延伸课堂教学、加强与学员互动的广阔舞台。针对本次课程教改，教研组相关教员专门完善了教学Web发布网站，为每名教员开通了个人微博。学员与教员、学与教之间的纽带不再局限于课堂，而扩展到虚拟的网络空间。
网络教学互动手段一：网上问答系统。学员可以通过网上问答系统向指定教员或全体教员提问，问题不限于计算机与通信领域，而是包罗万象，比如：学习方法、计算机历史、通信设备分类、生活常识、电脑维修等等，目的就是为了活跃学习氛围、激发学员思考的劲头。教员可以利用课余时间回答该提问、对他人回答发表意见、上传学习资料或给出网页链接。
网络教学互动手段二：教员博客。每名教员的博客网站既是布置作业、课后练习的平台也是学员查阅答案、延伸学习的门户，教员不再像以往一样通过Email将作业发送到学员邮箱，而是统一发布到博客，学员再以Email方式提交作业到教员邮箱，实现了公共信息博客发布、私密信息Email传输，既利用了博客网站直观、简单、开放的特点，又集成了Email安全、私密、双向保存的优点，丰富和完善了网络教学互动手段。
网络教学互动手段三：搜索引擎+Wiki百科。搜索引擎是信息时代精确定位的利器，深受学员和教员的欢迎，但搜索引擎只是单向的查找信息，对于网页上发布的信息要么接受要么拒绝，即是错误也无法更改。Wiki百科是新晋涌现的学习手段，是一个内容自由、任何人都能参与、并有多种语言的百科全书协作计划，其特点是网页信息可以被维护、补充和不断丰富，可以针对每一个条目都可以有很多人参与定义、说明，并有相关链接。通过鼓励学员使用Wiki百科结合搜索引擎，对计算机和通信领域硬件技术的概念、原理及知识点做到准确的阐述，提高学习的效率和质量，不至于淹没到信息的海洋或被搜索到的错誤内容所误导。
利用网络教学互动手段配合课堂教学，进一步拓展了学员的学习空间和时间，增强了信息社会中利用信息知识学习的能力。例如：针对汇编语言程序设计的难点，学员通过网络平台下载专门的语言类课件，弥补了课堂讲解时间和深度的不足，有效地提高了学员对指令系统的掌握程度。
五、结语
更好地培养学员在计算机与通信硬件领域的宽厚的理论基础和综合应用能力，一直是《计算机与通信硬件基础》课程教改的方向和目标。教学组以人才培养“转型”教改理念为指导，将计算机与通信硬件技术的共性内容有机融合，将理论授课与实验教学统一实施，完善了网络互动教学模式，探索了计算机与通信融合课程教学改革的创新思路，为培养“厚基础、重能力”的复合型人才做出了有益的探索。
[参考文献]
[1]沈志祥,胡均权,刘晓宁.适应转型需要,培养高素质军事人才[内部文集].解放军理工大学通信工程学院教育转型思想大讨论优秀论文集,2009
[2]王晓萍,梁宜勇,王汀,刘玉玲.微机原理课程教学方法改革初探[J].浙江大学教育研究,2009(2)
[3]杨庆生.电子专业《微机原理》教学改革与探索[J].考试周刊,2009（7）
[4]罗芬,陈前军.论《微机原理及汇编语言》课程的教学改革[J].大众科技,200(10)
[5]浙江大学,浙江大学精品课程-微机原理与接口技术,http://opt.zju.edu.cn/zjuopt3/index.php
[6]兰州交通大学,微机原理与接口技术,http://jpkc.lzjtu.edu.cn/wjylyjkjs/jxdw-1.htm
[7]温州大学,温州大学浙江省精品课程-单片机原理及应用网站，http://jpkc.wzu.edu.cn/dpj/index.asp
[8]韩春宝《微机原理与接口技术》实验课的教改探析[J].职业教育研究,2007(7)
[9]彭文竹.浅析微机原理与接口技术实验教学改革[J].中国高新技术企业,2009(20)
[10]侯宝生.微机原理与接口技术课程教学改革创新探讨[J].计算机教育,2009(2)
（作者单位：解放军理工大学通信工程学院 江苏南京）