哈尔滨工程大学计算机实验教学的改革与探索

1、哈尔滨工程大学计算机实验教学的改革与探索 摘要：本文从教学理念、教学模式、课程体系、教学内容和教学组织、教学方法与手段等方面全面论述了哈尔滨工程大学计算机实验教学的改革与探索，并提出了今后实验教学改革的重点内容和目标。<br>关键词<br>本文来自：计算机毕业网 ：计算机实验教学改革；实验教学体系与内容；教学方法与手段；实验教学示范中心<br><br>1引言<br><br>2004年，哈尔滨工程大学(以下简称“我校”)启动了本科教育教学工作“九大体系”、“十大工程”建设项目，其中对实验课程、实验教学组织与管理、实验室建设等

2、内容给出了执行规范和实施办法，并加大了对实验教学和实验室建设的投资力度。趁此东风，计算机科学与技术学院(以下简称“我院”)结合多年来在计算机实验教学方面的坚实积累，启动了以“加强实践实验教学环节，培养创新能力”为核心目标的实验教学改革。经过“十五”和“十一五”初期的建设，逐渐形成了以“三化结合、六个并举”为教学理念，“分层递进教学、强化个性创新”为教学模式的实验课程教学体系，取得了宝贵的经验和可喜的成果。<br><br>2实验教学理念<br><br>我院高度重视实验教学，围绕“加强实践实验教学环节，培养创新能力”这一目标，我院提出了“三化结合、六

3、个并举”的实验教学理念，将其作为指导实验教学建设的指导思想。<br>“三化结合”是实验教学体系构建的基本思路。“三化”是指软硬件实验环境一体化、实验平台综合化和实验内容系统化。通过“三化”的结合，使学生在完善的实验环境下系统地完成计算机专业所要求的软硬件实验，提高综合实践能力，锻炼创新思维，培养创新意识。<br>计算机技术的巨大进步和应用需求的迅速提升推动了系统规模的大型化和功能实现的复杂化，这就要求计算机专业的毕业生具有对复杂大系统的分析能力和设计能力，而传统的教学模式将计算机实验分成了硬件和软件两个系列独立进行，各行其道。这种单纯的硬件(或软件)实验不利于学生软硬件

4、综合素质的培养，传统的硬件设计和软件设计相分离的设计方法已经成为阻碍设计和实现复杂大规模系统的关键因素。基于这一认识，以培养学生软硬件综合素质为出发点，我院在2004年启动了以“三化结合”为基本思路的实验教学的改革和实践。“软硬件一体化的实验环境”有利于培养学生软硬件综合素质；“综合的实验平台”可以进行多课程内容交叉的综合实验，有利于培养学生的综合设计能力；实验内容的系统化有利于培养学生对复杂大规模系统化的分析、设计和实现能力。<br>“六个并举”是实验教学体系实施的指导原则。“六个并举”是指：师资建设与实验教学改革并举，理论教学与实验教学并举，课内实验教学与课外开放实验并举，实验

5、开放与成绩评定改革并举，学科建设与实验教学中心建设并举，通识实验教学与个性化教育并举。“六个并举”勾划出了教学、师资、学科相互促进、协调发展的蓝图，为计算机实验教学的可持续发展提供了保障。<br><br>3实验教学体系结构<br><br>在“三化结合、六个并举”教学理念的指导下，我院提出了“分层递进教学、强化个性创新”的实验教学模式，形成了特色鲜明的实验教学体系(如图1所示)。<br><br>图1 计算机实验教学体系结构<br><br>“分层递进培养”是指：<br>(1) 根据难易程度，

6、将实验内容分为普及层次、中层次和高层次三个有递进关系的层次，不同的实验项目分属于不同层次。在完成下一层次实验项目的基础上，学生可以进级到高一层次，采用递进的方式逐步完成所有实验项目。<br>(2) 设置通识教育、专业教育和创新教育三个实验平台，用以开展这三个层次的实验教学内容。通识教育平台对应于计算机基础实验，学生科技社团的基本培训，嵌入式系统、软件程序设计等普及性讲座。专业教育平台对应专业基础实验，课程设计，毕业设计，学生科技社团活动，大学生科研训练计划，我校五四杯科技竞赛。创新教育平台对应国家级(国际级)嵌入式系统竞赛、ACM/ICPC程序设计大赛及其他国家级(国际级)竞赛，自

7、主研发和创新类项目，实际科研项目。<br>“强化个性创新”是指：<br>(1) 在各层次实验项目的教学中，逐步强化学生创新能力的培养，要求每个学生在完成通识教育平台下的实验项目基础上，必须进行与其能力匹配的科技创新实验项目。<br>(2) 充分尊重每个学生的个性特点，为有突出能力的学生定制“因材施教”的实验教学项目。<br>(3) 对“拔尖”学生实行跟踪培养，直接参与实际科研项目的研究工作，这些学生毕业后可直接“保研”到科研研究室，继续他们的科学研究工作。<br>这种实验教学体系既保证了培养方案要求的基本实验项目的完成，又满足了不同层

8、次学生的需求，培养了学生对各门课程内容综合应用的能力。更为重要的是，这种实验教学体系可以极大地增强学生创新意识的培养，特别有助与个性化人才创新实践能力的激发和培养。实践表明，这一尝试已获得了显著的效果。经过几年的努力，培养了一大批具有较强科研与工程实践能力的学生。近两年先后有20余名“个性化”培养的学生被保送到国内知名院校攻读硕士研究生。并有一大批学生获国家级或省级计算机、信息类大赛奖，为国家及国防工业输送了一大批高质量人才。<br><br>4实验教学内容与实验教学组织<br><br>计算机实验教学按课程性质可分为基础课实验、计算机专业基础课实验

9、和计算机专业课实验。实验类型可分为演示型实验、验证型实验、设计型实验和综合型实验。<br>为达到“加强实践实验教学环节，培养创新能力”这一目标，并与“分层递进教学、强化个性创新”的教学模式相吻合，我院规定实验内容的选择要以“减少验证型实验，增加设计型、综合型实验项目，注重科研和工程实践能力培养”为原则。<br>现在，我院面向计算机专业和全校非计算机专业开设36门实验课程，实验项目近232项，设计性、综合性项目占实验项目总数的95%以上。实验选题综合性强，贴近工程实际，有实用价值。<br>为了培养学生的科研和工程实践能力，除了教学大纲要求的实验项目以外，我院还

10、开设了嵌入式“进阶”实验和计算机技术创新实验，这些实验的选题和内容选择均同实际科研、计算机竞赛紧密结合。同时，我院通过实施“个性化”培养、计算机技术创新实验室的开放、支持学生科技活动等一系列措施，使实验教学的范畴不单纯拘泥于教师设定的选题，而是鼓励“自主学习、独立创新”，这种学研结合的模式在极大程度上激发了学生的科研攻关和自我创新的意识。此外，中心鼓励并积极争取机会使同学们接触到实际工程中的具体问题，利用课程设计、毕业设计、毕业实习等机会提供非常具有代表性的广泛的实验课题与攻关点供学生进行研发。<br>作为一个特色成果，我院已经形成了以嵌入式技术为主线的一体化的硬件实验体系。其基本

11、思想是：从第四学期到第七学期，从实验课程的设置上，保证硬件实验不断线并保持递进关系，从实验项目的制定上，保证实验内容的衔接连贯性和一致性。学生通过递进的方式逐步完成“数字逻辑实验”、“计算机部件实验”、“计算机组成实验”、“微机接口实验”等一系列的硬件实验课程，就能够系统地掌握计算机硬件知识，这无论对其直接就业，还是升入研究生从事科学研究工作都十分有益。通过在多届学生中的实践，此体系已经成熟，并显示出很好的效果。通过这一体系培养的本科生已经在由中国电子学会嵌入式专业委员会主办的全国“博创杯嵌入式系统大赛”中连续两年获得唯一的特等奖，并在全国“英特尔”杯嵌入式系统大赛、我校“五四杯”大赛中取得优

12、异成绩。<br> </p> <p> <p>为使这些实验教学活动顺利开展，我院近年新建、改建、联建、筹建了一批实验室，构建了先进的实验平台。为便于实验教学的组织，根据实验教学的类别，我院将实验课程分成了7个模块，分别对应于不同的实验室(研究室)。模块的划分以“同一模块中的实验课程可在其对应的一个单独的实验室(研究室)中完成”为准则，这样既便于实验室的日常管理，也可以提高设备的使用率。各模块实验项目与实验室的对应关系如表1所示。<br><br>表1 实验项目与实验室（研究室）对应情况<br><br>5实

13、验教学方法与手段<br><br>围绕实验教学“加强实践实验教学环节，培养创新能力”这一目标，经过多年的改革与探索，计算机实验教学逐渐形成了一些体现新型教育教学理念、行之有效的教学方法与手段。在教学方法上，任课老师选择切合课程特点、学生特点和自身特点的教学方法，体现了“以学生为主导”的新型的教育教学理念。在教学手段上，我院充分发挥计算机专业在信息技术方面的独特优势，大力倡导以现代教育技术、网络技术、通信技术为基础的先进教学手段的运用。<br>(1) 教师指导与学生自主相结合<br>传统的实验教学是以辅导为主，在给定实验器材，给定实验电路的前提下，学

14、生搭建电路进行验证实验，验证理论课学习的理论知识。随着实验教学改革的不断深入，特别是为了适应培养创新人才的需要，验证型实验已逐渐退出历史舞台，综合设计型实验已占主体，实验内容和难度也在逐步提高。学生在设计实验任务时，会遇到越来越多的问题，特别是理论课程无法交待清楚，甚至没有相应的理论课支撑的知识。时代的发展和市场的需要求我们改变原来的以辅导为主的实验教学模式，采取以指导为主的实验教学模式，指导学生理解相关的理论知识，新的没有理论课做支撑的知识则采取集中讲授以及自我学习的方式，保证学生在实验理论、实验方法等方面知识的及时获取。指导与自主学习相结合的教学方式，加强了教师与学生之间的交流和沟通，使得

15、教与学之间更加融洽，使得学生对相关理论及实验技能的学习和掌握更加容易，新的符合需要的实验改革更加便利，实验教学水平和质量得到提高。<br>(2) 网络预约，实验“三开放”<br>我院在全 摘要：本文就“记实验日志”这种新方法的尝试对提升实验教学质量做了一些探讨。<br>关键词<br>本文来自：计算机毕业网 ：实验日志；实践教学；教学质量<br><br>1重视实验文档资料的整理，推行新举措<br><br>如何提升实践教学质量是我们每个实验教师都很关心的问题。如何增强实验课程对学生的吸引力？让学生从实验

16、课中收获更多，让更多学生能够主动地走进实验室？我们想了很多诸如开放式教学、启发式教学、个性化教学等方法，取得了一定效果。但是却发现一个问题：实验做得相当漂亮的同学交上来的报告却不敢恭维，由此我们想到必须想办法引导学生重视写好报告，训练学生掌握论文、研究报告和写作要求，使得总结材料具有条理性和科学逻辑性。为了达到目标，我们提高了实验文档资料整理在考核中所占比例，由原来的30%提升为40%，并采用任务驱动式教学，培养学生分析问题、解决问题的能力。具体措施是“预习日志报告”三环相接。<br>实验预习是实验顺利完成的前提条件。我们要求学生的预习工作包括：实验原理部分的叙述，要求用自己的语言

17、简要说明原理知识的关键点，学生必须多花时间认真思考，才能对书本上的知识点进行加工处理，写出简明扼要的原理说明。<br>实验日志是我们实行的新举措。我们要求学生按时间顺序主要记录：实验进行中(包括课上与课后)自己实验中发现的问题、遇到的问题、解决方法(必做)；回答实验教材中以及教师课堂上提出的思考题(必做)；学生由实验中的某部分引申开去，结合背景知识，提出的一些看法(选做，老师视情况给予加分)；最后是实验感受和体会(必做)。实验日志是实验成功的咽喉，它将贯穿于整个实验阶段，体现学生实际实验的情况，是学生独立实验的一项重要证明。我们要求学生认真对待，并给出手写稿。这样，一方面，学生课内

18、课外动手做实验，就会主动去发现问题，主动去解决问题，并经过思考，及时记录下来，有利于实验特别是大型设计的顺利完成。这一举措吸引了学生主动走入实验室，并带动了同学之间相互讨论问题的浓厚学习气氛。另一方面，也让教师更多地了解每位同学的真实的实验情况，给出更加真实考核成绩。<br>实验报告则要求学生简明扼要地记录实验目的、器材、原理、步骤、数据记录与处理、误差分析、结论等。<br>“预习日志报告”三环相接的方法便于让学生对实验理解更加透彻，同时杜绝了学生的惰性行为；很大程度上减少了实验抄袭现象。<br><br>2应用实例<br><br

19、>去年我们在04级学生的“计算机组成原理实验”和“CPU设计实习”课程教学中开始推广应用实验日志，两年的实践让我体会最深的是：撰写实验日志普遍提高了学生实验的主动性、积极性，提高了学生分析问题的能力，加大了实验课的信息量，使得学生整体实验水平大为提高，相应知识的综合运用能力和逻辑思维能力也得到极大的提高。<br>例如，“CPU设计”实习课程所给的题目是“一台具有11条机器指令的模型机设计”，这对学生来说相当于一个小课题。模型机的分析、设计和实现紧密衔接，环环相扣，正确的分析和科学的设计关系到模型机的复杂度和可行性。报告只能反映最后的设计结果，模型机的调试过程无法在报告中体现出

20、来，学生实验中很多细节教师是无法了解到的。可是，调试在整个CPU设计过程中是最关键、最重要的，也是最能考验学生的分析问题以及解决问题的能力的，因为理论和实践总是存在一定差距。CPU和时序相关，所以设计中就算各个功能模块单独能正常运行，连在一起时因为时序原因也有可能导致时序混乱，而且这种看似各个都正常的紊乱更难以查到原因。<br>记实验日志能很好的反映这一过程，对学生顺利完成设计任务起了很大的作用，对提高分析和解决问题的能力也很有帮助。在调试中，不断的回头和动手找原因并把这一过程记录下来，不仅培养了同学的耐心和相互之间的沟通能力，也培养了他们严谨、细致、坚持不懈的科学态度和良好的科研

21、习惯。下面列举的04级一位同学的“CPU设计”日志中的一个问题的发现及解决过程可以反应出这一点。<br>问题1：CPU调试中基本流程紊乱<br>图1波形仿真的MIF文件如下：<br>00:04；%R2<-M(D)01:0A；% 地址值<br>02:08；%R3<-M(D)03:0E； % 地址值<br>04:26； %R2<-R2+R3 0A:12； % 操作数0E:20；% 操作数<br><br>由图1的波形仿真可以看出，有两个问题：第一：在FETCH3的时候，指令码04也被当作地址码打入到

22、地址寄存器AR中，在波形的后面也可以看到，操作数12也同样打入到了AR中。第二：PC自增时被修改成了总线上的数据。<br>分析：<br>对于第一个问题，AR要打入数据那么LDAR一定要有效，而由波形图可以看到，LDAR此时是无效的，这显然矛盾。但是可以肯定，LDAR此刻一定是有效的。由LDAR的产生过程可知，LDAR在由ROM产生之后不再经过任何译码，那么先查看ROM，如图2所示：<br><br>可以看出，ROM中LDAR在FETCH3时为无效状态，这说明LDAR信号在数据传送时被改变了，再查看连线情况如图3：<br><br&g

23、t;在总图中找到了答案，在总图中数据通路模块的信号LDAR不是微控器输出信号LDAR而是161LD，这是因为在进行修改时没修改到或拷贝错误造成的，是不细心的原因。修改后再进行仿真如图4：<br><br>从图4的波形可以看出，第一个问题已经解决。下面再看问题二。在竖线出现的位置，总线BUS8.1上应当出现02，但是却出现了0A！问题1：0A是绝对不可能出现的，但是却出现了！问题2：就算当时0A能够出现在总线上，也决不可能被打入到地址寄存器PC中，因为PC根本就没有处在置数状态，而是在自增状态！<br>在上图4竖线出现的位置，正好是做完了一个周期，重新回到000

24、01，那么此刻是PC->AR,PC+1，所以PC会放出02，总线上出现02，但是却是0A！在00001的上一个状态00100，总线上是数据12，是没有0A的，那么问题是0A从何而来？<br>只有两种可能：<br>第一种可能：0A是从RAM中读出来的。因为此刻AR中的地址值正好是01，而01单元中的数据就是0A。在T2时刻，微程序控制器会放出所有的控制信号，在T2之前，从上图来看，RD是有效的。因此存在这种可能性。为了验证，我将ROM做了点修改，如图5：<br><br>在00100之后不让其回到00001，而是另加一个状态01001如图5，用

25、来模仿00001，在01001中将PC状态设置为保持，为了验证在0A写入之前PC中的值认为02，就将PCBUS在状态00100时就打开，并置LDAR有效，这样AR中不再是01，因此也就不存在从RAM中读出0A的可能。下面是模仿00001的仿真波形，如图6：<br><br>从图6中可以看出，PC_BUS当前确实是02，通过LDAR有效将02打入地址寄存器AR中，先读出了02单元中的08，然后0A却又出现了，这就说明0A并非从RAM中读出来的。并且0A又被打入到PC中，这在PC为保持态时是不可能发生的<br>第二种可能：0A是从寄存器(R1 R2 R3 R4)中

26、读出来的。从上图来看：此时R4.1_BUS无效，0A不可能从寄存器而来。那么难道和时序有关？因为T1是存在尖峰的！虽然有些牵强，但还是去掉了T1用三个脉冲仿真了一下，如下图7；<br> </p> <p> <p><br>我做这些波形仿真来排除所有可能是基于这个设想：0A是在上图竖线处才被打入PC中的，所以才走入了死胡同。后来我甚至将PC的连线都检查过。其实问题就出在它的上一个状态。下面是找到原因的波形图8：<br><br>从上图8可以看出，0A早在LDR2时就被打入到AR中，因为此时PC正处于置数态，161clr

27、n，161load，161pc为101。所以问题出在ROM模块中，如下图9。<br><br>所以上面的模仿00001反而是误导！基于0A是在上图竖线处才被打入到PC中的错误设想，所以我用模仿指令00001来确认PC中的值一直为02，其实早在00011(LDR2)时0A就已打入到PC中了！修改ROM，将PC由置数状态改为保持状态，即161clrn，161load，161pc由101改设为110。修改后的波形仿真正确，问题解决。<br>以上只是该同学在他的实验日志中关于调试CPU中的一个问题的发现及解决方法。他将这一“发现、思考、方案确定、解决”的过程经过自己的

28、思考及时记录并整理，假如每一门实验课，每一次实验都以这样的态度去对待、去完成，相信大学四年下来必定会养成良好的科研习惯和严谨、细致、坚持不懈的科学态度。<br><br>3效果及总结<br><br>实验日志已在两届学生中的“计算机组成原理实验”“CPU设计”实习两门课中推广应用。普遍反应良好，正如同学所说：“在实验中，让我感触最深的就是实验日志。写好实验日志，事半功倍！在刚刚做的时候，稍有了点头绪，记了下来，或者说有多种方案时，到最后混乱的时候可以返回看原来记的日志，当时的思想就又很清晰了。看着自己一直记录下来的点滴，是实际动手带来的乐趣和辛苦交织

29、的感受。”<br>对于这种新方法的尝试，有一点值得注意的是：作为教师应当认真批改学生的日志和报告，并给以评价，使学生认识其重要性，并对写得好的日志、报告及时进行展览、表彰鼓励，以提高学生的学习积极性，让学生主动走进实验室，提高学生对实验的兴趣，以达到我们实践课程的教学目的。 <br><br>Discusses the promotion practice quality of teaching shallowly the new method-Experimental diary<br>Abstract：The university stage

30、practice teaching is trains the student to operate the skill and the scientific method, the manner, the custom important process. How raises the student good experiment basic skills, how promotes the practice quality of teaching is our each experiment teachers all very issue of concern. This article

31、 on “recorded the experimental diary” this new method attempt to promote the experiment quality of teaching to make some discussions.<br> 摘要：本文结合学院实际需要，着重介绍了计算机基础双语多媒体课件开发中的关键点、存在问题及课件制作中的收获体会。<br>关键词<br>本文来自：计算机毕业网 ：计算机基础；多媒体课件；双语<br><br>1引言<br><br>计算机基础课程涉

32、及面广，知识点分散，但该课程的授课学时却在不断减少，要解决这一矛盾，开发适宜的计算机基础多媒体教学课件已成为当务之急。我院是一所外语类职业学院，外语能力是我院的突出特色，因此，我们同时开发了中英文版的计算机基础教学课件。<br><br>2中文版课件的制作<br><br>我院计算机基础教学现在主要有两种教学模式，“计算机+大屏幕”模式和在计算机网络教室的双向教学模式。这两种教学模式都要使用多媒体课件来辅助教学。这就要求教师能够制作出符合教学需求的多媒体课件。我院计算机基础课程以自编教材为蓝本，结合多年教学实践经验，开发出与教材相配套的课件，在教学中

33、取得了良好的效果。<br>2.1目标先行，重难点突出<br>在多媒体课件的制作中，我们非常重视教学目标的编写。在课件的第一页以明显的方式呈现学习目标，让学生在上课之初即对该次课程的学习任务、重点难点、学习要求等一目了然，从而明确当前所学知识的主题。<br>2.2创设情境，激发兴趣<br>构建情境教学模式，充分体现教学中学生的主体地位。教师有目的地引入或创设一定的具体场景，引起学生的情感体验。比如在Excel引入课中，我们以学生熟悉的成绩管理为例，首先分析Word表格的不便之处，然后使用Excel的数据填充、公式和函数对数据进行计算；使用图表、排序

34、、筛选、分类汇总、数据透视表等对数据进行分析比较。通过这样的情境设置，使学生对Excel软件有了整体的认识，从而达到快速获取和掌握知识的目的。另外，在课件的制作过程中，尽可能创设合乎实际的教学情境，激发学生的学习动机，培养学生解决问题的能力。<br>2.3技术合理，交互性强<br>多媒体课件制作平台有许多种，常用的有Flash、Authorware、PowerPoint、Dreamweaver、方正奥斯、洪图 (Hong Tool)，等。在选择时，要根据实际需要，配合使用。如讲授Windows操作系统，用Flash制作的课件具有容量小，易携带，演示方便的特点；在学习网页

35、制作部分内容时，可以利用FrontPage或Dreamweaver将所讲的知识做成一个网站，等等。<br>但是，不能片面认为多媒体课件做得越美观越好，媒体用得越多越好，界面越复杂越好。比如用PowerPoint做课件时，有的老师喜欢添加PowerPoint自带的一些声音效果，如鼓声、掌声、急刹车声、碎玻璃，等，这些声音会分散学生的注意力。再如，设置自定义动画和幻灯片切换时，如果添加过多的效果，同样会影响听课质量。<br>在多媒体课件中每一章都设置了多个栏目，但在制作中很容易忽视这些知识点的链接，造成课件中各个栏目相互独立和课件运行流程的线性化。其实学生在知识的构建过程中

36、认知过程应是非线性的，良好的交互性才能帮助教学。<br><br>3英文版课件的制作<br><br>外语是我院的特色，使用英文版多媒体课件可以在向学生传授计算机知识的同时，提高学生外语理解、应用能力，因此，双语课件的应用，为外语或计算机水平突出的同学搭建了一个新的学习平台。<br>在英文版课件的制作中，我们将主要精力放在课件内容的查找、确定及校对上，其他方面采用了与中文版相同的技术路线。课件的内容主要借助于外文书籍、相关网站、英文版软件等渠道来获取。学生对这种课件内容表现出了极大的兴趣，普遍认为对计算机应用能力和英语能力的提高有很大帮助

37、。<br><br>4课件制作中存在问题及解决方案<br><br>4.1中文版课件<br>本课件在设计初期，我们计划使用PowerPoint来制作各章节内容。但在教学中发现，有些章节并不适合用PowerPoint，如Word和FrontPage。因此对于Word部分，我们直接在Word中制作相关内容，FrontPage部分设计制作成了网站的形式。这种多样化的形式更容易被学生接受。<br>4.2英文版课件<br>计算机基础英文版课件是该课题的创新点，同样的知识用另外的语言来进行理解，使学生对课件内容感到新奇，对学习

38、产生很大的积极性。但由于英文水平所限和资料的欠缺，目前制作的课件还不能与教材及中文版课件完全吻合，今后要更广泛搜寻资料，加以改进完善。<br><br>5课件制作中的体会<br><br>5.1有助于提升教师的实践技能<br>目前，大多数教师在教学过程中长期远离系统的实践开发，造成实践技能、创新意识与现代教学需要差距越来越大。因而这一课件的完整制作，是我们充实自己、提升实践能力的过程。<br>5.2有助于提高教师的英语水平<br>为了完成英文版课件，我们研读了Computers in your future，Mic

39、rosoft Word 2002，Introduction to Excel，Microsoft FrontPage 2000等多本英文原版书籍，查阅了大量相关网站，并已熟练掌握了英文版Office的使用。因此，双语课件的制作对教师英语水平的提高是显而易见的。<br>5.3有助于教师形成先进的教学理念<br>中西方教材有很大区别。英文版教材的编写注重面向学生，从学习者角度出发，体现以人为本的理念。教材通常在每一章节开头都有学习目标(Objective)，章节中有很多的技巧 (Tip) ，问题 (Trouble) ，章节后有本章小结 (Summary) ，所学知识的快速回

40、顾 (Quick Check) ，课后的练习也分为不同类型：概念回顾 (Concepts Review) 、技能回顾 (Skills Review) 、独立挑战(Independent Challenge)、大作业 (Assignment) 、小组作业 (Team Work) 等，容易贴近读者。因此，这种编写思想对于目前教学中落实“以生为本”的教学理念有深层的启发作用。吸取英文教材的这些长处，有助于教师对教学理念、教学方法的改进完善。<br><br>6结束语<br><br>通过这一课题周期，我们深切感受到：只要认真思考、研究，就会发现问题；再进一

41、步研究，就能发现解决问题的方法。 <br><br>参考文献<br>1 中国高等院校计算机基础教育改革课题研究组. 中国高等院校计算机基础教育课程体系，2004M. 北京：清华大学出版，2004.<br>2 夏亚. 多媒体课件设计与制作M. 杭州：浙江大学出版社，2005.<br>3 覃华，姚怡. 多媒体应用技术M. 北京：中国铁道出版社，2005.<br>4 张复兴，张宝剑. 计算机教学中使用英文版教材的体会J. 计算机教育，2010 ，(2).<br>收稿时间：2010-06-30<br>作者简介

42、：胡立源(1966- )，男，河北抚宁人，硕士，副教授，研究方向：计算机教育，多媒体技术。卜荣欣(1964-)，女，河北昌黎人，副教授，研究方向：多媒体技术。<br> </p> <p> </p> <p> </p> 摘要：本文提出以计算机监控技术为主线，综合汇编语言、C 语言、Visual Basic 6.0、计算机接口技术、计算机网络、数据库系统等专业平台课的内容，将各种理论知识应用到实际的项目中，从不同的角度实现相关技术，从而强化理论与实践的结合，熟练掌握计算机监控技术，有效提高就业率和薪资水平。<br>关键

43、词<br>本文来自：计算机毕业网 ：计算机监控；仿真软件；综合实践；教学模式<br><br>1引言<br><br>目前，我国计算机专业的教学模式主要还是从基础理论到专业理论，实践环节较少，这就导致了学生厌学，眼高手低，本科毕业连基本的编程技能都不具备，从而，在就业市场上一败涂地。这些效果又使在校学生更加沮丧，进一步影响其学习的积极性。中国要发展IT产业，必须改革计算机专业的教学模式。<br>印度是一个贫穷落后的发展中国家，软件业的成就却举世瞩目。印度的软件人才主要是通过职业教育而不是高等教育来培养的，从而大大降低了培养成本

44、和使用成本，缩短了培养周期。其教学不是按从基础理论到专业理论，再到实习的路径，而是把顺序颠倒过来，先从做开始，在做的过程中，学生如遇到问题，再以此问题为基点去学习专业理论。学员一入学，便要做项目，培训中心把所承接的大项目分解成一个个小项目，然后要求每个学员完成一个小项目，让学员在完成项目的过程中学习。培训中心的学员最后一年都在公司实习，积累工作经验，同时也给企业提供深入了解雇员的机会。<br>我们借鉴印度发展软件业的成功经验，结合多年从事计算机监控的项目经验和从事教学的心得体会，提出一种“趣味实用程序的演示+知识点+趣味实用程序的模仿+综合训练+学术论文”的教学模式1，引导学生充满

45、兴趣地钻研技术，最后逐渐成为计算机监控方面的专家，并熟练掌握计算机专业的基础理论与编程语言。<br><br>2计算机监控技术的特点与主要技术<br><br>计算机监控系统是以监测控制计算机为主体，加上检测装置、执行机构与被监测控制的对象共同构成的整体。在这个系统中，计算机直接参与被监控对象的检测、监督和控制。检测主要是通过传感器和相应的输入模块来取得被监控对象的状态数据，监督主要是对状态数据进行分析后给操作员提供手动操作的参考，控制则是手动或按照一定的策略自动地对被监控对象执行相应的操作。<br>传统的检测与控制所使用的模块一般采用R

46、S-232接口，因为该接口简单可靠。随着网络技术的发展，采用网络接口RJ-45的模块逐渐增多。监控用的计算机一般称为主控机(或上位机)，各种检测与控制模块或嵌入式系统一般称为受控机(或下位机)。主控机软件一般采用高级语言(如Visual Basic 6.0，简称VB)进行开发；受控机软件没有软件界面，仅实现相关的逻辑功能，一般采用C语言、汇编语言等进行开发，通过调试后，再下载到受控机系统中。主控机通过RS-232/RJ-45接口与受控机通信，进行数据的查询与命令的发送。各种控制策略、设备的状态等的保存，都需要使用数据库技术。因而，实现一个计算机监控系统，需要综合使用诸多计算机的基础理论与编程语

47、言：计算机接口技术、计算机网络、数据库系统、VB与C语言等，利用计算机监控技术作为计算机专业实践训练的主线，具有很高的操作性和极大的意义。<br><br>3仿真软件的设计<br><br>学习计算机监控技术，需要购买相应的硬件模块，从而在一定程度上制约了该技术的推广。本文提出了一个基于RS-232的仿真模块的可视化模型，在此基础之上设计了可视化的仿真数字I/O模块，模拟量输入模块，并设计了对应的通信协议。主控软件与仿真模块之间的通信通过虚拟串口实现，从而，达到在计算机房零成本搭建计算机监控系统平台的效果。<br>RS-232/RJ-45

48、协议转换器可以用于实现计算机监控系统的远程处理，也可以用于将普通的输入模块转换为仿真的网络传感器。<br>3.1仿真模块的可视化模型<br>基于RS-232接口的仿真模块的可视化模型如图1所示。模块表示区用来模拟实际的模块，对于数字量输入模块(Digital Input Module，DIM)，输入开关根据设定的时间随机闭合/打开，并通过图形表示；对于数字量输出模块(Digital Output Module，DOM)，用有源电路回路表示输出开关的状态，例如，开关闭合，播放铃声或灯亮等；对于模拟量输入模块(Analog Input Module，AIM)，用图形表示检测

49、回路，并在检测点旁边显示温度的原始数据。每个模块都设置数据接收和发送指示灯，显示数据收发的状态。<br><br>功能按钮区为系统设置按钮和关闭程序按钮。系统设置主要完成串行通信的端口号、波特率、校验码、结尾码、模块地址等的设置，对于DIM模块，还需要设置随机切换输入开关所需要的时间段。<br>协议描述区显示本仿真模块适用的通信协议，包括协议的格式及其具体的含义。<br>数据接收区显示接收到的主控程序发送的原始数据包，以字节形式显示；数据响应区则发送对应的响应数据包，也是以字节形式。<br>利用此可视化模型设计的软件界面，使用方便，动态

50、效果好，仿真模块的开关状态、温度数据、数据收发状态以及传输的数据均一目了然。与实物模块相比，不需要物理连线，也不需要信号发生器与万用表来产生信号和测量状态与数据，对于通信协议，也不需翻阅手册。<br>3.2通信协议的设计<br>相同类型(或厂家)的模块一般采用相同的前导字符，EOT是一个特殊的ASCII字符(0x04)，常被用做控制字符，这里的仿真模块全部采用EOT作为前导字符。<br>计算机所连接的I/O模块比较多，CPU为了与连接的设备相互沟通，必须给设备设置一个编号，从而使CPU可以通过每个设备独一无二的编号与不同的设备进行沟通，这个设备编号就是地址，

51、用ADD表示，地址占用一个字节。<br>功能码主要包括读功能码(用RD表示)和写功能码(用WD表示)。RD用字符“R”(0x52)表示，WD用字符“W”(0x57)表示。<br>BCC为数据块校验码，一般有Xor、Add、CRC、CheckSum几种。Xor与Add分别是异或与累加和，占一个字节的长度；CRC与CheckSum分别是循环冗余校验码与TCP/IP协议簇中所使用的累加求补校验码，分别占两个字节。这里的仿真模块提供4种数据块校验方式，根据程序设置进行选择。<br>不少模块以回车CR(0x0d)作为结尾标志EM(End Message)，而TCP/I

52、P协议簇(如HTTP，POP3等)较多地采用CRLF(0x0d0a)作为结尾标志，这里的仿真模块也提供这两种结尾标志，根据程序设置进行选择。<br>协议举例。读取仿真模块状态的命令协议如图2所示，其中，ADD的范围为1至255，可由程序进行设置，这样，一台主控设备可以连接多达255个虚拟模块。BCC和EM的种类也可以根据需要由程序进行设置。<br><br>3.3RS-232/RJ-45协议转换器<br>该协议转换器的主要功能是用软件转换器来替代硬件转换器，实现串口数据与网口数据的直接转发，不涉及到协议的变换。串口只要进行常规的设置，与所连接设备的

53、串口参数一致。由于主控机与嵌入式模块之间一般采用串口进行连接，另外，数据采集模块也大部分采用串口，因而，通过该协议转换器，可以将此类串口设备连接到Internet，进行远程处理。AIM模块与该协议转换器配合，可以转换为一个开关量输入的网络传感器。<br> </p> <p> <p>3.4虚拟串口的使用<br>除了跟内置的Modem通信，一般地，进行串行通信的调试都需要RS-232连接线。参考文献2提供了虚拟串口驱动程序，模拟实际的RS-232接口，可以在没有物理RS-232接口和电缆的情况下，进行串行通信的调试，并且，还可以模拟硬件引脚

54、信号的变化。<br><br>4教学模式的具体实现<br><br>重视教材建设和教学方法的研究，在教学过程中重视由实践而激发学生对相关理论的兴趣，再用提高了的理论水平来指导新的实验和实践活动。传统的教学模式在实践环节上的缺乏与不足也与今天社会人才市场急功近利的需求远远不能相适应。长期以来，我们培养的学生存在着“什么都学过，却什么都不会”的尴尬局面，专业教育和教材与市场需求严重脱节。事实上，学生就业难并不是就业市场不需要人才，其根源还是教学的现状所致3。<br>本文采用“趣味实用程序的演示+知识点+趣味实用程序的模仿+综合训练+学术论文”

55、的教学模式，在讲解新的课程的时候，首先演示程序，例如，用主控程序对仿真数字I/O模块进行监控，让学生观察输入开关量的变化，可以导致输出开关量的变化，并可以看到指示灯的亮与灭，听到电铃的响与停，通过实物激发学生的兴趣，为学生树立一个目标：要实现该系统，需要掌握哪些技术？从而引出本课程中涉及的主要相关技术。<br>4.1C语言和汇编语言的应用<br>C语言是许多高校为计算机专业学生设置的第一门计算机程序设计语言。学习一门语言，不是学习其语法，而是要学习利用该语言去解决问题的方法，从而培养相关的能力。通信是计算机监控系统的关键技术，为了确保数据传输的可靠性，制订了通信协议，引

56、入了校验码与结尾码，如果收到的数据，其头字节、校验码或结尾码错误，一般不进一步处理，而是直接丢弃该数据。<br>可以利用C语言设计异或校验码的生成程序，即对给定的一批字节，计算其异或校验码；对于含异或校验码的一批字节，编写子程序检查是否正确。同理，可以编写其它校验码处理程序。在此基础之上，进一步讲解在一个C语言项目中集成子程序的方法。如果学生掌握了这些方法，就基本掌握了用C语言开发受控机软件的80%以上的技术。<br>汇编语言是符号化了的面向机器的语言，比较枯燥。可以用汇编语言来生成校验码与检查数据是否正确，通过调试，让学生明确各个寄存器的作用。在字节处理方面，可以用0

57、表示开关打开，1表示开关闭合，在置位和复位某位时，不能影响其它位的值。<br>4.2计算机接口技术的应用<br>在计算机接口中讲解“串行通信技术”时，首先演示一个“支持来电显示的多账号拨号器” 摘要：本文通过研究VC+程序设计课程的教学内容并结合改革实践，阐明这一方法对学生实践能力、创新能力和素质培养产生的效果。<br>关键词<br>本文来自：计算机毕业网 ：程序设计；教学内容；MFC类库<br><br>1引言<br><br>VC+程序设计对于理工科大学生是一门非常重要得课程。2006年教育部规定理

58、工类非计算机专业大学生计算机课程为1X，即大学计算机基础，程序设计、多媒体技术、网络和数据库等。如果不学习VC+程序设计就很难掌握多媒体技术、网络和数据库的实现手段，也就难于理解这些课程真正的原理概念。据微软亚洲研究院有关人士透露，微软研究院均采用VC+开发应用程序。因此“VC+程序设计”教学内容设置的关键是如何使学生容易学好VC+。<br>然而，Visual C+一向有“难学”的名声，许多初学者视学习Visual C+为畏途。究其原因，一方面是Visual C+(包括MFC类库)的规模庞大，结构复杂，难于理出一条循序渐进的学习路线；另一方面是其AppWizard自动生成的程序专业

59、化程度高，代码量大，结构复杂，以其为基础编写的例题难于为初学者理解和掌握。如何解决这一问题已是许多专家教授非常关心的问题。<br><br>2“VC+程序设计”教学内容改革的思路<br><br>“VC+程序设计”教学内容定位于非计算机专业学生程序设计能力的培养。为了克服上述困难，使基础不高的初学者也能很快地掌握程序设计方法，在内容的选取和编排上做到精益求精，对于非主流技术的内容坚决删除，具体特点如下：<br>(1) 在设计本教程内容时，以面向对象的和结构化的程序设计方法的思想贯穿全书。<br>(2) 重点介绍几个而不是全部具

60、体的MFC类库，过渡平缓，对初学者来说，入门容易。<br>(3) 内容完整，难度适中，每道例题的代码并不很多，容易理解，对于组件和ActiveX也做了详细的介绍。<br>(4) 举例恰当、方法适用、技巧很有代表性。<br><br>3我校“VC+程序设计”教学内容的历史沿革<br><br>第一阶段：(2000.22004.7)，C+与可视化并举，注重能力培养<br>在这一时期，计算机操作系统平台由DOS已经发展到Windows，计算机网络作为一个功能强大技术已经开始对教育产生影响。我校在非计算机专业的程序设计教学

61、领域率先将教学语言转移到以基于Windows操作系统的Visual C+为主的教学上来。“Visual C+程序设计”教学内容主要包括C+部分和可视化部分，其中前8章为C+程序设计基础知识，后8章为可视化程序设计部分，选用的教材为刘路放编写的Visual C+与面向对向程序设计，由高教出版社出版。<br>具体方法是我们将C+知识归结为五个教学关键点，即：<br>(1) 输入输出程序设计；<br>(2) 科学计算程序设计；<br>(3) 非数值计算程序设计；<br>(4) 类和对象程序设计；<br>(5) 文件操作综合题。<br>效果分析：<br>(1) 在压缩了总计划学时的前提下(由改革前的两门课程85计划学时缩减到改革后的一门课程64计划学时)，更新了课程内容，提高了教学效果，培养了非计算机类专业学生的编程素质，使他们具备了面向对象和可视化编程等新型软件开发技