工科计算机硬件课程的融合
中职计算机学科融合教学的实施原则与实践价值
中职计算机学科融合教学的实施原则与实践价值
中职计算机学科融合教学是指将不同的计算机学科内容进行整合，并在实际教学中进行交叉融合的一种教学模式。
中职计算机学科融合教学旨在提高学生的综合能力和解决实际问题的能力，培养学生具备跨学科的知识和技能。
下面将介绍中职计算机学科融合教学的实施原则和实践价值。
一、中职计算机学科融合教学的实施原则
1.整合性原则：将计算机学科的不同内容进行整合，形成有机的知识体系。
可以将计算机硬件和软件相关的知识进行整合，使学生了解计算机系统的构成和工作原理。
2.实践性原则：注重将学习到的知识运用到实际问题的解决中，培养学生解决实际问题的能力。
可以通过项目实践或实习等方式，让学生运用所学知识解决实际的计算机问题。
3.跨学科原则：将计算机学科与其他学科进行融合，形成跨学科的教学。
可以将计算机学科与数学、物理等进行融合，培养学生综合运用知识的能力。
4.个性化原则：注重学生个体差异，根据学生的不同特点和兴趣培养其所需的技能和知识。
可以根据学生的特长和兴趣开设不同的选修课程，提供多样化的学习途径。
5.创新性原则：注重培养学生的创新意识和创新能力。
可以在课堂上引导学生运用所学知识解决实际问题，鼓励学生创新思维和创新实践。
计算机硬件课程融合式教学方法
- 133 -●●信息技术教学基金项目：湖北省高等学校教学研究项目（编号：2017204）；湖北省自然科学基金项目（编号：2018CFB380）。
作者简介：汪红，女，土家族，湖北武汉人，中南民族大学计算机科学学院，副教授，硕士研究生，研究方向：计算机系统结构。
计算机硬件课程融合式教学方法汪 红，刘 科，田莎莎，唐 菀（中南民族大学计算机科学学院，湖北 武汉 430074）摘 要：文章针对计算机硬件课程难度大、学生理解程度存在差异的特点，根据课程之间的关联性，提出采用多种方式相融合的思路改进教学方法，以数字电子技术和计算机组成原理课程教学为例，探索教学模式实施策略，取得了良好的教学效果。
关键词：计算机硬件；关联性；多方式融合随着我国教学改革的逐渐深入，以及社会对新型人才培养需求的不断提升，理论与实践教学改革的重要地位与作用已经逐渐凸显出来，它是培养学生自主学习能力、实践能力和创新能力的有效手段。
目前国内外很多高校都在计算机学科相关课程的理论及实践教学改革方面进行了广泛深入的研究，积累了众多宝贵的经验。
我们选择数字电子技术和计算机组成原理这两门计算机学科的基础课程作为融合式课程建设的试点课程，采用Logisim Evolution 软件作为设计工具，以计算机组成原理中的数据通路设计为起点开展融合式教学改革。
一、课程教学改革思路（一）课程简介数字电子技术和计算机组成原理是计算机及其相关学科的两门核心基础课程，在基础课与专业课之间起着承上启下的作用，两门课程的工程性、技术性和实践性都很强，涉及的硬件内容较多、难度也较大。
计算机组成原理以单机系统为讨论对象，脱离具体机型，紧跟计算机技术发展的潮流，以计算机组成结构为中心阐述基本概念和原理。
课程具体讲述单机硬件系统中各大功能部件的构成原理、逻辑设计及实现方法以及互连构成整机的相关技术。
数字电子技术系统阐述数字电路及数字系统的基本概念、逻辑代数相关知识，以及数字电路的分析和设计方法，在研究逻辑代数（布尔代数）理论的基础上，深入讲解数字系统逻辑设计的原理和方法。
浅谈信息技术与课程融合的条件
浅谈信息技术与课程融合的条件信息技术与课程融合是当前教育领域的热门话题，它可以为教育提供更多的可能性，提高教学质量，使学生更好地掌握知识和技能。
要想实现信息技术与课程的融合，并使其发挥更大的作用，需要具备一定的条件。
本文将简要探讨一下信息技术与课程融合的条件。
信息技术与课程融合需要有现代化的技术设备作为支撑。
在当今社会，信息技术的发展非常迅速，尤其是在教育领域。
学校必须配备现代化的电脑、投影仪、多媒体教学设备等，以满足信息技术与课程融合的需要。
只有设备先进，才能更好地进行课程融合，提高教学效果。
信息技术与课程融合需要有专业的技术支持。
在课程融合的过程中，难免会遇到技术上的问题，需要有专业的技术支持人员及时解决。
否则，教师和学生们在使用信息技术进行课程融合时，会遇到各种问题，影响教学效果。
学校需要建立健全的技术支持体系，确保信息技术与课程融合的顺利进行。
信息技术与课程融合需要有教师的支持与配合。
教师是信息技术与课程融合的主要执行者和组织者，他们需要具备一定的信息技术操作能力和课程设计能力。
只有这样，才能更好地利用信息技术进行课程融合，提高教学质量。
教师还需要不断学习和更新相关知识，提高自己的信息技术操作能力和课程设计能力。
信息技术与课程融合需要有相关政策的支持。
政府和教育主管部门需要出台一系列的政策和措施，支持和推动信息技术与课程融合的发展。
这包括对学校提供一定的资金支持、推动信息技术教育的改革和创新等方面。
只有政府和教育主管部门的支持，才能更好地推动信息技术与课程融合的发展。
要想实现信息技术与课程的融合，并使其发挥更大的作用，需要具备现代化的技术设备、专业的技术支持、教师的支持与配合、学生的积极参与和配合，以及相关政策的支持。
只有这样，信息技术与课程的融合才能更好地为教育带来新的活力，提高教学质量，使学生更好地掌握知识和技能。
希望各教育机构都能重视信息技术与课程融合，不断改进和完善条件，推动信息技术与课程融合向更好的方向发展。
浅谈信息技术与课程融合的条件
浅谈信息技术与课程融合的条件信息技术与课程融合是当前教育领域的热门话题，它指的是将信息技术与课程内容相结合，利用现代科技手段来促进学生的学习和教学效果。
信息技术的不断发展与普及为实现课程与信息技术的融合提供了条件，同时也需要教育体制与师资力量的支持。
要实现信息技术与课程的融合，必须要有先进的信息技术基础设施。
这包括网络技术、硬件设备和软件系统等方面的支持。
在现代教育中，电子白板、多媒体教学设备、虚拟实验室等都是促进信息技术与课程融合的关键设备。
这些设备的引入可以为教师提供更多的教学手段和方法，使课程更加生动、直观，激发学生的学习兴趣和主动性。
当教育机构的信息技术基础设施健全时，信息技术与课程的融合才能够更好地推进。
教师在信息技术的运用上需要有足够的知识和技能。
教师是信息技术与课程融合的关键人物，他们应当具备丰富的信息技术知识和教学技能。
只有当教师熟练地掌握了信息技术工具和方法，才能更好地将其运用到课程教学中。
教师需要接受相关的信息技术培训，并不断提升自己的信息技术水平。
只有这样，教师们才能充分发挥信息技术在课程教学中的优势，推动信息技术与课程的融合。
教育教学改革是信息技术与课程融合的必要条件。
传统的教育模式往往偏重于知识的传授和死记硬背，忽视了学生的实际能力培养。
如今，信息技术的广泛应用可以为教育教学提供更多的途径和方法，实现教育教学的变革。
学校和教育机构应当不断尝试和推进教育教学改革，开展全面的课程体系改革和教育教学模式创新。
将信息技术与课程融合融入到教育教学改革中，可以更好地发挥信息技术的优势，提高教育教学的效果。
课程设计和教学内容的合理性也是信息技术与课程融合的重要条件。
信息技术与课程的融合需要基于课程设计和教学内容的变革。
课程设计需要更加注重学科知识与信息技术的结合，将信息技术融入到课程设计的方方面面，使得信息技术成为课程教学的重要组成部分。
教学内容也需要根据信息技术的发展做出相应的调整和更新，保持与时俱进，让信息技术与课程的融合更加紧密和有效。
计算机硬件基础课程的思政元素挖掘与融入研究
计算机硬件基础课程的思政元素挖掘与融入研究1 系统能力培养与计算机组成原理系统能力是依据确定的系统功能，设计与开发系统结构，实现工程目标的能力。
计算机系统能力，要求对计算机系统有深刻理解，在掌握相关计算机基本原理的基础上，能够从不同角度去分析计算机的属性，在计算机系统各层次上分析、设计、实现和优化计算机软硬件。
系统观要求深入掌握计算机系统内部的工作原理、构造方法以及软硬件的相互协同关系。
仅在单门课程教学局部上培养学生的系统观收效不大，因此要从顶层的专业培养目标出发，构建层次递进的创新人才培养课程体系，统一规划各课程教学内容，将各课程有机地衔接起来，构建一个完整的计算机系统知识体系。
为此，笔者建立系统能力综合课程群，由数字逻辑、计算机组成原理、编译原理、操作系统、计算机系统结构等多门课程相互融合、联动形成系统知识体系。
其中，计算机组成原理课程是计算机系统能力培养课程群中的核心专业基础课，具有承上启下的作用，安排在第 4 学期开设，其前导课是数字逻辑，其他课程都是其后续课。
有了计算机结构和组成原理基础，才能从计算机系统整体角度理解操作系统和编译原理。
计算机组成原理全面介绍计算机五大功能部件的组成结构、工作原理以及相互关联，使学生掌握计算机硬件的基本架构、组成部件和实现机制，是理论性、技术性很强的主干课程。
培养学生的计算机系统能力，首先在教学上必须树立整体系统观，把计算机组成原理与课程群中的其他课程联系起来，站在全局角度深入挖掘相关课程的关联内容和结合点。
使学生学会在不同层面把握不同层次的系统，并全面考虑系统各部分与外界的逻辑与联系，能够完成一定规模的系统设计。
在五大功能部件硬件的组成结构与工作原理上，计算机组成原理与数字逻辑等硬件课程相关联，要梳理清楚相关硬件课程体系的相互关系，构建软 / 硬件协同的整体系统概念。
在与软件类课程，如程序设计、编译原理和操作系统的关联上，要与相关课程互相渗透。
计算机组成原理要运用数字逻辑课程中的组合逻辑和时序逻辑电路来设计功能部件、指令集和微指令集。
中职计算机学科融合教学的实施原则与实践价值
中职计算机学科融合教学的实施原则与实践价值
一、课程整合原则
计算机学科中有多个内容模块，如计算机硬件、操作系统、应用软件、编程语言等，其中有些内容具有相互联系和依赖的关系。
针对这种情况，中职计算机学科融合教学应当采用课程整合原则，将相关内容进行整合，使学生能够更好地理解和掌握计算机学科知识。
二、求实效原则
中职计算机学科融合教学的目的是增强学生的实际操作能力，因此在教学过程中应该以实践效果为导向，注重培养学生的动手能力。
教学内容应该注重实用性、能够解决实际问题，让学生从中获取实践操作的经验。
三、交叉融合原则
中职计算机学科融合教学应该注意课程交叉融合，将不同学科的知识相互渗透，让学生能够更好地跨学科应用知识，从而增强各学科之间的联系和整体性。
四、适度深度原则
中职计算机学科融合教学应该注意掌握适度深度原则，教学内容深度应该相对适中，既要满足学生的学习需要，又不能够让学生过于繁琐深奥而感到过于困难。
一、提高学习效率
中职计算机学科融合教学能够使学生更全面地了解计算机学科知识，从而提高学习效率。
不同学科知识的交叉融合可以促进学生知识之间的联系和转化，减少学习间断时间，提高学习效率。
二、增强知识应用能力
中职计算机学科融合教学能够培养学生的学科应用能力，学生能够把在一个学科中学到的知识转化到其他学科中去，使学生的知识在应用中更为丰富。
三、提高学生实践操作能力
中职计算机学科融合教学能够加强实践操作环节，使学生更好了解学科知识的本质，增强实际应用技能，提高就业竞争力。
四、增加学生综合素质。
计算机软件的智能硬件融合与物联网技术应用
计算机软件的智能硬件融合与物联网技术应用第一章：智能硬件的发展与应用智能硬件是指具备自主感知、自动处理、自主决策和协同控制等能力的硬件设备。
随着计算机技术和通信技术的不断进步，智能硬件在各个领域得到了广泛的应用。
本章将介绍智能硬件的发展历程以及在日常生活、工业生产和医疗保健等领域中的具体应用。
第二章：计算机软件的智能化发展计算机软件的智能化发展是指通过人工智能、机器学习、深度学习等技术，使计算机软件具备自主学习和自主决策能力，从而实现对数据的智能分析、智能推荐和智能决策。
本章将介绍计算机软件智能化的基本原理以及在图像识别、语音识别和自然语言处理等领域中的应用。
第三章：智能硬件与计算机软件的融合智能硬件与计算机软件的融合是指将智能化的计算机软件应用于智能硬件设备中，通过软硬件的协同工作，实现更加智能化和智能互联的功能。
本章将介绍智能硬件与计算机软件融合的技术原理以及在智能家居、智能车载系统和智能穿戴设备等领域的具体应用。
第四章：物联网技术的基本原理与应用物联网技术是指通过无线传感器网络和互联网技术，将各种物理设备、人员和数据连接起来，实现设备之间的相互通信和协同工作。
本章将介绍物联网技术的基本原理，包括传感器网络、无线通信和云计算等关键技术，以及在智能家居、智慧城市和工业物联网等领域的具体应用。
第五章：计算机软件的智能硬件融合与物联网技术的结合计算机软件的智能硬件融合与物联网技术的结合，可以将计算机软件的智能化和物联网技术的连接性相结合，实现更加智能化、智能互联和智能控制的应用。
本章将介绍计算机软件的智能硬件融合与物联网技术的结合的原理与技术，以及在智能交通、智慧农业和智慧医疗等领域的具体应用案例。
第六章：计算机软件的智能硬件融合与物联网技术的挑战与前景计算机软件的智能硬件融合与物联网技术的应用还面临着一些挑战，包括安全性、隐私保护、数据管理和跨平台兼容性等方面的问题。
本章将介绍这些挑战，并探讨计算机软件的智能硬件融合与物联网技术的未来发展前景。
浅谈信息技术与课程融合的条件
浅谈信息技术与课程融合的条件第一，教育环境。
要实现信息技术与课程融合，首先需要营造一个良好的教育环境。
这包括教育政策的支持、学校领导的重视、家庭的支持等方面。
在教育政策层面，相关部门应该出台相关政策，鼓励和支持学校开展信息技术与课程融合的实践，为学校提供政策支持和经费支持。
在学校领导层面，学校领导要充分认识到信息技术与课程融合的重要性，积极推动这一工作的开展。
在家庭层面，家长要对孩子的信息技术学习给予支持和鼓励，形成学校、家庭和社会共同支持的良好教育环境。
第二，师资队伍。
师资队伍是实现信息技术与课程融合的重要条件之一。
教师是整个教育教学过程的主体，他们的教育理念、教学方法和教学技能直接影响到信息技术与课程融合的实施效果。
学校需要建设一支具有信息技术意识和技术能力的教师队伍。
学校应该加强对教师的信息技术培训，提高教师的信息技术水平和应用能力。
学校还需要为教师提供相关的技术支持和教育资源支持，让教师可以更好地将信息技术融入到自己的课程教学中。
学校还应该树立正确的教育理念，引导教师积极探索创新，勇于尝试信息技术与课程融合的教学模式。
技术设施。
信息技术与课程融合需要一定的技术设施作为支撑。
包括教学设备和网络设施两部分。
教学设备主要是配备一些信息技术设备，如电脑、投影仪、智能黑板等，这些设备可以帮助教师更好地进行信息技术的教学。
网络设施则是指校园内的网络环境，包括有线网和无线网，学校需要为教师和学生提供一个良好的网络环境，方便他们进行信息技术应用和课程交流。
学校还需要有专门的技术支持团队，他们可以及时解决教师和学生在信息技术与课程融合实践中遇到的各种技术问题，确保信息技术设施得以正常运行。
第四，文化氛围。
文化氛围是信息技术与课程融合的软环境条件之一。
一个积极、开放、鼓励创新的文化氛围有利于促进信息技术与课程融合的实施。
一方面，学校要鼓励和支持教师探索信息技术与课程融合的教学方法，鼓励教师在课堂教学中积极应用信息技术工具，不断丰富教学手段。
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工科计算机硬件课程的融合
工科计算机硬程的融合
“微机原理与接口技术”“单片机原理与应用”等涉及计算机硬的程是高校自动化、测控、电气、电子、通信等专业的重要专业基础程。
这些程有较强的理论性和实践性，程信息量大、知识点多、概念抽象，学生普遍反映学习困难，不容易掌握。
随着电子技术、计算机技术的发展，高校教育要求教授给学生的知识更加宽泛。
这样就难免要添加许多新的程，例如，“嵌入式系统”原本是研究生的程，但是现在各大高校都在本科阶段开设。
在相同学制下，要加入紧跟技术发展的新程，就必然要压缩传统程的教学学时。
笔者从事高校教学工作十余年，连续讲授“微机原理与接口技术”和“单片机原理与应用”这两门程超过八年，提出将两门程的教学融合为一门程的教学研究思路，以达到降低学时但不减弱讲授内容的教学目的。
1 程对比分析
在两个学期分别安排上述两门程是传统教学设置方式，这种思路于强调各门程的完整性和独立性，但是导致的最终结果就是在两门程中部分内容出现了交叉重复。
我们希望能将两门程融合为一门程讲解，达到不同内容要讲清、相同内容要讲透的目的，这需要对两门程进行全方位的对比。
11程结构和教学意义对比
“微机原理与接口技术”程主要介绍微型计算机的基本组成，以Intel 8086/8088为重点讲解微型计算机的PU、存储器、中断系统和常用输入输出接口的工作原理及接口的设计方法；此外，还适当介绍32位PU的相关技术。
学习该程后，学生基本掌握计算机的组成及工作原理、常用接口芯片的使用方法，建立微型计算机的整机概念，并对现代高档微型计算机及其先进技术有所了解和认识。
“单片机原理与应用”程主要以某一系列的单片机（国内通常讲授S-1）为主介绍其基本原理、发展过程、汇编语言及程序设计，详细讲授单片机的扩展技术、输入输出通道接口、交互通道的配置与接口、单片机应用系统设计的基本方法及设计原理。
为后续程的学习及今后单片机的应用、分析、设计和开发提供必要的技术基础。
对上述两门程的结构和意义进行分析得出：两门程的讲授结构都是以处理器为中心，介绍整个系统的组成和基本原理，讲授接口的使用方法和设计方法。
那么，我们能否将两门程进行详细对比，用对比的方法同时讲授两门程呢？
12重点讲授内容的对比
上述两门程讲授的结构是相同的，但是在具体内容上，两者又有着明显的区别。
我们完全可以在讲授中，以这些区别作为重点让学生用对比的形式进行同一知识点、不同实例特性的学习，这更能提高学生的学习兴趣和学习效率。
程的重点讲授内容比较如表1所示。
通过表1可以看出两门程在讲授中完全可以针对一个知识节点，
通过对比同时讲授两种主控器的特点。
从内容上看，这两门计算机硬程具有融合成一门程进行教学的条，但是需要我们认真研究出一个教学上的突破口，实现程融合。
2 程的融合研究
21程融合主线
想要将两门程进行融合，我们需要找到融合的主线，由主线贯穿教学的始终，支撑起程的思想和内容。
这个主线就应该是两者的最大共性和最大的异性，用它们进行对比讲解，就能达到事半功倍的效果。
针对两门程，最大的共性就是对寄存器的操作。
不管是PU执行程序还是对外设编程进行数据的输入输出，其实都是对若干寄存器的设置与操作。
8086通过片内14个16位寄存器，1单片机通过片内的特殊功能寄存器完成对程序、数据、堆栈的访问；8086访问外部设备，需要进行接口的扩展，需要对外部接口的寄存器进行设置和操作；而1单片机使用片内接口时，只需要对片内的特殊功能寄存器进行操作，只有在扩展本身不具有的功能接口时，才需要对外部接口的寄存器进行设置和操作。
我们也要找到两者的最大差异，就是各自的结构体系。
8086是冯·诺依曼结构的代表，使用分段定义的形式管理数据和程序存储空间，而且8086没有片内片外存储空间的区别，只有存储空间和端口地址的区分；1单片机则是哈佛结构的代表，严格界定数据空间和程序空间，区分片内片外存储空间，需要使用不同的指令访问数据或程序空间，使用不同指令访问片内片外数据存储区域。
通过对比两门程最大的共性和异性，学生能很快抓住两者的主要特点，在充分掌握两个处理器的系统知识后，对于接口部分的学习就会简单很多。
接口扩展的片选方法两者是相同的，包括线选、部分译码和全译码方式，所以教师在介绍接口的寄存器定义时，只需强调当主控制器是不同处理器时，按各自的地址管理方式通过端口地址访问进行设置和操作即可。
这样的对比教学，可以让学生对两门程的主控器特点都加以认识和学习，实现强化共同点，突出不同点的融合目的。
22教学方法及实验安排
在教学手段和方法上，我们需要摆脱传统的灌输式教学方式，考虑如何激发学生的学习兴趣，启发学生的思维，发挥学生的创造性，这是改进教学方法的重点和难点。
实行启发式和讨论式教学，利用多媒体提升堂效果，这些都是目前高校教学的常用改革方式。
但是，随着通信技术的发展，教师要充分发挥新媒体在知识传播上的巨大作用，利用计算机、手机和学生随时交流并给予指导，帮助学生在网络中寻找感兴趣的学习资料，引导学生自主学习。
针对这两门程的融合教学，可以推荐讲授Prtues仿真软，该软对8088/8086处理器和1单片机都可以进行系统设计和仿真，培养学生的电子电路设计能力，这也是学习计算机硬程应该具备的一种技能。
如学生使用该软遇到问题时，可以上网查询正确的解决办法，这能培养学生网络筛选查阅相关资料的自学能力。
要将两门程融合，还需要对实验项目和内容进行合理的安排。
以讲授内容为基础，我们可以安排两两成对的组实验：编程语言和编程
环境实验、综合程序编程实验、中断管理编程实验、定时/计数配合并行接口的综合实验、接口扩展综合实验。
每组实验都分别用两个处理器为主控单元完成，在综合实验部分可以安排学生设计8086和1单片机之间的串行通信实验，让学生体会：虽然针对不同处理器实现控制的手段不同，但用不同的手段实现共同的控制要求才是学习计算机硬程的目标。
如果教学计划允许，可以在程学习结束后，安排两周的程设计。
在此环节，老师可以讲授系统设计的方法，随后给出若干设计要求，让学生自主选择一个主控器完成设计任务，达到让学生初步融会贯通所学知识的目的。
23时安排与分配
大部分学校对“微机原理与接口技术”程通常设置72学时，其中有～8个实验占10～16学时；“单片机原理与应用”程通常设置6学时，实验也有～8个，占10～16学时。
程融合的目的之一就是为了减少时数，如果我们安排16周，每周6学时，那么就有96学时，其中实验为20学时。
最后再安排两周的程设计。
这样的程设置，可以使我们用一个学期完成原需要两个学期才能讲授完的内容，达到精简学时而不减少教学内容的目的。
3 结语
随着计算机技术的发展，几乎所有的工科专业都要求进行计算机硬程的学习，如何利用有限时讲授更丰富的内容是面对当前知识扩容的基本教学要求。
本提出了将最常讲授的两门计算机硬程融合教学的思路，为工科相关程的设置与授提供参考。