基于MOOC的计算机硬件课程实验教学研究.docx

基于MOOC的计算机硬件课程实验教学研究HYPERLINK"https://m.zqwdw.com/wenku/jiaoyujiaoxue/2020/1104/920056.html"摘要：MOOC具有波及范围广、资源丰富等优势，使得MOOC时代下教学事业发生了巨大的变化。MOOC技术迅速发展应用对传统教育模式及教育体制等方面产生了巨大改变，计算机是注重实践的课程，计算机实验教学为计算机教学主要环节，MOOC的出现是计算机实验教学的机遇与挑战，该文重点探索基于MOOC时代的计算机实验教学意义及其发展情况等内容，为计算机硬件课程实验教学改革发展奠定理论基础。关键词：MOOC计算机硬件课程实验教学中图分类号：TP303文献标识码：A文章编号：1672-3791（2019）11（c）-0134-02《国家中长期教育改革发展规划纲要》提出加强教学资源体系建设，开发网络学习课程的要求，人才培养必须坚持以强化实践教学为着力点，重点突破实验教学环节，国家人才培养要求强调学生的动手能力。MOOC将世界最优质的教育资源传播到地球上每个角落，2013年以来，清华、北大、复旦等国内著名高校先后加入MOOC，MOOC具有易于使用、覆盖人群广等优点，对高等教育产生巨大的影响，MOOC的快速发展在教育观念、教学方式等方面产生了变化。计算机学科是实践性强的学科，实验教学是决定MOOC教学成败的关键。1MOOC时代下计算机实验教学的主要特征传统计算机实验过程，实验室大小受到制约，实验操作选择受到很多限制，MOOC在线服务能够让任何人自由加入网络实验，可自行选择实验内容。传统计算机网络实验中，教师可按照自身意愿设置课程目标，课堂主要为完成教学任务[1]。MOOC时代计算机实验教学中，学生可提出自身所需及计算机实验中存在的问题，方便服务人员对MOOC实验教学不断改进，以满足学生的真实需求。大多数高校各专业针对数字逻辑实验课程单独设置环境，各实验室通常在一个学期内仅使用二三十个小时，重复建设实验环境造成教学资源浪费。计算机学科的课程内容具有很强的交叉性，教学中教师很难使学生对其前导课程完成的基础能力做出要求，由于课程衔接不够充分，学生在实验后难以掌握扎实的知识。2MOOC时代下计算机实验教学发展途径软件实验开展无需特殊设备，实验人员通过线下将实验完成，程序设计实验是软件实验教学的重要部分，在线开展软件实验的难度在于实验验证方法。过去人工验证方式无法适用大规模实验。应通过在线测评系统辅助完成验证工作。针对在线测评方面包含用户注册，对题库的管理等，学生通过实验过程将代码上交测评系统对实验检查，评测系统可完成设计查重工作。当前MOOC系统中开始结合在线测评系统作为课程主要环节，保证MOOC计算机实验教学。硬件实验教学是在线课程中的重点内容。实验中一些情况复杂多变，实验测评人工参与环节较多，硬件实验对在线课程发展构成一定的阻碍。当前很多学校指出大规模在线课程中硬件实验一些可行性构想，解决方案主要可归类为本地实验与远程硬件实验等。本地实验与传统实验模式相似，实验地点是本地实验，模拟实验是普遍使用的在线实验方法，通过虚拟设备完成实验。远程实验辅以本地硬件实验模式，借助网络软件对硬件设备控制。以硬件为基础远程实验为结果最贴近传统实验方案。3MOOC实验教学主要方法MOOC的核心是开放共享，学界一直探索实验教学新模式，实验教学的开放是教学实践追求的目标，开放有利于提高实验室资源利用率。硬件课程实验大多采用固定结构的实验箱进行。部分硬件课程实验课使用仿真软件完成。为解决计算机硬件课程的在线虚拟实验教学问题，应通过开发基于固定结构的仿真软件的方法实现。基于软件的仿真实验是纯仿真实验方式，其典型开发系统有Alterla公司的QuartusII，具有强大的仿真功能，可借助开发系统进行仿真，不需使用实验箱验证。数字逻辑电路设计实验可以使用QuartusII开发系统，使用QuartusII仿真功能验证实验设计的正确性。使用PacketTracer路由/交换仿真实验软件，在交换实验教学中，让学生在仿真平台操作练习[2]。E-Lab硬件仿真软件是利用网络技术开发的虚拟实验软件，固定结构实验平台是传统实验箱结构，让学生直接在PC机上完成连线，操作方式与习惯同实际仪器一致。其不同是允许改善平台开发者提供的不完善功能。目前开发的虚拟实验平台有数字逻辑虚拟实验平台等，基本可满足计算机硬件课程实验教学。计算机硬件使用EDA技术，先设计实验电路，利用实验箱的输出资源直观观地察实验结果。目前很多高校使用FPGA计算机硬件实验，在线实验涉及软硬件系统，解决实验设备在线接入控制器的问题。软件系统提供构建线实验教学环境，在线完成对硬件设备的操作，达到与本地硬件实验一样的效果。4实验方式对比纯软件实验方式，有的