基于MOOC的计算机硬件课程实验教学研究-论文.pdf

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1、第13期计算机教育2015年7月10日ComputerEducation9◆计算机硬件教学文章编号：1672．5913(2015)13—0009—03中图分类号：G642基于MOOC的计算机硬件课程实验教学研究马汉达(江苏大学计算机科学与通信工程学院，江苏镇江212013)摘要：分析实验教学在人才培养中的重要性，探讨MOOC时代计算机硬件课程在线实验的必要性，提出MOOC实验教学的主要方法，比较各种实验方法的优缺点，促进MOOC在高校的进一步推广。关键词：MOOC；在线实验；计算机硬件课程0引言实践性很强的学科，实验教学是整

2、个教学过程中不可或缺的一部分。如果MOOC不能解决计算《国家中长期教育改革和发展规划纲要》提机的实验教学问题，MOOC的发展将会受到严出关于“加强优质教育资源开发与应用，加强网重的制约，甚至可以说实验教学是决定MOOC络教学资源体系建设，引进国际优质数字化教学成败的关键。资源，开发网络学习课程，建立数字图书馆和虚拟实验室的要求”。人才培养必须坚持以强化实1MOOC实验教学的主要方法践教学为着力点，以信息技术的应用为提高教学质量的重要手段，推进教学方法的改革，重点突MOOC的核心是开放、共享]。学界一直破实验教学环节，提高学生

3、动手实践能力[1]。国以开放、共享的理念为指导，探索实验教学的新家人才培养要求强调学生的动手能力、实践能模式、新方法。实验教学的开放和共享一直是教力，尤其是运用所学知识解决实际问题的能力。学实践追求的目标，开放有利于营造自主学习环2012年在线教育出现重大突破，MOOC逐境，共享有利于提高实验室资源的利用率]。对渐在一些发达国家兴起，将世界上最优质的教育软件实验来说，实验的开展不需要特定设备，实资源传播到地球的每个角落。2013年以来，清华、验者可以在线下完成实验或者通过远程登录服务北大、北航、上海交大、复旦等国内著名高校先

4、器的方式进行实验；硬件课程的实验大多采用固后加入MOOC，MOOC在中国高校迅速升温。定结构的实验箱和EDA技术进行]，这两种实MOOC具有易于使用、费用低廉、覆盖人群广、验模式都需要一定的实验设备。此外，部分硬件学习资源丰富等优点，对高等教育产生巨大的影课程的实验还可以使用仿真软件完成。因此，为响[2-3]0MOOC的快速发展在教育观念、教育体了解决计算机硬件课程的在线虚拟实验教学问制、教学方式等方面产生变化，但这些研究与应题，我们应从传统的实验教学模式出发，通过开用绝大部分只针对理论教学。计算机科学是一门发基于固定结构的

5、仿真软件、构建大规模在线实基金项目：江苏省高等教育教改研究课题项目“．z．~-f、三协同”的IT大学生创新创业教育体系的研究与实践”(2013JSJG142o作者简介：马汉达，男，高级工程师，研究方向为云计算、Web信息系统开发与实验教学研究，mahd@ujs．edu．cn。计算机教育10ComputerEducation验室的方法实现。验平台、微机原理及应用虚拟实验平台、单片机原理及应用虚拟实验平台等，基本可满足计算机1．1基于软件的仿真实验硬件课程的实验教学。基于软件的仿真实验是一种纯仿真的实验1．3基于FPGA的计算机

6、硬件在线实验方式，如使用EDA集成开发系统完成计算机硬件的实验教学，其典型的开发系统有Altera公计算机硬件实验使用EDA技术，利用软件司的QuartusII、Xilinx公司ISE和Lattice公司生产商提供的软件，先设计实验电路，然后将实的ispEXPERT集成开发软件，它们都具有强大验电路下载到实验FPGA，利用实验箱的输入、的仿真功能。因此，在实验设计完成后，我们可输出资源直观地观察实验结果，验证实验电路设借助这些开发系统进行仿真，验证实验设计的计的正确性。目前很多高校都使用这种方式进行正确性，而不需要使用实验箱

7、验证。数字逻辑实验，据此，也提出了基于FPGA的在线实验。电路设计实验、计算机组成原理实验都可以使在线实验涉及硬件系统和软件系统两大部分，硬用QuartusII开发系统，在使用硬件描述语言完件系统使用先进的信息技术，将实验设备网络化、虚拟化，解决实验设备在线接人控制器和成设计后，使用QuartusII的仿真功能验证实验FPGA实验设备控制问题；软件系统提供远程实设计的正确性。在计算机网络实验中，我们使验服务功能，包括在线实验教学资源建设和在线用Cisco公司提供的PacketTracer路由／交换仿实验管理平台的开发，构建信

8、息化的在线实验教真实验软件，可以完成路由交换的实验，在路由学环境，使远程实验者实现目标文件的远程下载，／交换实验教学中，让学生先在仿真平台上练习在线完成对硬件实验设备的操作，在线查看实验操作，这样能极大地减小教师组织实践教学的难结果，从而达到与本地硬件实验一样的实验效果，度。比如吴伟哲等构