SPOC学校专有课程
计算机硬件基础
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spContent=计算机硬件基础课程是人工智能、计算机科学与技术等专业的重要基础课程,从上世纪80年代就已经开设。在徐煜明教授、成宝芝教授等课程团队教师的不断开拓和创新下,本课程累积授课人数达到1500余名以上,取得了优异的成果。课程的核心部分数字逻辑与数字系统设计、计算机电路基础两个课件均获校级优秀课件一等奖,《计算机硬件技术基础》教材被定为“十三五”江苏省高等学校重点教材、应用型本科计算机类专业规划教材,在全省推广。2022年本课程获评校级课程思政示范课程和校级一流课程。课程团队在教学过程中,注重理论联系实际,引用大量针对性强的鲜活案例,培养学生的专业思维和专业能力。着重突出电子技术在计算机行业的应用,培养学生解决复杂问题的能力。同时,结合课程思政、产教融合、工程专业认证等理念,持续深化教学改革和优化教学方法。
—— 课程团队
课程概述

计算机硬件基础是重要的专业基础课,课程建设以产教融合、立德树人和OBE理念为引领以学生学习目标达成为中心,重构课程内容,优化课堂教学模式,强化实践教学注重课程目标达成和持续改进。无缝嵌入课程思政内容,将理想信念教育与专业课教学有机融合着力使学生具备计算机相关行业企业需要的计算机硬件技术知识、能力和素质。具体如下:

知识目标:学生掌握电路基础、模拟电路、数字电路等计算机硬件基本原理、分析方法、测试、建模、计算和行业标准

能力目标:能够对计算机硬件中涉及的模拟电路、数字电路构成的关键环节进行识别和判断,培养实践、创新、工程估算和分析能力,能够提出复杂工程问题的解决方案。

素质目标:通过课程思政的融入,培养学生追求卓越和刻苦务实的工程师作风,成为具有社会责任意识、创新意识和家国情怀的社会主义接班人。

计算机硬件基础课程组在“OBE”理念和新工科建设的引领下,依托于我校应用型本科高校人才培养的定位要求,不断凝练课程特色、与时俱进构建形成以学为中心、学习成果为导向、课程体系持续改进的课程特色,创新完善课程内容、课程建设路径和方法,逐步提高学生知识理解、技能掌握、实践应用和创新思维能力。

1.课程特色

1)践行大应用观的课程教学新理念新范式。对于应用型本科高校,计算机硬件基础这类实践性比较强的课程,构建形成理论教学与实践教学一体化、课程内容项目化、教学模式结构化、学生实践创新能力培养与核心知识素养提升一体化等课程建设范式。从产业发展和行业企业需求等应用角度践行课程教学过程和设计。

2)彰显全过程一体化教学的作用。以学生为中心,构建基于课程资源导向的课程“五位一体”的“教与学”。形成“线上+线下”、“课内+课外”、“企业+学校”的人才培养全过程不断线的计算机硬件技术教学新体系,构建符合新工科建设和行业企业需要的计算机电子工程师培养模式。

    2.课程创新

1)构建课程思政+职业技能+模块单元的课程内容新体系。课程思政充分挖掘了工匠精神、红船精神、长征精神蕴含的与本课程有关的内容;职业技能充分考虑行业企业真实需求,从基本电路设计技能、电路分析和读图技能、基本电路开发技能、基本电路制作技能4个角度培养学生能力;模块单元基于课程内容相关性,从6个全新模块设计出发,使学生易于掌握知识内容和进行学习。

2以学为中心,重塑课堂教学,全程引入BOPPPS教学模式。实现课堂教学结构化、目标化和持续改进,从课程导入(B学习目标(O前测(P参与式互动学习(P后测(P总结(S)六个环节,提高课堂教学针对性和学生学习有效性。

3)以OBE理念为引导,重建课程评价和持续改进机制。做到课程考核内容与课程目标相统一,课程目标与毕业要求指标点相统一,毕业要求指标点与人才培养目标相统一,人才培养目标与行业企业需求相统一。最终使得课程考核评价和持续改进与行业企业需求和标准达到统一。

授课目标

序号

课程目标

支撑毕业要求观测点

毕业要求

1

目标1让学生掌握计算机硬件中电路电子技术的基本概念、功能电路组成、工作原理、性能特点及其分析方法,阅读和应用能力,能为人工智能工程问题提供电子电路设计、数据分析和开发等方面提供支撑。

指标点 2-3:在进行系统设计与开发、应用时,能够识别问题,选择适当,方法描述问题,建立系统模型。

 

毕业要求2:掌握包括计算思维在内的适应解决人工智能工程问题的基本思维方法和研究方法,具有良好学科素养和工程意识,能够识别和表达复杂计算系统设计、开发和应用中的问题,并能通过文献研究等途径进行分析,获得有效结论。

2

目标2让学生掌握工程近似法、等效电路法、理想模型法等常用分析方法,能应用组合逻辑部件和时序逻辑部件的工作原理,分析和解决在人工智能相关工程中信号检测与处理领域中小规模数字电路设计相关的工程问题。能解决人工智能技术领域复杂工程中信号处理电子电路设计相关的工程问题。

指标点 5-1:掌握常用开发环境及开发工具的性能、适应范围以及对开发、分析的适应性,并能正确应用。

 

毕业要求5能够针对复杂人工智能系统工程问题,开发、选择与使用恰当的技术、资源、开发环境和相关工具,对人工智能领域复杂工程问题的预测与模拟,并能够理解其局限性。

 

3

目标3通过实验教学环节进行电子技术基本技能训练,培养学生安装调试模拟、数字电路能力和实验研究能力,能够设计简单的逻辑电路及其组成的电子电路系统,人工智能技术领域的复杂工程问题中涉及信号处理电路制定研究方案打下基础。

指标点11-1:能够基于科学原理,通过文献研究或相关方法,调研、分析复杂软件工程问题的解决方案

毕业要求11具有项目管理能力,能够在复杂人工智能系统的工程实践中应用经济学与管理学知识。

 

4

目标4通过理论课程和实验课程中包含的项目开发内容和实践环节,对于完成复杂人工智能系统时,考虑成本、质量、效率等目标。

指标点11-2:能够在复杂人工智能系统的工程开发中考虑成本、质量、效率等目标。


成绩要求

(一)课程考核包括平时表现作业大作业、课内实验和期末考试,期考试采用闭卷考试方式

(二)课程总评成绩=平时成绩×30%+课内实验×20%+期末考试×50%具体内容和比例如下表所示。

     平时成绩 = 作业平均成绩*50% + 大作业平均成绩*50%

考核环节

成绩比例

考核内容与评价细则

支撑目标

目标1

目标2

目标3

目标4

 

平时成绩

 

30%

每章节对应有思考题和习题,考核学生对每节课知识点的复习、理解和掌握度。对每次作业完成情况做记录并百分制打分。

7.5%

7.5%

 

 

利用大作业考察学生对教学内容的掌握情况,能否理论联系实践进行应用

5%

5%

 

5%

课内实验

20% 

完成5个实验,主要考核学生计算机硬件基础知识进行实验,并对实验结果进行分析与评价的能力。每个实验按百分制分别给出预习、操作和实验报告的成绩,平均后得到该实验的成绩。

 

 

15%

5%

期末试卷

50% 

题型

考核内容及相应试题

 

填空题

主要考核计算机硬件基础。数制和编码等问题

5%

 

 

 

化简题

主要考核基本的逻辑电路化简问题及卡诺图

2.5%

2.5%

 

 

计算

主要考核电子电路识别、分析和计算

5%

5%

2.5%

 

综合

考核组合逻辑电路、时序逻辑电路和脉冲波形的原理、设计及计算等

5%

5%

2.5%

 

应用题

考核时序逻辑电路、时序信号波形的计算、分析和应用

5%

5%

 

5%

   

100%

 

35%

30%

20%

15%


课程大纲