时间：2022-04-14 03:19:08
导语：在微机原理实验报告的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
作者简介：张元涛（1977-），男，重庆人，重庆科技学院电气与信息工程学院，讲师。（重庆 401331）
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）05-0084-02
“微机原理及应用”是高校自动化、电子、计算机等专业的一门理论性和实践性都很强的专业基础课程，本课程的任务是通过教学使学生掌握微机系统的基本知识、汇编语言的程序设计方法和基本接口技术（包括存储器组织、中断技术和常见接口技术等），为学生学习后续相关课程和将来从事微机硬件及接口技术方面的工作打下一定的理论和实践基础。该课程在人才培养方案中起着承前启后的重要作用，其完成效果直接影响专业人才的培养质量。[1]
一、“微机原理及应用”教学中存在的问题
重庆科技学院电气与信息工程学院的自动化系、测控系和电气工程系都开设了“微机原理及应用”课程，学时为48个学时。由于该课程知识点繁杂，理论性和实践性都较强，学生在有限学时内学好这门课程非常困难。从近几年的情况来看，学生普遍学习积极性不高，更不会运用知识进行设计。笔者认为造成这种现象的原因主要有以几方面。
1.理论教学存在的问题
首先是教学内容成旧，与其他相关课程的教学脱节，同时，由于学时有限，教师在教学中也不会涉及32位CPU以及目前CPU的最新技术，因此学生觉得该课程跟现实脱节，实用性差，学习时带有排斥性。其次是教学内容理论性强、互动性差，教师授课时通常采用PPT和板书进行讲解，但PPT多半采用教材上的内容，制作粗糙不生动，教师讲到CPU结构、指令系统、总线时序等知识点时，这种单纯的理论分析让学生觉得枯燥乏味，因而学习缺乏积极性和主动性。
2.实验教学存在的问题
实验教学中采用的是唐都TD-PIT32位微机原理实验箱。这些试验箱装置主要实现芯片功能的验证性实验，学生无需编程只需照着连线图连接几根重要的连线即可得出结果，完全没有发挥学生的自主创新能力，没有做到理论知识和实践操作的结合。
3.考核方式存在的问题
考核方式通常采用“6+2+2-出勤”的方式，即期末考试占60%，作业和实验报告各占20%， 再考虑平时出勤情况。这种考核方式的缺点是作业和实验报告抄袭情况特别严重，学生认为只要交了就能得分，无法检验学生掌握知识的程度。同时，由于上课学生人数较多，教师通常采用随机点名的方式，部分学生存在侥幸心理。
鉴于以上情况，为了提高教学质量，培养学生学习积极性和实践动手能力，笔者结合近几年“微机原理及应用”课程的教学实践，从改革理论教学、实验教学和考核方式这几方面进行了探讨。
二、理论教学改革
1.教学内容改革
首先教师要精简教学内容，严格按照教育部对该课程的教学基本要求，通过国内外优秀教材的比较研究，确定该课程分为7个知识单元，即微型计算机基础、微机指令系统、汇编语言程序设计、半导体存储器、基本输入输出技术、中断系统和常用接口芯片。在明确教学内容的基础上，在第一次课就应该给学生用图示表明7个知识单元之间的内在联系，同时还应说明该课程与相关先行课及后续课之间的关系，可结合一些具体的控制系统实例来激发学生的积极性，体现该课程的重要性。其次在把握教学内容的基础上，要体现具体知识单元的层次化，[2]分别按照识记、理解、掌握和运用四个由浅入深的层次分类，教师在每章节的课前都应把这些分类给学生说明，章节结束时要总结，这样可以使学生做到心中有数，主动地去掌握知识要点。最后在保证基本教学内容不受影响的基础上，应尽量讲授一些微机发展的新技术，扩展学生的知识面，使学生觉得这门课程有实用性。比如讲解8086功能结构、指令系统、存储器系统等章节时，可增加32位CPU、双核、四核等微机最新发展技术和趋势的内容，简要说明其与8086的异同，并给出相关参考资料，激发学生的学习兴趣。
2.教学方法改革
由于该课程内容的严谨性容易造成课堂气氛沉闷，传统填鸭式的教学方法往往是教师在讲台上讲，学生在下面听，缺乏互动，无法调动学生的积极性。因此教师在课堂教学中可采用多种教学方法，如案例教学法、形象化教学法、启发式教学法、归纳式教学法、讨论式教学法等，[3]改善课堂氛围，提高教学效果。同时，应该在制作PPT上多花工夫，使其尽量生动、形象、直观，能够抓住学生的眼球，结合教师生动的表达，进一步调动学生的学习主动性。[4]而且对适当章节可借各种软件进行讲授，比如讲授存储器扩展和接口电路章节时，可利用protel来绘制电路图，并标注数据线、控制线、地址线，这样除了授课更加形象外，还可以让学生提前了解protel软件，为以后设计电路和绘制PCB图打下基础。
三、实验教学改革
实验教学的目的是在理论教学的基础上，培养学生实践动手能力和创新意识，按照教学大纲要求，实验教学学时仅分配8个学时，要在有限的学时内达到较好的教学效果，笔者认为可以从以下三个层次进行改革。
1.精简实验内容
在实验学时有限的情况下，必须精简实验内容，保留核心关键实验。本校采用8086简单程序设计、8255并口应用实验、8253定时器/计数器应用实验和波形发生器应用实验作为课堂实验，采用一个综合实验作为课后考查实验。8086简单程序设计实验主要让学生熟悉汇编语言开发环境和简单顺序、分支和循环程序的运用，后面三个实验主要让学生分别掌握并行接口芯片8255、定时器/计数器芯片8253和模数转换芯片DAC0832的运用，最后的综合实验则让学生结合各种芯片运用来设计一个简单控制系统。
2.扩展验证性实验为创意设计性实验
传统的验证性实验无法锻炼学生的实践动手能力。首先在上实验课之前，教师要求学生按实验指导书内容进行实验预习。[5]然后上课时教师进行实验演示，教师应说明实验线路如何连接，为什么这么连接，重点说明程序的执行流程，实验结果如何得到，学生再自己亲自动手操作。在完成基本验证性实验的基础上，教师可将学生分成不同组，对每组提出一个不同的创意设计性实验题目，[6]要求学生运用已有知识发挥创造性思维，选用不同电路和编程方法，启发学生从不同的角度掌握知识，同时培养学生的团队协作能力。教师在实验过程中适当给予指导，最后进行分析总结。
3.合理安排综合实验的选题
综合实验着重考查学生综合运用知识的能力，教师应选择接近生活、学生感兴趣的数据采集和处理系统，比如交通灯控制系统、智力测验抢答器、数字收音机等。还是教师将学生分组，为每组提出一个不同的题目，要求学生课后自行查询资料，在规定的时间内完成综合实验设计任务。
四、考核方式改革
考核方式要求能全面、客观、公正地反映学生的学习情况，如实际动手能力、分析解决问题能力和创新能力，才能真正检验教学效果。改变原来以期末考试、作业和实验报告成绩为基础的“6+2+2-出勤”考核方式，采用“6+1+2+1-出勤”的考核方式。期末考试成绩占60%，作业占10%，但为了避免作业抄袭情况的发生，评讲作业时改变原来由教师讲解的方式，变为每道题由教师随机点名来决定是由哪一位学生讲解，把讲解情况作为该次作业的评分标准。如果学生没有讲解清楚再由教师讲解，教师可以多抽几个学生讲解，对那些没有抽到的学生则依据作业评分，缺勤的学生即使交了作业该次作业也记为零分。课堂实验占20%，课后综合实验占10%，成绩每次由各个创意设计性实验题目和综合实验题目的答辩情况和报告情况综合评分，教师采取每组随机点名的形式让学生进行答辩并评分，评分成绩作为整个小组答辩成绩，缺勤的学生即使交了报告该次实验总成绩也记为零分。出勤考核仍然采用随机点名的方式，但教师应着重点名出勤情况较差的同学。这种考核方式有助于调动学生的学习积极性和主动性，培养学生实践动手能力、创造性思维能力、集体荣誉感，同时间接提高了学生的出勤率。
五、结束语
“微机原理及应用”这门课程的理论性和实践性都很强、知识点繁杂、概念抽象、学生学习难度大，考虑到该门课程在专业培养体系中的重要地位，为了提高教学质量，探讨其教学改革是当前重要的任务。本文针对重庆科技学院该门课程在教学过程中存在的问题，分别从理论教学、实验教学和考核方式方面提出了一些自己的见解和策略，目的是调动学生的学习积极性，提高学生的综合素质，改善教学效果，在今后的教学实践中会逐步运用这些方法来检验其可行性。
参考文献：
[1]贺杰，何高明，郭慧.微机原理与接口技术理论和实验教学改革的探索[J].梧州学院学报，2012，22（3）：86-88.
[2]卢清平，苏守宝.《微机原理与接口》课程的教学思考与实践[J].实验科学与技术，2012，10（2）：94-96，99.
[3]韩松.“微机原理与接口技术”教学改革与探讨[J].中国电力教育，2012，（10）：79-80.
[4]郭福洲.《微机原理与接口技术》课程教学设计[J]，电子世界，
2012，（2）：74-75.
关键词：原机原理，实验教学，接口技术
中图分类号：G420文献标识码：A文章编号：16727800（2011）012019302
基金项目：湖南省光电课程组教学团队项目，衡阳师范学院教研课题（Jykt201007）；湖南省科技计划项目（2011FJ3097）
作者简介：龙祖强（1974-），男，湖南湘乡人，博士，衡阳师范学院副教授，研究方向为模糊控制理论及应用；张登玉（1962-），男，湖南祁阳人，博士，衡阳师范学院教授，研究方向为量子光学与量子信息；许岳兵（1962-），男，湖南岳阳人，硕士，衡阳师范学院讲师，研究方向为嵌入式系统开发；刘灿（1984-），女，山东菏泽人，硕士，衡阳师范学院讲师，研究方向为自助控制技术。
1教学现状
微机接口技术是一种硬件软件相互交错且互为基础的应用技术，其教学内容枯燥抽象，课时数量不足，教师的教学难度较大，普遍存在有劲使不上的感觉。同时，学生对于这门课程的学习目的不明确，多数认为没有什么实际用途，对自己今后就业没有帮助。另外，本门课程要求学生对汇编语言有一定的基础，在当前浮躁的社会气氛下，急功近利的学生也不在少数，认为该课程不象高级语言程序课程那样立竿见影地解决许多应用问题。实际上，在工业、农业、国防，以及日常生活中涉及到微机接口技术的实例很多，比如自动称量包装系统，自动种子培育系统，自动火炮瞄准系统，智能电梯控制系统等等，这就要求教师在理论教学过程中，结合当今信息科技的新技术，引导学生对该课程有正确的认识，增加学生对科技的兴趣。在实验教学环节，教师可以尝试使用一些简单实用的案例作为实践教学的切入点，激发学生的学习动机，增强学生的求知欲，尽可能的改变学生学习主动性差，学习兴趣较低的现象。
学校现有的实验教学硬件系统老化，大多数是一些箱式实验系统。并且，实验系统能够提供给学生的实验项目一般是使用单个接口芯片（例如8255、8251、74LS273），实验过程中一些偷懒的学生不愿意亲自动手编写程序，只是简单地连接导线并调用固化程序来完成实验，从而导致实验设计过于简单，达不到实验目的。另外，教学设计不合理，部分院校在制定教学大纲的过程中理论和实践比例安排失调，实践教学安排过少，导致学生不能够充分利用资源进行有效学习。
2教学改革
2.1改革实验内容和方法
传统的实验教学是从属于理论教学的，改革的思路是就要提高实验教学的地位。为了实现这个目标必须对原有的实验内容进行整编与更新。既要保证实验课与理论课的衔接，又要达到培养学生实际工程设计能力的目的。经多年的教学实践，我们决定继续选用8255、8279、8253、8259、A/D及D/A等通用接口芯片作为实验接口芯片，其中包括基础性实验、综合性实验、设计性与研究性实验，并且循序渐进地加大综合性实验和设计性研究性实验的比例。在此基础上，引入EDA技术是非常必要的。这样可以使得实验扩展为两部分，即常规的微机原理与接口实验和基于CPLD/FPGA硬件描述语言的微机原理与接口实验，学生可以根据自己的兴趣与爱好安排自己的实验，在实验设计上有更大空间发挥自己的想象力与创造力。具体的方法如下：
（1）要求学生做好实验课程预习。实验预习对如质如量在规定的时间里完成规定的实验内容是非常必要的，因此我们每次实验课结束前就安排下一次实验内容。要求学生根据实验教学目的和要求，结合课堂教授的理论知识，亦可通过互联网查阅相关资料，做好实验的准备工作，做到实验目的明确、实验原理明晰，实验内容充实。
（2）在实验开始前不再简单地给学生提供实验电路和接口程序，只提出具体的实验要求和实验目标，让学生通过实验预习以及对实验目的、实验要求的理解和分析，自行设计实验方案、电路和编写实验程序，以培养学生的独立设计能力。
（3）实验课时增设师生互动环节、增加学生之间的交流与讨论，改变以教师为中心的传统教学模式，建立“以学生为主体、教师启发为辅导”的实验教学新模式。
2.2整编实验教材
实验内容的更新必须反映到实验教材上。对于新实验教材的编写，我们应该摒弃旧的教材模式，更新的实验内容，且将重点内容放在接口芯片和实验器材的功能介绍上。为此，我们取消了具体的实验步骤、实验连接线图及实验程序，取而代之的是实验目的、实验原理、实验内容、实验教学要求、实验程序设计流程图及实验思考提问等内容。
2.3改进考核方法
对学生实验成绩科学合理的考核评定，可以有效地促进学生对课程的学习兴趣，是改进实验教学中的重要环节。为提高学生的实验能力和设计能力，我们应该根据接口实验教学的特点，建立一种多元化的考核方法，即不同的实验内容，考核的侧重点不同，综合地评定学生实验成绩。
（1）基础性实验考核方式。主要观察学生在实验中的基本操作能力，同时考察学生对实验原理的掌握程度和对实验仪器的使用能力。学生实验成绩由实验操作考核成绩( 60% ) 和实验原理知识考核成绩(20%) 、实验发挥部分考核成绩(20% )组成。实验操作考核成绩由实验设计方案、实验电路、实验程序、实验结果和实验报告构成。实验理论考核由学院统一组织，采用笔试考核确定成绩。实验发挥部分考核成绩主要考查选做部分的完成情况。不必每次实验对每个学生进行考核，可以采用抽查的方式，只要保证每个学生在一个学期内至抽到三次即可。
（2）综合性实验考核方式。综合性实验往往包括了若干个实验原理，考核目标应该考查实验原理的合理性，实验操作的正确性和可行性。学生实验成绩由实验方案设计、实验操作过程、结论与数据分析和实验报告组成，由指导教师根据实际情况以抽查的方式进行考核。
（3）设计性和研究性实验考核方式。对于这类实验，应该重点考查学生分析与解决问题的能力和创新的能力。学生实验成绩采用小论文答辩方式进行考核，学生要将选题综述、设计方案、实验过程、结果与分析整理成论文，由指导教师评阅后组织答辩并给分。
3结束语
“微机原理与接口技术”是一门重要的专业基础课，目前正面临着诸如教师难教学生难学的困境，也存在实验仪器老化实验内容陈旧的问题。经过几年的教学改革与实践，我们深化了课程改革和建设，提升了实验教学水平和质量。现有实验课程内容与方法、实验教材、实验考核方式比以前均有明显的改进，极大地调动了学生自主学习的积极性，增强了他们对实验学习的兴趣，培养了学生的综合设计能力和实践能力。
参考文献：
[1]杨翠微.电子信息类专业微机原理与接口实验教学探讨[J].电气电子教学学报,2005(27).
[2]管希萌.关于微机原理课程改革的几点思考[J].扬州教育学院学报,2004(22).
[3]叶汉英.远程开放教育课程实验教学的实施与思考[J].实验室研究与探索,2005(2).
最主要特色是校企联合制定教学计划。单片机课程的教学目标是使学生较完整地掌握单片机系统的硬件设计和软件设计。将工程实际需要与原有教学计划结合起来制定校企结合模式下的教学计划。即将工程实际与该课程的理论知识和生产实践有效地结合起来，在教学过程中重点培养学生的实践动手能力，解决实践工程问题的主动思考的能力。并通过实践，使学生掌握的知识能更好地与企业的要求接轨。根据不同的企业需求，上述教学目标也必须进行适当的调整，同时由系部教研室和企业共同协商，制定可行的教学大纲和教学计划改革方案。根据以单片机系统研发和满足行业企业的需求为前提，提出的通信工程专业“单片机原理与应用”课程校企共建教学模式是，以学生能力培养和工程素养为主线，以企业真实项目的实现全过程为教育教学背景，以与行业企业共建教学环境为条件，教、工、学相结合的共享型资源建设为手段，在原有传统教学模式基础上，共调整出的12个课时（以往“单片机原理与应用”课程总教学时数为40课时）。利用调整出的12个课时，结合该领的最新技术和应用、发展现状和前景，安排了智能控制仪、智能变送控制器、多功能马歇尔稳定度试验仪三个企业实践项目，三个企业实践项目各安排4个课时。《单片机原理及应用》课程的分配安排由原来课内讲课32课时+校内实验8课时，整合后变成课内讲课24课时+校内实验4课时+企业实践12课时。相应的学分比重由原来的2.5分调整为3分。理论课教材选用李建忠主编的《单片机原理与应用》第二版。该教材为高等职业教育规划教材，论述清楚、实例丰富、通俗易懂。实训教材选用我系教师自行编写的单片机实训教程，该教程兼顾单片机实训室设备条件和企业要求，针对性强，便于学生实际操作。
1.师资力量改革
除了增强我校单片机原理与应用原有理论课和实验课授课教师外，从合作企业中的优秀技术人才中，经挑选了4名实践教学工程师，作为工程实践教学授课教师，大大加强了师资力量。校内教师承担单片机原理与应用课程中24课时的校内教学任务。另外一部分师资是由来自企业专业技师、工程师作为实践教学的校外授课与指导老师，并承担企业实践教学的12学时教学。学生分为5人一组，跟随老师顶岗实习，学习各种工程设计与系统调试技能。
2.课程教学内容整合
在改革教学模式的同时，围绕通信工程专业与计算机相关课程教学模块中典型单片机应用题目，凝练教学大纲，调整教学内容。首先对于“单片机原理与应用”、“微机原理与接口技术”和“DSP应用系统设计”三门课程教学内容中重复出现的许多知识点进行适当的删除，将“单片机原理与应用”“、微机原理与接口技术”和“DSP应用系统设计”三门课程作为一个整体教学模块来编写各个课程的教学大纲，目的是去除各门课程之间冗余的教学内容，达到将各门课程内容的调整融合。例如，二进制数的概念和基本运算在“微机原理与接口技术”课程中有比较深入的研究和应用。因此，精简或删除了“单片机原理与应用”和“DSP应用系统设计”课程中二进制数的概念和基本运算教学内容，重点研究二进制数运算的应用及相关程序设计。又比如“微机原理与接口技术”课程中讲解的CPU中各种寄存器工作原理及应用的教学内容，在“单片机原理与应用”和“DSP应用系统设计”课程中会重新出现，那么就可以简化在“单片机原理与应用”和“DSP应用系统设计”课程教学中有关寄存器工作原理的教学内容，重点讲授在单片机或DSP系统中寄存器的特点及应用，尤其是其在不同项目中的灵活运用，从而从本质上了解和掌握通信工程专业计算机类课程教学内容。利用调整出的12个课时，结合该领的最新技术和应用，发展现状和前景，安排了智能控制仪、智能变送控制器、多功能马歇尔稳定度试验仪三个企业实践项目，三个企业实践项目各安排4个课时。去除各门课程之间冗余的教学内容，也为了解计算机领域的最新技术应用、发展现状和前景提供了教学空间和时间，为增加与之相关的单片机工程实践项目实践内容提供了教学空间和时间，提高了学生对“单片机原理与应用”“、微机原理与接口技术”和“DSP应用系统设计”三门课程相关理论的理解，促进了其对上述三门课程在本专业工程实践需求的理解程度。教和学双方面将计算机类课程构建成为一个有机的整体，又各有分工和特色。
二、课程改革考核方式的改变
主要的考核方式还是采用闭卷考试方式，成绩的比例有所调整，平时成绩由原来占30%变成调整后的45%，相应的卷面成绩由原来的70%变成55%。平时成绩中作业占20%和平时考勤占20%不变，实验由原来占50%变成调整后的校内实验占20%，企业实践占40%。卷面考试和校内实验考试与改革之前一样，学生通过进入企业亲自动手完成三个单片机项目，企业实践的考核在学生完成这三个项目的学习之后，通过抽签来考核其中的一个项目作为企业实践的成绩，最后按比例算入总成绩。《单片机原理及应用》实验课程的总评成绩根据试验完成情况、实验报告、出勤等三个方面综合评定考核。按总成绩满分100分进行考核，分为课前准备、实验过程、实验报告、实践考核四个实验考核部分，
三“、校企结合”实践实施方式
采取任务驱动的教学方式开展教、学、练、做一体化的理论讲授和技能训练。这种教学理念对《单片机原理及应用》的教学有一定的促进作用，但是驱动任务是由教师提供给学生的，没有回答任务的本来根源从何而来的问题，所以，只在一定程度上解决知识传授和技能培养的问题。校企结合的教学模式下，学生可以在进入企业任务实施的过程中将所学知识运用到实践中，发现并提出问题，逐步学会自己提出解决问题的方法和路线，也就是自己提出任务驱动。显然，较之一般化的任务驱动教学模式，校企结合教学模式可以更进一步，任务由自己发现、提出，由自己运用解决问题。学生可以更深刻体会所学知识点与具体实践之间的特殊关系，由实践促进知识点的深入理解，使得自身对知识的理解和掌握获得升华。当然，在这个过程中离不开作为实践导师现场工程技术人员的指导，从而达到举一反三、灵活运用知识的最终目的。研究设计的“校企结合”实践实施方式包括项目描述、项目预设计和项目实施三个主要步骤。
1.项目描述
每个实践项目开始时，首先由指导教师介绍项目内容，组织学生多方位、角度讨论项目内容。通过讨论使学生清楚了解实践目的，学生知道该做什么，逐步知道为什么做。
2.项目预设计
根据项目设计的任务要求，先确定设计的硬件电路方案，在老师的指导下读懂硬件电路图，进行分组，每组负责项目中的不同模块。要求教师们必须引导学生对每个步骤进行思考和实践，这样可以较大地调动学生学习单片机的兴趣，培养学生硬件电路设计能力，形成电路设计和程序设计思想。
3.项目实施
学生分组进行项目实施，教师负责统筹管理规划模块做成构架，并分析探讨及模块工作流程，提出最佳工作流程及方案。给予学生思路、给予学生结论的教学方式转变为学生自己发现问题、自己解决问题、自己得出结论的教学方式。在确定硬件的基础上，要进行软件的总体设计，包括软件主流程的设计以及各子程序的设计，同时，要写出详细的操作说明，如时间的调整方法、显示窗口的时间切换等，以配合软件的设计。培养学生程序设计能力。然后进入硬件的调试及编程工作，设计组内的同学可根据任务分工，有调试硬件各功能，如键盘子程序、显示子程序等，有进行整体程序的编制的，各模块的编制过程中要注意资源的衔接。培养学生单片机产品综合设计开发能力。最后进机调试，各组之间联机调试的原则也要采用分步走的原则，各个模块要逐步套入，通过一个再增加一项功能，从而达到设计的总体要求。最后写出设计报告。实验报告中，应该包括实验名称、实验的目的、完成实验所需的设备、实验的思路、电路图、程序、实验中遇到问题的解决过程、实验结束后的思考等多个内容。培养学生沟通与表达能力，形成计算机技术应用工程所必需的基本职业素养。
四、课程改革实施成效
关键词：微机原理；接口技术；教学改革
作者简介：王昊（1985-），男，江苏泰州人，南京理工大学泰州科技学院，助教。（江苏 泰州 225300）
中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）31-0084-02
“微机原理与接口技术”是电子信息类专业的一门必修专业基础课程。课程内容涉及8086CPU工作原理及汇编语言设计、存储器工作原理及扩展设计、接口电路工作原理及应用设计三大方面，是一门兼有软件设计与硬件电路设计的综合应用性课程。[1]随着计算机科学的发展，微机的应用也愈加广泛，“微机原理与接口技术”课程在整个专业课程体系中也占据着越来越重要的地位，课程的教学质量好坏将直接影响学生后续课程的学习及毕业就业。因此，如何把握学生学习现状，激发学生学习热情，开拓学生思维，挖掘学生动手实践能力，成为教学工作的重中之重。
一、“微机原理与接口技术”教学现状
依据笔者所在学院“微机原理与接口技术”课程教学大纲安排，设定学分数为3，学时数为48，其中理论教学40学时，实验教学8学时。教材选用彭虎、周佩玲编著，电子工业出版社出版的《微机原理与接口技术》，并配以其编著的《微机原理与接口技术学习指导》作为参考书。课程需要学生掌握汇编语言、8086微处理器与接口电路，目的旨在培养学生软硬件开发能力。针对独立学院学生特点，并结合两届学生的教学效果分析，发现传统的教学过程中存在一些问题。
1.学生学习动力匮乏
现今微处理器已发展至64位，而本课程主讲16位的8086/8088微处理器。部分学生认为课程学习16位微处理器缺少实际意义，没有实际用处，从而导致学习能动性薄弱。
2.课程概念性强，记忆量大
“微机原理与接口技术”课程概念多、专用名词多、接口芯片多、内容抽象，相互之间缺少必要的关联和体系。学生面对大量的抽象概念，难以记牢，从而增加学习畏难情绪。
3.课程涉及软硬件，难度较高
“微机原理与接口技术”是学生学习的第一门涵盖软件设计与硬件设计两大方面的课程，其中软件设计采用汇编语言。汇编语言与C语言风格差异较大，编程复杂。硬件设计电路接口丰富，对数电、模电相关知识应用要求较高。学生往往很难真正掌握微机与其接口电路的内部结构，很难形成汇编程序设计的思维方式，对教学内容似懂非懂，更不用说软硬件开发能力的培养。同时，“微机原理与接口技术”也是一门教学难度较大的课程，存在学生基础差异大的问题，教师很难把握教学的进度与深度。
4.课程实验缺乏挑战性
课程实验基本为验证性实验。由教师给出汇编程序，给出电路接线图，学生只需要将程序烧入微处理器，按照接线图连接好各种线路，点击调试运行按钮，记录实验现象并撰写实验报告就可。整个实验过程中，学生只是处于一个低级的操作工角色，很难激发学生的动手热情。
二、“微机原理与接口技术”教学改革
针对上述教学现状中存在的问题，本文从理论教学、实验教学以及考核评价体系方面进行改革探索。
1.理论教学改革
“微机原理与接口技术”内容比较枯燥难懂，讲课过程中经常出现学生听课精神萎靡的现象。为了激发学生的学习兴趣，达到预期的教学效果，在讲课内容和讲课方法上进行改革，充分调动学生学习的积极性和主动性。
（1）讲解课程体系，提升学生课程认识。微机课程既是数电、模电的后续课程，又是单片机原理与应用、数字信号处理及嵌入式系统等课程的学习基础，具有极强的承接作用。课堂教学中，讲述微处理器从16位到64位的发展过程，梳理微机原理与接口技术、单片机、嵌入式系统的脉络关系。例如，讲述8086处理器结构，强调对单片机等处理器架构的影响；讲述8086汇编语言，强调汇编语言在单片机、嵌入式课程中的应用；讲述接口电路，复习数电、模电相关知识，同时涉及相同接口电路在单片机、嵌入式课程中的使用。通过对课程体系的讲解，加强学生对课程意义的认识，改变认为微机课程无用的错误观念。
（2）弱化抽象概念，突出重点、难点。微机课程只有40理论学时。在如此短的学时之内，要将各个知识点都讲到，做到面面俱到，显然是不现实的。因此，教学过程中，将概念进行筛选，舍去抽象、较冷僻的概念，只求学生重点掌握核心概念，从而消减其记忆量，将较多的课时安排到汇编程序编写、接口电路的设计章节中。
（3）运用多媒体动画，丰富讲课形式。讲课过程中，采用多媒体课件、FLASH动画等现代化教学手段进行教学，将图形、文字、动画有机地结合在一起，丰富讲课形式，增加学生学习兴趣。例如，在8086寻址方式的教学过程中，8086的寻址方式共有8种，并且每种寻址方式都涉及到8086内部存储器的相应操作，包括存储器地址的形成和存储器的读写，学生对此较难理解。为此，课堂上，利用FLASH，将存储器地址的形成以及数据在存储器中存入与取出的过程做成动画，动态演示，富有感染力，使学生得到更多的视觉与听觉的刺激，加速知识理解的过程。
关键词：微机原理与接口技术；教学计划；课堂教学方法；实验教学改革
作者简介：韩松（1971-），男，重庆人，集美大学信息工程学院，讲师。（福建厦门361021）
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）10-0079-02
20世纪70年代大规模集成电路技术的发展促生了第一台微型计算机，至今，微型计算机技术在短短三四十年的时间里已不可动摇地发展成为计算机技术领域的一个重要的分支，广泛深入地渗透到工业控制、仪器仪表、消费产品、汽车、办公自动化和通信等领域，从微控制器的品种、结构、功能、性能、价格、生产工艺到开发方式等都以迅猛的势头快速发展。这无疑对微型计算机人才的适应性提出了更高的要求。高校开设的“微机原理与接口技术”是电子、自动化、通信、计算机相关专业一门理论与实践联系很强的专业基础课程，具有很高的实用价值，起到承上启下的重要作用，其教学质量的好坏直接影响着学生综合能力的培养与提高。为了更好地满足社会和企业对具有高技能应用型人才的要求，减轻教师教学的压力，结合自身教学和实践，谈几点体会和改革的新思路。
一、安排好合理的教学计划
“微机原理与接口技术”课程一般安排在大学二年级下学期或三年级上学期，由于内容多、难度大，初次接触微机的大多数学生对其缺乏正确的认知，其心理上对之有一定的畏惧，所以制订的授课计划应重点突出、层次分明、由浅入深循序渐进。
1.重点突出、层次分明
从目前的教学培养方案来看，“微机原理与接口技术”课程的学时一般为60～70学时。在课时这么少的情况下要完成相对较多的内容，安排讲授的重点就应放在实用性的理论知识上。为此应遵循以下两个原则：首先是可行性。根据学生现有的理论储备、企事业现阶段对微机人才的要求和学院相应的设备条件等基础环境，将有实用价值的内容合理地有重点地安排进课程或适度加强。其次是拓展性。为达到实用性强的特点，在教学计划安排过程中，加入对知识纵向和横向的延伸，引导学生积极思考，鼓励学生对所学习内容在实际的应用中讨论，进行更深层次的研究。只有这样，书本上的知识才能真正成为自己的知识。
2.由浅入深、循序渐进
在“微机原理与接口技术”课程之前学生已进行了大学物理和电子技术的学习。为了更好地衔接，教师在制订教学计划时应从学生已经学习过的数制转换、编码、存储器等知识入手逐渐深入到微机原理其他未知的领域，由浅入深地安排好课程计划，慢慢地培养学生兴趣。如此安排易于学生接受知识，起到了很好的承接作用。经过在集美大学信息工程学院、理学院和诚毅学院的实践教学表明，这样的课程安排很受学生欢迎。
二、选择合适的课堂教学方法
理工学科的课程内容相对枯燥又难以理解，所以就更加要求理论教学应该针对性地寻求灵活的教学方法。适合“微机原理与接口技术”的课堂教学方法很多，如启发式教学法、渐进式教学法、比较式教学法、归纳式教学法等。这些方法综合应用在课堂教学中，对教学质量有很好的保证。但针对不同的学生也必须有各自的侧重方法，才能达到最佳效果。下面以前两种方法为例进行探讨。
1.启发式教学
理工课程内容的严谨性很容易造成课堂氛围沉闷，形成填鸭式的教师一言堂。例如信息工程学院的学生特点是入学成绩好，基础知识比较扎实，但缺点是思维不够活跃，最容易形成死气沉沉的课堂。如何在教学中调动学生积极性，是改善课堂氛围、提高学生学习效果的重要环节。所以针对信息工程学院的学生，更合适较多地采用启发式教学，以调动学生学习热情与兴趣，促进学生个性发展。这就要求在教学中根据教学内容的铺展由表及里循序渐进地不断引出问题，启迪学生去思考、分析问题，直到提出解决问题的方法或途径。比如在教授算术运算指令时，首先引导学生回忆标志寄存器的结构和数制计算时的补码运算，在此基础上再仔细讲解算术运算类指令的功能。有了良好的理论基础，再举一例题：十进制转十六进制的转换程序，用传统的顺序结构算法详尽地讲解转换的过程。下一步就是引导学生思考传统算法的不足，有的学生就提出计算太繁复、结构不合理，于是更深地引导如何解决这个问题，要求学生通过课堂练习、课后作业或上机实验完成新的计算程序。反馈的结果是有的学生选择使用循环结构、有的选择过程调用，都大大地简化了转换程序，达到了预期的效果。最后引导学生应用后续的宏或中断的知识完成相应的编程，进一步拓展学生思路，为学习后续的知识打下伏笔。
启发式教学强调学生是教学的主体，调动学生的学习主动性。教师要淡化标准答案，鼓励学生多向思维，弱化思维定势。“微机原理与接口技术”教学中针对信息工程学院的学生采用启发式教学，利用学生相对比较扎实的理论知识为基础，对学生的疑问不作正面回答，启发学生独立思考，培养学生独立解决问题的能力，发扬教学民主，用问题引导学生顺应教师的思路不断思考，主动分析问题，找到问题所在并最终找到解决办法。
2.渐进式教学法
渐进式教学法是指利用已有的知识作为新知识的基础和阶梯，灵活利用知识点之问的横向关联和纵向层次，由浅入深、由易到难、循序渐进的教学方法。此方法在实践中主要针对集美大学诚毅学院的学生，他们的特点是思维活跃、富有个性，但是基础知识相对薄弱。例如在讲解存储器时先是从上学期学生刚刚学过的触发器入手，进入到由触发器构成的存储器单元，将新知识铺垫在学生已有的知识结构上，有了这个基础再进一步讲解CPU对存储器的组织、如何寻址，学生自然而然进入所授新知识的环境中。这样由浅入深，层层递进，符合认知规律，有利于学生系统全面地理解学习内容。
三、改革传统的实验模式
在以往的实验教学中，实验内容往往以验证理论知识为主要目的，这样安排旨在让学生通过实验课程加深对理论知识的记忆和理解，使实验教学成为课堂教学的有限延伸。在实验课中，学生用统一的模式，无法将自己的创造性想法和实验课程结合起来，也无法灵活地将所学的理论知识和实验内容结合起来。由于实验内容和课堂教学内容过多重复，无法激发学生对实验课程的兴趣；理论验证性实验过多，学生也很难去真正地思考、分析问题，失去了提高动手能力的机会。改变传统实验过程中以验证性为主的实验模式，以理论验证为基础，增加实验的拓展性、挑战性和综合性，真正达到让学生在实验环节中提高动手能力、锻炼思维能力的目的。
1.改验证性实验为引导性的试验
教师仅提供实验目的和要求，指出实验的方向，学生提前到图书馆或者网上查阅相关资料，设计实验方案，编写相关的流程图和预习程序。在实验中的任务是发现问题并解决问题，最后得到实验结果。学生应根据自己的实验过程撰写实验报告，重要的环节是报告中一定要包括实验中各自遇到的问题，解决方案是什么；如果最终也未能解决问题，要分析原因并考虑可能的解决方案。同时教师也可以组织学生交流，分组讨论，对各组实验结果与报告展开分析，从而提高学生的研究能力和科学实验能力。
2.加强参与实践的积极性
为了充分调动学生的积极性和主观能动性，实践中还引入激励机制。每一个能提前完成实验任务的学生都有机会从教师那里随机的得到一道拓展性的题目，这个题目是教师根据学生前面完成任务的具体情况、遇到的问题和存在的不足或是希望其在某一方面有更深的思考而针对性地提出新任务，是本次试验的巩固和延伸。等学期结束后进行统计，完成拓展任务多的学生就有机会实验考试免试。由于新任务是学生主动要求的，再加上激励机制，故学生积极性非常高，解决问题的主动性很强，收获也更大。
3.充分利用好课外时间
“微机原理与接口技术”课程的课外教学也是实践教学中很重要的一个组成部分。学生往往对抽象的理论知识感觉枯燥难学，对实际动手比较有兴趣。为此，可以通过组织兴趣小组、参与教师的科研、参加各种讲座、参与校内外组织的各种相关竞赛活动等各种方式进行课外学习，激发学生的创新精神，开阔视野，增长才干，增强独立解决实际问题的能力。逐步培养学生的研究能力、创新能力以及自我管理、相互学习、团队合作等多方面的能力。
四、结束语
学生能力的提高，就是从眼（准确接受视觉信息、洞察事物的能力）、到脑（理解分析解决问题的思维模式）、最后到心（理解力、想象力和创造力）三方面的能力升华。在“微机原理与接口技术”课程中从教学计划的制订，到引入灵活的教学方法，合理地改革实践环节，使学生对这门课的学习兴趣和热情有了不小的提高，能力大大加强，认为“微机原理与接口技术”课程并非那么难。总之，无论采取何种方式，在教学过程中，只要有助于提高学生学习兴趣，增强学生的综合能力，都值得教学工作者去借鉴、研究和实践的。
参考文献：
[1]周炯亮,陈青华.“微控制器程序设计”课程教学改革研究[J].中国电力教育,2011,(7):97-98．
[2]李娜,王爱民,王丁磊,等.微机原理教学改革研究[J].计算机教育,2010,(21):69-72．
[3]郎佳红,李绍铭.模拟电子技术课程教学改革研究与实践[J].安徽工业大学学报(社会科学版),2010,27(4):110-111．
关键词:微机原理与接口技术;实验教学改革;程序陷阱
中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)19-5385-02
Elaboration on the Teaching Reform of Microcomputer Principle and Interface Technology Experiment
LI Jian-xin1,2, SONG Qi-xiang1, YANG Bao-sheng1
(1. Department of Computer Science and Technology,Suzhou University,Suzhou 234000, China;2.School of Computer and Information,Hefei University of Technology, Hefei 230009, China)
Abstract: Thorium on the features of 32-bits experimental system, this paper expounds the teaching reform of microcomputer principle and interface technology experiment from the improvement of experiment conditions, selection of experiment projects, improvment of teaching and testing methods and so on. The teaching reform mainly pays attention to how to stimulate interest of students, reduce experiment complexity and improve experiment effect in the 32-bits environment.
Key words: microcomputer principle and interface technology; experiment teaching reform; program trap
微机原理与接口技术是计算机及电子信息类专业的一门专业课程,是综合应用微机原理、汇编语言、接口技术及数字电路等知识的一门技术性课程。该门课程的实验环节是教学过程中不可缺少的部分,合理有效的实验教学非常有利于提高学生的软硬件设计、应用及创新能力。
近年来,部分院校对该门实验课的实验设备实现了从原16位系统向32位系统的更新换代,实验环境、设备的使用方法、实验项目等方面均发生了较大的变化,因此,为提高学生的开发应用能力,充分发挥该实验课的作用,达到最佳实验效果,探索32位微机原理与接口技术实验的教学改革是十分必要的。现以我校的实验资源为背景对该门实验课的教学改革进行综述。
1 改善实验条件
我校微机原理与接口技术实验室过去多年来一直配备使用的是十六位微机原理与接口实验箱,实验设备老化,硬件实验项目单一,且大部分为软件实验或芯片功能验证性实验,不利于培养学生的开发能力,已不能满足现代微机原理与接口技术的需要。
2009年下半年,该实验室配备了20台套32位微机原理与接口技术综合实验台。此系统是一套基于PC机PCI总线的32位实验系统,其硬件包括PCI接口卡和实验对象两大部分。PCI接口卡主要由PCI9054、93LC66、CPLD EPM7128组成。PCI9054是PLX90XX系列芯片中的PCI总线接口桥芯片;93LC66(EEPROM)用于存放PCI9054初始化设置信息;CPLD则将复杂的PCI总线转换成标准的LOCAL BUS。实验对象由1 块实验主板、开关电源、实验导线等组成。实验主板上已包含众多微机接口对象,并引出LOCAL BUS插座和扩展接口插座,供用户二次开发和扩展。
实验系统工作原理:PCI接口卡将PC机PCI总线转换成标准的32 位的LOCAL BUS,再通过总线驱动与隔离扩展成64芯的插座,用户使用1根64芯的扁平电缆将PCI接口卡上的LOCAL BUS引入实验对象。实验系统可支持8位、16位和32位的总线宽度。
实验系统的特点:1)可使用的PC平台:DOS、WIN98、WIN2000、WIN XP;2)可使用软件开发平台:汇编、C、C++;3)可使用软件开发方法:汇编开发、WINDOWS平台下的C开发、WINDOWS下的驱动程序开发(WDM)、ALTERA公司的可编程逻辑的开发;4)提供二次开发的接口(LOCAL BUS)。
2 精选实验项目
原16位装置实验项目多为软件实验或简单的接口验证性实验,学生在实验时,基本是经过简单的连线后,调用简单的软件程序,很容易就可以完成实验,真正让学生动手动脑的东西很少,对于原理熟练的同学,一个实验很快就可完成,不利于培养学生的创新能力,而且原来的实验项目距离实际应用相差甚远,学生的学习兴趣较低,实验效果较差。因此,必须改革传统的实验项目,将实验项目由验证性实验为主转为以面向应用的综合、设计性实验为主。
鉴于上述原因,我们在现有的32位实验平台基础上精选了一些有实用价值的实验项目, 开课时实验教师根据微机原理与接口技术课程安排及学生的实际情况进行选用,尽量减少原理性及芯片功能验证性实验项目的开设。目前精选的实验项目如表1所示。
上述实验项目中大部分项目均具有一定的实用价值,尤其象模拟交通灯实验、步进电机驱动实验、直流电机驱动实验、8253电子音调实验、温度测量实验、语音芯片控制实验、红外数据发送与接收实验等项目更贴近于人们的生产和生活,从对部分实验项目实际开设效果来看,充分显示了微机原理与接口技术这门课程的应用性,同时极大地激发了学生的学习兴趣。
3 改进教学方法
32位微机原理与接口技术实验的教学方法与原简单的16位实验系统相比有共同之处,象启发式教学、讨论式教学等一些效果好的传统教学方法当然还可以继续延用,但32位的实验项目还有它自己的一些特点,需要采用独特的教学方法才可收到较好的效果。最主要的是32位实验项目大多是解决生产和生活实际问题的,多数实验参考程序较为复杂,有的多达数页,另外32位综合实验系统采用插在主机箱内部的PCI接口卡将实验对象与PC机联系起来,实验对象要通过PCI卡使用PC机的处理器和存储器等资源,实验程序中必须要对PCI接口卡进行配置方可完成实验,这无形当中还要增加程序的复杂性。这么复杂的程序要求学生在有限的课堂时间内编写出来几乎是不可能的。
针对上述状况,我们在教学方法上主要采取了以下改进措施来增强实验效果:
3.1 设置程序陷阱
实验时,将事前准备好的实验参考程序提供给学生,但对一些关键性的语句设置陷阱,让学生根据理论课学习的内容自行分析完成。比如在做一些芯片的应用实验时,对于芯片的控制字的设置不提供给学生,让学生对照各种芯片控制字的格式自行设置;对一些直接关系到实验任务的功能性语句同样可以设置程序陷阱。
3.2 相关任务驱动
学生按照教师提供的参考程序完成规定的实验任务后,在此基础上由老师再布置一些相关的实验任务,让学生在原参考程序的基础上通过改变硬件连线和重新组织实验程序完成相应的实验任务。比如在32位LED显示实验中提供给学生LED灯的左移、右移程序,让学生设计交叉点亮的实验程序,还可以让学生设计程序模拟各式各样闪烁的霓虹灯。学生通过这样的实验过程训练后,会感到有极大的成就感,从而强烈地激发他们的探索欲望和学习兴趣。
3.3 加强课前预习,合理调整教学节奏
由于原来的实验项目较为简单,在2到3个课时内,就可完成实验原理讲授、实验过程的指导以及实验成绩的验收等环节,大部分学生也可有足够的时间完成规定的实验任务。但目前的实验项目较为复杂,一个实验项目在2到3个课时内很难有效完成上述全部过程,即便完成,留给学生的有效实验时间也会缩短,影响实验效果,因此加强课前预习更为重要,一部分任务要求学生在课外时间完成,为此,需要调整一下教学节奏,在上一个实验结束前或抽取课外时间将下一个实验的任务布置下去,有时可将带有问题陷阱的参考程序也一并提供给学生,让学生利用课余时间带着问题去预习,从而节约了课堂时间,为学生争取了更多的有效实验时间。
3.4 完善考核方式
实验考核是验证学生对所学知识掌握程度的一种手段,也是督促学生提高基本技能的重要措施,合理有效的考核方式有利于提高学生的学习积极性及主动性。为了提高微机原理与接口技术实验教学的质量,更好的检验实验教学的效果,我们采用平时加期末合并评分的方式进行考核,为使学生不仅要重视期末考试,还要认真对待每一个实验项目,成绩按平时占60%,期末占40%的比例进行计算。平时成绩根据每一个实验成绩进行综合评定,每一个实验成绩根据实验预习情况、实验操作情况及实验报告按2:5:3的比例进行综合评定。期末考核以现场实验操作的方式进行,考核的题目由学生现场抽签决定,成绩是根据学生对所涉及题目要求的设计方案、程序设计代码、操作以及故障排除情况等方面综合给分。
4 结束语
微机原理与接口技术实验是一门综合性较强,难度较大的实验课程。通过改善实验条件、精选实验项目、改进教学方法、完善考核方式等一系列措施来提高教学效果是该实验课教学改革的重要内容。目前新的实验系统还支持高级语言和可编程逻辑等开发方法,进一步挖掘实验系统的新特点、新方法来降低实验过程的复杂性,并有效达到实验目的,将是今后教学改革需要探索的方向。
参考文献:
[1] 周鹏.《微机原理与接口技术》课程实践教学改革与创新[J].塔里木大学学报,2009,21(4):72-77.
关键词：计算机组成原理; 实验教学; 改革
中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)18-31757-02
Exploration into Experiment Teaching for Computer Organization Principle
CHEN Yong
(Department of Computer Science, Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723003, China)
Abstract: This article dealt with the experimental content, teaching model, experiment means and mark assessment. It introduced the teaching reformed ways and effects in principles of computer organization experiment.
Key words: principles of computer organization; experiment teaching; reformed
1 引言
计算机组成原理是高校计算机专业学生的一门专业核心课程，它主要介绍计算机整机的组成和工作原理,其主要任务是培养学生能系统而完整地理解计算机硬件系统的组成结构和工作原理，培养学生对计算机硬件结构的分析、应用、设计及开发能力，它在整个专业课的教学中起到了承上启下的作用，是微机原理及接口技术、编译原理、计算机系统结构等后继课程的基础。但是计算机组成原理这门课程具有知识面广、内容多、难度大、抽象等特点有很强的理论性、实践性与应用性。探讨如何在当前课时压缩、生源一般、实验资源有限的条件下，通过实验教学改革促进、完善课堂教学效果，培养学生的实践能力、创新能力和应用能力显得尤为重要。为此，我们对实验教学方法进行了探讨。
2 改革实验教学内容
我们根据计算机组成原理课程实验课程的特点重新修订了实验大纲，教学要做到合理安排实验时间，配合理论教学内容，在进度上要有先基础、简单、局部的实验，后逐步深人、复杂和整机的实验。实验要求协调，具有连贯性，在进度上，不同阶段应采用不同的实验教学方法.实验教学的内容要突出理论课的重点、难点，做到理论与实践相结合。由于低年级大学生有的学生人学前物理课电学实验做的很少，对各种电子元器件了解很少，各种芯片的功能基本上不了解，各种实验设备不知如何使用。针对这种情况，在上实验课前，应先做好补课工作，然后再进人各阶段的实验。我系采用的是Dais-CMH计算机组成原理实验箱，可以完成6个实验，基本上包括了教材的全部内容。通过验证型实验、综合型和设计型实验，不但巩固了教材上所学的内容，而且学生动脑动手的能力也得到了提高。
3 改革实验教学模式
由于计算机教学的变化和教学内容的增加，多媒体教学作为先进的教学手段是必不可少的。将多媒体教学融人实验教学中，是解决目前课时紧张、实验内容增多的一个可行途径。我们加强了实践教学环节的投人，运用Authware、Flash等软件自行研制开发计算机组成原理配套的实验教学课件。课件具有演示直观，动态感强的特点，易于学生理解；能完成实验的动态显示和模拟仿真，满足了课堂所需要的实验要求，强化了学生的操作技能和理论知识应用能力的培养，提高了学生的自学能力和设计能力。
逐步建立开放性的实验环境（教学时间开放、教学内容开放、实验元器件开放）。传统的教学实验模式下，学生往往被限制在教师事先设定好的诸多限定条件之内，在这样的实验环境和气氛下，学生发挥自身潜能的余地和空间很小。我们允许学生结合课程学习及自己的专业特点、时间安排或兴趣爱好提出实验题目、设计实验方案或实验构想，并可在一个较宽松的实验环境和可灵活选择的时间范围内完成。教师积极鼓励学生大胆提出自己的实验思路和构想，尽力创造条件引导和支持他们开展有意义的实验研究。对于其中具有创造性构想的学生及其实验成果，可给予相应的奖励。设置这样的实验环境和条件，有利于培养学生主动学习的能力和创造意识。
4 增加课程设计的实验方式
提高同学对系统的整体认识根据我们到其他学校的调研，有一种有利于提高同学对所学习课程的整体性了解和掌握的方法，就是在课堂教学的第二学期开设与课程相关的课程设计，并将课程设计提高到一票否决的地位（即无论考试成绩如何高，如果课程设计不及格、该课程就不予及格），这样有助于增强同学对系统的整体概念和动手能力，这类综合性课程设计是在第二学期的开始几周，可以不影响正常的实验教学（如计算机组成原理实验要到第5周后才开始），同时也增加了实验设备的使用率，提高了学生的综合设计能力。
5 改革实验教学评价模式
在考核方法上，改变了传统应试教育方式，注重提高学生的综合素质，根据学生实验的综合能力进行评定，我们制定了严格的考核制度。对学生的成绩我们综合其课堂训练、实验验收、实验日志、实验报告、平时开放实验以及实验测试等进行评定。特别是最后的实验测试，对每位同学给出不同的题目，学生必需根据所给题目修改电路、编写测试程序、最后下载到实验箱正确调试出结果。这大大地减少了学生之间抄袭实验的恶劣现象。具体评分标准如下：
实验总成绩（100%）= 平时成绩1（40%）＋平时成绩2（40%）＋测试成绩（20%）；
其中：平时成绩1＝实践操作总成绩（综合考查课堂训练＋实验操作验收，考虑用百分比分等级）；
平时成绩2＝预习报告总成绩（10%）＋实验日志实验报告总成绩（30%）。
6 结束语
实践证明，实验教学不论硬件设备还是实验内容都要不断地改革，任何一种教学设备都不可能完美无缺，都各有利弊，必须从学生的接受能力和实验效果出发，互相补充才能达到良好的教学目的。此外，还必须有领导的支持、有经费保障、有教师的责任感和奉献精神、有学生的积极参与等才能把实验教学搞好。才能真正做到了“软”“硬”结合，为后续课程的学习奠定了基础，起到了承上启下的作用，有利于培养开拓型、创新型高素质专业人才的培养。
参考文献：
[1] 白中英. 计算机组成原理[M]. 北京:科学出版社，2001.
[2] 魏立伟，等. 计算机组成原理实验教学的改革与实践[J]. 科学教育论坛，2005.12.
关键词：计算机硬件课程；能力培养；开放实验平台
中图分类号：G642 文献标识码：B
文章编号：1672-5913 (2007) 24-0008-02
在计算机科学与技术专业的课程体系中，无论是专业基础课、专业课还是专业选修课，基本可以分为两条主线：一是软件课程体系；另一个就是硬件课程体系。一般来说，计算机软件课程在计算机专业中基本能够得到重视和加强。而计算机硬件课程体系相对比较薄弱。随着电子技术和社会经济建设的发展，计算机科学与技术与电子科学技术相互渗透和融合、硬件软件化和软件硬件化日益普遍，尤其是ARM、SOC、SOPC等技术的出现，计算机软、硬件的融合日益显著和成熟，加强计算机硬件课程的建设、硬件课程体系及新的实验平台的建设显得越来越重要和必要。
1计算机硬件课程教学思路的改革
计算机硬件课程包括：数字逻辑电路设计、计算机组成原理、微机原理与接口技术、计算机系统结构、单片机原理与应用、嵌入式系统、计算机维护、EDA技术等。传统的计算机硬件课程主要任务是讲授计算机的工作原理，以配合计算机软件课程的教学。而技术的发展需要软硬结合、软件硬件化或交融，硬件课程教学的任务不但要学生了解计算机结构、原理，而且要用硬件描述语言进行部件及应用系统的设计。结合软件知识，能够设计计算机应用系统，尤其是嵌入式系统的应用日益普及，应用范围迅速扩大，要培养学生综合设计能力。除此以外，计算机的维护也是学生能力的培养的一个方面。
本教学成果是对计算机硬件课程进行体系改革及教学内容的梳理，确定硬件课程系列中基础层、系统层、应用层分别要讲授的知识和学生应该掌握的能力，以及各层之间的衔接和关联的内容，如图1所示。制定教学大纲、实验大纲、课程设计大纲等教学文件，教改项目的研究，教材、实验指导书编写，实验室建设。教案、多媒体课件的制作。
图1 计算机硬件课程结构
在基础层，主要是“数字逻辑电路设计”课程的建设，从99年开始对该课程教学内容进行了改革，编写出版了教材，引入可编程器件、ABEL语言，改造实验设备，在2001年获得江苏省教学成果二等奖。2002年该课程获得江苏省二类优秀课程。在此基础上，进一步对教学内容进行梳理，配合计算机组成原理的课程改革，将硬件描述语言从ABEL改为VHDL，引入FPGA技术的介绍及实验项目，又更新了实验设备，在2004年重修编写出版了教材和编写了实验指导书。主要思路是让学生掌握数字电路的基本知识和现代设计方法，能够设计一般的数字逻辑部件及简单的数字系统。所以在课程结束后安排了1.5周的课程设计，学生可以在FPGA芯片上运用VHDL语言设计如电子钟、交通灯控制器、电梯控制器等简单的数字系统。
在系统层，该层有“计算机组成原理”、“微机原理与接口技术”、“系统结构”。其中“计算机组成原理”课程是最主要的硬件课程，该课程一直是我们教研教改的重点。采用多媒体、网络等多种教学方式，课件文字精炼、图文结合、动画丰富、重点突出，培养学生自我学习、自主学习的能力。实践教学中突出设计能力和创新意识的培养。采用基于FPGA的实验设备，通过设计与教材紧密结合的实验教材和课程设计教材，形成了完整的相关课程教材系列，连贯性好。着重训练学生的设计能力，激发学生学习兴趣和创新思维。该课程在2006年被评为江苏大学一类精品课程。课程的教学主页(/subject/zcyl/)上的教学文档、资料、课件、实验指导等齐全。“微机原理与接口技术”课程原来以从16位CPU的机型讲授，根据目前技术的发展，改成以32位CPU的机型讲授，并且在2005年更新了实验设备和实验指导书。
在应用层，由前二层主要课程的课程设计及专业选修课、综合课程设计组成，主要在3个方面的应用：数字系统的设计，运用硬件描述语言设计计算机接口及整个应用系统，如“EDA技术”；计算机应用系统设计，包括硬件电路、应用软件。“单片机应用”、“嵌入式系统”课程就是培养学生系统设计能力，单片机教学采用了C8051F系列单片机芯片，他是在系统编程的SOC(system of chip)芯片， 编写出版了专门的教材、设计了专用的实验设备、编制了实验指导书。“嵌入式系统”也专门定制了ARM7、ARM9、ARM10的试验设备和编写了实验指导书；另外一个方面就是计算机的维护，根据目前的教学条件，开辟了专用的计算机维修实验室，面向全校开设了计算机维护的选修课，2005年编写出版了计算机维护的专用教材。
2特色教材建设
在明确了硬件课程教学目的和思路的基础上，开展相关课程的教材建设，组织课程自编教材与选用精品教材相结合，近几年出版了4本教材，由于大多数“数字逻辑”方面的教材是重点讲授数字电路原理，作为后续课程的技术基础。所有我们组织力量编写了《数字逻辑电路设计》教材，增加了硬件描述语言的设计方法、在系统可编程器件的技术，精简了传统的设计部分，99年在东南大学出版所出版，2004年进行了修改，增加了VHDL硬件描述语言的设计内容、FPGA器件的内容以及VHDL语言设计数字系统的实例，在清华大学出版社出版，已经三次印刷，在全国范围的高校中得到使用。在“单片机原理及应用”课程的教材方面，由于目前我们使用了最新的片上系统(SOC)型的单片机进行教学、实验，所有实验内容均可以直接运用到实际的工程项目中，传统的单片机教材已不能满足要求，2004年参编了《单片机原理与应用》，由机械工业出版社出版，加进了部分内容。我们自己又编写了合适教学要求的教材《C8051F单片机原理及应用》，2006年在中国电力出版社出版。由于计算机技术发展太快，“计算机维护”课程一直没有合适的教材，我们组织编写了《计算机系统高级维护教程》，2005年在中国科技大学出版社出版。
3开放实验平台建设
2004年获得中央与地方共建高校实验室建设项目“计算机基础实验室建设”的支持，及时更新了相关课程的实验设备，大部分的实验设备都是任课老师根据技术的最新发展提出实验设备的功能结构，由厂商定做的。几款实验设备目前已作为该生产厂家的定型产品销售到很多其他学校。设计了实验项目和实验内容，编写实验指导书。2005年省高教所教改项目“开放实验室信息查询系统”通过省级鉴定。建设了实验教学网站(202.195.167.4:8080)、教学专用的ftp，学生可以随时随地获得教学资源。改革了学生做实验的模式，集体实验和分散预约相结合(学生可以在任何地点、时间通过网络进入实验网站进行预约)，提前预习实验内容，写好实验报告的“静态”(实验项目、实验原理、内容、实验设备等等)部分后，再到实验室开始做实验，在实验过程中完成实验报告的“动态”(实验调试过程、出现的问题、解决方法、实验结果、分析等)部分。提高了实验效果，激发了学生实验兴趣。
4结束语
本文介绍了计算机硬件课程的教学思路的改革，通过近几年的实践，取得了成效。建立了老中青的课程教师梯队，备课，出卷、改卷，有一支过硬的、每人能任2门以上主要硬件课程的主讲教师队伍。硬件课程中有2门获省级2类优秀课程，一门获校级一类优秀课程，有3项教研项目通过省级鉴定，多项相关科研项目通过省级鉴定并获得省、市级科技进步奖。获得多项校级教案、教学质量、优秀教师、讲课比赛等奖项。出版教材4部，发表教研教改论文12篇。有2名本教学成果成员指导的07届学生，所做的硬件应用的毕业设计论文被评为校优秀论文。
作者简介：
鲍可进(1958-)，男，江苏靖江人，副教授。研究方向：嵌入式计算与应用
通信地址：江苏镇江学府路301号 江苏大学计算机学院。邮编212013
E-mail：
关键词：微机原理与接口 教学改革
探讨
中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1002-2422(2010)02-0049-02
1 课程教学改革探讨
1，1教学设计改革
为了避免学生因课程知识点多、难度大而对课程的学习产生畏惧，教师有必要对教学内容进行合理组织，对教学过程进行精心的设计。
首先要上好第一堂课。俗话说的好，好的开始等于成功的一半。在开始讲授课程内容之前，很有必要强调学生学习态度，告诉学生“态度决定一切”，让学生全面了解课程的性质与地位、课程的教学主线、课程的教法与学法及课程的考核方式，强调“我要你学”和“你自己要学”所产生的学习动力与学习效果是完全不同的，同时，可以通过演示几个实用而简单的小程序来增加学生的学习兴趣，减少学生对课程学习的畏惧感，如用汇编语言编写的摧毁CMOS密码小程序、钢琴演奏程序等。微机原理与接口课程涉及到计算机的软件与硬件两个方面的知识，而关键点又在于应用，即把硬件与软件结合起来用于实践，所以强调课程的考核主要是学生学习态度、学习过程与知识应用能力的考核，学生没有必要死记硬背书本理论，关键是理解这些理论知识。并将其应用到微机实验与课程设计中去。
其次要明确一条主线，把握两个方面，抓住一个关键。在微机原理与接口的教学过程以计算机组成为主线，即从微处理器―>存储器―>I／O接口―>外设，这样做有利于学生把所学的知识串联起来。微机原理与接口课程内容涉及计算机软件和硬件两部分。在软件方面，对微处理器来说，程序员关注的是寄存器，对存储器来说，程序员关注的是逻辑地址，而对于端口，程序员关注的是端口号或地址；在硬件方面，更多的是关注硬件的功能，硬件之间的连接、通信方式与应用，而且只有应用才可能把计算机软件和硬件两部分有机的结合起来。在教学过程教师必须把握理论以“必需、够用”为原则，并将相关的内容科学地组合到一起。例如在讲述软件部分时，可将“指令系统”这一章节的转移指令与分支、循环程序设计相结合，标志操作指令与标志寄存器相结合，串处理指令与循环程序设计相结合，中断指令与中断系统相结合，输入输出指令与输入输出系统相结合，这样做可以帮助学生理解汇编指令的用途，并对汇编指令进行分类总结，有利于学生编程能力的培养与提高。在讲述硬件部分时，采用先综合后具体，重应用与轻细节的方式。对于微机应用系统中的各种接口芯片，首先介绍其功能与应用场合，然后再介绍芯片的具体细节，重点介绍芯片与其它功能部件的配合、连接与应用。另外，在教学过程中必需注重把计算机系统的软、硬件两部分有机的结合起来，注重接口技术的应用，最好是借助于实际应用的相关案例与实验来完成这部分教学任务，向学生介绍怎样利用芯片进行设计、开发与实际应用，这样做有助于培养学生分析问题与解决问题的能力，同时提高学生的学习兴趣。课程采用课程设计来检验学生的学习效果，比如同样是“交通灯控制系统的设计”，将其改为“具有倒计时功能的交通灯控制系统的设计”这样一个课程设计题目，学生可以有多种不同的方案来完成。延时部分可以是软件延时，也可以是硬件延时；数码管可以用单个数码管，也可用双数码管：数码管的显示控制可以用并行接口芯片8255，也可以用键盘、显示器接口芯片8279。学生以三人为一个团队，每个组员扮演不同的角色，培养学生的团队合作精神，在整个课程设计过程中，教师扮演的是编导角色，不断地给予学生指导与鼓励，采取任务驱动，帮助学生自己逐步完成学习任务。
另外，为了强化记忆，教学过程应注重与英语结合。在讲授指令系统与汇编语言程序设计部分内容时，将汇编语言指令的英文全称告诉学生，同时在读写程序语句时也用英文读出指令，例如：
XCHG――>exchange 交换
LEA――>load effective address 取有效地址
JMP――>jump跳转
REPNE――>repeat nol equal 不相等重复
DW――>define word定义字
同理在介绍芯片管脚时，也把其英文告诉学生。例如：CS――>chip select片选Cs上面的横线表示低电平有效ALE――>address lock enable地址锁存允许INTA――>interrupt acknowledge中断响应DTR――>data Ierminal ready数据终端准备好
这样做不仅有助于强化学生记忆，而且有利于学生积累专业英语词汇，提高英语听说能力，同时也有利于学生查阅相关英文资料。
1，2实践教学改革
实践教学是课程教学的重要环节，加强实践教学是提高高等职业教育教学质量，促进学生就业的重要保证。对于高职工科专业学生，其教学的最终目的是要培养学生的知识与技术的应用能力，使其树立工程的概念，这一点仅靠课堂讲授是解决不了问题的，因为许多知识只有通过实践教学才能真正地去理解与掌握，许多能力也只有亲手操练才能得到培养，为此，必须开设与微机接口技术相配套的大量实验课程，在课程教学的最后阶段还要开展相应的课程设计，采取任务驱动来完成教学内容，通过实践教学巩固和加深课堂教学内容，提高学生的实际工作技能，培养学生的科学态度与工作作风，让学生能将每一个实践任务都作为一个工程去完成。
由于现在的微机原理实验系统是集微处理器8086和外配PC机及其兼容机于一体的高科技实验系统，其实验设计内容丰富、合理，系统都提供了几十个软硬件实验程序，但其实验过程中要求学生自己编制程序和连接导线的地方比较少，这样，实验系统在客观上就已经为缺乏自觉性的学生提供了偷懒的机会，有些学生会直接调用系统中的程序来完成实验内容，结果实验是做了却收效甚少，所以指导教师必须根据实验内容与情况，对实践教学内容进行改进，增加“设计型”与“创新型”实验，减少这种“验证型”实验，让学生经过仔细思考并对实验程序和连线做出相应设计，最后还需要经过严格的调试过程才能完成相应的实验任务，使学生每通过一次实验都能举一反三、灵活运用所学知识解决问题。实践课中可以安排实验小组之间进行现场PK来活跃实践课的课堂气氛，成立课程兴趣小组，提高学生的学习兴趣、团队精神和集体荣誉感。
在课程的所有理论知识都讲授完后，一定要开展相应的课程设计，课程设计实践能够使学生进一步加深对专业知识和理论知识学习的认识和理解，使学生的设计水平和对所学的知识的应用能力以及分析问题、解决问题的能力得到全面提高。教师在设计微机原理课程设计任务时，题目可以出得含糊一点，让学生有自己的创新思维空间，设计内容包括：设计完整的接口电路与编制相应的汇编语言源程序，并要求学 生在实验系统上调试通过。学生在接到课题后，可以结合自己所学专业的特点，先做一个社会实践调查，收集业界这方面问题解决的常规办法，并利用网络查阅相关资料，找到最好的设计方法去解决问题，使自己的设计尽量能模拟出真实的应用环境，这也是对学生将书本知识转换成实际应用能力的一个考验，当然，如果有条件话，通过和企业合作建立全真的开发环境，使学生在校期间就能接受最真实的业界主流技术培训与应用，教学效果会更好。
1，3课程考核形式改革
传统的课程考核办法是平时成绩占30％，期末考试成绩占70％，这种考核方式会让学生疲于理论知识的死记硬背。改革传统的考核方法，突出过程评价，变“终结性考试”为“学习过程考核”，变“知识考试”为“能力考核”是微机原理与接口技术教学改革的重要方面。在实施过程中，要以学生为主体，认真贯彻高职教育“以就业为导向，素质为核心，能力为本位”的培养模式，所以要加大实践的考核比重。
过程考核可分为理论考核、实践考核和素质考核三个部分。其中理论考核主要以教学大纲要求的基本理论及重点为依据，以试卷形式进行理论考试，结合学生的听课过程、提问与问题回答能力、学生完成作业能力与实验报告写作能力以及学生查询资料能力等方面进行考核，所占比例为30％：实践考核主要依据教学大纲中对实践部分的要求，结合学生的实践操作情况，对学生的设计能力、动手能力、探索能力、完成实践任务的能力、实验课中按工程思想进行实验过程的能力以及学生最终课程设计任务完成情况等方面进行综合考核，所占比例为40％；素质考核主要对学生在学习过程中，是否按企业对员工的要求处理好个人与集体的关系，是否有集体荣誉感，是否有团队协助精神，是否积极参与团队活动，是否按时完成交办的各项任务以及完成任务是否遵守规范等方面进行考核，所占比例为30％。这种过程考核办法有利于培养学生知识运用能力、逻辑思维能力、分析判断能力、自我学习能力、团结协作能力与社会适应能力，充分调动学生的学习主动性、积极性与创造性，使学生从疲惫的应试教育中解脱出来。
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