賈小云?周玲羽?田延安

【摘 要】 本文結(jié)合上海星研微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器—STAR ES598PCIS和陜西科技大學(xué)實(shí)際，提出了設(shè)計(jì)層次化的新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式、新實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)方式以及新實(shí)驗(yàn)考核方式等關(guān)于《微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的改革思路，以期培養(yǎng)具有能分析、能實(shí)踐、能創(chuàng)新、能協(xié)作的“四能”優(yōu)秀學(xué)生。

【關(guān)鍵詞】 微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系；改革思路

一、前言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展， 社會(huì)對(duì)人才的計(jì)算機(jī)應(yīng)用與開(kāi)發(fā)水平的要求也日益提高， 培養(yǎng)動(dòng)手能力強(qiáng)、 綜合素質(zhì)高、 創(chuàng)新能力強(qiáng)的高素質(zhì)人才是當(dāng)前社會(huì)對(duì)高等教育提出的現(xiàn)實(shí)要求。高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)在對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)方面起著理論教學(xué)不可替代的作用，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能、應(yīng)用能力和科學(xué)作風(fēng)的重要環(huán)節(jié)?！段⑿陀?jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)》是電氣大類多個(gè)專業(yè)的基礎(chǔ)課?！段C(jī)原理與接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)》是該課程實(shí)踐的重要環(huán)節(jié)，其目的使學(xué)生建立微機(jī)系統(tǒng)的整體概念、加深理解微型計(jì)算機(jī)組成和工作原理、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)方法以及接口電路的組成、工作原理和設(shè)計(jì)方法，使學(xué)生獲得在專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用微型計(jì)算機(jī)的初步能力；提高學(xué)生的動(dòng)手、動(dòng)腦能力和理論應(yīng)用能力，為后繼課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。[1]隨著教學(xué)的不斷深入和實(shí)驗(yàn)儀器的改進(jìn)，陜西科技大學(xué)也逐漸探索并總結(jié)出了一種新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)管理方法和手段，以促進(jìn)該門課程的教學(xué)效果。

二、傳統(tǒng)的教學(xué)模式

《微機(jī)原理與接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)》使學(xué)生由理論到實(shí)踐掌握微型計(jì)算機(jī)的基本組成結(jié)構(gòu)、工作原理及典型接口技術(shù)，使學(xué)生具有軟、 硬件開(kāi)發(fā)的初步能力。以往的實(shí)驗(yàn)教材內(nèi)容按照教學(xué)環(huán)節(jié)，分為軟件匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和硬件接口實(shí)驗(yàn)。 從實(shí)驗(yàn)特征來(lái)看主要分為傳統(tǒng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)主要要求學(xué)生掌握匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的三大結(jié)構(gòu)，學(xué)生自行編寫程序完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)的源程序，上機(jī)調(diào)試分析期間的現(xiàn)象，撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)主要是傳統(tǒng)接口芯片的擴(kuò)展，包括簡(jiǎn)單接口的擴(kuò)展：實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)控制發(fā)光二極管、可編程中斷控制器8259相關(guān)實(shí)驗(yàn)以及可編程并行接口8255實(shí)現(xiàn)交通燈、流水燈實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)主要驗(yàn)證芯片的工作過(guò)程工作原理。從教學(xué)實(shí)踐看來(lái)，這些實(shí)驗(yàn)在一定程度上促進(jìn)的課堂理論教學(xué)的效果，學(xué)生能夠感性的深入認(rèn)識(shí)相關(guān)原理，學(xué)生更多的是傳統(tǒng)的思維模式，創(chuàng)造性思維還不夠。

三、改革思路

1、建立層次化的新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

計(jì)算機(jī)學(xué)科是目前更新?lián)Q代最快的學(xué)科之一，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和手段的設(shè)計(jì)必須是以培養(yǎng)具有好的實(shí)踐能力和一定創(chuàng)新能力的學(xué)生為目標(biāo)。因此，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分三個(gè)層次：（1）基礎(chǔ)驗(yàn)證型：主要用于驗(yàn)證課程中所講的核心內(nèi)容，加深對(duì)課堂知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生基本專業(yè)技能和實(shí)際操作能力。這類實(shí)驗(yàn)包括所有的軟件程序設(shè)計(jì)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)電路的搭建和驗(yàn)證，我們提供基本的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法，學(xué)生進(jìn)行詳細(xì)的程序設(shè)計(jì)和線路設(shè)計(jì)以及相關(guān)實(shí)驗(yàn)程序的設(shè)計(jì)。這類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目基本與成傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容一致，完成傳統(tǒng)教學(xué)的目的。（2）開(kāi)放設(shè)計(jì)型：這類實(shí)驗(yàn)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)課堂內(nèi)容的延伸理解，培養(yǎng)學(xué)生綜合分析和解決問(wèn)題的能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。采用半啟發(fā)式的教學(xué)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，對(duì)課程基礎(chǔ)知識(shí)的掌握也有幫助。[2]一些實(shí)驗(yàn)比如“計(jì)時(shí)交通燈”，在交通燈實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上融合 8254 定時(shí)，計(jì)數(shù)器基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生需要重新設(shè)計(jì)硬件連線及實(shí)驗(yàn)程序才能完成。再比如“數(shù)字式溫度計(jì)”，需要使用DS18B20測(cè)量溫度，以及STAR實(shí)驗(yàn)儀擴(kuò)展模塊構(gòu)成實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。[3]這類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目列舉了項(xiàng)目要求、方案、硬件設(shè)計(jì)手冊(cè)、軟件設(shè)計(jì)手冊(cè)和系統(tǒng)調(diào)試記錄等內(nèi)容。（3）創(chuàng)新研究性：學(xué)生自行設(shè)計(jì)目標(biāo)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)；進(jìn)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，分析缺陷原因、探究式改進(jìn)方案，以達(dá)到理想的效果。最后，撰寫創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)報(bào)告。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)造性思維，使學(xué)生的想象力、判斷力、思維能力和實(shí)踐能力得到提高。對(duì)于優(yōu)秀學(xué)生參加各級(jí)電子設(shè)計(jì)大賽或是科研實(shí)踐都有積極影響[3]。

2、建立新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式

建立了新的層次化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式也要隨之改革。針對(duì)第一類基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)課程內(nèi)容、分析實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)而驗(yàn)證結(jié)果。對(duì)于開(kāi)放設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，提前兩個(gè)星期發(fā)布設(shè)計(jì)題目，指導(dǎo)教師和學(xué)生不斷溝通解決實(shí)驗(yàn)調(diào)試前的各種問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、設(shè)計(jì)和調(diào)試全部開(kāi)放。創(chuàng)新研究型實(shí)驗(yàn)，學(xué)生要根據(jù)自己的設(shè)計(jì)完成實(shí)驗(yàn)連線圖、程序流程圖以及源程序。這部分實(shí)驗(yàn)的輔導(dǎo)和及時(shí)、正確的解決學(xué)生的問(wèn)題，輔導(dǎo)難度和工作量是必不可少的。為了解決這個(gè)矛盾，教師的工作重點(diǎn)應(yīng)該是在完整了解學(xué)生設(shè)計(jì)目的、設(shè)計(jì)思想的基礎(chǔ)上及時(shí)糾正其中的錯(cuò)誤，對(duì)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)以及努力的方向進(jìn)行及時(shí)的指導(dǎo)。[4]通過(guò)這類項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)散思維，挖掘?qū)W生創(chuàng)新性思維的潛能。

3、建立合理的新實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)方式

由于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的層次化，實(shí)驗(yàn)難度由淺入深，對(duì)學(xué)生能力的要求由低到高。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)要求本科生獨(dú)立完成所有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；第二類實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生形成小團(tuán)隊(duì)，采取結(jié)對(duì)實(shí)驗(yàn)的形式，一般完成2個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。創(chuàng)新研究型實(shí)驗(yàn)屬于開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)，針對(duì)本科生課外興趣小組或進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，研究生階段借助實(shí)驗(yàn)儀進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。

4、建立靈活的實(shí)驗(yàn)考核方式

為了嚴(yán)格把關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)考核分兩種形式：百分制和定性制，其中驗(yàn)證性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是百分制，創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)采用定性評(píng)價(jià)機(jī)制。

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)考核方式從二個(gè)方面進(jìn)行：（1） 實(shí)驗(yàn)過(guò)程的跟蹤考核：首先對(duì)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告檢查評(píng)價(jià)，占30%，然后對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的主要環(huán)節(jié)進(jìn)行記錄、評(píng)價(jià)，占40%。（2）實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫：完成實(shí)驗(yàn)總結(jié)，這部分占30%。

設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟分為實(shí)驗(yàn)線路設(shè)計(jì)（25%），程序編寫（15%），實(shí)驗(yàn)儀調(diào)試（40%），實(shí)驗(yàn)報(bào)告（20%）。由于采用結(jié)對(duì)實(shí)驗(yàn)方式，學(xué)生要在總分為100的基礎(chǔ)上完成實(shí)驗(yàn)，結(jié)隊(duì)中的成員在2個(gè)設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)中必須互換角色。

創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目針對(duì)個(gè)別本科生和一些研究生，旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)造性思維及創(chuàng)造性能力，不進(jìn)行量化考核，采取答辯的形式進(jìn)行考核，給出定性的評(píng)價(jià)。[5]

四、結(jié)語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作是高等教育的一個(gè)重要組成部分，通過(guò)教學(xué)改革將不斷深化，推動(dòng)我國(guó)各種人才的培養(yǎng)和造就。通過(guò)對(duì)《微機(jī)原理與接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)》的改革兩年來(lái)的實(shí)施情況觀察，學(xué)生的實(shí)際操作能力得到了很大程度的提高，同時(shí)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力和開(kāi)拓創(chuàng)新精神等綜合素質(zhì)，均取得了了良好的效果，得到了用人單位的普遍好評(píng)。

【參考文獻(xiàn)】

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