導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：超高頻GPS觀測(cè)；人工爆破；觀測(cè)精度；地震預(yù)警

中圖分類(lèi)號(hào)：P315.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1000-0666（2016）04-0587-11

0 引言

傳統(tǒng)的GPS 大地測(cè)量學(xué)和地震學(xué)的研究目標(biāo)區(qū)別在于研究地殼形變譜的頻段不同，前者主要研究較長(zhǎng)周期（幾天到幾十年）的變化，后者主要研究瞬時(shí)（小于1 s到幾小時(shí)）地殼運(yùn)動(dòng)的特征。隨著高頻（1 Hz）和超高頻（20～50 Hz）GPS接收機(jī)的出現(xiàn)以及高頻GPS數(shù)據(jù)處理算法的成熟，使得GPS的觀測(cè)精度和對(duì)形變譜的敏感性朝著測(cè)量地殼動(dòng)態(tài)瞬時(shí)變化的方向不斷改進(jìn)（Avallone et al，2011；Blewitt et al， 2006；Lou et al，2013），目前已經(jīng)出現(xiàn)大地測(cè)量和地震學(xué)觀測(cè)譜范圍逐漸合并的趨勢(shì)。由于高頻GPS不僅可以觀測(cè)到周期小于1 s的位移量，而且可以檢測(cè)到超長(zhǎng)周期的地殼運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有限幅的約束，因此，采用高頻GPS接收機(jī)一方面可觀測(cè)到大動(dòng)態(tài)的靜態(tài)位移，另一方面可以觀測(cè)到大震震時(shí)動(dòng)態(tài)位移，為研究地震的破裂過(guò)程、地殼介質(zhì)的非均勻特性和地震前后地殼形變短期變化過(guò)程提供了多窗口檢測(cè)的工具（Yehuda et al，2000；Choi et al，2004；Elósegui et al，2006）。

利用高頻GPS作為長(zhǎng)周期地震儀器的設(shè)想和方法最早由Miyazaki等（1997）在1997年AGU秋季會(huì)議上提出，他們基于GEONET觀測(cè)網(wǎng)1 Hz采樣率記錄，分析1996年Hyuga NadaMW6.7級(jí)地震的觀測(cè)數(shù)據(jù)，清楚地得到了P波和S波的到時(shí)，通過(guò)與理論和強(qiáng)震儀記錄的波形數(shù)據(jù)對(duì)比，P波和S波到時(shí)符合得很好（Ge，1999）。而最具有代表性的研究工作是Larson等（2003，2009）和Gomberg等（2004）利用1 Hz GPS資料研究2002年Denali 7.9級(jí)地震的地殼變形特征（Bilich et al，2008），得到了近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)地面運(yùn)動(dòng)位移的時(shí)間序列，與地震儀記錄結(jié)果比較，兩者具有較好的一致性。由于高頻GPS觀測(cè)能夠得到地震動(dòng)態(tài)波形，利用高頻GPS資料反演震源破裂過(guò)程的代表性研究有對(duì)2003年Tokachi-Oki地震的研究，利用1 Hz的觀測(cè)資料，對(duì)震源滑動(dòng)分布進(jìn)行反演研究，不僅得到了空間滑動(dòng)總量分布特征，也得到了空間破裂速度。

由于GPS測(cè)量所受的影響因素比較多。如大氣、電離層擾動(dòng)等，GPS的觀測(cè)噪聲來(lái)源很廣，而且高頻GPS的觀測(cè)精度相對(duì)于地震儀的觀測(cè)精度相差較大，導(dǎo)致其對(duì)地震信號(hào)觀測(cè)精度比地震儀低很多。在垂直方向，目前GPS的精度在厘米級(jí)，而地震儀的精度高于微米級(jí)。高頻GPS所觀測(cè)到的信號(hào)到底是噪聲還是真正的位移信號(hào)，一些學(xué)者還存在疑問(wèn)和爭(zhēng)論（Li et al，2015；Geng et al，2015）。同時(shí)，對(duì)于超高頻GPS數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性以及可靠性也存在著不同的意見(jiàn)和說(shuō)法。因此，定量評(píng)估高頻GPS的噪聲水平以及監(jiān)測(cè)地震位移信號(hào)的能力，對(duì)于確定高頻GPS在地震研究中的應(yīng)用具有重要意義。

近些年來(lái)，隨著一些快速定位方法的出現(xiàn)，快速解算GPS位移逐漸成為可能，如單點(diǎn)定位方法（PPP方法）、雙差定位方法等。但是這些快速解算方法的精度如何、能否滿(mǎn)足地震研究的需要，仍需要定量的分析和標(biāo)定。因此，如何確定高頻和超高頻GPS的解算精度，特別是利用快速預(yù)測(cè)星歷確定GPS位移的解算精度，對(duì)于地震快速響應(yīng)以及地震預(yù)警等工作具有極為重要的意義。

由于地震大小和空間分布具有不確定性，如果能夠采用人工源或者可控震源進(jìn)行研究和標(biāo)定，其結(jié)果和可靠性會(huì)高得多。從2010年開(kāi)始，福建地震局開(kāi)始實(shí)施了人工源爆破試驗(yàn)，這為定量評(píng)估高頻GPS探測(cè)地震信號(hào)的能力提供了理想的實(shí)驗(yàn)條件。因此，本文將利用超高頻GPS（50 Hz）對(duì)人工爆破引起的位移信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，探究超高頻GPS數(shù)據(jù)在實(shí)際觀測(cè)中的可靠性及捕獲位移信號(hào)的能力及精度。

1 數(shù)據(jù)及處理方法

1.1 實(shí)驗(yàn)觀測(cè)及數(shù)據(jù)分布

福建省地震局自2010年開(kāi)始實(shí)施的“跨越臺(tái)灣海峽人工爆破觀測(cè)”項(xiàng)目旨在通過(guò)多次人工爆破激震的方式，探測(cè)海峽地震的深部構(gòu)造和孕震環(huán)境（李祖寧等，2007；丁學(xué)仁等，2007）。2014年6月，該項(xiàng)目在福建省多個(gè)區(qū)域進(jìn)行了4次不同當(dāng)量的人工爆破實(shí)驗(yàn)。為了更好地獲取觀測(cè)資料的對(duì)比性，筆者選取了其中觀測(cè)條件最好的2個(gè)爆破點(diǎn)進(jìn)行高頻GPS觀測(cè)，同時(shí)在部分高頻GPS觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行了并址的強(qiáng)震儀觀測(cè)，如圖1所示。觀測(cè)的儀器采用了天寶R9型高精度大地測(cè)量GNSS接收機(jī)，配備標(biāo)準(zhǔn)的扼流圈天線(xiàn)，同時(shí)記錄50 Hz的觀測(cè)數(shù)據(jù)；強(qiáng)震儀器采用的是Grulap強(qiáng)震儀。

為了定量評(píng)估高頻GPS接收機(jī)得到的位移信號(hào)隨震中距的衰減情況，2014年6月16日在南靖試驗(yàn)場(chǎng)按照距離遠(yuǎn)近一共布設(shè)了8臺(tái)（套）NetR9 GPS接收機(jī)，臺(tái)站布局如圖1a，其中黃色線(xiàn)段為炮點(diǎn)，紅色圓圈為GPS點(diǎn)，7號(hào)點(diǎn)并址布設(shè)MEMS強(qiáng)震儀和Grulap強(qiáng)震儀。各點(diǎn)離炮點(diǎn)的距離為：1號(hào)點(diǎn)約5 m，2、3號(hào)點(diǎn)約13 m，4、5號(hào)點(diǎn)約20 m，6號(hào)點(diǎn)約25 m，7號(hào)點(diǎn)約50 m，8號(hào)點(diǎn)約100 m。為了進(jìn)一步驗(yàn)證高頻GPS確實(shí)能夠捕捉到近場(chǎng)爆破引起的地殼振動(dòng)信號(hào)，2014年6月23日在漳州華安實(shí)施人工爆破前，在爆破點(diǎn)附近布置了3臺(tái)NetR9 GPS接收機(jī)，點(diǎn)位分布圖如圖1b所示，其中黃色線(xiàn)段為炮點(diǎn)，紅色圓圈為GPS點(diǎn)，粉紅色為MEMS強(qiáng)震儀和Grulap強(qiáng)震儀位置，由于觀測(cè)條件比較復(fù)雜，考慮儀器安全，沒(méi)有進(jìn)行嚴(yán)格的并址觀測(cè)，但是兩者的距離都很近。各點(diǎn)離炮點(diǎn)

1.2 GPS數(shù)據(jù)處理方法

為了獲取高采樣率高精度的結(jié)果，本文采用短基線(xiàn)差分處理模式，選擇離炮點(diǎn)最近的福建GNSS基準(zhǔn)站（>30 km）為參考站，由于爆破源的能量衰減得非?？?，在參考站附近由于爆破源引起的位移基本為零。利用動(dòng)態(tài)歷元差分方法對(duì)1～8號(hào)點(diǎn)的50 Hz高頻GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行解算，所采用的軟件為GAMIT/GLOBK程序中的track模塊（King，Bock，2002）。

為了探究實(shí)時(shí)高頻GPS解算結(jié)果的可靠性，采用IGS快速預(yù)報(bào)星歷來(lái)進(jìn)行準(zhǔn)實(shí)時(shí)解算，采用事后精密星歷進(jìn)行事后精密解算。解算結(jié)果如圖2所示，選取南靖1號(hào)點(diǎn)的高程方向的結(jié)果進(jìn)行展示，圖中紅色實(shí)線(xiàn)表示采用事后精密星歷處理的結(jié)果，而藍(lán)色虛線(xiàn)表示采用快速預(yù)報(bào)星歷處理的結(jié)果，不難看出，兩者吻合得非常好。因此，高頻GPS差分單歷元解在采用快速預(yù)報(bào)星歷與事后精密星歷得到的結(jié)果基本一致，這也說(shuō)明采用快速預(yù)報(bào)星歷進(jìn)行高頻GPS實(shí)時(shí)解算結(jié)果的可靠性。

由于GPS測(cè)量所受的干擾信號(hào)源比較復(fù)雜，為了獲取更準(zhǔn)確的時(shí)間信號(hào)信息，對(duì)解算結(jié)果進(jìn)行帶通濾波來(lái)去掉不需要的噪聲信號(hào)。為了能準(zhǔn)確地進(jìn)行噪聲濾波，首先對(duì)原始的觀測(cè)記錄進(jìn)行頻譜分析，找出爆破信號(hào)所集中的頻率范圍，然后再基于這個(gè)頻率范圍對(duì)原始結(jié)果進(jìn)行帶通濾波來(lái)消除其他噪聲信號(hào)。

如圖3所示，對(duì)離爆破點(diǎn)最近的1號(hào)點(diǎn)的高程方向原始信號(hào)進(jìn)行頻譜分析，藍(lán)色、紫色和綠色分別為爆破前、爆破時(shí)和爆破后的信號(hào)頻譜曲線(xiàn)。不難發(fā)現(xiàn)，高頻GPS接收到的由爆破激發(fā)的地殼介質(zhì)震動(dòng)能量主要集中在0.2～2 Hz，2 Hz以后信號(hào)的能量與震前、震后噪聲基本疊加一致，因此，將對(duì)所有的觀測(cè)數(shù)據(jù)以0.2～2 Hz頻帶范圍進(jìn)行帶通濾波來(lái)獲取更好的信號(hào)信息。

2 數(shù)據(jù)結(jié)果及討論

通過(guò)以上的觀測(cè)，分別得到了南靖和華安2個(gè)區(qū)域多個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的記錄并對(duì)其進(jìn)行分析，從而定量給出超高頻GPS接收能力的評(píng)估。

2.1 南靖區(qū)域高頻GPS實(shí)驗(yàn)結(jié)果

南靖1號(hào)點(diǎn)布置在山體的石壁上，離炮點(diǎn)很近，其結(jié)果如圖4所示，可以看出南北和東西向的位移不明顯，高程向的位移很明顯，接近60 mm，圖中虛線(xiàn)是噪聲水平線(xiàn)，東西和南北方向?yàn)? mm，高程向?yàn)?0 mm。對(duì)1號(hào)點(diǎn)高程向位移進(jìn)行詳細(xì)分析如圖5所示，可以發(fā)現(xiàn)高程位移從14 s開(kāi)始有一個(gè)脈沖，與并址布置的簡(jiǎn)易強(qiáng)震儀和Guralp高精度強(qiáng)震儀捕捉到的波形時(shí)間點(diǎn)是能夠?qū)?yīng)的， 簡(jiǎn)易強(qiáng)震儀和Guralp高精度強(qiáng)震儀的記錄數(shù)據(jù)如圖6所示，其中SM-104和SM-58為兩臺(tái)簡(jiǎn)易強(qiáng)震儀，Guralp-104為高精度強(qiáng)震儀。

通過(guò)對(duì)其他點(diǎn)的處理結(jié)果我們可以發(fā)現(xiàn)，3～5號(hào)點(diǎn)的位移波形在1時(shí)10分14秒都有所反應(yīng)，有的水平向比較明顯，有的高程向比較明顯，如圖7～8

2.2 華安區(qū)域高頻GPS實(shí)驗(yàn)結(jié)果

采用南靖試驗(yàn)相同的數(shù)據(jù)處理方式對(duì)華安地區(qū)的高頻GPS觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行了分析，同時(shí)，也對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行0.2～2 Hz頻帶范圍的帶通濾波。從華安1號(hào)點(diǎn)和2號(hào)點(diǎn)的處理結(jié)果圖中可以看到，起爆點(diǎn)的時(shí)間大概為1時(shí)00分17秒（圖9～10），與強(qiáng)震儀加速度波形捕捉到的起爆時(shí)刻是能夠?qū)?yīng)的（圖13～14），1號(hào)點(diǎn)振動(dòng)時(shí)間比較長(zhǎng)，持續(xù)了近4 s，幅度南北向達(dá)到了12 mm，高程向接近16 mm。而從2號(hào)點(diǎn)的南北向位移更明顯接近16 mm，高程向位移達(dá)到了14 mm，對(duì)2號(hào)點(diǎn)的南北位移進(jìn)行了放大（圖11），從圖11中可以很明顯地看出高頻GPS確實(shí)捕捉到了爆破瞬間的波形（17～20 s），而3號(hào)點(diǎn)的處理結(jié)果并不明顯（圖12），

3 結(jié)論

本文利用2014年6月福建省地震局進(jìn)行的人 工爆破實(shí)驗(yàn)獲得的50 Hz超高頻GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)，并采用快速預(yù)報(bào)星歷以及事后精密星歷，對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)分別進(jìn)行準(zhǔn)實(shí)時(shí)和事后精密處理。通過(guò)近場(chǎng)的2次人工爆破高頻GPS實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析，結(jié)果表明：

（1）高頻GPS在差分處理模式下，其水平向噪聲大致為5 mm，垂直向大致為10 mm，如果地殼的振動(dòng)幅度超過(guò)高頻GPS噪聲水平，高頻GPS 能夠捕捉到近場(chǎng)地震引起的位移信號(hào)。

（2）高頻GPS差分單歷元解在采用快速預(yù)報(bào)星歷與事后精密星歷得到的結(jié)果基本一致，這也說(shuō)明采用快速預(yù)報(bào)星歷進(jìn)行高頻GPS實(shí)時(shí)解算的結(jié)果的可靠性。

綜合高頻GPS的監(jiān)測(cè)能力，以及其基線(xiàn)漂移小，觀測(cè)穩(wěn)定的特點(diǎn)，高頻GPS記錄可以作為有效的“地震位移計(jì)”，對(duì)以記錄速度和加速度的地震儀起到很重要的補(bǔ)充作用，使得“GPS地震學(xué)”這一交叉學(xué)科具有很好的發(fā)展前景。特別是近場(chǎng) 強(qiáng)震儀由于地表傾斜的原因，其得到的水平向加速度通常都帶有地表傾斜的特征，從而導(dǎo)致積分后得到的位移出現(xiàn)嚴(yán)重的基線(xiàn)漂移，這給利用強(qiáng)震儀信號(hào)研究地震震源性質(zhì)產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。相比而言，高頻GPS由于記錄的本身就是位移信號(hào)，因此，基線(xiàn)漂移比較小。如果將高頻GPS和強(qiáng)震 儀進(jìn)行并址觀測(cè)，采用高頻GPS校正強(qiáng)震儀信號(hào)的基線(xiàn)，那么就能夠得到無(wú)基線(xiàn)漂移的地表位移情況。另外，高頻GPS通常能夠接收到低頻甚至靜態(tài)位移信息，而強(qiáng)震儀的記錄則對(duì)高頻信號(hào)敏感。兩者之間存在明顯的互補(bǔ)性。綜合兩者的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)行聯(lián)合觀測(cè)，就能夠得到無(wú)基線(xiàn)漂移的寬 頻帶地震信息，從而大大提高對(duì)于地震震源性質(zhì)的研究。另外，高頻GPS數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理結(jié)果，結(jié)合烈度計(jì)的記錄，將能夠在很大程度上提高地震烈度速報(bào)與地震預(yù)警的能力。因此，高頻GPS將能夠在未來(lái)的地震研究、地震預(yù)警方面發(fā)揮重要的作用。

感謝中國(guó)科學(xué)院測(cè)量與地球物理研究所的鄭勇研究員、李軍副研究員在本工作中的指導(dǎo)和幫助。

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篇2

關(guān)鍵詞：微機(jī)原理與接口技術(shù)；遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：P315.69 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2013）24-0193-03

一、概述

公共課《微機(jī)原理與接口技術(shù)》是面向高等院校工科學(xué)生開(kāi)設(shè)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)核心課程之一，是培養(yǎng)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)技術(shù)與本專(zhuān)業(yè)技術(shù)相結(jié)合，解決實(shí)際工程問(wèn)題的重要課程?！段C(jī)原理與接口技術(shù)》課程內(nèi)容龐雜，對(duì)先修知識(shí)要求較多，軟硬件內(nèi)容結(jié)合緊密，學(xué)習(xí)難度大，因此實(shí)驗(yàn)教學(xué)尤為重要。但實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)少、實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足。機(jī)電類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生要求通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，了解微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)基本組成、工作原理，掌握接口電路的基本設(shè)計(jì)方法，具備使用匯編語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的能力，學(xué)會(huì)通過(guò)軟件控制硬件的方法。實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)本課程的教學(xué)效果、檢驗(yàn)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力具有重要作用。實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)教學(xué)強(qiáng)度對(duì)實(shí)現(xiàn)本課程的教學(xué)目標(biāo)非常重要。計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)公共課普遍存在開(kāi)課學(xué)生人數(shù)多，教師與實(shí)驗(yàn)室及實(shí)驗(yàn)設(shè)備相對(duì)少，實(shí)驗(yàn)課排課困難，學(xué)生實(shí)驗(yàn)不方便等問(wèn)題。基于校園網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)對(duì)解決這些問(wèn)題、，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率提供了新方向，網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)奠定了遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的基礎(chǔ)，虛擬軟件等新技術(shù)加快了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的步伐。基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)具有以下特點(diǎn)。

1.學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)課程受到的時(shí)間、空間上的制約減小，可隨時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)登錄實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放程度、使用效率大為提高，實(shí)驗(yàn)資源配置更靈活。

2.提高實(shí)驗(yàn)設(shè)備的完好率。學(xué)生直接對(duì)設(shè)備的操作減少了，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)設(shè)備的損壞幾率降低，人員和設(shè)備的安全性提高。在實(shí)驗(yàn)中軟件的作用增加，使設(shè)備更新，尤其是大量同類(lèi)設(shè)備的更新成本降低。

3.實(shí)驗(yàn)更方便。學(xué)生直接面對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，會(huì)提高學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)的積極性。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境實(shí)驗(yàn)平臺(tái)使做實(shí)驗(yàn)更方便，而且平臺(tái)本身就是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力的重要工具。

4.實(shí)驗(yàn)課教師的工作效率提高。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境實(shí)驗(yàn)平臺(tái)使教師可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交互指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程、解答問(wèn)題及處理實(shí)驗(yàn)報(bào)告等工作。

5.網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)環(huán)境是虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境。虛擬實(shí)驗(yàn)是通過(guò)音視頻獲得實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。在實(shí)環(huán)境中做實(shí)驗(yàn)獲得的實(shí)際感觀、體驗(yàn)及對(duì)元器件及人身安全注意事項(xiàng)，在虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境中學(xué)生同樣能感受到。教師面對(duì)面指導(dǎo)的“身教”缺失，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交互彌補(bǔ)。

6.遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)管理上既提供了方便的條件，同時(shí)也增加了新的問(wèn)題。如實(shí)驗(yàn)過(guò)程及提交的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性，實(shí)驗(yàn)環(huán)境的公平性（網(wǎng)絡(luò)、機(jī)器、軟件等），實(shí)驗(yàn)持續(xù)時(shí)間限制等問(wèn)題，也是必須考慮的。根據(jù)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)的這些特點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，一方面積極開(kāi)發(fā)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，充分利用遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，解決學(xué)生人數(shù)多、對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)室需求量大、提高實(shí)驗(yàn)資源使用效率等問(wèn)題，同時(shí)采用遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)相結(jié)合方式，避免或降低不利因素。學(xué)生完成的實(shí)驗(yàn)中必須有一定數(shù)量的實(shí)驗(yàn)在實(shí)際實(shí)驗(yàn)室完成。

二、平臺(tái)基本結(jié)構(gòu)

《微機(jī)原理與接口技術(shù)》遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)結(jié)構(gòu)如圖1。其中，遠(yuǎn)程用戶(hù)端包括學(xué)生用戶(hù)和輔導(dǎo)教師用戶(hù)，通過(guò)校園網(wǎng)連接到實(shí)驗(yàn)室服務(wù)器；實(shí)驗(yàn)室服務(wù)器負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)臺(tái)及用戶(hù)的管理；實(shí)驗(yàn)臺(tái)由一臺(tái)微機(jī)與“偉福Lab8000仿真實(shí)驗(yàn)臺(tái)”構(gòu)成，它是完成實(shí)驗(yàn)的實(shí)體。按實(shí)驗(yàn)要求，在學(xué)生做實(shí)驗(yàn)之前必須按照標(biāo)準(zhǔn)配置接好“偉福Lab8000仿真實(shí)驗(yàn)臺(tái)”的硬件連線(xiàn)。

三、軟件結(jié)構(gòu)及實(shí)現(xiàn)技術(shù)

整個(gè)系統(tǒng)的軟件，包括客戶(hù)端軟件、實(shí)驗(yàn)室服務(wù)器軟件及實(shí)驗(yàn)臺(tái)軟件等部分。根據(jù)功能需求，客戶(hù)端軟件包括登陸選擇實(shí)驗(yàn)臺(tái)及管理軟件，與實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師的交互支持軟件，“偉福Lab8000仿真實(shí)驗(yàn)臺(tái)”實(shí)驗(yàn)及調(diào)試軟件。實(shí)驗(yàn)臺(tái)安裝一般單機(jī)實(shí)驗(yàn)的所有軟件，可支持本地的單機(jī)實(shí)驗(yàn)。為支持遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)需增加相應(yīng)軟件并聯(lián)網(wǎng)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)室服務(wù)器連接到校園網(wǎng)絡(luò)上。軟件結(jié)構(gòu)如圖2。其中，實(shí)驗(yàn)控制程序編輯編譯，程序下載及系統(tǒng)狀態(tài)上傳，控制執(zhí)行及調(diào)試與單機(jī)試驗(yàn)系統(tǒng)是一樣的。上面兩層完成遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)的支持。

實(shí)驗(yàn)時(shí)首先登錄實(shí)驗(yàn)室并選定實(shí)驗(yàn)臺(tái)。對(duì)于單機(jī)環(huán)境下不需硬件仿真器的實(shí)驗(yàn)，可直接在本地完成，只需通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲得實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)和提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。對(duì)需要硬件環(huán)境的實(shí)驗(yàn)，在客戶(hù)機(jī)上有一個(gè)顯示“偉福Lab8000仿真實(shí)驗(yàn)臺(tái)”實(shí)物的虛擬設(shè)備，可以在其上進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)的硬件接線(xiàn)（如同實(shí)際使用仿真臺(tái)的過(guò)程一樣），；學(xué)生給出的連接狀態(tài)被記錄，然后將記錄發(fā)往遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)室。遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)臺(tái)接到客戶(hù)端連線(xiàn)狀態(tài)表后，進(jìn)行連線(xiàn)映像轉(zhuǎn)換，以使得硬件系統(tǒng)表現(xiàn)出的狀態(tài)與實(shí)驗(yàn)者設(shè)計(jì)的狀態(tài)一致。對(duì)于只有一種連接方式的實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)臺(tái)已按此鏈接），如果用戶(hù)發(fā)來(lái)的連線(xiàn)表正確，則進(jìn)行后續(xù)的軟件調(diào)試及運(yùn)行實(shí)驗(yàn)。如果不正確則反饋硬件連接錯(cuò)誤信息，提示用戶(hù)重新設(shè)計(jì)硬件，如“D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)”。一旦建立了正確的硬件連接，客戶(hù)端就可以發(fā)送軟件直接控制仿真實(shí)驗(yàn)臺(tái)運(yùn)行，運(yùn)行結(jié)果可以通過(guò)實(shí)時(shí)圖像反饋給用戶(hù)。對(duì)于可能出現(xiàn)的多種硬件連接的實(shí)驗(yàn)，或需要實(shí)驗(yàn)幾種不同硬件連接的情況，在實(shí)驗(yàn)臺(tái)服務(wù)器端接到客戶(hù)端發(fā)來(lái)的連接關(guān)系后，把這些連接與實(shí)驗(yàn)臺(tái)實(shí)際連接進(jìn)行對(duì)比，并產(chǎn)生能出現(xiàn)客戶(hù)端定義的連接效果的映像關(guān)系，軟件運(yùn)行時(shí)按照這個(gè)映像關(guān)系控制實(shí)驗(yàn)臺(tái)。如“步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)”，用8255控制的標(biāo)準(zhǔn)硬件連線(xiàn)接法如圖3。如果遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)客戶(hù)端給出的連接關(guān)系為表1，并按此編程，則在實(shí)驗(yàn)臺(tái)服務(wù)器端收到這個(gè)表后，做表2所示的變換。按照這個(gè)關(guān)系，用服務(wù)器端引腳名字替換客戶(hù)端相應(yīng)引腳，編譯連接后下載運(yùn)行。

為了方便在實(shí)驗(yàn)臺(tái)服務(wù)器端完成這個(gè)替換，客戶(hù)端編程要求在頭文件中定義硬件連接關(guān)系（C語(yǔ)言），或使用等值定義語(yǔ)句在程序頭部分定義連接關(guān)系，如：

A EQU PA.i

B EQU Pa.j

C EQU PA.k

D EQU PA.l

按照以上處理后，如果客戶(hù)端的硬件連接與軟件程序相對(duì)應(yīng)并正確的話(huà)，就可以得到預(yù)估的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)象可以通過(guò)視頻反饋到客戶(hù)端。遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)的結(jié)果評(píng)測(cè)采用兩種方式，一是在遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)客戶(hù)認(rèn)為完成實(shí)驗(yàn)時(shí)，向?qū)嶒?yàn)室指導(dǎo)教師發(fā)送請(qǐng)求，指導(dǎo)教師可以到相應(yīng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)在線(xiàn)觀測(cè)現(xiàn)象，并記錄，與提交的報(bào)告一起作為實(shí)驗(yàn)評(píng)測(cè)依據(jù)。另一方式是提交報(bào)告中包含實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象視頻記錄，提交后教師可以離線(xiàn)根據(jù)提交的材料評(píng)測(cè)實(shí)驗(yàn)成績(jī)。至于實(shí)驗(yàn)過(guò)程的指導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的提交及管理、通信層功能等與一般網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理系統(tǒng)相同，采用相同的技術(shù)方法實(shí)現(xiàn)，不再贅述。

四、總結(jié)

根據(jù)《微機(jī)原理與接口技術(shù)》公共課實(shí)驗(yàn)教學(xué)需求的特點(diǎn)，利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)提供的通信及遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)功能，構(gòu)建可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的平臺(tái)，對(duì)于解決《微機(jī)原理與接口技術(shù)》公共課實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的一些問(wèn)題、提高教學(xué)效率是一個(gè)有效手段。本文提出了一個(gè)基于遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)技術(shù)的《微機(jī)原理與接口技術(shù)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案，設(shè)計(jì)了一個(gè)《微機(jī)原理與接口技術(shù)》遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，給出了平臺(tái)的軟硬件基本結(jié)構(gòu)，及對(duì)于硬件接口實(shí)驗(yàn)的遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)技術(shù)。對(duì)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析，提出了一個(gè)虛實(shí)結(jié)合的實(shí)際教學(xué)方法，對(duì)實(shí)驗(yàn)評(píng)測(cè)的方法進(jìn)行了探討。

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及物理實(shí)驗(yàn)平臺(tái)性能的提高，遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)也越來(lái)越完善?！段C(jī)原理與接口技術(shù)》實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)是軟硬件結(jié)合，遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)中硬件部分實(shí)驗(yàn)是較難實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作的。在《微機(jī)原理與接口技術(shù)》遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)技術(shù)中，如何提高硬件有關(guān)的遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)效果，是進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)平臺(tái)性能的關(guān)鍵。

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篇3

關(guān)鍵詞： 微機(jī)原理與接口技術(shù) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 教學(xué)方法 教學(xué)改革

《微機(jī)原理與接口》是我院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、電子信息工程、電氣工程、機(jī)械電子工程等多個(gè)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，它是一門(mén)實(shí)用性和動(dòng)手性很強(qiáng)的計(jì)算機(jī)硬件類(lèi)課程。在以往的教學(xué)中，微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)以教師講課為主，學(xué)生以驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)為主，無(wú)法提高學(xué)生在該課程實(shí)驗(yàn)的積極性和創(chuàng)造性，造成學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維能力下降。

我院結(jié)合自身的實(shí)際情況，對(duì)微機(jī)原理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了改革，逐漸探索并總結(jié)出了一種獨(dú)特的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法及手段，并取得了良好的效果。

1.改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)化學(xué)生能力的培養(yǎng)

《微機(jī)原理與接口》課程是實(shí)踐性很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，設(shè)置本課程的目的是使學(xué)生從理論和實(shí)踐上掌握微型計(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)，建立微機(jī)系統(tǒng)整體概念，使學(xué)生具有運(yùn)用現(xiàn)代微機(jī)技術(shù)進(jìn)行軟、硬件開(kāi)發(fā)的初步能力。精心選擇和更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，本著將驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合的原則編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)教材。我校根據(jù)各專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)和理論教學(xué)的情況，將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分成3個(gè)層次。

（1）基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)

緊跟理論教學(xué)進(jìn)程，以單元實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)軟硬件工作原理及常用接口芯片的功能和使用方法。在內(nèi)容上主要安排了一些驗(yàn)證性和簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。比如流水燈顯示實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)8255A芯片實(shí)現(xiàn)LED燈的流水顯示，從而使學(xué)生了解和掌握8255A芯片的編程方法。在此基礎(chǔ)上，可讓學(xué)生進(jìn)一步設(shè)計(jì)一些簡(jiǎn)單的功能，如8255A芯片的選通輸入/輸出方式及雙向輸入/輸出方式操作，從而鞏固學(xué)生對(duì)8255A芯片的理解。其它還有接口電路譯碼、中斷、串行接口、A/D和D/A轉(zhuǎn)換等實(shí)驗(yàn)，通過(guò)這些基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生加深了對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。

（2）設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

在較好地完成基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，開(kāi)展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是指教師給定實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)要求，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和編寫(xiě)程序，并最終實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。比如在學(xué)生完成8255A并行接口實(shí)驗(yàn)和8259A中斷控制器實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)通過(guò)中斷來(lái)控制8255A的輸入和輸出。要實(shí)現(xiàn)這樣的功能必須將8255A并行接口芯片和8259A中斷控制器芯片組合使用，讓學(xué)生自行搭建線(xiàn)路并編寫(xiě)相應(yīng)的程序。這樣既能鞏固學(xué)生前面所學(xué)的知識(shí)，又可以培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立設(shè)計(jì)能力。

（3）綜合性實(shí)驗(yàn)

綜合性實(shí)驗(yàn)的目的是要將學(xué)生學(xué)過(guò)的主要功能部件有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，形成一個(gè)有意義的整體，使學(xué)生掌握微機(jī)系統(tǒng)整合的基本方法。該類(lèi)實(shí)驗(yàn)一般較復(fù)雜，也比較難實(shí)現(xiàn)，因此我院將該類(lèi)實(shí)驗(yàn)安排在課程設(shè)計(jì)階段。綜合性實(shí)驗(yàn)是由教師給出實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，學(xué)生根據(jù)所掌握的知識(shí)，通過(guò)不同的方法和不同的途徑來(lái)完成實(shí)驗(yàn)。例如溫度監(jiān)控系統(tǒng)、交通燈控制系統(tǒng)等。通過(guò)這類(lèi)綜合性實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚴沟脤W(xué)生對(duì)微機(jī)原理與接口這門(mén)課程有一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)。

在綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生必須運(yùn)用自己掌握的知識(shí)進(jìn)行分析和探討，學(xué)習(xí)主動(dòng)、目的明確，通過(guò)不同的途徑和方法來(lái)達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模欣趧?chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2.教學(xué)方法的改革

實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整要求實(shí)驗(yàn)教學(xué)與指導(dǎo)方法也要相應(yīng)地進(jìn)行調(diào)整。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)大體上都是“課堂預(yù)習(xí)―課堂實(shí)驗(yàn)―課后完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告”的模式，在這樣的模式中教師始終處于主導(dǎo)地位，學(xué)生總是按教師的指導(dǎo)或?qū)嶒?yàn)指導(dǎo)書(shū)走，機(jī)械地照搬實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)上的連線(xiàn)圖和程序，這樣無(wú)法發(fā)揮學(xué)生的想象力和主觀能動(dòng)性。

本人的實(shí)際教學(xué)中，采用了“精講―示例―設(shè)問(wèn)―點(diǎn)撥”的教學(xué)方法，發(fā)現(xiàn)效果良好。精講就是在實(shí)驗(yàn)前教師要充分給學(xué)生講清楚實(shí)驗(yàn)的相關(guān)知識(shí)，讓學(xué)生心中有數(shù)；示例就是針對(duì)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)該怎么走，盡量減少走彎路的現(xiàn)象；設(shè)問(wèn)就是要引導(dǎo)學(xué)生提出問(wèn)題、分析問(wèn)題，最終解決問(wèn)題，增強(qiáng)學(xué)生的好奇心；點(diǎn)撥就是針對(duì)不同的學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中提出的問(wèn)題及暴露的問(wèn)題，給出必要的提示。這四個(gè)環(huán)節(jié)是緊密相連的，它改變了原來(lái)學(xué)生完成任務(wù)了事的被動(dòng)模式，通過(guò)系統(tǒng)而有計(jì)劃的實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)了學(xué)生的原創(chuàng)力。

3.提供先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，提高實(shí)驗(yàn)效率

提供先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革成功的保證。我院于2007年購(gòu)買(mǎi)了西安唐都科教儀器有限公司的TD-PITC32位微機(jī)原理與接口教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)40套，它是基于PCI總線(xiàn)擴(kuò)展的32位微機(jī)原理與接口教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，通過(guò)PCI總線(xiàn)擴(kuò)展卡將32位PCI擴(kuò)展總線(xiàn)連接到實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，通過(guò)邏輯電路轉(zhuǎn)換為準(zhǔn)32位系統(tǒng)總線(xiàn)，可以完成32位微機(jī)原理、32位微機(jī)接口技術(shù)、PCI總線(xiàn)技術(shù)與Windows下驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。在具體開(kāi)展實(shí)驗(yàn)課時(shí)，我院實(shí)行小班制，即40人為一班，保證每人一臺(tái)實(shí)驗(yàn)設(shè)備。良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境既增加了學(xué)生鍛煉的機(jī)會(huì)，同時(shí)也培養(yǎng)了他們獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。

4.改進(jìn)考核方式，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性

考核方式是教學(xué)過(guò)程中一個(gè)重要輔助手段，發(fā)揮考核方式的導(dǎo)向和監(jiān)督作用是保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)順利進(jìn)行的有力保證。為了調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，讓學(xué)生重視微機(jī)原理與接口實(shí)驗(yàn)課，我院將考核方式作了相應(yīng)改進(jìn)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，由指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面考核，按5分制（優(yōu)、良、中、及格、不及格）評(píng)定成績(jī)。評(píng)分依據(jù)包括以下幾個(gè)方面：

（1）平時(shí)成績(jī)。包括平時(shí)考勤、遵守紀(jì)律、學(xué)習(xí)中的工作態(tài)度、預(yù)習(xí)情況、實(shí)驗(yàn)程序的編寫(xiě)情況、提問(wèn)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成等。

（2）考試成績(jī)。包括完成依次隨機(jī)抽取的實(shí)驗(yàn)的操作能力、完成能力、完成結(jié)果及總結(jié)報(bào)告等。

（3）實(shí)驗(yàn)總成績(jī)。70%平時(shí)成績(jī)+30%實(shí)驗(yàn)考試成績(jī)。

其他注意事項(xiàng)：教師要把關(guān)，確認(rèn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果確實(shí)是由實(shí)驗(yàn)者做出的。對(duì)弄虛作假者給予不及格的成績(jī)。

5.提供開(kāi)放式的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，增加學(xué)生實(shí)踐機(jī)會(huì)

良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境不僅要滿(mǎn)足課內(nèi)教學(xué)的需要，還要為一些優(yōu)等生進(jìn)一步學(xué)習(xí)提供方便。因此，我院實(shí)行開(kāi)放性的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，每周實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放3天，并且配備專(zhuān)業(yè)教師值班。建立開(kāi)放性的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，包括教學(xué)時(shí)間開(kāi)放、教學(xué)內(nèi)容開(kāi)放、實(shí)驗(yàn)元器件開(kāi)放。在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式下，學(xué)生被教師限制在多個(gè)限定條件下，不能發(fā)揮自己的才能和創(chuàng)造性。我院允許學(xué)生結(jié)合課程學(xué)習(xí)和自己的時(shí)間安排，根據(jù)自己的興趣提出實(shí)驗(yàn)題目和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，并可在一個(gè)較寬松的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中完成。教師積極鼓勵(lì)學(xué)生大膽提出自己的思路和實(shí)驗(yàn)構(gòu)想，盡力創(chuàng)造條件引導(dǎo)和支持他們開(kāi)展有意義的實(shí)驗(yàn)研究，對(duì)于學(xué)生創(chuàng)造性的實(shí)驗(yàn)成果給予獎(jiǎng)勵(lì)。設(shè)置這樣的實(shí)驗(yàn)環(huán)境和條件，有利于培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的意識(shí)和創(chuàng)造能力。

6.結(jié)語(yǔ)

高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，掌握科學(xué)的方法和培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度至關(guān)重要。只有不斷總結(jié)實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，改善實(shí)驗(yàn)環(huán)境，探索實(shí)驗(yàn)教學(xué)新方法，提高自身業(yè)務(wù)素質(zhì)與管理水平，才能培養(yǎng)出滿(mǎn)足社會(huì)需求的高素質(zhì)的人才來(lái)。

參考文獻(xiàn)：

［1］張紅云.微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討［J］.廣西大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2007.6.

［2］路來(lái)智.關(guān)于微機(jī)原理與接口實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探究［J］.計(jì)算機(jī)教育，2007.8.

［3］蔡知端.《微機(jī)原理及應(yīng)用》教學(xué)創(chuàng)新探討［J］.攀枝花學(xué)院學(xué)報(bào)，2005.2.22，（1）.

篇4

關(guān)鍵詞:接口技術(shù);課程改革;硬件教學(xué)

“接口技術(shù)”是計(jì)算機(jī)應(yīng)用專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)任選課。在學(xué)習(xí)“接口技術(shù)”課程時(shí),需要有較多的硬件基礎(chǔ)知識(shí),在芯片級(jí)上理解微機(jī)的工作原理,還要較為熟練地掌握匯編語(yǔ)言對(duì)硬件的編程使用方法,這樣才能夠很好地學(xué)習(xí)和掌握接口芯片的工作原理,并理解接口技術(shù)在計(jì)算機(jī)中的實(shí)際應(yīng)用狀況。[1]

計(jì)算機(jī)應(yīng)用專(zhuān)業(yè)的學(xué)生通常學(xué)習(xí)的重心會(huì)傾向于編程語(yǔ)言、軟件設(shè)計(jì)等課程,對(duì)偏向硬件的“接口技術(shù)”課程,學(xué)生要想真正地學(xué)習(xí)和掌握好是有相當(dāng)難度的。在很多時(shí)候,他們完成該課程的學(xué)習(xí)只是為了應(yīng)付考試拿到學(xué)分,對(duì)于接口技術(shù)的應(yīng)用,甚至是接口技術(shù)的基本概念都是模糊不清的。

1現(xiàn)狀分析

筆者根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)分析,導(dǎo)致計(jì)算機(jī)應(yīng)用專(zhuān)業(yè)“接口技術(shù)”課程教學(xué)效果不良的原因大致可以歸為以下幾個(gè)。

1.1課程本身枯燥難學(xué)

“接口技術(shù)”屬于偏硬件類(lèi)課程,綜合了應(yīng)用微機(jī)原理、匯編語(yǔ)言、接口技術(shù)及數(shù)字電路等知識(shí),涉及到中斷、定時(shí)計(jì)數(shù),串/并行通信、模-數(shù)/數(shù)-模轉(zhuǎn)換等芯片的結(jié)構(gòu)和原理,覆蓋的知識(shí)面較廣,對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟硬件結(jié)合技術(shù)要求較高[2]。對(duì)大多數(shù)計(jì)算機(jī)應(yīng)用專(zhuān)業(yè)的同學(xué)而言,這門(mén)課程的內(nèi)容抽象、枯燥乏味、不易學(xué)習(xí),從而容易導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣下降,主動(dòng)性差等問(wèn)題。

1.2硬件基礎(chǔ)及匯編語(yǔ)言的基礎(chǔ)較差

“接口技術(shù)”對(duì)學(xué)生的硬件基礎(chǔ)要求較高,要完全理解計(jì)算機(jī)的基本工作原理以及計(jì)算機(jī)各部件的基本結(jié)構(gòu)和聯(lián)系。該課程中若要進(jìn)入實(shí)用階段,則必須使用匯編語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行編程,而匯編語(yǔ)言是一種面向硬件的低級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言,沒(méi)有相當(dāng)?shù)挠布A(chǔ)也很難學(xué)習(xí)和掌握。

計(jì)算機(jī)應(yīng)用專(zhuān)業(yè)的學(xué)生在大學(xué)四年中主要學(xué)習(xí)的課程都是偏向于軟件設(shè)計(jì)的,對(duì)于微機(jī)的硬件工作原理方面內(nèi)容存在著一定的偏見(jiàn),相應(yīng)接觸也較少,理解起來(lái)更為困難,且大多數(shù)學(xué)生很難順利地使用匯編語(yǔ)言完成一定的代碼編寫(xiě)任務(wù),這樣一來(lái)匯編語(yǔ)言的基礎(chǔ)也是影響學(xué)生學(xué)習(xí)這門(mén)課程的一個(gè)關(guān)鍵。

1.3學(xué)生認(rèn)識(shí)上的忽視

在計(jì)算機(jī)應(yīng)用專(zhuān)業(yè)的教學(xué)計(jì)劃上,“接口技術(shù)”課程是學(xué)生在大四上學(xué)期的一門(mén)專(zhuān)業(yè)任選課。目前的課程教學(xué)中,講解的側(cè)重點(diǎn)在常見(jiàn)接口芯片的原理與結(jié)構(gòu),以及一些普通的應(yīng)用。這些內(nèi)容看似與計(jì)算機(jī)應(yīng)用專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)聯(lián)系不夠緊密,再加上課程中零

作者簡(jiǎn)介:毋琳(1978-),女,河南焦作人,講師,碩士,研究方向?yàn)槿斯ぶ悄?秦勉(1980-),女,河南開(kāi)封人,助教,研究方向?yàn)橥ㄐ判盘?hào)處理;呂超(1978-),男,山東萊蕪人,工程師,研究方向?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)工程。

碎的知識(shí)點(diǎn)較多,學(xué)生為了應(yīng)付考試只是簡(jiǎn)單地死記硬背相關(guān)知識(shí),而忽視了對(duì)知識(shí)的理解,從而嚴(yán)重影響教學(xué)效果。

處于這個(gè)時(shí)期的學(xué)生,大多數(shù)都在為考研、找工作等將來(lái)的去向和前途問(wèn)題忙得團(tuán)團(tuán)轉(zhuǎn),對(duì)專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)自然有些分心。該課程具有的難度,對(duì)熱衷于軟件編程的計(jì)算機(jī)應(yīng)用專(zhuān)業(yè)學(xué)生來(lái)說(shuō),無(wú)論教師在課堂上如何強(qiáng)調(diào)課程的重要性,很自然地就會(huì)形成“只為了拿學(xué)分,以后也無(wú)用”的錯(cuò)誤觀念。有了這樣的內(nèi)因主導(dǎo),學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)也就理所當(dāng)然地不太用心,應(yīng)付了事。

1.4實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置及設(shè)備的問(wèn)題

“接口技術(shù)”是一門(mén)實(shí)踐性和應(yīng)用性都很強(qiáng)的課程,許多知識(shí)只有通過(guò)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)才能真正的理解。在教學(xué)計(jì)劃中,除了理論教學(xué)外,還要安排適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)教學(xué),以強(qiáng)化教學(xué)效果。

接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)中,目前采用的是Intel 8088系列的16位箱式實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)提供了多種接口芯片的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),其ROM中固化有與每個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)的匯編實(shí)驗(yàn)程序,軟件系統(tǒng)中還配備有詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟等指導(dǎo)性?xún)?nèi)容。學(xué)生在完成這些實(shí)驗(yàn)時(shí),直接按照指導(dǎo)說(shuō)明,連接各種線(xiàn)路,調(diào)用固化程序運(yùn)行,觀察結(jié)果寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告即可。[3]

以上的實(shí)驗(yàn)方法固然可以使學(xué)生很容易地驗(yàn)證理論課上所學(xué)的知識(shí),但由于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中仍然是一個(gè)按部就班的被動(dòng)者,需要他們自己動(dòng)手設(shè)計(jì)的內(nèi)容是少之又少,這樣的實(shí)驗(yàn)課缺乏最重要的自主創(chuàng)新環(huán)節(jié),也就失去了實(shí)驗(yàn)課程真正的意義。面對(duì)所有學(xué)生同樣內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)報(bào)告也會(huì)使教師難以了解學(xué)生掌握應(yīng)用知識(shí)的狀況。

2改革設(shè)想

“接口技術(shù)”雖然是一門(mén)偏向硬件設(shè)計(jì)的課程,但它作為“匯編語(yǔ)言”、“計(jì)算機(jī)組成原理”課程的后繼專(zhuān)業(yè)課程,也是學(xué)生有效提高專(zhuān)業(yè)技能和動(dòng)手創(chuàng)造能力的一門(mén)重要課程。因此,要真正提高課程的教學(xué)質(zhì)量,就必須在教學(xué)指導(dǎo)思想、教學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)組織方法等方面進(jìn)行一系列改革,主要可以考慮從以下幾個(gè)方面著手。

2.1從思想上扭轉(zhuǎn)錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)

“接口技術(shù)”課程教學(xué)效果不佳的主要問(wèn)題在于學(xué)生思想認(rèn)識(shí)上的錯(cuò)誤,如果改變了這個(gè)內(nèi)因,就有可能通過(guò)其他改革手段來(lái)改善教學(xué)。

長(zhǎng)久以來(lái),國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)應(yīng)用專(zhuān)業(yè)的教學(xué)模式都是以“重軟件、輕硬件”為指導(dǎo)思想的,這導(dǎo)致很多學(xué)生在完成學(xué)業(yè)之后仍然不清楚計(jì)算機(jī)主機(jī)箱內(nèi)部的硬件有哪些,到了工作單位有和硬件相關(guān)的工作和研究更是插不上手,即使是在新硬件的基礎(chǔ)上進(jìn)行軟件的研發(fā)也會(huì)有很大的困難,從而也阻礙了學(xué)生的就業(yè)前景和發(fā)展。因此,必須扭轉(zhuǎn)學(xué)生不重視硬件的錯(cuò)誤思想,要為學(xué)生樹(shù)立計(jì)算機(jī)整機(jī)的硬件思想,并在此基礎(chǔ)上來(lái)學(xué)習(xí)軟件的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì),才能真正使軟件開(kāi)發(fā)能力成為其以后學(xué)習(xí)工作的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

要做到上面說(shuō)的這一點(diǎn),就需要在“接口技術(shù)”課程的教學(xué)過(guò)程中,以強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ),注重實(shí)際能力為主要關(guān)注點(diǎn),靈活地組織教學(xué),以“是什么,有什么作用,如何工作,如何設(shè)計(jì),發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展前景”為主線(xiàn)來(lái)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí),鼓勵(lì)學(xué)生自主地思考,并勇于創(chuàng)新。[4]

2.2改善教學(xué)方式

適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)模式始終都是推動(dòng)教學(xué)質(zhì)量的重要手段,特別是在像“接口技術(shù)”這樣的課程中,需要充分的教學(xué)互動(dòng)來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情,更需要合理地設(shè)置各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。

在“接口技術(shù)”課程中,學(xué)生所面臨的第一個(gè)問(wèn)題就是不了解接口到底是什么,接口技術(shù)到底是做什么的。這是一個(gè)很基本的問(wèn)題,但在實(shí)際教學(xué)中經(jīng)常有學(xué)生直到學(xué)期末也搞不清楚這個(gè)概念。究其根本,該課程是在學(xué)生完成諸多軟件類(lèi)課程之后開(kāi)設(shè)的,學(xué)生面對(duì)突然轉(zhuǎn)變的課程類(lèi)型會(huì)有相當(dāng)?shù)哪吧?不知如何學(xué)習(xí)和理解。這就需要在第一節(jié)課中,利用形象生動(dòng)的例子讓學(xué)生建立直觀的印象,從而使學(xué)生自己探索著理解其中的基本概念。

除了要使學(xué)生對(duì)接口技術(shù)留下深刻的第一印象,教師還應(yīng)幫助學(xué)生將這種狀態(tài)持續(xù)到整個(gè)學(xué)期中。根據(jù)“接口技術(shù)”課程的特點(diǎn),運(yùn)用多媒體教學(xué),設(shè)計(jì)生動(dòng)、形象的教學(xué)課件是必不可少的環(huán)節(jié)。教學(xué)課件不能僅僅是板書(shū)的代替,而要以基本概念的展示為主線(xiàn),強(qiáng)化重點(diǎn)內(nèi)容的講解,輔以Flash等動(dòng)畫(huà)表示,使有限的課堂時(shí)間得以充分地利用。當(dāng)然,在教學(xué)環(huán)節(jié)中應(yīng)充分考慮學(xué)生的理解力,在適當(dāng)?shù)牡胤竭€應(yīng)配合上即興的板書(shū)來(lái)靈活講述。

學(xué)習(xí)離不開(kāi)復(fù)習(xí),但學(xué)生往往會(huì)因?yàn)楦鞣N原因忽略了復(fù)習(xí)。為了強(qiáng)化教學(xué)效果,可以在課堂中抽出很少的時(shí)間共同復(fù)習(xí)。在每次課開(kāi)始前先簡(jiǎn)單復(fù)習(xí)本次課需要用到的知識(shí),結(jié)束時(shí)簡(jiǎn)單總結(jié)本次課的內(nèi)容。在完成一個(gè)章節(jié)或一個(gè)部分的學(xué)習(xí)后,用1～2道典型的例題將前續(xù)知識(shí)融會(huì)貫通。這樣的授課模式可以使學(xué)生強(qiáng)制性地進(jìn)行復(fù)習(xí),得到事半功倍的學(xué)習(xí)效果。

2.3改革實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容

至于實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),教師要根據(jù)教學(xué)的進(jìn)展?fàn)顩r,設(shè)計(jì)出不同于實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)ROM中固化實(shí)驗(yàn)的新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,將“接口技術(shù)”課程的實(shí)驗(yàn)由淺到深、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜逐步過(guò)渡。例如,在設(shè)計(jì)8255A芯片實(shí)驗(yàn)時(shí),可以將模擬交通燈控制系統(tǒng)作為一個(gè)簡(jiǎn)單的驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn),在該實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,添加已學(xué)過(guò)的定時(shí)計(jì)數(shù)器8253芯片的配合,實(shí)現(xiàn)硬件定時(shí)的交通燈控制系統(tǒng)。若學(xué)生可完成,還可以繼續(xù)添加數(shù)碼顯示的功能,采用倒計(jì)時(shí)顯示等待時(shí)間,更加接近實(shí)際使用中的情況?；蛘?還可以使該實(shí)驗(yàn)與中斷控制器8259A配合,實(shí)現(xiàn)中斷方式的隨機(jī)交通燈控制系統(tǒng)。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中,建立開(kāi)放性的實(shí)驗(yàn)環(huán)境也是一個(gè)很好的加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力的形式。在教學(xué)時(shí)間開(kāi)放、教學(xué)內(nèi)容開(kāi)放、實(shí)驗(yàn)元器件開(kāi)放的環(huán)境下,學(xué)生可以結(jié)合課程學(xué)習(xí)及自己的專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)、時(shí)間安排、興趣愛(ài)好提出實(shí)驗(yàn)題目、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案或?qū)嶒?yàn)構(gòu)想,并

可在一個(gè)較寬松的實(shí)驗(yàn)環(huán)境和可靈活選擇的時(shí)間范圍內(nèi)完成。這種類(lèi)型的實(shí)驗(yàn)方式有利于培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力和創(chuàng)造意識(shí),教師應(yīng)予以積極地配合,并盡力創(chuàng)造條件引導(dǎo)和支持。

2.4改革課程的考核方式

高校課程的考核方式可能會(huì)在很大程度上影響學(xué)生的學(xué)習(xí)方向。由于更加注重理論考核的課程,學(xué)生更傾向于把時(shí)間花在課本理論知識(shí)的記憶和理解中,相應(yīng)的動(dòng)手時(shí)間就會(huì)大大減少。因此,只有改革“接口技術(shù)”課程的考核方式,才能夠使學(xué)生的學(xué)習(xí)精力轉(zhuǎn)向?qū)碚撝R(shí)的應(yīng)用上。具體的考核方式可以分為學(xué)習(xí)態(tài)度、理論知識(shí)、動(dòng)手能力等不同的方面,并可以適當(dāng)加大動(dòng)手能力環(huán)節(jié)的分值比例,可通過(guò)檢查實(shí)驗(yàn)結(jié)果和提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告來(lái)評(píng)定成績(jī)。

3結(jié)語(yǔ)

“接口技術(shù)”課程作為計(jì)算機(jī)應(yīng)用專(zhuān)業(yè)的“非核心”課程,常被學(xué)生忽視其在以后工作中的重要性。筆者在實(shí)際的教學(xué)工作中,根據(jù)教學(xué)任務(wù)和學(xué)習(xí)的客觀規(guī)律,從學(xué)生知識(shí)基礎(chǔ)、心理特點(diǎn)和接受能力出發(fā),通過(guò)教與學(xué)的相互作用,已部分實(shí)踐以上的改革設(shè)想,引導(dǎo)學(xué)生積極思考、大膽實(shí)踐,得到了較好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn):

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Teaching Reform of Interface Technology Courses for Computer Application

WU Lin1 , QIN Mian1 , LV Chao2

(1. Department of Computer and Information Engineering, Henan University, Kaifeng 475004, China;

2. Henan Cable TV Network Group Co, Ltd., Kaifeng Branch, Kaifeng 475000, China)

篇5

關(guān)鍵詞：微機(jī)原理；課程設(shè)計(jì)；教學(xué)方法；考核體系

課程設(shè)計(jì)是一種課程形式，也是一種教學(xué)方法[1]，其基本教學(xué)目的是加深學(xué)生對(duì)課程基礎(chǔ)理論和基本知識(shí)的理解與掌握，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用基礎(chǔ)理論和技能分析與解決實(shí)際問(wèn)題的實(shí)踐能力以及勇于探索的創(chuàng)新精神。微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)是計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)的重要組成部分，是高等學(xué)校很多專(zhuān)業(yè)都開(kāi)設(shè)的一門(mén)基礎(chǔ)性課程，也是一門(mén)應(yīng)用性、實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。由于其開(kāi)設(shè)量大，受益面廣，國(guó)內(nèi)高校都加強(qiáng)了該課程的建設(shè)，深化課程改革。一方面，縮短了課堂授課學(xué)時(shí)，加大實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，特別是加大課程設(shè)計(jì)學(xué)時(shí)；另一方面，加大課程設(shè)計(jì)的改革力度，不斷更新設(shè)計(jì)內(nèi)容，改革教學(xué)方法和考核方法，突出學(xué)生的自主性、主動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，注重學(xué)生設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)和工程能力的訓(xùn)練[2]。

天津大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院開(kāi)設(shè)的微機(jī)原理課程設(shè)計(jì)，基于多個(gè)圍繞微機(jī)原理課程設(shè)計(jì)的天津大學(xué)教改課題的實(shí)踐成果，結(jié)合學(xué)科前沿和工程實(shí)際，創(chuàng)新微機(jī)原理課程設(shè)計(jì)平臺(tái)，不斷優(yōu)化和更新設(shè)計(jì)內(nèi)容。結(jié)合學(xué)生特點(diǎn)和興趣，注重引導(dǎo)、激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造激情和對(duì)知識(shí)的渴望，創(chuàng)新教學(xué)方法和手段。并且將創(chuàng)新性與工程規(guī)范納入考核體系，改革考核和成績(jī)?cè)u(píng)定方法，引導(dǎo)學(xué)生從注重結(jié)果轉(zhuǎn)變到注重過(guò)程，從注重成績(jī)轉(zhuǎn)變到注重成效。

一、創(chuàng)新微機(jī)原理課程設(shè)計(jì)平臺(tái)與內(nèi)容

1.微機(jī)接口實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)

基于“通用微機(jī)接口實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”，利用實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的外擴(kuò)展接口，開(kāi)發(fā)利用各種外擴(kuò)展板，構(gòu)建多種新的微機(jī)接口綜合設(shè)計(jì)系統(tǒng)。主要包括以下幾個(gè)方面：

（1）開(kāi)發(fā)了GPS（全球定位系統(tǒng)）導(dǎo)航系統(tǒng)擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)板[3]，并與“通用微機(jī)接口實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”系統(tǒng)連接，以及與液晶顯示系統(tǒng)或LED鍵盤(pán)控制實(shí)驗(yàn)板互聯(lián)，構(gòu)成全新的綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。設(shè)計(jì)并開(kāi)設(shè)基于導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展板的綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，與學(xué)科前沿相結(jié)合，增加了設(shè)計(jì)深度與廣度，豐富了實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。

（2）實(shí)現(xiàn)了“通用微機(jī)接口實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”與LCD（液晶顯示系統(tǒng)）連接[4]。新的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可完成主要內(nèi)容包括各種字符與圖形的編程與顯示、薄膜按鍵開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)等。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)還可與電機(jī)等執(zhí)行元件相連，通過(guò)編程在液晶顯示器上顯示輸入輸出及控制和執(zhí)行信息等綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

（3）實(shí)現(xiàn)了“通用微機(jī)接口實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”與LED（發(fā)光二極管）鍵盤(pán)控制實(shí)驗(yàn)板的連接[5]。該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)通過(guò)8279芯片等的應(yīng)用完成了綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)題目的開(kāi)發(fā)，主要包括總線(xiàn)控制以及對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行顯示、管理和操作，使課程設(shè)計(jì)內(nèi)容更符合電氣與自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)對(duì)控制技術(shù)的要求。

（4）學(xué)生自主進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)室提供紅外收發(fā)、溫濕度或壓力傳感器等實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展板及相關(guān)技術(shù)資料，在課程設(shè)計(jì)中學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)室的各種設(shè)備與“通用微機(jī)接口實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”相結(jié)合，自定課題進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)與實(shí)踐。

2.微機(jī)接口實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)應(yīng)用

拓展設(shè)計(jì)內(nèi)容，更新設(shè)計(jì)項(xiàng)目，做好設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)之間的科學(xué)銜接，使學(xué)生在課堂上更多地接觸前沿技術(shù)，為他們未來(lái)接觸工程實(shí)際奠定良好的基礎(chǔ)。注意將本課程所學(xué)知識(shí)與“電子技術(shù)”、“自動(dòng)控制原理”、“檢測(cè)技術(shù)”和“機(jī)器人學(xué)”等相關(guān)課程內(nèi)容融會(huì)貫通，提高學(xué)生綜合運(yùn)用和工程應(yīng)用能力。

（1）課程設(shè)計(jì)內(nèi)容的設(shè)立。根據(jù)微機(jī)原理課程設(shè)計(jì)的要求，不斷進(jìn)行實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)選題的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，精心設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容，注重先進(jìn)性和開(kāi)放性，并與學(xué)科的前沿技術(shù)相結(jié)合，在課程設(shè)計(jì)的綜合性、設(shè)計(jì)性環(huán)節(jié)給予學(xué)生更多的選擇。設(shè)計(jì)課題包括基礎(chǔ)性選題和擴(kuò)展性選題兩部分。

基礎(chǔ)性選題主要包括：自定義字符顯示編程，漢字字符顯示編程，圖形顯示編程，特效顯示編程，總線(xiàn)控制LED顯示實(shí)驗(yàn)，微機(jī)接口、鍵盤(pán)、LED綜合實(shí)驗(yàn)，GPS通訊實(shí)驗(yàn)，GPS編程實(shí)驗(yàn)，GPS手持機(jī)實(shí)驗(yàn)，各種外擴(kuò)展板設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。這些設(shè)計(jì)內(nèi)容與微機(jī)接口技術(shù)緊密相關(guān)，并具有一定的深度與廣度，同學(xué)們通過(guò)硬件連接、軟件設(shè)計(jì)，軟硬件調(diào)試完成集采集、顯示、存儲(chǔ)等功能于一體的設(shè)計(jì)內(nèi)容。

同時(shí)，我們還給出了多個(gè)綜合設(shè)計(jì)性擴(kuò)展選題。此類(lèi)選題沒(méi)有固定的要求，只是給出一些提示，學(xué)生可以根據(jù)自己的設(shè)想進(jìn)行硬件選擇、軟件設(shè)計(jì)，達(dá)到自己的設(shè)計(jì)目標(biāo)。極大地發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)新性。

（2）課程設(shè)計(jì)教程的編寫(xiě)。微機(jī)原理課程設(shè)計(jì)綜合設(shè)計(jì)性選題的主要知識(shí)點(diǎn)依托微機(jī)原理接口技術(shù)并結(jié)合與之相關(guān)的學(xué)科前沿。為此，根據(jù)課程設(shè)計(jì)要求，編寫(xiě)了相關(guān)的設(shè)計(jì)教程，提供參考文獻(xiàn)與網(wǎng)站，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前對(duì)相關(guān)的擴(kuò)展知識(shí)有個(gè)初步了解。根據(jù)歷屆學(xué)生的具體情況，教師不斷總結(jié)實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，逐步完善指導(dǎo)書(shū)的編寫(xiě)，使之更適應(yīng)于學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新。在指導(dǎo)書(shū)編寫(xiě)中按知識(shí)點(diǎn)模塊化編寫(xiě)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容從易到難編排，每個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)都給出了預(yù)習(xí)要求和達(dá)到目標(biāo)。對(duì)于創(chuàng)新性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)我們給出一部分選題，同時(shí)鼓勵(lì)同學(xué)們結(jié)合系統(tǒng)，將擴(kuò)展板進(jìn)行多種組合，自己設(shè)計(jì)課題，進(jìn)行實(shí)踐創(chuàng)新。

二、探索新的實(shí)踐教學(xué)方法和手段

1.加強(qiáng)引導(dǎo)與鼓勵(lì)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造激情和對(duì)知識(shí)的渴望

在微機(jī)原理課程設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐中，首先了解不同學(xué)生的特點(diǎn)和學(xué)習(xí)興趣，在此基礎(chǔ)上有針對(duì)性地指導(dǎo)學(xué)生選題及團(tuán)隊(duì)組合。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立思考，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、圖書(shū)館、資料室等各種渠道進(jìn)行信息檢索和資料查詢(xún)。教師在指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)時(shí)，從實(shí)踐應(yīng)用的角度出發(fā)去引導(dǎo)學(xué)生的設(shè)計(jì)方法和技術(shù)路線(xiàn)，注重培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題及解決問(wèn)題的方法和思路以及創(chuàng)新意識(shí)。

教師在課堂上注重學(xué)生課程設(shè)計(jì)過(guò)程，鼓勵(lì)學(xué)生以靈活多樣的方式和不同的角度完成自己的選題，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造激情和對(duì)知識(shí)的渴望，促使學(xué)生從“要我學(xué)、要我做”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)、我要做”。

2.改革課程設(shè)計(jì)考核和成績(jī)?cè)u(píng)定方法

在課程設(shè)計(jì)的考核中將創(chuàng)新性與工程規(guī)范納入考核體系。指導(dǎo)教師從出勤次數(shù)、軟硬件設(shè)計(jì)、上機(jī)調(diào)試、預(yù)習(xí)（第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)檢查流程圖、源程序）與總結(jié)報(bào)告、創(chuàng)新性等方面對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合考評(píng)。在課程設(shè)計(jì)的考核與評(píng)定過(guò)程中細(xì)化了預(yù)習(xí)、設(shè)計(jì)、創(chuàng)新、實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成各個(gè)步驟的考核標(biāo)準(zhǔn)。課程設(shè)計(jì)過(guò)程中為每位同學(xué)建立考核表格，其中題目1是基礎(chǔ)性選題，題目2是自選的綜合設(shè)計(jì)性擴(kuò)展選題。按照考核指標(biāo)體系，在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中同步給出各環(huán)節(jié)考核成績(jī)，做到公平公正，激勵(lì)學(xué)生更好地完成課程設(shè)計(jì)內(nèi)容，更多地進(jìn)行創(chuàng)新性設(shè)計(jì)。

三、教學(xué)效果

2006年以來(lái)，我們不斷創(chuàng)新微機(jī)原理課程設(shè)計(jì)硬件平臺(tái)，不斷擴(kuò)展和更新設(shè)計(jì)內(nèi)容，邊實(shí)踐、邊改革。目前已在電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)和電氣自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)6屆學(xué)生（平均每屆學(xué)生12個(gè)班、380人）中進(jìn)行了教學(xué)實(shí)踐，取得了良好的教學(xué)成果。

微機(jī)原理課程設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生付出了很大努力，他們要自學(xué)相關(guān)知識(shí)，查閱資料，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、流程設(shè)計(jì)，搭建硬件平臺(tái)；并通過(guò)軟件設(shè)計(jì)、軟硬件調(diào)試，完成整個(gè)設(shè)計(jì)，寫(xiě)出設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和總結(jié)報(bào)告。大部分學(xué)生對(duì)擴(kuò)展性選題具有極大興趣，有學(xué)生選用導(dǎo)航擴(kuò)展板實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，通過(guò)自學(xué)相關(guān)知識(shí)，實(shí)現(xiàn)了GPS地理信息的采集、顯示、存儲(chǔ)，取得了滿(mǎn)意的效果；還有學(xué)生偏重理論研究，例如08級(jí)的同學(xué)在80X86平臺(tái)上完成了FFT（快速傅里葉變換）的匯編實(shí)現(xiàn)，具有較強(qiáng)的理論價(jià)值，能在本科階段做出這樣的課程設(shè)計(jì)成果，得到了師生的廣泛好評(píng)。

參考文獻(xiàn)：

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篇6

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革；教學(xué)模式；考核模式；創(chuàng)新能力

中圖分類(lèi)號(hào)：G640文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2008)22-755-02

Training the Overall Quality of Students in Computer Hardware Experimental Teaching

CHEN Nian, FANG Kang-nian, SHEN Zuo-min

(Department of Mathematics and Computer Science, Chizhou College, Chizhou 247000, China)

Abstract: Laboratory teaching is an important link to computer teaching. In this paper, the author analysis the hardware experiment teaching present situation and some malpractices, taking "Microcomputer Principle and Interface Technology" curriculum as an example. The article puts forward some methods to train student's operate ability and innovation ability and enhance comprehensive quality in the computer hardware experiment teaching.

Key words: Experiment Educational Reform; Educational Model; Inspection Pattern; Innovation Ability

1 計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)硬件課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)硬件課程都是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的課程，以《微機(jī)原理與接口技術(shù)》為例，課程中的很多的知識(shí)點(diǎn)學(xué)生需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)途徑來(lái)產(chǎn)生直觀印象，強(qiáng)化理解；更為重要的是學(xué)生動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣的養(yǎng)成都需要在實(shí)驗(yàn)室中通過(guò)不斷的建立實(shí)驗(yàn)線(xiàn)路、編程、調(diào)試等一系列的過(guò)程來(lái)完成。但是通過(guò)調(diào)查，在很多高校計(jì)算機(jī)硬件課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)當(dāng)中還存在諸多的問(wèn)題，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解不透徹，學(xué)習(xí)興趣不高，缺乏主動(dòng)性和創(chuàng)新欲望，對(duì)學(xué)生的綜合素質(zhì)的培養(yǎng)非常不利。

1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)沒(méi)有放在突出的位置

傳統(tǒng)的教學(xué)方法仍然是注重知識(shí)的傳授，實(shí)驗(yàn)課僅僅作為理論課的附屬環(huán)節(jié)存在。以《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程為例，由于知識(shí)點(diǎn)較多，教學(xué)過(guò)程中對(duì)處理器，內(nèi)存儲(chǔ)器，中斷控制器，各種類(lèi)型的接口芯片等知識(shí)點(diǎn)往往會(huì)投入絕大多數(shù)的教學(xué)課時(shí)講解他們的結(jié)構(gòu)、屬性、工作原理、工作方法等，而對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容講述的不夠多，不夠透徹，致使學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中只能按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)上給定的實(shí)驗(yàn)步驟，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)去實(shí)驗(yàn)，測(cè)試，而不能真正理解實(shí)驗(yàn)的意圖，起不到很好的實(shí)驗(yàn)效果。學(xué)生在學(xué)習(xí)完這門(mén)課程之后，只是掌握了微機(jī)硬件與接口的一些基礎(chǔ)知識(shí)，而不具備運(yùn)用這些知識(shí)通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)實(shí)際的功能的能力[1]。

1.2 與實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)，學(xué)生實(shí)驗(yàn)積極性沒(méi)有充分調(diào)動(dòng)

學(xué)生是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主體，只有能夠積極主動(dòng)的參與到實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中來(lái)，才能啟到很好的教學(xué)效果。在不少高校，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置僅僅是為了驗(yàn)證課堂教學(xué)中的知識(shí)點(diǎn)。譬如對(duì)《微機(jī)原理與接口技術(shù)》中并行接口芯片的實(shí)驗(yàn)，往往是將8255A中的A端口和B端口選擇其中一個(gè)作為輸入端口將他的引腳通過(guò)信號(hào)線(xiàn)連接到手動(dòng)開(kāi)關(guān)上，另外一個(gè)作為輸出端口與一組指示燈相連接[2]，簡(jiǎn)單的幾行匯編語(yǔ)言控制語(yǔ)句就可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)端輸入，指示燈端輸出的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。這是對(duì)并行接口知識(shí)的一個(gè)簡(jiǎn)單驗(yàn)證，這種直觀教學(xué)對(duì)加深學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的掌握是非常必要的，但如果僅僅停留在這個(gè)層次上，學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神就不可能得到增強(qiáng)，要調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性，首先要讓這門(mén)課程的實(shí)驗(yàn)更加緊密的與生活實(shí)際運(yùn)用相結(jié)合，與更好的服務(wù)學(xué)生今后的就業(yè)相結(jié)合。例如，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，可以引導(dǎo)學(xué)生自己動(dòng)手設(shè)計(jì)一個(gè)8255和中斷控制器8259組合的一個(gè)模擬生產(chǎn)控制的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，既可以調(diào)動(dòng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的興趣，又能從中學(xué)到更多的知識(shí)。

1.3 考核形式陳舊，不利于學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)

大多數(shù)高校仍然采用傳統(tǒng)的學(xué)生成績(jī)考核模式，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果采用以閉卷考試為主的評(píng)價(jià)方式。對(duì)于《微機(jī)原理與接口技術(shù)》這門(mén)課程，在進(jìn)行學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)定時(shí)，基本上是以期末筆試成績(jī)占總評(píng)成績(jī)的70%，而實(shí)驗(yàn)課成績(jī)，包括實(shí)驗(yàn)報(bào)告等則作為平時(shí)成績(jī)占總評(píng)成績(jī)的30%。這種成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)方式，只能引導(dǎo)學(xué)生花更多的時(shí)間去記住課本上諸多的知識(shí)點(diǎn)，去進(jìn)行更多的習(xí)題練習(xí)，以獲得更高的課程分?jǐn)?shù)，而忽略了學(xué)習(xí)這些知識(shí)的最終目的是為了應(yīng)用他們?nèi)ソ鉀Q實(shí)際問(wèn)題。傳統(tǒng)的學(xué)生成績(jī)考核模式，限制了學(xué)生花更多的時(shí)間和精力自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，阻礙了學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

2 計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)硬件課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

諸如《微機(jī)原理與接口技術(shù)》一類(lèi)的計(jì)算機(jī)硬件課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革應(yīng)該以提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力、激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)為目標(biāo)，從提高實(shí)驗(yàn)課在教學(xué)環(huán)節(jié)中的地位，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置等方面進(jìn)行探索。

2.1 結(jié)合課程特點(diǎn)，尋求實(shí)驗(yàn)課改革突破

計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)硬件課程基本上具有理論與實(shí)踐結(jié)合緊密的特點(diǎn)，以《微機(jī)原理與接口技術(shù)》為例，課程教學(xué)不但要使學(xué)生掌握硬件與各類(lèi)接口的原理，工作模式，工作方法等，更要讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何針對(duì)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用設(shè)計(jì)接口電路，并能夠通過(guò)程序控制。課程具有概念抽象，不能給學(xué)生以直觀、感性的認(rèn)識(shí)的特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)課恰好可以很好的彌補(bǔ)這一不足，實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果都可以幫助學(xué)生加深對(duì)理論知識(shí)點(diǎn)的理解。例如對(duì)中斷控制器8259的相關(guān)內(nèi)容，學(xué)生通過(guò)理論課的學(xué)習(xí)，掌握了IRR，IMR，ISR等寄存器的作用和工作方法和8259的工作過(guò)程，但這種掌握僅限于對(duì)知識(shí)點(diǎn)的識(shí)記，如果通過(guò)鍵盤(pán)按鍵產(chǎn)生中斷，中斷結(jié)果通過(guò)在實(shí)驗(yàn)儀器LCD屏上顯示這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生就會(huì)對(duì)8259芯片有直觀的認(rèn)識(shí)，教學(xué)的效果會(huì)更好[3]。每門(mén)課程都具有區(qū)別于其他課程的特點(diǎn)，教師首先要掌握這些特點(diǎn)，才能在教學(xué)過(guò)程中結(jié)合這些特點(diǎn)靈活的運(yùn)用實(shí)驗(yàn)手段，使課程的教學(xué)效果更佳。

篇7

大部分高校的計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)是很薄弱的部分，其主要表現(xiàn)在：(1)計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)發(fā)展日新月異，造成計(jì)算機(jī)教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的滯后。“莫爾定律”指出：集成電路上的晶體管集成度每隔18個(gè)月就會(huì)翻一番，芯片性能提升一倍，而價(jià)格則降低一半。這一規(guī)律已延續(xù)了數(shù)十年，至今仍未減緩?，F(xiàn)在，Pentium 4已廣泛普及的情況下，而高校中的計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)還仍停留在8086或80386階段，學(xué)生甚至能明顯感覺(jué)到知識(shí)的滯后性。而且處理技術(shù)、存儲(chǔ)技術(shù)早已飛速發(fā)展，而硬件教學(xué)中確難以得到反應(yīng)，因此新技術(shù)難以進(jìn)入教材，造成教學(xué)內(nèi)容的沉舊。(2)計(jì)算機(jī)體系具有很強(qiáng)的系統(tǒng)性，但計(jì)算機(jī)硬件課程的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)卻缺乏系統(tǒng)性。目前高校中的計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)大多是以課程為中心，而不是以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)為主線(xiàn)。在教學(xué)和實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)注重和其他課程如數(shù)字邏輯電路、匯編語(yǔ)言、接口技術(shù)等課程的聯(lián)系，用體系的觀念來(lái)指導(dǎo)教學(xué)。(3)計(jì)算機(jī)教學(xué)培養(yǎng)的方向是具備軟件和硬件結(jié)合設(shè)計(jì)的能力，軟件學(xué)習(xí)學(xué)生較易產(chǎn)生興趣，而硬件卻很難做到，培養(yǎng)學(xué)生軟硬結(jié)合的能力就更是困難。因此，在充分學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)硬件基本原理的基礎(chǔ)上，如何結(jié)合計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的發(fā)展，并充分體現(xiàn)其系統(tǒng)性，是當(dāng)前高校硬件基礎(chǔ)課程教學(xué)中所面臨的問(wèn)題。

針對(duì)以上問(wèn)題，我們對(duì)大學(xué)計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)教學(xué)作如下探討：

1、先進(jìn)的教材

隨著計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)硬件的教材也應(yīng)該是先進(jìn)的、能反映目前微機(jī)領(lǐng)域內(nèi)硬件新技術(shù)、新成就的知識(shí)，應(yīng)該體現(xiàn)出知識(shí)性、先進(jìn)性和系統(tǒng)性。計(jì)算機(jī)硬件的知識(shí)應(yīng)涵蓋目前世界上微機(jī)領(lǐng)域內(nèi)最先進(jìn)的技術(shù)及知識(shí)，包括新近出現(xiàn)的技術(shù)，像分支轉(zhuǎn)移預(yù)測(cè)技術(shù)、超標(biāo)題執(zhí)行技術(shù)、微機(jī)流水線(xiàn)操作技術(shù)、高速緩沖存儲(chǔ)器技術(shù)、虛擬存儲(chǔ)器技術(shù)、浮點(diǎn)數(shù)據(jù)處理技術(shù)、高速總路線(xiàn)傳輸技術(shù)等。這些技術(shù)為微型計(jì)算機(jī)提供了卓越的性能，也為計(jì)算機(jī)軟件提供了優(yōu)質(zhì)的載體。同時(shí)，計(jì)算機(jī)硬件知識(shí)的先進(jìn)性就表現(xiàn)在啟迪學(xué)生的想象力、創(chuàng)造力方面，摒棄那些沉舊的、落后的內(nèi)容，教材內(nèi)容就緊跟世界計(jì)算機(jī)技術(shù)潮流，給求知欲強(qiáng)的學(xué)生以最先進(jìn)的知識(shí)，讓學(xué)生享受掌握新知識(shí)的樂(lè)趣。

2、優(yōu)化相關(guān)課程體系的組織

計(jì)算機(jī)硬件相關(guān)課程的設(shè)計(jì)上，首先以基本原理教學(xué)為主，而后的課程中體現(xiàn)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展。數(shù)字電子技術(shù)，該課程應(yīng)弱化器件，強(qiáng)化邏輯電路的設(shè)計(jì)，除了數(shù)字電路的基本內(nèi)容之外，還應(yīng)加入與EDA有關(guān)的內(nèi)容。微機(jī)原理與匯編語(yǔ)言，該課程中微機(jī)原理實(shí)際上是匯編語(yǔ)言的一個(gè)先導(dǎo)內(nèi)容，其內(nèi)容的設(shè)置應(yīng)以匯編語(yǔ)言的需要為原則，不必涉及太多，否則會(huì)與后面的課程產(chǎn)生交叉。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，該課程主要講授計(jì)算機(jī)的基本構(gòu)成，即CPU、存儲(chǔ)系統(tǒng)、輸入輸出系統(tǒng)、系統(tǒng)總路線(xiàn)等，其中強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力。微機(jī)接口，主要從應(yīng)用的角度，按照技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行擴(kuò)展，在計(jì)算機(jī)的基本組成上進(jìn)行性能的提升，內(nèi)容上與計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的發(fā)展前沿緊密銜接，因此在課程上要體現(xiàn)計(jì)算機(jī)新技術(shù)的發(fā)展。

3、強(qiáng)化課程設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)教學(xué)目的是培養(yǎng)學(xué)生軟、硬件綜合設(shè)計(jì)的能力。在很多高校，只是注重了學(xué)生軟件能力的培養(yǎng)，課程設(shè)計(jì)也能夠體現(xiàn)科學(xué)性與連續(xù)性，而且學(xué)生學(xué)習(xí)興趣較高，因此軟件能力提升較快。因此，在硬件課程的教學(xué)上也應(yīng)保證培養(yǎng)學(xué)生的硬件設(shè)計(jì)能力，使學(xué)生深入了解硬件系統(tǒng)的構(gòu)成及基本原理，透徹掌握相關(guān)知識(shí)，具備相當(dāng)?shù)挠布芰Α?/p>

數(shù)字電子技術(shù)課程的設(shè)計(jì)內(nèi)容是整個(gè)課程體系的基礎(chǔ)，通過(guò)該設(shè)計(jì)學(xué)生能正確且直觀地了解硬件設(shè)計(jì)和軟件編程的差別。在硬件設(shè)計(jì)中需要考慮諸多因素，如時(shí)序、頻率、干擾等。同時(shí)，設(shè)計(jì)還使學(xué)生了解到軟硬件的相通之處。匯編語(yǔ)言是使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)最底層的編程方式，直接對(duì)存儲(chǔ)空間以及寄存器等進(jìn)行操作，使學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)、運(yùn)算、控制等功能的實(shí)現(xiàn)有著比較透徹且直觀的認(rèn)識(shí)。計(jì)算機(jī)接口與設(shè)計(jì)體現(xiàn)的是在計(jì)算機(jī)外部設(shè)計(jì)的應(yīng)用，計(jì)算機(jī)外設(shè)是計(jì)算機(jī)部件的外部擴(kuò)展，因此它也是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)一個(gè)必不可少的組成部分，其設(shè)計(jì)能使學(xué)生明確設(shè)計(jì)的方向，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造能力。

4、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件課程，有著抽象、難以理解的特點(diǎn)，因此通過(guò)實(shí)驗(yàn)，給學(xué)生一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)就顯得尤為重要。因此在課時(shí)安排上，計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)課程應(yīng)安排1/3左右的實(shí)驗(yàn)課時(shí)。在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)著重培養(yǎng)學(xué)生以下三種能力：

(1)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ΑＲ髮W(xué)生在盡短的時(shí)間內(nèi)掌握各種儀器設(shè)備的性能、配置及使用方法，提高獨(dú)立使用實(shí)驗(yàn)設(shè)備的能力。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生得以盡快熟悉實(shí)驗(yàn)基本原理，操作程序和注意事項(xiàng)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的實(shí)際動(dòng)手能力。

(2)培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力。觀察是思考的前提，是發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的必經(jīng)之路。要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，認(rèn)真記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以便思考實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題，總結(jié)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，更好地完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

(3)培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。思維能力是一個(gè)人在事業(yè)上能否有成就的標(biāo)志之一。實(shí)驗(yàn)就是要培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到問(wèn)題，并且自己通過(guò)思考解決問(wèn)題的能力。通過(guò)長(zhǎng)期的訓(xùn)練，學(xué)生就會(huì)形成整套的思維方法，為其今后分析問(wèn)題、解決問(wèn)題提供一定的基礎(chǔ)。

5、結(jié)語(yǔ)

計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)性是學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的基礎(chǔ)，在計(jì)算機(jī)硬件的教學(xué)中應(yīng)始終貫穿系統(tǒng)性的思想，使學(xué)生明確硬件學(xué)習(xí)的發(fā)展方向和研究方法，從而能夠開(kāi)發(fā)思想，調(diào)動(dòng)學(xué)生的創(chuàng)造力，從而成為計(jì)算機(jī)行業(yè)的優(yōu)秀人才。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)；網(wǎng)站互動(dòng)功能；網(wǎng)絡(luò)課件

作者簡(jiǎn)介：程啟明（1965-），男，江蘇鹽城人，上海電力學(xué)院自動(dòng)化工程學(xué)院，教授；黃云峰（1971-），男，浙江紹興人，上海電力學(xué)院自動(dòng)化工程學(xué)院，講師。（上海 200090）

基金項(xiàng)目：本文系上海市教委重點(diǎn)課程建設(shè)項(xiàng)目、上海高等教育“085”工程建設(shè)項(xiàng)目的研究成果。

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）13-0097-02

“計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)”是大學(xué)理工科的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程。本課程任務(wù)是使學(xué)生了解微型計(jì)算機(jī)的基本原理及組成，掌握匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)方法，掌握存儲(chǔ)器擴(kuò)展技術(shù)、中斷系統(tǒng)原理和I/O接口的應(yīng)用，為計(jì)算機(jī)接口的實(shí)際應(yīng)用打下良好基礎(chǔ)。[1]

由于本課程具有概念抽象、知識(shí)點(diǎn)多、涉及的知識(shí)面廣、技術(shù)更新快、實(shí)踐性強(qiáng)，理論與實(shí)踐、硬件與軟件相結(jié)合等特點(diǎn)，加上課堂教學(xué)方式簡(jiǎn)單、枯燥，實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)嚴(yán)重脫節(jié)等弊病，使學(xué)生難以掌握該課程內(nèi)容，甚至?xí)a(chǎn)生厭煩情緒。因此，本課程的教與學(xué)都有一定的難度。[2-3]

為了促進(jìn)學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生掌握知識(shí)和運(yùn)用理論指導(dǎo)實(shí)踐的能力，提高學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)，我們開(kāi)發(fā)建立了本課程的教學(xué)網(wǎng)站。該網(wǎng)站包括新聞中心、課程資源、教師隊(duì)伍、學(xué)習(xí)園地、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、課程建設(shè)、在線(xiàn)交流、學(xué)生作品等欄目，其功能包括課前預(yù)習(xí)、課上教學(xué)、課后復(fù)習(xí)、課內(nèi)實(shí)踐等整個(gè)教學(xué)過(guò)程的各環(huán)節(jié)。課程網(wǎng)站教學(xué)不受時(shí)間與空間的限制，增大了課堂教學(xué)信息量，增加了學(xué)生自主學(xué)習(xí)功能，實(shí)現(xiàn)了師生在線(xiàn)討論和交流，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了教學(xué)效率和質(zhì)量。通過(guò)對(duì)本課程網(wǎng)絡(luò)功能的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，探索了新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式[4-5]和新的師生交互方式，[6]取得了良好的教學(xué)效果。

一、網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

“計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)”是一門(mén)實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，可加深對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的理解，提高實(shí)際動(dòng)手操作能力和分析、解決問(wèn)題的能力，并且可以開(kāi)拓學(xué)生思維，培養(yǎng)應(yīng)用及創(chuàng)新能力。

1.傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法

目前該課程的普遍現(xiàn)狀是：課時(shí)安排上重理論、輕實(shí)踐，教學(xué)內(nèi)容上重軟件、輕硬件。其根本原因還是實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限、維護(hù)困難。目前本課程的實(shí)驗(yàn)主要是通過(guò)硬件實(shí)驗(yàn)箱來(lái)完成，此方式的缺點(diǎn)有：靈活性差，實(shí)驗(yàn)箱的線(xiàn)路、芯片多已固定，學(xué)生只能按照固定步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不能靈活自由地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；創(chuàng)新性差，實(shí)驗(yàn)步驟和內(nèi)容難以擴(kuò)展，實(shí)驗(yàn)個(gè)數(shù)有限，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容固定，難以跟隨技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行更新的創(chuàng)新；開(kāi)放性差，由于實(shí)驗(yàn)箱少和維護(hù)難，實(shí)驗(yàn)課一般需分組進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)保障困難，實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放性受到限制；經(jīng)濟(jì)性差，實(shí)驗(yàn)箱的價(jià)格較貴，且易受損壞，維護(hù)較困難，需專(zhuān)人管理。此外，實(shí)驗(yàn)還需專(zhuān)門(mén)的場(chǎng)地，并且?guī)熒瑫r(shí)、同地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)效率和設(shè)備利用率低，設(shè)備的維護(hù)和管理成本高。

2.網(wǎng)上虛擬實(shí)驗(yàn)的概念

隨著Internet及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)逐漸由傳統(tǒng)的集中模式轉(zhuǎn)變?yōu)殚_(kāi)放性、交互性、共享性、分散性、擴(kuò)展性、重復(fù)性、安全性的（網(wǎng)絡(luò)）虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)能較圓滿(mǎn)地解決傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的問(wèn)題。虛擬實(shí)驗(yàn)是指可在Internet/Intranet互聯(lián)網(wǎng)上通過(guò)軟件模擬技術(shù)對(duì)真實(shí)實(shí)驗(yàn)的虛擬實(shí)驗(yàn)，它利用圖像/聲音、軟件仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)和遠(yuǎn)程控制等技術(shù)，在計(jì)算機(jī)上構(gòu)建出可輔助、部分或全部替代傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)各操作環(huán)節(jié)的相關(guān)硬、軟件操作環(huán)境，實(shí)驗(yàn)者可以像在真實(shí)的環(huán)境中一樣從異地計(jì)算機(jī)設(shè)備上完成各種實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，所得到的結(jié)果與本地得到的數(shù)據(jù)結(jié)果完全等價(jià)，如同現(xiàn)場(chǎng)操作實(shí)驗(yàn)設(shè)備一樣。虛擬實(shí)驗(yàn)采用軟件開(kāi)發(fā)工具開(kāi)發(fā)一系列虛擬實(shí)驗(yàn)課件來(lái)全真模擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程，以交互式教學(xué)方法實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的教學(xué)，學(xué)生可利用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境完成實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、獲取實(shí)驗(yàn)結(jié)果、撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告等各實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，并同時(shí)查詢(xún)相關(guān)資料，接受老師的網(wǎng)上答疑輔導(dǎo)，參與討論實(shí)驗(yàn)相關(guān)專(zhuān)題等，明顯地提高了實(shí)驗(yàn)效率，并減少了不必要的實(shí)驗(yàn)損失。

3.網(wǎng)上虛擬實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)

虛擬實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)有：避免真實(shí)實(shí)驗(yàn)或操作所帶來(lái)的各種危險(xiǎn)；降低實(shí)驗(yàn)成本、維護(hù)及管理成本；組建系統(tǒng)的效率高；具有豐富的媒體表現(xiàn)及交互形式；無(wú)時(shí)間和空間的限制，可在任何網(wǎng)絡(luò)終端上進(jìn)行；容易協(xié)同和共享；易激發(fā)學(xué)員學(xué)習(xí)興趣；利于加強(qiáng)對(duì)學(xué)生自學(xué)能力的培養(yǎng)；具有靈活性，可因材施教，便于實(shí)行個(gè)性化教學(xué)，對(duì)學(xué)生實(shí)施多目標(biāo)、分層次管理。但虛擬實(shí)驗(yàn)也有一些缺點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)的真實(shí)感不夠；不能體會(huì)在真實(shí)實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的多種誤差；難以體會(huì)在實(shí)際工程中可能出現(xiàn)的多種故障現(xiàn)象；降低了學(xué)生分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。實(shí)際上，虛擬實(shí)驗(yàn)應(yīng)該側(cè)重于基本概念、工作原理以及解決問(wèn)題的方法與能力，而對(duì)于行為技能的訓(xùn)練則差一些，真正的技能與動(dòng)手能力還必須在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)情形下才能獲得。因此，如果過(guò)分地依賴(lài)虛擬實(shí)驗(yàn)，將對(duì)培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力產(chǎn)生一定的影響。

4.網(wǎng)上虛擬實(shí)驗(yàn)的實(shí)施

虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)只是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的輔助手段，它不應(yīng)該也不可能代替真正實(shí)驗(yàn)教學(xué)全過(guò)程。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可采用實(shí)際實(shí)驗(yàn)與虛擬實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的分級(jí)教學(xué)模式。這種模式將兩種實(shí)驗(yàn)方式有機(jī)結(jié)合在一起，并互為補(bǔ)充，創(chuàng)造了適合于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的氣氛和訓(xùn)練機(jī)會(huì)，提高了實(shí)驗(yàn)的效果，從而充分培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。

5.本課程虛擬實(shí)驗(yàn)所需的軟件環(huán)境

虛擬實(shí)驗(yàn)常采用兩種方式。一種為硬軟結(jié)合的虛擬實(shí)驗(yàn)。它通過(guò)客戶(hù)端的操作，借助網(wǎng)絡(luò)控制真實(shí)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)反饋給用戶(hù)結(jié)果信息，但由于網(wǎng)絡(luò)的延遲性，該方法多用于局域網(wǎng)。另一種是基于Web的虛擬實(shí)驗(yàn)。它通過(guò)直接利用Java虛擬機(jī)及對(duì)I/O端口讀寫(xiě)的捕獲技術(shù)或編寫(xiě)仿真匯編解釋器，再借助Web來(lái)實(shí)現(xiàn)全軟虛擬實(shí)驗(yàn)。

Proteus軟件是英國(guó)Labcenter公司開(kāi)發(fā)的一款仿真平臺(tái)，可以進(jìn)行實(shí)物仿真和印制電路板設(shè)計(jì)。Proteus軟件可以對(duì)8086CPU或MCS-51單片機(jī)及相關(guān)接口芯片提供支持，還提供了示波器、信號(hào)發(fā)生器等虛擬儀表，支持匯編語(yǔ)言，是一個(gè)全開(kāi)放性的仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，相當(dāng)于一個(gè)設(shè)備齊全的綜合性實(shí)驗(yàn)室。因此，可借助于Proteus仿真軟件構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)室。Proteus有單機(jī)版和網(wǎng)絡(luò)版兩種選擇，采用網(wǎng)絡(luò)版配置，將只有一個(gè)USB加密狗安裝在服務(wù)器上，并鎖定相應(yīng)的用戶(hù)數(shù)，在校園網(wǎng)范圍內(nèi)的PC機(jī)都可以得到授權(quán)并進(jìn)行仿真和實(shí)驗(yàn)，但同時(shí)在線(xiàn)的客戶(hù)端總數(shù)不能超過(guò)已購(gòu)買(mǎi)的總授權(quán)用戶(hù)數(shù)。采用網(wǎng)絡(luò)版的Proteus，可真正實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化以及實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放。

本文采用網(wǎng)絡(luò)版的Proteus構(gòu)建了“計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)”遠(yuǎn)程虛擬實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含下面模塊功能：實(shí)驗(yàn)選擇系統(tǒng)，學(xué)生可根據(jù)需要選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，給學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)操作的環(huán)境；報(bào)告生成系統(tǒng)，用來(lái)生成并存儲(chǔ)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告；教師批閱系統(tǒng)，教師可批閱學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并生成學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績(jī)；幫助系統(tǒng)。

二、網(wǎng)站師生互動(dòng)功能的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

師生之間的交流是教學(xué)過(guò)程中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，也是改善教學(xué)效果的有效手段。只有通過(guò)師生之間的交流，教師才能結(jié)合學(xué)生的反應(yīng)來(lái)進(jìn)行有針對(duì)性的教學(xué)。同樣，學(xué)生也要通過(guò)與教師和其他學(xué)生的交流幫助自己更好地學(xué)習(xí)課程內(nèi)容。

1.傳統(tǒng)的交流方式

傳統(tǒng)的交流方式一般常采用課堂上提問(wèn)和課下交流手段。由于課堂教學(xué)時(shí)間有限，不可能在課堂上進(jìn)行充分交流，同時(shí)，由于我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)實(shí)行灌輸式教育，學(xué)生又不愿意在課堂上主動(dòng)提問(wèn)與交流；他們一般更愿意在課下發(fā)表自己的看法，教師可在輕松的氛圍下解答學(xué)生的疑惑，了解他們的意見(jiàn)。然而，隨著學(xué)生招生人數(shù)的大量增加及學(xué)分制選課制度的普遍實(shí)施，此答疑方式受學(xué)生人數(shù)、時(shí)間和地點(diǎn)的制約嚴(yán)重，已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)當(dāng)前的教學(xué)需求。

2.網(wǎng)上互動(dòng)交流方式的特點(diǎn)與技術(shù)

利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的便捷、實(shí)時(shí)、共享等特點(diǎn)，可構(gòu)建出本課程的網(wǎng)上答疑系統(tǒng)。此答疑方式的優(yōu)點(diǎn)有：提出問(wèn)題和解答問(wèn)題不受時(shí)間和空間的限制，具有很強(qiáng)的實(shí)時(shí)性和靈活性，并且對(duì)相同的問(wèn)題不必做重復(fù)解答，從而降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高教學(xué)效率。

目前課程網(wǎng)站一般都采用E-mail、QQ、BBS、專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的交互軟件等實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上答疑系統(tǒng)，這些實(shí)現(xiàn)技術(shù)還不能很好地解決師生互動(dòng)問(wèn)題。其中：采用電子郵件E-mail的缺點(diǎn)是實(shí)時(shí)性差；采用QQ等即時(shí)通訊軟件ICQ的缺點(diǎn)是信息有限且私密性差；采用電子公告板BBS的缺點(diǎn)是傳遞文字信息有限且實(shí)時(shí)差；采用IT公司專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的交互軟件的缺點(diǎn)是開(kāi)發(fā)成本高且維護(hù)成本也高。博客和微博是近年來(lái)新出現(xiàn)的交流方式，它們?yōu)閹熒?dòng)提供了非常好的交流平臺(tái)，便于在課程教學(xué)實(shí)踐中進(jìn)行交互討論，且不受時(shí)空限制。因此，近年來(lái)，博客和微博被引入到課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)交互平臺(tái)上來(lái)。其中：博客（blog）是一種通常由個(gè)人管理、不定期張貼新的文章的網(wǎng)站，典型的博客結(jié)合了文字、圖像、其他博客或網(wǎng)站的鏈接，能夠讓讀者以互動(dòng)的方式留下意見(jiàn)；微博（Micro Blog，即微博客）可理解為“微型博客”或者“一句話(huà)博客”，它是一個(gè)基于用戶(hù)關(guān)系的信息分享、傳播以及獲取平臺(tái)，用戶(hù)可以通過(guò)WEB、WAP以及各種客戶(hù)端組建個(gè)人社區(qū)，以140字左右的文字更新信息，并實(shí)現(xiàn)即時(shí)分享。兩者的差異在于：博客一般主要在電腦上公開(kāi)發(fā)表網(wǎng)絡(luò)的、供人閱讀的日記，它可寫(xiě)得很長(zhǎng)，字?jǐn)?shù)沒(méi)有限制，主要適合闡述一些東西；微博一般主要是在手機(jī)極為簡(jiǎn)短的網(wǎng)絡(luò)日記，它主要是抒發(fā)一些心情，還有寫(xiě)一些格言警句，寫(xiě)一些自己的動(dòng)態(tài)，一條微博最多只能寫(xiě)140字。

3.本課程的網(wǎng)上互動(dòng)交流功能開(kāi)發(fā)

可把博客和微博引入到本課程的網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)教學(xué)中，借助博客和微博的互動(dòng)就可把教師網(wǎng)上答疑指導(dǎo)、師生交流、生生交流、人機(jī)交流有效地整合起來(lái)，增進(jìn)師生之間的感情，達(dá)到更好地輔助課堂教學(xué)的效果。本課程的網(wǎng)上互動(dòng)交流功能有：

（1）交流討論區(qū)。教師通過(guò)微博或博客制作一個(gè)課程專(zhuān)題討論區(qū)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度思考，并可在討論中引入適當(dāng)?shù)母?jìng)爭(zhēng)機(jī)制，鼓勵(lì)學(xué)生參與和投入。答疑討論區(qū)可采用一對(duì)一、一對(duì)多、集體討論等多種討論方式，針對(duì)學(xué)生提出的問(wèn)題，教師應(yīng)提供具體、及時(shí)、具有啟發(fā)性的反饋意見(jiàn)，并對(duì)討論的問(wèn)題進(jìn)行歸納總結(jié)和分類(lèi)管理，以便學(xué)生查閱。討論區(qū)可分為普通討論區(qū)和專(zhuān)題討論區(qū)。其中：普通討論區(qū)主要用于生生之間、師生之間，并就相關(guān)知識(shí)點(diǎn)或者相關(guān)領(lǐng)域的話(huà)題進(jìn)行討論，一些討論內(nèi)容還可由教師或管理員整理，將較為典型、關(guān)注度高和投票數(shù)高的發(fā)言列入精華版，并在網(wǎng)站的首頁(yè)顯示；專(zhuān)題討論區(qū)主要是把學(xué)生的反饋意見(jiàn)、作業(yè)和考試中出現(xiàn)的代表性問(wèn)題或者本學(xué)科中前瞻性的問(wèn)題等提出來(lái)，來(lái)讓大家一起來(lái)討論。

（2）作業(yè)提交與在線(xiàn)學(xué)習(xí)。作業(yè)提交模塊可以上傳學(xué)生的文檔作業(yè)，教師可以批量下載作業(yè)，并在評(píng)分后再將成績(jī)上傳供學(xué)生查看。在線(xiàn)學(xué)習(xí)模塊可記錄學(xué)生學(xué)過(guò)的知識(shí)、作業(yè)完成狀況、考試狀況、互動(dòng)討論中的發(fā)言狀況及其認(rèn)可度等學(xué)習(xí)狀態(tài)，學(xué)生可隨時(shí)隨地查獲自己學(xué)習(xí)效果，這非常有利于學(xué)生調(diào)整自己的學(xué)習(xí)狀態(tài)，隨時(shí)向其他學(xué)生或教師尋求幫助。

（3）資源共享。資源共享模塊包含主站資源模塊和論壇資源模塊兩部分。其中：主站資源模塊僅管理員有權(quán)限在此資源，它主要一些PPT和Word文件；所有注冊(cè)用戶(hù)均可通過(guò)論壇資源模塊上傳附件，通過(guò)附件上傳功能可共享學(xué)習(xí)資源，上傳可采用flash 機(jī)制，并支持批量上傳。學(xué)生可在資源庫(kù)中獲取其感興趣的資料，并可把資源上傳，實(shí)現(xiàn)資源共享。

（4）教學(xué)評(píng)價(jià)。教學(xué)評(píng)價(jià)應(yīng)是雙向的，它包括教師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)和學(xué)生對(duì)教師教學(xué)的評(píng)價(jià)。通過(guò)對(duì)教學(xué)形式、教學(xué)效果、教學(xué)設(shè)計(jì)等教學(xué)多環(huán)節(jié)的網(wǎng)上問(wèn)卷調(diào)查，積極鼓勵(lì)學(xué)生多提意見(jiàn)和建設(shè)，參與到本課程建設(shè)中來(lái)，教師根據(jù)學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)反饋意見(jiàn)，對(duì)課程進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和優(yōu)化，并持續(xù)地對(duì)教改效果進(jìn)行跟蹤，從而不斷豐富教改的成果。

三、結(jié)束語(yǔ)

本文開(kāi)發(fā)建立了“計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)”課程教學(xué)網(wǎng)站，探索了新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式和師生交互方式，取得了良好的教學(xué)效果。課程改革是一個(gè)循序漸進(jìn)、永無(wú)止境的過(guò)程，應(yīng)不斷更新和完善教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法，將教學(xué)改革推向一個(gè)新的臺(tái)階。

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篇9

關(guān)鍵詞：微機(jī)原理與接口技術(shù)；考核方式；師資力量

作者簡(jiǎn)介：周玉（1979-），男，安徽樅陽(yáng)人，華北水利水電學(xué)院電力學(xué)院，講師；蘇海濱（1965-），男，河南南陽(yáng)人，華北水利水電學(xué)院電力學(xué)院，教授。（河南 鄭州 450011）

基金項(xiàng)目：本文系華北水利水電學(xué)院2011年教學(xué)改革項(xiàng)目的研究成果。

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）05-0082-02

“微機(jī)原理與接口技術(shù)”是工科，尤其是電類(lèi)本科專(zhuān)業(yè)一門(mén)非常重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。該課程的任務(wù)是使學(xué)生從理論上和實(shí)踐上掌握微機(jī)的基本組成、工作原理、接口技術(shù)及硬件連接，建立微機(jī)系統(tǒng)的整機(jī)概念，使學(xué)生具有微機(jī)系統(tǒng)軟硬件開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的基本能力，為微型計(jì)算機(jī)在工程技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

該課程的前續(xù)課程包括“電路原理”、“模擬電路”、“數(shù)字電路”等，后續(xù)課程包括“單片機(jī)原理及應(yīng)用”、“DSP技術(shù)”、“嵌入式系統(tǒng)”、“計(jì)算機(jī)測(cè)控技術(shù)”等。該課程是大學(xué)四年時(shí)間里，學(xué)習(xí)的唯一一門(mén)能銜接“模擬電路”、“數(shù)字電路”、“程序設(shè)計(jì)”、“計(jì)算機(jī)檢測(cè)技術(shù)”和“電機(jī)電器”的綜合應(yīng)用技術(shù)課。[1]因此，該課程對(duì)電類(lèi)專(zhuān)業(yè)的本科生而言非常重要。

鑒于該課程的重要性，及在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中存在一定的難度，為了使學(xué)生真正掌握課程的精髓，很多教學(xué)專(zhuān)家提出各種改革措施，如在教學(xué)內(nèi)容上的選取上、[2]課程教學(xué)方法以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)等方面進(jìn)行了大量革新，[1，3，4]并取得了一定的效果。然而，作為教育教學(xué)改革的一部分，對(duì)該課程的考核方式的改革較少?；诖?，筆者重點(diǎn)討論“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程在考核方式方面需要進(jìn)行的革新。

一、“微機(jī)原理與接口技術(shù)”考核方式改革的必要性

教育部在《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作的若干意見(jiàn)》中明確指出“積極推動(dòng)研究性教學(xué)，提高大學(xué)生的創(chuàng)新能力”。因此，實(shí)施研究性教學(xué)，激勵(lì)大學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，鍛煉和培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力，是高校教育教學(xué)改革的重要課題，而考試改革是教育教學(xué)改革的重要內(nèi)容，正不斷得到重新認(rèn)識(shí)和重視，甚至被視為“教學(xué)改革的切入口”。

“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程考核工作是該課程教學(xué)質(zhì)量管理與評(píng)價(jià)的重要內(nèi)容。考核是檢驗(yàn)教學(xué)效果、保證教學(xué)質(zhì)量的重要措施，其主要目的在于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的主動(dòng)性和積極性；督促和指導(dǎo)學(xué)生系統(tǒng)地復(fù)習(xí)和鞏固所學(xué)知識(shí)和技能；檢驗(yàn)其理解掌握知識(shí)的程度和靈活運(yùn)用知識(shí)的能力；檢驗(yàn)教師教學(xué)效果，并以此作為評(píng)定學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)的基本依據(jù)。同時(shí)，合理的考核制度是評(píng)定該課程教學(xué)改革成功與否的一個(gè)重要參考。因此，高校應(yīng)該對(duì)該課程的考核方式進(jìn)行改革，讓其不但適應(yīng)教學(xué)改革的發(fā)展，更應(yīng)該與社會(huì)的發(fā)展緊緊聯(lián)系起來(lái)。

二、國(guó)內(nèi)考試現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題

目前高?？荚囍贫却蠖际莻鹘y(tǒng)的考試制度，即最后的卷面成績(jī)和平時(shí)成績(jī)的加權(quán)，60分及格。所以，在大學(xué)生當(dāng)中，“60分萬(wàn)歲”的理論一直盛行，這種考核方式呈現(xiàn)出種種弊端。例如，學(xué)生為了平時(shí)成績(jī)被動(dòng)上課，教師被動(dòng)考勤點(diǎn)名，這嚴(yán)重影響了上課效率；學(xué)生為了拿到平時(shí)成績(jī)，以敷衍的狀態(tài)寫(xiě)作業(yè)，抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重，這使教師批改作業(yè)的勞動(dòng)變得毫無(wú)意義。另一方面，假如學(xué)生有了一個(gè)好的平時(shí)成績(jī)，就會(huì)不重視最后的考試，進(jìn)行幾天的突擊學(xué)習(xí)就可以拿到60分，這更加嚴(yán)重影響了學(xué)生掌握知識(shí)的核心任務(wù)。

這種傳統(tǒng)的考試制度在某些課程當(dāng)中（如“高等數(shù)學(xué)”），有其優(yōu)勢(shì)的一面，但是，對(duì)于“微機(jī)原理與接口技術(shù)”這門(mén)課程而言，該考核方式不但沒(méi)有任何優(yōu)點(diǎn)，反而會(huì)對(duì)教學(xué)評(píng)估和改革帶來(lái)負(fù)面一下。也就是說(shuō)，“60分萬(wàn)歲”的理論完全背離了該課程的考試初衷。這既不利于學(xué)生的學(xué)，也不利于教師的教。鑒于此，筆者認(rèn)為該課程的考核方式應(yīng)該緊密?chē)@課程培養(yǎng)目標(biāo)，適應(yīng)該課程的改革及課程的特點(diǎn)，既要考查學(xué)生對(duì)課程的基本知識(shí)掌握情況，又要考查學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、實(shí)踐能力、職業(yè)能力和創(chuàng)新能力。

三、“微機(jī)原理與接口技術(shù)”考核方式改革的目標(biāo)

考試改革是課程改革的一部分。“微機(jī)原理與接口技術(shù)”考試改革是貫徹落實(shí)“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”這一項(xiàng)目，考試改革的目標(biāo)是：培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，同時(shí)新的考試制度，能有效反饋學(xué)生學(xué)與教師教的核心關(guān)系，彌補(bǔ)傳統(tǒng)考試的弊端。新的考試制度將學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性放在第一位，強(qiáng)調(diào)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量工程技術(shù)人才?？荚嚫母镆浴敖逃嫦颥F(xiàn)代化，面向世界，面向未來(lái)”和“三個(gè)代表重要思想”為指導(dǎo)，全面推進(jìn)素質(zhì)教育。

四、考核方式改革措施

拋棄大學(xué)傳統(tǒng)考試以筆試為主的考試模式，注重過(guò)程考核，以學(xué)生真正掌握知識(shí)為根本任務(wù)，竭力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、自學(xué)能力和實(shí)踐能力。讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)課程的終點(diǎn)不是考試，而是學(xué)習(xí)知識(shí)和應(yīng)用知識(shí)?；诖耍拔C(jī)原理與接口技術(shù)”的考核方法要遵循以下原則：理論與實(shí)踐上綜合考核，不只是關(guān)注最后的學(xué)習(xí)結(jié)果，更要注重學(xué)習(xí)過(guò)程和學(xué)生的綜合素質(zhì)。在該原則的指導(dǎo)下，本校的具體考核措施有以下四個(gè)方面：

1.閉卷考試

這也是傳統(tǒng)考試中一直占主導(dǎo)地位的考試方式?？己藢W(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解情況的題型設(shè)置為：選擇題、填空題、判斷題以及簡(jiǎn)答題；考核學(xué)生對(duì)一些方法技能性知識(shí)的掌握情況和應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力的題型設(shè)置為：分析題和設(shè)計(jì)題。

2.平時(shí)成績(jī)的考核

重視平時(shí)成績(jī)是注重學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的一種有效手段。重視平時(shí)成績(jī)也是避免學(xué)生閉卷考試前死記硬背和考前突擊的有效方式。一般課程的平時(shí)成績(jī)主要包括課堂考勤、習(xí)題作業(yè)等，而該課程的平時(shí)成績(jī)除了這些還涉及更多內(nèi)容。為了提升學(xué)生的知識(shí)量，開(kāi)闊其視野，應(yīng)讓其了解一些學(xué)科前沿知識(shí)，教師在課堂上多與學(xué)生互動(dòng)，同時(shí)進(jìn)行一些提問(wèn)，鼓勵(lì)學(xué)生回答，并將答題情況作為平時(shí)成績(jī)的一部分。比如，筆者在講解計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的時(shí)候會(huì)問(wèn)學(xué)生，“除了馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)，還知道什么計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)”這個(gè)問(wèn)題。對(duì)不知道答案的學(xué)生不做處罰，而對(duì)那些能正確回答問(wèn)題的學(xué)生會(huì)適當(dāng)增加他們的平時(shí)成績(jī)，進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)。這樣做的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)就是鼓勵(lì)學(xué)生閱讀與本課程相關(guān)的知識(shí)，進(jìn)而提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣及學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。另外，由于本課程的特殊性，該課程要求學(xué)生有較高的專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)能力。筆者在授課過(guò)程中除了有意穿插一些英文授課外，還給學(xué)生布置一些外文的翻譯和技術(shù)材料的閱讀等任務(wù)，并把其列入平時(shí)成績(jī)的考核。由于大多數(shù)芯片的產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)都是英文的，這樣做可以使學(xué)生通過(guò)自己閱讀英文材料，獨(dú)立掌握更多的知識(shí)內(nèi)容。實(shí)踐證明這對(duì)學(xué)生未來(lái)的工作起到很重要的作用。

3.實(shí)驗(yàn)考試

實(shí)驗(yàn)是理論與實(shí)踐相結(jié)合的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?！拔C(jī)原理與接口技術(shù)”是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，這也決定了實(shí)驗(yàn)考核在總成績(jī)中將占據(jù)較大的比重。實(shí)驗(yàn)考核是檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的主要方法，而反映實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的指標(biāo)主要體現(xiàn)在考核方法和考核內(nèi)容上?？己藘?nèi)容和考核方法由三個(gè)方面組成：一是實(shí)驗(yàn)考勤，主要包括學(xué)生的實(shí)驗(yàn)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成情況。二是基礎(chǔ)技能的完成情況，目的是檢驗(yàn)學(xué)生每一次實(shí)驗(yàn)的完成情況，這一步是基礎(chǔ)，是進(jìn)行更高級(jí)實(shí)驗(yàn)的基石。這一部分的實(shí)驗(yàn)主要要體現(xiàn)出基礎(chǔ)性，以難度適中的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，同時(shí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要有一定的趣味性和實(shí)用性，教師在現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)和解決學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，幫助學(xué)生完成當(dāng)次的實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生掌握每一次實(shí)驗(yàn)所需的基本技能，教師需要在當(dāng)次實(shí)驗(yàn)結(jié)束前對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)完成情況進(jìn)行逐個(gè)檢查。三是綜合設(shè)計(jì)應(yīng)用能力考核，主要考核學(xué)生的創(chuàng)新能力和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。由于該類(lèi)實(shí)驗(yàn)難度較大，教師需提前布置實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，給學(xué)生一段較長(zhǎng)的時(shí)間（如3周左右時(shí)間）去完成，在該過(guò)程中教師不需要對(duì)學(xué)生進(jìn)行面對(duì)面地答疑，而是需要學(xué)生充分發(fā)揮主動(dòng)性，積極收集資料、設(shè)計(jì)方案等，利用課余時(shí)間來(lái)做實(shí)驗(yàn)，鞏固所學(xué)知識(shí)，在實(shí)踐中體會(huì)所學(xué)知識(shí)，深入理解微機(jī)系統(tǒng)整機(jī)的概念。實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)的結(jié)果是檢驗(yàn)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成果，并對(duì)學(xué)生進(jìn)行口試考核，用以考核學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的合理解釋以及獨(dú)立見(jiàn)解。

4.將差異性培養(yǎng)原則引入考核環(huán)節(jié)

差異性原則，即創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)必須考慮個(gè)體發(fā)展的客觀規(guī)律。由于學(xué)生個(gè)體在“微機(jī)原理與接口技術(shù)”這門(mén)課程中呈現(xiàn)出多元化的興趣、愛(ài)好、觀念、思維方式和知識(shí)結(jié)構(gòu)等的特點(diǎn)，所以在創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力培養(yǎng)的過(guò)程中，將差異性培養(yǎng)原則引入考核環(huán)節(jié)，用來(lái)引導(dǎo)和促進(jìn)不同學(xué)生個(gè)體創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的發(fā)展。對(duì)于該項(xiàng)內(nèi)容的實(shí)施方法，可通過(guò)選拔優(yōu)秀的學(xué)生完成兩種形式的考核：以教師的科研項(xiàng)目為中心，讓其幫助教師完成相應(yīng)的科研任務(wù)，設(shè)計(jì)并順利完成實(shí)際的微機(jī)系統(tǒng)；對(duì)于參加過(guò)諸如大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、挑戰(zhàn)杯等以微機(jī)系統(tǒng)為內(nèi)容的競(jìng)賽活動(dòng)并取得優(yōu)異成績(jī)的學(xué)生，可以以項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新能力，以項(xiàng)目設(shè)計(jì)代替該課程的期末考試，即實(shí)行“優(yōu)生免考”的措施。

通過(guò)各項(xiàng)考核，最后得到“微機(jī)原理與接口技術(shù)”的最后成績(jī)的計(jì)算方法為：總成績(jī)=閉卷考試成績(jī)×50%+平時(shí)成績(jī)×20%+實(shí)驗(yàn)成績(jī)×30%。對(duì)于免試學(xué)生的最后成績(jī)可根據(jù)指導(dǎo)教師、項(xiàng)目組成員和各專(zhuān)家根據(jù)實(shí)際完成情況進(jìn)行打分。

五、實(shí)際中遇到的困難

在實(shí)際過(guò)程當(dāng)中，閉卷考試是最容易實(shí)現(xiàn)的；平時(shí)成績(jī)的考核也是比較容易實(shí)現(xiàn)的；而第四項(xiàng)考核方式，為個(gè)體是最難實(shí)現(xiàn)的一項(xiàng)，因?yàn)樗婕啊昂脤W(xué)生”的選拔過(guò)程，對(duì)整個(gè)學(xué)生進(jìn)行額外輔導(dǎo)、進(jìn)行監(jiān)督和管理的過(guò)程，對(duì)學(xué)生成果進(jìn)行評(píng)定、驗(yàn)收與解題的過(guò)程；整個(gè)過(guò)程需要相當(dāng)?shù)娜肆?、物力和較長(zhǎng)的時(shí)間。同時(shí)，該項(xiàng)措施的實(shí)行最好是有相應(yīng)的科研項(xiàng)目支撐。因此，對(duì)于第四項(xiàng)考核在實(shí)際進(jìn)行中可根據(jù)學(xué)校自身的條件進(jìn)行。

對(duì)于第三項(xiàng)考核，雖然在實(shí)行過(guò)程當(dāng)中也會(huì)遇到實(shí)際困難，但這一項(xiàng)考核是普遍性原則培養(yǎng)的一部分，是必須嚴(yán)格執(zhí)行的。實(shí)驗(yàn)考核目前遇到的困難主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：

第一，由于對(duì)實(shí)驗(yàn)部分考核分量的增加，實(shí)驗(yàn)課時(shí)也隨著增多，這樣會(huì)使原有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源不能滿(mǎn)足當(dāng)前的需要。解決該問(wèn)題的辦法之一是學(xué)校改變現(xiàn)有的教學(xué)管理模式，確保實(shí)驗(yàn)室在時(shí)間、空間、設(shè)備資源和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上的全面開(kāi)放，充分利用實(shí)驗(yàn)室資源，提高學(xué)員實(shí)際動(dòng)手能力、工程實(shí)踐能力和科技創(chuàng)新能力。另外解決該問(wèn)題的途徑是通過(guò)資金購(gòu)買(mǎi)更多的實(shí)驗(yàn)室資源。

第二，師資力量不足。解決該問(wèn)題不是一蹴而就的，建立一支實(shí)力雄厚的“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程的師資隊(duì)伍是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，也是課程建設(shè)和改革不斷有所成就的關(guān)鍵。解決該問(wèn)題的方法可以通過(guò)內(nèi)部挖掘和外部引進(jìn)兩種方式。當(dāng)然，一定要保證課程師資隊(duì)伍在學(xué)歷、年齡、職稱(chēng)、知識(shí)結(jié)構(gòu)等方面合理，更重要的是要有一個(gè)甘于奉獻(xiàn)、學(xué)科基礎(chǔ)扎實(shí)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富、長(zhǎng)期保持穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)教師群體。

六、結(jié)束語(yǔ)

“微機(jī)原理與接口技術(shù)”作為一門(mén)承上啟下的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，對(duì)學(xué)生整個(gè)專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)過(guò)程起到非常重要的作用。為了深化該課程的改革，筆者對(duì)該課程的考核改革進(jìn)行了探討和研究，在其課程考核中既要考查學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論，又要考核學(xué)生掌握該領(lǐng)域的前沿知識(shí)、閱讀專(zhuān)業(yè)資料的能力，同時(shí)更注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、解決實(shí)際問(wèn)題的能力和創(chuàng)新能力?？己朔绞降母母飳?duì)該課程的教學(xué)意義重大，本校在后續(xù)的教學(xué)進(jìn)程中將還將繼續(xù)健全和完善“微機(jī)原理與接口技術(shù)”的考核方式。

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篇10

關(guān)鍵詞：微型原理及應(yīng)用；教學(xué)方法；探討

中圖分類(lèi)號(hào)：TP301 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 （2013） 02-0000-02

1 引言

《微機(jī)原理及應(yīng)用》課程是一門(mén)理論與實(shí)踐知識(shí)并重的課程，是學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握計(jì)算機(jī)硬件知識(shí)和匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)及常用接口技術(shù)的入門(mén)課程。該課程要求學(xué)生能夠?qū)⒗碚撝R(shí)與實(shí)踐技能有機(jī)結(jié)合起來(lái)建立微機(jī)系統(tǒng)的整體概念，掌握微機(jī)電子控制系統(tǒng)軟、硬件開(kāi)發(fā)的基本方法。通過(guò)多年的教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生普遍反映該課程入門(mén)難、操作難，很多概念比較抽象，不易理解。結(jié)合多年的教學(xué)實(shí)踐，下面主要針對(duì)課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐兩方面的教學(xué)方法進(jìn)行探討。

2 課堂教學(xué)

2.1 課堂教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)教學(xué)大綱要求，系統(tǒng)總結(jié)現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容，遴選知識(shí)更新及時(shí)、知識(shí)面覆蓋廣、重點(diǎn)突出的教材，所選教材既要有全面的理論知識(shí)，也要有適合學(xué)生的實(shí)踐內(nèi)容來(lái)幫助學(xué)生更好的理解所學(xué)理論知識(shí)。在教學(xué)過(guò)程中避免將相關(guān)的內(nèi)容簡(jiǎn)單地疊加在一起，應(yīng)以CPU―存儲(chǔ)器―接口這樣的微機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，以“CPU尋址獲取待處理的數(shù)據(jù)―計(jì)算―輸出”工作原理模型為主線(xiàn)，堅(jiān)持“必需、夠用”的原則，將課本上必學(xué)知識(shí)點(diǎn)科學(xué)、有序的串接起來(lái)。

根據(jù)課堂教學(xué)需求，對(duì)現(xiàn)有的教學(xué)課件、視頻和圖片進(jìn)行系統(tǒng)歸納總結(jié)，抓住教學(xué)課程中的重點(diǎn)，讓學(xué)生把更多的時(shí)間和精力放在重點(diǎn)知識(shí)的學(xué)習(xí)上，做到有的放矢，難易結(jié)合、重點(diǎn)突出的教學(xué)內(nèi)容也能提高學(xué)生對(duì)該課程的興趣。

2.2 課堂教學(xué)方法探討

（1）優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，明確教學(xué)內(nèi)容，突出重點(diǎn)難點(diǎn)。優(yōu)化課堂教學(xué)設(shè)計(jì)，精心安排教學(xué)步驟，巧妙設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，合理分配教學(xué)時(shí)間，使教師的教和學(xué)生的學(xué)，相得益彰，和諧融洽。根據(jù)本專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)，針對(duì)大綱要求、教學(xué)目標(biāo)及不同層次的學(xué)生群體，精心設(shè)計(jì)策劃每節(jié)課的重、難點(diǎn)的處理方法。在課堂上，靈活應(yīng)用教學(xué)方法和藝術(shù)，采用多種方式、從不同角度進(jìn)行講解，深入淺出，舉一反三，使絕大多數(shù)學(xué)生達(dá)到對(duì)必須掌握的知識(shí)點(diǎn)透徹理解。

《微機(jī)原理及應(yīng)用》是以8086/8088微處理器為主，主要講述指令的組成及應(yīng)用，包括CPU的組成原理、內(nèi)存單元的存儲(chǔ)原理、尋址方式等，實(shí)驗(yàn)實(shí)踐部分以基本接口電路的原理與編程、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法為重點(diǎn)。

（2）注重師生互動(dòng)，開(kāi)展雙向交流。課堂教學(xué)不搞“一言堂”，授課時(shí)以學(xué)生為中心、教師為主體進(jìn)行師生互動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生如何學(xué)習(xí)，開(kāi)闊學(xué)生的思路，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和求知欲，啟發(fā)開(kāi)導(dǎo)學(xué)生思維方式，變被動(dòng)灌輸為主動(dòng)學(xué)習(xí)，做到“教”與“學(xué)”充分結(jié)合。在分階段學(xué)習(xí)中，通過(guò)習(xí)題課、課堂討論、課外答疑、網(wǎng)絡(luò)輔導(dǎo)等形式促進(jìn)教與學(xué)的進(jìn)一步互動(dòng)，提高教學(xué)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)師生雙向交流。

（3）充分運(yùn)用多媒體技術(shù)，提高教學(xué)效果。課程通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體技術(shù)，集文字、圖像、聲音、視頻影像、動(dòng)畫(huà)等各種信息于一體進(jìn)行教學(xué)，將抽象、難懂、復(fù)雜的知識(shí)點(diǎn)采用形象、直觀、生動(dòng)的進(jìn)行演示。運(yùn)用多媒體課件輔助教學(xué)，配合文本教材，展示教學(xué)內(nèi)容，可重現(xiàn)課程內(nèi)容，效果良好，達(dá)到了開(kāi)拓視野、深化基礎(chǔ)理論、提高教學(xué)效率、提高學(xué)習(xí)興趣、提升教學(xué)效果以及激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力等目的。學(xué)生還可以根據(jù)自己的安排自學(xué)多媒體網(wǎng)絡(luò)課件，學(xué)習(xí)時(shí)間和地點(diǎn)靈活掌握，充分發(fā)揮了學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的自主作用。

3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

3.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇

在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中讓學(xué)生在掌握匯編語(yǔ)言的調(diào)試過(guò)程的基礎(chǔ)上，通過(guò)實(shí)驗(yàn)熟練掌握與輸入輸出相關(guān)的指令、中斷和接口技術(shù)。根據(jù)不同階段實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、應(yīng)用設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。

（1）基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)?；A(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)主要有硬件的認(rèn)知、指令系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。該階段實(shí)驗(yàn)與理論教學(xué)同步，以單元實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生掌握一定的硬件知識(shí)、軟件知識(shí)及其工作原理，熟練應(yīng)用常用接口芯片的功能和基本用法。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，主要讓學(xué)生熟悉編程和調(diào)試環(huán)境，練習(xí)常用指令的使用，示范引導(dǎo)學(xué)生迅速掌握應(yīng)用軟件和編寫(xiě)程序的方法。通過(guò)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生的軟、硬件調(diào)試的能力逐步得到鍛煉，對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解進(jìn)一步加深。

（2）應(yīng)用設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。以基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，開(kāi)展應(yīng)用設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，重點(diǎn)解決學(xué)生在理論知識(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及難點(diǎn)，鞏固學(xué)習(xí)效果。應(yīng)用設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)采用單元電路模塊組合，根據(jù)多種特定功能要求，設(shè)計(jì)較為復(fù)雜的接口電路及控制程序。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，以學(xué)生查閱相關(guān)資料、自己確定設(shè)計(jì)方案為主，輔以教師提供的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法，學(xué)生自行開(kāi)展設(shè)計(jì)、自行調(diào)試接口電路及相關(guān)控制程序。

（3）研究創(chuàng)新型綜合實(shí)驗(yàn)。對(duì)一些學(xué)習(xí)興趣比較濃厚、基礎(chǔ)又較好的學(xué)生群體，在較好的完成應(yīng)用設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)后，大力鼓勵(lì)他們開(kāi)展研究創(chuàng)新型綜合實(shí)驗(yàn)。研究創(chuàng)新型綜合實(shí)驗(yàn)是一個(gè)綜合型研究開(kāi)發(fā)的小課題，根據(jù)工程實(shí)際，課題由學(xué)生自主提出，并與指導(dǎo)教師溝通交流，確定課題的可行性，通過(guò)查閱資料初步形成實(shí)施方案。在課題的研究過(guò)程中，老師主要負(fù)責(zé)把握研究課題可行性和難易程度，學(xué)生自主完成所有前期相關(guān)資料的收集整理及后期電路的設(shè)計(jì)、軟件的編寫(xiě)等工作。最后，老師根據(jù)課題的完成情況對(duì)學(xué)生和課題做出綜合評(píng)價(jià)。

3.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式探討

（1）開(kāi)放實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，為學(xué)生創(chuàng)造寬松條件做活創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。在基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、應(yīng)用設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和研究創(chuàng)新型綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)踐過(guò)程中，以適用性、趣味性的實(shí)驗(yàn)課題為主，開(kāi)放實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，學(xué)生可以選擇自己感興趣的實(shí)驗(yàn)課題。在開(kāi)展實(shí)驗(yàn)課題之前，學(xué)生自主查閱并消化吸收與課題相關(guān)資料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，最后提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

（2）以課程設(shè)計(jì)為主導(dǎo)、培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。課程設(shè)計(jì)是學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的過(guò)程，是實(shí)踐教學(xué)中的重要組成部分，是學(xué)生鍛煉動(dòng)手能力和提高綜合應(yīng)用能力的重要階段。教師首先下發(fā)課程設(shè)計(jì)任務(wù)，同時(shí)提供一些與課程設(shè)計(jì)相關(guān)資料，并指導(dǎo)學(xué)生加以認(rèn)真閱讀思考。隨著設(shè)計(jì)的進(jìn)一步推進(jìn)，學(xué)生會(huì)通過(guò)消化吸收收集的相關(guān)資料，根據(jù)課程設(shè)計(jì)要求把相關(guān)所用到的知識(shí)點(diǎn)逐步串接起來(lái)，進(jìn)而形成課程設(shè)計(jì)的總體框架。在課程設(shè)計(jì)整個(gè)過(guò)程中，注重挖掘?qū)W生的潛力，教師僅提供整體設(shè)計(jì)思路，學(xué)生自主提出設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)方案提出后，教師與學(xué)生一起評(píng)議確定具體設(shè)計(jì)方案，學(xué)生根據(jù)具體設(shè)計(jì)方案，獨(dú)立自主完成軟件設(shè)計(jì)、硬件電路設(shè)計(jì)及程序調(diào)試。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，邁出了學(xué)生從理論知識(shí)到實(shí)踐的關(guān)鍵一步，培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)理論的運(yùn)用能力和綜合實(shí)踐能力。

4 結(jié)束語(yǔ)

在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，課堂與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方法，取得了較好的教學(xué)效果。通過(guò)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)課程理論學(xué)習(xí)和開(kāi)展實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)，學(xué)生的邏輯思維能力、創(chuàng)新能力和獨(dú)立分析解決問(wèn)題的能力都得到了逐步地培養(yǎng)和進(jìn)一步提高。在今后的教學(xué)過(guò)程中，還需要堅(jiān)持不懈的不斷研究改革教學(xué)內(nèi)容、方法和手段，采取多種途徑進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]余建坤，黃同成，劉湘濤，等.《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程改革的研究與實(shí)踐[J].邵陽(yáng)學(xué)院學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2008年S1期.