微机原理课程实验教学的改革与研究

来源:用户上传      作者: 刘朋军　李秋实

　　摘 要： 微机原理是一门实践性都很强的课程，是理工类专业必修基础课程。因此，教学中，教师应注重改革实验教学内容，改革实验教学方法，建立网络虚拟实验室平台，提高实验教学效果，强化学生能力的培养，促进学生个性化发展。
　　关键词： 微机原理 实验教学 改革 探索
　　
　　一、引言
　　
　　“微机原理”是我院理工类必修的专业基础课程。由于计算机工作原理抽象，工作过程难以理解，作为微机原理课程重要组成部分的实验教学在对学生对知识的掌握和能力培养方面起着理论教学不可替代的作用。由于种种原因，我们的实验教学环节非常薄弱，导致了实验教学不能与实际专业教学体系很好融合，学生的实验还停留在验证性的初级阶段，影响了该课程的教学效果，必须对实验教学进行探索和改革，以提高教学质量。
　　
　　二、现状分析
　　
　　我校微机原理实验课是面向全校工科类学生的，有计算机类的、汽车工程类的、通信类的，还有机械类的，各个专业要求的层次不一样，用统一的同一种教学模式去对待不同的学生，主次轻重不分，导致有些专业根本没有达到要求，有些专业甚至是“赶鸭子上架”，使教师头痛，学生痛苦。
　　实验教学方式实行的是教师讲解并操作演示，学生动手操作验证、课后学生完成报告教师批阅的模式，实验课以教师为中心，学生跟着教师指导走，机械地照搬实验指导接线图进行连线，学生缺乏主观能动性，不利于学生解决问题的能力和创新能力的培养。
　　实验设备集成度高，实验项目模块化高，硬件操作减少，软件接口驱动程序完善，基本上学生处于验证性操作。这当然有有利的一面，如：实验过程快；设备损坏率低；实验成功率高，增强学生完成实验的信心等。但是也包含不利的一面，让学生离素质教育相去甚远，如：由于设备连线限制，实验内容大多为验证性，使学生处于被动接受的地位，无法发挥学生的主动性，严重影响了学生发挥创造性的积极性。
　　
　　三、措施及方法
　　
　　1.根据专业优化实验内容
　　精选实验内容是优化实验项目的重要环节，根据不同专业知识体系的不同特点，并针对不同的专业，开设不同的实验项目，灵活调整实验课的重心，并采取不同的实验方法，使每个实验项目都能达到课程规定的培养目标。按照学生专业知识结构与实验项目考查的知识点相结合的原则，将微机原理实验教学分为3个层次。
　　第1层次是验证实验部分。验证实验完成了支撑基础知识的作用，任何专业都要完成基本验证性实验，目前保留的验证性实验内容有：并行接口电路8255实验；定时/计数器8253实验；键盘/显示控制器8279实验；中断控制器8259实验；串行通信控制器8250实验；存储器6264扩展实验。通过本层次的实验，学生对微机知识会有一个基本的了解和掌握。
　　第2层次是设计性实验部分。根据专业特点的不同，在较好完成验证性单元实验的基础上，引入与专业知识结合性较强的设计性实验。教师只提供基本的设计思想和设计方法，不提供具体的、详细的电路与程序。学生自己查阅有关资料，自定设计方案，自行设计、调试接口电路和控制程序。例如自动化专业教学中，让学生自己完成设计步进电机驱动实验。将前面学习的条件输出实验、循环程序设计、DOS中断调用等内容结合起来。此类设计性实验，可以提高学生独立分析问题、解决问题的能力。
　　第3层次综合性实验。综合性实验的目的是要将学生学过的主要功能部件有机地结合起来，形成一个有意义的整体。因此我院将该类实验安排在课程设计阶段。综合性实验是由教师根据不同专业给出实验项目，学生根据所掌握的知识，跳开实验仪器的限制，通过不同的方法和不同的途径来完成实验。例如数据采集与处理系统、交通灯控制系统等。这类综合性实验能够使得学生对微机原理与接口这门课程有一个全新的认识。
　　2.改革教学方式
　　实验教学内容的改革要求实验教学与指导方法也要相应地进行调整，这是实现教学内容改革的关键环节。根据实验的三个层次，分别采取不同的方法进行实验指导，在实验安排上采取统一安排与实验室开放相结合的方法。
　　首先在验证性实验部分，采用扶持的教学模式。在此阶段由教师“扶着”学生走。这时的学生由于刚接触微机软硬件相结合的实验，往往会感到无从下手，实验中遇到故障往往不知如何排除。因此，教师需耐心细致地向学生传授软硬件设计方法，协助学生排除故障，使其掌握程序调试及故障分析与排除的基本方法和技能，培养其严谨、规范的实验作风，为后续实验奠定基础。
　　其次在设计性实验部分，采用预先设计加抽查讲解的办法。实验前学生进行理论上设计，实验时随机让学生讲解实验的基本原理、操作过程，教师进行点评与更正，然后开始实验操作。让学生在实验开始之前对于实验过程有一个非常透彻的理解，对于实验预习中遇到的问题会主动去查阅理论教材，对于理论课上所学的相关知识是一个很好的复习巩固过程。同时，采用学生自己上讲台讲课的方式，能够充分调动学生的积极性。
　　再次在综合性实验阶段，采用开放式实验室教学模式。学生根据自己的时间表进行实验设计、实验调试。教师要放手让学生自己摸索，相信学生，鼓励学生，培养学生敢试敢闯的精神。教师只作技术上的咨询和结果上的考核验收，使学生的聪明才智得到充分发挥。
　　3.建立网络虚拟实验室平台
　　微机原理课程的实验，对于不同专业的学生，完成实验难度不同，大部分专业的学生完成实验有一定的困难。为了帮助学生更好地理解接口技术实验的实质，掌握设计的基本方法，在实验中教师要充分利用多媒体课件辅助实验教学，可制作基于网络平台的“微机原理实验”多媒体课件。课件以课程要求的实验为蓝本，利用多媒体技术，介绍实验，调试实验电路和实验程序。通过多媒体课件，学生可以感受到实验的整个过程，可以通过网络不受时间和地点的限制反复进行虚拟实验。
　　
　　四、结语
　　
　　高校实验教学的目标是培养学生的科学实验和解决工程实际问题能力，而掌握科学的方法和培养学生严谨的科学态度是至关重要的。我们只有不断总结实验教学经验，改善实验环境，探索实验教学新方法，才能培养满足社会需求的高素质的人才。

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