摘要：本文主要介紹了《微機(jī)原理及接口技術(shù)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改革與探索，通過(guò)原理性-設(shè)計(jì)性-研究性的三層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的建立與完善來(lái)激發(fā)學(xué)生的求知欲，提高學(xué)生的綜合運(yùn)用能力和創(chuàng)新能力。
　　關(guān)鍵詞： 微機(jī)原理及接口技術(shù)；原理性實(shí)驗(yàn)；設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)；研究性實(shí)驗(yàn)
　　中圖分類號(hào)：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
　　
　　隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展與緊密結(jié)合，工業(yè)控制與自動(dòng)化領(lǐng)域逐漸向集成化、智能化方向發(fā)展，社會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)人才的需求也越來(lái)越多。微機(jī)接口技術(shù)作為計(jì)算機(jī)技術(shù)的一個(gè)分支，廣泛地應(yīng)用于工業(yè)控制、通信工程、電力工程等各個(gè)領(lǐng)域。微機(jī)接口技術(shù)實(shí)踐性很強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)課程在教、學(xué)、用的互動(dòng)過(guò)程中，應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)能動(dòng)性，注意培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力、想象能力和創(chuàng)新能力，通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行微機(jī)擴(kuò)展的應(yīng)用能力；通過(guò)自主實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生提出問(wèn)題、分析問(wèn)題以及解決問(wèn)題的能力等。為此，筆者就實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容及方法作如下探討。
　　
　　一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法探討
　　
　　（一）激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
　　由于大環(huán)境的影響，當(dāng)前學(xué)生普遍存在“重軟(件) 輕硬( 件) ”的現(xiàn)象。表現(xiàn)在軟件方面，追求流行文化；在硬件方面不能深入本質(zhì)，不能系統(tǒng)學(xué)習(xí)，更不乏膚淺浮躁、急功近利等，造成學(xué)生學(xué)習(xí)硬件被動(dòng)。所以，如何激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)微機(jī)接口技術(shù)課程的興趣便極為重要。實(shí)際上，日常生活中涉及到微機(jī)接口應(yīng)用的方面很多，如工業(yè)控制、智能儀器儀表、機(jī)電一體化產(chǎn)品、超市收銀機(jī)、公共汽車報(bào)站系統(tǒng)、電子考勤機(jī)、門鈴報(bào)警電話、血壓測(cè)量?jī)x、步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)、交通收費(fèi)系統(tǒng)、家電領(lǐng)域的具體產(chǎn)品應(yīng)用等等。教師可以選擇一個(gè)比較實(shí)用也不太復(fù)雜的產(chǎn)品作為事例，如籃球場(chǎng)上的計(jì)時(shí)器、記分器等，給學(xué)生由淺入深地講解，鼓勵(lì)學(xué)生只要掌握了相關(guān)的硬、軟件基礎(chǔ)知識(shí)，也能開(kāi)發(fā)出同樣的產(chǎn)品，從而激發(fā)學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)其求知欲。
　�。ǘ�）實(shí)驗(yàn)課程的三個(gè)階段
　　《微機(jī)原理及接口技術(shù)》課程實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容，包括計(jì)算機(jī)軟硬件的基本知識(shí)和基本設(shè)計(jì)方法,計(jì)算機(jī)軟硬件的應(yīng)用技術(shù)和利用各種電子元器件組建微機(jī)系統(tǒng)、進(jìn)行系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)、擴(kuò)展微機(jī)系統(tǒng)的功能等。
　　1.基礎(chǔ)階段
　　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基本用法。這是實(shí)驗(yàn)的初級(jí)階段，主要是認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)箱的結(jié)構(gòu)、各模塊功能，熟悉匯編語(yǔ)言的上機(jī)過(guò)程。為了提高教學(xué)效果，教師可根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，有針對(duì)性地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)。首先，邊講邊實(shí)驗(yàn)，指導(dǎo)學(xué)生如何觀察接口線路的連接、程序編譯、鏈接和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論。學(xué)生剛剛學(xué)習(xí)接口芯片，對(duì)于很多芯片的功能只停留在紙面上，因而對(duì)各個(gè)引腳信號(hào)的實(shí)際接線接法往往手忙腳亂，這時(shí)應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生冷靜分析，克服心浮氣燥的心態(tài)。這一層次的實(shí)驗(yàn)?zāi)康闹饕�是熟悉�?shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)步驟，對(duì)接口芯片各個(gè)引腳信號(hào)的實(shí)際接線方法有一個(gè)初步的體會(huì)，力求做到由淺入深、循序漸進(jìn)。
　　2.提高階段
　　要求學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容在理解的基礎(chǔ)上作相當(dāng)?shù)男薷�，形成新的功能，是�?duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的深化。學(xué)生在教師演示實(shí)驗(yàn)之后獨(dú)立實(shí)驗(yàn)，獨(dú)立調(diào)試，獨(dú)立驗(yàn)證。教師針對(duì)實(shí)驗(yàn)的一些環(huán)節(jié)，創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，設(shè)置認(rèn)知沖突，讓學(xué)生帶著問(wèn)題去觀察、思考，使學(xué)生學(xué)習(xí)到規(guī)范操作技巧、鍛煉學(xué)生的觀察能力、判斷能力和創(chuàng)造力。教師應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生理解參考程序功能之后，獨(dú)立動(dòng)手修改程序，改進(jìn)程序的功能甚至重新編寫(xiě)程序，并上機(jī)調(diào)試、運(yùn)行，提高學(xué)生閱讀、編寫(xiě)程序的能力。當(dāng)然，教師必須具備良好的專業(yè)修養(yǎng)與嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，平時(shí)多參加工業(yè)實(shí)踐，全面?zhèn)湔n，才能實(shí)時(shí)對(duì)課程設(shè)置情景問(wèn)題。學(xué)生基礎(chǔ)不同，興趣不同，必須實(shí)行因材施教，支持基礎(chǔ)好的學(xué)生增做綜合擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)，鍛煉創(chuàng)新能力，也鼓勵(lì)能力差的學(xué)生獨(dú)立解決問(wèn)題。整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程應(yīng)遵循以教師為指導(dǎo)，學(xué)生為主體的原則。
　　3.設(shè)計(jì)階段
　　《微機(jī)原理及接口技術(shù)》是一門實(shí)踐性和實(shí)用性都很強(qiáng)的課程，學(xué)習(xí)的目的在于應(yīng)用，所以課程設(shè)計(jì)便尤為重要，是配合實(shí)驗(yàn)教學(xué)的最后一個(gè)重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，起到鞏固已有知識(shí)、提高綜合設(shè)計(jì)能力、啟發(fā)創(chuàng)新才能的作用。
　　首先，教師根據(jù)學(xué)生實(shí)際情況誘導(dǎo)性設(shè)計(jì)一些課程設(shè)計(jì)方案，甚至由學(xué)生設(shè)計(jì)適合自己的設(shè)計(jì)方案，一般可以提供幾十種，如：交通燈控制系統(tǒng)、溫度測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、電子音樂(lè)播放器、電子時(shí)鐘、轉(zhuǎn)速測(cè)試系統(tǒng)、壓力測(cè)控系統(tǒng)、簡(jiǎn)易計(jì)算器系統(tǒng)、點(diǎn)陣LED顯示系統(tǒng)、直流電機(jī)速度控制器設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)方案，盡可能多地提供具有實(shí)際用途的設(shè)計(jì)方案，使學(xué)生通過(guò)完成實(shí)用價(jià)值較高的電路設(shè)計(jì)的同時(shí)，進(jìn)一步加深對(duì)專業(yè)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)和理解。
　　其次，由于每個(gè)學(xué)生的知識(shí)水平、能力參差不齊，為了均衡實(shí)力，建議對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，由學(xué)生自由組合，每組不超過(guò)兩人，以杜絕學(xué)生存在不做的僥幸心理，兼顧“一幫一”的原則，即基礎(chǔ)好的同學(xué)跟差一點(diǎn)學(xué)生同一組，帶動(dòng)學(xué)習(xí)氛圍。
　　再次，老師對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)方案要不拘一格，只要實(shí)現(xiàn)功能即可。如設(shè)計(jì)一套十字路口的交通燈管理系統(tǒng)，利用8255 或8253、8259等接口電路均可。學(xué)生根據(jù)所選課題和所用的接口電路芯片設(shè)計(jì)出完整的接口電路, 并在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上完成電路的連接和調(diào)試通過(guò)為完成。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，不提供所謂的“標(biāo)準(zhǔn)答案”，而是鼓勵(lì)學(xué)生充分發(fā)揮設(shè)計(jì)才能，大膽創(chuàng)新。接口電路接法不同，芯片選擇不同，結(jié)果可能不同。鼓勵(lì)持不同意見(jiàn)者充分闡述自己的觀點(diǎn)，積極相互討論。不乏有學(xué)生為了擬定一個(gè)良好的設(shè)計(jì)方案，為了調(diào)試出相應(yīng)的指標(biāo)，絞盡腦汁，主動(dòng)彌補(bǔ)自己知識(shí)的缺陷來(lái)完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)。所以，課程設(shè)計(jì)的結(jié)果能夠真正反映學(xué)生掌握本課程的綜合應(yīng)用能力。
　�。ㄈ�）補(bǔ)充最新接口發(fā)展技術(shù)知識(shí)
　　接口技術(shù)與設(shè)備在不斷地發(fā)展，教材上的內(nèi)容，往往是對(duì)以往接口技術(shù)成型后的總結(jié)，實(shí)驗(yàn)也只是對(duì)教材上的芯片接口功能的驗(yàn)證，并不能真正與當(dāng)前最新技術(shù)同步，有些甚至過(guò)于陳舊。所以，應(yīng)適時(shí)補(bǔ)充一部分當(dāng)前微機(jī)接口技術(shù)中較新的內(nèi)容，并給予重點(diǎn)介紹，如有條件的可以給學(xué)生演示無(wú)盤系統(tǒng)啟動(dòng)芯片B O O T _ R O M 設(shè)備、U S B 設(shè)備等開(kāi)發(fā)過(guò)程，包括選擇控制器、硬件電路設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、調(diào)試整個(gè)過(guò)程，使學(xué)生對(duì)現(xiàn)代微機(jī)接口技術(shù)與身邊常見(jiàn)設(shè)備更緊密結(jié)合起來(lái)，真正做到學(xué)以致用。
　�。ㄋ模┛己朔椒ǖ母母�
　　傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定主要依據(jù)學(xué)生的平時(shí)實(shí)驗(yàn)情況和實(shí)驗(yàn)報(bào)告。但因?yàn)閷?shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的確定性很強(qiáng)，學(xué)生的平時(shí)實(shí)驗(yàn)情況差別不大，同時(shí)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告也基本上千篇一律，這就造成實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定的不準(zhǔn)確性。為此，在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)效果評(píng)價(jià)過(guò)程中，筆者進(jìn)行了具體細(xì)化：（1）強(qiáng)調(diào)學(xué)生的預(yù)習(xí)效果。每次實(shí)驗(yàn)前，學(xué)生需要準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)參考資料、實(shí)驗(yàn)初步方案、實(shí)驗(yàn)草圖、程序框架等。實(shí)驗(yàn)時(shí)檢查預(yù)習(xí)報(bào)告。（2）學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的表現(xiàn)及完成情況。這部分重點(diǎn)檢查學(xué)生的操作熟練程度、實(shí)驗(yàn)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)完成情況等。（3）學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)報(bào)告詳細(xì)地記錄了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖、編制的程序以及調(diào)試運(yùn)行情況和心得體會(huì)等。為防止抄襲行為，本部分采用“獎(jiǎng)懲制”，對(duì)于雷同的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，一方面采用問(wèn)答式核查，另一方面對(duì)雙方給予罰分處理，鼓勵(lì)學(xué)生采用多種方案去實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)要求，對(duì)有創(chuàng)新的設(shè)計(jì)方案給予獎(jiǎng)勵(lì)。（4）采用實(shí)驗(yàn)考核。最后一次實(shí)驗(yàn)課，可安排一次故障排除實(shí)驗(yàn)，或進(jìn)行一次綜合性實(shí)驗(yàn)的答辯考核。教師設(shè)計(jì)問(wèn)題、提出問(wèn)題，學(xué)生來(lái)解決。結(jié)合這四個(gè)方面給學(xué)生一個(gè)綜合性的成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)，對(duì)衡量學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�具有一定的客觀性，有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
　　實(shí)驗(yàn)過(guò)程是學(xué)生知識(shí)的積累，而考核則是對(duì)學(xué)生知識(shí)積累程度的檢驗(yàn)。期末實(shí)驗(yàn)成績(jī)一般由平時(shí)實(shí)驗(yàn)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)和實(shí)驗(yàn)考試成績(jī)?nèi)�部分組成。學(xué)生每做完一次實(shí)驗(yàn)，應(yīng)單獨(dú)將該結(jié)果演示出來(lái)，教師對(duì)其進(jìn)行檢查，要求說(shuō)明實(shí)驗(yàn)原理，以杜絕有學(xué)生偷懶僥幸的心理，并要求在規(guī)定時(shí)間內(nèi)將實(shí)驗(yàn)的心得寫(xiě)成實(shí)驗(yàn)報(bào)告上交給教師。實(shí)驗(yàn)報(bào)告仿照科技論文或畢業(yè)設(shè)計(jì)的形式，以檢驗(yàn)學(xué)生的書(shū)寫(xiě)能力。教師應(yīng)大力鼓勵(lì)學(xué)生寫(xiě)出屬于自己水平的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。課程設(shè)計(jì)則用答辯的形式檢驗(yàn)，學(xué)生必須將設(shè)計(jì)思想與實(shí)現(xiàn)過(guò)程表達(dá)出來(lái)。實(shí)驗(yàn)考試則由老師隨機(jī)抽題，一般提前給出考試題。允許學(xué)生帶實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)及相關(guān)資料參加考試，但不能討論，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)做完。教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果現(xiàn)場(chǎng)給予評(píng)分。
　　
　　三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改革
　　
　　在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法中，一般先由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師詳細(xì)地講解實(shí)驗(yàn)原理、方法及步驟，然后讓學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)教材所列步驟一步步去完成，而且有些教材甚至把實(shí)驗(yàn)需要的程序、機(jī)器碼、接線圖、接線方法、程序輸入方法等都一一列了出來(lái)，使學(xué)生不需要?jiǎng)幽X，直接動(dòng)手接線、輸入程序就可以完成實(shí)驗(yàn)，若實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)問(wèn)題也是立即去找教師解決，很少主動(dòng)思考，這樣的實(shí)驗(yàn)效果可想而知。為此，筆者在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中進(jìn)行了如下改革：
　　安排實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)內(nèi)容：學(xué)生做好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)是完成實(shí)驗(yàn)的第一步。每次實(shí)驗(yàn)前，布置好預(yù)習(xí)的內(nèi)容，要求學(xué)生必須結(jié)合自己所學(xué)的理論知識(shí)，通過(guò)查閱有關(guān)資料，獲得實(shí)驗(yàn)的第一手資料，做到實(shí)驗(yàn)?zāi)康拿鞔_，實(shí)驗(yàn)原理清楚。
　　布置實(shí)驗(yàn)任務(wù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，不向?qū)W生提供具體的、詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)電路與程序，只提出具體的實(shí)驗(yàn)要求，讓學(xué)生通過(guò)自己的預(yù)習(xí)以及對(duì)實(shí)驗(yàn)要求的理解和分析，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，獨(dú)立編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)程序。
　　合理地安排實(shí)驗(yàn)方式：在實(shí)驗(yàn)的組織形式上，采取學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的方式，即單元實(shí)驗(yàn)一人一臺(tái)套實(shí)驗(yàn)器材，兩人為一組，可相互交流；小型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，是兩人共用一臺(tái)套實(shí)驗(yàn)器材，兩人合作設(shè)計(jì)；大型綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，為4人共用一臺(tái)套實(shí)驗(yàn)器材，共同討論設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中難免出現(xiàn)一些問(wèn)題，教師應(yīng)盡量要求學(xué)生先進(jìn)行相互交流與討論，對(duì)一些學(xué)生解決不了的問(wèn)題，教師可引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟進(jìn)行分析和檢查。這樣，學(xué)生就會(huì)積極主動(dòng)地去思考、去分析，從而大大激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。
　　教師做好演示實(shí)驗(yàn)：首先，教師的演示實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并不等同于學(xué)生實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，但與學(xué)生的實(shí)驗(yàn)又有一定的關(guān)聯(lián)，切不可讓學(xué)生照搬照抄。其次，應(yīng)著重講演示實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)方法，操作示范要細(xì)致，讓學(xué)生能夠從教師的示范中獲得啟發(fā)。
　　突出學(xué)生的主體地位：實(shí)驗(yàn)過(guò)程是學(xué)生進(jìn)行思維訓(xùn)練、提高分析問(wèn)題與解決問(wèn)題能力的重要實(shí)踐活動(dòng)，整個(gè)過(guò)程應(yīng)以學(xué)生為主體，鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦，采用多種方式去完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。
　　
　　四、結(jié)論
　　
　　以上為武漢科技大學(xué)中南分校信息工程學(xué)院《微機(jī)原理及接口技術(shù)》實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的改革思路，以2006級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)、2004級(jí)電信專業(yè)、2005級(jí)自動(dòng)化專業(yè)和2007級(jí)計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)為教學(xué)試點(diǎn)。從學(xué)生反饋及教學(xué)評(píng)估的結(jié)果來(lái)看，該教學(xué)方法非常有效，抓住了學(xué)生的心理特點(diǎn)及認(rèn)知規(guī)律，大大提高了《微機(jī)原理及接口技術(shù)》實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)效果。在整個(gè)教學(xué)中，必須強(qiáng)調(diào)以提高學(xué)生能力為中心，以培養(yǎng)學(xué)生素質(zhì)為目標(biāo)，充分發(fā)揮學(xué)生的主體學(xué)習(xí)能動(dòng)性，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)，制定嚴(yán)格的考核制度，對(duì)學(xué)生進(jìn)行有計(jì)劃的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，為培養(yǎng)學(xué)生在今后實(shí)際工作中開(kāi)拓出更為廣泛的微機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域打下良好技術(shù)基礎(chǔ)。
　　
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