淺談面向應(yīng)用型人才的微機(jī)原理及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革
論文關(guān)鍵詞：微機(jī)原理 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 教學(xué)改革
論文摘要：從培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的角度出發(fā)，討論了在微機(jī)原理及應(yīng)用課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中，如何激發(fā)和調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，有效地培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新能力；改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法；依托創(chuàng)新基地大力提升學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力，真正培養(yǎng)出具有工程實(shí)踐能力的高素質(zhì)應(yīng)用型本科人才。
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C(jī)原理及應(yīng)用》課程是計(jì)算機(jī)類及大多數(shù)電子類專業(yè)學(xué)生的必修課程。本門課程要求學(xué)生很好地掌握這門課程的內(nèi)容并具備一定的實(shí)際電路設(shè)計(jì)和編程能力，使學(xué)生在深刻理解計(jì)算機(jī)軟、硬件關(guān)系及以后的計(jì)算機(jī)應(yīng)用開(kāi)發(fā)中打下必要的計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，僅僅是為了配合理論教學(xué)環(huán)節(jié)，主要是驗(yàn)證理論課教學(xué)的內(nèi)容。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)將匯編軟件上機(jī)、簡(jiǎn)單的硬件實(shí)驗(yàn)作為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，例如編程將輸入的字符個(gè)數(shù)分類統(tǒng)計(jì)，或在實(shí)驗(yàn)箱上按實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)上的接線要求完成實(shí)驗(yàn)等，事實(shí)證明它在一定程度上幫助學(xué)生了解了課程，但是對(duì)于有限的實(shí)驗(yàn)教學(xué)而言，這種教學(xué)的效率不高，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性無(wú)法調(diào)動(dòng)。這種實(shí)驗(yàn)內(nèi)容無(wú)法使實(shí)踐能力跟上時(shí)代對(duì)知識(shí)的要求，無(wú)形中削弱了實(shí)踐教學(xué)和學(xué)生的主體性特點(diǎn)，使實(shí)驗(yàn)成了理論教學(xué)的附屬，更無(wú)法滿足應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需求。
一、現(xiàn)狀分析
由于微機(jī)原理及應(yīng)用屬于硬件類課程，課程內(nèi)容抽象、枯燥乏味，多數(shù)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低，主動(dòng)性差。學(xué)生匯編語(yǔ)言基礎(chǔ)差，對(duì)匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的理解和掌握程度低，直接影響到微機(jī)原理和接口技術(shù)課程的教學(xué)。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)老化，大多數(shù)院校采用的均為箱式實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，所提供的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目大多為對(duì)單個(gè)芯片的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，并且實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中均固化有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)程序，部分學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)直接調(diào)用程序就可以完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)不合理，實(shí)驗(yàn)中需要學(xué)生動(dòng)手的地方少，達(dá)不到實(shí)驗(yàn)?zāi)康�。�?shí)驗(yàn)項(xiàng)目大多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，缺乏設(shè)計(jì)性、綜合性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。所用實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與目前微機(jī)的發(fā)展使用現(xiàn)狀相距較遠(yuǎn)，未能利用目前通用微機(jī)的資源。
二、建立開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式
實(shí)驗(yàn)室是高等學(xué)校實(shí)施素質(zhì)教育、培養(yǎng)本科學(xué)生創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力的重要基地，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該對(duì)學(xué)生開(kāi)放、為學(xué)生提供實(shí)踐學(xué)習(xí)條件。
1.增加實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放時(shí)間。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室管理模式下，實(shí)驗(yàn)室只在有課程安排的時(shí)間段開(kāi)放，而大部分無(wú)課程安排的時(shí)間中是不開(kāi)放的。在這種環(huán)境下，學(xué)生往往被限制在教師事先設(shè)定好的時(shí)間段進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，學(xué)生發(fā)揮自身潛能的余地和空間很小。為了讓學(xué)生有更多的自主時(shí)間進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，就必須建立開(kāi)放性的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。要允許學(xué)生結(jié)合課程學(xué)習(xí)以及自己的專業(yè)特點(diǎn)、時(shí)間安排或興趣愛(ài)好提出實(shí)驗(yàn)題目、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并可在一個(gè)較寬松的實(shí)驗(yàn)環(huán)境內(nèi)完成。實(shí)行實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放不但能最大限度地利用實(shí)驗(yàn)室資源，提高儀器設(shè)備利用率，而且能充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室在實(shí)施素質(zhì)教育中的重要作用，為學(xué)生提供自主發(fā)展和實(shí)踐鍛煉的空間。
2.開(kāi)放實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在課程計(jì)劃實(shí)驗(yàn)外，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可進(jìn)一步開(kāi)放。開(kāi)放的內(nèi)容以適用性、趣味性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為主。可以結(jié)合實(shí)際，將開(kāi)放的項(xiàng)目在網(wǎng)上公布，學(xué)生可以選擇自己感興趣的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目并填報(bào)申請(qǐng)單，經(jīng)教師同意，實(shí)驗(yàn)室主任審核，學(xué)院備案，便可進(jìn)行。但在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，學(xué)生應(yīng)自行查閱相關(guān)資料，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，最后完成實(shí)驗(yàn)，提交報(bào)告。這種完全開(kāi)放的實(shí)驗(yàn)環(huán)境有利于學(xué)生個(gè)性化發(fā)展，增強(qiáng)他們的自信心。
3.學(xué)生自主選題開(kāi)展項(xiàng)目研究。開(kāi)放實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，可以讓學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)際情況，選擇老師提供的實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生在此基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展或自主提出課題項(xiàng)目，向?qū)W校或?qū)W院申請(qǐng)立項(xiàng)資助。如學(xué)校組織的大學(xué)生創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目、全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽及“挑戰(zhàn)杯”等全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽活動(dòng)。自選課題以不同專業(yè)不同年級(jí)的學(xué)生組成研究小組，除研究項(xiàng)目，還可參與教師的課題研究，為教師提供科研幫助�！耙囵B(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，首先教師要有創(chuàng)新意識(shí)”，因此在實(shí)驗(yàn)教學(xué)組織中，采用多種形式的教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新性學(xué)習(xí)，通過(guò)這些訓(xùn)練，使學(xué)生具備獨(dú)立思考、獨(dú)立操作與解決問(wèn)題的能力。
三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容改革
微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容是：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IC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。基于培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才的要求，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容應(yīng)進(jìn)行全面改革。豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提高實(shí)驗(yàn)難度，增加設(shè)計(jì)性和開(kāi)發(fā)性實(shí)驗(yàn)的份量。
1.基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)改革�；A(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基本用法。由于學(xué)生剛剛接觸微機(jī)軟硬件，往往感到無(wú)從下手，此時(shí)學(xué)生遇到問(wèn)題不知如何解決。因此，在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上，應(yīng)安排一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。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。在此階段，老師的主要作用應(yīng)是對(duì)學(xué)生的扶持，以示范引導(dǎo)為主，從而使學(xué)生迅速掌握軟件的使用和程序的編寫(xiě)方法，逐步鍛煉學(xué)生軟硬件調(diào)試的能力，也可以加深對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解。
2.一般設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。在較好完成單元實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，引入設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。要求采用單元電路模塊組合的方法，設(shè)計(jì)一個(gè)較復(fù)雜的接口電路和控制程序，實(shí)現(xiàn)多種功能。教師主要完成對(duì)學(xué)生的啟發(fā)引導(dǎo)，只提供基本的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法，不提供具體的、詳細(xì)的電路與程序。學(xué)生自己查閱有關(guān)資料，自定設(shè)計(jì)方案，自行設(shè)計(jì)、調(diào)試接口電路和控制程序。對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題，老師只做引導(dǎo)性提示，具體故障的排除由學(xué)生自己動(dòng)手完成。通過(guò)此類設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，可以提高學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。
3.綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。對(duì)部分基礎(chǔ)較好的學(xué)生，在完成上述實(shí)驗(yàn)后，可以鼓勵(lì)他們進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。在以前的綜合性實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)類容有老師給出，而且基本有現(xiàn)成的指導(dǎo)資料，不能真正達(dá)到對(duì)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。此類實(shí)驗(yàn)應(yīng)由學(xué)生根據(jù)工程實(shí)際，提出自己的想法，并與指導(dǎo)老師交流，然后形成具體的實(shí)施方案。在該類實(shí)驗(yàn)中，老師主要把握學(xué)生提出的實(shí)驗(yàn)可行性和難易程度，資料的收集整理、電路的設(shè)計(jì)、軟件的編寫(xiě)全部由學(xué)生自己完成，由老師對(duì)最后的完成情況作綜合評(píng)價(jià)。
四、總結(jié)
對(duì)于應(yīng)用型本科人才而言，微機(jī)原理與接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)就應(yīng)是培養(yǎng)學(xué)生解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。在開(kāi)放的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，依托基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，深入一般設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生只完成綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，從而提高學(xué)生分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，以達(dá)到應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的目的。
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