《微機(jī)原理與接口技術(shù)》實(shí)驗(yàn)課的教改探析

《微機(jī)原理與接口技術(shù)》實(shí)驗(yàn)課的教改探析《微機(jī)原理與接口技術(shù)》是一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程，是計(jì)算機(jī)專業(yè)、自動(dòng)化、電子、機(jī)電等工科專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，是培養(yǎng)學(xué)生微機(jī)工程控制設(shè)計(jì)與應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力的一門必修課。筆者依據(jù)大專院校學(xué)生的特點(diǎn)，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，就《微機(jī)原理與接口技術(shù)》實(shí)驗(yàn)課教學(xué)內(nèi)容、方法等方面的改革作如下探討，旨在提高實(shí)踐教學(xué)效果，加強(qiáng)對學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革傳統(tǒng)的《微機(jī)原理與接口技術(shù)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容一般包括基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)三個(gè)部分，有以下特點(diǎn)：（1）驗(yàn)證性質(zhì)的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)比重大，設(shè)計(jì)性和綜合應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)偏少；（2）基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)偏重于理論知識驗(yàn)證，缺乏新穎性和趣味性，且與工程實(shí)際聯(lián)系不緊密，而設(shè)計(jì)性和綜合應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)由于要求學(xué)生在相對不多的學(xué)時(shí)內(nèi)完成， 難度較大，收不到應(yīng)有的教學(xué)效果；3）由于高校擴(kuò)招，使得大專院校的生源質(zhì)量逐年降低，學(xué)生的基礎(chǔ)薄弱，接受能力不強(qiáng)，加之《微機(jī)原理與接口技術(shù)》理論教學(xué)的知識點(diǎn)多，每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束，尤其是一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生感覺不到有任何收獲，產(chǎn)生厭學(xué)情緒。實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革思路為了克服傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的不足，突出實(shí)驗(yàn)課在整個(gè)教學(xué)過程中的重要地位，必須重新審定實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容。既要保證實(shí)驗(yàn)課能夠?yàn)槔碚摻虒W(xué)提供支撐作用，又要實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際工程設(shè)計(jì)能力的目的，從而使學(xué)生的綜合實(shí)踐能力在實(shí)驗(yàn)過程中得到有效的鍛煉。實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的重新定位在重新確定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)，必須考慮到兩個(gè)方面：一是《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課的知識體系結(jié)構(gòu)和技能訓(xùn)練目標(biāo)，二是學(xué)生的興趣和實(shí)驗(yàn)效果。經(jīng)過認(rèn)真的研討，選用8086CPU、8255A、8251、8253、8279、8259、8237、A/D

及

D/A

等通用接口芯片作為

16位微機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要內(nèi)容，仍然包括基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)三個(gè)部分，且做到循序漸進(jìn)，即先基礎(chǔ)、簡單、局部，后擴(kuò)展、復(fù)雜和整體。在選定具體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)，以那些具有趣味性、適用性、綜合性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目作為實(shí)驗(yàn)對象，實(shí)際操作中選定了數(shù)碼顯示、自動(dòng)打鈴器、霓虹燈控制、交通燈控制、多通道數(shù)據(jù)采集、直流電機(jī)調(diào)速、微機(jī)通訊、溫度控制、數(shù)字式位移計(jì)、步進(jìn)電機(jī)控制等 12個(gè)項(xiàng)目，并將這些項(xiàng)目分成若干個(gè)子模塊。在每次單元實(shí)驗(yàn)時(shí)，從中選取 1~2個(gè)子模塊作為學(xué)生的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。這樣，將一些有實(shí)際意義的研究項(xiàng)目融入到單元實(shí)驗(yàn)中，一方面有效地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，另一方面也使學(xué)生的感性認(rèn)識大大增強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)更具針對性，實(shí)驗(yàn)效果良好。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的組織形式上采用階段式結(jié)構(gòu)，即將實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程分為三個(gè)階段：單元實(shí)驗(yàn)階段、小型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)階段和大型綜合性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)階段。單元實(shí)驗(yàn)階段以選取項(xiàng)目的子模塊為主，實(shí)驗(yàn)任務(wù)單一；小型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)穿插在若干個(gè)單元實(shí)驗(yàn)之后，要求學(xué)生采用單元電路模塊組合的設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)具有一定控制功能的實(shí)用小電路。例如，霓虹燈控制實(shí)驗(yàn)可以由循環(huán)程序和8255A并口兩個(gè)單元實(shí)驗(yàn)組合來完成。實(shí)驗(yàn)時(shí)學(xué)生很容易將兩個(gè)單元實(shí)驗(yàn)時(shí)的相關(guān)內(nèi)容通過組合、調(diào)整與改進(jìn)，完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)任務(wù)。大型綜合性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)也可以稱為課程設(shè)計(jì)，一般為期兩周，安排在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的后期階段，選題主要圍繞上述12個(gè)項(xiàng)目的相關(guān)子模塊，但系統(tǒng)構(gòu)成相對復(fù)雜些，如爐溫控制顯示報(bào)警系統(tǒng)。這一階段的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力。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，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，通過查閱有關(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)生通過自己的預(yù)習(xí)以及對實(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人共用一臺套實(shí)驗(yàn)器材，共同討論設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)過程中難免出現(xiàn)一些問題，這時(shí)教師應(yīng)盡量要求學(xué)生先進(jìn)行相互交流與討論，對一些學(xué)生解決不了的問題，教師可引導(dǎo)學(xué)生對實(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)生可以照搬照抄。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)過程是學(xué)生進(jìn)行思維訓(xùn)練、提高分析問題與解決問題能力的重要實(shí)踐活動(dòng)，整個(gè)過程應(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)。加強(qiáng)對實(shí)驗(yàn)過程的管理教師應(yīng)督導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的全過程，提醒學(xué)生實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的事項(xiàng)，督促學(xué)生準(zhǔn)確記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，規(guī)范學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。要求學(xué)生將實(shí)驗(yàn)過程中的實(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)行情況和體會認(rèn)真填寫在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，這樣每做一次實(shí)驗(yàn)，相當(dāng)于完成一個(gè)小課題的研究，可大大提高學(xué)生運(yùn)用知識的能力，也有利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)素質(zhì)和科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)精神。微機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室采用相對定時(shí)開放方式結(jié)合我校實(shí)驗(yàn)教學(xué)班級不多的特點(diǎn)，主要針對設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，采用定時(shí)開放方式，在時(shí)間上給予充分的保證，允許學(xué)生根據(jù)自己的需要申請進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。同時(shí)，安排相應(yīng)的指導(dǎo)教師對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程給予指導(dǎo)和幫助。優(yōu)化實(shí)驗(yàn)效果的評價(jià)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)成績評定主要依據(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)成績評定的不準(zhǔn)確性。為此，在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)效果評價(jià)過程中，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)行情況和心得體會等，為防止抄襲行為，本部分采用“獎(jiǎng)懲制”，對于雷同的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，一方面采用問答式核查，另一方面對雙方給予罰分處理，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