1、關(guān)于?微機原理與應(yīng)用?實驗教學(xué)的改革與理論論文關(guān)鍵詞：微機原理及應(yīng)用教學(xué)改革專業(yè)特色創(chuàng)新基地教學(xué)效果論文摘要：從培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用人才的角度出發(fā)，討論了在微機原理及應(yīng)用課程的教學(xué)改革中，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，培養(yǎng)創(chuàng)新意識與創(chuàng)新才能;改革教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法，表達專業(yè)特色；在創(chuàng)新基地培養(yǎng)學(xué)生理論動手才能等方面的內(nèi)容，介紹了在培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用人才上所做的一些嘗試。1引言隨著計算機技術(shù)的飛速開展，目前微型計算機在工業(yè)控制、智能儀器儀表、家用電器、衛(wèi)星、導(dǎo)彈、氣象預(yù)測、石油勘探、通信等各領(lǐng)域已被廣泛應(yīng)用，具有高素質(zhì)和創(chuàng)新才能的人才日益需要。在我國開發(fā)具有自主產(chǎn)權(quán)的計算機軟、硬件產(chǎn)品及大規(guī)模地對消費技術(shù)進展改造

2、的進程中，非常要既具備軟件編程才能，又理解硬件知識的復(fù)合人才。實驗教學(xué)在對學(xué)生才能培養(yǎng)方面起著理論教學(xué)不可替代的作用，是培養(yǎng)學(xué)生實驗技能、應(yīng)用才能和科學(xué)作風(fēng)的重要環(huán)節(jié)。?微機原理與應(yīng)用?課程是普通高等學(xué)校理工科專業(yè)的一門重要的計算機技術(shù)根底課程，也是理工科學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握計算機硬件根底知識、匯編語言程序設(shè)計及常用接口技術(shù)的入門課程，是計算機類及大多電類專業(yè)學(xué)生的必修課程，同時也是一門實用性和動手性都很強的計算機硬件類課程。本課程的任務(wù)是使學(xué)生從理論和理論上掌握現(xiàn)代微型計算機的根本組成、工作原理及典型接口技術(shù)，建立微機系統(tǒng)的整體概念，使學(xué)生具有運用現(xiàn)代微機技術(shù)進展軟、硬件開發(fā)的初步才能。很好地掌握

3、這門課程的內(nèi)容并具備一定的實際電路設(shè)計和編程才能，會使學(xué)生在深入理解計算機軟、硬件關(guān)系及以后的計算機應(yīng)用開發(fā)中打下必要的計算機硬件基矗在以前的教學(xué)過程中，由于條件的限制以及對實驗課的作用缺乏認識，在實驗課內(nèi)容的組織及具施行等方面都存在一些問題。盡管“微機原理與應(yīng)用實驗課是獨立設(shè)課，但其目的僅僅是為配合理論教學(xué)環(huán)節(jié)，實驗內(nèi)容也主要是驗證理論教學(xué)的內(nèi)容。在當(dāng)今大力提倡素質(zhì)教育和創(chuàng)新能培養(yǎng)為目的的教學(xué)理念下，必須重新認識實驗課作用，改良實驗內(nèi)容和教學(xué)要求，使實驗課成為素質(zhì)教育及創(chuàng)新才能培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。為此我們將實驗環(huán)節(jié)分成三個組成部分：1)必要的功能模塊驗證實驗；2)綜合性實驗；3)設(shè)計性實驗。2改

4、革實驗教學(xué)內(nèi)容目前大多數(shù)院校的“微機原理與應(yīng)用實驗課都采用某種類型的實驗器進展我校實驗室采用的就是東南大學(xué)研制的dv-80 x86實驗系統(tǒng)，而這些實驗器提供的實驗內(nèi)容多為模塊化組織形式，每個實驗功能模塊內(nèi)部的主要連線已事先連接好。例如用8255構(gòu)成的交通燈實驗，學(xué)生只需連接a、b或口與開關(guān)及三色燈的連線，8255的片選線。而8255與pu的數(shù)據(jù)線、地址線和控制線都已事先接好。故實驗的作用只能是部分的、驗證性的。我們從多年的教學(xué)過程中認識到，這樣的實驗方式有其有利的一面，也有其不利的一面。2.1傳統(tǒng)實驗內(nèi)容與方法的有利方面1)初學(xué)者可將更多的注意力集中于對接口電路功能的理解，編程方法及接口電路工

5、作中軟、硬件的配合；減少因接線錯誤或接觸不良造成的不成功率，增強學(xué)生完成實驗的信心。2)實驗過程快，可以與理論教學(xué)同步進展，增強理論課的教學(xué)效果。3)便于實驗的集中指導(dǎo)，減少實驗設(shè)備的損壞率，進步辦學(xué)效率。2.2傳統(tǒng)實驗內(nèi)容與方法的不利方面1)學(xué)生對內(nèi)容的理解和掌握具有片面性，無法建立起系統(tǒng)的概念。2)實驗內(nèi)容的驗證性，使學(xué)生處于被動承受的地位，無法發(fā)揮學(xué)生的主動性。3)實驗內(nèi)容和方法的局限性，使學(xué)生無法發(fā)揮創(chuàng)造性。2.3對傳統(tǒng)實驗內(nèi)容與方法的改良為了克制傳統(tǒng)實驗內(nèi)容與方法的不利因素，我們嘗試將整個實驗分為三個環(huán)節(jié)進展。1)精簡部分驗證性實驗內(nèi)容，使保存部分起到拋磚引玉的作用。目前保存的驗證性

6、實驗內(nèi)容有：并行接口電路8255實驗；定時/計數(shù)器8253實驗；鍵盤/顯示控制器8279實驗；中斷控制器8259實驗；d/a0832、a/d0809變換器實驗；串行通信控制器8251或8250實驗。2)在驗證性實驗內(nèi)容的根底上增加設(shè)計性內(nèi)容。3)最后進展一個綜合性大實驗題目。3設(shè)計性實驗選題3.1嚴密結(jié)合理論教學(xué)內(nèi)容使學(xué)生可以下手設(shè)計在詳細施行對傳統(tǒng)實驗內(nèi)容與方法的改良過程中，重點是做好規(guī)劃、設(shè)計以及對其可行性進展實際制作驗證。首先每個設(shè)計性實驗的題目必須嚴密結(jié)合理論教學(xué)的內(nèi)容和進度。另外設(shè)計內(nèi)容在實現(xiàn)上要具有一定的伸縮性，對于才能弱一些的學(xué)生通過努力可以到達和完成根本的設(shè)計要求。而對于才能強

7、的學(xué)生又可以讓他們感覺到有充分的發(fā)揮余地。設(shè)計性實驗的目的是為了培養(yǎng)學(xué)生靈敏運用所學(xué)知識解決實際問題的才能，激發(fā)學(xué)生潛意識中的創(chuàng)造性。因此在詳細選題上應(yīng)注意：1)嚴密配合理論課的教學(xué)內(nèi)容和進度，主要設(shè)計內(nèi)容應(yīng)是已學(xué)過或正在學(xué)習(xí)的內(nèi)容，不致使學(xué)生感到無從下手；2)設(shè)計不用實驗器進展，擺脫學(xué)生對實驗器的依賴；3)設(shè)計分根本要求部分和發(fā)揮部分。根本部分要求不可過高，要讓大多數(shù)學(xué)生經(jīng)努力在較短的時間內(nèi)都可實現(xiàn)，樹立學(xué)生的成就感和自信心；4)設(shè)計內(nèi)容嚴密結(jié)合理論教學(xué)且循序漸進，后面的設(shè)計內(nèi)容嚴密結(jié)合前面的設(shè)計內(nèi)容。下面是部分設(shè)計內(nèi)容：8088最小形式或最大形式硬件核設(shè)計結(jié)合80 x86微處理器一章的內(nèi)容

8、?；谝陨嫌布酥坏淖钚∠到y(tǒng)設(shè)計結(jié)合存儲器和外設(shè)地址譯碼章節(jié)的內(nèi)容。在上述最小系統(tǒng)根底上實現(xiàn)的8255控制44鍵盤和4位數(shù)碼管顯示電路結(jié)合8255內(nèi)容或：在上述最小系統(tǒng)根底上實現(xiàn)的8255控制1616點陣漢字顯示電路。在上述最小系統(tǒng)根底上實現(xiàn)的8253和單級8259及應(yīng)用電路結(jié)合8253和8255內(nèi)容。在上述最小系統(tǒng)根底上實現(xiàn)的8250串行接口電路結(jié)合串行通信內(nèi)容。在上述最小系統(tǒng)根底上實現(xiàn)的ad0809及da0832a/d和d/a電路結(jié)合a/d、d/a內(nèi)容。在學(xué)生設(shè)計過程中還要注意補充一些硬件設(shè)計的知識和經(jīng)歷，以及元器件選型方面的常識，甚至包括元器件當(dāng)前的市場參考價格。另外為了使學(xué)生容易下手

9、，開場的設(shè)計題目要給出較為詳細的電路原理圖。但是當(dāng)學(xué)生掌握了設(shè)計原理和設(shè)計過程后，鼓勵學(xué)生在滿足電路要求根底上打破原理圖的限制，在電路構(gòu)造或元器件選型等方面進展大膽創(chuàng)新，按自己的思路進展設(shè)計。例圖1所示是設(shè)計性實驗“基于8088最小形式硬件核的最小系統(tǒng)設(shè)計所給出的原理電路。該設(shè)計的目的是結(jié)合“80 x86微處理器一章的教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生掌握8088pu的最小工作形式及外圍電路的設(shè)計，包括地址鎖存器74ls373、數(shù)據(jù)收發(fā)器74ls245和時鐘發(fā)生器8284的實際運用和電路連接關(guān)系。另外存儲器電路設(shè)計和外設(shè)接口電路設(shè)計都只提出了最根本的要求。3.2給學(xué)生留有充分發(fā)揮的余地為了在設(shè)計實驗過程中激發(fā)同

10、學(xué)的創(chuàng)新性，實驗中鼓勵同學(xué)打破所給的設(shè)計原理圖大膽進展創(chuàng)新設(shè)計采用不同的實現(xiàn)方法，選用不同的器件，提供更高的性能，或者在功能電路設(shè)計的根底上進展應(yīng)用設(shè)計，并且在成績上給以表達。例如在a/d、d/a設(shè)計題目中鼓勵學(xué)生在以下三方面進展大膽發(fā)揮和創(chuàng)新。1)提升數(shù)據(jù)采集電路的性能(如進步數(shù)據(jù)分辨率、進步數(shù)據(jù)采集速度、采用較大規(guī)模的epld器件實現(xiàn)接口電路等)，或增加數(shù)據(jù)采集電路的功能(如增加數(shù)據(jù)顯示功能、增加隔離保護功能等)。2)將該系統(tǒng)構(gòu)成一溫度控制系統(tǒng)。溫度傳感器采用ad590，輸出采用可控硅和燈泡模擬。控制算法可用pid、pi、pd或模糊算法。3)將電路制作成印制電路板并調(diào)試通過?；蛘卟捎梅抡孳?/p>

11、件仿真通過。4綜合性實驗的選題綜合性實驗的目的是要將學(xué)過的主要功能部件有機地組合起來，形成一個具有一定實際意義的整體，使學(xué)生掌握微機系統(tǒng)整合的根本方法。為此我們針對實驗器提供的功能部件，設(shè)計了綜合性實驗題目，該題目將主要的實驗功能模塊綜合為一個數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)。實驗原理圖如圖2所示。綜合實驗有：洗衣機的程序控制；交通燈控制電路；按鍵式 ；數(shù)字式密碼鎖；鐘控裝置；智力測驗搶答器；彩色音樂演奏器；反響速度測試儀；照相機自拍指示；流水線監(jiān)視器；程控信號發(fā)生器；信號的重現(xiàn)；存儲器的應(yīng)用等。5理論與體會到目前為止我們已經(jīng)在兩屆學(xué)生中理論了我們的實驗改革方案并且獲得了非常好的教學(xué)效果。理論課的考試情況反

12、映出學(xué)生對許多以前難以理解的概念，通過實驗都有了較好的理解，特別是在動手才能和分析問題、解決問題的才能上有了較大的進步。有些同學(xué)還在一些原理設(shè)計電路根底上進一步設(shè)計制作了實用化的電路，根本掌握了硬件開發(fā)的過程，具備了計算機電路設(shè)計的初步經(jīng)歷，從而使他們可以在劇烈的市場競爭中把握先機。加強理論環(huán)節(jié)和改良實驗內(nèi)容和方法重要的收獲是學(xué)生對匯編語言程序設(shè)計的掌握。由于匯編語言程序設(shè)計在課堂的理論教學(xué)學(xué)時有限而且課外的編程理論較少且多為對現(xiàn)成程序的驗證，學(xué)生以前非常懼怕進展匯編語言程序編程。但通過一系列的實驗及設(shè)計題目后，他們反映加深了對匯編語言程序編程思想的理解，能較好地掌握詳細的編程方法。通過這幾年

13、的教學(xué)理論我們體會到，對于微機原理與應(yīng)用、接口技術(shù)這樣的具有較強實用性的技術(shù)根底課，必須加大理論教學(xué)環(huán)節(jié)的比重，假如只注重課堂教學(xué)環(huán)節(jié)甚至增加課堂教學(xué)的學(xué)時，并不會起到好的教學(xué)效果，而在理論教學(xué)環(huán)節(jié)上的投入將起到事半功倍的成效。6完畢語目前實驗教學(xué)環(huán)節(jié)對學(xué)生的創(chuàng)新才能和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)仍是一個薄弱環(huán)節(jié)，通過本課程實驗內(nèi)容的改革與嘗試，學(xué)生對知識的綜合運用才能和創(chuàng)新才能的進步確實起到了積極的作用，在理論中我們也不斷總結(jié)經(jīng)歷和缺乏，明確了今后工作的目的。作為實驗技術(shù)人員要不斷更新本身的知識構(gòu)造，進步自己的理論程度，隨著科學(xué)技術(shù)的進步不斷開發(fā)新的實驗系統(tǒng)和實驗內(nèi)容使實驗內(nèi)容更貼近工程實際。同時在實驗教學(xué)中逐步增加設(shè)計性、研究性實驗的比例，改革考核方法，充分調(diào)動