微机原理实验报告范文

导语：如何才能写好一篇微机原理实验报告，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词：超高频GPS观测；人工爆破；观测精度；地震预警

中图分类号：P315.3 文献标识码：A 文章编号：1000-0666（2016）04-0587-11

0 引言

传统的GPS 大地测量学和地震学的研究目标区别在于研究地壳形变谱的频段不同，前者主要研究较长周期（几天到几十年）的变化，后者主要研究瞬时（小于1 s到几小时）地壳运动的特征。随着高频（1 Hz）和超高频（20～50 Hz）GPS接收机的出现以及高频GPS数据处理算法的成熟，使得GPS的观测精度和对形变谱的敏感性朝着测量地壳动态瞬时变化的方向不断改进（Avallone et al，2011；Blewitt et al， 2006；Lou et al，2013），目前已经出现大地测量和地震学观测谱范围逐渐合并的趋势。由于高频GPS不仅可以观测到周期小于1 s的位移量，而且可以检测到超长周期的地壳运动，没有限幅的约束，因此，采用高频GPS接收机一方面可观测到大动态的静态位移，另一方面可以观测到大震震时动态位移，为研究地震的破裂过程、地壳介质的非均匀特性和地震前后地壳形变短期变化过程提供了多窗口检测的工具（Yehuda et al，2000；Choi et al，2004；Elósegui et al，2006）。

利用高频GPS作为长周期地震仪器的设想和方法最早由Miyazaki等（1997）在1997年AGU秋季会议上提出，他们基于GEONET观测网1 Hz采样率记录，分析1996年Hyuga NadaMW6.7级地震的观测数据，清楚地得到了P波和S波的到时，通过与理论和强震仪记录的波形数据对比，P波和S波到时符合得很好（Ge，1999）。而最具有代表性的研究工作是Larson等（2003，2009）和Gomberg等（2004）利用1 Hz GPS资料研究2002年Denali 7.9级地震的地壳变形特征（Bilich et al，2008），得到了近场和远场地面运动位移的时间序列，与地震仪记录结果比较，两者具有较好的一致性。由于高频GPS观测能够得到地震动态波形，利用高频GPS资料反演震源破裂过程的代表性研究有对2003年Tokachi-Oki地震的研究，利用1 Hz的观测资料，对震源滑动分布进行反演研究，不仅得到了空间滑动总量分布特征，也得到了空间破裂速度。

由于GPS测量所受的影响因素比较多。如大气、电离层扰动等，GPS的观测噪声来源很广，而且高频GPS的观测精度相对于地震仪的观测精度相差较大，导致其对地震信号观测精度比地震仪低很多。在垂直方向，目前GPS的精度在厘米级，而地震仪的精度高于微米级。高频GPS所观测到的信号到底是噪声还是真正的位移信号，一些学者还存在疑问和争论（Li et al，2015；Geng et al，2015）。同时，对于超高频GPS数据的稳定性以及可靠性也存在着不同的意见和说法。因此，定量评估高频GPS的噪声水平以及监测地震位移信号的能力，对于确定高频GPS在地震研究中的应用具有重要意义。

近些年来，随着一些快速定位方法的出现，快速解算GPS位移逐渐成为可能，如单点定位方法（PPP方法）、双差定位方法等。但是这些快速解算方法的精度如何、能否满足地震研究的需要，仍需要定量的分析和标定。因此，如何确定高频和超高频GPS的解算精度，特别是利用快速预测星历确定GPS位移的解算精度，对于地震快速响应以及地震预警等工作具有极为重要的意义。

由于地震大小和空间分布具有不确定性，如果能够采用人工源或者可控震源进行研究和标定，其结果和可靠性会高得多。从2010年开始，福建地震局开始实施了人工源爆破试验，这为定量评估高频GPS探测地震信号的能力提供了理想的实验条件。因此，本文将利用超高频GPS（50 Hz）对人工爆破引起的位移信号进行测量，探究超高频GPS数据在实际观测中的可靠性及捕获位移信号的能力及精度。

1 数据及处理方法

1.1 实验观测及数据分布

福建省地震局自2010年开始实施的“跨越台湾海峡人工爆破观测”项目旨在通过多次人工爆破激震的方式，探测海峡地震的深部构造和孕震环境（李祖宁等，2007；丁学仁等，2007）。2014年6月，该项目在福建省多个区域进行了4次不同当量的人工爆破实验。为了更好地获取观测资料的对比性，笔者选取了其中观测条件最好的2个爆破点进行高频GPS观测，同时在部分高频GPS观测点进行了并址的强震仪观测，如图1所示。观测的仪器采用了天宝R9型高精度大地测量GNSS接收机，配备标准的扼流圈天线，同时记录50 Hz的观测数据；强震仪器采用的是Grulap强震仪。

为了定量评估高频GPS接收机得到的位移信号随震中距的衰减情况，2014年6月16日在南靖试验场按照距离远近一共布设了8台（套）NetR9 GPS接收机，台站布局如图1a，其中黄色线段为炮点，红色圆圈为GPS点，7号点并址布设MEMS强震仪和Grulap强震仪。各点离炮点的距离为：1号点约5 m，2、3号点约13 m，4、5号点约20 m，6号点约25 m，7号点约50 m，8号点约100 m。为了进一步验证高频GPS确实能够捕捉到近场爆破引起的地壳振动信号，2014年6月23日在漳州华安实施人工爆破前，在爆破点附近布置了3台NetR9 GPS接收机，点位分布图如图1b所示，其中黄色线段为炮点，红色圆圈为GPS点，粉红色为MEMS强震仪和Grulap强震仪位置，由于观测条件比较复杂，考虑仪器安全，没有进行严格的并址观测，但是两者的距离都很近。各点离炮点

1.2 GPS数据处理方法

为了获取高采样率高精度的结果，本文采用短基线差分处理模式，选择离炮点最近的福建GNSS基准站（>30 km）为参考站，由于爆破源的能量衰减得非常快，在参考站附近由于爆破源引起的位移基本为零。利用动态历元差分方法对1～8号点的50 Hz高频GPS数据进行解算，所采用的软件为GAMIT/GLOBK程序中的track模块（King，Bock，2002）。

为了探究实时高频GPS解算结果的可靠性，采用IGS快速预报星历来进行准实时解算，采用事后精密星历进行事后精密解算。解算结果如图2所示，选取南靖1号点的高程方向的结果进行展示，图中红色实线表示采用事后精密星历处理的结果，而蓝色虚线表示采用快速预报星历处理的结果，不难看出，两者吻合得非常好。因此，高频GPS差分单历元解在采用快速预报星历与事后精密星历得到的结果基本一致，这也说明采用快速预报星历进行高频GPS实时解算结果的可靠性。

由于GPS测量所受的干扰信号源比较复杂，为了获取更准确的时间信号信息，对解算结果进行带通滤波来去掉不需要的噪声信号。为了能准确地进行噪声滤波，首先对原始的观测记录进行频谱分析，找出爆破信号所集中的频率范围，然后再基于这个频率范围对原始结果进行带通滤波来消除其他噪声信号。

如图3所示，对离爆破点最近的1号点的高程方向原始信号进行频谱分析，蓝色、紫色和绿色分别为爆破前、爆破时和爆破后的信号频谱曲线。不难发现，高频GPS接收到的由爆破激发的地壳介质震动能量主要集中在0.2～2 Hz，2 Hz以后信号的能量与震前、震后噪声基本叠加一致，因此，将对所有的观测数据以0.2～2 Hz频带范围进行带通滤波来获取更好的信号信息。

2 数据结果及讨论

通过以上的观测，分别得到了南靖和华安2个区域多个观测点的记录并对其进行分析，从而定量给出超高频GPS接收能力的评估。

2.1 南靖区域高频GPS实验结果

南靖1号点布置在山体的石壁上，离炮点很近，其结果如图4所示，可以看出南北和东西向的位移不明显，高程向的位移很明显，接近60 mm，图中虚线是噪声水平线，东西和南北方向为5 mm，高程向为10 mm。对1号点高程向位移进行详细分析如图5所示，可以发现高程位移从14 s开始有一个脉冲，与并址布置的简易强震仪和Guralp高精度强震仪捕捉到的波形时间点是能够对应的， 简易强震仪和Guralp高精度强震仪的记录数据如图6所示，其中SM-104和SM-58为两台简易强震仪，Guralp-104为高精度强震仪。

通过对其他点的处理结果我们可以发现，3～5号点的位移波形在1时10分14秒都有所反应，有的水平向比较明显，有的高程向比较明显，如图7～8

2.2 华安区域高频GPS实验结果

采用南靖试验相同的数据处理方式对华安地区的高频GPS观测结果进行了分析，同时，也对原始数据进行0.2～2 Hz频带范围的带通滤波。从华安1号点和2号点的处理结果图中可以看到，起爆点的时间大概为1时00分17秒（图9～10），与强震仪加速度波形捕捉到的起爆时刻是能够对应的（图13～14），1号点振动时间比较长，持续了近4 s，幅度南北向达到了12 mm，高程向接近16 mm。而从2号点的南北向位移更明显接近16 mm，高程向位移达到了14 mm，对2号点的南北位移进行了放大（图11），从图11中可以很明显地看出高频GPS确实捕捉到了爆破瞬间的波形（17～20 s），而3号点的处理结果并不明显（图12），

3 结论

本文利用2014年6月福建省地震局进行的人 工爆破实验获得的50 Hz超高频GPS观测数据，并采用快速预报星历以及事后精密星历，对观测数据分别进行准实时和事后精密处理。通过近场的2次人工爆破高频GPS实验的数据分析，结果表明：

（1）高频GPS在差分处理模式下，其水平向噪声大致为5 mm，垂直向大致为10 mm，如果地壳的振动幅度超过高频GPS噪声水平，高频GPS 能够捕捉到近场地震引起的位移信号。

（2）高频GPS差分单历元解在采用快速预报星历与事后精密星历得到的结果基本一致，这也说明采用快速预报星历进行高频GPS实时解算的结果的可靠性。

综合高频GPS的监测能力，以及其基线漂移小，观测稳定的特点，高频GPS记录可以作为有效的“地震位移计”，对以记录速度和加速度的地震仪起到很重要的补充作用，使得“GPS地震学”这一交叉学科具有很好的发展前景。特别是近场 强震仪由于地表倾斜的原因，其得到的水平向加速度通常都带有地表倾斜的特征，从而导致积分后得到的位移出现严重的基线漂移，这给利用强震仪信号研究地震震源性质产生了严重影响。相比而言，高频GPS由于记录的本身就是位移信号，因此，基线漂移比较小。如果将高频GPS和强震 仪进行并址观测，采用高频GPS校正强震仪信号的基线，那么就能够得到无基线漂移的地表位移情况。另外，高频GPS通常能够接收到低频甚至静态位移信息，而强震仪的记录则对高频信号敏感。两者之间存在明显的互补性。综合两者的优点，进行联合观测，就能够得到无基线漂移的宽 频带地震信息，从而大大提高对于地震震源性质的研究。另外，高频GPS数据的实时处理结果，结合烈度计的记录，将能够在很大程度上提高地震烈度速报与地震预警的能力。因此，高频GPS将能够在未来的地震研究、地震预警方面发挥重要的作用。

感谢中国科学院测量与地球物理研究所的郑勇研究员、李军副研究员在本工作中的指导和帮助。

参考文献：

丁学仁，吴绍祖，陈光.2007.福建省GPS台网观测的位移时间序列特征的初步研究.华南地震，29（2）：8-14.

李祖宁，刘序俨，吴绍祖等.2007.台湾海峡两岸地壳相对运动分析.大地测量与地球动力学，27（5）：68-72.

Avallone A，Marzario M，Cirella A，et al.2011.Very high rate（10Hz）GPS seismology for moder-ate-magnitude earthquakes：The case of the MW6.3 LAquila（central Italy）event.Journal of Geophysical Research Atmospheres，116（B2），doi：10.1029/2010JB007834.

Bilich A，Cassidy J，Larson K M.2008.GPS seismology：application to the 2002 MW=7.9 Denali Fault earthquake.Bull Seism Soc Am，98（2）：593-606.

Blewitt G，C Kreemer J，Hammond W C，et al.2006.Rapid determination of earthquake magnitude using GPS for tsunami warning systems.Geophysical Research Letters，33（11）：4-5.

Choi K，Bilich A，Larson K M，et al.2004.Modified sidereal filtering：Implications for high-rate GPS positioning.Geophysical Research Letters，31（22）：178-198.

Elósegui P，Davis J L，Oberler D，et al.2006.Accuracy of high-rate GPS for seismology.Geophysical Research Letters，33（11），doi：10.1029/2006GL026065.

Ge L.1999.GPS Seismometer and its Signal Extraction BIOGRAPHY//Proceedings of 12 th International Technical Meeting of the Satellite Division of the Institute of Navigation，41-52.

Geng T，Xie X，Fang R X，et al.2015.Realtime capture of seismic waves using highrate multiGNSS observations：Application to the 2015 MW7.8 Nepal earthquake.Geophysical Research Letters，43（1）：161-167.

Gomberg J，Bodin P，Larson K，et al.2004.Earthquake nucleation by transient deformations caused by the M || 7.9 Denali，Alaska，earthquake.Nature，427（6975）：621-624.

King R W，Bock Y.2002.Documentation for the GAMIT GPS Analysis Software.America：Mass Inst of Technol，Cambridge，Mass.

Larson K M，Boden P，Gomberg J.2003.Using 1-Hz GPS data to measure deformations caused by the Denali fault earthquake.Science，300（5624）：1421-1424.

Larson K M.2009.GPS seismology.J Geod，83（3-4）：227-233.

Li Y Y，Xu C J，Yi L.2015.Denoising effect of multiscale multiway analysis on high-rate GPS observations.GPS Solutions，（4）：1-11.

篇2

关键词：微机原理与接口技术；远程实验；实验教学

中图分类号：P315.69 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）24-0193-03

一、概述

公共课《微机原理与接口技术》是面向高等院校工科学生开设的计算机基础核心课程之一，是培养学生利用计算机技术与本专业技术相结合，解决实际工程问题的重要课程。《微机原理与接口技术》课程内容庞杂，对先修知识要求较多，软硬件内容结合紧密，学习难度大，因此实验教学尤为重要。但实验教学学时少、实验设备不足。机电类专业学生要求通过本课程的学习，了解微型计算机硬件系统基本组成、工作原理，掌握接口电路的基本设计方法，具备使用汇编语言进行程序设计的能力，学会通过软件控制硬件的方法。实验教学对本课程的教学效果、检验学生的实际应用能力具有重要作用。实验教学效率、实验教学内容及实验教学强度对实现本课程的教学目标非常重要。计算机基础公共课普遍存在开课学生人数多，教师与实验室及实验设备相对少，实验课排课困难，学生实验不方便等问题。基于校园网络的远程实验教学平台对解决这些问题、，提高实验教学效率提供了新方向，网络新技术奠定了远程实验教学系统开发应用的基础，虚拟软件等新技术加快了实现远程实验教学系统开发应用的步伐。基于计算机网络的远程实验平台具有以下特点。

1.学生完成实验课程受到的时间、空间上的制约减小，可随时通过网络登录实验系统，完成相应的实验。实验室的开放程度、使用效率大为提高，实验资源配置更灵活。

2.提高实验设备的完好率。学生直接对设备的操作减少了，在实验过程中对设备的损坏几率降低，人员和设备的安全性提高。在实验中软件的作用增加，使设备更新，尤其是大量同类设备的更新成本降低。

3.实验更方便。学生直接面对实验环境的实验过程，会提高学生完成实验的积极性。网络环境实验平台使做实验更方便，而且平台本身就是培养学生计算机应用能力的重要工具。

4.实验课教师的工作效率提高。网络环境实验平台使教师可以通过网络交互指导学生实验过程、解答问题及处理实验报告等工作。

5.网络实验环境是虚拟实验环境。虚拟实验是通过音视频获得实验现象。在实环境中做实验获得的实际感观、体验及对元器件及人身安全注意事项，在虚拟实验环境中学生同样能感受到。教师面对面指导的“身教”缺失，通过网络交互弥补。

6.远程实验在实验管理上既提供了方便的条件，同时也增加了新的问题。如实验过程及提交的实验结果的真实性，实验环境的公平性（网络、机器、软件等），实验持续时间限制等问题，也是必须考虑的。根据远程实验的这些特点，在实验教学中，一方面积极开发远程实验平台，充分利用远程实验技术的优点，解决学生人数多、对实验设备、实验室需求量大、提高实验资源使用效率等问题，同时采用远程实验与实验室实验相结合方式，避免或降低不利因素。学生完成的实验中必须有一定数量的实验在实际实验室完成。

二、平台基本结构

《微机原理与接口技术》远程实验平台结构如图1。其中，远程用户端包括学生用户和辅导教师用户，通过校园网连接到实验室服务器；实验室服务器负责实验室的实验台及用户的管理；实验台由一台微机与“伟福Lab8000仿真实验台”构成，它是完成实验的实体。按实验要求，在学生做实验之前必须按照标准配置接好“伟福Lab8000仿真实验台”的硬件连线。

三、软件结构及实现技术

整个系统的软件，包括客户端软件、实验室服务器软件及实验台软件等部分。根据功能需求，客户端软件包括登陆选择实验台及管理软件，与实验指导教师的交互支持软件，“伟福Lab8000仿真实验台”实验及调试软件。实验台安装一般单机实验的所有软件，可支持本地的单机实验。为支持远程实验需增加相应软件并联网，并通过实验室服务器连接到校园网络上。软件结构如图2。其中，实验控制程序编辑编译，程序下载及系统状态上传，控制执行及调试与单机试验系统是一样的。上面两层完成远程访问的支持。

实验时首先登录实验室并选定实验台。对于单机环境下不需硬件仿真器的实验，可直接在本地完成，只需通过网络获得实验指导和提交实验报告。对需要硬件环境的实验，在客户机上有一个显示“伟福Lab8000仿真实验台”实物的虚拟设备，可以在其上进行相关实验的硬件接线（如同实际使用仿真台的过程一样），；学生给出的连接状态被记录，然后将记录发往远程实验室。远程实验台接到客户端连线状态表后，进行连线映像转换，以使得硬件系统表现出的状态与实验者设计的状态一致。对于只有一种连接方式的实验（实验台已按此链接），如果用户发来的连线表正确，则进行后续的软件调试及运行实验。如果不正确则反馈硬件连接错误信息，提示用户重新设计硬件，如“D/A数模转换实验”。一旦建立了正确的硬件连接，客户端就可以发送软件直接控制仿真实验台运行，运行结果可以通过实时图像反馈给用户。对于可能出现的多种硬件连接的实验，或需要实验几种不同硬件连接的情况，在实验台服务器端接到客户端发来的连接关系后，把这些连接与实验台实际连接进行对比，并产生能出现客户端定义的连接效果的映像关系，软件运行时按照这个映像关系控制实验台。如“步进电机控制实验”，用8255控制的标准硬件连线接法如图3。如果远程实验客户端给出的连接关系为表1，并按此编程，则在实验台服务器端收到这个表后，做表2所示的变换。按照这个关系，用服务器端引脚名字替换客户端相应引脚，编译连接后下载运行。

为了方便在实验台服务器端完成这个替换，客户端编程要求在头文件中定义硬件连接关系（C语言），或使用等值定义语句在程序头部分定义连接关系，如：

A EQU PA.i

B EQU Pa.j

C EQU PA.k

D EQU PA.l

按照以上处理后，如果客户端的硬件连接与软件程序相对应并正确的话，就可以得到预估的实验结果和现象。实验的现场现象可以通过视频反馈到客户端。远程实验的结果评测采用两种方式，一是在远程实验客户认为完成实验时，向实验室指导教师发送请求，指导教师可以到相应实验台在线观测现象，并记录，与提交的报告一起作为实验评测依据。另一方式是提交报告中包含实验现象视频记录，提交后教师可以离线根据提交的材料评测实验成绩。至于实验过程的指导、实验报告的提交及管理、通信层功能等与一般网络教学管理系统相同，采用相同的技术方法实现，不再赘述。

四、总结

根据《微机原理与接口技术》公共课实验教学需求的特点，利用计算机网络平台提供的通信及远程访问功能，构建可以通过网络远程进行实验的平台，对于解决《微机原理与接口技术》公共课实验教学存在的一些问题、提高教学效率是一个有效手段。本文提出了一个基于远程实验技术的《微机原理与接口技术》实验教学方案，设计了一个《微机原理与接口技术》远程实验教学平台，给出了平台的软硬件基本结构，及对于硬件接口实验的远程控制实现技术。对远程实验的优缺点进行了分析，提出了一个虚实结合的实际教学方法，对实验评测的方法进行了探讨。

随着网络技术、虚拟现实技术及物理实验平台性能的提高，远程实验系统也越来越完善。《微机原理与接口技术》实验特点是软硬件结合，远程实验中硬件部分实验是较难实现远程操作的。在《微机原理与接口技术》远程实验技术中，如何提高硬件有关的远程实验效果，是进一步提高实验平台性能的关键。

参考文献：

[1]李明.微机原理与接口技术课程实验教学改革探究与实践[J].南昌教育学院学报.26（2）.

[2]陈淑芳，袁鹏.微机原理与接口技术实验教学改革与探索[J].科技视界.2012，（28）.

[3]钟映春，华星，罗岩.基于互联网的过程控制远程实验教学改革[J].实验技术与管理，2012，29（7）.

[4]吴文婷，黄凤良，蒋翰诚.远程实验系统管理机制的研究与实现[J].实验技术与管理，2011，28（6）.

[5]陈琳，钱声强.基于LabView的远程实验平台构建[J].常州信息职业技术学院学报，2012，11（1）.

[6]徐胜，吴丽琴.基于网络的远程实验教学平台的开发[J].南通职业大学学报，2011，25（2）.

篇3

关键词： 微机原理与接口技术 实验教学 教学方法 教学改革

《微机原理与接口》是我院计算机科学与技术、电子信息工程、电气工程、机械电子工程等多个专业的专业基础课，它是一门实用性和动手性很强的计算机硬件类课程。在以往的教学中，微机原理实验教学以教师讲课为主，学生以验证性的实验为主，无法提高学生在该课程实验的积极性和创造性，造成学生的动手能力和创新思维能力下降。

我院结合自身的实际情况，对微机原理的实验教学进行了改革，逐渐探索并总结出了一种独特的实验教学方法及手段，并取得了良好的效果。

1.改革实验教学内容，强化学生能力的培养

《微机原理与接口》课程是实践性很强的专业基础课，设置本课程的目的是使学生从理论和实践上掌握微型计算机的基本组成结构、工作原理及典型接口技术，建立微机系统整体概念，使学生具有运用现代微机技术进行软、硬件开发的初步能力。精心选择和更新实验教学内容，本着将验证性、设计性和综合性实验有机结合的原则编写实验教材。我校根据各专业的特点和理论教学的情况，将实验内容分成3个层次。

（1）基础实验

紧跟理论教学进程，以单元实验为基础，通过实验使学生掌握计算机软硬件工作原理及常用接口芯片的功能和使用方法。在内容上主要安排了一些验证性和简单的设计性实验。比如流水灯显示实验，通过对8255A芯片实现LED灯的流水显示，从而使学生了解和掌握8255A芯片的编程方法。在此基础上，可让学生进一步设计一些简单的功能，如8255A芯片的选通输入/输出方式及双向输入/输出方式操作，从而巩固学生对8255A芯片的理解。其它还有接口电路译码、中断、串行接口、A/D和D/A转换等实验，通过这些基础实验，学生加深了对所学知识的理解。

（2）设计性实验

在较好地完成基础性实验的基础上，开展设计性实验。设计性实验是指教师给定实验目的和实验要求，让学生自己设计实验方案和编写程序，并最终实现相应功能。比如在学生完成8255A并行接口实验和8259A中断控制器实验的基础上，让学生实现通过中断来控制8255A的输入和输出。要实现这样的功能必须将8255A并行接口芯片和8259A中断控制器芯片组合使用，让学生自行搭建线路并编写相应的程序。这样既能巩固学生前面所学的知识，又可以培养学生的独立设计能力。

（3）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，使学生掌握微机系统整合的基本方法。该类实验一般较复杂，也比较难实现，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给出实验目的，学生根据所掌握的知识，通过不同的方法和不同的途径来完成实验。例如温度监控系统、交通灯控制系统等。通过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。

在综合性实验和设计性实验中，学生必须运用自己掌握的知识进行分析和探讨，学习主动、目的明确，通过不同的途径和方法来达到实验目的，有利于创新能力的培养。

2.教学方法的改革

实验教学内容的调整要求实验教学与指导方法也要相应地进行调整。传统的实验教学大体上都是“课堂预习―课堂实验―课后完成实验报告”的模式，在这样的模式中教师始终处于主导地位，学生总是按教师的指导或实验指导书走，机械地照搬实验指导书上的连线图和程序，这样无法发挥学生的想象力和主观能动性。

本人的实际教学中，采用了“精讲―示例―设问―点拨”的教学方法，发现效果良好。精讲就是在实验前教师要充分给学生讲清楚实验的相关知识，让学生心中有数；示例就是针对实验问题引导学生应该怎么走，尽量减少走弯路的现象；设问就是要引导学生提出问题、分析问题，最终解决问题，增强学生的好奇心；点拨就是针对不同的学生在实验中提出的问题及暴露的问题，给出必要的提示。这四个环节是紧密相连的，它改变了原来学生完成任务了事的被动模式，通过系统而有计划的实验教学培养了学生的学习兴趣，激发了学生的原创力。

3.提供先进的实验设备，提高实验效率

提供先进的实验设备是实验教学改革成功的保证。我院于2007年购买了西安唐都科教仪器有限公司的TD-PITC32位微机原理与接口教学实验系统40套，它是基于PCI总线扩展的32位微机原理与接口教学实验系统，通过PCI总线扩展卡将32位PCI扩展总线连接到实验平台上，通过逻辑电路转换为准32位系统总线，可以完成32位微机原理、32位微机接口技术、PCI总线技术与Windows下驱动程序开发技术的实验教学。在具体开展实验课时，我院实行小班制，即40人为一班，保证每人一台实验设备。良好的实验环境既增加了学生锻炼的机会，同时也培养了他们独立解决问题的能力。

4.改进考核方式，调动学生积极性

考核方式是教学过程中一个重要辅助手段，发挥考核方式的导向和监督作用是保证实验教学顺利进行的有力保证。为了调动学生学习的主动性和积极性，让学生重视微机原理与接口实验课，我院将考核方式作了相应改进。

实验结束后，由指导教师对学生进行全面考核，按5分制（优、良、中、及格、不及格）评定成绩。评分依据包括以下几个方面：

（1）平时成绩。包括平时考勤、遵守纪律、学习中的工作态度、预习情况、实验程序的编写情况、提问、实验报告完成等。

（2）考试成绩。包括完成依次随机抽取的实验的操作能力、完成能力、完成结果及总结报告等。

（3）实验总成绩。70%平时成绩+30%实验考试成绩。

其他注意事项：教师要把关，确认实验结果确实是由实验者做出的。对弄虚作假者给予不及格的成绩。

5.提供开放式的实验环境，增加学生实践机会

良好的实验环境不仅要满足课内教学的需要，还要为一些优等生进一步学习提供方便。因此，我院实行开放性的实验环境，每周实验室开放3天，并且配备专业教师值班。建立开放性的实验环境，包括教学时间开放、教学内容开放、实验元器件开放。在传统的实验教学模式下，学生被教师限制在多个限定条件下，不能发挥自己的才能和创造性。我院允许学生结合课程学习和自己的时间安排，根据自己的兴趣提出实验题目和实验设计方案，并可在一个较宽松的实验环境中完成。教师积极鼓励学生大胆提出自己的思路和实验构想，尽力创造条件引导和支持他们开展有意义的实验研究，对于学生创造性的实验成果给予奖励。设置这样的实验环境和条件，有利于培养学生主动学习的意识和创造能力。

6.结语

高校实验教学的目标是培养学生的实践能力和创新能力，掌握科学的方法和培养学生严谨的科学态度至关重要。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，提高自身业务素质与管理水平，才能培养出满足社会需求的高素质的人才来。

参考文献：

［1］张红云.微机原理实验教学改革探讨［J］.广西大学学报（自然科学版），2007.6.

［2］路来智.关于微机原理与接口实验教学的探究［J］.计算机教育，2007.8.

［3］蔡知端.《微机原理及应用》教学创新探讨［J］.攀枝花学院学报，2005.2.22，（1）.

篇4

关键词:接口技术;课程改革;硬件教学

“接口技术”是计算机应用专业的一门专业任选课。在学习“接口技术”课程时,需要有较多的硬件基础知识,在芯片级上理解微机的工作原理,还要较为熟练地掌握汇编语言对硬件的编程使用方法,这样才能够很好地学习和掌握接口芯片的工作原理,并理解接口技术在计算机中的实际应用状况。[1]

计算机应用专业的学生通常学习的重心会倾向于编程语言、软件设计等课程,对偏向硬件的“接口技术”课程,学生要想真正地学习和掌握好是有相当难度的。在很多时候,他们完成该课程的学习只是为了应付考试拿到学分,对于接口技术的应用,甚至是接口技术的基本概念都是模糊不清的。

1现状分析

笔者根据多年的教学经验分析,导致计算机应用专业“接口技术”课程教学效果不良的原因大致可以归为以下几个。

1.1课程本身枯燥难学

“接口技术”属于偏硬件类课程,综合了应用微机原理、汇编语言、接口技术及数字电路等知识,涉及到中断、定时计数,串/并行通信、模-数/数-模转换等芯片的结构和原理,覆盖的知识面较广,对计算机系统的软硬件结合技术要求较高[2]。对大多数计算机应用专业的同学而言,这门课程的内容抽象、枯燥乏味、不易学习,从而容易导致学生的学习兴趣下降,主动性差等问题。

1.2硬件基础及汇编语言的基础较差

“接口技术”对学生的硬件基础要求较高,要完全理解计算机的基本工作原理以及计算机各部件的基本结构和联系。该课程中若要进入实用阶段,则必须使用汇编语言来进行编程,而汇编语言是一种面向硬件的低级程序设计语言,没有相当的硬件基础也很难学习和掌握。

计算机应用专业的学生在大学四年中主要学习的课程都是偏向于软件设计的,对于微机的硬件工作原理方面内容存在着一定的偏见,相应接触也较少,理解起来更为困难,且大多数学生很难顺利地使用汇编语言完成一定的代码编写任务,这样一来汇编语言的基础也是影响学生学习这门课程的一个关键。

1.3学生认识上的忽视

在计算机应用专业的教学计划上,“接口技术”课程是学生在大四上学期的一门专业任选课。目前的课程教学中,讲解的侧重点在常见接口芯片的原理与结构,以及一些普通的应用。这些内容看似与计算机应用专业的培养目标联系不够紧密,再加上课程中零

作者简介:毋琳(1978-),女,河南焦作人,讲师,硕士,研究方向为人工智能;秦勉(1980-),女,河南开封人,助教,研究方向为通信信号处理;吕超(1978-),男,山东莱芜人,工程师,研究方向为网络工程。

碎的知识点较多,学生为了应付考试只是简单地死记硬背相关知识,而忽视了对知识的理解,从而严重影响教学效果。

处于这个时期的学生,大多数都在为考研、找工作等将来的去向和前途问题忙得团团转,对专业课的学习自然有些分心。该课程具有的难度,对热衷于软件编程的计算机应用专业学生来说,无论教师在课堂上如何强调课程的重要性,很自然地就会形成“只为了拿学分,以后也无用”的错误观念。有了这样的内因主导,学生学习起来也就理所当然地不太用心,应付了事。

1.4实验项目设置及设备的问题

“接口技术”是一门实践性和应用性都很强的课程,许多知识只有通过实践教学环节才能真正的理解。在教学计划中,除了理论教学外,还要安排适当的实验教学,以强化教学效果。

接口技术实验中,目前采用的是Intel 8088系列的16位箱式实验系统。该系统提供了多种接口芯片的验证性实验,其ROM中固化有与每个实验对应的汇编实验程序,软件系统中还配备有详细的实验原理、实验步骤等指导性内容。学生在完成这些实验时,直接按照指导说明,连接各种线路,调用固化程序运行,观察结果写出实验报告即可。[3]

以上的实验方法固然可以使学生很容易地验证理论课上所学的知识,但由于学生在实验过程中仍然是一个按部就班的被动者,需要他们自己动手设计的内容是少之又少,这样的实验课缺乏最重要的自主创新环节,也就失去了实验课程真正的意义。面对所有学生同样内容的实验报告也会使教师难以了解学生掌握应用知识的状况。

2改革设想

“接口技术”虽然是一门偏向硬件设计的课程,但它作为“汇编语言”、“计算机组成原理”课程的后继专业课程,也是学生有效提高专业技能和动手创造能力的一门重要课程。因此,要真正提高课程的教学质量,就必须在教学指导思想、教学实验内容和实验组织方法等方面进行一系列改革,主要可以考虑从以下几个方面着手。

2.1从思想上扭转错误认识

“接口技术”课程教学效果不佳的主要问题在于学生思想认识上的错误,如果改变了这个内因,就有可能通过其他改革手段来改善教学。

长久以来,国内计算机应用专业的教学模式都是以“重软件、轻硬件”为指导思想的,这导致很多学生在完成学业之后仍然不清楚计算机主机箱内部的硬件有哪些,到了工作单位有和硬件相关的工作和研究更是插不上手,即使是在新硬件的基础上进行软件的研发也会有很大的困难,从而也阻碍了学生的就业前景和发展。因此,必须扭转学生不重视硬件的错误思想,要为学生树立计算机整机的硬件思想,并在此基础上来学习软件的开发和设计,才能真正使软件开发能力成为其以后学习工作的坚实基础。

要做到上面说的这一点,就需要在“接口技术”课程的教学过程中,以强调基础,注重实际能力为主要关注点,灵活地组织教学,以“是什么,有什么作用,如何工作,如何设计,发展现状以及发展前景”为主线来引导学生学习,鼓励学生自主地思考,并勇于创新。[4]

2.2改善教学方式

适当的教学模式始终都是推动教学质量的重要手段,特别是在像“接口技术”这样的课程中,需要充分的教学互动来激发学生的学习兴趣和热情,更需要合理地设置各个教学环节。

在“接口技术”课程中,学生所面临的第一个问题就是不了解接口到底是什么,接口技术到底是做什么的。这是一个很基本的问题,但在实际教学中经常有学生直到学期末也搞不清楚这个概念。究其根本,该课程是在学生完成诸多软件类课程之后开设的,学生面对突然转变的课程类型会有相当的陌生感,不知如何学习和理解。这就需要在第一节课中,利用形象生动的例子让学生建立直观的印象,从而使学生自己探索着理解其中的基本概念。

除了要使学生对接口技术留下深刻的第一印象,教师还应帮助学生将这种状态持续到整个学期中。根据“接口技术”课程的特点,运用多媒体教学,设计生动、形象的教学课件是必不可少的环节。教学课件不能仅仅是板书的代替,而要以基本概念的展示为主线,强化重点内容的讲解,辅以Flash等动画表示,使有限的课堂时间得以充分地利用。当然,在教学环节中应充分考虑学生的理解力,在适当的地方还应配合上即兴的板书来灵活讲述。

学习离不开复习,但学生往往会因为各种原因忽略了复习。为了强化教学效果,可以在课堂中抽出很少的时间共同复习。在每次课开始前先简单复习本次课需要用到的知识,结束时简单总结本次课的内容。在完成一个章节或一个部分的学习后,用1～2道典型的例题将前续知识融会贯通。这样的授课模式可以使学生强制性地进行复习,得到事半功倍的学习效果。

2.3改革实验课程的内容

至于实验环节,教师要根据教学的进展状况,设计出不同于实验系统ROM中固化实验的新实验内容,将“接口技术”课程的实验由浅到深、由简单到复杂逐步过渡。例如,在设计8255A芯片实验时,可以将模拟交通灯控制系统作为一个简单的验证型实验,在该实验的基础上,添加已学过的定时计数器8253芯片的配合,实现硬件定时的交通灯控制系统。若学生可完成,还可以继续添加数码显示的功能,采用倒计时显示等待时间,更加接近实际使用中的情况。或者,还可以使该实验与中断控制器8259A配合,实现中断方式的随机交通灯控制系统。

在实验教学环节中,建立开放性的实验环境也是一个很好的加强学生动手能力的形式。在教学时间开放、教学内容开放、实验元器件开放的环境下,学生可以结合课程学习及自己的专业特点、时间安排、兴趣爱好提出实验题目、设计实验方案或实验构想,并

可在一个较宽松的实验环境和可灵活选择的时间范围内完成。这种类型的实验方式有利于培养学生主动学习的能力和创造意识,教师应予以积极地配合,并尽力创造条件引导和支持。

2.4改革课程的考核方式

高校课程的考核方式可能会在很大程度上影响学生的学习方向。由于更加注重理论考核的课程,学生更倾向于把时间花在课本理论知识的记忆和理解中,相应的动手时间就会大大减少。因此,只有改革“接口技术”课程的考核方式,才能够使学生的学习精力转向对理论知识的应用上。具体的考核方式可以分为学习态度、理论知识、动手能力等不同的方面,并可以适当加大动手能力环节的分值比例,可通过检查实验结果和提交实验报告来评定成绩。

3结语

“接口技术”课程作为计算机应用专业的“非核心”课程,常被学生忽视其在以后工作中的重要性。笔者在实际的教学工作中,根据教学任务和学习的客观规律,从学生知识基础、心理特点和接受能力出发,通过教与学的相互作用,已部分实践以上的改革设想,引导学生积极思考、大胆实践,得到了较好的教学效果。

参考文献:

[1] 刘乐善. 微型计算机接口技术及应用[M]. 南京:华东科技大学出版社,2000.

[2] 周明德. 微机原理与接口技术[M]. 北京:人民邮电出版社,2002.

[3] 陈友宣. 微机接口技术实验课程教学改革探讨[J]. 现代企业教育,2007(3):7-8.

[4] 姜建山. 微机接口技术课程教学改革研究[J]. 重庆交通大学学报:社会科学版,2007,7(B08):107-108.

Teaching Reform of Interface Technology Courses for Computer Application

WU Lin1 , QIN Mian1 , LV Chao2

(1. Department of Computer and Information Engineering, Henan University, Kaifeng 475004, China;

2. Henan Cable TV Network Group Co, Ltd., Kaifeng Branch, Kaifeng 475000, China)

篇5

关键词：微机原理；课程设计；教学方法；考核体系

课程设计是一种课程形式，也是一种教学方法[1]，其基本教学目的是加深学生对课程基础理论和基本知识的理解与掌握，培养学生综合运用基础理论和技能分析与解决实际问题的实践能力以及勇于探索的创新精神。微型计算机原理与接口技术是计算机硬件基础的重要组成部分，是高等学校很多专业都开设的一门基础性课程，也是一门应用性、实践性很强的课程。由于其开设量大，受益面广，国内高校都加强了该课程的建设，深化课程改革。一方面，缩短了课堂授课学时，加大实验学时，特别是加大课程设计学时；另一方面，加大课程设计的改革力度，不断更新设计内容，改革教学方法和考核方法，突出学生的自主性、主动性，激发学生的创新意识，注重学生设计能力的培养和工程能力的训练[2]。

天津大学电气与自动化工程学院开设的微机原理课程设计，基于多个围绕微机原理课程设计的天津大学教改课题的实践成果，结合学科前沿和工程实际，创新微机原理课程设计平台，不断优化和更新设计内容。结合学生特点和兴趣，注重引导、激发学生的创造激情和对知识的渴望，创新教学方法和手段。并且将创新性与工程规范纳入考核体系，改革考核和成绩评定方法，引导学生从注重结果转变到注重过程，从注重成绩转变到注重成效。

一、创新微机原理课程设计平台与内容

1.微机接口实验系统综合设计项目开发

基于“通用微机接口实验系统”，利用实验系统的外扩展接口，开发利用各种外扩展板，构建多种新的微机接口综合设计系统。主要包括以下几个方面：

（1）开发了GPS（全球定位系统）导航系统扩展实验板[3]，并与“通用微机接口实验系统”系统连接，以及与液晶显示系统或LED键盘控制实验板互联，构成全新的综合设计实验系统。设计并开设基于导航系统实验扩展板的综合设计性实验，与学科前沿相结合，增加了设计深度与广度，丰富了实验教学内容。

（2）实现了“通用微机接口实验系统”与LCD（液晶显示系统）连接[4]。新的实验系统可完成主要内容包括各种字符与图形的编程与显示、薄膜按键开关实验等。实验系统还可与电机等执行元件相连，通过编程在液晶显示器上显示输入输出及控制和执行信息等综合设计性实验内容。

（3）实现了“通用微机接口实验系统”与LED（发光二极管）键盘控制实验板的连接[5]。该实验系统通过8279芯片等的应用完成了综合设计性实验题目的开发，主要包括总线控制以及对控制对象进行显示、管理和操作，使课程设计内容更符合电气与自动化专业对控制技术的要求。

（4）学生自主进行创新设计。实验室提供红外收发、温湿度或压力传感器等实验扩展板及相关技术资料，在课程设计中学生利用实验室的各种设备与“通用微机接口实验系统”相结合，自定课题进行创新设计与实践。

2.微机接口实验系统综合设计性实验应用

拓展设计内容，更新设计项目，做好设计实验之间的科学衔接，使学生在课堂上更多地接触前沿技术，为他们未来接触工程实际奠定良好的基础。注意将本课程所学知识与“电子技术”、“自动控制原理”、“检测技术”和“机器人学”等相关课程内容融会贯通，提高学生综合运用和工程应用能力。

（1）课程设计内容的设立。根据微机原理课程设计的要求，不断进行实验系统选题的设计与开发，精心设计课程设计内容，注重先进性和开放性，并与学科的前沿技术相结合，在课程设计的综合性、设计性环节给予学生更多的选择。设计课题包括基础性选题和扩展性选题两部分。

基础性选题主要包括：自定义字符显示编程，汉字字符显示编程，图形显示编程，特效显示编程，总线控制LED显示实验，微机接口、键盘、LED综合实验，GPS通讯实验，GPS编程实验，GPS手持机实验，各种外扩展板设计实验。这些设计内容与微机接口技术紧密相关，并具有一定的深度与广度，同学们通过硬件连接、软件设计，软硬件调试完成集采集、显示、存储等功能于一体的设计内容。

同时，我们还给出了多个综合设计性扩展选题。此类选题没有固定的要求，只是给出一些提示，学生可以根据自己的设想进行硬件选择、软件设计，达到自己的设计目标。极大地发挥了学生的主观能动性和创新性。

（2）课程设计教程的编写。微机原理课程设计综合设计性选题的主要知识点依托微机原理接口技术并结合与之相关的学科前沿。为此，根据课程设计要求，编写了相关的设计教程，提供参考文献与网站，使学生在实验前对相关的扩展知识有个初步了解。根据历届学生的具体情况，教师不断总结实践教学经验，逐步完善指导书的编写，使之更适应于学生的实践与创新。在指导书编写中按知识点模块化编写，设计实验内容从易到难编排，每个设计实验都给出了预习要求和达到目标。对于创新性设计实验我们给出一部分选题，同时鼓励同学们结合系统，将扩展板进行多种组合，自己设计课题，进行实践创新。

二、探索新的实践教学方法和手段

1.加强引导与鼓励，激发学生的创造激情和对知识的渴望

在微机原理课程设计教学实践中，首先了解不同学生的特点和学习兴趣，在此基础上有针对性地指导学生选题及团队组合。在设计过程中，鼓励学生独立思考，通过网络、图书馆、资料室等各种渠道进行信息检索和资料查询。教师在指导实验时，从实践应用的角度出发去引导学生的设计方法和技术路线，注重培养学生发现问题、思考问题及解决问题的方法和思路以及创新意识。

教师在课堂上注重学生课程设计过程，鼓励学生以灵活多样的方式和不同的角度完成自己的选题，激发学生的创造激情和对知识的渴望，促使学生从“要我学、要我做”转变为“我要学、我要做”。

2.改革课程设计考核和成绩评定方法

在课程设计的考核中将创新性与工程规范纳入考核体系。指导教师从出勤次数、软硬件设计、上机调试、预习（第一次实验时检查流程图、源程序）与总结报告、创新性等方面对学生进行综合考评。在课程设计的考核与评定过程中细化了预习、设计、创新、实验报告完成各个步骤的考核标准。课程设计过程中为每位同学建立考核表格，其中题目1是基础性选题，题目2是自选的综合设计性扩展选题。按照考核指标体系，在课程设计过程中同步给出各环节考核成绩，做到公平公正，激励学生更好地完成课程设计内容，更多地进行创新性设计。

三、教学效果

2006年以来，我们不断创新微机原理课程设计硬件平台，不断扩展和更新设计内容，边实践、边改革。目前已在电气与自动化工程学院自动化专业和电气自动化专业6届学生（平均每届学生12个班、380人）中进行了教学实践，取得了良好的教学成果。

微机原理课程设计教学过程中，学生付出了很大努力，他们要自学相关知识，查阅资料，进行实验设计、流程设计，搭建硬件平台；并通过软件设计、软硬件调试，完成整个设计，写出设计说明书和总结报告。大部分学生对扩展性选题具有极大兴趣，有学生选用导航扩展板实验系统，通过自学相关知识，实现了GPS地理信息的采集、显示、存储，取得了满意的效果；还有学生偏重理论研究，例如08级的同学在80X86平台上完成了FFT（快速傅里叶变换）的汇编实现，具有较强的理论价值，能在本科阶段做出这样的课程设计成果，得到了师生的广泛好评。

参考文献：

[1] 曾开富，王孙愚. “工程创新人才”培养模式的大胆探索[J]. 高等工程教育研究，2011（5）：20-31.

[2] 刘艳莉，孙雨耕，葛宝臻等. 符合工程专业人才培养模式实验教学体系的构建[J]. 中国大学教学，2010（4）：75-77.

[3] 金文，陈曦等. “微机原理与接口技术”综合设计性实验的研究与探索——GPS导航实验板的开发与应用[J]. 实验技术与管理，2011（10）：151-152.

篇6

关键词：实验教学改革；教学模式；考核模式；创新能力

中图分类号：G640文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)22-755-02

Training the Overall Quality of Students in Computer Hardware Experimental Teaching

CHEN Nian, FANG Kang-nian, SHEN Zuo-min

(Department of Mathematics and Computer Science, Chizhou College, Chizhou 247000, China)

Abstract: Laboratory teaching is an important link to computer teaching. In this paper, the author analysis the hardware experiment teaching present situation and some malpractices, taking "Microcomputer Principle and Interface Technology" curriculum as an example. The article puts forward some methods to train student's operate ability and innovation ability and enhance comprehensive quality in the computer hardware experiment teaching.

Key words: Experiment Educational Reform; Educational Model; Inspection Pattern; Innovation Ability

1 计算机专业硬件课程实验教学现状

计算机专业硬件课程都是以实验为基础的课程，以《微机原理与接口技术》为例，课程中的很多的知识点学生需要通过实验途径来产生直观印象，强化理解；更为重要的是学生动手能力、创新能力的培养，良好的实验习惯的养成都需要在实验室中通过不断的建立实验线路、编程、调试等一系列的过程来完成。但是通过调查，在很多高校计算机硬件课程实验教学环节当中还存在诸多的问题，导致学生对实验的理解不透彻，学习兴趣不高，缺乏主动性和创新欲望，对学生的综合素质的培养非常不利。

1.1 实验能力的培养没有放在突出的位置

传统的教学方法仍然是注重知识的传授，实验课仅仅作为理论课的附属环节存在。以《微机原理与接口技术》课程为例，由于知识点较多，教学过程中对处理器，内存储器，中断控制器，各种类型的接口芯片等知识点往往会投入绝大多数的教学课时讲解他们的结构、属性、工作原理、工作方法等，而对相关实验内容讲述的不够多，不够透彻，致使学生实验过程中只能按照实验指导书上给定的实验步骤，实验数据去实验，测试，而不能真正理解实验的意图，起不到很好的实验效果。学生在学习完这门课程之后，只是掌握了微机硬件与接口的一些基础知识，而不具备运用这些知识通过实验来实现一个实际的功能的能力[1]。

1.2 与实际应用脱节，学生实验积极性没有充分调动

学生是实验教学的主体，只有能够积极主动的参与到实验教学活动中来，才能启到很好的教学效果。在不少高校，实验项目的设置仅仅是为了验证课堂教学中的知识点。譬如对《微机原理与接口技术》中并行接口芯片的实验，往往是将8255A中的A端口和B端口选择其中一个作为输入端口将他的引脚通过信号线连接到手动开关上，另外一个作为输出端口与一组指示灯相连接[2]，简单的几行汇编语言控制语句就可以实现开关端输入，指示灯端输出的实验目的。这是对并行接口知识的一个简单验证，这种直观教学对加深学生对相关知识的掌握是非常必要的，但如果仅仅停留在这个层次上，学生的实践能力和创新精神就不可能得到增强，要调动学生学习的积极性、主动性，首先要让这门课程的实验更加紧密的与生活实际运用相结合，与更好的服务学生今后的就业相结合。例如，在实验教学时，可以引导学生自己动手设计一个8255和中断控制器8259组合的一个模拟生产控制的实验项目，既可以调动学生实验的兴趣，又能从中学到更多的知识。

1.3 考核形式陈旧，不利于学生创新思维的培养

大多数高校仍然采用传统的学生成绩考核模式，对学生的学习效果采用以闭卷考试为主的评价方式。对于《微机原理与接口技术》这门课程，在进行学生成绩评定时，基本上是以期末笔试成绩占总评成绩的70%，而实验课成绩，包括实验报告等则作为平时成绩占总评成绩的30%。这种成绩评价方式，只能引导学生花更多的时间去记住课本上诸多的知识点，去进行更多的习题练习，以获得更高的课程分数，而忽略了学习这些知识的最终目的是为了应用他们去解决实际问题。传统的学生成绩考核模式，限制了学生花更多的时间和精力自主设计实验项目，阻碍了学生创新思维的培养。

2 计算机专业硬件课程实验教学改革

诸如《微机原理与接口技术》一类的计算机硬件课程的实验教学改革应该以提高学生的实际动手能力、激发学生的创新意识为目标，从提高实验课在教学环节中的地位，优化实验项目设置等方面进行探索。

2.1 结合课程特点，寻求实验课改革突破

计算机专业硬件课程基本上具有理论与实践结合紧密的特点，以《微机原理与接口技术》为例，课程教学不但要使学生掌握硬件与各类接口的原理，工作模式，工作方法等，更要让学生学会如何针对现实应用设计接口电路，并能够通过程序控制。课程具有概念抽象，不能给学生以直观、感性的认识的特点，实验课恰好可以很好的弥补这一不足，实验过程和实验结果都可以帮助学生加深对理论知识点的理解。例如对中断控制器8259的相关内容，学生通过理论课的学习，掌握了IRR，IMR，ISR等寄存器的作用和工作方法和8259的工作过程，但这种掌握仅限于对知识点的识记，如果通过键盘按键产生中断，中断结果通过在实验仪器LCD屏上显示这样一个简单的实验，学生就会对8259芯片有直观的认识，教学的效果会更好[3]。每门课程都具有区别于其他课程的特点，教师首先要掌握这些特点，才能在教学过程中结合这些特点灵活的运用实验手段，使课程的教学效果更佳。

篇7

大部分高校的计算机硬件教学是很薄弱的部分，其主要表现在：(1)计算机硬件技术发展日新月异，造成计算机教学内容和实验设备的滞后。“莫尔定律”指出：集成电路上的晶体管集成度每隔18个月就会翻一番，芯片性能提升一倍，而价格则降低一半。这一规律已延续了数十年，至今仍未减缓。现在，Pentium 4已广泛普及的情况下，而高校中的计算机硬件教学还仍停留在8086或80386阶段，学生甚至能明显感觉到知识的滞后性。而且处理技术、存储技术早已飞速发展，而硬件教学中确难以得到反应，因此新技术难以进入教材，造成教学内容的沉旧。(2)计算机体系具有很强的系统性，但计算机硬件课程的教学和实验却缺乏系统性。目前高校中的计算机硬件教学大多是以课程为中心，而不是以计算机系统的体系结构为主线。在教学和实验中，应注重和其他课程如数字逻辑电路、汇编语言、接口技术等课程的联系，用体系的观念来指导教学。(3)计算机教学培养的方向是具备软件和硬件结合设计的能力，软件学习学生较易产生兴趣，而硬件却很难做到，培养学生软硬结合的能力就更是困难。因此，在充分学习计算机硬件基本原理的基础上，如何结合计算机硬件技术的发展，并充分体现其系统性，是当前高校硬件基础课程教学中所面临的问题。

针对以上问题，我们对大学计算机硬件基础教学作如下探讨：

1、先进的教材

随着计算机硬件技术的飞速发展，计算机硬件的教材也应该是先进的、能反映目前微机领域内硬件新技术、新成就的知识，应该体现出知识性、先进性和系统性。计算机硬件的知识应涵盖目前世界上微机领域内最先进的技术及知识，包括新近出现的技术，像分支转移预测技术、超标题执行技术、微机流水线操作技术、高速缓冲存储器技术、虚拟存储器技术、浮点数据处理技术、高速总路线传输技术等。这些技术为微型计算机提供了卓越的性能，也为计算机软件提供了优质的载体。同时，计算机硬件知识的先进性就表现在启迪学生的想象力、创造力方面，摒弃那些沉旧的、落后的内容，教材内容就紧跟世界计算机技术潮流，给求知欲强的学生以最先进的知识，让学生享受掌握新知识的乐趣。

2、优化相关课程体系的组织

计算机硬件相关课程的设计上，首先以基本原理教学为主，而后的课程中体现计算机技术的发展。数字电子技术，该课程应弱化器件，强化逻辑电路的设计，除了数字电路的基本内容之外，还应加入与EDA有关的内容。微机原理与汇编语言，该课程中微机原理实际上是汇编语言的一个先导内容，其内容的设置应以汇编语言的需要为原则，不必涉及太多，否则会与后面的课程产生交叉。计算机系统设计，该课程主要讲授计算机的基本构成，即CPU、存储系统、输入输出系统、系统总路线等，其中强调的是学生的系统设计能力。微机接口，主要从应用的角度，按照技术的发展进行扩展，在计算机的基本组成上进行性能的提升，内容上与计算机硬件技术的发展前沿紧密衔接，因此在课程上要体现计算机新技术的发展。

3、强化课程设计

计算机教学目的是培养学生软、硬件综合设计的能力。在很多高校，只是注重了学生软件能力的培养，课程设计也能够体现科学性与连续性，而且学生学习兴趣较高，因此软件能力提升较快。因此，在硬件课程的教学上也应保证培养学生的硬件设计能力，使学生深入了解硬件系统的构成及基本原理，透彻掌握相关知识，具备相当的硬件能力。

数字电子技术课程的设计内容是整个课程体系的基础，通过该设计学生能正确且直观地了解硬件设计和软件编程的差别。在硬件设计中需要考虑诸多因素，如时序、频率、干扰等。同时，设计还使学生了解到软硬件的相通之处。汇编语言是使学生掌握计算机最底层的编程方式，直接对存储空间以及寄存器等进行操作，使学生对计算机的存储、运算、控制等功能的实现有着比较透彻且直观的认识。计算机接口与设计体现的是在计算机外部设计的应用，计算机外设是计算机部件的外部扩展，因此它也是计算机系统设计一个必不可少的组成部分，其设计能使学生明确设计的方向，激发学生的创造能力。

4、加强实验教学

对于计算机硬件课程，有着抽象、难以理解的特点，因此通过实验，给学生一个直观的认识就显得尤为重要。因此在课时安排上，计算机硬件技术基础课程应安排1/3左右的实验课时。在验证性实验教学中应着重培养学生以下三种能力：

(1)培养学生的实验能力。要求学生在尽短的时间内掌握各种仪器设备的性能、配置及使用方法，提高独立使用实验设备的能力。通过实验，使学生得以尽快熟悉实验基本原理，操作程序和注意事项，培养学生独立完成实验的实际动手能力。

(2)培养学生的观察能力。观察是思考的前提，是发现问题的必经之路。要求学生在实验的过程中，认真观察实验现象，认真记录实验结果，以便思考实验中遇到的问题，总结实验经验，更好地完成实验报告。

(3)培养学生的思维能力。思维能力是一个人在事业上能否有成就的标志之一。实验就是要培养学生在实验过程中遇到问题，并且自己通过思考解决问题的能力。通过长期的训练，学生就会形成整套的思维方法，为其今后分析问题、解决问题提供一定的基础。

5、结语

计算机硬件结构的系统性是学习计算机硬件技术的基础，在计算机硬件的教学中应始终贯穿系统性的思想，使学生明确硬件学习的发展方向和研究方法，从而能够开发思想，调动学生的创造力，从而成为计算机行业的优秀人才。

参考文献

篇8

关键词：计算机硬件技术；网络虚拟实验；网站互动功能；网络课件

作者简介：程启明（1965-），男，江苏盐城人，上海电力学院自动化工程学院，教授；黄云峰（1971-），男，浙江绍兴人，上海电力学院自动化工程学院，讲师。（上海 200090）

基金项目：本文系上海市教委重点课程建设项目、上海高等教育“085”工程建设项目的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）13-0097-02

“计算机硬件技术基础”是大学理工科的专业基础课程。本课程任务是使学生了解微型计算机的基本原理及组成，掌握汇编语言程序设计方法，掌握存储器扩展技术、中断系统原理和I/O接口的应用，为计算机接口的实际应用打下良好基础。[1]

由于本课程具有概念抽象、知识点多、涉及的知识面广、技术更新快、实践性强，理论与实践、硬件与软件相结合等特点，加上课堂教学方式简单、枯燥，实验教学与理论教学严重脱节等弊病，使学生难以掌握该课程内容，甚至会产生厌烦情绪。因此，本课程的教与学都有一定的难度。[2-3]

为了促进学生对课程内容的学习，培养学生掌握知识和运用理论指导实践的能力，提高学生创新能力和综合素质，我们开发建立了本课程的教学网站。该网站包括新闻中心、课程资源、教师队伍、学习园地、实验平台、课程建设、在线交流、学生作品等栏目，其功能包括课前预习、课上教学、课后复习、课内实践等整个教学过程的各环节。课程网站教学不受时间与空间的限制，增大了课堂教学信息量，增加了学生自主学习功能，实现了师生在线讨论和交流，提高了学生的学习兴趣，提高了教学效率和质量。通过对本课程网络功能的进一步开发与应用，探索了新的实验教学模式[4-5]和新的师生交互方式，[6]取得了良好的教学效果。

一、网络虚拟实验室的开发与应用

“计算机硬件技术基础”是一门实践性较强的课程，学生通过实验过程，可加深对所学理论知识的理解，提高实际动手操作能力和分析、解决问题的能力，并且可以开拓学生思维，培养应用及创新能力。

1.传统的实验方法

目前该课程的普遍现状是：课时安排上重理论、轻实践，教学内容上重软件、轻硬件。其根本原因还是实验设备有限、维护困难。目前本课程的实验主要是通过硬件实验箱来完成，此方式的缺点有：灵活性差，实验箱的线路、芯片多已固定，学生只能按照固定步骤进行实验，不能灵活自由地设计实验；创新性差，实验步骤和内容难以扩展，实验个数有限，实验内容固定，难以跟随技术的发展进行更新的创新；开放性差，由于实验箱少和维护难，实验课一般需分组进行，实验保障困难，实验室的开放性受到限制；经济性差，实验箱的价格较贵，且易受损坏，维护较困难，需专人管理。此外，实验还需专门的场地，并且师生同时、同地进行实验，实验效率和设备利用率低，设备的维护和管理成本高。

2.网上虚拟实验的概念

随着Internet及网络技术的发展与应用，实验系统逐渐由传统的集中模式转变为开放性、交互性、共享性、分散性、扩展性、重复性、安全性的（网络）虚拟实验系统，虚拟实验系统能较圆满地解决传统实验的问题。虚拟实验是指可在Internet/Intranet互联网上通过软件模拟技术对真实实验的虚拟实验，它利用图像/声音、软件仿真、虚拟现实和远程控制等技术，在计算机上构建出可辅助、部分或全部替代传统实验各操作环节的相关硬、软件操作环境，实验者可以像在真实的环境中一样从异地计算机设备上完成各种实验项目，所得到的结果与本地得到的数据结果完全等价，如同现场操作实验设备一样。虚拟实验采用软件开发工具开发一系列虚拟实验课件来全真模拟实验过程，以交互式教学方法实现实验过程的教学，学生可利用网络环境完成实验系统的设计、获取实验结果、撰写实验报告等各实验环节，并同时查询相关资料，接受老师的网上答疑辅导，参与讨论实验相关专题等，明显地提高了实验效率，并减少了不必要的实验损失。

3.网上虚拟实验的特点

虚拟实验的优点有：避免真实实验或操作所带来的各种危险；降低实验成本、维护及管理成本；组建系统的效率高；具有丰富的媒体表现及交互形式；无时间和空间的限制，可在任何网络终端上进行；容易协同和共享；易激发学员学习兴趣；利于加强对学生自学能力的培养；具有灵活性，可因材施教，便于实行个性化教学，对学生实施多目标、分层次管理。但虚拟实验也有一些缺点：实验的真实感不够；不能体会在真实实验中可能出现的多种误差；难以体会在实际工程中可能出现的多种故障现象；降低了学生分析和解决实际问题的能力。实际上，虚拟实验应该侧重于基本概念、工作原理以及解决问题的方法与能力，而对于行为技能的训练则差一些，真正的技能与动手能力还必须在实际的实验情形下才能获得。因此，如果过分地依赖虚拟实验，将对培养学生解决实际问题的能力产生一定的影响。

4.网上虚拟实验的实施

虚拟实验教学只是实验教学的辅助手段，它不应该也不可能代替真正实验教学全过程。在实验教学中，可采用实际实验与虚拟实验相结合的分级教学模式。这种模式将两种实验方式有机结合在一起，并互为补充，创造了适合于实验教学的气氛和训练机会，提高了实验的效果，从而充分培养学生的实践能力。

5.本课程虚拟实验所需的软件环境

虚拟实验常采用两种方式。一种为硬软结合的虚拟实验。它通过客户端的操作，借助网络控制真实实验设备，并通过网络反馈给用户结果信息，但由于网络的延迟性，该方法多用于局域网。另一种是基于Web的虚拟实验。它通过直接利用Java虚拟机及对I/O端口读写的捕获技术或编写仿真汇编解释器，再借助Web来实现全软虚拟实验。

Proteus软件是英国Labcenter公司开发的一款仿真平台，可以进行实物仿真和印制电路板设计。Proteus软件可以对8086CPU或MCS-51单片机及相关接口芯片提供支持，还提供了示波器、信号发生器等虚拟仪表，支持汇编语言，是一个全开放性的仿真实验平台，相当于一个设备齐全的综合性实验室。因此，可借助于Proteus仿真软件构建虚拟实验室。Proteus有单机版和网络版两种选择，采用网络版配置，将只有一个USB加密狗安装在服务器上，并锁定相应的用户数，在校园网范围内的PC机都可以得到授权并进行仿真和实验，但同时在线的客户端总数不能超过已购买的总授权用户数。采用网络版的Proteus，可真正实现实验室的虚拟化、网络化以及实验室的开放。

本文采用网络版的Proteus构建了“计算机硬件技术基础”远程虚拟实验仿真系统。该系统包含下面模块功能：实验选择系统，学生可根据需要选择实验项目；虚拟实验平台，给学生提供实验操作的环境；报告生成系统，用来生成并存储学生的实验报告；教师批阅系统，教师可批阅学生实验报告，并生成学生实验成绩；帮助系统。

二、网站师生互动功能的开发与应用

师生之间的交流是教学过程中一个非常重要的环节，也是改善教学效果的有效手段。只有通过师生之间的交流，教师才能结合学生的反应来进行有针对性的教学。同样，学生也要通过与教师和其他学生的交流帮助自己更好地学习课程内容。

1.传统的交流方式

传统的交流方式一般常采用课堂上提问和课下交流手段。由于课堂教学时间有限，不可能在课堂上进行充分交流，同时，由于我国长期以来实行灌输式教育，学生又不愿意在课堂上主动提问与交流；他们一般更愿意在课下发表自己的看法，教师可在轻松的氛围下解答学生的疑惑，了解他们的意见。然而，随着学生招生人数的大量增加及学分制选课制度的普遍实施，此答疑方式受学生人数、时间和地点的制约严重，已经无法适应当前的教学需求。

2.网上互动交流方式的特点与技术

利用现代计算机网络技术的便捷、实时、共享等特点，可构建出本课程的网上答疑系统。此答疑方式的优点有：提出问题和解答问题不受时间和空间的限制，具有很强的实时性和灵活性，并且对相同的问题不必做重复解答，从而降低劳动强度，提高教学效率。

目前课程网站一般都采用E-mail、QQ、BBS、专门开发的交互软件等实现网上答疑系统，这些实现技术还不能很好地解决师生互动问题。其中：采用电子邮件E-mail的缺点是实时性差；采用QQ等即时通讯软件ICQ的缺点是信息有限且私密性差；采用电子公告板BBS的缺点是传递文字信息有限且实时差；采用IT公司专门开发的交互软件的缺点是开发成本高且维护成本也高。博客和微博是近年来新出现的交流方式，它们为师生互动提供了非常好的交流平台，便于在课程教学实践中进行交互讨论，且不受时空限制。因此，近年来，博客和微博被引入到课程的网络教学交互平台上来。其中：博客（blog）是一种通常由个人管理、不定期张贴新的文章的网站，典型的博客结合了文字、图像、其他博客或网站的链接，能够让读者以互动的方式留下意见；微博（Micro Blog，即微博客）可理解为“微型博客”或者“一句话博客”，它是一个基于用户关系的信息分享、传播以及获取平台，用户可以通过WEB、WAP以及各种客户端组建个人社区，以140字左右的文字更新信息，并实现即时分享。两者的差异在于：博客一般主要在电脑上公开发表网络的、供人阅读的日记，它可写得很长，字数没有限制，主要适合阐述一些东西；微博一般主要是在手机极为简短的网络日记，它主要是抒发一些心情，还有写一些格言警句，写一些自己的动态，一条微博最多只能写140字。

3.本课程的网上互动交流功能开发

可把博客和微博引入到本课程的网络互动教学中，借助博客和微博的互动就可把教师网上答疑指导、师生交流、生生交流、人机交流有效地整合起来，增进师生之间的感情，达到更好地辅助课堂教学的效果。本课程的网上互动交流功能有：

（1）交流讨论区。教师通过微博或博客制作一个课程专题讨论区，引导学生进行深度思考，并可在讨论中引入适当的竞争机制，鼓励学生参与和投入。答疑讨论区可采用一对一、一对多、集体讨论等多种讨论方式，针对学生提出的问题，教师应提供具体、及时、具有启发性的反馈意见，并对讨论的问题进行归纳总结和分类管理，以便学生查阅。讨论区可分为普通讨论区和专题讨论区。其中：普通讨论区主要用于生生之间、师生之间，并就相关知识点或者相关领域的话题进行讨论，一些讨论内容还可由教师或管理员整理，将较为典型、关注度高和投票数高的发言列入精华版，并在网站的首页显示；专题讨论区主要是把学生的反馈意见、作业和考试中出现的代表性问题或者本学科中前瞻性的问题等提出来，来让大家一起来讨论。

（2）作业提交与在线学习。作业提交模块可以上传学生的文档作业，教师可以批量下载作业，并在评分后再将成绩上传供学生查看。在线学习模块可记录学生学过的知识、作业完成状况、考试状况、互动讨论中的发言状况及其认可度等学习状态，学生可随时随地查获自己学习效果，这非常有利于学生调整自己的学习状态，随时向其他学生或教师寻求帮助。

（3）资源共享。资源共享模块包含主站资源模块和论坛资源模块两部分。其中：主站资源模块仅管理员有权限在此资源，它主要一些PPT和Word文件；所有注册用户均可通过论坛资源模块上传附件，通过附件上传功能可共享学习资源，上传可采用flash 机制，并支持批量上传。学生可在资源库中获取其感兴趣的资料，并可把资源上传，实现资源共享。

（4）教学评价。教学评价应是双向的，它包括教师对学生学习的评价和学生对教师教学的评价。通过对教学形式、教学效果、教学设计等教学多环节的网上问卷调查，积极鼓励学生多提意见和建设，参与到本课程建设中来，教师根据学生的网络反馈意见，对课程进行相应的调整和优化，并持续地对教改效果进行跟踪，从而不断丰富教改的成果。

三、结束语

本文开发建立了“计算机硬件技术基础”课程教学网站，探索了新的实验教学模式和师生交互方式，取得了良好的教学效果。课程改革是一个循序渐进、永无止境的过程，应不断更新和完善教学内容，改进教学方法，将教学改革推向一个新的台阶。

参考文献：

[1]程启明，黄云峰.计算机硬件技术[M].北京：中国电力出版社，

2012.

[2]王昊.“微机原理与接口技术”教学改革探索与实践[J].中国电力教育，2012，（31）：84-85.

[3]张兰红，陆广平，周云龙.“微机原理与接口技术”课程教学的探索与实践[J].电气电子教学学报，2008，30（5）：93-95.

[4]陈越，顾晖，梁惺彦.Proteus 虚拟仿真在微机原理教学中的应用[J].电子技术应用，2012，38（1）：106-108.

篇9

关键词：微机原理与接口技术；考核方式；师资力量

作者简介：周玉（1979-），男，安徽枞阳人，华北水利水电学院电力学院，讲师；苏海滨（1965-），男，河南南阳人，华北水利水电学院电力学院，教授。（河南 郑州 450011）

基金项目：本文系华北水利水电学院2011年教学改革项目的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）05-0082-02

“微机原理与接口技术”是工科，尤其是电类本科专业一门非常重要的专业基础课。该课程的任务是使学生从理论上和实践上掌握微机的基本组成、工作原理、接口技术及硬件连接，建立微机系统的整机概念，使学生具有微机系统软硬件开发和应用的基本能力，为微型计算机在工程技术领域的应用打下坚实的基础。

该课程的前续课程包括“电路原理”、“模拟电路”、“数字电路”等，后续课程包括“单片机原理及应用”、“DSP技术”、“嵌入式系统”、“计算机测控技术”等。该课程是大学四年时间里，学习的唯一一门能衔接“模拟电路”、“数字电路”、“程序设计”、“计算机检测技术”和“电机电器”的综合应用技术课。[1]因此，该课程对电类专业的本科生而言非常重要。

鉴于该课程的重要性，及在实际教学过程中存在一定的难度，为了使学生真正掌握课程的精髓，很多教学专家提出各种改革措施，如在教学内容上的选取上、[2]课程教学方法以及实验教学等方面进行了大量革新，[1，3，4]并取得了一定的效果。然而，作为教育教学改革的一部分，对该课程的考核方式的改革较少。基于此，笔者重点讨论“微机原理与接口技术”课程在考核方式方面需要进行的革新。

一、“微机原理与接口技术”考核方式改革的必要性

教育部在《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》中明确指出“积极推动研究性教学，提高大学生的创新能力”。因此，实施研究性教学，激励大学生的创新意识，锻炼和培养大学生的创新能力，是高校教育教学改革的重要课题，而考试改革是教育教学改革的重要内容，正不断得到重新认识和重视，甚至被视为“教学改革的切入口”。

“微机原理与接口技术”课程考核工作是该课程教学质量管理与评价的重要内容。考核是检验教学效果、保证教学质量的重要措施，其主要目的在于调动学生学习该课程的主动性和积极性；督促和指导学生系统地复习和巩固所学知识和技能；检验其理解掌握知识的程度和灵活运用知识的能力；检验教师教学效果，并以此作为评定学生学习成绩的基本依据。同时，合理的考核制度是评定该课程教学改革成功与否的一个重要参考。因此，高校应该对该课程的考核方式进行改革，让其不但适应教学改革的发展，更应该与社会的发展紧紧联系起来。

二、国内考试现状和存在的问题

目前高校考试制度大都是传统的考试制度，即最后的卷面成绩和平时成绩的加权，60分及格。所以，在大学生当中，“60分万岁”的理论一直盛行，这种考核方式呈现出种种弊端。例如，学生为了平时成绩被动上课，教师被动考勤点名，这严重影响了上课效率；学生为了拿到平时成绩，以敷衍的状态写作业，抄袭现象严重，这使教师批改作业的劳动变得毫无意义。另一方面，假如学生有了一个好的平时成绩，就会不重视最后的考试，进行几天的突击学习就可以拿到60分，这更加严重影响了学生掌握知识的核心任务。

这种传统的考试制度在某些课程当中（如“高等数学”），有其优势的一面，但是，对于“微机原理与接口技术”这门课程而言，该考核方式不但没有任何优点，反而会对教学评估和改革带来负面一下。也就是说，“60分万岁”的理论完全背离了该课程的考试初衷。这既不利于学生的学，也不利于教师的教。鉴于此，笔者认为该课程的考核方式应该紧密围绕课程培养目标，适应该课程的改革及课程的特点，既要考查学生对课程的基本知识掌握情况，又要考查学生的学习态度、实践能力、职业能力和创新能力。

三、“微机原理与接口技术”考核方式改革的目标

考试改革是课程改革的一部分。“微机原理与接口技术”考试改革是贯彻落实“卓越工程师教育培养计划”这一项目，考试改革的目标是：培养学生的创新精神和实践能力，同时新的考试制度，能有效反馈学生学与教师教的核心关系，弥补传统考试的弊端。新的考试制度将学生学习的主动性放在第一位，强调激发学生的学习兴趣，培养创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量工程技术人才。考试改革以“教育要面向现代化，面向世界，面向未来”和“三个代表重要思想”为指导，全面推进素质教育。

四、考核方式改革措施

抛弃大学传统考试以笔试为主的考试模式，注重过程考核，以学生真正掌握知识为根本任务，竭力培养学生的创新能力、自学能力和实践能力。让学生认识到学习课程的终点不是考试，而是学习知识和应用知识。基于此，“微机原理与接口技术”的考核方法要遵循以下原则：理论与实践上综合考核，不只是关注最后的学习结果，更要注重学习过程和学生的综合素质。在该原则的指导下，本校的具体考核措施有以下四个方面：

1.闭卷考试

这也是传统考试中一直占主导地位的考试方式。考核学生对理论知识的理解情况的题型设置为：选择题、填空题、判断题以及简答题；考核学生对一些方法技能性知识的掌握情况和应用所学知识分析解决实际问题的能力的题型设置为：分析题和设计题。

2.平时成绩的考核

重视平时成绩是注重学生学习过程的一种有效手段。重视平时成绩也是避免学生闭卷考试前死记硬背和考前突击的有效方式。一般课程的平时成绩主要包括课堂考勤、习题作业等，而该课程的平时成绩除了这些还涉及更多内容。为了提升学生的知识量，开阔其视野，应让其了解一些学科前沿知识，教师在课堂上多与学生互动，同时进行一些提问，鼓励学生回答，并将答题情况作为平时成绩的一部分。比如，笔者在讲解计算机体系结构的时候会问学生，“除了冯诺依曼体系结构，还知道什么计算机体系结构”这个问题。对不知道答案的学生不做处罚，而对那些能正确回答问题的学生会适当增加他们的平时成绩，进行奖励。这样做的一个突出优点就是鼓励学生阅读与本课程相关的知识，进而提高学生学习兴趣及学习的主动性。另外，由于本课程的特殊性，该课程要求学生有较高的专业英语能力。笔者在授课过程中除了有意穿插一些英文授课外，还给学生布置一些外文的翻译和技术材料的阅读等任务，并把其列入平时成绩的考核。由于大多数芯片的产品说明书都是英文的，这样做可以使学生通过自己阅读英文材料，独立掌握更多的知识内容。实践证明这对学生未来的工作起到很重要的作用。

3.实验考试

实验是理论与实践相结合的关键环节。“微机原理与接口技术”是一门实践性很强的课程，这也决定了实验考核在总成绩中将占据较大的比重。实验考核是检验实验教学效果的主要方法，而反映实验教学效果的指标主要体现在考核方法和考核内容上。考核内容和考核方法由三个方面组成：一是实验考勤，主要包括学生的实验态度、实验报告完成情况。二是基础技能的完成情况，目的是检验学生每一次实验的完成情况，这一步是基础，是进行更高级实验的基石。这一部分的实验主要要体现出基础性，以难度适中的验证性实验为主，同时实验内容要有一定的趣味性和实用性，教师在现场指导，发现和解决学生在实验过程中遇到的问题，帮助学生完成当次的实验，使学生掌握每一次实验所需的基本技能，教师需要在当次实验结束前对学生的实验完成情况进行逐个检查。三是综合设计应用能力考核，主要考核学生的创新能力和分析问题、解决问题的能力。由于该类实验难度较大，教师需提前布置实验内容，给学生一段较长的时间（如3周左右时间）去完成，在该过程中教师不需要对学生进行面对面地答疑，而是需要学生充分发挥主动性，积极收集资料、设计方案等，利用课余时间来做实验，巩固所学知识，在实践中体会所学知识，深入理解微机系统整机的概念。实验评价的结果是检验学生的实验成果，并对学生进行口试考核，用以考核学生对实验结果的合理解释以及独立见解。

4.将差异性培养原则引入考核环节

差异性原则，即创新精神和实践能力的培养必须考虑个体发展的客观规律。由于学生个体在“微机原理与接口技术”这门课程中呈现出多元化的兴趣、爱好、观念、思维方式和知识结构等的特点，所以在创新精神和实践能力培养的过程中，将差异性培养原则引入考核环节，用来引导和促进不同学生个体创新精神和实践能力的发展。对于该项内容的实施方法，可通过选拔优秀的学生完成两种形式的考核：以教师的科研项目为中心，让其帮助教师完成相应的科研任务，设计并顺利完成实际的微机系统；对于参加过诸如大学生电子设计竞赛、挑战杯等以微机系统为内容的竞赛活动并取得优异成绩的学生，可以以项目为驱动，充分发挥学生的创新能力，以项目设计代替该课程的期末考试，即实行“优生免考”的措施。

通过各项考核，最后得到“微机原理与接口技术”的最后成绩的计算方法为：总成绩=闭卷考试成绩×50%+平时成绩×20%+实验成绩×30%。对于免试学生的最后成绩可根据指导教师、项目组成员和各专家根据实际完成情况进行打分。

五、实际中遇到的困难

在实际过程当中，闭卷考试是最容易实现的；平时成绩的考核也是比较容易实现的；而第四项考核方式，为个体是最难实现的一项，因为它涉及“好学生”的选拔过程，对整个学生进行额外辅导、进行监督和管理的过程，对学生成果进行评定、验收与解题的过程；整个过程需要相当的人力、物力和较长的时间。同时，该项措施的实行最好是有相应的科研项目支撑。因此，对于第四项考核在实际进行中可根据学校自身的条件进行。

对于第三项考核，虽然在实行过程当中也会遇到实际困难，但这一项考核是普遍性原则培养的一部分，是必须严格执行的。实验考核目前遇到的困难主要体现在两个方面：

第一，由于对实验部分考核分量的增加，实验课时也随着增多，这样会使原有的实验教学资源不能满足当前的需要。解决该问题的办法之一是学校改变现有的教学管理模式，确保实验室在时间、空间、设备资源和实验内容上的全面开放，充分利用实验室资源，提高学员实际动手能力、工程实践能力和科技创新能力。另外解决该问题的途径是通过资金购买更多的实验室资源。

第二，师资力量不足。解决该问题不是一蹴而就的，建立一支实力雄厚的“微机原理与接口技术”课程的师资队伍是一个漫长的过程，也是课程建设和改革不断有所成就的关键。解决该问题的方法可以通过内部挖掘和外部引进两种方式。当然，一定要保证课程师资队伍在学历、年龄、职称、知识结构等方面合理，更重要的是要有一个甘于奉献、学科基础扎实、实践经验丰富、长期保持稳定的实验教师群体。

六、结束语

“微机原理与接口技术”作为一门承上启下的专业基础课，对学生整个专业的学习过程起到非常重要的作用。为了深化该课程的改革，笔者对该课程的考核改革进行了探讨和研究，在其课程考核中既要考查学生的基础知识和基本理论，又要考核学生掌握该领域的前沿知识、阅读专业资料的能力，同时更注重培养学生的实践动手能力、解决实际问题的能力和创新能力。考核方式的改革对该课程的教学意义重大，本校在后续的教学进程中将还将继续健全和完善“微机原理与接口技术”的考核方式。

参考文献：

[1]孙琦，韩亮，李秀芝.《微机原理及接口技术》教学方法的研究[A].

北京高教学会实验室工作研究会2010年学术研讨会论文集[C].2010.

[2]李明.微机原理与接口技术课程实验教学改革探究与实践[J].南昌教育学院学报（高等教育），2011，26（2）：50-51.

篇10

关键词：微型原理及应用；教学方法；探讨

中图分类号：TP301 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2013） 02-0000-02

1 引言

《微机原理及应用》课程是一门理论与实践知识并重的课程，是学生学习和掌握计算机硬件知识和汇编语言程序设计及常用接口技术的入门课程。该课程要求学生能够将理论知识与实践技能有机结合起来建立微机系统的整体概念，掌握微机电子控制系统软、硬件开发的基本方法。通过多年的教学实践，学生普遍反映该课程入门难、操作难，很多概念比较抽象，不易理解。结合多年的教学实践，下面主要针对课堂教学与实验实践两方面的教学方法进行探讨。

2 课堂教学

2.1 课堂教学内容

根据教学大纲要求，系统总结现有教学内容，遴选知识更新及时、知识面覆盖广、重点突出的教材，所选教材既要有全面的理论知识，也要有适合学生的实践内容来帮助学生更好的理解所学理论知识。在教学过程中避免将相关的内容简单地叠加在一起，应以CPU―存储器―接口这样的微机系统结构为基础，以“CPU寻址获取待处理的数据―计算―输出”工作原理模型为主线，坚持“必需、够用”的原则，将课本上必学知识点科学、有序的串接起来。

根据课堂教学需求，对现有的教学课件、视频和图片进行系统归纳总结，抓住教学课程中的重点，让学生把更多的时间和精力放在重点知识的学习上，做到有的放矢，难易结合、重点突出的教学内容也能提高学生对该课程的兴趣。

2.2 课堂教学方法探讨

（1）优化教学设计，明确教学内容，突出重点难点。优化课堂教学设计，精心安排教学步骤，巧妙设计教学内容，合理分配教学时间，使教师的教和学生的学，相得益彰，和谐融洽。根据本专业的特点，针对大纲要求、教学目标及不同层次的学生群体，精心设计策划每节课的重、难点的处理方法。在课堂上，灵活应用教学方法和艺术，采用多种方式、从不同角度进行讲解，深入浅出，举一反三，使绝大多数学生达到对必须掌握的知识点透彻理解。

《微机原理及应用》是以8086/8088微处理器为主，主要讲述指令的组成及应用，包括CPU的组成原理、内存单元的存储原理、寻址方式等，实验实践部分以基本接口电路的原理与编程、系统设计的基本方法为重点。

（2）注重师生互动，开展双向交流。课堂教学不搞“一言堂”，授课时以学生为中心、教师为主体进行师生互动，引导学生如何学习，开阔学生的思路，调动学生的积极性和学习的主观能动性，激发学生学习兴趣和求知欲，启发开导学生思维方式，变被动灌输为主动学习，做到“教”与“学”充分结合。在分阶段学习中，通过习题课、课堂讨论、课外答疑、网络辅导等形式促进教与学的进一步互动，提高教学质量，实现师生双向交流。

（3）充分运用多媒体技术，提高教学效果。课程通过计算机技术、网络技术和多媒体技术，集文字、图像、声音、视频影像、动画等各种信息于一体进行教学，将抽象、难懂、复杂的知识点采用形象、直观、生动的进行演示。运用多媒体课件辅助教学，配合文本教材，展示教学内容，可重现课程内容，效果良好，达到了开拓视野、深化基础理论、提高教学效率、提高学习兴趣、提升教学效果以及激发学生的创新能力等目的。学生还可以根据自己的安排自学多媒体网络课件，学习时间和地点灵活掌握，充分发挥了学生在学习过程中的自主作用。

3 实验教学

3.1 实验内容的选择

在实践教学过程中让学生在掌握汇编语言的调试过程的基础上，通过实验熟练掌握与输入输出相关的指令、中断和接口技术。根据不同阶段实验，实验内容分为基础验证性实验、应用设计性实验和综合设计性实验。

（1）基础验证性实验。基础验证性实验主要有硬件的认知、指令系统实验、汇编语言程序设计实验。该阶段实验与理论教学同步，以单元实验为基础，通过实验使学生掌握一定的硬件知识、软件知识及其工作原理，熟练应用常用接口芯片的功能和基本用法。实验内容以验证性实验为主，主要让学生熟悉编程和调试环境，练习常用指令的使用，示范引导学生迅速掌握应用软件和编写程序的方法。通过实验使学生的软、硬件调试的能力逐步得到锻炼，对基础知识的理解进一步加深。

（2）应用设计性实验。以基础验证性实验为基础，开展应用设计性实验。通过实验，重点解决学生在理论知识学习过程中发现的问题及难点，巩固学习效果。应用设计性实验采用单元电路模块组合，根据多种特定功能要求，设计较为复杂的接口电路及控制程序。在实验过程中，以学生查阅相关资料、自己确定设计方案为主，辅以教师提供的设计思想和设计方法，学生自行开展设计、自行调试接口电路及相关控制程序。

（3）研究创新型综合实验。对一些学习兴趣比较浓厚、基础又较好的学生群体，在较好的完成应用设计性实验后，大力鼓励他们开展研究创新型综合实验。研究创新型综合实验是一个综合型研究开发的小课题，根据工程实际，课题由学生自主提出，并与指导教师沟通交流，确定课题的可行性，通过查阅资料初步形成实施方案。在课题的研究过程中，老师主要负责把握研究课题可行性和难易程度，学生自主完成所有前期相关资料的收集整理及后期电路的设计、软件的编写等工作。最后，老师根据课题的完成情况对学生和课题做出综合评价。

3.2 实验教学模式探讨

（1）开放实验内容，为学生创造宽松条件做活创新实验。在基础验证性实验、应用设计性实验和研究创新型综合实验实践过程中，以适用性、趣味性的实验课题为主，开放实验内容，学生可以选择自己感兴趣的实验课题。在开展实验课题之前，学生自主查阅并消化吸收与课题相关资料，设计实验方案，独立完成实验，最后提交实验报告。

（2）以课程设计为主导、培养学生的综合素质。课程设计是学生综合运用所学知识的过程，是实践教学中的重要组成部分，是学生锻炼动手能力和提高综合应用能力的重要阶段。教师首先下发课程设计任务，同时提供一些与课程设计相关资料，并指导学生加以认真阅读思考。随着设计的进一步推进，学生会通过消化吸收收集的相关资料，根据课程设计要求把相关所用到的知识点逐步串接起来，进而形成课程设计的总体框架。在课程设计整个过程中，注重挖掘学生的潜力，教师仅提供整体设计思路，学生自主提出设计方案。设计方案提出后，教师与学生一起评议确定具体设计方案，学生根据具体设计方案，独立自主完成软件设计、硬件电路设计及程序调试。通过课程设计，迈出了学生从理论知识到实践的关键一步，培养了学生对理论的运用能力和综合实践能力。

4 结束语

在实际的教学过程中，课堂与实验实践相结合的教学方法，取得了较好的教学效果。通过学习基础课程理论学习和开展实验实践环节，学生的逻辑思维能力、创新能力和独立分析解决问题的能力都得到了逐步地培养和进一步提高。在今后的教学过程中，还需要坚持不懈的不断研究改革教学内容、方法和手段，采取多种途径进一步提高教学质量。

参考文献：

[1]余建坤，黄同成，刘湘涛，等.《微机原理与接口技术》课程改革的研究与实践[J].邵阳学院学报（社会科学版），2008年S1期.