微機原理課程實驗教學的改革與研究

摘 要： 微機原理是一門實踐性都很強的課程，是理工類專業(yè)必修基礎課程。因此，教學中，教師應注重改革實驗教學內容，改革實驗教學方法，建立網絡虛擬實驗室平臺，提高實驗教學效果，強化學生能力的培養(yǎng)，促進學生個性化發(fā)展。

關鍵詞： 微機原理 實驗教學 改革 探索

一、引言

“微機原理”是我院理工類必修的專業(yè)基礎課程。由于計算機工作原理抽象，工作過程難以理解，作為微機原理課程重要組成部分的實驗教學在對學生對知識的掌握和能力培養(yǎng)方面起著理論教學不可替代的作用。由于種種原因，我們的實驗教學環(huán)節(jié)非常薄弱，導致了實驗教學不能與實際專業(yè)教學體系很好融合，學生的實驗還停留在驗證性的初級階段，影響了該課程的教學效果，必須對實驗教學進行探索和改革，以提高教學質量。

二、現狀分析

我校微機原理實驗課是面向全校工科類學生的，有計算機類的、汽車工程類的、通信類的，還有機械類的，各個專業(yè)要求的層次不一樣，用統(tǒng)一的同一種教學模式去對待不同的學生，主次輕重不分，導致有些專業(yè)根本沒有達到要求，有些專業(yè)甚至是“趕鴨子上架”，使教師頭痛，學生痛苦。

實驗教學方式實行的是教師講解并操作演示，學生動手操作驗證、課后學生完成報告教師批閱的模式，實驗課以教師為中心，學生跟著教師指導走，機械地照搬實驗指導接線圖進行連線，學生缺乏主觀能動性，不利于學生解決問題的能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

實驗設備集成度高，實驗項目模塊化高，硬件操作減少，軟件接口驅動程序完善，基本上學生處于驗證性操作。這當然有有利的一面，如：實驗過程快；設備損壞率低；實驗成功率高，增強學生完成實驗的信心等。但是也包含不利的一面，讓學生離素質教育相去甚遠，如：由于設備連線限制，實驗內容大多為驗證性，使學生處于被動接受的地位，無法發(fā)揮學生的主動性，嚴重影響了學生發(fā)揮創(chuàng)造性的積極性。

三、措施及方法

1.根據專業(yè)優(yōu)化實驗內容

精選實驗內容是優(yōu)化實驗項目的重要環(huán)節(jié)，根據不同專業(yè)知識體系的不同特點，并針對不同的專業(yè)，開設不同的實驗項目，靈活調整實驗課的重心，并采取不同的實驗方法，使每個實驗項目都能達到課程規(guī)定的培養(yǎng)目標。按照學生專業(yè)知識結構與實驗項目考查的知識點相結合的原則，將微機原理實驗教學分為3個層次。

第1層次是驗證實驗部分。驗證實驗完成了支撐基礎知識的作用，任何專業(yè)都要完成基本驗證性實驗，目前保留的驗證性實驗內容有：并行接口電路8255實驗；定時/計數器8253實驗；鍵盤/顯示控制器8279實驗；中斷控制器8259實驗；串行通信控制器8250實驗；存儲器6264擴展實驗。通過本層次的實驗，學生對微機知識會有一個基本的了解和掌握。

第2層次是設計性實驗部分。根據專業(yè)特點的不同，在較好完成驗證性單元實驗的基礎上，引入與專業(yè)知識結合性較強的設計性實驗。教師只提供基本的設計思想和設計方法，不提供具體的、詳細的電路與程序。學生自己查閱有關資料，自定設計方案，自行設計、調試接口電路和控制程序。例如自動化專業(yè)教學中，讓學生自己完成設計步進電機驅動實驗。將前面學習的條件輸出實驗、循環(huán)程序設計、DOS中斷調用等內容結合起來。此類設計性實驗，可以提高學生獨立分析問題、解決問題的能力。

第3層次綜合性實驗。綜合性實驗的目的是要將學生學過的主要功能部件有機地結合起來，形成一個有意義的整體。因此我院將該類實驗安排在課程設計階段。綜合性實驗是由教師根據不同專業(yè)給出實驗項目，學生根據所掌握的知識，跳開實驗儀器的限制，通過不同的方法和不同的途徑來完成實驗。例如數據采集與處理系統(tǒng)、交通燈控制系統(tǒng)等。這類綜合性實驗能夠使得學生對微機原理與接口這門課程有一個全新的認識。

2.改革教學方式

實驗教學內容的改革要求實驗教學與指導方法也要相應地進行調整，這是實現教學內容改革的關鍵環(huán)節(jié)。根據實驗的三個層次，分別采取不同的方法進行實驗指導，在實驗安排上采取統(tǒng)一安排與實驗室開放相結合的方法。

首先在驗證性實驗部分，采用扶持的教學模式。在此階段由教師“扶著”學生走。這時的學生由于剛接觸微機軟硬件相結合的實驗，往往會感到無從下手，實驗中遇到故障往往不知如何排除。因此，教師需耐心細致地向學生傳授軟硬件設計方法，協(xié)助學生排除故障，使其掌握程序調試及故障分析與排除的基本方法和技能，培養(yǎng)其嚴謹、規(guī)范的實驗作風，為后續(xù)實驗奠定基礎。

其次在設計性實驗部分，采用預先設計加抽查講解的辦法。實驗前學生進行理論上設計，實驗時隨機讓學生講解實驗的基本原理、操作過程，教師進行點評與更正，然后開始實驗操作。讓學生在實驗開始之前對于實驗過程有一個非常透徹的理解，對于實驗預習中遇到的問題會主動去查閱理論教材，對于理論課上所學的相關知識是一個很好的復習鞏固過程。同時，采用學生自己上講臺講課的方式，能夠充分調動學生的積極性。

再次在綜合性實驗階段，采用開放式實驗室教學模式。學生根據自己的時間表進行實驗設計、實驗調試。教師要放手讓學生自己摸索，相信學生，鼓勵學生，培養(yǎng)學生敢試敢闖的精神。教師只作技術上的咨詢和結果上的考核驗收，使學生的聰明才智得到充分發(fā)揮。

3.建立網絡虛擬實驗室平臺

微機原理課程的實驗，對于不同專業(yè)的學生，完成實驗難度不同，大部分專業(yè)的學生完成實驗有一定的困難。為了幫助學生更好地理解接口技術實驗的實質，掌握設計的基本方法，在實驗中教師要充分利用多媒體課件輔助實驗教學，可制作基于網絡平臺的“微機原理實驗”多媒體課件。課件以課程要求的實驗為藍本，利用多媒體技術，介紹實驗，調試實驗電路和實驗程序。通過多媒體課件，學生可以感受到實驗的整個過程，可以通過網絡不受時間和地點的限制反復進行虛擬實驗。

四、結語

高校實驗教學的目標是培養(yǎng)學生的科學實驗和解決工程實際問題能力，而掌握科學的方法和培養(yǎng)學生嚴謹的科學態(tài)度是至關重要的。我們只有不斷總結實驗教學經驗，改善實驗環(huán)境，探索實驗教學新方法，才能培養(yǎng)滿足社會需求的高素質的人才。