微機化醫學儀器原理課程教學改革探討

摘要 微機化醫學儀器原理課程是生物醫學工程專業的一門基礎課，以單片機原理與應用為主要內容，具有較強的綜合性、實踐性等特點。分析課程教學中存在的問題，在教學方法、實驗環節、考試方式等方面進行教學改革的思考，以提高教學效果和促進學生創新能力的培養。

關鍵詞 微機化醫學儀器原理;單片機;教學改革;

中圖分類號:R318.6文獻標識碼:B 文章編號:1671-489X(2010)03-0028-02

Exploration on Teaching Reformation of Principle and Interface Technology of Microcomputered Medical Instrumentation//Guo JingYu， Bai Xuefei

Abstract The course of principle and interface technology of microcomputer medical instrumentation is fundamental to students who major in biomedical engineering. Its content includes the principle and application of MCU. The existed problems are discussed in this paper. Consideration of the reformation in teaching approach， experiments， methods of exams is introduced to improve teaching effect and creative ability of students.

Key words microcomputered medical instrumentation; MCU; teaching reformation

Author’s address Medical Technology Engineering College， Henan University of Science Technology， Luoyang， Henan， China 471003

微機化醫學儀器原理在生物醫學工程專業中作為一門重要的專業基礎課開設，本課程的核心內容是單片機的原理與應用。單片機技術目前已廣泛應用于工業控制、智能儀表、機電一體化產品、智能家電以及醫療儀器等各個領域。筆者在教學過程中根據本專業的實際需要，圍繞本校培養綜合型、應用型本科人才的目標，結合教學改革，對課程教學進行一些探討。

1 教學中存在的問題

單片機原理與應用具有較強的綜合性、實踐性等特點，目前課程教學分為理論教學與實踐教學2部分。理論教學基本上以教師講、學生聽的方式為主，內容包括單片機的硬件結構與工作原理、匯編語言與指令系統、程序設計以及系統的接口擴展、單片機的應用實例等。各部分知識銜接緊密，必須掌握好每一部分的內容，才能在下一個環節的教學當中很好地吸收課堂內容。以往在課時有限的情況下，教學效果不理想，學生普遍感到難學。對于內部結構沒有弄懂，那么就不能很好地學習指令系統。而匯編語言也是該課程教學中的重點和難點，是必不可少的。由于匯編語言是面向機器的語言，編程時必須直接以單片機的內部資源為依據;又因為匯編語言的助記符較多，每種指令源、目的操作數規定較多，程序容易出錯，維護困難[1]，所以，學生學習匯編語言一般都會感到困難。

實踐教學中教師安排的實驗內容多為驗證性實驗[2]，如I/O口的使用、中斷與定時器的使用、顯示與鍵盤的擴展等。學生在實驗中被動地在計算機中輸入程序，在實驗臺上驗證結果，實踐能力和創新思維能力沒有得到有效的鍛煉，不能有效達到實驗的目的。實驗中有的學生抱有敷衍了事的態度，對課程內容、實驗內容的不熟悉導致同學之間相互抄襲而造成實驗環節的浪費，且使實驗成績的評定很困難。

另外，課程的考核經常采用閉卷考試與作業成績、實驗成績相結合的方式。由于該門課程的知識點較多，僅指令系統一節就有眾多難點(學生也表示該部分內容難學)。閉卷考試的形式決定了在一定程度上只能考查學生對某些知識點的記憶能力，而無法靈活地考查學生分析問題與解決問題的能力。

2 教學改革的4個方面

針對以上教學中存在的問題，結合學院實際，在微機化醫學儀器原理課程的教學改革中應明確:以單片機應用為中心，學生普遍反應比較難學的部分要加大教學力度，增加教學課時，注重培養學生的應用能力，把課堂教學與實踐環節很好地結合起來。

2.1 在課堂教學中使用多媒體由于本課程內容較多，使用板書占用很多時間，課堂教學效果也不是很好。而采用多媒體教學，教師可以充分利用課堂時間為學生講解當日課程的重點、難點，通過多媒體教學軟件的演示，將語言、文字、圖像等多種與課程內容相關的信息顯示在屏幕上，并可以給學生現場演示實際已有的單片機產品，使學生進一步加深對所講內容的理解、接受和記憶。而原本以為枯燥的內容變得有聲有色，大大提高學生學習的興趣，激發學習的積極性、主動性，授課效率大為提高。比如單片機的匯編語言部分，學生剛學時感到很吃力。教師在每講授完某種指令之后，可以通過多媒體教學軟件的演示，將執行該條指令的動畫演示顯示在屏幕上，教學效果很好，且加深學生對所講內容的理解和記憶。

2.2 購置合適的單片機教學儀器用于實驗教學在實驗教學中需要配置與課堂內容相結合，能夠有效鍛煉學生動手能力的實驗設備。學院在實驗室購置TKSCM-2型單片機開發綜合實驗裝置。該實驗裝置由實驗桌，左、右2塊PCB板及為進行實驗需要而配備的“偉福”仿真器、榮達MP-A16-8型微型打印機組成。2塊PCB板上共設計40多個實驗模塊，其中左面板為基礎實驗模塊，右面板為應用實驗模塊。此外還配置低頻函數信號發生器、頻率計、數字式直流電壓表、指針式電壓表以及多路直流穩壓電源。整套裝置布局合理。實驗項目包括軟件實驗和硬件基礎實驗2大部分，實驗指導書上給出每一個實驗的具體電路圖及可供參考的匯編語言程序。

學生在做實驗時可根據具體的課堂內容及實驗指導書上的對應內容進行編程及電路連接，在編程中也可以根據自己的興趣做一些調整，同時在實驗臺電路連接部分也做相應的改動，這樣學生不僅熟悉了指令系統，同時也鍛煉了編程能力，提高了動手能力。

2.3 開設設計性實驗，培養學生的創新能力針對驗證性實驗的缺陷，在實驗中開設設計性實驗，安排的內容有交通燈控制的設計，智能水表、電表的設計，語音控制的設計等。這些設計較易培養學生的創新能力。在實驗課之前幾周的課堂教學時間，把設計性實驗的題目告知學生，并給出具體的要求。學生可在硬件和軟件上采取任何自己認為可行的方法，只要能夠達到實驗目的即可。

學生對這種設計性實驗的興趣較高，在個人進行幾周的設計之后，由于對實驗內容較為了解，準備比較充分，上實驗課時氣氛高漲，爭先恐后地演示自己的設計結果。每個人在設計中均有一定程度的不同，充分培養學生的創新能力，提高學習的積極性。

2.4 課程考試方法的改進微機化醫學儀器原理課程的重難點較多，采用閉卷考試的方式只能考查學生對某些知識點的記憶能力，對于更為重要的應用能力反而沒有考查到。因為課時少，內容多，教師在出試卷時也需要有多方面的考慮。

在考試方法上可以考慮采取半開卷的形式，學生可摘抄一些需要機械記憶的東西，例如單片機的各種分類指令、單片機中斷系統的結構、定時/計數器初值的求取公式等，當然篇幅要有所限制。教師在出試卷時以考查應用能力的題目為主，這樣學生在平時的學習以及最后的復習中不需要機械地死記硬背，而以單片機的實際應用為主，在考試中對需要用到的指令及公式等進行查找即可。這樣的考試方法可以真正考查學生對本門課程的掌握情況。

3 總結

通過教學改革實踐，不僅能夠提高學生對該門課程的學習興趣，調動學生學習的積極性，而且豐富了教學手段，提高課堂及實驗教學效果。學生通過本門課程的學習，不僅能夠學到單片機的知識，還能夠培養自己的創新能力，提高知識應用能力和科研能力。然而改革是一個長期的過程，需要在教學過程中不斷完善，不斷積累經驗，這樣才能更好地提高教學效果，真正達到培養應用型本科人才的目標。

參考文獻

[1]張鑫，朱智林，元紅妍.單片機匯編語言教學的改革與探索[J].計算機教育，2006(1):36-38

[2]溫如春，王祖麟，吳銀風.《單片機原理與應用》課程教學改革探討[J].中國科技信息，2006(10):260-261