機(jī)械專業(yè)“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程改革中的能力培養(yǎng)

摘要：“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程是機(jī)械專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，知識(shí)點(diǎn)多，實(shí)踐性強(qiáng)。以“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程為平臺(tái)，結(jié)合機(jī)械專業(yè)特征，從課堂和實(shí)踐兩個(gè)環(huán)節(jié)來注重學(xué)生的工程能力及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。課堂上，抓基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)工程能力的培養(yǎng)；實(shí)踐中，重思維，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新能力的鍛煉。經(jīng)過兩年來的課程改革，有效地提高了教學(xué)質(zhì)量，深受學(xué)生的歡迎。

關(guān)鍵詞：微機(jī)原理與接口技術(shù) 機(jī)械專業(yè) 課程改革 能力培養(yǎng) 工程能力 創(chuàng)新能力

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科技事業(yè)不斷發(fā)展的情況下，要求有更高水平的機(jī)械類專業(yè)人才，特別要培養(yǎng)這些人才的工程能力和創(chuàng)新能力[1]。機(jī)械專業(yè)有一門非常重要的專業(yè)課就是“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程，學(xué)生在進(jìn)行機(jī)電與控制類課程的學(xué)習(xí)時(shí)，可依據(jù)這門課程，通過這門課程的學(xué)習(xí)來搭建一個(gè)橋梁，因此要進(jìn)行這一課程的教學(xué)與實(shí)踐，對(duì)于機(jī)械專業(yè)方面的專業(yè)人才的培養(yǎng)，尤其是對(duì)他們的工程能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)都是非常有利的。

1 課程中能力培養(yǎng)的現(xiàn)狀

對(duì)“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程的學(xué)習(xí)，主要是為了讓學(xué)生能夠清楚的了解微型計(jì)算機(jī)的基本原理、程序設(shè)計(jì)方法及微機(jī)接口應(yīng)用的基本方法，讓學(xué)生能夠更熟練的使用計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)應(yīng)對(duì)一些問題，這樣，以后便能夠更好地在微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用上發(fā)揮他們的潛力[2-3]。這一課程中有許多知識(shí)點(diǎn)，軟硬件都很重要，在理論性、實(shí)踐性與應(yīng)用性上都是比較出眾的。

由于“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程的特點(diǎn)，使得現(xiàn)在的“教”與“學(xué)”中出現(xiàn)“老師難教，學(xué)生難學(xué)”的情況比較普遍。造成這種現(xiàn)象的眾多因素中，其一是此課程內(nèi)容龐雜，涉及的一些概念非常難懂[4]，實(shí)踐性很強(qiáng)，要具備比較高的實(shí)踐能力；其二是匯編語言要具備很強(qiáng)的邏輯性，對(duì)邏輯推理能力的要求比較高，學(xué)生常常會(huì)感到不知所措；其三是那些缺少對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序算法進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)的非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生，對(duì)不少的硬件原理基本上理解不了，又不知道怎樣才能將其與自己熟悉的專業(yè)領(lǐng)域聯(lián)系起來，致使他們非常困惑。機(jī)械專業(yè)的學(xué)生普遍覺得不好學(xué)，因而，使學(xué)生對(duì)該門課程的學(xué)習(xí)沒有什么興趣。因此使這門課程在很難在機(jī)械專業(yè)中開展教學(xué)與實(shí)踐。同時(shí)，現(xiàn)在新修改的教學(xué)計(jì)劃中課時(shí)變少了，教學(xué)的內(nèi)容卻大大增加了。僅僅是書本內(nèi)容學(xué)生都很難理解透徹，在課程中更是缺少培養(yǎng)學(xué)生能力方面的要求，于是導(dǎo)致當(dāng)前在“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程時(shí)只是傳授知識(shí)，跟專業(yè)的鏈接不夠，沒能很好的培養(yǎng)他們的能力。

2 機(jī)械專業(yè)“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程中能力的培養(yǎng)

我已教了6年的“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程，開始的兩年內(nèi)也曾一直面對(duì)這種“老師難教，學(xué)生難學(xué)”的情況，經(jīng)過與資歷較深的老師的溝通以及他們對(duì)我的指導(dǎo)，再加上與學(xué)生的不斷交流，對(duì)各個(gè)機(jī)械專業(yè)學(xué)生進(jìn)行了認(rèn)真分析后，為培養(yǎng)學(xué)生的工程能力，不斷開發(fā)他們的創(chuàng)新能力，從課堂和實(shí)踐兩個(gè)環(huán)節(jié)提出了一些課程改革的方法。

2.1 抓課堂，重基礎(chǔ)，培養(yǎng)工程能力

課堂是重點(diǎn)，基礎(chǔ)是關(guān)鍵。要把課堂時(shí)間利用好，基礎(chǔ)知識(shí)要講的清晰明了，講解難點(diǎn)時(shí)，可以結(jié)合工程中的一些實(shí)際案例，邊對(duì)這些實(shí)際案進(jìn)行分析邊引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考，開動(dòng)腦筋，尋找合適的解決問題的方法。例如講解進(jìn)位標(biāo)志，為了使學(xué)生更對(duì)此更有興趣，可以先對(duì)他們講述一下歷史上首部計(jì)算機(jī)——17世紀(jì)帕斯卡發(fā)明的機(jī)械式加法器，一點(diǎn)一點(diǎn)的引導(dǎo)學(xué)生，讓他們能夠通過自己熟悉的機(jī)械知識(shí)去理解它的工作原理，以及它是怎樣進(jìn)位的等等。這些完全是機(jī)械專業(yè)的語言，學(xué)生在面對(duì)這些問題時(shí)，興趣都比較濃厚。

在有限的課堂時(shí)間內(nèi)，各個(gè)方面都講得很全面是不太可能的，撒大網(wǎng)，要重基礎(chǔ)，抓重點(diǎn)，通過這些重點(diǎn)與難點(diǎn)讓學(xué)生深入思考工程問題，然后能夠很好的運(yùn)用工程分析的思路去理解重點(diǎn)與難點(diǎn)。尋址一節(jié)要用到微機(jī)中最基本的工作方式，且與存儲(chǔ)器、接口的息息相關(guān)，教材涉及了尋址分類、段超越、存取操作數(shù)等很多內(nèi)容。知識(shí)點(diǎn)比較多，涉及的方面比較雜亂，學(xué)生很難理解。課堂中可充分運(yùn)用“通過地址找數(shù)據(jù)”這一點(diǎn)，把“地址”看成“倉(cāng)庫”，把“數(shù)據(jù)”看成需要加工的“零件”。分別讓每個(gè)學(xué)生去“倉(cāng)庫”取“零件”，有可能發(fā)現(xiàn)許多不一樣的路徑，這些不盡相同的路徑就是不同的“尋址方式”。這樣，將學(xué)生熟悉的環(huán)境合理的運(yùn)用到專業(yè)領(lǐng)域中，不僅可以把那些看起來沒有頭緒的難點(diǎn)理清，同時(shí)又可以讓學(xué)生在一種輕松自如的環(huán)境中更好地把握重點(diǎn)與難點(diǎn)。

要想使學(xué)生的工程分析能力在課堂上得到明顯的改善，就要充分認(rèn)識(shí)到如何將課程與專業(yè)有機(jī)的結(jié)合起來。具體來講，以課程內(nèi)容為基礎(chǔ)，更好地學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)，反之，再用專業(yè)知識(shí)來完善課程內(nèi)容。下面我們來研究一下可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器8254及其作用，學(xué)生在自身機(jī)械行業(yè)知識(shí)的指導(dǎo)下，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行思考，電動(dòng)機(jī)為大部分的機(jī)械裝置帶來了能量，電動(dòng)機(jī)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)的非常快，相比較而言，外部機(jī)械在運(yùn)行上則不那么快，而是比較慢，怎樣讓他們很好地配合起來，大部分學(xué)生認(rèn)為是減速器。實(shí)際上，定時(shí)計(jì)數(shù)器8254的作用就相當(dāng)于“減速器”，就是將CPU的頻率降低到所需要的各種級(jí)別以便各種應(yīng)用。

2.2 放實(shí)踐，開思維，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

“微機(jī)原理與接口技術(shù)”算是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，它的實(shí)踐性很強(qiáng)。若想不斷增加學(xué)生對(duì)該課程知識(shí)的理解與能力的培養(yǎng)，不僅要認(rèn)識(shí)到理論教學(xué)的重要性，還要將實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)擺到一定的高度。通過實(shí)踐教學(xué)，讓學(xué)生獨(dú)立應(yīng)對(duì)各種問題，并找到合理的解決辦法。這樣，使生的思維更活躍，可不斷提高他們的創(chuàng)新能力。

“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程在實(shí)踐教學(xué)中主要包括驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性和綜合性三個(gè)層次。

驗(yàn)證性實(shí)踐環(huán)節(jié)與教學(xué)的內(nèi)容聯(lián)系的非常緊密，能使學(xué)生更好地認(rèn)識(shí)編譯環(huán)境，對(duì)基本的指令能夠達(dá)到某種熟練的程度。通過這部分的練習(xí)，在熟悉了某些相關(guān)指令是如何應(yīng)用的同時(shí)，還使學(xué)生的思維更活躍。

設(shè)計(jì)性實(shí)踐環(huán)節(jié)主要是組合一些簡(jiǎn)單的單一功能程序或某些單元模塊，構(gòu)成比較復(fù)雜的程序或接口電路。通過這一環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)，不僅可以鞏固學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)，還能不斷挖掘?qū)W生的深層潛力。

綜合性實(shí)踐環(huán)節(jié)要充分考慮到工程實(shí)際，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、組裝與調(diào)試方面不斷培養(yǎng)學(xué)生具有更高的能力，讓學(xué)生能夠更好地把握系統(tǒng)和整機(jī)概念，最大程度的運(yùn)用他們的創(chuàng)造力，讓學(xué)生不斷的提高創(chuàng)新意識(shí)。在這一環(huán)節(jié)中，充分運(yùn)用機(jī)械測(cè)試技術(shù)中的熱電偶對(duì)溫度的測(cè)量，在匯編語言編譯的輔助下，操作8255A、8259A等可編程芯片，并且在這一環(huán)節(jié)中能夠充分體現(xiàn)接口技術(shù)的有效作用。

3 結(jié)束語

“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程實(shí)踐性強(qiáng)，理論復(fù)雜。認(rèn)真做好“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程的教學(xué)，并在此基礎(chǔ)之上綜合考慮到機(jī)械專業(yè)的各個(gè)不同方面，讓學(xué)生不斷的提高工程分析能力，不斷開發(fā)他們的創(chuàng)新思維。兩年的課程改革后，課堂氣氛不再那么沉悶了，越來越活躍，學(xué)生更有興趣學(xué)習(xí)該課程。學(xué)生都覺得在理論和實(shí)踐上有很大的提高，不僅收獲了課本上的理論知識(shí)，而且使他們具備了更夠水平的工程分析能力，與此同時(shí)，也進(jìn)一步提升了學(xué)生的創(chuàng)新思維。創(chuàng)造了高質(zhì)量的課程教學(xué)。當(dāng)然，要更好地通過課程改革來培養(yǎng)學(xué)生能力并不是件簡(jiǎn)單的事情，需建立一個(gè)更加完善的、合理的能力培養(yǎng)體系。

參考文獻(xiàn)：

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基金項(xiàng)目：湖南省“十二五”重點(diǎn)建設(shè)學(xué)科資助([XJF2011]76)

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作者簡(jiǎn)介：劉奇元（1980-），男，湖南祁東人，湖南文理學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，講師，在讀博士，機(jī)械電子專業(yè)，主要研究方向?yàn)闄C(jī)電控制系統(tǒng)與測(cè)試系統(tǒng)的研究與開發(fā)。