導語：如何才能寫好一篇微機原理實驗報告，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：超高頻GPS觀測；人工爆破；觀測精度；地震預警

中圖分類號：P315.3 文獻標識碼：A 文章編號：1000-0666（2016）04-0587-11

0 引言

傳統的GPS 大地測量學和地震學的研究目標區別在于研究地殼形變譜的頻段不同，前者主要研究較長周期（幾天到幾十年）的變化，后者主要研究瞬時（小于1 s到幾小時）地殼運動的特征。隨著高頻（1 Hz）和超高頻（20～50 Hz）GPS接收機的出現以及高頻GPS數據處理算法的成熟，使得GPS的觀測精度和對形變譜的敏感性朝著測量地殼動態瞬時變化的方向不斷改進（Avallone et al，2011；Blewitt et al， 2006；Lou et al，2013），目前已經出現大地測量和地震學觀測譜范圍逐漸合并的趨勢。由于高頻GPS不僅可以觀測到周期小于1 s的位移量，而且可以檢測到超長周期的地殼運動，沒有限幅的約束，因此，采用高頻GPS接收機一方面可觀測到大動態的靜態位移，另一方面可以觀測到大震震時動態位移，為研究地震的破裂過程、地殼介質的非均勻特性和地震前后地殼形變短期變化過程提供了多窗口檢測的工具（Yehuda et al，2000；Choi et al，2004；Elósegui et al，2006）。

利用高頻GPS作為長周期地震儀器的設想和方法最早由Miyazaki等（1997）在1997年AGU秋季會議上提出，他們基于GEONET觀測網1 Hz采樣率記錄，分析1996年Hyuga NadaMW6.7級地震的觀測數據，清楚地得到了P波和S波的到時，通過與理論和強震儀記錄的波形數據對比，P波和S波到時符合得很好（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資料研究2002年Denali 7.9級地震的地殼變形特征（Bilich et al，2008），得到了近場和遠場地面運動位移的時間序列，與地震儀記錄結果比較，兩者具有較好的一致性。由于高頻GPS觀測能夠得到地震動態波形，利用高頻GPS資料反演震源破裂過程的代表性研究有對2003年Tokachi-Oki地震的研究，利用1 Hz的觀測資料，對震源滑動分布進行反演研究，不僅得到了空間滑動總量分布特征，也得到了空間破裂速度。

由于GPS測量所受的影響因素比較多。如大氣、電離層擾動等，GPS的觀測噪聲來源很廣，而且高頻GPS的觀測精度相對于地震儀的觀測精度相差較大，導致其對地震信號觀測精度比地震儀低很多。在垂直方向，目前GPS的精度在厘米級，而地震儀的精度高于微米級。高頻GPS所觀測到的信號到底是噪聲還是真正的位移信號，一些學者還存在疑問和爭論（Li et al，2015；Geng et al，2015）。同時，對于超高頻GPS數據的穩定性以及可靠性也存在著不同的意見和說法。因此，定量評估高頻GPS的噪聲水平以及監測地震位移信號的能力，對于確定高頻GPS在地震研究中的應用具有重要意義。

近些年來，隨著一些快速定位方法的出現，快速解算GPS位移逐漸成為可能，如單點定位方法（PPP方法）、雙差定位方法等。但是這些快速解算方法的精度如何、能否滿足地震研究的需要，仍需要定量的分析和標定。因此，如何確定高頻和超高頻GPS的解算精度，特別是利用快速預測星歷確定GPS位移的解算精度，對于地震快速響應以及地震預警等工作具有極為重要的意義。

由于地震大小和空間分布具有不確定性，如果能夠采用人工源或者可控震源進行研究和標定，其結果和可靠性會高得多。從2010年開始，福建地震局開始實施了人工源爆破試驗，這為定量評估高頻GPS探測地震信號的能力提供了理想的實驗條件。因此，本文將利用超高頻GPS（50 Hz）對人工爆破引起的位移信號進行測量，探究超高頻GPS數據在實際觀測中的可靠性及捕獲位移信號的能力及精度。

1 數據及處理方法

1.1 實驗觀測及數據分布

福建省地震局自2010年開始實施的“跨越臺灣海峽人工爆破觀測”項目旨在通過多次人工爆破激震的方式，探測海峽地震的深部構造和孕震環境（李祖寧等，2007；丁學仁等，2007）。2014年6月，該項目在福建省多個區域進行了4次不同當量的人工爆破實驗。為了更好地獲取觀測資料的對比性，筆者選取了其中觀測條件最好的2個爆破點進行高頻GPS觀測，同時在部分高頻GPS觀測點進行了并址的強震儀觀測，如圖1所示。觀測的儀器采用了天寶R9型高精度大地測量GNSS接收機，配備標準的扼流圈天線，同時記錄50 Hz的觀測數據；強震儀器采用的是Grulap強震儀。

為了定量評估高頻GPS接收機得到的位移信號隨震中距的衰減情況，2014年6月16日在南靖試驗場按照距離遠近一共布設了8臺（套）NetR9 GPS接收機，臺站布局如圖1a，其中黃色線段為炮點，紅色圓圈為GPS點，7號點并址布設MEMS強震儀和Grulap強震儀。各點離炮點的距離為：1號點約5 m，2、3號點約13 m，4、5號點約20 m，6號點約25 m，7號點約50 m，8號點約100 m。為了進一步驗證高頻GPS確實能夠捕捉到近場爆破引起的地殼振動信號，2014年6月23日在漳州華安實施人工爆破前，在爆破點附近布置了3臺NetR9 GPS接收機，點位分布圖如圖1b所示，其中黃色線段為炮點，紅色圓圈為GPS點，粉紅色為MEMS強震儀和Grulap強震儀位置，由于觀測條件比較復雜，考慮儀器安全，沒有進行嚴格的并址觀測，但是兩者的距離都很近。各點離炮點

1.2 GPS數據處理方法

為了獲取高采樣率高精度的結果，本文采用短基線差分處理模式，選擇離炮點最近的福建GNSS基準站（>30 km）為參考站，由于爆破源的能量衰減得非常快，在參考站附近由于爆破源引起的位移基本為零。利用動態歷元差分方法對1～8號點的50 Hz高頻GPS數據進行解算，所采用的軟件為GAMIT/GLOBK程序中的track模塊（King，Bock，2002）。

為了探究實時高頻GPS解算結果的可靠性，采用IGS快速預報星歷來進行準實時解算，采用事后精密星歷進行事后精密解算。解算結果如圖2所示，選取南靖1號點的高程方向的結果進行展示，圖中紅色實線表示采用事后精密星歷處理的結果，而藍色虛線表示采用快速預報星歷處理的結果，不難看出，兩者吻合得非常好。因此，高頻GPS差分單歷元解在采用快速預報星歷與事后精密星歷得到的結果基本一致，這也說明采用快速預報星歷進行高頻GPS實時解算結果的可靠性。

由于GPS測量所受的干擾信號源比較復雜，為了獲取更準確的時間信號信息，對解算結果進行帶通濾波來去掉不需要的噪聲信號。為了能準確地進行噪聲濾波，首先對原始的觀測記錄進行頻譜分析，找出爆破信號所集中的頻率范圍，然后再基于這個頻率范圍對原始結果進行帶通濾波來消除其他噪聲信號。

如圖3所示，對離爆破點最近的1號點的高程方向原始信號進行頻譜分析，藍色、紫色和綠色分別為爆破前、爆破時和爆破后的信號頻譜曲線。不難發現，高頻GPS接收到的由爆破激發的地殼介質震動能量主要集中在0.2～2 Hz，2 Hz以后信號的能量與震前、震后噪聲基本疊加一致，因此，將對所有的觀測數據以0.2～2 Hz頻帶范圍進行帶通濾波來獲取更好的信號信息。

2 數據結果及討論

通過以上的觀測，分別得到了南靖和華安2個區域多個觀測點的記錄并對其進行分析，從而定量給出超高頻GPS接收能力的評估。

2.1 南靖區域高頻GPS實驗結果

南靖1號點布置在山體的石壁上，離炮點很近，其結果如圖4所示，可以看出南北和東西向的位移不明顯，高程向的位移很明顯，接近60 mm，圖中虛線是噪聲水平線，東西和南北方向為5 mm，高程向為10 mm。對1號點高程向位移進行詳細分析如圖5所示，可以發現高程位移從14 s開始有一個脈沖，與并址布置的簡易強震儀和Guralp高精度強震儀捕捉到的波形時間點是能夠對應的， 簡易強震儀和Guralp高精度強震儀的記錄數據如圖6所示，其中SM-104和SM-58為兩臺簡易強震儀，Guralp-104為高精度強震儀。

通過對其他點的處理結果我們可以發現，3～5號點的位移波形在1時10分14秒都有所反應，有的水平向比較明顯，有的高程向比較明顯，如圖7～8

2.2 華安區域高頻GPS實驗結果

采用南靖試驗相同的數據處理方式對華安地區的高頻GPS觀測結果進行了分析，同時，也對原始數據進行0.2～2 Hz頻帶范圍的帶通濾波。從華安1號點和2號點的處理結果圖中可以看到，起爆點的時間大概為1時00分17秒（圖9～10），與強震儀加速度波形捕捉到的起爆時刻是能夠對應的（圖13～14），1號點振動時間比較長，持續了近4 s，幅度南北向達到了12 mm，高程向接近16 mm。而從2號點的南北向位移更明顯接近16 mm，高程向位移達到了14 mm，對2號點的南北位移進行了放大（圖11），從圖11中可以很明顯地看出高頻GPS確實捕捉到了爆破瞬間的波形（17～20 s），而3號點的處理結果并不明顯（圖12），

3 結論

本文利用2014年6月福建省地震局進行的人 工爆破實驗獲得的50 Hz超高頻GPS觀測數據，并采用快速預報星歷以及事后精密星歷，對觀測數據分別進行準實時和事后精密處理。通過近場的2次人工爆破高頻GPS實驗的數據分析，結果表明：

（1）高頻GPS在差分處理模式下，其水平向噪聲大致為5 mm，垂直向大致為10 mm，如果地殼的振動幅度超過高頻GPS噪聲水平，高頻GPS 能夠捕捉到近場地震引起的位移信號。

（2）高頻GPS差分單歷元解在采用快速預報星歷與事后精密星歷得到的結果基本一致，這也說明采用快速預報星歷進行高頻GPS實時解算的結果的可靠性。

綜合高頻GPS的監測能力，以及其基線漂移小，觀測穩定的特點，高頻GPS記錄可以作為有效的“地震位移計”，對以記錄速度和加速度的地震儀起到很重要的補充作用，使得“GPS地震學”這一交叉學科具有很好的發展前景。特別是近場 強震儀由于地表傾斜的原因，其得到的水平向加速度通常都帶有地表傾斜的特征，從而導致積分后得到的位移出現嚴重的基線漂移，這給利用強震儀信號研究地震震源性質產生了嚴重影響。相比而言，高頻GPS由于記錄的本身就是位移信號，因此，基線漂移比較小。如果將高頻GPS和強震 儀進行并址觀測，采用高頻GPS校正強震儀信號的基線，那么就能夠得到無基線漂移的地表位移情況。另外，高頻GPS通常能夠接收到低頻甚至靜態位移信息，而強震儀的記錄則對高頻信號敏感。兩者之間存在明顯的互補性。綜合兩者的優點，進行聯合觀測，就能夠得到無基線漂移的寬 頻帶地震信息，從而大大提高對于地震震源性質的研究。另外，高頻GPS數據的實時處理結果，結合烈度計的記錄，將能夠在很大程度上提高地震烈度速報與地震預警的能力。因此，高頻GPS將能夠在未來的地震研究、地震預警方面發揮重要的作用。

感謝中國科學院測量與地球物理研究所的鄭勇研究員、李軍副研究員在本工作中的指導和幫助。

參考文獻：

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關鍵詞：微機原理與接口技術；遠程實驗；實驗教學

中圖分類號：P315.69 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）24-0193-03

一、概述

公共課《微機原理與接口技術》是面向高等院校工科學生開設的計算機基礎核心課程之一，是培養學生利用計算機技術與本專業技術相結合，解決實際工程問題的重要課程。《微機原理與接口技術》課程內容龐雜，對先修知識要求較多，軟硬件內容結合緊密，學習難度大，因此實驗教學尤為重要。但實驗教學學時少、實驗設備不足。機電類專業學生要求通過本課程的學習，了解微型計算機硬件系統基本組成、工作原理，掌握接口電路的基本設計方法，具備使用匯編語言進行程序設計的能力，學會通過軟件控制硬件的方法。實驗教學對本課程的教學效果、檢驗學生的實際應用能力具有重要作用。實驗教學效率、實驗教學內容及實驗教學強度對實現本課程的教學目標非常重要。計算機基礎公共課普遍存在開課學生人數多，教師與實驗室及實驗設備相對少，實驗課排課困難，學生實驗不方便等問題。基于校園網絡的遠程實驗教學平臺對解決這些問題、，提高實驗教學效率提供了新方向，網絡新技術奠定了遠程實驗教學系統開發應用的基礎，虛擬軟件等新技術加快了實現遠程實驗教學系統開發應用的步伐。基于計算機網絡的遠程實驗平臺具有以下特點。

1.學生完成實驗課程受到的時間、空間上的制約減小，可隨時通過網絡登錄實驗系統，完成相應的實驗。實驗室的開放程度、使用效率大為提高，實驗資源配置更靈活。

2.提高實驗設備的完好率。學生直接對設備的操作減少了，在實驗過程中對設備的損壞幾率降低，人員和設備的安全性提高。在實驗中軟件的作用增加，使設備更新，尤其是大量同類設備的更新成本降低。

3.實驗更方便。學生直接面對實驗環境的實驗過程，會提高學生完成實驗的積極性。網絡環境實驗平臺使做實驗更方便，而且平臺本身就是培養學生計算機應用能力的重要工具。

4.實驗課教師的工作效率提高。網絡環境實驗平臺使教師可以通過網絡交互指導學生實驗過程、解答問題及處理實驗報告等工作。

5.網絡實驗環境是虛擬實驗環境。虛擬實驗是通過音視頻獲得實驗現象。在實環境中做實驗獲得的實際感觀、體驗及對元器件及人身安全注意事項，在虛擬實驗環境中學生同樣能感受到。教師面對面指導的“身教”缺失，通過網絡交互彌補。

6.遠程實驗在實驗管理上既提供了方便的條件，同時也增加了新的問題。如實驗過程及提交的實驗結果的真實性，實驗環境的公平性（網絡、機器、軟件等），實驗持續時間限制等問題，也是必須考慮的。根據遠程實驗的這些特點，在實驗教學中，一方面積極開發遠程實驗平臺，充分利用遠程實驗技術的優點，解決學生人數多、對實驗設備、實驗室需求量大、提高實驗資源使用效率等問題，同時采用遠程實驗與實驗室實驗相結合方式，避免或降低不利因素。學生完成的實驗中必須有一定數量的實驗在實際實驗室完成。

二、平臺基本結構

《微機原理與接口技術》遠程實驗平臺結構如圖1。其中，遠程用戶端包括學生用戶和輔導教師用戶，通過校園網連接到實驗室服務器；實驗室服務器負責實驗室的實驗臺及用戶的管理；實驗臺由一臺微機與“偉福Lab8000仿真實驗臺”構成，它是完成實驗的實體。按實驗要求，在學生做實驗之前必須按照標準配置接好“偉福Lab8000仿真實驗臺”的硬件連線。

三、軟件結構及實現技術

整個系統的軟件，包括客戶端軟件、實驗室服務器軟件及實驗臺軟件等部分。根據功能需求，客戶端軟件包括登陸選擇實驗臺及管理軟件，與實驗指導教師的交互支持軟件，“偉福Lab8000仿真實驗臺”實驗及調試軟件。實驗臺安裝一般單機實驗的所有軟件，可支持本地的單機實驗。為支持遠程實驗需增加相應軟件并聯網，并通過實驗室服務器連接到校園網絡上。軟件結構如圖2。其中，實驗控制程序編輯編譯，程序下載及系統狀態上傳，控制執行及調試與單機試驗系統是一樣的。上面兩層完成遠程訪問的支持。

實驗時首先登錄實驗室并選定實驗臺。對于單機環境下不需硬件仿真器的實驗，可直接在本地完成，只需通過網絡獲得實驗指導和提交實驗報告。對需要硬件環境的實驗，在客戶機上有一個顯示“偉福Lab8000仿真實驗臺”實物的虛擬設備，可以在其上進行相關實驗的硬件接線（如同實際使用仿真臺的過程一樣），；學生給出的連接狀態被記錄，然后將記錄發往遠程實驗室。遠程實驗臺接到客戶端連線狀態表后，進行連線映像轉換，以使得硬件系統表現出的狀態與實驗者設計的狀態一致。對于只有一種連接方式的實驗（實驗臺已按此鏈接），如果用戶發來的連線表正確，則進行后續的軟件調試及運行實驗。如果不正確則反饋硬件連接錯誤信息，提示用戶重新設計硬件，如“D/A數模轉換實驗”。一旦建立了正確的硬件連接，客戶端就可以發送軟件直接控制仿真實驗臺運行，運行結果可以通過實時圖像反饋給用戶。對于可能出現的多種硬件連接的實驗，或需要實驗幾種不同硬件連接的情況，在實驗臺服務器端接到客戶端發來的連接關系后，把這些連接與實驗臺實際連接進行對比，并產生能出現客戶端定義的連接效果的映像關系，軟件運行時按照這個映像關系控制實驗臺。如“步進電機控制實驗”，用8255控制的標準硬件連線接法如圖3。如果遠程實驗客戶端給出的連接關系為表1，并按此編程，則在實驗臺服務器端收到這個表后，做表2所示的變換。按照這個關系，用服務器端引腳名字替換客戶端相應引腳，編譯連接后下載運行。

為了方便在實驗臺服務器端完成這個替換，客戶端編程要求在頭文件中定義硬件連接關系（C語言），或使用等值定義語句在程序頭部分定義連接關系，如：

A EQU PA.i

B EQU Pa.j

C EQU PA.k

D EQU PA.l

按照以上處理后，如果客戶端的硬件連接與軟件程序相對應并正確的話，就可以得到預估的實驗結果和現象。實驗的現場現象可以通過視頻反饋到客戶端。遠程實驗的結果評測采用兩種方式，一是在遠程實驗客戶認為完成實驗時，向實驗室指導教師發送請求，指導教師可以到相應實驗臺在線觀測現象，并記錄，與提交的報告一起作為實驗評測依據。另一方式是提交報告中包含實驗現象視頻記錄，提交后教師可以離線根據提交的材料評測實驗成績。至于實驗過程的指導、實驗報告的提交及管理、通信層功能等與一般網絡教學管理系統相同，采用相同的技術方法實現，不再贅述。

四、總結

根據《微機原理與接口技術》公共課實驗教學需求的特點，利用計算機網絡平臺提供的通信及遠程訪問功能，構建可以通過網絡遠程進行實驗的平臺，對于解決《微機原理與接口技術》公共課實驗教學存在的一些問題、提高教學效率是一個有效手段。本文提出了一個基于遠程實驗技術的《微機原理與接口技術》實驗教學方案，設計了一個《微機原理與接口技術》遠程實驗教學平臺，給出了平臺的軟硬件基本結構，及對于硬件接口實驗的遠程控制實現技術。對遠程實驗的優缺點進行了分析，提出了一個虛實結合的實際教學方法，對實驗評測的方法進行了探討。

隨著網絡技術、虛擬現實技術及物理實驗平臺性能的提高，遠程實驗系統也越來越完善。《微機原理與接口技術》實驗特點是軟硬件結合，遠程實驗中硬件部分實驗是較難實現遠程操作的。在《微機原理與接口技術》遠程實驗技術中，如何提高硬件有關的遠程實驗效果，是進一步提高實驗平臺性能的關鍵。

參考文獻：

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關鍵詞： 微機原理與接口技術 實驗教學 教學方法 教學改革

《微機原理與接口》是我院計算機科學與技術、電子信息工程、電氣工程、機械電子工程等多個專業的專業基礎課，它是一門實用性和動手性很強的計算機硬件類課程。在以往的教學中，微機原理實驗教學以教師講課為主，學生以驗證性的實驗為主，無法提高學生在該課程實驗的積極性和創造性，造成學生的動手能力和創新思維能力下降。

我院結合自身的實際情況，對微機原理的實驗教學進行了改革，逐漸探索并總結出了一種獨特的實驗教學方法及手段，并取得了良好的效果。

1.改革實驗教學內容，強化學生能力的培養

《微機原理與接口》課程是實踐性很強的專業基礎課，設置本課程的目的是使學生從理論和實踐上掌握微型計算機的基本組成結構、工作原理及典型接口技術，建立微機系統整體概念，使學生具有運用現代微機技術進行軟、硬件開發的初步能力。精心選擇和更新實驗教學內容，本著將驗證性、設計性和綜合性實驗有機結合的原則編寫實驗教材。我校根據各專業的特點和理論教學的情況，將實驗內容分成3個層次。

（1）基礎實驗

緊跟理論教學進程，以單元實驗為基礎，通過實驗使學生掌握計算機軟硬件工作原理及常用接口芯片的功能和使用方法。在內容上主要安排了一些驗證性和簡單的設計性實驗。比如流水燈顯示實驗，通過對8255A芯片實現LED燈的流水顯示，從而使學生了解和掌握8255A芯片的編程方法。在此基礎上，可讓學生進一步設計一些簡單的功能，如8255A芯片的選通輸入/輸出方式及雙向輸入/輸出方式操作，從而鞏固學生對8255A芯片的理解。其它還有接口電路譯碼、中斷、串行接口、A/D和D/A轉換等實驗，通過這些基礎實驗，學生加深了對所學知識的理解。

（2）設計性實驗

在較好地完成基礎性實驗的基礎上，開展設計性實驗。設計性實驗是指教師給定實驗目的和實驗要求，讓學生自己設計實驗方案和編寫程序，并最終實現相應功能。比如在學生完成8255A并行接口實驗和8259A中斷控制器實驗的基礎上，讓學生實現通過中斷來控制8255A的輸入和輸出。要實現這樣的功能必須將8255A并行接口芯片和8259A中斷控制器芯片組合使用，讓學生自行搭建線路并編寫相應的程序。這樣既能鞏固學生前面所學的知識，又可以培養學生的獨立設計能力。

（3）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，使學生掌握微機系統整合的基本方法。該類實驗一般較復雜，也比較難實現，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給出實驗目的，學生根據所掌握的知識，通過不同的方法和不同的途徑來完成實驗。例如溫度監控系統、交通燈控制系統等。通過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。

在綜合性實驗和設計性實驗中，學生必須運用自己掌握的知識進行分析和探討，學習主動、目的明確，通過不同的途徑和方法來達到實驗目的，有利于創新能力的培養。

2.教學方法的改革

實驗教學內容的調整要求實驗教學與指導方法也要相應地進行調整。傳統的實驗教學大體上都是“課堂預習―課堂實驗―課后完成實驗報告”的模式，在這樣的模式中教師始終處于主導地位，學生總是按教師的指導或實驗指導書走，機械地照搬實驗指導書上的連線圖和程序，這樣無法發揮學生的想象力和主觀能動性。

本人的實際教學中，采用了“精講―示例―設問―點撥”的教學方法，發現效果良好。精講就是在實驗前教師要充分給學生講清楚實驗的相關知識，讓學生心中有數；示例就是針對實驗問題引導學生應該怎么走，盡量減少走彎路的現象；設問就是要引導學生提出問題、分析問題，最終解決問題，增強學生的好奇心；點撥就是針對不同的學生在實驗中提出的問題及暴露的問題，給出必要的提示。這四個環節是緊密相連的，它改變了原來學生完成任務了事的被動模式，通過系統而有計劃的實驗教學培養了學生的學習興趣，激發了學生的原創力。

3.提供先進的實驗設備，提高實驗效率

提供先進的實驗設備是實驗教學改革成功的保證。我院于2007年購買了西安唐都科教儀器有限公司的TD-PITC32位微機原理與接口教學實驗系統40套，它是基于PCI總線擴展的32位微機原理與接口教學實驗系統，通過PCI總線擴展卡將32位PCI擴展總線連接到實驗平臺上，通過邏輯電路轉換為準32位系統總線，可以完成32位微機原理、32位微機接口技術、PCI總線技術與Windows下驅動程序開發技術的實驗教學。在具體開展實驗課時，我院實行小班制，即40人為一班，保證每人一臺實驗設備。良好的實驗環境既增加了學生鍛煉的機會，同時也培養了他們獨立解決問題的能力。

4.改進考核方式，調動學生積極性

考核方式是教學過程中一個重要輔助手段，發揮考核方式的導向和監督作用是保證實驗教學順利進行的有力保證。為了調動學生學習的主動性和積極性，讓學生重視微機原理與接口實驗課，我院將考核方式作了相應改進。

實驗結束后，由指導教師對學生進行全面考核，按5分制（優、良、中、及格、不及格）評定成績。評分依據包括以下幾個方面：

（1）平時成績。包括平時考勤、遵守紀律、學習中的工作態度、預習情況、實驗程序的編寫情況、提問、實驗報告完成等。

（2）考試成績。包括完成依次隨機抽取的實驗的操作能力、完成能力、完成結果及總結報告等。

（3）實驗總成績。70%平時成績+30%實驗考試成績。

其他注意事項：教師要把關，確認實驗結果確實是由實驗者做出的。對弄虛作假者給予不及格的成績。

5.提供開放式的實驗環境，增加學生實踐機會

良好的實驗環境不僅要滿足課內教學的需要，還要為一些優等生進一步學習提供方便。因此，我院實行開放性的實驗環境，每周實驗室開放3天，并且配備專業教師值班。建立開放性的實驗環境，包括教學時間開放、教學內容開放、實驗元器件開放。在傳統的實驗教學模式下，學生被教師限制在多個限定條件下，不能發揮自己的才能和創造性。我院允許學生結合課程學習和自己的時間安排，根據自己的興趣提出實驗題目和實驗設計方案，并可在一個較寬松的實驗環境中完成。教師積極鼓勵學生大膽提出自己的思路和實驗構想，盡力創造條件引導和支持他們開展有意義的實驗研究，對于學生創造性的實驗成果給予獎勵。設置這樣的實驗環境和條件，有利于培養學生主動學習的意識和創造能力。

6.結語

高校實驗教學的目標是培養學生的實踐能力和創新能力，掌握科學的方法和培養學生嚴謹的科學態度至關重要。只有不斷總結實驗教學經驗，改善實驗環境，探索實驗教學新方法，提高自身業務素質與管理水平，才能培養出滿足社會需求的高素質的人才來。

參考文獻：

［1］張紅云.微機原理實驗教學改革探討［J］.廣西大學學報（自然科學版），2007.6.

［2］路來智.關于微機原理與接口實驗教學的探究［J］.計算機教育，2007.8.

［3］蔡知端.《微機原理及應用》教學創新探討［J］.攀枝花學院學報，2005.2.22，（1）.

篇4

關鍵詞:接口技術;課程改革;硬件教學

“接口技術”是計算機應用專業的一門專業任選課。在學習“接口技術”課程時,需要有較多的硬件基礎知識,在芯片級上理解微機的工作原理,還要較為熟練地掌握匯編語言對硬件的編程使用方法,這樣才能夠很好地學習和掌握接口芯片的工作原理,并理解接口技術在計算機中的實際應用狀況。[1]

計算機應用專業的學生通常學習的重心會傾向于編程語言、軟件設計等課程,對偏向硬件的“接口技術”課程,學生要想真正地學習和掌握好是有相當難度的。在很多時候,他們完成該課程的學習只是為了應付考試拿到學分,對于接口技術的應用,甚至是接口技術的基本概念都是模糊不清的。

1現狀分析

筆者根據多年的教學經驗分析,導致計算機應用專業“接口技術”課程教學效果不良的原因大致可以歸為以下幾個。

1.1課程本身枯燥難學

“接口技術”屬于偏硬件類課程,綜合了應用微機原理、匯編語言、接口技術及數字電路等知識,涉及到中斷、定時計數,串/并行通信、模-數/數-模轉換等芯片的結構和原理,覆蓋的知識面較廣,對計算機系統的軟硬件結合技術要求較高[2]。對大多數計算機應用專業的同學而言,這門課程的內容抽象、枯燥乏味、不易學習,從而容易導致學生的學習興趣下降,主動性差等問題。

1.2硬件基礎及匯編語言的基礎較差

“接口技術”對學生的硬件基礎要求較高,要完全理解計算機的基本工作原理以及計算機各部件的基本結構和聯系。該課程中若要進入實用階段,則必須使用匯編語言來進行編程,而匯編語言是一種面向硬件的低級程序設計語言,沒有相當的硬件基礎也很難學習和掌握。

計算機應用專業的學生在大學四年中主要學習的課程都是偏向于軟件設計的,對于微機的硬件工作原理方面內容存在著一定的偏見,相應接觸也較少,理解起來更為困難,且大多數學生很難順利地使用匯編語言完成一定的代碼編寫任務,這樣一來匯編語言的基礎也是影響學生學習這門課程的一個關鍵。

1.3學生認識上的忽視

在計算機應用專業的教學計劃上,“接口技術”課程是學生在大四上學期的一門專業任選課。目前的課程教學中,講解的側重點在常見接口芯片的原理與結構,以及一些普通的應用。這些內容看似與計算機應用專業的培養目標聯系不夠緊密,再加上課程中零

作者簡介:毋琳(1978-),女,河南焦作人,講師,碩士,研究方向為人工智能;秦勉(1980-),女,河南開封人,助教,研究方向為通信信號處理;呂超(1978-),男,山東萊蕪人,工程師,研究方向為網絡工程。

碎的知識點較多,學生為了應付考試只是簡單地死記硬背相關知識,而忽視了對知識的理解,從而嚴重影響教學效果。

處于這個時期的學生,大多數都在為考研、找工作等將來的去向和前途問題忙得團團轉,對專業課的學習自然有些分心。該課程具有的難度,對熱衷于軟件編程的計算機應用專業學生來說,無論教師在課堂上如何強調課程的重要性,很自然地就會形成“只為了拿學分,以后也無用”的錯誤觀念。有了這樣的內因主導,學生學習起來也就理所當然地不太用心,應付了事。

1.4實驗項目設置及設備的問題

“接口技術”是一門實踐性和應用性都很強的課程,許多知識只有通過實踐教學環節才能真正的理解。在教學計劃中,除了理論教學外,還要安排適當的實驗教學,以強化教學效果。

接口技術實驗中,目前采用的是Intel 8088系列的16位箱式實驗系統。該系統提供了多種接口芯片的驗證性實驗,其ROM中固化有與每個實驗對應的匯編實驗程序,軟件系統中還配備有詳細的實驗原理、實驗步驟等指導性內容。學生在完成這些實驗時,直接按照指導說明,連接各種線路,調用固化程序運行,觀察結果寫出實驗報告即可。[3]

以上的實驗方法固然可以使學生很容易地驗證理論課上所學的知識,但由于學生在實驗過程中仍然是一個按部就班的被動者,需要他們自己動手設計的內容是少之又少,這樣的實驗課缺乏最重要的自主創新環節,也就失去了實驗課程真正的意義。面對所有學生同樣內容的實驗報告也會使教師難以了解學生掌握應用知識的狀況。

2改革設想

“接口技術”雖然是一門偏向硬件設計的課程,但它作為“匯編語言”、“計算機組成原理”課程的后繼專業課程,也是學生有效提高專業技能和動手創造能力的一門重要課程。因此,要真正提高課程的教學質量,就必須在教學指導思想、教學實驗內容和實驗組織方法等方面進行一系列改革,主要可以考慮從以下幾個方面著手。

2.1從思想上扭轉錯誤認識

“接口技術”課程教學效果不佳的主要問題在于學生思想認識上的錯誤,如果改變了這個內因,就有可能通過其他改革手段來改善教學。

長久以來,國內計算機應用專業的教學模式都是以“重軟件、輕硬件”為指導思想的,這導致很多學生在完成學業之后仍然不清楚計算機主機箱內部的硬件有哪些,到了工作單位有和硬件相關的工作和研究更是插不上手,即使是在新硬件的基礎上進行軟件的研發也會有很大的困難,從而也阻礙了學生的就業前景和發展。因此,必須扭轉學生不重視硬件的錯誤思想,要為學生樹立計算機整機的硬件思想,并在此基礎上來學習軟件的開發和設計,才能真正使軟件開發能力成為其以后學習工作的堅實基礎。

要做到上面說的這一點,就需要在“接口技術”課程的教學過程中,以強調基礎,注重實際能力為主要關注點,靈活地組織教學,以“是什么,有什么作用,如何工作,如何設計,發展現狀以及發展前景”為主線來引導學生學習,鼓勵學生自主地思考,并勇于創新。[4]

2.2改善教學方式

適當的教學模式始終都是推動教學質量的重要手段,特別是在像“接口技術”這樣的課程中,需要充分的教學互動來激發學生的學習興趣和熱情,更需要合理地設置各個教學環節。

在“接口技術”課程中,學生所面臨的第一個問題就是不了解接口到底是什么,接口技術到底是做什么的。這是一個很基本的問題,但在實際教學中經常有學生直到學期末也搞不清楚這個概念。究其根本,該課程是在學生完成諸多軟件類課程之后開設的,學生面對突然轉變的課程類型會有相當的陌生感,不知如何學習和理解。這就需要在第一節課中,利用形象生動的例子讓學生建立直觀的印象,從而使學生自己探索著理解其中的基本概念。

除了要使學生對接口技術留下深刻的第一印象,教師還應幫助學生將這種狀態持續到整個學期中。根據“接口技術”課程的特點,運用多媒體教學,設計生動、形象的教學課件是必不可少的環節。教學課件不能僅僅是板書的代替,而要以基本概念的展示為主線,強化重點內容的講解,輔以Flash等動畫表示,使有限的課堂時間得以充分地利用。當然,在教學環節中應充分考慮學生的理解力,在適當的地方還應配合上即興的板書來靈活講述。

學習離不開復習,但學生往往會因為各種原因忽略了復習。為了強化教學效果,可以在課堂中抽出很少的時間共同復習。在每次課開始前先簡單復習本次課需要用到的知識,結束時簡單總結本次課的內容。在完成一個章節或一個部分的學習后,用1～2道典型的例題將前續知識融會貫通。這樣的授課模式可以使學生強制性地進行復習,得到事半功倍的學習效果。

2.3改革實驗課程的內容

至于實驗環節,教師要根據教學的進展狀況,設計出不同于實驗系統ROM中固化實驗的新實驗內容,將“接口技術”課程的實驗由淺到深、由簡單到復雜逐步過渡。例如,在設計8255A芯片實驗時,可以將模擬交通燈控制系統作為一個簡單的驗證型實驗,在該實驗的基礎上,添加已學過的定時計數器8253芯片的配合,實現硬件定時的交通燈控制系統。若學生可完成,還可以繼續添加數碼顯示的功能,采用倒計時顯示等待時間,更加接近實際使用中的情況。或者,還可以使該實驗與中斷控制器8259A配合,實現中斷方式的隨機交通燈控制系統。

在實驗教學環節中,建立開放性的實驗環境也是一個很好的加強學生動手能力的形式。在教學時間開放、教學內容開放、實驗元器件開放的環境下,學生可以結合課程學習及自己的專業特點、時間安排、興趣愛好提出實驗題目、設計實驗方案或實驗構想,并

可在一個較寬松的實驗環境和可靈活選擇的時間范圍內完成。這種類型的實驗方式有利于培養學生主動學習的能力和創造意識,教師應予以積極地配合,并盡力創造條件引導和支持。

2.4改革課程的考核方式

高校課程的考核方式可能會在很大程度上影響學生的學習方向。由于更加注重理論考核的課程,學生更傾向于把時間花在課本理論知識的記憶和理解中,相應的動手時間就會大大減少。因此,只有改革“接口技術”課程的考核方式,才能夠使學生的學習精力轉向對理論知識的應用上。具體的考核方式可以分為學習態度、理論知識、動手能力等不同的方面,并可以適當加大動手能力環節的分值比例,可通過檢查實驗結果和提交實驗報告來評定成績。

3結語

“接口技術”課程作為計算機應用專業的“非核心”課程,常被學生忽視其在以后工作中的重要性。筆者在實際的教學工作中,根據教學任務和學習的客觀規律,從學生知識基礎、心理特點和接受能力出發,通過教與學的相互作用,已部分實踐以上的改革設想,引導學生積極思考、大膽實踐,得到了較好的教學效果。

參考文獻:

[1] 劉樂善. 微型計算機接口技術及應用[M]. 南京:華東科技大學出版社,2000.

[2] 周明德. 微機原理與接口技術[M]. 北京:人民郵電出版社,2002.

[3] 陳友宣. 微機接口技術實驗課程教學改革探討[J]. 現代企業教育,2007(3):7-8.

[4] 姜建山. 微機接口技術課程教學改革研究[J]. 重慶交通大學學報:社會科學版,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

關鍵詞：微機原理；課程設計；教學方法；考核體系

課程設計是一種課程形式，也是一種教學方法[1]，其基本教學目的是加深學生對課程基礎理論和基本知識的理解與掌握，培養學生綜合運用基礎理論和技能分析與解決實際問題的實踐能力以及勇于探索的創新精神。微型計算機原理與接口技術是計算機硬件基礎的重要組成部分，是高等學校很多專業都開設的一門基礎性課程，也是一門應用性、實踐性很強的課程。由于其開設量大，受益面廣，國內高校都加強了該課程的建設，深化課程改革。一方面，縮短了課堂授課學時，加大實驗學時，特別是加大課程設計學時；另一方面，加大課程設計的改革力度，不斷更新設計內容，改革教學方法和考核方法，突出學生的自主性、主動性，激發學生的創新意識，注重學生設計能力的培養和工程能力的訓練[2]。

天津大學電氣與自動化工程學院開設的微機原理課程設計，基于多個圍繞微機原理課程設計的天津大學教改課題的實踐成果，結合學科前沿和工程實際，創新微機原理課程設計平臺，不斷優化和更新設計內容。結合學生特點和興趣，注重引導、激發學生的創造激情和對知識的渴望，創新教學方法和手段。并且將創新性與工程規范納入考核體系，改革考核和成績評定方法，引導學生從注重結果轉變到注重過程，從注重成績轉變到注重成效。

一、創新微機原理課程設計平臺與內容

1.微機接口實驗系統綜合設計項目開發

基于“通用微機接口實驗系統”，利用實驗系統的外擴展接口，開發利用各種外擴展板，構建多種新的微機接口綜合設計系統。主要包括以下幾個方面：

（1）開發了GPS（全球定位系統）導航系統擴展實驗板[3]，并與“通用微機接口實驗系統”系統連接，以及與液晶顯示系統或LED鍵盤控制實驗板互聯，構成全新的綜合設計實驗系統。設計并開設基于導航系統實驗擴展板的綜合設計性實驗，與學科前沿相結合，增加了設計深度與廣度，豐富了實驗教學內容。

（2）實現了“通用微機接口實驗系統”與LCD（液晶顯示系統）連接[4]。新的實驗系統可完成主要內容包括各種字符與圖形的編程與顯示、薄膜按鍵開關實驗等。實驗系統還可與電機等執行元件相連，通過編程在液晶顯示器上顯示輸入輸出及控制和執行信息等綜合設計性實驗內容。

（3）實現了“通用微機接口實驗系統”與LED（發光二極管）鍵盤控制實驗板的連接[5]。該實驗系統通過8279芯片等的應用完成了綜合設計性實驗題目的開發，主要包括總線控制以及對控制對象進行顯示、管理和操作，使課程設計內容更符合電氣與自動化專業對控制技術的要求。

（4）學生自主進行創新設計。實驗室提供紅外收發、溫濕度或壓力傳感器等實驗擴展板及相關技術資料，在課程設計中學生利用實驗室的各種設備與“通用微機接口實驗系統”相結合，自定課題進行創新設計與實踐。

2.微機接口實驗系統綜合設計性實驗應用

拓展設計內容，更新設計項目，做好設計實驗之間的科學銜接，使學生在課堂上更多地接觸前沿技術，為他們未來接觸工程實際奠定良好的基礎。注意將本課程所學知識與“電子技術”、“自動控制原理”、“檢測技術”和“機器人學”等相關課程內容融會貫通，提高學生綜合運用和工程應用能力。

（1）課程設計內容的設立。根據微機原理課程設計的要求，不斷進行實驗系統選題的設計與開發，精心設計課程設計內容，注重先進性和開放性，并與學科的前沿技術相結合，在課程設計的綜合性、設計性環節給予學生更多的選擇。設計課題包括基礎性選題和擴展性選題兩部分。

基礎性選題主要包括：自定義字符顯示編程，漢字字符顯示編程，圖形顯示編程，特效顯示編程，總線控制LED顯示實驗，微機接口、鍵盤、LED綜合實驗，GPS通訊實驗，GPS編程實驗，GPS手持機實驗，各種外擴展板設計實驗。這些設計內容與微機接口技術緊密相關，并具有一定的深度與廣度，同學們通過硬件連接、軟件設計，軟硬件調試完成集采集、顯示、存儲等功能于一體的設計內容。

同時，我們還給出了多個綜合設計性擴展選題。此類選題沒有固定的要求，只是給出一些提示，學生可以根據自己的設想進行硬件選擇、軟件設計，達到自己的設計目標。極大地發揮了學生的主觀能動性和創新性。

（2）課程設計教程的編寫。微機原理課程設計綜合設計性選題的主要知識點依托微機原理接口技術并結合與之相關的學科前沿。為此，根據課程設計要求，編寫了相關的設計教程，提供參考文獻與網站，使學生在實驗前對相關的擴展知識有個初步了解。根據歷屆學生的具體情況，教師不斷總結實踐教學經驗，逐步完善指導書的編寫，使之更適應于學生的實踐與創新。在指導書編寫中按知識點模塊化編寫，設計實驗內容從易到難編排，每個設計實驗都給出了預習要求和達到目標。對于創新性設計實驗我們給出一部分選題，同時鼓勵同學們結合系統，將擴展板進行多種組合，自己設計課題，進行實踐創新。

二、探索新的實踐教學方法和手段

1.加強引導與鼓勵，激發學生的創造激情和對知識的渴望

在微機原理課程設計教學實踐中，首先了解不同學生的特點和學習興趣，在此基礎上有針對性地指導學生選題及團隊組合。在設計過程中，鼓勵學生獨立思考，通過網絡、圖書館、資料室等各種渠道進行信息檢索和資料查詢。教師在指導實驗時，從實踐應用的角度出發去引導學生的設計方法和技術路線，注重培養學生發現問題、思考問題及解決問題的方法和思路以及創新意識。

教師在課堂上注重學生課程設計過程，鼓勵學生以靈活多樣的方式和不同的角度完成自己的選題，激發學生的創造激情和對知識的渴望，促使學生從“要我學、要我做”轉變為“我要學、我要做”。

2.改革課程設計考核和成績評定方法

在課程設計的考核中將創新性與工程規范納入考核體系。指導教師從出勤次數、軟硬件設計、上機調試、預習（第一次實驗時檢查流程圖、源程序）與總結報告、創新性等方面對學生進行綜合考評。在課程設計的考核與評定過程中細化了預習、設計、創新、實驗報告完成各個步驟的考核標準。課程設計過程中為每位同學建立考核表格，其中題目1是基礎性選題，題目2是自選的綜合設計性擴展選題。按照考核指標體系，在課程設計過程中同步給出各環節考核成績，做到公平公正，激勵學生更好地完成課程設計內容，更多地進行創新性設計。

三、教學效果

2006年以來，我們不斷創新微機原理課程設計硬件平臺，不斷擴展和更新設計內容，邊實踐、邊改革。目前已在電氣與自動化工程學院自動化專業和電氣自動化專業6屆學生（平均每屆學生12個班、380人）中進行了教學實踐，取得了良好的教學成果。

微機原理課程設計教學過程中，學生付出了很大努力，他們要自學相關知識，查閱資料，進行實驗設計、流程設計，搭建硬件平臺；并通過軟件設計、軟硬件調試，完成整個設計，寫出設計說明書和總結報告。大部分學生對擴展性選題具有極大興趣，有學生選用導航擴展板實驗系統，通過自學相關知識，實現了GPS地理信息的采集、顯示、存儲，取得了滿意的效果；還有學生偏重理論研究，例如08級的同學在80X86平臺上完成了FFT（快速傅里葉變換）的匯編實現，具有較強的理論價值，能在本科階段做出這樣的課程設計成果，得到了師生的廣泛好評。

參考文獻：

[1] 曾開富，王孫愚. “工程創新人才”培養模式的大膽探索[J]. 高等工程教育研究，2011（5）：20-31.

[2] 劉艷莉，孫雨耕，葛寶臻等. 符合工程專業人才培養模式實驗教學體系的構建[J]. 中國大學教學，2010（4）：75-77.

[3] 金文，陳曦等. “微機原理與接口技術”綜合設計性實驗的研究與探索——GPS導航實驗板的開發與應用[J]. 實驗技術與管理，2011（10）：151-152.

篇6

關鍵詞：實驗教學改革；教學模式；考核模式；創新能力

中圖分類號：G640文獻標識碼：A文章編號：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 計算機專業硬件課程實驗教學現狀

計算機專業硬件課程都是以實驗為基礎的課程，以《微機原理與接口技術》為例，課程中的很多的知識點學生需要通過實驗途徑來產生直觀印象，強化理解；更為重要的是學生動手能力、創新能力的培養，良好的實驗習慣的養成都需要在實驗室中通過不斷的建立實驗線路、編程、調試等一系列的過程來完成。但是通過調查，在很多高校計算機硬件課程實驗教學環節當中還存在諸多的問題，導致學生對實驗的理解不透徹，學習興趣不高，缺乏主動性和創新欲望，對學生的綜合素質的培養非常不利。

1.1 實驗能力的培養沒有放在突出的位置

傳統的教學方法仍然是注重知識的傳授，實驗課僅僅作為理論課的附屬環節存在。以《微機原理與接口技術》課程為例，由于知識點較多，教學過程中對處理器，內存儲器，中斷控制器，各種類型的接口芯片等知識點往往會投入絕大多數的教學課時講解他們的結構、屬性、工作原理、工作方法等，而對相關實驗內容講述的不夠多，不夠透徹，致使學生實驗過程中只能按照實驗指導書上給定的實驗步驟，實驗數據去實驗，測試，而不能真正理解實驗的意圖，起不到很好的實驗效果。學生在學習完這門課程之后，只是掌握了微機硬件與接口的一些基礎知識，而不具備運用這些知識通過實驗來實現一個實際的功能的能力[1]。

1.2 與實際應用脫節，學生實驗積極性沒有充分調動

學生是實驗教學的主體，只有能夠積極主動的參與到實驗教學活動中來，才能啟到很好的教學效果。在不少高校，實驗項目的設置僅僅是為了驗證課堂教學中的知識點。譬如對《微機原理與接口技術》中并行接口芯片的實驗，往往是將8255A中的A端口和B端口選擇其中一個作為輸入端口將他的引腳通過信號線連接到手動開關上，另外一個作為輸出端口與一組指示燈相連接[2]，簡單的幾行匯編語言控制語句就可以實現開關端輸入，指示燈端輸出的實驗目的。這是對并行接口知識的一個簡單驗證，這種直觀教學對加深學生對相關知識的掌握是非常必要的，但如果僅僅停留在這個層次上，學生的實踐能力和創新精神就不可能得到增強，要調動學生學習的積極性、主動性，首先要讓這門課程的實驗更加緊密的與生活實際運用相結合，與更好的服務學生今后的就業相結合。例如，在實驗教學時，可以引導學生自己動手設計一個8255和中斷控制器8259組合的一個模擬生產控制的實驗項目，既可以調動學生實驗的興趣，又能從中學到更多的知識。

1.3 考核形式陳舊，不利于學生創新思維的培養

大多數高校仍然采用傳統的學生成績考核模式，對學生的學習效果采用以閉卷考試為主的評價方式。對于《微機原理與接口技術》這門課程，在進行學生成績評定時，基本上是以期末筆試成績占總評成績的70%，而實驗課成績，包括實驗報告等則作為平時成績占總評成績的30%。這種成績評價方式，只能引導學生花更多的時間去記住課本上諸多的知識點，去進行更多的習題練習，以獲得更高的課程分數，而忽略了學習這些知識的最終目的是為了應用他們去解決實際問題。傳統的學生成績考核模式，限制了學生花更多的時間和精力自主設計實驗項目，阻礙了學生創新思維的培養。

2 計算機專業硬件課程實驗教學改革

諸如《微機原理與接口技術》一類的計算機硬件課程的實驗教學改革應該以提高學生的實際動手能力、激發學生的創新意識為目標，從提高實驗課在教學環節中的地位，優化實驗項目設置等方面進行探索。

2.1 結合課程特點，尋求實驗課改革突破

計算機專業硬件課程基本上具有理論與實踐結合緊密的特點，以《微機原理與接口技術》為例，課程教學不但要使學生掌握硬件與各類接口的原理，工作模式，工作方法等，更要讓學生學會如何針對現實應用設計接口電路，并能夠通過程序控制。課程具有概念抽象，不能給學生以直觀、感性的認識的特點，實驗課恰好可以很好的彌補這一不足，實驗過程和實驗結果都可以幫助學生加深對理論知識點的理解。例如對中斷控制器8259的相關內容，學生通過理論課的學習，掌握了IRR，IMR，ISR等寄存器的作用和工作方法和8259的工作過程，但這種掌握僅限于對知識點的識記，如果通過鍵盤按鍵產生中斷，中斷結果通過在實驗儀器LCD屏上顯示這樣一個簡單的實驗，學生就會對8259芯片有直觀的認識，教學的效果會更好[3]。每門課程都具有區別于其他課程的特點，教師首先要掌握這些特點，才能在教學過程中結合這些特點靈活的運用實驗手段，使課程的教學效果更佳。

篇7

大部分高校的計算機硬件教學是很薄弱的部分，其主要表現在：(1)計算機硬件技術發展日新月異，造成計算機教學內容和實驗設備的滯后。“莫爾定律”指出：集成電路上的晶體管集成度每隔18個月就會翻一番，芯片性能提升一倍，而價格則降低一半。這一規律已延續了數十年，至今仍未減緩。現在，Pentium 4已廣泛普及的情況下，而高校中的計算機硬件教學還仍停留在8086或80386階段，學生甚至能明顯感覺到知識的滯后性。而且處理技術、存儲技術早已飛速發展，而硬件教學中確難以得到反應，因此新技術難以進入教材，造成教學內容的沉舊。(2)計算機體系具有很強的系統性，但計算機硬件課程的教學和實驗卻缺乏系統性。目前高校中的計算機硬件教學大多是以課程為中心，而不是以計算機系統的體系結構為主線。在教學和實驗中，應注重和其他課程如數字邏輯電路、匯編語言、接口技術等課程的聯系，用體系的觀念來指導教學。(3)計算機教學培養的方向是具備軟件和硬件結合設計的能力，軟件學習學生較易產生興趣，而硬件卻很難做到，培養學生軟硬結合的能力就更是困難。因此，在充分學習計算機硬件基本原理的基礎上，如何結合計算機硬件技術的發展，并充分體現其系統性，是當前高校硬件基礎課程教學中所面臨的問題。

針對以上問題，我們對大學計算機硬件基礎教學作如下探討：

1、先進的教材

隨著計算機硬件技術的飛速發展，計算機硬件的教材也應該是先進的、能反映目前微機領域內硬件新技術、新成就的知識，應該體現出知識性、先進性和系統性。計算機硬件的知識應涵蓋目前世界上微機領域內最先進的技術及知識，包括新近出現的技術，像分支轉移預測技術、超標題執行技術、微機流水線操作技術、高速緩沖存儲器技術、虛擬存儲器技術、浮點數據處理技術、高速總路線傳輸技術等。這些技術為微型計算機提供了卓越的性能，也為計算機軟件提供了優質的載體。同時，計算機硬件知識的先進性就表現在啟迪學生的想象力、創造力方面，摒棄那些沉舊的、落后的內容，教材內容就緊跟世界計算機技術潮流，給求知欲強的學生以最先進的知識，讓學生享受掌握新知識的樂趣。

2、優化相關課程體系的組織

計算機硬件相關課程的設計上，首先以基本原理教學為主，而后的課程中體現計算機技術的發展。數字電子技術，該課程應弱化器件，強化邏輯電路的設計，除了數字電路的基本內容之外，還應加入與EDA有關的內容。微機原理與匯編語言，該課程中微機原理實際上是匯編語言的一個先導內容，其內容的設置應以匯編語言的需要為原則，不必涉及太多，否則會與后面的課程產生交叉。計算機系統設計，該課程主要講授計算機的基本構成，即CPU、存儲系統、輸入輸出系統、系統總路線等，其中強調的是學生的系統設計能力。微機接口，主要從應用的角度，按照技術的發展進行擴展，在計算機的基本組成上進行性能的提升，內容上與計算機硬件技術的發展前沿緊密銜接，因此在課程上要體現計算機新技術的發展。

3、強化課程設計

計算機教學目的是培養學生軟、硬件綜合設計的能力。在很多高校，只是注重了學生軟件能力的培養，課程設計也能夠體現科學性與連續性，而且學生學習興趣較高，因此軟件能力提升較快。因此，在硬件課程的教學上也應保證培養學生的硬件設計能力，使學生深入了解硬件系統的構成及基本原理，透徹掌握相關知識，具備相當的硬件能力。

數字電子技術課程的設計內容是整個課程體系的基礎，通過該設計學生能正確且直觀地了解硬件設計和軟件編程的差別。在硬件設計中需要考慮諸多因素，如時序、頻率、干擾等。同時，設計還使學生了解到軟硬件的相通之處。匯編語言是使學生掌握計算機最底層的編程方式，直接對存儲空間以及寄存器等進行操作，使學生對計算機的存儲、運算、控制等功能的實現有著比較透徹且直觀的認識。計算機接口與設計體現的是在計算機外部設計的應用，計算機外設是計算機部件的外部擴展，因此它也是計算機系統設計一個必不可少的組成部分，其設計能使學生明確設計的方向，激發學生的創造能力。

4、加強實驗教學

對于計算機硬件課程，有著抽象、難以理解的特點，因此通過實驗，給學生一個直觀的認識就顯得尤為重要。因此在課時安排上，計算機硬件技術基礎課程應安排1/3左右的實驗課時。在驗證性實驗教學中應著重培養學生以下三種能力：

(1)培養學生的實驗能力。要求學生在盡短的時間內掌握各種儀器設備的性能、配置及使用方法，提高獨立使用實驗設備的能力。通過實驗，使學生得以盡快熟悉實驗基本原理，操作程序和注意事項，培養學生獨立完成實驗的實際動手能力。

(2)培養學生的觀察能力。觀察是思考的前提，是發現問題的必經之路。要求學生在實驗的過程中，認真觀察實驗現象，認真記錄實驗結果，以便思考實驗中遇到的問題，總結實驗經驗，更好地完成實驗報告。

(3)培養學生的思維能力。思維能力是一個人在事業上能否有成就的標志之一。實驗就是要培養學生在實驗過程中遇到問題，并且自己通過思考解決問題的能力。通過長期的訓練，學生就會形成整套的思維方法，為其今后分析問題、解決問題提供一定的基礎。

5、結語

計算機硬件結構的系統性是學習計算機硬件技術的基礎，在計算機硬件的教學中應始終貫穿系統性的思想，使學生明確硬件學習的發展方向和研究方法，從而能夠開發思想，調動學生的創造力，從而成為計算機行業的優秀人才。

參考文獻

篇8

關鍵詞：計算機硬件技術；網絡虛擬實驗；網站互動功能；網絡課件

作者簡介：程啟明（1965-），男，江蘇鹽城人，上海電力學院自動化工程學院，教授；黃云峰（1971-），男，浙江紹興人，上海電力學院自動化工程學院，講師。（上海 200090）

基金項目：本文系上海市教委重點課程建設項目、上海高等教育“085”工程建設項目的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）13-0097-02

“計算機硬件技術基礎”是大學理工科的專業基礎課程。本課程任務是使學生了解微型計算機的基本原理及組成，掌握匯編語言程序設計方法，掌握存儲器擴展技術、中斷系統原理和I/O接口的應用，為計算機接口的實際應用打下良好基礎。[1]

由于本課程具有概念抽象、知識點多、涉及的知識面廣、技術更新快、實踐性強，理論與實踐、硬件與軟件相結合等特點，加上課堂教學方式簡單、枯燥，實驗教學與理論教學嚴重脫節等弊病，使學生難以掌握該課程內容，甚至會產生厭煩情緒。因此，本課程的教與學都有一定的難度。[2-3]

為了促進學生對課程內容的學習，培養學生掌握知識和運用理論指導實踐的能力，提高學生創新能力和綜合素質，我們開發建立了本課程的教學網站。該網站包括新聞中心、課程資源、教師隊伍、學習園地、實驗平臺、課程建設、在線交流、學生作品等欄目，其功能包括課前預習、課上教學、課后復習、課內實踐等整個教學過程的各環節。課程網站教學不受時間與空間的限制，增大了課堂教學信息量，增加了學生自主學習功能，實現了師生在線討論和交流，提高了學生的學習興趣，提高了教學效率和質量。通過對本課程網絡功能的進一步開發與應用，探索了新的實驗教學模式[4-5]和新的師生交互方式，[6]取得了良好的教學效果。

一、網絡虛擬實驗室的開發與應用

“計算機硬件技術基礎”是一門實踐性較強的課程，學生通過實驗過程，可加深對所學理論知識的理解，提高實際動手操作能力和分析、解決問題的能力，并且可以開拓學生思維，培養應用及創新能力。

1.傳統的實驗方法

目前該課程的普遍現狀是：課時安排上重理論、輕實踐，教學內容上重軟件、輕硬件。其根本原因還是實驗設備有限、維護困難。目前本課程的實驗主要是通過硬件實驗箱來完成，此方式的缺點有：靈活性差，實驗箱的線路、芯片多已固定，學生只能按照固定步驟進行實驗，不能靈活自由地設計實驗；創新性差，實驗步驟和內容難以擴展，實驗個數有限，實驗內容固定，難以跟隨技術的發展進行更新的創新；開放性差，由于實驗箱少和維護難，實驗課一般需分組進行，實驗保障困難，實驗室的開放性受到限制；經濟性差，實驗箱的價格較貴，且易受損壞，維護較困難，需專人管理。此外，實驗還需專門的場地，并且師生同時、同地進行實驗，實驗效率和設備利用率低，設備的維護和管理成本高。

2.網上虛擬實驗的概念

隨著Internet及網絡技術的發展與應用，實驗系統逐漸由傳統的集中模式轉變為開放性、交互性、共享性、分散性、擴展性、重復性、安全性的（網絡）虛擬實驗系統，虛擬實驗系統能較圓滿地解決傳統實驗的問題。虛擬實驗是指可在Internet/Intranet互聯網上通過軟件模擬技術對真實實驗的虛擬實驗，它利用圖像/聲音、軟件仿真、虛擬現實和遠程控制等技術，在計算機上構建出可輔助、部分或全部替代傳統實驗各操作環節的相關硬、軟件操作環境，實驗者可以像在真實的環境中一樣從異地計算機設備上完成各種實驗項目，所得到的結果與本地得到的數據結果完全等價，如同現場操作實驗設備一樣。虛擬實驗采用軟件開發工具開發一系列虛擬實驗課件來全真模擬實驗過程，以交互式教學方法實現實驗過程的教學，學生可利用網絡環境完成實驗系統的設計、獲取實驗結果、撰寫實驗報告等各實驗環節，并同時查詢相關資料，接受老師的網上答疑輔導，參與討論實驗相關專題等，明顯地提高了實驗效率，并減少了不必要的實驗損失。

3.網上虛擬實驗的特點

虛擬實驗的優點有：避免真實實驗或操作所帶來的各種危險；降低實驗成本、維護及管理成本；組建系統的效率高；具有豐富的媒體表現及交互形式；無時間和空間的限制，可在任何網絡終端上進行；容易協同和共享；易激發學員學習興趣；利于加強對學生自學能力的培養；具有靈活性，可因材施教，便于實行個性化教學，對學生實施多目標、分層次管理。但虛擬實驗也有一些缺點：實驗的真實感不夠；不能體會在真實實驗中可能出現的多種誤差；難以體會在實際工程中可能出現的多種故障現象；降低了學生分析和解決實際問題的能力。實際上，虛擬實驗應該側重于基本概念、工作原理以及解決問題的方法與能力，而對于行為技能的訓練則差一些，真正的技能與動手能力還必須在實際的實驗情形下才能獲得。因此，如果過分地依賴虛擬實驗，將對培養學生解決實際問題的能力產生一定的影響。

4.網上虛擬實驗的實施

虛擬實驗教學只是實驗教學的輔助手段，它不應該也不可能代替真正實驗教學全過程。在實驗教學中，可采用實際實驗與虛擬實驗相結合的分級教學模式。這種模式將兩種實驗方式有機結合在一起，并互為補充，創造了適合于實驗教學的氣氛和訓練機會，提高了實驗的效果，從而充分培養學生的實踐能力。

5.本課程虛擬實驗所需的軟件環境

虛擬實驗常采用兩種方式。一種為硬軟結合的虛擬實驗。它通過客戶端的操作，借助網絡控制真實實驗設備，并通過網絡反饋給用戶結果信息，但由于網絡的延遲性，該方法多用于局域網。另一種是基于Web的虛擬實驗。它通過直接利用Java虛擬機及對I/O端口讀寫的捕獲技術或編寫仿真匯編解釋器，再借助Web來實現全軟虛擬實驗。

Proteus軟件是英國Labcenter公司開發的一款仿真平臺，可以進行實物仿真和印制電路板設計。Proteus軟件可以對8086CPU或MCS-51單片機及相關接口芯片提供支持，還提供了示波器、信號發生器等虛擬儀表，支持匯編語言，是一個全開放性的仿真實驗平臺，相當于一個設備齊全的綜合性實驗室。因此，可借助于Proteus仿真軟件構建虛擬實驗室。Proteus有單機版和網絡版兩種選擇，采用網絡版配置，將只有一個USB加密狗安裝在服務器上，并鎖定相應的用戶數，在校園網范圍內的PC機都可以得到授權并進行仿真和實驗，但同時在線的客戶端總數不能超過已購買的總授權用戶數。采用網絡版的Proteus，可真正實現實驗室的虛擬化、網絡化以及實驗室的開放。

本文采用網絡版的Proteus構建了“計算機硬件技術基礎”遠程虛擬實驗仿真系統。該系統包含下面模塊功能：實驗選擇系統，學生可根據需要選擇實驗項目；虛擬實驗平臺，給學生提供實驗操作的環境；報告生成系統，用來生成并存儲學生的實驗報告；教師批閱系統，教師可批閱學生實驗報告，并生成學生實驗成績；幫助系統。

二、網站師生互動功能的開發與應用

師生之間的交流是教學過程中一個非常重要的環節，也是改善教學效果的有效手段。只有通過師生之間的交流，教師才能結合學生的反應來進行有針對性的教學。同樣，學生也要通過與教師和其他學生的交流幫助自己更好地學習課程內容。

1.傳統的交流方式

傳統的交流方式一般常采用課堂上提問和課下交流手段。由于課堂教學時間有限，不可能在課堂上進行充分交流，同時，由于我國長期以來實行灌輸式教育，學生又不愿意在課堂上主動提問與交流；他們一般更愿意在課下發表自己的看法，教師可在輕松的氛圍下解答學生的疑惑，了解他們的意見。然而，隨著學生招生人數的大量增加及學分制選課制度的普遍實施，此答疑方式受學生人數、時間和地點的制約嚴重，已經無法適應當前的教學需求。

2.網上互動交流方式的特點與技術

利用現代計算機網絡技術的便捷、實時、共享等特點，可構建出本課程的網上答疑系統。此答疑方式的優點有：提出問題和解答問題不受時間和空間的限制，具有很強的實時性和靈活性，并且對相同的問題不必做重復解答，從而降低勞動強度，提高教學效率。

目前課程網站一般都采用E-mail、QQ、BBS、專門開發的交互軟件等實現網上答疑系統，這些實現技術還不能很好地解決師生互動問題。其中：采用電子郵件E-mail的缺點是實時性差；采用QQ等即時通訊軟件ICQ的缺點是信息有限且私密性差；采用電子公告板BBS的缺點是傳遞文字信息有限且實時差；采用IT公司專門開發的交互軟件的缺點是開發成本高且維護成本也高。博客和微博是近年來新出現的交流方式，它們為師生互動提供了非常好的交流平臺，便于在課程教學實踐中進行交互討論，且不受時空限制。因此，近年來，博客和微博被引入到課程的網絡教學交互平臺上來。其中：博客（blog）是一種通常由個人管理、不定期張貼新的文章的網站，典型的博客結合了文字、圖像、其他博客或網站的鏈接，能夠讓讀者以互動的方式留下意見；微博（Micro Blog，即微博客）可理解為“微型博客”或者“一句話博客”，它是一個基于用戶關系的信息分享、傳播以及獲取平臺，用戶可以通過WEB、WAP以及各種客戶端組建個人社區，以140字左右的文字更新信息，并實現即時分享。兩者的差異在于：博客一般主要在電腦上公開發表網絡的、供人閱讀的日記，它可寫得很長，字數沒有限制，主要適合闡述一些東西；微博一般主要是在手機極為簡短的網絡日記，它主要是抒發一些心情，還有寫一些格言警句，寫一些自己的動態，一條微博最多只能寫140字。

3.本課程的網上互動交流功能開發

可把博客和微博引入到本課程的網絡互動教學中，借助博客和微博的互動就可把教師網上答疑指導、師生交流、生生交流、人機交流有效地整合起來，增進師生之間的感情，達到更好地輔助課堂教學的效果。本課程的網上互動交流功能有：

（1）交流討論區。教師通過微博或博客制作一個課程專題討論區，引導學生進行深度思考，并可在討論中引入適當的競爭機制，鼓勵學生參與和投入。答疑討論區可采用一對一、一對多、集體討論等多種討論方式，針對學生提出的問題，教師應提供具體、及時、具有啟發性的反饋意見，并對討論的問題進行歸納總結和分類管理，以便學生查閱。討論區可分為普通討論區和專題討論區。其中：普通討論區主要用于生生之間、師生之間，并就相關知識點或者相關領域的話題進行討論，一些討論內容還可由教師或管理員整理，將較為典型、關注度高和投票數高的發言列入精華版，并在網站的首頁顯示；專題討論區主要是把學生的反饋意見、作業和考試中出現的代表性問題或者本學科中前瞻性的問題等提出來，來讓大家一起來討論。

（2）作業提交與在線學習。作業提交模塊可以上傳學生的文檔作業，教師可以批量下載作業，并在評分后再將成績上傳供學生查看。在線學習模塊可記錄學生學過的知識、作業完成狀況、考試狀況、互動討論中的發言狀況及其認可度等學習狀態，學生可隨時隨地查獲自己學習效果，這非常有利于學生調整自己的學習狀態，隨時向其他學生或教師尋求幫助。

（3）資源共享。資源共享模塊包含主站資源模塊和論壇資源模塊兩部分。其中：主站資源模塊僅管理員有權限在此資源，它主要一些PPT和Word文件；所有注冊用戶均可通過論壇資源模塊上傳附件，通過附件上傳功能可共享學習資源，上傳可采用flash 機制，并支持批量上傳。學生可在資源庫中獲取其感興趣的資料，并可把資源上傳，實現資源共享。

（4）教學評價。教學評價應是雙向的，它包括教師對學生學習的評價和學生對教師教學的評價。通過對教學形式、教學效果、教學設計等教學多環節的網上問卷調查，積極鼓勵學生多提意見和建設，參與到本課程建設中來，教師根據學生的網絡反饋意見，對課程進行相應的調整和優化，并持續地對教改效果進行跟蹤，從而不斷豐富教改的成果。

三、結束語

本文開發建立了“計算機硬件技術基礎”課程教學網站，探索了新的實驗教學模式和師生交互方式，取得了良好的教學效果。課程改革是一個循序漸進、永無止境的過程，應不斷更新和完善教學內容，改進教學方法，將教學改革推向一個新的臺階。

參考文獻：

[1]程啟明，黃云峰.計算機硬件技術[M].北京：中國電力出版社，

2012.

[2]王昊.“微機原理與接口技術”教學改革探索與實踐[J].中國電力教育，2012，（31）：84-85.

[3]張蘭紅，陸廣平，周云龍.“微機原理與接口技術”課程教學的探索與實踐[J].電氣電子教學學報，2008，30（5）：93-95.

[4]陳越，顧暉，梁惺彥.Proteus 虛擬仿真在微機原理教學中的應用[J].電子技術應用，2012，38（1）：106-108.

篇9

關鍵詞：微機原理與接口技術；考核方式；師資力量

作者簡介：周玉（1979-），男，安徽樅陽人，華北水利水電學院電力學院，講師；蘇海濱（1965-），男，河南南陽人，華北水利水電學院電力學院，教授。（河南 鄭州 450011）

基金項目：本文系華北水利水電學院2011年教學改革項目的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）05-0082-02

“微機原理與接口技術”是工科，尤其是電類本科專業一門非常重要的專業基礎課。該課程的任務是使學生從理論上和實踐上掌握微機的基本組成、工作原理、接口技術及硬件連接，建立微機系統的整機概念，使學生具有微機系統軟硬件開發和應用的基本能力，為微型計算機在工程技術領域的應用打下堅實的基礎。

該課程的前續課程包括“電路原理”、“模擬電路”、“數字電路”等，后續課程包括“單片機原理及應用”、“DSP技術”、“嵌入式系統”、“計算機測控技術”等。該課程是大學四年時間里，學習的唯一一門能銜接“模擬電路”、“數字電路”、“程序設計”、“計算機檢測技術”和“電機電器”的綜合應用技術課。[1]因此，該課程對電類專業的本科生而言非常重要。

鑒于該課程的重要性，及在實際教學過程中存在一定的難度，為了使學生真正掌握課程的精髓，很多教學專家提出各種改革措施，如在教學內容上的選取上、[2]課程教學方法以及實驗教學等方面進行了大量革新，[1，3，4]并取得了一定的效果。然而，作為教育教學改革的一部分，對該課程的考核方式的改革較少。基于此，筆者重點討論“微機原理與接口技術”課程在考核方式方面需要進行的革新。

一、“微機原理與接口技術”考核方式改革的必要性

教育部在《關于進一步加強高等學校本科教學工作的若干意見》中明確指出“積極推動研究性教學，提高大學生的創新能力”。因此，實施研究性教學，激勵大學生的創新意識，鍛煉和培養大學生的創新能力，是高校教育教學改革的重要課題，而考試改革是教育教學改革的重要內容，正不斷得到重新認識和重視，甚至被視為“教學改革的切入口”。

“微機原理與接口技術”課程考核工作是該課程教學質量管理與評價的重要內容。考核是檢驗教學效果、保證教學質量的重要措施，其主要目的在于調動學生學習該課程的主動性和積極性；督促和指導學生系統地復習和鞏固所學知識和技能；檢驗其理解掌握知識的程度和靈活運用知識的能力；檢驗教師教學效果，并以此作為評定學生學習成績的基本依據。同時，合理的考核制度是評定該課程教學改革成功與否的一個重要參考。因此，高校應該對該課程的考核方式進行改革，讓其不但適應教學改革的發展，更應該與社會的發展緊緊聯系起來。

二、國內考試現狀和存在的問題

目前高校考試制度大都是傳統的考試制度，即最后的卷面成績和平時成績的加權，60分及格。所以，在大學生當中，“60分萬歲”的理論一直盛行，這種考核方式呈現出種種弊端。例如，學生為了平時成績被動上課，教師被動考勤點名，這嚴重影響了上課效率；學生為了拿到平時成績，以敷衍的狀態寫作業，抄襲現象嚴重，這使教師批改作業的勞動變得毫無意義。另一方面，假如學生有了一個好的平時成績，就會不重視最后的考試，進行幾天的突擊學習就可以拿到60分，這更加嚴重影響了學生掌握知識的核心任務。

這種傳統的考試制度在某些課程當中（如“高等數學”），有其優勢的一面，但是，對于“微機原理與接口技術”這門課程而言，該考核方式不但沒有任何優點，反而會對教學評估和改革帶來負面一下。也就是說，“60分萬歲”的理論完全背離了該課程的考試初衷。這既不利于學生的學，也不利于教師的教。鑒于此，筆者認為該課程的考核方式應該緊密圍繞課程培養目標，適應該課程的改革及課程的特點，既要考查學生對課程的基本知識掌握情況，又要考查學生的學習態度、實踐能力、職業能力和創新能力。

三、“微機原理與接口技術”考核方式改革的目標

考試改革是課程改革的一部分。“微機原理與接口技術”考試改革是貫徹落實“卓越工程師教育培養計劃”這一項目，考試改革的目標是：培養學生的創新精神和實踐能力，同時新的考試制度，能有效反饋學生學與教師教的核心關系，彌補傳統考試的弊端。新的考試制度將學生學習的主動性放在第一位，強調激發學生的學習興趣，培養創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量工程技術人才。考試改革以“教育要面向現代化，面向世界，面向未來”和“三個代表重要思想”為指導，全面推進素質教育。

四、考核方式改革措施

拋棄大學傳統考試以筆試為主的考試模式，注重過程考核，以學生真正掌握知識為根本任務，竭力培養學生的創新能力、自學能力和實踐能力。讓學生認識到學習課程的終點不是考試，而是學習知識和應用知識。基于此，“微機原理與接口技術”的考核方法要遵循以下原則：理論與實踐上綜合考核，不只是關注最后的學習結果，更要注重學習過程和學生的綜合素質。在該原則的指導下，本校的具體考核措施有以下四個方面：

1.閉卷考試

這也是傳統考試中一直占主導地位的考試方式。考核學生對理論知識的理解情況的題型設置為：選擇題、填空題、判斷題以及簡答題；考核學生對一些方法技能性知識的掌握情況和應用所學知識分析解決實際問題的能力的題型設置為：分析題和設計題。

2.平時成績的考核

重視平時成績是注重學生學習過程的一種有效手段。重視平時成績也是避免學生閉卷考試前死記硬背和考前突擊的有效方式。一般課程的平時成績主要包括課堂考勤、習題作業等，而該課程的平時成績除了這些還涉及更多內容。為了提升學生的知識量，開闊其視野，應讓其了解一些學科前沿知識，教師在課堂上多與學生互動，同時進行一些提問，鼓勵學生回答，并將答題情況作為平時成績的一部分。比如，筆者在講解計算機體系結構的時候會問學生，“除了馮諾依曼體系結構，還知道什么計算機體系結構”這個問題。對不知道答案的學生不做處罰，而對那些能正確回答問題的學生會適當增加他們的平時成績，進行獎勵。這樣做的一個突出優點就是鼓勵學生閱讀與本課程相關的知識，進而提高學生學習興趣及學習的主動性。另外，由于本課程的特殊性，該課程要求學生有較高的專業英語能力。筆者在授課過程中除了有意穿插一些英文授課外，還給學生布置一些外文的翻譯和技術材料的閱讀等任務，并把其列入平時成績的考核。由于大多數芯片的產品說明書都是英文的，這樣做可以使學生通過自己閱讀英文材料，獨立掌握更多的知識內容。實踐證明這對學生未來的工作起到很重要的作用。

3.實驗考試

實驗是理論與實踐相結合的關鍵環節。“微機原理與接口技術”是一門實踐性很強的課程，這也決定了實驗考核在總成績中將占據較大的比重。實驗考核是檢驗實驗教學效果的主要方法，而反映實驗教學效果的指標主要體現在考核方法和考核內容上。考核內容和考核方法由三個方面組成：一是實驗考勤，主要包括學生的實驗態度、實驗報告完成情況。二是基礎技能的完成情況，目的是檢驗學生每一次實驗的完成情況，這一步是基礎，是進行更高級實驗的基石。這一部分的實驗主要要體現出基礎性，以難度適中的驗證性實驗為主，同時實驗內容要有一定的趣味性和實用性，教師在現場指導，發現和解決學生在實驗過程中遇到的問題，幫助學生完成當次的實驗，使學生掌握每一次實驗所需的基本技能，教師需要在當次實驗結束前對學生的實驗完成情況進行逐個檢查。三是綜合設計應用能力考核，主要考核學生的創新能力和分析問題、解決問題的能力。由于該類實驗難度較大，教師需提前布置實驗內容，給學生一段較長的時間（如3周左右時間）去完成，在該過程中教師不需要對學生進行面對面地答疑，而是需要學生充分發揮主動性，積極收集資料、設計方案等，利用課余時間來做實驗，鞏固所學知識，在實踐中體會所學知識，深入理解微機系統整機的概念。實驗評價的結果是檢驗學生的實驗成果，并對學生進行口試考核，用以考核學生對實驗結果的合理解釋以及獨立見解。

4.將差異性培養原則引入考核環節

差異性原則，即創新精神和實踐能力的培養必須考慮個體發展的客觀規律。由于學生個體在“微機原理與接口技術”這門課程中呈現出多元化的興趣、愛好、觀念、思維方式和知識結構等的特點，所以在創新精神和實踐能力培養的過程中，將差異性培養原則引入考核環節，用來引導和促進不同學生個體創新精神和實踐能力的發展。對于該項內容的實施方法，可通過選拔優秀的學生完成兩種形式的考核：以教師的科研項目為中心，讓其幫助教師完成相應的科研任務，設計并順利完成實際的微機系統；對于參加過諸如大學生電子設計競賽、挑戰杯等以微機系統為內容的競賽活動并取得優異成績的學生，可以以項目為驅動，充分發揮學生的創新能力，以項目設計代替該課程的期末考試，即實行“優生免考”的措施。

通過各項考核，最后得到“微機原理與接口技術”的最后成績的計算方法為：總成績=閉卷考試成績×50%+平時成績×20%+實驗成績×30%。對于免試學生的最后成績可根據指導教師、項目組成員和各專家根據實際完成情況進行打分。

五、實際中遇到的困難

在實際過程當中，閉卷考試是最容易實現的；平時成績的考核也是比較容易實現的；而第四項考核方式，為個體是最難實現的一項，因為它涉及“好學生”的選拔過程，對整個學生進行額外輔導、進行監督和管理的過程，對學生成果進行評定、驗收與解題的過程；整個過程需要相當的人力、物力和較長的時間。同時，該項措施的實行最好是有相應的科研項目支撐。因此，對于第四項考核在實際進行中可根據學校自身的條件進行。

對于第三項考核，雖然在實行過程當中也會遇到實際困難，但這一項考核是普遍性原則培養的一部分，是必須嚴格執行的。實驗考核目前遇到的困難主要體現在兩個方面：

第一，由于對實驗部分考核分量的增加，實驗課時也隨著增多，這樣會使原有的實驗教學資源不能滿足當前的需要。解決該問題的辦法之一是學校改變現有的教學管理模式，確保實驗室在時間、空間、設備資源和實驗內容上的全面開放，充分利用實驗室資源，提高學員實際動手能力、工程實踐能力和科技創新能力。另外解決該問題的途徑是通過資金購買更多的實驗室資源。

第二，師資力量不足。解決該問題不是一蹴而就的，建立一支實力雄厚的“微機原理與接口技術”課程的師資隊伍是一個漫長的過程，也是課程建設和改革不斷有所成就的關鍵。解決該問題的方法可以通過內部挖掘和外部引進兩種方式。當然，一定要保證課程師資隊伍在學歷、年齡、職稱、知識結構等方面合理，更重要的是要有一個甘于奉獻、學科基礎扎實、實踐經驗豐富、長期保持穩定的實驗教師群體。

六、結束語

“微機原理與接口技術”作為一門承上啟下的專業基礎課，對學生整個專業的學習過程起到非常重要的作用。為了深化該課程的改革，筆者對該課程的考核改革進行了探討和研究，在其課程考核中既要考查學生的基礎知識和基本理論，又要考核學生掌握該領域的前沿知識、閱讀專業資料的能力，同時更注重培養學生的實踐動手能力、解決實際問題的能力和創新能力。考核方式的改革對該課程的教學意義重大，本校在后續的教學進程中將還將繼續健全和完善“微機原理與接口技術”的考核方式。

參考文獻：

[1]孫琦，韓亮，李秀芝.《微機原理及接口技術》教學方法的研究[A].

北京高教學會實驗室工作研究會2010年學術研討會論文集[C].2010.

[2]李明.微機原理與接口技術課程實驗教學改革探究與實踐[J].南昌教育學院學報（高等教育），2011，26（2）：50-51.

篇10

關鍵詞：微型原理及應用；教學方法；探討

中圖分類號：TP301 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9599 （2013） 02-0000-02

1 引言

《微機原理及應用》課程是一門理論與實踐知識并重的課程，是學生學習和掌握計算機硬件知識和匯編語言程序設計及常用接口技術的入門課程。該課程要求學生能夠將理論知識與實踐技能有機結合起來建立微機系統的整體概念，掌握微機電子控制系統軟、硬件開發的基本方法。通過多年的教學實踐，學生普遍反映該課程入門難、操作難，很多概念比較抽象，不易理解。結合多年的教學實踐，下面主要針對課堂教學與實驗實踐兩方面的教學方法進行探討。

2 課堂教學

2.1 課堂教學內容

根據教學大綱要求，系統總結現有教學內容，遴選知識更新及時、知識面覆蓋廣、重點突出的教材，所選教材既要有全面的理論知識，也要有適合學生的實踐內容來幫助學生更好的理解所學理論知識。在教學過程中避免將相關的內容簡單地疊加在一起，應以CPU―存儲器―接口這樣的微機系統結構為基礎，以“CPU尋址獲取待處理的數據―計算―輸出”工作原理模型為主線，堅持“必需、夠用”的原則，將課本上必學知識點科學、有序的串接起來。

根據課堂教學需求，對現有的教學課件、視頻和圖片進行系統歸納總結，抓住教學課程中的重點，讓學生把更多的時間和精力放在重點知識的學習上，做到有的放矢，難易結合、重點突出的教學內容也能提高學生對該課程的興趣。

2.2 課堂教學方法探討

（1）優化教學設計，明確教學內容，突出重點難點。優化課堂教學設計，精心安排教學步驟，巧妙設計教學內容，合理分配教學時間，使教師的教和學生的學，相得益彰，和諧融洽。根據本專業的特點，針對大綱要求、教學目標及不同層次的學生群體，精心設計策劃每節課的重、難點的處理方法。在課堂上，靈活應用教學方法和藝術，采用多種方式、從不同角度進行講解，深入淺出，舉一反三，使絕大多數學生達到對必須掌握的知識點透徹理解。

《微機原理及應用》是以8086/8088微處理器為主，主要講述指令的組成及應用，包括CPU的組成原理、內存單元的存儲原理、尋址方式等，實驗實踐部分以基本接口電路的原理與編程、系統設計的基本方法為重點。

（2）注重師生互動，開展雙向交流。課堂教學不搞“一言堂”，授課時以學生為中心、教師為主體進行師生互動，引導學生如何學習，開闊學生的思路，調動學生的積極性和學習的主觀能動性，激發學生學習興趣和求知欲，啟發開導學生思維方式，變被動灌輸為主動學習，做到“教”與“學”充分結合。在分階段學習中，通過習題課、課堂討論、課外答疑、網絡輔導等形式促進教與學的進一步互動，提高教學質量，實現師生雙向交流。

（3）充分運用多媒體技術，提高教學效果。課程通過計算機技術、網絡技術和多媒體技術，集文字、圖像、聲音、視頻影像、動畫等各種信息于一體進行教學，將抽象、難懂、復雜的知識點采用形象、直觀、生動的進行演示。運用多媒體課件輔助教學，配合文本教材，展示教學內容，可重現課程內容，效果良好，達到了開拓視野、深化基礎理論、提高教學效率、提高學習興趣、提升教學效果以及激發學生的創新能力等目的。學生還可以根據自己的安排自學多媒體網絡課件，學習時間和地點靈活掌握，充分發揮了學生在學習過程中的自主作用。

3 實驗教學

3.1 實驗內容的選擇

在實踐教學過程中讓學生在掌握匯編語言的調試過程的基礎上，通過實驗熟練掌握與輸入輸出相關的指令、中斷和接口技術。根據不同階段實驗，實驗內容分為基礎驗證性實驗、應用設計性實驗和綜合設計性實驗。

（1）基礎驗證性實驗。基礎驗證性實驗主要有硬件的認知、指令系統實驗、匯編語言程序設計實驗。該階段實驗與理論教學同步，以單元實驗為基礎，通過實驗使學生掌握一定的硬件知識、軟件知識及其工作原理，熟練應用常用接口芯片的功能和基本用法。實驗內容以驗證性實驗為主，主要讓學生熟悉編程和調試環境，練習常用指令的使用，示范引導學生迅速掌握應用軟件和編寫程序的方法。通過實驗使學生的軟、硬件調試的能力逐步得到鍛煉，對基礎知識的理解進一步加深。

（2）應用設計性實驗。以基礎驗證性實驗為基礎，開展應用設計性實驗。通過實驗，重點解決學生在理論知識學習過程中發現的問題及難點，鞏固學習效果。應用設計性實驗采用單元電路模塊組合，根據多種特定功能要求，設計較為復雜的接口電路及控制程序。在實驗過程中，以學生查閱相關資料、自己確定設計方案為主，輔以教師提供的設計思想和設計方法，學生自行開展設計、自行調試接口電路及相關控制程序。

（3）研究創新型綜合實驗。對一些學習興趣比較濃厚、基礎又較好的學生群體，在較好的完成應用設計性實驗后，大力鼓勵他們開展研究創新型綜合實驗。研究創新型綜合實驗是一個綜合型研究開發的小課題，根據工程實際，課題由學生自主提出，并與指導教師溝通交流，確定課題的可行性，通過查閱資料初步形成實施方案。在課題的研究過程中，老師主要負責把握研究課題可行性和難易程度，學生自主完成所有前期相關資料的收集整理及后期電路的設計、軟件的編寫等工作。最后，老師根據課題的完成情況對學生和課題做出綜合評價。

3.2 實驗教學模式探討

（1）開放實驗內容，為學生創造寬松條件做活創新實驗。在基礎驗證性實驗、應用設計性實驗和研究創新型綜合實驗實踐過程中，以適用性、趣味性的實驗課題為主，開放實驗內容，學生可以選擇自己感興趣的實驗課題。在開展實驗課題之前，學生自主查閱并消化吸收與課題相關資料，設計實驗方案，獨立完成實驗，最后提交實驗報告。

（2）以課程設計為主導、培養學生的綜合素質。課程設計是學生綜合運用所學知識的過程，是實踐教學中的重要組成部分，是學生鍛煉動手能力和提高綜合應用能力的重要階段。教師首先下發課程設計任務，同時提供一些與課程設計相關資料，并指導學生加以認真閱讀思考。隨著設計的進一步推進，學生會通過消化吸收收集的相關資料，根據課程設計要求把相關所用到的知識點逐步串接起來，進而形成課程設計的總體框架。在課程設計整個過程中，注重挖掘學生的潛力，教師僅提供整體設計思路，學生自主提出設計方案。設計方案提出后，教師與學生一起評議確定具體設計方案，學生根據具體設計方案，獨立自主完成軟件設計、硬件電路設計及程序調試。通過課程設計，邁出了學生從理論知識到實踐的關鍵一步，培養了學生對理論的運用能力和綜合實踐能力。

4 結束語

在實際的教學過程中，課堂與實驗實踐相結合的教學方法，取得了較好的教學效果。通過學習基礎課程理論學習和開展實驗實踐環節，學生的邏輯思維能力、創新能力和獨立分析解決問題的能力都得到了逐步地培養和進一步提高。在今后的教學過程中，還需要堅持不懈的不斷研究改革教學內容、方法和手段，采取多種途徑進一步提高教學質量。

參考文獻：

[1]余建坤，黃同成，劉湘濤，等.《微機原理與接口技術》課程改革的研究與實踐[J].邵陽學院學報（社會科學版），2008年S1期.