時(shí)間：2022-10-09 05:03:56
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：微機(jī)原理與接口技術(shù)；實(shí)踐教學(xué)；四層實(shí)踐教學(xué)模式
中文分類號(hào)：G623文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044(2011)01-0240-02
Reacher on the Reform on the Practical Teaching Mode of The Principle and Interface Technology of Microcomputer
WANG Wei1,2, ZHOU Ning-ning1,3
(1.Tongda College, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210003, China; 2.College of Continuing Education, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210003, China; 3.College of Computer, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210003, China)
Abstract: The Principle and Interface Technology of Microcomputer is a course with great applicability and practical teaching is an essential part in the whole teaching process. In this article we mainly disscuss the reforming attempt in the pattern of this course and come to the conclusion that we can fully cultivate the comprehensive ability and innovative ability of the students with the four layers of practical teaching mode.
Key words: the principle and interface technology of microcomputer; practical teaching; the four layers of practical teaching mode
微機(jī)原理與接口技術(shù)是計(jì)算機(jī)、電子信息類等工科專業(yè)計(jì)算機(jī)硬件課程體系中的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。內(nèi)容涵蓋微機(jī)原理、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)及微機(jī)接口技術(shù)，兼顧硬件和軟件2個(gè)方面，具有實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣的特點(diǎn)。因此實(shí)踐教學(xué)在該課程中占有很重要的地位。學(xué)生只有通過(guò)實(shí)踐環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)和操作，才能夠掌握微機(jī)系統(tǒng)的工作原理、常規(guī)接口技術(shù)及其應(yīng)用，加深基本概念的理解。
1 微機(jī)原理與接口技術(shù)實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀
1）課時(shí)安排上重理論、輕實(shí)踐
目前，該課程共安排四次實(shí)踐課，內(nèi)容包括兩次匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)，運(yùn)用定時(shí)/計(jì)數(shù)器8254設(shè)計(jì)流光發(fā)生器以及利用系統(tǒng)定時(shí)源設(shè)計(jì)定時(shí)中斷程序。實(shí)踐課時(shí)過(guò)少。兩次匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的實(shí)踐，根本沒辦法達(dá)到“深入理解機(jī)器工作基本原理和培養(yǎng)低層編程意識(shí)及思想”的匯編語(yǔ)言學(xué)習(xí)目的。[1]而匯編語(yǔ)言理解的不透徹，會(huì)直接影響接口部分的實(shí)現(xiàn)能力。
2）教學(xué)內(nèi)容上重軟件、輕硬件
大部分的實(shí)驗(yàn)都是在PC機(jī)上，編寫一些匯編程序，只有設(shè)計(jì)流光發(fā)生器這個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能真正動(dòng)手參與硬件電路的連接，但這基本上也是一個(gè)芯片功能驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)課上，老師把程序編寫好，學(xué)生照著老師的步驟連接好各種線路，再把程序錄入、調(diào)試運(yùn)行，觀察結(jié)果寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告就行了。最后導(dǎo)致所有學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告都是一個(gè)結(jié)論。基本上學(xué)生沒有自主的創(chuàng)新環(huán)節(jié)。
此外，本課程理論課主要學(xué)習(xí)了8254定時(shí)/計(jì)數(shù)器、8259中斷控制器、8250串行接口芯片和8255并行接口芯片等典型芯片的工作原理，但由于實(shí)踐學(xué)時(shí)較少，在實(shí)踐操作中并沒有全部涉及到。實(shí)踐環(huán)節(jié)的欠缺，導(dǎo)致很多同學(xué)尤其是通達(dá)學(xué)生普遍感到“微機(jī)原理與接口技術(shù)”這門課難學(xué)、難懂、概念抽象、感性認(rèn)識(shí)差。學(xué)生學(xué)習(xí)完了這門課程后，對(duì)于接口芯片工作原理和在計(jì)算機(jī)中的實(shí)際應(yīng)用模糊不清，更談不上創(chuàng)新設(shè)計(jì)。這和學(xué)院“培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才”的目標(biāo)是不相符的。
2 微機(jī)原理與接口技術(shù)實(shí)踐教學(xué)模式改革
當(dāng)今實(shí)踐教學(xué)目的除了驗(yàn)證基本理論和掌握基本應(yīng)用外，更主要的是培養(yǎng)學(xué)生研究能力、創(chuàng)新能力和和思維方式以及工程實(shí)踐能力。[2]為此南京郵電大學(xué)通達(dá)學(xué)院在微機(jī)原理與接口技術(shù)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容設(shè)置上充分考慮上述能力的培養(yǎng)，進(jìn)一步加強(qiáng)理論與實(shí)踐的結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和思維方式，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和綜合素質(zhì)。以適應(yīng)“應(yīng)用型創(chuàng)新人才”的培養(yǎng)要求。
為適應(yīng)“應(yīng)用型創(chuàng)新人才”的培養(yǎng)要求，我們將實(shí)踐教學(xué)體系分為四個(gè)層次。形成軟件實(shí)驗(yàn)、硬件基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)和課外科研的結(jié)構(gòu)模式。
前兩個(gè)階段主要進(jìn)行匯編語(yǔ)言軟件實(shí)驗(yàn)和硬件驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)。主要是加深鞏固基礎(chǔ)理論知識(shí)，以培養(yǎng)學(xué)生理解機(jī)器工作基本原理和培養(yǎng)低層編程意識(shí)的基本能力以及書寫規(guī)范實(shí)驗(yàn)報(bào)告的能力。本階段的實(shí)驗(yàn)要緊扣實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書和實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱。要求實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書有詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)要求、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)資源配置、實(shí)驗(yàn)的硬件連接與軟件編程和實(shí)現(xiàn)功能等。使得學(xué)生快速學(xué)習(xí)和理解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
實(shí)訓(xùn)是綜合性和研究性的實(shí)踐。可以分為必做和選做兩部分。必做題每個(gè)學(xué)生都必須完成的實(shí)驗(yàn)，主要進(jìn)行簡(jiǎn)單硬件設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。選做部分主要進(jìn)行硬件綜合型實(shí)驗(yàn)，學(xué)生每5-7人一組，在教師指導(dǎo)下自由選題，不完全受課堂教學(xué)內(nèi)容限制，合作完成實(shí)驗(yàn)。從而進(jìn)一步拓寬學(xué)生的知識(shí)面，提高學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新實(shí)踐能力。[3]
在本階段可以引入PBL教學(xué)法。基于問(wèn)題學(xué)習(xí)(prob lem2based learning, PBL)的教學(xué)方法是由美國(guó)神經(jīng)病學(xué)教授Barrows在加拿大McMaster大學(xué)醫(yī)學(xué)院首先試行的一種教學(xué)模式。此種教學(xué)模式以問(wèn)題為基礎(chǔ)展開教學(xué)，以學(xué)生為中心，學(xué)生的自學(xué)能力得到培養(yǎng)，并且發(fā)展學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題能力、綜合思考能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。大致分為問(wèn)題提出、資料查閱、討論研究和總結(jié)反思4個(gè)主要步驟。每個(gè)問(wèn)題沒有固定的解決方法，學(xué)生之間互相合作、共同探究，逐步尋找問(wèn)題的解決方法。以學(xué)生自主學(xué)習(xí)和自我探究為主，作為合作者的教師僅在關(guān)鍵時(shí)刻起到點(diǎn)撥和引導(dǎo)作用[4]。
微機(jī)原理與接口技術(shù)實(shí)訓(xùn)必做題階段表現(xiàn)突出的同學(xué)可以擔(dān)任組長(zhǎng)，由其選擇組員并確定題目。在教師指導(dǎo)下分工合作，查閱資料、小組討論，提出合理的實(shí)驗(yàn)方案。實(shí)驗(yàn)室采用開放式教學(xué)模式，在實(shí)驗(yàn)時(shí)間和空間上開放。給學(xué)生充分的自主學(xué)習(xí)和自我研究的空間。此階段以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力為主。要鼓勵(lì)學(xué)生求新、求異，在成績(jī)?cè)u(píng)定時(shí)，不要過(guò)于強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的成功，防止學(xué)生為追求成績(jī)而選擇過(guò)于保守的方案。
課外科研活動(dòng)利用學(xué)生的課外時(shí)間，采取學(xué)生自愿報(bào)名，與學(xué)生會(huì)科協(xié)合作的方式，成立若干個(gè)課外創(chuàng)新小組。課程組的老師根據(jù)自己研究的課題帶領(lǐng)創(chuàng)新小組與研究生相結(jié)合進(jìn)行一些科研活動(dòng)。如課題組的老師設(shè)計(jì)完成的“PD-32開放式微型計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置”，該裝置真正體現(xiàn)了32位微機(jī)的特點(diǎn)，學(xué)生通過(guò)在該裝置上的實(shí)驗(yàn)操作，能進(jìn)一步加深對(duì)接口原理的理解。已廣泛的應(yīng)用在本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。
3 結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)本課程實(shí)踐內(nèi)容的改革與嘗試，提高了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生良好的學(xué)習(xí)行為和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，提高了學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新能力。我們將在實(shí)踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和不足。隨著微機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，不斷更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更貼近工程實(shí)際，并結(jié)合科研項(xiàng)目開發(fā)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。只有這樣才能更好的培養(yǎng)出符合現(xiàn)代社會(huì)需求的應(yīng)用型創(chuàng)新人才。
參考文獻(xiàn)：
[1] 王爽.匯編語(yǔ)言[M].2版.北京:清華大學(xué)出版社,2008:2-3.
[2] 呂淑平,朱齊丹,曾薄文.微機(jī)原理及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù),2010,8(3):91-92.
【關(guān)鍵詞】微計(jì)算機(jī)技術(shù)；實(shí)驗(yàn)；教學(xué)
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種教學(xué)手段，能給我們帶來(lái)真實(shí)的實(shí)用環(huán)境，微計(jì)算機(jī)技術(shù)是理論性很強(qiáng)的課程，尤其需要這樣的輔助教學(xué)手段讓學(xué)生有更直觀的認(rèn)識(shí)。
1.微計(jì)算機(jī)技術(shù)教學(xué)中的突出問(wèn)題[1]
微計(jì)算機(jī)技術(shù)是電子信息類專業(yè)重要的基礎(chǔ)課程，包含兩大部分內(nèi)容：匯編語(yǔ)言與接口技術(shù)，這兩部分內(nèi)容都是難啃的骨頭，匯編語(yǔ)言的難點(diǎn)在于它和硬件的無(wú)限貼近，很多有高級(jí)語(yǔ)言學(xué)習(xí)背景的人將其視為“用牙簽吃飯”，學(xué)習(xí)起來(lái)覺得步伐太慢，成效太低，更大的教學(xué)問(wèn)題是很多學(xué)生的“無(wú)用論”，學(xué)了用處不大，很費(fèi)力氣；接口的難點(diǎn)在于軟件學(xué)習(xí)背景的同學(xué)在硬件的芯片理解很難深入，對(duì)各種芯片的工作特性從認(rèn)識(shí)到掌握的過(guò)程顯得很費(fèi)力，各個(gè)芯片的協(xié)同工作也很難應(yīng)用靈活，所以實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)在這樣的背景下，就顯得尤為重要，我們將實(shí)驗(yàn)的設(shè)置越是趨于合理，學(xué)生才能在理論和應(yīng)用的環(huán)節(jié)少走彎路，才能真正達(dá)到良好的學(xué)習(xí)效果。
2.在實(shí)驗(yàn)中解決突出問(wèn)題
2.1 合理的設(shè)置實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)是一種有效的教學(xué)手段，絕對(duì)不能定位在一個(gè)教學(xué)任務(wù)的層面，在教育思想上，實(shí)驗(yàn)設(shè)置需要符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，使實(shí)驗(yàn)成為教學(xué)內(nèi)容的載體，應(yīng)該體現(xiàn)思維方法和認(rèn)知過(guò)程；在體系上，要建立較為完整的體系，突出各部分之間的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)設(shè)置最好有一定的相關(guān)性，各個(gè)實(shí)驗(yàn)不孤立存在，比如在做定時(shí)器/計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)里最好用上并行接口芯片；增加實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)性，除了嚴(yán)格完成驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，需要給一部分開放性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力和素質(zhì)，其實(shí)每個(gè)教育者都很清楚，這種能力才是大學(xué)階段最應(yīng)該培養(yǎng)的。為了滿足如上的要求，可以對(duì)課程做合理的調(diào)整，比如增加實(shí)驗(yàn)課時(shí)，調(diào)整現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)順序，盡早的開展實(shí)驗(yàn)，由課程組的幾個(gè)老師分管各個(gè)實(shí)驗(yàn)等，只要對(duì)授課有幫助的調(diào)整都可以嘗試。
2.2 注重實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)
實(shí)驗(yàn)從時(shí)間上分有三個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)前、實(shí)驗(yàn)中、實(shí)驗(yàn)后，為了取得較好的實(shí)驗(yàn)效果，實(shí)驗(yàn)中“充分”調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，需要在實(shí)驗(yàn)前做一些輔助工作，提前布置實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，給學(xué)生足夠的時(shí)間思考并能提出有針對(duì)性的問(wèn)題，為實(shí)驗(yàn)過(guò)程的互動(dòng)做好準(zhǔn)備，同時(shí)讓同學(xué)們對(duì)實(shí)驗(yàn)有明確定位，實(shí)驗(yàn)是借助實(shí)驗(yàn)設(shè)備驗(yàn)證我們的想法，首先必須有想法，否則設(shè)備對(duì)你來(lái)說(shuō)和一堆廢品沒有兩樣，實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備就尤為重要，有能力的同學(xué)可以事先制定實(shí)驗(yàn)方案。對(duì)于在實(shí)驗(yàn)前作了充分準(zhǔn)備的同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中一定是會(huì)有較大收獲的，實(shí)驗(yàn)是在“做”中學(xué)，如果順利，說(shuō)明我們把本次實(shí)驗(yàn)需要的知識(shí)理解的較為透徹，這一類學(xué)生可以從合作走向真正的獨(dú)立，大多數(shù)同學(xué)實(shí)驗(yàn)不會(huì)很順利，這里面有兩種情況，一是沒準(zhǔn)備或者準(zhǔn)備不充分的，還有一類是以前有“欠債”的同學(xué)，這一類同學(xué)應(yīng)該正確應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題，首先不要因?yàn)闆]做好，自信心就受到極大傷害，要將問(wèn)題作為實(shí)驗(yàn)給我們帶來(lái)的附加收獲，一般來(lái)講，實(shí)驗(yàn)的設(shè)置都是循序漸進(jìn)的，很多問(wèn)題可以反映你對(duì)其他知識(shí)環(huán)節(jié)的熟練程度，哪里出了問(wèn)題修補(bǔ)哪里。實(shí)驗(yàn)后需要做的事情是認(rèn)真梳理在本次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的思路，總結(jié)收獲，將其寫成完整的報(bào)告，很多同學(xué)不重視寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，經(jīng)常將實(shí)驗(yàn)大綱按部就班的抄到報(bào)告上，很多同學(xué)不清楚，寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告是對(duì)所學(xué)知識(shí)清楚表達(dá)的有效途徑，還有的同學(xué)將實(shí)驗(yàn)報(bào)告寫成“感想”、“散文”，思路不清晰、用詞不準(zhǔn)確的情況隨處可見，應(yīng)該讓學(xué)生在本科階段學(xué)會(huì)寫好實(shí)驗(yàn)報(bào)告，加強(qiáng)這種基本素質(zhì)的鍛煉。
2.3 實(shí)驗(yàn)的形式多樣化
2.3.1 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)
學(xué)習(xí)微計(jì)算機(jī)技術(shù)這門課程難度大，很重要的原因匯編語(yǔ)言和芯片本身需要記憶的知識(shí)比較多，從認(rèn)識(shí)到掌握有很大的一個(gè)跨度，在理論講授階段，教師除了對(duì)基本知識(shí)進(jìn)行介紹，更要對(duì)重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行有效梳理，比如匯編語(yǔ)言中的尋址方式，各種尋址方式僅僅是一種記錄形式，這種形式是告知編譯環(huán)境存取數(shù)據(jù)的規(guī)則，所有人都遵守同樣的規(guī)則，操作對(duì)象才可以在cpu和存儲(chǔ)器之間來(lái)去自如，種類多是因?yàn)閷?shí)際問(wèn)題里有這么多種數(shù)據(jù)類型需要處理，尋址方式重要是因?yàn)槲覀冸S時(shí)隨地的要使用它，猶如我們?cè)诟呒?jí)語(yǔ)言中要隨時(shí)隨地使用數(shù)據(jù)類型一樣，我們需要對(duì)其進(jìn)行較為深入的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，設(shè)置場(chǎng)景，選用不同的尋址方式，處理相同的問(wèn)題，讓學(xué)生深刻領(lǐng)會(huì)各種尋址的作用[2]。
2.3.2 開放性實(shí)驗(yàn)
對(duì)于一些看似容易懂，但實(shí)際能達(dá)到靈活應(yīng)用的水平還差很遠(yuǎn)的環(huán)節(jié)，開展開放性實(shí)驗(yàn)是很有必要的，教師只給基本要求和實(shí)驗(yàn)設(shè)備，讓學(xué)生自行分組、自己制定實(shí)驗(yàn)方案并且寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，當(dāng)然這個(gè)過(guò)程序需要教師協(xié)助，這個(gè)過(guò)程其實(shí)對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)相當(dāng)復(fù)雜，開展初期也相當(dāng)耗費(fèi)時(shí)間，但對(duì)于二三年級(jí)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，是一個(gè)絕佳的鍛煉機(jī)會(huì)。
以并行接口8255為例，芯片本身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，8255的初始化程序設(shè)計(jì)也不難，很多同學(xué)覺得學(xué)習(xí)起來(lái)不會(huì)像8259那樣吃力，但是真正能靈活應(yīng)用還有很長(zhǎng)的路，比如鐵路遠(yuǎn)程自動(dòng)供水系統(tǒng)、植物恒溫控制系統(tǒng)等[3]應(yīng)用需要并行接口，多路搶答器，音樂(lè)程序也都需要并行接口，所以簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性試驗(yàn)過(guò)后，有必要給學(xué)生提供更大的空間去認(rèn)識(shí)這個(gè)接口。
學(xué)生在這個(gè)過(guò)程里要查閱資料，查閱資料我們提倡“就近原則”，即先從能看懂的開始，和自己的知識(shí)對(duì)接，這也是自主學(xué)習(xí)模式所提倡的，學(xué)習(xí)者只有按照一種與自我概念相吻合的學(xué)習(xí)模式，才能稱之為意義學(xué)習(xí)[4]。準(zhǔn)備相當(dāng)充分的資料基礎(chǔ)上，制定解決方案，這個(gè)過(guò)程可以合作完成，合作前提的學(xué)習(xí)會(huì)讓學(xué)習(xí)者舒緩壓力、建立自信、通過(guò)合作正確評(píng)價(jià)自我，從而走向真正的獨(dú)立。最后是實(shí)驗(yàn)的實(shí)施，詳盡記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果，對(duì)遇到的問(wèn)題能解釋或解決，書寫完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
3.總結(jié)
實(shí)驗(yàn)教學(xué)雖然是一種教學(xué)手段，但這種輔助作用存在很大的伸縮性，如果實(shí)驗(yàn)設(shè)置合理，環(huán)節(jié)安排得當(dāng)，形式符合認(rèn)知規(guī)律，實(shí)驗(yàn)的作用不可替代，但是這個(gè)過(guò)程也需要教師付出很多心血，對(duì)教師的工作提出更高要求，對(duì)師生雙方都是自我建設(shè)和提高的過(guò)程，所以值得深入研究和努力探索。
參考文獻(xiàn)：
[1]張小紅.微機(jī)原理與接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討[J].中國(guó)教育技術(shù)裝備，2012.7：113-114.
[2]李欣光.微機(jī)原理與接口實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與探索[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2009（8）：44-45.
[3]白莉媛.Intel 8255A微機(jī)芯片的應(yīng)用[J].光盤技術(shù)，2006，6.
一、《微機(jī)原理與應(yīng)用》課程教學(xué)存在的問(wèn)題
1.生源基礎(chǔ)不同。高職院校不同于其他類型的高校，它的生源由兩部分組成，即普通高中學(xué)生和職業(yè)高中學(xué)生，由于課程安排，教學(xué)重點(diǎn)的差異，計(jì)算機(jī)課的基礎(chǔ)相差比較大，特別是普高學(xué)生在高中階段沒有接受過(guò)《微機(jī)原理與應(yīng)用》課程的教育，而職業(yè)高中階段計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了微機(jī)原理的基礎(chǔ)課程。在教學(xué)中，有同學(xué)反映，有些內(nèi)容沒有聽懂就講過(guò)去了，而有的同學(xué)卻說(shuō)這部分在職高學(xué)過(guò)，可以一帶而過(guò)。可見兩種生源在同一班級(jí)學(xué)習(xí)，給《微機(jī)原理與應(yīng)用》課程教學(xué)加大了難度。
2.大班授課。由于班級(jí)容量較大，如有些班級(jí)接近200人，許多學(xué)生反映聽課效果不好，積極性不高，可見，大班授課嚴(yán)重影響了教學(xué)效果。
3.重理論，輕實(shí)踐。《微機(jī)原理與應(yīng)用》課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，現(xiàn)有《微機(jī)原理與應(yīng)用》課程的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)往往比較有限，但實(shí)驗(yàn)內(nèi)容卻涉及匯編語(yǔ)言的編程、計(jì)算機(jī)接口技術(shù)等眾多內(nèi)容，所以實(shí)驗(yàn)內(nèi)容只能是按部就班的固定題目和模式，達(dá)不到訓(xùn)練學(xué)生分析問(wèn)題、動(dòng)手解決問(wèn)題的能力的目的，有限的時(shí)間還使得實(shí)驗(yàn)中普遍存在抄襲現(xiàn)象，很難保證課程實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量。作者在教學(xué)過(guò)程中多次聽到學(xué)生有這樣的疑問(wèn)，“學(xué)《微機(jī)原理與應(yīng)用》有什么用”、“什么是《微機(jī)原理與應(yīng)用》”等。計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展快，實(shí)踐性強(qiáng)，應(yīng)用面廣，我們教育的目的是培養(yǎng)學(xué)生堅(jiān)實(shí)的計(jì)算機(jī)軟硬件基礎(chǔ)，而更重要的是把所學(xué)的東西應(yīng)用到實(shí)際的工作中，在實(shí)際工作中找到《微機(jī)原理與應(yīng)用》的有用之處。因此在計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)過(guò)程中加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力，培養(yǎng)其創(chuàng)新意識(shí)，應(yīng)該是我們教學(xué)的基本指導(dǎo)思想。
4.硬件投入缺乏。《微機(jī)原理與應(yīng)用》課程包括顯示程序?qū)嶒?yàn)、中斷特性及8259單一中斷應(yīng)用實(shí)驗(yàn)、可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器8253實(shí)驗(yàn)、中斷應(yīng)用實(shí)驗(yàn)等諸多的實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)需要用到一些實(shí)驗(yàn)裝置，可是由于相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境較差、實(shí)驗(yàn)設(shè)備缺乏，只能在機(jī)房讓學(xué)生做一些匯編程序，這嚴(yán)重影響了學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)效果。
5.師資不足。高職計(jì)算機(jī)教師隊(duì)伍里從事計(jì)算機(jī)軟件教學(xué)的較多，而由于《微機(jī)原理與應(yīng)用》課程知識(shí)點(diǎn)眾多、內(nèi)容龐雜、課程枯燥，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣，往往教師出力不討好，學(xué)生出不了好成績(jī)，造成計(jì)算機(jī)教師普遍對(duì)計(jì)算機(jī)硬件，如微機(jī)原理與應(yīng)用、接口技術(shù)、計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)等課程缺少熱情。所以，如何提高計(jì)算機(jī)教師硬件教學(xué)的熱情是一個(gè)比較重要的問(wèn)題。
二、高職院校《微機(jī)原理與應(yīng)用》課程教學(xué)改革對(duì)策
1.分小班授課，因材施教。所謂分小班授課，即將原來(lái)的一百多人一班分成30～40人一班上課，把同一層次的分在一班，如：將普高學(xué)生和職高學(xué)生分別編班，以利于在教學(xué)過(guò)程中加強(qiáng)分類指導(dǎo)，分級(jí)教學(xué)，因材施教，使不同基礎(chǔ)的學(xué)生都得到提高。
2.更新教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化教學(xué)模式。針對(duì)課程的硬件、軟件和接口三部分內(nèi)容，采用不同的教學(xué)模式。硬件部分和指令部分由于知識(shí)點(diǎn)眾多，采用授課的教學(xué)模式；軟件部分采用講授和實(shí)踐相結(jié)合的模式，通過(guò)編程實(shí)踐使學(xué)生掌握匯編語(yǔ)言的指令和編程特點(diǎn)，而不是一味的死記指令格式；接口部分可采取講授為主的教學(xué)模式，輔助以相關(guān)接口實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生在微機(jī)系統(tǒng)及綜合應(yīng)用方面的能力。這樣通過(guò)轉(zhuǎn)變教學(xué)模式，逐漸變成以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)，改變了現(xiàn)有的教學(xué)方式。
3.采用先進(jìn)的教學(xué)手段。采用現(xiàn)代化教學(xué)手段，采用大屏幕投影、電子教室、電子教案、CAI課件和機(jī)房授課的方法,利用現(xiàn)代化教學(xué)手段加大課程的信息量，同時(shí)輔以黑板教學(xué)，實(shí)物展示(如：講到接口處可以拿一芯片)，使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)產(chǎn)生直觀映像，很快進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。
4.鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)與實(shí)踐相結(jié)合。對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)而言，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是教學(xué)過(guò)程中一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。為培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的意識(shí)，可以加上提前預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)的環(huán)節(jié)，每次實(shí)驗(yàn)均應(yīng)有相應(yīng)的預(yù)習(xí)報(bào)告，以使學(xué)生不盲目地僅為完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容而做實(shí)驗(yàn)，而是要求他們做完一個(gè)實(shí)驗(yàn)后便有一定的收獲，得到一定的能力訓(xùn)練。每次實(shí)驗(yàn)，老師提出要求，而選題、設(shè)計(jì)、擬定實(shí)施方案、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果，最后給出具有一定見解的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，這些都由學(xué)生自己獨(dú)立完成。為保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，端正學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的態(tài)度，調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)的積極性，應(yīng)該加大實(shí)驗(yàn)考試成績(jī)?cè)谡n程總成績(jī)中的比重，側(cè)重考核學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。這樣可極大地提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)與實(shí)習(xí)的重視程度。
5.改善實(shí)驗(yàn)環(huán)境，配置實(shí)驗(yàn)設(shè)備。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施中，只有擁有了良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境和齊全的實(shí)驗(yàn)設(shè)備才可以實(shí)踐，才談得上與實(shí)踐相結(jié)合。為學(xué)生提供一流的實(shí)驗(yàn)環(huán)境是提高計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)質(zhì)量的有力保證，其中包括設(shè)備的到位和設(shè)備的良好運(yùn)轉(zhuǎn)。
[關(guān)鍵詞] 應(yīng)用型本科；電子信息工程；微機(jī)原理
中國(guó)分類號(hào)：H191
電子信息工程專業(yè)是直接服務(wù)于我國(guó)通信、電子行業(yè)的重要工科專業(yè)。隨著通信業(yè)和電子工業(yè)的不斷發(fā)展，其中以計(jì)算機(jī)為核心的通信技術(shù)得到迅猛的發(fā)展。可以說(shuō)只有充分掌握計(jì)算機(jī)技術(shù)的電子信息工程專業(yè)學(xué)生，才能夠適應(yīng)時(shí)展的要求。
對(duì)于電子信息工程專業(yè)的學(xué)生而言，在大學(xué)四年中所學(xué)的知識(shí)是很有限的。為了讓學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)掌握更多的專業(yè)技術(shù)，那么人才的培養(yǎng)方案應(yīng)著重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，以符合應(yīng)用技術(shù)型人才的培養(yǎng)要求。
《微機(jī)原理》對(duì)電子信息工程專業(yè)的學(xué)生在理解和掌握計(jì)算機(jī)本質(zhì)和工作原理上有著不可替代的作用。并且對(duì)學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)的單片機(jī)、DSP等課程起到十分重要的作用。因此，為了滿足電子信息工程專業(yè)人才培養(yǎng)的實(shí)際需求，要有針對(duì)性地強(qiáng)化《微機(jī)原理》課程中的學(xué)習(xí)內(nèi)容。本文將從以下幾方面進(jìn)行探討。
一、 應(yīng)用型本科的教學(xué)目標(biāo)
按照《中華人民中和國(guó)高等教育法》本科學(xué)業(yè)教學(xué)的規(guī)定：學(xué)生能系統(tǒng)地掌握本學(xué)科專業(yè)所必須的基礎(chǔ)理論知識(shí)，具有從事本專業(yè)實(shí)際工作和研究工作的初步能力[1]。但是應(yīng)用型本科教育還要求所培養(yǎng)的學(xué)生符合高級(jí)工程的要求。因此所培養(yǎng)的畢業(yè)生必須具有較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力。要在人才培養(yǎng)過(guò)程中，注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力并在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中逐步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
二、 更新教學(xué)內(nèi)容
傳統(tǒng)的《微機(jī)原理》教學(xué)內(nèi)容要求學(xué)生重點(diǎn)掌握匯編指令，以及培養(yǎng)學(xué)生匯編語(yǔ)言的編程能力。但是8086系統(tǒng)早已淘汰不用，且匯編語(yǔ)言通用性不強(qiáng)，不同的系統(tǒng)匯編語(yǔ)言的結(jié)構(gòu)不同。那么針對(duì)培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才的教學(xué)目的，在《微機(jī)原理》的教學(xué)當(dāng)中應(yīng)該是重點(diǎn)講解微型計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理以及外部接口的使用[2]。計(jì)算機(jī)的二進(jìn)制運(yùn)算是本門課程的基礎(chǔ)內(nèi)容，是每個(gè)學(xué)生都要掌握的知識(shí)。當(dāng)學(xué)生有了二進(jìn)制運(yùn)算的基礎(chǔ)之后再適當(dāng)?shù)刂v解CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，目前微型計(jì)算機(jī)的CPU都是采用了哈佛結(jié)構(gòu)，而電子信息工程專業(yè)學(xué)生后期學(xué)習(xí)的DSP系統(tǒng)也是采用哈佛結(jié)構(gòu)，因此這部分的內(nèi)容也需要詳細(xì)地講解。考慮到電子信息工程專業(yè)的學(xué)生要具有電路設(shè)計(jì)的能力，特別是要掌握接口芯片的使用。那么在講解《微機(jī)原理》這一門課的時(shí)，要結(jié)合數(shù)字電路的知識(shí)，重點(diǎn)介紹微型計(jì)算機(jī)的接口芯片使用。例如：AD0809、8255、8253等這些常用的接口芯片，在電路設(shè)計(jì)上應(yīng)用很廣泛。而且這一部分的內(nèi)容是本門課程需要重點(diǎn)學(xué)習(xí)的內(nèi)容。另外，尋址方式和存儲(chǔ)器也是《微機(jī)原理》的一個(gè)重要內(nèi)容，這些知識(shí)為后續(xù)學(xué)習(xí)的單片機(jī)技術(shù)提供重要的理論基礎(chǔ)，在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時(shí)要從原理上掌握。
在計(jì)算機(jī)專業(yè)和控制類專業(yè)中，匯編語(yǔ)言這一部分的內(nèi)容是《微機(jī)原理》學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。但是考慮到電子信息工程專業(yè)的實(shí)際需要，這一部分的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)弱化處理。因?yàn)閰R編語(yǔ)言作為一門低級(jí)的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，如果只通過(guò)課堂的講解學(xué)生是很難接受的，只有通過(guò)大量的操作實(shí)驗(yàn)學(xué)生才能更好地理解。而且匯編語(yǔ)言通用性不強(qiáng)，學(xué)生在學(xué)了80x86系統(tǒng)的匯編語(yǔ)言之后，即使繼續(xù)從事本專業(yè)的研究工作也很少使用，因?yàn)椴煌奶幚砥餍酒瑓R編語(yǔ)言的結(jié)構(gòu)不同。在后期所學(xué)習(xí)的單片機(jī)、DSP系統(tǒng)等課程，普遍采用C語(yǔ)言編程。基于C語(yǔ)言的軟件開發(fā)平臺(tái)已經(jīng)非常成熟，而且C語(yǔ)言的通用性強(qiáng)。因此在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)少而精地講解匯編語(yǔ)言，同時(shí)要補(bǔ)充C語(yǔ)言的內(nèi)容。
三、更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)
《微機(jī)原理》是一門具有很強(qiáng)的應(yīng)用性的課程，很多內(nèi)容都可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)加以驗(yàn)證和實(shí)現(xiàn)，也就是說(shuō)，實(shí)驗(yàn)在這一門課程的教學(xué)中發(fā)揮著重要的作用。如果學(xué)生每次實(shí)驗(yàn)都能夠獨(dú)立正確地完成，那么將起到鞏固理論課堂中所學(xué)到知識(shí)的作用。既然教學(xué)內(nèi)容上發(fā)生了改變，那么《微機(jī)原理》的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)考核方式等也需要進(jìn)行改革。
首先，在傳統(tǒng)的《微機(jī)原理》教學(xué)中，匯編語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)占據(jù)了大部分的課時(shí)，但是實(shí)際收效的效果并不理想。因此，在《微機(jī)原理》實(shí)驗(yàn)中，匯編語(yǔ)言部分要壓縮課時(shí)量，讓學(xué)生掌握匯編語(yǔ)言的編寫和調(diào)試程序即可[3]。中斷和接口技術(shù)對(duì)于電子信息工程專業(yè)的學(xué)生而言，在今后的學(xué)習(xí)中會(huì)直接使用，是在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中應(yīng)該加強(qiáng)學(xué)習(xí)的內(nèi)容。芯片應(yīng)用也是在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中應(yīng)該增加課時(shí)量的內(nèi)容，可以培訓(xùn)學(xué)生對(duì)芯片使用，以增強(qiáng)學(xué)生設(shè)計(jì)電路板的能力。而且芯片的使用和電路的設(shè)計(jì)一直以來(lái)都是電子信息專業(yè)的學(xué)生應(yīng)該要具備有的能力。并且在芯片應(yīng)用實(shí)驗(yàn)中可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)怎么根據(jù)引腳定義進(jìn)行電子線路的連接、怎樣根據(jù)控制字的格式定義給芯片進(jìn)行初始化等。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不能僅僅局限于課本的幾款典型的可編程芯片，應(yīng)該要包含有AD、DA等芯片的使用，這也是電子信息工程專業(yè)的學(xué)生必須掌握的知識(shí)。
其次，教師應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)課前培養(yǎng)學(xué)生有預(yù)習(xí)的習(xí)慣與課后鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)會(huì)思考總結(jié)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，使學(xué)生能夠在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中鞏固在理論課中所學(xué)到的知識(shí)[4]。待學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容和基本實(shí)驗(yàn)步驟都熟練后，可以安排一些創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，在教師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析和討論，最終寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告或研究論文。
最后，根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的綜合能力進(jìn)行評(píng)定。最終的成績(jī)?cè)u(píng)定，應(yīng)當(dāng)采取實(shí)驗(yàn)成績(jī)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)考試成績(jī)相結(jié)合的方式進(jìn)行測(cè)評(píng)[5]。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中還應(yīng)當(dāng)開設(shè)與課程相關(guān)的課程設(shè)計(jì)。在規(guī)定的時(shí)間教師驗(yàn)收學(xué)生的課程設(shè)計(jì)作品并要求學(xué)生答辯，學(xué)生成績(jī)采用答辯和檢查學(xué)生完成課題情況評(píng)定。
四、更新教學(xué)方法
在傳統(tǒng)的《微機(jī)原理》教學(xué)中，注重培養(yǎng)的是學(xué)生的理論知識(shí)，而往往忽略了學(xué)生的實(shí)踐能力。那么在《微機(jī)原理》這門課中應(yīng)當(dāng)積極探索工程實(shí)踐能力，注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力[6]。但是傳統(tǒng)的教學(xué)方法中更多的是學(xué)習(xí)理論知識(shí)，往往忽略了學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，因此很難符合應(yīng)用型本科的人才培養(yǎng)要求。那么新的教學(xué)方法應(yīng)當(dāng)是學(xué)習(xí)在理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生參加社會(huì)實(shí)踐。隨著新的教學(xué)方法提出，那么考核手段也應(yīng)該伴隨著提出，考核方式再也不能以期末考試的形式考核學(xué)生的成績(jī)。學(xué)生的期末總評(píng)成績(jī)應(yīng)當(dāng)包括考試的成績(jī)加上平時(shí)成績(jī)，平時(shí)成績(jī)所占的分量應(yīng)該與考試成績(jī)占同等比重。更新的教學(xué)方法主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
在《微機(jī)原理》教學(xué)中，在課堂上能學(xué)到的都是理論知識(shí)。為了提高學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)踐能力，教師應(yīng)該除了課堂教學(xué)生理論知識(shí)，更應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)與課程相關(guān)的作品。其中所設(shè)計(jì)的作品算入期末總評(píng)的一部分。
指導(dǎo)學(xué)生多閱讀相關(guān)的課外書籍和文獻(xiàn)資料。《微機(jī)原理》是一門理論知識(shí)多、技術(shù)性強(qiáng)、實(shí)驗(yàn)技能要求高的專業(yè)課，如果只靠在課堂上所學(xué)得的知識(shí)是很難達(dá)到這一門課的要求，學(xué)生應(yīng)當(dāng)多閱讀查找相關(guān)的數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)資料[7]。那么在教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)根據(jù)課程內(nèi)容設(shè)立問(wèn)題，課后再讓學(xué)生查找資料并根據(jù)問(wèn)題的內(nèi)容撰寫報(bào)告。所撰寫的報(bào)告要明確寫出問(wèn)題的解決方法，而且所提出的方法必須要有依據(jù)，標(biāo)出方法的出處。最終學(xué)生所選的報(bào)告也應(yīng)當(dāng)算入期末總評(píng)的一部分。
五、結(jié)束語(yǔ)
本文在教學(xué)內(nèi)容上提出了減少匯編語(yǔ)言的內(nèi)容并增加接口芯片芯片應(yīng)用這一部分內(nèi)容以滿足電子信息工程專業(yè)的要求，在教學(xué)方法上提出工程訓(xùn)練式教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。經(jīng)過(guò)教學(xué)實(shí)踐證明新的教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方法以及教學(xué)方法的不斷應(yīng)用，使學(xué)生具有更強(qiáng)的實(shí)踐能力和學(xué)習(xí)能力。
[參考文獻(xiàn)]
[1]許青林，解爭(zhēng)龍，田俊華.《微機(jī)原理》課程教學(xué)改革探索[J].教育與職業(yè)學(xué)報(bào)，2007（9）：118-119.
[2]李寶華.基于研究性學(xué)習(xí)的高校教學(xué)改革[D].河南師范大學(xué)，2012.
[3]金紅.提高微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的方法探討[J].科技信息，2011（3）：143-148.
[4]潘麗峰.微機(jī)原理教學(xué)與學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[D].湖南師范大學(xué)，2008.
[5]顧濱.微機(jī)原理課程教學(xué)改革方案[J].江蘇廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào)，2000（12）：61-62.
關(guān)鍵詞:微機(jī)原理 微處理器 課程教學(xué) 改革創(chuàng)新 多媒體技術(shù)
《微機(jī)原理》課程是一門理論性、實(shí)踐性及應(yīng)用性均很強(qiáng)的課程,該課程的主要任務(wù)是使學(xué)生從理論和實(shí)踐上掌握現(xiàn)代微型計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)基本組成和工作原理、編程技術(shù)、硬件的連接,建立微機(jī)系統(tǒng)的整體概念,使學(xué)生掌握微機(jī)電子控制系統(tǒng)軟、硬件開發(fā)的基本方法,且具有初步的開發(fā)能力。針對(duì)這樣的現(xiàn)狀,作者結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐,認(rèn)為《微機(jī)原理》的課程教學(xué)應(yīng)該改革和創(chuàng)新。
一、改革教學(xué)內(nèi)容 與新技術(shù)同步
《微機(jī)原理》課程的信息量大、知識(shí)點(diǎn)比較零散、抽象、理論性很強(qiáng),而課時(shí)有限,因此,對(duì)微機(jī)原理教學(xué)內(nèi)容提出很高的要求,不僅要在有限的時(shí)間內(nèi)完成教學(xué)大綱規(guī)定的內(nèi)容,而且要緊跟微機(jī)發(fā)展的新技術(shù),使學(xué)生能夠掌握微機(jī)原理課程的精髓。
改革的主要思想是在傳統(tǒng)8086/8088微處理器的基礎(chǔ)之上,增加對(duì)現(xiàn)代微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的介紹,以Intel 80x86為核心,增加對(duì)高新技術(shù)的介紹以及總線等相關(guān)內(nèi)容的講解。并將硬件實(shí)現(xiàn)與匯編語(yǔ)言編程相結(jié)合,使學(xué)生更好地掌握計(jì)算機(jī)軟硬件知識(shí),正確建立微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的整體概念,為學(xué)生將來(lái)從事有關(guān)微型計(jì)算機(jī)的開發(fā)應(yīng)用、數(shù)字通信、工業(yè)控制、高級(jí)語(yǔ)言的編程設(shè)計(jì)以及多媒體技術(shù)領(lǐng)域的研究工作做好充分的準(zhǔn)備。
二、改革教學(xué)方法 提高教學(xué)效果
要保證好的教學(xué)效果,要求教師對(duì)自己講課的內(nèi)容要熟練,要合理組織,要重點(diǎn)突出有吸引力。同時(shí)要求教師要知識(shí)面寬廣,適時(shí)將相關(guān)學(xué)科和現(xiàn)代的科技成果和發(fā)展動(dòng)態(tài)擴(kuò)充在教學(xué)內(nèi)容中,使傳統(tǒng)理論、已有成果和新理論、新技術(shù)相結(jié)合;在講課過(guò)程中,注重把講課內(nèi)容用相應(yīng)的思維方法組織、表達(dá)出來(lái),使學(xué)生跟隨教師一起思考,掌握所學(xué)知識(shí)和相應(yīng)的思維方法。這種教學(xué)方法讓學(xué)生帶著問(wèn)題去學(xué),不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,更培養(yǎng)了他們發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的意識(shí)和能力。
1、形象生動(dòng)的畫面演示
將抽象的知識(shí)轉(zhuǎn)化為形象的畫面,再將形象的畫面動(dòng)起來(lái),讓學(xué)生在動(dòng)態(tài)的變化中認(rèn)識(shí)事物的發(fā)展過(guò)程和變化規(guī)律,這樣的知識(shí)就不是僵化的,而是生動(dòng)的,這樣的教學(xué)就不是乏味的,而是趣味盎然的了。
下圖以堆放積木為例,直觀而又形象地演示了把寄存器AX、BX、CX的內(nèi)容壓棧保護(hù),然后執(zhí)行其它程序,接著按相反順序把堆棧內(nèi)容彈出到CX、BX、AX過(guò)程的一幕,然后自然而然的得出“后進(jìn)先出”和“數(shù)據(jù)保護(hù)”這兩個(gè)結(jié)論。
2、發(fā)揮多媒體交互式特性
播放開始,機(jī)器一邊發(fā)話:“把對(duì)角線上各個(gè)部件與兩邊的功能說(shuō)明畫線連接起來(lái)!”,一邊作劃線示范動(dòng)作。學(xué)生可以按照“操作說(shuō)明”里的方法,用模擬筆逐個(gè)連線,全部完成后,點(diǎn)擊“ALL ANSWER”按鈕,由電腦給出正確答案;也可以每畫出一條線,點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)部件,立即得到答案。然后學(xué)生進(jìn)行自我驗(yàn)證,也可以相互討論。然后用模擬橡皮擦除自己不正確的連線。點(diǎn)擊“CLEAR”按鈕,清除全部答案。沒有答對(duì)的學(xué)生,可以重做一遍,這就顧及到了個(gè)體學(xué)生的差異性。實(shí)踐證明,只要重做三遍,所有學(xué)生都可以正確連線,比一般的課堂練習(xí)效果好多了,特別是對(duì)于成績(jī)差的學(xué)生。
三、改革實(shí)驗(yàn)教學(xué) 注重實(shí)踐環(huán)節(jié)
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,還應(yīng)及時(shí)更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,緊密結(jié)合當(dāng)前工程應(yīng)用和科研實(shí)踐,利用先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)提供的軟硬件環(huán)境,設(shè)計(jì)和安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,并適當(dāng)安排課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),以培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。教師在技術(shù)指導(dǎo)上要做到兩點(diǎn):一是要把握好學(xué)生所選課題的新穎性和實(shí)用性,以適應(yīng)微機(jī)技術(shù)發(fā)展的潮流和工程實(shí)際應(yīng)用的需要;二是要做好設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)方法的把握,以及技術(shù)資料的查詢和技術(shù)文件整理方法的介紹,使學(xué)生掌握必備的工程技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí),減少人力和物力的浪費(fèi)。
通過(guò)系統(tǒng)的實(shí)踐鍛煉,既培養(yǎng)了學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能,使學(xué)生具有一定的軟硬件開發(fā)能力,還可以讓學(xué)生了解當(dāng)前計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù),接受新的設(shè)計(jì)思想和方法,培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新能力,可以更好地適應(yīng)今后的工作和學(xué)習(xí),達(dá)到良好的實(shí)驗(yàn)效果。
四、改革考核方法 培養(yǎng)綜合能力
[關(guān)鍵詞] 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 創(chuàng)新能力 綜合設(shè)計(jì)能力
一、引言
《微機(jī)原理與接口技術(shù)》是高校信息工程電子類本科專業(yè)的一門必修課程,該課程具有較強(qiáng)的實(shí)踐性、專業(yè)性、應(yīng)用性,因而實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的安排、設(shè)置在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中尤為重要。在本課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,如何調(diào)動(dòng)學(xué)生的動(dòng)手、分析與解決問(wèn)題的能力以及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是該實(shí)驗(yàn)課程的重中之重。
目前高校中大都采用實(shí)驗(yàn)箱的方式開展《微機(jī)原理與接口技術(shù)》實(shí)驗(yàn)的教學(xué),對(duì)芯片功能多進(jìn)行驗(yàn)證性或設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),很少進(jìn)行創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)和研究,為此實(shí)驗(yàn)教學(xué)中扼殺了學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新欲望。針對(duì)以上現(xiàn)象,本文給出了如何利用微機(jī)實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行綜合性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的教學(xué)。
二、教學(xué)改革思路
下面以具體的綜合創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為例,進(jìn)行教學(xué)思路和方法的探討。本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要完成的功能如下:完成多路模擬信號(hào)的采集;結(jié)合小鍵盤實(shí)現(xiàn)信號(hào)通道的選擇;采用多位數(shù)碼管顯示采集通道及采集數(shù)據(jù)等。該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容建立在本課程教學(xué)要求的基礎(chǔ)上,接近工程的實(shí)際應(yīng)用和該課程的發(fā)展前沿,并結(jié)合理論課程的教學(xué),由部分功能模塊逐漸形成一個(gè)包括軟件和硬件的完整系統(tǒng)。同時(shí)該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目提供了較大的思維空間,便于學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)。
教師可以按照以下步驟指導(dǎo)學(xué)生完成該綜合性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì):教師課前指導(dǎo),學(xué)生課上認(rèn)知、自我提高、能力拓展、創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)等。
1.教師課前指導(dǎo)
教師給學(xué)生提出設(shè)計(jì)任務(wù),要求學(xué)生做到課前很好的預(yù)習(xí),包括實(shí)驗(yàn)中所用接口芯片的資料查詢,了解與本實(shí)驗(yàn)中有關(guān)部分的實(shí)驗(yàn)箱電路設(shè)計(jì),并完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的初步設(shè)計(jì),等等。教師可向?qū)W生提供參考書籍和專業(yè)網(wǎng)站,教會(huì)學(xué)生學(xué)會(huì)獨(dú)立進(jìn)行資料的收集、分析,并從中了解課程的最新資料和發(fā)展趨勢(shì)。
2.學(xué)生課上認(rèn)知
教師通過(guò)課件講解,讓學(xué)生了解本次實(shí)驗(yàn)的基本原理和實(shí)驗(yàn)?zāi)康?并對(duì)本次實(shí)驗(yàn)提出模塊化設(shè)計(jì)思想。這是實(shí)驗(yàn)的初級(jí)階段,力求教師在講解過(guò)程中做到由淺入深、循序漸進(jìn)。學(xué)生通過(guò)熟悉實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)步驟,對(duì)本實(shí)驗(yàn)中用到的接口芯片有一個(gè)初步的體會(huì),逐步提高對(duì)本實(shí)驗(yàn)的興趣,并對(duì)系統(tǒng)組成有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)。
3.學(xué)生自我提高
教師指導(dǎo)學(xué)生對(duì)本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行功能性的劃分、給出具體設(shè)計(jì)思路。在此過(guò)程中,教師檢查學(xué)生設(shè)計(jì)方案并給出必要的指導(dǎo)。當(dāng)學(xué)生設(shè)計(jì)方案有問(wèn)題時(shí),應(yīng)和學(xué)生一起分析、探討,避免指責(zé)學(xué)生,只要方案可行,就鼓勵(lì)學(xué)生大膽創(chuàng)新。通過(guò)此階段的訓(xùn)練,學(xué)生的模塊化設(shè)計(jì)思想可得到很好的鍛煉和加強(qiáng)。以下為某同學(xué)的設(shè)計(jì)思路:(1)完成多位數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn)的調(diào)試。(2)完成單通道數(shù)據(jù)采集,包括啟動(dòng)A/D、查詢采集結(jié)束、讀取數(shù)據(jù)、顯示數(shù)據(jù)等。(3)顯示采集數(shù)據(jù)的同時(shí),如何顯示通道號(hào)?
加入開關(guān)K,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的啟停。⑸加入按鍵,不同按鍵按下,采集不同通道,并把采集數(shù)據(jù)及通道號(hào)顯示在數(shù)碼管上。⑹模塊整體功能聯(lián)合調(diào)試,協(xié)調(diào)各部分,完善系統(tǒng)功能。從中不難看出:學(xué)生的設(shè)計(jì)思路更加的清晰,模塊化設(shè)計(jì)思想也得到了很好的體現(xiàn)。
完成模塊功能劃分以后,教師可引導(dǎo)學(xué)生完成對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的接線,以下圖1為某同學(xué)的硬件接線,通過(guò)此部分的訓(xùn)練,學(xué)生更加明確了各所用芯片在本實(shí)驗(yàn)中的任務(wù)和作用,為下一步編程和調(diào)試打下了基礎(chǔ)。
4.學(xué)生能力拓展
在以上三步的基礎(chǔ)上教師可引導(dǎo)學(xué)生畫出各功能部分程序流程圖,對(duì)自己的預(yù)習(xí)程序進(jìn)行分析,按功能模塊逐步調(diào)試,進(jìn)而得出預(yù)期的結(jié)果,此為學(xué)習(xí)的提高階段。此時(shí)大部分同學(xué)會(huì)迫切希望自己動(dòng)手設(shè)計(jì)一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn),對(duì)于學(xué)生動(dòng)手能力的提高將會(huì)有較大的幫助。
5.學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)
學(xué)生經(jīng)過(guò)認(rèn)知、解惑的階段后,便產(chǎn)生了自我創(chuàng)新的欲望。這時(shí)教師可以引導(dǎo)學(xué)生,在此實(shí)驗(yàn)臺(tái)的條件下,還能夠?qū)崿F(xiàn)什么樣的功能,使得本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目更加的完善。此階段課可鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)際解決問(wèn)題能力。由于每個(gè)學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)不同,得到的方案也不同,這樣可很好避免學(xué)生在書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告過(guò)程中的抄襲現(xiàn)象,使得每個(gè)學(xué)生都有自己對(duì)本實(shí)驗(yàn)的體會(huì),創(chuàng)新意識(shí)將得到很好的培養(yǎng)。
三、結(jié)束語(yǔ)
《微機(jī)原理與接口技術(shù)》綜合創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革任重而道遠(yuǎn),要求教師和學(xué)生能在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中進(jìn)行很好的配合,還需要我們教育工作者改變教學(xué)觀念,使用新的教學(xué)方法。同時(shí),要求教師努力學(xué)習(xí)并提高自身的能力,為培養(yǎng)跟多的具備創(chuàng)新性意識(shí)的人才而終身努力和探索。
參考文獻(xiàn):
[1]甘俊英.談提高教學(xué)質(zhì)量的幾點(diǎn)看法[J].五邑大學(xué)高教研究與探索,2004,(1):28-30.
[2]陳友宣.微機(jī)接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革探討[J].現(xiàn)代企業(yè)教育,2007,(3):7-8.
[3]黃海萍.匯編語(yǔ)言與微機(jī)接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)教程[M].國(guó)防工業(yè)出版社,2007.
[4]陳建榮,陳惠濱.《智能儀器》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革嘗試與思考[J].中國(guó)校外教育,2009,(11):74-75.
摘要：本文針對(duì)目前高等學(xué)校計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題，提出適合本科生及研究生聯(lián)合培養(yǎng)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，設(shè)計(jì)了支持基礎(chǔ)驗(yàn)證型、綜合設(shè)計(jì)型和創(chuàng)新研究性實(shí)驗(yàn)一體化的計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
關(guān)鍵詞：教學(xué)改革；創(chuàng)新型人才；計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)
中圖分類號(hào)：G642
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
1計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)普遍存在的問(wèn)題分析
目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)高等院校的實(shí)驗(yàn)組織模式和實(shí)驗(yàn)手段主要存在以下問(wèn)題：
“一人動(dòng)手大家看”的“放羊式”
實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、步驟嚴(yán)格按照教材(實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書)進(jìn)行
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊、與工程實(shí)際脫節(jié)
本科生和研究生的實(shí)驗(yàn)環(huán)境分別建設(shè)
計(jì)算機(jī)學(xué)科的課程內(nèi)容具有很強(qiáng)的交叉性和相關(guān)性。針對(duì)每門具體課程單獨(dú)設(shè)置實(shí)驗(yàn)及單獨(dú)提供實(shí)驗(yàn)環(huán)境，一方面很難使學(xué)生對(duì)其前導(dǎo)課程所完成的基礎(chǔ)能力做要求，同時(shí)也很難兼顧到其后續(xù)課程，各自獨(dú)立，相互間缺少有效的貫通；另一方面實(shí)驗(yàn)環(huán)境重復(fù)建設(shè)，實(shí)驗(yàn)資源得不到充分利用。下面以“數(shù)字邏輯”、“計(jì)算機(jī)組成原理”和“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”三門硬件主干課程為例說(shuō)明計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)狀。
(1) “數(shù)字邏輯”是計(jì)算機(jī)專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，目的在于掌握計(jì)算機(jī)數(shù)字電路設(shè)計(jì)和調(diào)試方法，為后續(xù)硬件課程奠定基礎(chǔ)。而相應(yīng)的“數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)裝置”一般僅能用于TTL與GAL器件的實(shí)驗(yàn)；有部分學(xué)校購(gòu)置的實(shí)驗(yàn)裝置還不能進(jìn)行GAL器件的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)一般使用小規(guī)模74系列TTL器件，通過(guò)面包板實(shí)現(xiàn)輸入/輸出連線，其可靠性低、元器件易損，復(fù)雜實(shí)驗(yàn)受到限制，很難支持設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)；許多目前流行的硬件設(shè)計(jì)方法，如采用EDA(電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化)工具的基于CPLD(復(fù)雜可編程邏輯器件)的邏輯設(shè)計(jì)等，更是因?yàn)橛布O(shè)計(jì)環(huán)境不夠而無(wú)法進(jìn)行。
(2) “計(jì)算機(jī)組成原理”作為計(jì)算機(jī)專業(yè)的核心課程，目前很多大學(xué)采用類似清華大學(xué)計(jì)算機(jī)廠早期研制的實(shí)驗(yàn)裝置，采用面包板和撥位開關(guān)等輸入/輸出接線，調(diào)試手段缺乏，支持的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容少，對(duì)CPU設(shè)計(jì)之類的實(shí)驗(yàn)沒法很好地開展。即使一些新的實(shí)驗(yàn)裝置，重點(diǎn)仍然是支持驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的開展仍具有局限性。
(3) “計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)”作為計(jì)算機(jī)專業(yè)的高端專業(yè)課，由于缺乏實(shí)驗(yàn)條件，很多學(xué)校還沒有開設(shè)實(shí)驗(yàn)，少數(shù)開設(shè)實(shí)驗(yàn)的學(xué)校也只能采用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模擬軟件進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。大多數(shù)該類模擬軟件運(yùn)行在UNIX平臺(tái)上，參數(shù)設(shè)置復(fù)雜、接口界面不友好，使用起來(lái)費(fèi)時(shí)費(fèi)力。學(xué)生只是通過(guò)課堂學(xué)習(xí)來(lái)掌握計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的內(nèi)容，缺乏對(duì)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的感性認(rèn)識(shí)，更談不上培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)與創(chuàng)新性能力。
由于以上三門課程目前都只針對(duì)自己的課程內(nèi)容單獨(dú)設(shè)置實(shí)驗(yàn)并單獨(dú)提供實(shí)驗(yàn)環(huán)境，這些相關(guān)性非常強(qiáng)的課程各自獨(dú)立，相互間缺少有效的貫通，不僅導(dǎo)致了實(shí)驗(yàn)環(huán)境的重復(fù)建設(shè)，實(shí)驗(yàn)資源得不到充分利用，而且也不利于學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)硬件體系有一個(gè)系統(tǒng)的了解，更無(wú)法對(duì)本科生的課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等大型和綜合型訓(xùn)練提供必要的支撐環(huán)境。
為了解決目前計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題，需要建立能滿足計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)需求的，集實(shí)踐性、先進(jìn)性、開放性、創(chuàng)新性為一體的先進(jìn)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，結(jié)合EDA、軟件模擬和虛擬現(xiàn)實(shí)等先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)手段建立集基本驗(yàn)證、綜合設(shè)計(jì)和創(chuàng)新研究為一體硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，促進(jìn)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)緊密結(jié)合，以適應(yīng)學(xué)科發(fā)展和IT企業(yè)對(duì)高層次計(jì)算機(jī)專業(yè)人才的更高需求。
2 適應(yīng)多層次人才培養(yǎng)需要的計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)體系的建立
為了構(gòu)建適合本科生、研究生多層次需要的一體化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，我們對(duì)國(guó)內(nèi)外著名大學(xué)的課程及實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱等做了深入的研究，主要做了以下幾個(gè)方面的研究工作：
(1) 研究計(jì)算機(jī)專業(yè)硬件課程及其實(shí)驗(yàn)課程當(dāng)前的設(shè)置和今后的發(fā)展趨勢(shì)；
(2) 剖析計(jì)算機(jī)專業(yè)硬件相關(guān)課程之間的銜接關(guān)系；
(3) 分析教學(xué)實(shí)驗(yàn)和科研實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)，發(fā)現(xiàn)本科階段以及研究生階段主要硬件課程教學(xué)實(shí)驗(yàn)的規(guī)律。
基于以上研究工作，我們?cè)O(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)體系主要包含以下層次。
2.1系統(tǒng)化的計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)內(nèi)容層次
計(jì)算機(jī)學(xué)科是目前更新?lián)Q代最快的學(xué)科之一，實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)時(shí)必須和實(shí)際工程結(jié)合緊密。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和手段的設(shè)計(jì)必須是以培養(yǎng)具有很好實(shí)踐能力和一定創(chuàng)新能力的本科畢業(yè)生為目標(biāo)。因此，我們將每門課程實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容分為以下三個(gè)層次：
基礎(chǔ)驗(yàn)證型：主要用于驗(yàn)證課程當(dāng)中所講的內(nèi)容，加深對(duì)課堂知識(shí)的理解，并培養(yǎng)學(xué)生的基本專業(yè)技能和實(shí)際操作能力。
綜合設(shè)計(jì)型：這類實(shí)驗(yàn)一方面可以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)相關(guān)課程的理解，更主要的是培養(yǎng)了學(xué)生綜合分析能力和獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。
創(chuàng)新研究性：這類實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生自行設(shè)計(jì)目標(biāo)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)允許失敗，但是必須對(duì)失敗原因和改進(jìn)設(shè)想做深入的分析和探討。這類實(shí)驗(yàn)是學(xué)生早期參加科學(xué)研究的一種重要形式，主要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)造性思維及創(chuàng)造性個(gè)性，使學(xué)生創(chuàng)新性的想象力、判斷力、思維能力和實(shí)踐能力得到提高。
這三個(gè)實(shí)驗(yàn)從內(nèi)容上由淺入深、由易到難，從對(duì)學(xué)生的要求上是由低到高的。其中前兩類實(shí)驗(yàn)主要針對(duì)本科生設(shè)計(jì)，第三類實(shí)驗(yàn)主要針對(duì)少數(shù)有余力的低年級(jí)本科生、多數(shù)畢業(yè)設(shè)計(jì)階段的本科生和所有研究生設(shè)計(jì)。
在多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師的主要作用在于啟發(fā)學(xué)生認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的和意義，組織開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生研究問(wèn)題，指導(dǎo)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過(guò)程和認(rèn)真完成各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)任務(wù)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要教育學(xué)生樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，鼓勵(lì)學(xué)生勇于求異的創(chuàng)新意識(shí)，注意培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。
2.2計(jì)算機(jī)硬件課程層次的建立
以西安交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)科為例，本科生和研究生的硬件相關(guān)課程體系中主干課程由“數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)”、“計(jì)算機(jī)組成原理”、“計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)”、“高性能計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)”和“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的量化研究方法”組成，其中前三門課程為本科生課程，后兩門課程為研究生課程。與主干課程相關(guān)的本科生必修課程還包括“匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”、“微機(jī)原理和接口技術(shù)”、“操作系統(tǒng)原理”、“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理”、“嵌入式系統(tǒng)”；研究生課程包括“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)理論及應(yīng)用”、“VHDL和FPGA設(shè)計(jì)”、“分布式系統(tǒng)”等。這些課程，特別是主干課程，不僅有較強(qiáng)的順序性，而且課程內(nèi)容的相關(guān)性很強(qiáng)。圖1給出了計(jì)算機(jī)硬件主干課程的實(shí)驗(yàn)層次。其中，虛線方框部分為偏軟件類型的實(shí)驗(yàn)。
圖1 計(jì)算機(jī)硬件主干課程實(shí)驗(yàn)層次
從圖1可以看出，計(jì)算機(jī)專業(yè)本科階段硬件主干實(shí)驗(yàn)課程主要為數(shù)字邏輯專題實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)組成專題實(shí)驗(yàn)、微機(jī)接口專題實(shí)驗(yàn)；并且這三個(gè)實(shí)驗(yàn)中，每個(gè)實(shí)驗(yàn)的開展必須以前一個(gè)課程為基礎(chǔ)；課程實(shí)驗(yàn)從內(nèi)容到形式都有很密切聯(lián)系。為了讓學(xué)生學(xué)習(xí)完這些課程后對(duì)計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)有一個(gè)系統(tǒng)和感性的認(rèn)識(shí)，我們?cè)谠O(shè)計(jì)這三個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先設(shè)立了一個(gè)總的培養(yǎng)目標(biāo)，每個(gè)課程組根據(jù)這個(gè)目標(biāo)，結(jié)合本課程的內(nèi)容和培養(yǎng)目標(biāo)分階段完成相關(guān)支撐的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并且這些實(shí)驗(yàn)可以采用一致的實(shí)驗(yàn)手段和平臺(tái)。具體措施主要包括以下兩方面內(nèi)容：
(1) 對(duì)于每門具體的計(jì)算機(jī)硬件課程均設(shè)置8學(xué)時(shí)的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)類型為獨(dú)立的基礎(chǔ)驗(yàn)證性。
(2) 硬件課程都有配套的專題實(shí)驗(yàn)，專題實(shí)驗(yàn)均為綜合設(shè)計(jì)型。主干課程的實(shí)驗(yàn)為必修專題實(shí)驗(yàn)，其他小部分課程實(shí)驗(yàn)為選修專題實(shí)驗(yàn)。以工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)為目標(biāo)形成多個(gè)系列，同一系列實(shí)驗(yàn)間具有時(shí)間先后關(guān)系、支撐與被支撐關(guān)系。例如圖1中的“數(shù)字邏輯”、“計(jì)算機(jī)組成原理”和“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”三門硬件課程就構(gòu)成了一個(gè)主干的硬件實(shí)驗(yàn)系列。這三門課程的實(shí)驗(yàn)必須在內(nèi)容上具有前后相關(guān)性，并采用基本一致的實(shí)驗(yàn)方法和平臺(tái)。
2.3多樣化的計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)層次
在硬件開發(fā)平臺(tái)的設(shè)計(jì)上兼顧不同層次人才的培養(yǎng)需要，綜合本碩博各個(gè)階段的不同需求，構(gòu)建多層次的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，提高實(shí)驗(yàn)效率，促進(jìn)學(xué)生的創(chuàng)新思維，進(jìn)行創(chuàng)新式構(gòu)建實(shí)驗(yàn)。還要考慮對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境以及本科生創(chuàng)新性研究活動(dòng)實(shí)驗(yàn)體系的支持，結(jié)合軟件設(shè)計(jì)的方法和手段(即硬件設(shè)計(jì)軟件化)構(gòu)建靈活多樣的硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。此外，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)要具有層次性，并且考慮課程間內(nèi)容交叉和互補(bǔ)。
從國(guó)外的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，計(jì)算機(jī)硬件課程的實(shí)驗(yàn)由傳統(tǒng)的孤立的實(shí)驗(yàn)裝置承擔(dān)，發(fā)展到了由EDA和CPLD/FPGA仿真器聯(lián)合承擔(dān)的階段。
傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)裝置支持相對(duì)簡(jiǎn)單的連線類的實(shí)驗(yàn)，這類實(shí)驗(yàn)只能使用中小規(guī)模的集成電路器件。設(shè)計(jì)大規(guī)模的實(shí)驗(yàn)幾乎是不可能的，因?yàn)榇笠?guī)模的實(shí)驗(yàn)用中小規(guī)模的芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，且受面包板等空間和實(shí)驗(yàn)裝置能提供的電源限制。
使用HDL語(yǔ)言，如AHDL、VHDL和Verilog等，通過(guò)EDA工具軟件設(shè)計(jì)各種規(guī)模的數(shù)字電子系統(tǒng)是目前工程師的設(shè)計(jì)潮流。通過(guò)EDA和CPLD/FPGA仿真器能完成計(jì)算機(jī)硬件課程的各類實(shí)驗(yàn)。圖2是我們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的一款低成本綜合實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置使用了Xilinx公司Spartan-3系列FPGA芯片(40萬(wàn)門)，通過(guò)擴(kuò)充板可以滿足大部分的實(shí)驗(yàn)要求。
圖2 一款綜合實(shí)驗(yàn)裝置的PCB的元器件布局示意圖
2.4多層次的實(shí)驗(yàn)考核體制
實(shí)驗(yàn)的考核主要有以下幾種形式。
(1) 實(shí)驗(yàn)過(guò)程的跟蹤考核：改變傳統(tǒng)的根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和報(bào)告打分的體制，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的主要環(huán)節(jié)進(jìn)行記錄、評(píng)價(jià)，并作為最終成績(jī)考核的依據(jù)。
(2) 實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫：實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要求學(xué)生撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，以總結(jié)個(gè)人實(shí)驗(yàn)結(jié)果，明晰實(shí)驗(yàn)思路，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的融合、升華和再學(xué)習(xí)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫可以培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科技活動(dòng)的總結(jié)能力，科技論文的寫作能力，使學(xué)生的科研素養(yǎng)得到初步鍛煉。
(3) 實(shí)驗(yàn)答辯機(jī)制：對(duì)于綜合設(shè)計(jì)型，特別是創(chuàng)新研究型實(shí)驗(yàn)，前兩種考核機(jī)制存在明顯的不足，因此需要引入新的機(jī)制來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生所做工作及取得的成績(jī)。可通過(guò)學(xué)生講解、演示，教師提問(wèn)和回答，課程設(shè)計(jì)報(bào)告撰寫三個(gè)步驟來(lái)進(jìn)行考核。
參考文獻(xiàn)
[1] 蔣景華. 麻省理工學(xué)院培養(yǎng)創(chuàng)新人才特色的做法的分析研究[J]. 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2006,23(6):1-4.
[2] 朱穎. FPGA實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[D]. 西安交通大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系,2005.
[3] 趙妍. FPGA開發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)和實(shí)例開發(fā)[D]. 西安交通大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系,2007.
[4] 賈國(guó)芳. 高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程體系建設(shè)與教學(xué)改革探析[J]. 科技教育創(chuàng)新,2007(7):220-221.
[5] 秦四年. 創(chuàng)新課程教學(xué)模式及其操作程序[J]. 北京教育,2001,(1):14-15.
關(guān)鍵詞：微機(jī)原理 教學(xué)改革 實(shí)驗(yàn)教學(xué)
中圖分類號(hào)：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）05（b）-0138-02
《微機(jī)原理及接口》是普通高校大部分理工科的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課[1]。該課程系統(tǒng)講述微型計(jì)算機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)及接口芯片及總線技術(shù)，具有極強(qiáng)強(qiáng)的邏輯性、系統(tǒng)性和實(shí)踐性[2]。因其教學(xué)面廣、教學(xué)內(nèi)容繁多、實(shí)踐性極強(qiáng)，給教師授課及學(xué)生學(xué)習(xí)都帶來(lái)了一定的壓力。為了提高課程的教學(xué)水平，培養(yǎng)出具有一定的軟硬件開發(fā)能力的工程技術(shù)人員，對(duì)課程的理論及實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式、課程的考核方式進(jìn)行改革是勢(shì)在必行的。
1 理論教學(xué)體系的改進(jìn)
理論教學(xué)是微機(jī)原理及接口課程教學(xué)的一個(gè)主要環(huán)節(jié)，針對(duì)課程邏輯性強(qiáng)的特點(diǎn)，為了提高課時(shí)利用率，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，嘗試綜合運(yùn)用如下的教學(xué)方法與手段，改革后的理論教學(xué)體系如圖1所示。
1.1 多媒體課件與傳統(tǒng)板書相結(jié)合
多媒體具有圖文聲并茂的優(yōu)點(diǎn)，是大學(xué)課堂教學(xué)的重要補(bǔ)充手段。在微機(jī)原理及接口理論授課過(guò)程中，我們制作或整理了批量與該課程知識(shí)點(diǎn)密切相關(guān)的flas課件。將視頻課件和flas演示適時(shí)的插入課堂活動(dòng)，使得課堂教學(xué)更加生動(dòng)、活潑，形象地描述系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、內(nèi)部信號(hào)流向及時(shí)序關(guān)系等，使較抽象原理性敘述變?yōu)橹庇^形象的動(dòng)態(tài)效果分析。有利于對(duì)復(fù)雜原理，特別是指令功能與復(fù)雜微電信號(hào)之間控制關(guān)系的理解。同時(shí)也十分注意研究電子課件與傳統(tǒng)的板書有機(jī)結(jié)合，二者優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，收到良好的教學(xué)效果。
1.2 “講、做、說(shuō)”同步的課堂教學(xué)模式
改變傳統(tǒng)的課堂式理論教學(xué)形式，建立了多媒體實(shí)訓(xùn)式課堂，廢棄以往的以教師為主體的授課模式，將“講、做、說(shuō)”揉為一體，同步進(jìn)行，“講”指的是示例例示范，即任課教師進(jìn)行實(shí)例演示，例如：在講授8255接口電路時(shí)，授課教師以“利用一組開光控制一組LED燈”這樣一個(gè)簡(jiǎn)單卻又貼近實(shí)際的例子，用模塊化的方法講述8255接口的功能、引腳和編程。這種方法直觀、形象，學(xué)生可在較短時(shí)間內(nèi)獲得大量有效信息，利于后續(xù)環(huán)節(jié)的展開。“做”指的是學(xué)生的自己動(dòng)手，即讓他們根據(jù)教師的講解，自己搭建系統(tǒng)，仍以8255接口電路為例，在教師講解之后，給學(xué)生10-20分鐘的時(shí)間去完成系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。“說(shuō)”指的是抽查回報(bào)，即針對(duì)設(shè)計(jì)情況，隨機(jī)抽取若干學(xué)生做演示匯報(bào)。而演示匯報(bào)能促使學(xué)生更深入地思考問(wèn)題，并鍛煉其總結(jié)、提煉和演示自己工作的能力，相應(yīng)的匯報(bào)學(xué)生規(guī)模一般在3-5人/教學(xué)班。每人匯報(bào)時(shí)間不超過(guò)5分鐘。
1.3 開發(fā)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)，打造全方位的立體化教學(xué)
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，學(xué)生的通信手段也日益升級(jí)，針對(duì)此特點(diǎn)，可以將網(wǎng)絡(luò)教學(xué)作為課堂教學(xué)的有益補(bǔ)充，比如建立課程的qq群、微信群，既可以在網(wǎng)絡(luò)上向?qū)W生傳遞本課程的最前沿知識(shí)，還可以在網(wǎng)絡(luò)上答疑解惑、網(wǎng)上測(cè)試，初步形成了立體化教學(xué)平臺(tái)，充分發(fā)揮不同教學(xué)素材的各自優(yōu)勢(shì)，成為課堂教學(xué)的有效補(bǔ)充。
2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的改進(jìn)
對(duì)于微機(jī)原理及接口這樣一門實(shí)踐性極強(qiáng)的課程，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是理論教學(xué)的重要補(bǔ)充[3]。該課程傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，容易扼殺學(xué)生的積極性。為了突出應(yīng)用型特色，確定了一個(gè)全新的實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)模式，設(shè)計(jì)了“四環(huán)節(jié)+三層次”的實(shí)踐教學(xué)模式。三層次是對(duì)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的“基礎(chǔ)驗(yàn)證性、綜合性、設(shè)計(jì)性”課題的不同深度做了明確的層次界定；四環(huán)節(jié)分別是“講、做、練”揉為一體的隨堂驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，獨(dú)立開出的綜合實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，為應(yīng)用能力的強(qiáng)化而設(shè)置2周的集中綜合實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)和在課程后續(xù)開展有關(guān)制作、參加各類大賽、大學(xué)生科研立項(xiàng)等創(chuàng)新性環(huán)節(jié)。構(gòu)成一個(gè)從基礎(chǔ)能力、綜合能力到創(chuàng)新能力的四環(huán)節(jié)和以驗(yàn)證性、綜合性實(shí)驗(yàn)為基本層，設(shè)計(jì)性為提高層的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。改革后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系如圖2所示。
3 課程考核體系的改進(jìn)
過(guò)去傳統(tǒng)的考核方式只是進(jìn)行一次期末考試，學(xué)生的整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程很難監(jiān)控。學(xué)生在最后的階段突擊復(fù)習(xí)，即使最后考試通過(guò)了，部分同學(xué)對(duì)知識(shí)的掌握也不扎實(shí)。課程組結(jié)合CDIO教學(xué)模式的需要，考慮了課程的特點(diǎn)，將考核方式改革如下：
（1）平時(shí)上課的出勤情況考核占10%，每曠課一次扣1分。
（2）實(shí)驗(yàn)報(bào)告及實(shí)驗(yàn)完成情況占10%，由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師根據(jù)具體情況給出，分為A、B、C、D、E五個(gè)等級(jí)分別得分為：10分、8分、7分、6分、5分。
（3）課程的三級(jí)項(xiàng)目占10%，要采用抽簽的方式進(jìn)行PPT匯報(bào)，根據(jù)提交的報(bào)告和PPT匯報(bào)的情況，由指導(dǎo)教師給學(xué)生打分。
（4）課程的作業(yè)占10%，匯編語(yǔ)言的編程能力是微機(jī)原理及應(yīng)用課程必須要掌握的內(nèi)容，也是重點(diǎn)內(nèi)容，編程能力的培養(yǎng)必須通過(guò)上機(jī)訓(xùn)練解決。我們?yōu)槊總€(gè)學(xué)生準(zhǔn)備了一組課外的編程作業(yè)，由實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)一安排上機(jī)的時(shí)間，學(xué)生要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成程序的調(diào)試，最終提交調(diào)試好的程序清單，為了防止學(xué)生的抄襲，提交作業(yè)后要抽簽選擇10%左右的學(xué)生答辯。
（5）最后的期末考試60%，考試的主要內(nèi)容以應(yīng)用類題目為主。
4 結(jié)語(yǔ)
2011年3月16日，新華社授權(quán)全文的《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃綱要》別強(qiáng)調(diào)，要“圍繞提高科技創(chuàng)新能力、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家，以高層次創(chuàng)新型科技人才為重點(diǎn)，造就一批世界水平的科學(xué)家、科技領(lǐng)軍人才、工程師和高水平創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。”作為國(guó)家培養(yǎng)高層次工程人才的搖籃，工科院校有責(zé)任也有義務(wù)在深化教育改革的過(guò)程中，逐步克服傳統(tǒng)教育模式的弊端，針對(duì)大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力不足的現(xiàn)狀，建立和完善培養(yǎng)工程實(shí)踐創(chuàng)新能力的教育平臺(tái)[4]。微機(jī)原理及接口作為所有硬件類課程的基礎(chǔ)課，必須培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新能力，因此課程的教學(xué)改革必須從轉(zhuǎn)變教育觀念、整合教學(xué)內(nèi)容、改善教學(xué)方式和優(yōu)化教學(xué)手段等方面出發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生具有較深的基礎(chǔ)理論和較強(qiáng)的綜合運(yùn)用能力，提高課程的教學(xué)質(zhì)量，為信息社會(huì)培養(yǎng)更多創(chuàng)新人才。
參考文獻(xiàn)
[1] 教育部高等學(xué)校電子信息科學(xué)與工程類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì).高等學(xué)校電子信息科學(xué)與工程類本科指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范（試行）[M].北京：高等教育出版社，2010.
[2] 楊素行.微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)原理與接口技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004.
“電路分析基礎(chǔ)“”模擬電子技術(shù)“”數(shù)字電子技術(shù)”作為電子信息工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，它不僅為后續(xù)專業(yè)課程打基礎(chǔ)、提供知識(shí)儲(chǔ)備，更為重要的是使學(xué)生具有本學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、合理的知識(shí)結(jié)構(gòu)、終身自我發(fā)展和開拓的能力，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究的基本素質(zhì)、科學(xué)的思維方法及創(chuàng)新能力。在傳統(tǒng)的課程設(shè)置中“，電路分析基礎(chǔ)”被定義為“電路”理論的入門課，與“電子技術(shù)”課程的界限劃分嚴(yán)格，課時(shí)分配上更重視其獨(dú)立理論完整性和系統(tǒng)性，而較少考慮其實(shí)踐性和如何為后續(xù)課程服務(wù)；傳統(tǒng)的“電路分析基礎(chǔ)”課程內(nèi)容都不涉及與電子器件有關(guān)的內(nèi)容，只研究理想化元件模型構(gòu)成的電路，不討論其建模背景，課程重點(diǎn)過(guò)多集中于“列電流電壓方程求解”；導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)完該課程后宏觀層面沒有模塊端口特性、子電路抽象和分層分析處理的概念，微觀層面并不知道具體的理想器件和實(shí)際電路中的元件如何對(duì)應(yīng)（例如受控源和開關(guān)）。“模擬電子技術(shù)”“數(shù)字電子技術(shù)”課程在大多數(shù)應(yīng)用型本科院校的培養(yǎng)方案中設(shè)置為第三四學(xué)期開設(shè)，根據(jù)后續(xù)課程開設(shè)順序前后次序有所調(diào)整。從三門課程內(nèi)容的前后承接關(guān)系考慮，課程開設(shè)順序依次為“電路分析基礎(chǔ)“”模擬電子技術(shù)“”數(shù)字電子技術(shù)”，若考慮為“微機(jī)原理與接口技術(shù)”等第四學(xué)期開設(shè)的課程服務(wù)，課程開設(shè)順序依次亦可調(diào)整為“數(shù)字電子技術(shù)”在前“模擬電子技術(shù)”在后；但不同程度上均存在課程內(nèi)容前后銜接不緊密，部分知識(shí)點(diǎn)重復(fù)覆蓋，理論與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不協(xié)調(diào)的問(wèn)題。為保障教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用和創(chuàng)新意識(shí)，將“電路分析基礎(chǔ)“”模擬電子技術(shù)”“數(shù)字電子技術(shù)”三門課程納入“電子電路”課程體系進(jìn)行優(yōu)化改革是解決現(xiàn)有問(wèn)題的有效途徑。
2基于課程體系建設(shè)的調(diào)整優(yōu)化
“電路分析基礎(chǔ)”、“模擬電子技術(shù)”和“數(shù)字電子技術(shù)”三門課程的內(nèi)容前后聯(lián)系緊密，考慮課程之間的相互銜接，從課程體系角度對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化和整合是目前較為有效的解決方案。
2.l課程銜接設(shè)置與內(nèi)容整合
課程內(nèi)容改革要從整體考慮，即應(yīng)著眼于課程體系建設(shè)為目標(biāo)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化、整合和改革。如何在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)保證課程的完整性和系統(tǒng)性避免重復(fù)性，將最基本的知識(shí)、技能傳授給學(xué)生是必須面對(duì)并設(shè)法解決的問(wèn)題。為保持課程體系的銜接和緊密聯(lián)系，陜西理工學(xué)院電子信息工程專業(yè)采用“電路分析基礎(chǔ)“”模擬電子技術(shù)”“數(shù)字電子技術(shù)”課程開設(shè)順序，為保證該課程體系與后續(xù)“微機(jī)原理與接口技術(shù)”等課程的前后銜接關(guān)系，將原培養(yǎng)計(jì)劃中的開設(shè)時(shí)間前移。“電路分析基礎(chǔ)”設(shè)置為第二學(xué)期第三學(xué)期開設(shè)，第二學(xué)期講授“電路模型和電路定律“”電阻電路的等效變換“”電阻電路的一般分析”“電路定理”“儲(chǔ)能元件“”一階電路和二階電路的時(shí)域分析”等基礎(chǔ)知識(shí)，并適當(dāng)引入二極管、三極管、集成運(yùn)放等電子元器件的介紹，且在課程中以例題形式說(shuō)明其基本的模型和分析方法，同時(shí)加強(qiáng)非常重要的戴維南定理的內(nèi)容，以便為第三學(xué)期開設(shè)的“模擬電子技術(shù)”打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在學(xué)生學(xué)習(xí)完“模擬電子技術(shù)”后第四學(xué)期前十四周開設(shè)“數(shù)字電子技術(shù)”課程，“微機(jī)原理與接口技術(shù)”設(shè)置為第四學(xué)期第四周開設(shè)。通過(guò)優(yōu)化理順課程間的相互關(guān)系，此方案的實(shí)施不僅解決了課程理論學(xué)時(shí)壓縮的困境，而且有助于教學(xué)質(zhì)量的提高。
2.2理論與實(shí)踐教學(xué)相互補(bǔ)充與加強(qiáng)
“電子電路”課程體系中課程的共同特點(diǎn)是兼有理論和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)環(huán)節(jié)，二者相輔相成，相互補(bǔ)充。為保證內(nèi)容進(jìn)度上的協(xié)調(diào)，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)促進(jìn)理論知識(shí)理解和工程實(shí)踐動(dòng)手能力提高的效果，從課程體系建設(shè)角度出發(fā)，制定了統(tǒng)一的教學(xué)大綱。為了幫助學(xué)生更快地將實(shí)際電子電路與理論教學(xué)建立直接的聯(lián)系和對(duì)比，更好地掌握教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)化知識(shí)點(diǎn)，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和工程應(yīng)用的素養(yǎng)，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)按照理論教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn)設(shè)置實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，為了加強(qiáng)理論與實(shí)驗(yàn)知識(shí)傳授的標(biāo)準(zhǔn)化，減少雙方知識(shí)的重疊，對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的時(shí)間和任務(wù)以及任務(wù)量做合理的調(diào)整和安排。
2.3層次型實(shí)驗(yàn)體系建設(shè)
從培養(yǎng)工程系創(chuàng)新型人才的角度出發(fā)，基于“電子電路”課程體系建設(shè)的思想，建立“以人為本，激勵(lì)創(chuàng)新，目標(biāo)驅(qū)動(dòng)，融合貫通”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為驗(yàn)證性、綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性四個(gè)層次，并在第三學(xué)期末和第四學(xué)期末增加“電工電子工藝實(shí)習(xí)”“電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)”實(shí)踐環(huán)節(jié)。基礎(chǔ)驗(yàn)證性、綜合性實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能和方法，學(xué)會(huì)正確記錄數(shù)據(jù)，科學(xué)分析處理數(shù)據(jù)，規(guī)范撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告；設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生根據(jù)具體的應(yīng)用問(wèn)題，從實(shí)際工程應(yīng)用角度完成設(shè)計(jì)、仿真、安裝調(diào)試的全部過(guò)程，以提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力和工程創(chuàng)新意識(shí)。
3教學(xué)方法和手段的改革
3.1轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念和授課方式
從過(guò)去的以教師為中心，課堂為中心、傳授知識(shí)為目的的傳統(tǒng)教育觀念，轉(zhuǎn)變成以學(xué)生為中心，學(xué)生學(xué)到和如何利用知識(shí)的新觀念，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)。在教學(xué)過(guò)程中增加主動(dòng)學(xué)習(xí)和動(dòng)手實(shí)踐，強(qiáng)調(diào)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。采用多媒體結(jié)合板書授課的同時(shí)引入演示實(shí)驗(yàn)，用投影儀展示實(shí)驗(yàn)的實(shí)物和實(shí)驗(yàn)的波形、結(jié)論，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增加對(duì)知識(shí)的理解。
3.2開放課堂教學(xué)，培養(yǎng)仿真設(shè)計(jì)能力
課堂教學(xué)與工程教育新模式“構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)—運(yùn)作”進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，精心設(shè)計(jì)課堂引導(dǎo)問(wèn)題，在課堂教學(xué)中與學(xué)生實(shí)時(shí)互動(dòng)。“電路分析基礎(chǔ)”從基本電路階段就開始引入EWB仿真軟件，結(jié)合電路對(duì)EWB的功能和使用加以介紹；“模擬電子技術(shù)”講授模擬電子基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)引入Multisim等仿真軟件的使用介紹；“數(shù)字電子技術(shù)”課程講授的同時(shí)引入VHDL語(yǔ)言，利用ALTERA公司的QUARTUS軟件綜合訓(xùn)練學(xué)生進(jìn)行數(shù)字電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)。
3.3加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)歸納總結(jié)能力
實(shí)驗(yàn)教學(xué)中通過(guò)驗(yàn)證性、綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性四個(gè)層次實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，通過(guò)“電工電子工藝實(shí)習(xí)”和“電子技術(shù)綜合課程設(shè)計(jì)”強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)知識(shí)體系的理解應(yīng)用，把“電路分析基礎(chǔ)”“、模擬電子技術(shù)”和“數(shù)字電子技術(shù)”相關(guān)聯(lián)的知識(shí)點(diǎn)有機(jī)結(jié)合起來(lái)。培養(yǎng)學(xué)生以工程問(wèn)題為背景來(lái)分析計(jì)算具體的電子電路。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)中教師的指導(dǎo)形式采用自然分層分流，因材施教的方案，營(yíng)造人人可以成才、人人都能成才的育人環(huán)境。分流分層，因材施教思想的核心是根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目類型指導(dǎo)形式明確化，驗(yàn)證性、綜合性對(duì)全體學(xué)生開設(shè)，采用集體輔導(dǎo)和講解的形式進(jìn)行，所有學(xué)生必須掌握基礎(chǔ)知識(shí)、常用工具和基本分析技能。對(duì)學(xué)有余力的學(xué)生開放創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，通過(guò)專題講座的形式開出設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，重點(diǎn)講解與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目相關(guān)的設(shè)計(jì)方法和調(diào)試手段，鼓勵(lì)學(xué)生自主提出不同的設(shè)計(jì)方案。從而實(shí)現(xiàn)分流分層培養(yǎng)，達(dá)到因材施教，個(gè)性化培養(yǎng)的目的。實(shí)驗(yàn)考核與測(cè)試科學(xué)規(guī)范化，根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目類型不同安排多次階段考核與交流答辯，幫助學(xué)生鞏固實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提高工程實(shí)踐水平。重視學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫，每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目均要求學(xué)生按照正式論文格式撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，必須重點(diǎn)處理實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)，嚴(yán)謹(jǐn)分析得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
4結(jié)束語(yǔ)
中圖分類號(hào)：G642
摘要：提出“以學(xué)生為中心”的人性化柔性培養(yǎng)方式，把CDIO新模式融入到計(jì)算機(jī)課程實(shí)踐培養(yǎng)體系中，從實(shí)踐環(huán)境、實(shí)踐內(nèi)容、授課與輔導(dǎo)形式、創(chuàng)新激勵(lì)制度和考核機(jī)制等5個(gè)方面進(jìn)行探討。
關(guān)鍵詞：柔性方式；CDIO工程；創(chuàng)新能力
1 引言
CDIO（conceive，design，implement，operate，構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)作）是當(dāng)今國(guó)際高等工程教育的一種新模式，由美國(guó)麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等4所工程技術(shù)大學(xué)發(fā)起的一項(xiàng)工程改革計(jì)劃，提供12種實(shí)施的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，注重扎實(shí)的工程基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)的培養(yǎng)，通過(guò)每一門課程、每一個(gè)模塊、每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)來(lái)落實(shí)產(chǎn)業(yè)對(duì)能力的要求，滿足產(chǎn)業(yè)對(duì)工程人才質(zhì)量的要求。這種教育模式已被國(guó)內(nèi)清華大學(xué)、汕頭大學(xué)等高校采用，都取得了突出的成效，充分說(shuō)明CDIO是符合國(guó)際工程教育的一套成功的教育改革體系。廣東石油化工學(xué)院是以工科為主的普通院校，培養(yǎng)目標(biāo)為掌握扎實(shí)的工程技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)，具有工程動(dòng)手能力和工程過(guò)程的創(chuàng)新能力。因此，我們學(xué)習(xí)成功院校的做法，把CDIO融入到課程教學(xué)實(shí)踐中。
柔性化的培養(yǎng)方式來(lái)自一種新型的管理理念，是一種“以學(xué)生為中心”的“人性化培養(yǎng)方式”。它在研究人的心理和行為規(guī)律的基礎(chǔ)上，采用非強(qiáng)制性手段，使教育對(duì)象心目中產(chǎn)生一種潛在的說(shuō)服力，從而把組織意志變?yōu)閭€(gè)人的自覺行動(dòng)，能充分開發(fā)和挖掘人的潛能。因此，這種方式比較適合融入到CDIO培養(yǎng)過(guò)程中，能充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性。
2 CDIO課程實(shí)踐培養(yǎng)計(jì)劃和目標(biāo)
課程實(shí)踐體系是計(jì)算機(jī)培養(yǎng)方案中的重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的關(guān)鍵，是實(shí)施培養(yǎng)的主導(dǎo)計(jì)劃。在沒引用CDIO教育模式前，課程實(shí)踐主要是在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成指定實(shí)驗(yàn)，重視理論知識(shí)學(xué)習(xí)和剛性的培養(yǎng)方式，實(shí)踐沒得到很好的擴(kuò)展，限制學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的提高。因此，我們必須改革傳統(tǒng)僵化的培養(yǎng)體系，在注入CDIO工程理念的同時(shí)，注意形式多樣，探索符合學(xué)生個(gè)性發(fā)展的柔性實(shí)踐體系。
表1是計(jì)算機(jī)專業(yè)的課程實(shí)踐培養(yǎng)體系在改革前和改革后的對(duì)比。從表中可以看出，在課程安排方面，改革后的課程實(shí)踐體系遵循教育教學(xué)的規(guī)律，具有內(nèi)在邏輯性和連續(xù)性，既重視了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)組成原理等基礎(chǔ)課程的培養(yǎng)，又重視編譯原理、大型數(shù)據(jù)庫(kù)專業(yè)公共課的全面教育，而且更突出Java應(yīng)用技術(shù)和嵌入式技術(shù)這兩個(gè)工程特色主線；在實(shí)踐量方面，改革前只有課內(nèi)實(shí)踐，改革后課內(nèi)外實(shí)踐和創(chuàng)新活動(dòng)相結(jié)合，減少了課內(nèi)課時(shí)量，增設(shè)課外課時(shí)量和創(chuàng)新活動(dòng)課時(shí)量，總的實(shí)踐課時(shí)量大大增加，強(qiáng)調(diào)了教師的引導(dǎo)和學(xué)生的主體作用。因此，我們要根據(jù)柔性的培養(yǎng)體系采用相應(yīng)的柔性培養(yǎng)方式，抓基礎(chǔ)訓(xùn)練，重視工程特色的能力培養(yǎng)，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，全面推進(jìn)學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展，切實(shí)增強(qiáng)創(chuàng)新精神，培養(yǎng)高素質(zhì)計(jì)算機(jī)工程應(yīng)用人才。
3 CDIO實(shí)踐能力培養(yǎng)過(guò)程
3.1 營(yíng)造柔性的工程實(shí)踐環(huán)境，奠定CDIO硬件培養(yǎng)基礎(chǔ)
實(shí)踐環(huán)境是培養(yǎng)CDIO工程人才的基礎(chǔ)設(shè)施，改革前課程實(shí)踐基本都按實(shí)驗(yàn)室工作人員的安排在規(guī)定的時(shí)間里進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)。由于學(xué)生個(gè)體的差異，存在著顯著問(wèn)題：差生沒辦法在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)作完實(shí)驗(yàn)，優(yōu)秀學(xué)生沒辦法作一些擴(kuò)展或創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，嚴(yán)重影響整體學(xué)生實(shí)踐能力的提高。因此，我們建立了一個(gè)既能集中訓(xùn)練，又不限制學(xué)生時(shí)間和能力的柔性實(shí)踐環(huán)境，讓學(xué)生充分發(fā)揮個(gè)體實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。實(shí)驗(yàn)環(huán)境按柔性程度劃分為兩種類型：一種是集中式，由實(shí)驗(yàn)室工作人員安排時(shí)間和實(shí)驗(yàn)室，教師講授實(shí)驗(yàn)和輔導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，主要完成實(shí)踐體系中的隨堂實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)和綜合實(shí)驗(yàn)的課內(nèi)實(shí)踐任務(wù)；另一種是分散式，學(xué)生自主完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，主要完成隨堂實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、綜合實(shí)驗(yàn)和課外創(chuàng)新活動(dòng)的實(shí)踐任務(wù)。分散式類型從實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地和時(shí)間劃分有如下3種形式。
1）充分利用學(xué)生自己的設(shè)備。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，從一年級(jí)第二學(xué)期開始，計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生100%都購(gòu)買了微機(jī)，學(xué)生可以用自己的微機(jī)在合適的場(chǎng)所作實(shí)驗(yàn)。對(duì)于這種形式，在教師的安排下，可以完成軟件類的課外課程實(shí)踐，如軟件基礎(chǔ)課程、Java技術(shù)工程主線系列課程等。2011級(jí)課程實(shí)踐中我們利用學(xué)生的微機(jī)和Internet網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)QQ群平臺(tái)，給每個(gè)學(xué)生布置有差異的設(shè)計(jì)任務(wù)，學(xué)生可以在群上討論，教師抽時(shí)間定時(shí)參與，分批、分階段檢查、計(jì)分。通過(guò)這種方式，不但給學(xué)校解決了招生人數(shù)與投資設(shè)備的矛盾，更主要的是學(xué)生實(shí)踐時(shí)間更加靈活、充裕，實(shí)踐質(zhì)量得到很大的提高。
2）定時(shí)開放實(shí)驗(yàn)室。
主要開放硬件和網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室，滿足硬件和網(wǎng)絡(luò)系列課程課外學(xué)習(xí)的需要。學(xué)生很少具備網(wǎng)絡(luò)和硬件系列的自主設(shè)備，但是由于實(shí)驗(yàn)室要負(fù)責(zé)多門課程的集中實(shí)驗(yàn)，加上實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備和經(jīng)費(fèi)投入等條件的限制，實(shí)行全面開放，難度較大。所以，根據(jù)教學(xué)安排，定時(shí)開放實(shí)驗(yàn)室。學(xué)生根據(jù)自己的時(shí)間和實(shí)驗(yàn)室的開放安排情況，自主到實(shí)驗(yàn)室完成硬件、網(wǎng)絡(luò)和創(chuàng)新相關(guān)實(shí)驗(yàn)，如學(xué)生想自己設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)算機(jī)模型機(jī)，定時(shí)開放的實(shí)驗(yàn)室可以成為他們發(fā)揮能力的空間。
3）預(yù)約開放實(shí)驗(yàn)室。
預(yù)約開放主要針對(duì)課外創(chuàng)新活動(dòng)的學(xué)生團(tuán)隊(duì)，實(shí)驗(yàn)室大力支持學(xué)生搞創(chuàng)新活動(dòng)，實(shí)驗(yàn)室不能耽誤正常的實(shí)驗(yàn)課程，又要充分發(fā)揮學(xué)生的課外創(chuàng)新主動(dòng)性，要根據(jù)學(xué)生的人數(shù)和項(xiàng)目情況盡量滿足創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的需求。
3.2 組織工程化、柔性化的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容，確保GDIO工程培養(yǎng)質(zhì)量
CDIO是一種以工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)為導(dǎo)向，工程能力培養(yǎng)為目標(biāo)的工程教育模式，這給教師、學(xué)生提出了更高的要求。計(jì)算機(jī)專業(yè)傳統(tǒng)的實(shí)踐項(xiàng)目大多是教師根據(jù)理論課程內(nèi)容而設(shè)計(jì)的，一是缺少工程背景，二是內(nèi)容單一，很難發(fā)揮學(xué)生的積極主動(dòng)性。就此，按如下方面組織和安排實(shí)踐項(xiàng)目。
1）組織與企業(yè)“零距離”的工程實(shí)踐項(xiàng)目。
目前，學(xué)校與許多知名企業(yè)形成良好的合作關(guān)系，配合CDIO工程實(shí)踐培養(yǎng)的實(shí)施，接受教師與學(xué)生到企業(yè)學(xué)習(xí)。通過(guò)企業(yè)，我們能獲得直接的技術(shù)支持，授課教師在這樣的背景下，積極參與培訓(xùn)和企業(yè)生產(chǎn)線的學(xué)習(xí)，不斷更新知識(shí)，結(jié)合工程實(shí)際組織實(shí)踐項(xiàng)目，讓實(shí)踐內(nèi)容真正與企業(yè)接軌。
2）組織與科研相結(jié)合的創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目。
課程實(shí)踐體系從基礎(chǔ)系列課程開始就逐步讓學(xué)生搞創(chuàng)新主題活動(dòng)，這些創(chuàng)新主題從何而來(lái)？一部分來(lái)自學(xué)生，大部分還需要教師的引導(dǎo)，教師引導(dǎo)單靠上課和培訓(xùn)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。實(shí)踐表明，缺少科研的教學(xué)是沒有深度的，我們的實(shí)踐教學(xué)必須要與相關(guān)研究領(lǐng)域密切結(jié)合。比如嵌入式工程主線是非常熱門的技術(shù)，有200個(gè)課外創(chuàng)新學(xué)時(shí)，實(shí)踐性和應(yīng)用性都很強(qiáng)，教師必須有一定課題研究背景和基礎(chǔ)，才能深入引領(lǐng)學(xué)生搞創(chuàng)新活動(dòng)。
3）根據(jù)學(xué)生的差異性，按梯度組織實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為指定實(shí)驗(yàn)、自選實(shí)驗(yàn)和自主實(shí)驗(yàn)（創(chuàng)新）。指定實(shí)驗(yàn)由教師講解或演示，學(xué)生在模仿實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上完成一些驗(yàn)證性或設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)；自選實(shí)驗(yàn)是指學(xué)生在指定實(shí)驗(yàn)之外自行選作，一般為指定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的延伸和拓展；自主實(shí)驗(yàn)是指在具備了一定實(shí)驗(yàn)技能的前提下自行設(shè)計(jì)或改造創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。學(xué)生必須完成指定實(shí)驗(yàn)，并撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，而自選實(shí)驗(yàn)和自主實(shí)驗(yàn)由學(xué)生自覺完成，完成的內(nèi)容會(huì)有所不同，要求在指定實(shí)驗(yàn)報(bào)告里附自主實(shí)驗(yàn)體會(huì)，教師可以從交互和報(bào)告中了解學(xué)生掌握知識(shí)、運(yùn)用知識(shí)、解決問(wèn)題的能力。
3.3 授課形式和輔導(dǎo)柔性化，豐富GDIO培養(yǎng)手段
實(shí)踐課中教師的任務(wù)是引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)實(shí)踐，針對(duì)實(shí)踐體系課內(nèi)到課外的實(shí)踐內(nèi)容側(cè)重點(diǎn)不同，要靈活采用不同手段和輔導(dǎo)方法。
（1）以“實(shí)踐為主，理論為輔”的原則傳授課內(nèi)實(shí)踐課內(nèi)容。在授課方面教師要用簡(jiǎn)短時(shí)間講授多層次的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，需要采用多媒體、網(wǎng)絡(luò)資源向?qū)W生提供更多的背景資料和設(shè)計(jì)案例，既提高教學(xué)效率，又極大地增加傳授的信息量，開闊了學(xué)生視野，激發(fā)學(xué)生的實(shí)踐欲。
（2）以“教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”的特點(diǎn)輔導(dǎo)課內(nèi)實(shí)踐課。課內(nèi)實(shí)踐主要是理論的驗(yàn)證，加深學(xué)生理解理論基礎(chǔ)知識(shí)。輔導(dǎo)教師必須跟蹤輔導(dǎo)、答疑，及時(shí)為學(xué)生排憂解難，樹立學(xué)生信心，為課外自主實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新活動(dòng)課打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
（3）以“教師督導(dǎo)，學(xué)生自主實(shí)踐”的柔性特點(diǎn)督導(dǎo)課外實(shí)踐課。由于實(shí)驗(yàn)是分散式做的，在一定的時(shí)間段內(nèi)由學(xué)生選擇時(shí)間和場(chǎng)地完成實(shí)踐任務(wù)，學(xué)生可以在白天或晚上在實(shí)驗(yàn)室、寢室或其他地方開展，教師主要通過(guò)QQ群、飛信等通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)與學(xué)生交互。教師在監(jiān)督的同時(shí)，需要多了解學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入自主實(shí)踐過(guò)程，促進(jìn)學(xué)生思考和創(chuàng)新。
3.4 創(chuàng)新激勵(lì)制度，提升CDIO培養(yǎng)力度
教師在日常教學(xué)中要善于發(fā)現(xiàn)人才，如在實(shí)驗(yàn)報(bào)告的內(nèi)容、體會(huì)以及平常的交互、答疑和輔導(dǎo)等方面，可以發(fā)現(xiàn)優(yōu)秀人才。對(duì)于優(yōu)秀學(xué)生要鼓勵(lì)他們積極創(chuàng)新，組織他們參加國(guó)家級(jí)、省部級(jí)、校級(jí)等各層次的課外科技活動(dòng)。如近幾年，全國(guó)相關(guān)的機(jī)器人比賽，我們都組隊(duì)參加，每次都取得較好的成績(jī)，特別是在今年的全國(guó)機(jī)器人錦標(biāo)賽中，分別獲得類人型對(duì)抗類擊劍項(xiàng)目一等獎(jiǎng)，類人型舞蹈類單人項(xiàng)目一等獎(jiǎng)和其他項(xiàng)目的二、三等獎(jiǎng)勵(lì)，對(duì)于這些獎(jiǎng)勵(lì)和作品都在實(shí)踐課上進(jìn)行宣傳和學(xué)習(xí)。無(wú)論是普通生還是優(yōu)秀生，通過(guò)這種活動(dòng)，學(xué)生內(nèi)心會(huì)得到激勵(lì)，達(dá)到潛移默化的教育作用。
3.5 柔性考核形式
改革傳統(tǒng)意義上的實(shí)驗(yàn)報(bào)告的考核方式，建立柔性而切實(shí)可行的實(shí)踐能力考核體制，保證各種柔性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效實(shí)施。我們的課程實(shí)踐有主導(dǎo)和督導(dǎo)兩種輔導(dǎo)形式，主導(dǎo)教師面對(duì)面輔導(dǎo)學(xué)生，學(xué)生的基礎(chǔ)、動(dòng)手能力作為成績(jī)的一部分；督導(dǎo)方面的實(shí)驗(yàn)，教師通過(guò)答疑，可以了解學(xué)生的思維和完成情況，也作為成績(jī)的一部分。除此之外，還結(jié)合驗(yàn)收、報(bào)告、體會(huì)、自評(píng)等方面來(lái)考核。不同的課程，可能考核方式有所差異。總的來(lái)說(shuō)，我們需要研究采取多元、多點(diǎn)、機(jī)考、答辯和激勵(lì)的考核方式，確保考核結(jié)果能體現(xiàn)學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)素質(zhì)、動(dòng)手能力、協(xié)作精神和創(chuàng)新意識(shí)等方面的能力。
4 結(jié)語(yǔ)
CDIO教育模式的12種實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)給高校提供了一個(gè)參考模板，但不能僵硬地臨摹，必須結(jié)合學(xué)校、專業(yè)、學(xué)生、師資等方面來(lái)建設(shè)、實(shí)施和執(zhí)行。我們探討的計(jì)算機(jī)課程實(shí)踐體系的柔性實(shí)施過(guò)程，還處在初始探討階段，從新生走向成熟需要一段時(shí)間的磨合，不能急功近利，只有經(jīng)過(guò)反復(fù)修正和各方面的共同努力，才能成為有科學(xué)內(nèi)涵和可持續(xù)發(fā)展的培養(yǎng)體系。
參考文獻(xiàn)：
[1]顧學(xué)雍，聯(lián)結(jié)理論與實(shí)踐的CDIO-清華大學(xué)創(chuàng)新性工程教育的探索[J].高等工程教育研究，2009（I）：11-12.
[2]康全禮，陸小華，熊光晶.CDIO大綱與工程創(chuàng)新型人才培養(yǎng)[J].高等教育研究學(xué)報(bào)，2008（4）：15-16.
[3]張輝.CDIO教育理念下計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2011（9）：110-113.
[4]Edward F C.Creating the CDIO Syllabus，a Universal Template for Engineering Education-[C]∥32ASEE/IEEE Frontiers in Education Conference.Boston，MA.2002.
[5]郭皎，鄢沛，應(yīng)宏，等.基于CDIO的計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革[J]。實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2011（2）：155-156.
[6]劉京銳，吳敏華，李志平.CDIO理念在計(jì)算機(jī)硬件實(shí)踐課程教學(xué)改革中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，201l（7）：154-155.
[7]李曼麗，用歷史解讀CDIO及其應(yīng)用前景[J].清華大學(xué)教育研究，2008（5）：29.78-79.
[8]楊春先，宋起超，張春艷.CDIO模式下電工電子實(shí)驗(yàn)柔性教學(xué)模式改革探索[J].經(jīng)營(yíng)管理者，2010（11）：302.
[9]韓偉平.柔性化與高等教育管理[J].教育評(píng)論，2009（4）：15.
關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；模擬保護(hù)；微機(jī)化；課程改革
作者簡(jiǎn)介：王思華（1968-），男，江蘇南通人，蘭州交通大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院，副教授；趙峰（1966-），男，上海人，蘭州交通大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院，教授。（甘肅 蘭州 730070）
基金項(xiàng)目：本文系蘭州交通大學(xué)教學(xué)改革項(xiàng)目資助的研究成果。
中圖分類號(hào)：G423.07 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2012）01-0058-02
由于電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及保護(hù)算法的不斷發(fā)展，微機(jī)保護(hù)已經(jīng)得到了普遍采用，尤其是近年來(lái)測(cè)量、控制及保護(hù)技術(shù)的融和，新建的變電所和發(fā)電廠其二次系統(tǒng)一般都安裝了綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。在對(duì)老變電所和發(fā)電廠的改造過(guò)程中，遇到保護(hù)設(shè)備的更新，無(wú)一例外地都采用了微機(jī)保護(hù)裝置。因此，隨著模擬式機(jī)電型保護(hù)裝置退出和二次設(shè)備的不斷更新，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的微機(jī)化已基本形成[1-2]。面對(duì)這樣的技術(shù)現(xiàn)實(shí)，結(jié)合目前繼電保護(hù)教學(xué)方面教材特點(diǎn)，如何讓學(xué)生在幾十學(xué)時(shí)里，既能對(duì)繼電保護(hù)的基本原理掌握好，又能對(duì)微機(jī)保護(hù)裝置有所掌握，這是擺在廣大繼電保護(hù)教師面前的一個(gè)比較大的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。為了能解決和應(yīng)對(duì)這個(gè)難題，對(duì)繼電保護(hù)教材和教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整勢(shì)在必行。
一、保護(hù)的微機(jī)化對(duì)傳統(tǒng)繼電保護(hù)的影響
目前，在現(xiàn)有電力系統(tǒng)繼電保護(hù)教材中，大多數(shù)教材在講述保護(hù)的基本原理的過(guò)程中，一般是結(jié)合模擬型繼電器來(lái)分析保護(hù)原理，尤其是機(jī)電型繼電器，這樣就花費(fèi)了大量的篇幅用于分析介紹繼電保護(hù)裝置和傳統(tǒng)繼電保護(hù)的二次電路[3]。當(dāng)然通過(guò)傳統(tǒng)的機(jī)電型保護(hù)的動(dòng)作過(guò)程來(lái)讓學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握保護(hù)原理是行之有效的方法，學(xué)生也容易理解，問(wèn)題是在理解完了保護(hù)基本理論后，如何讓學(xué)生來(lái)認(rèn)識(shí)微機(jī)保護(hù)，這在大多數(shù)教材中并沒有體現(xiàn)。而是對(duì)具體模擬電路或機(jī)電型保護(hù)元件參數(shù)的選擇、元件老化、頻率變化、過(guò)渡過(guò)程、管壓降（門檻值）、非線性問(wèn)題等進(jìn)行討論，不同類型的繼電器，其動(dòng)作原理是不同的，結(jié)構(gòu)也不同，特別是用機(jī)電型繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)較為高級(jí)保護(hù)，其結(jié)構(gòu)尤為復(fù)雜，學(xué)生要掌握它很不容易，同時(shí)調(diào)試應(yīng)用都不便。而微機(jī)保護(hù)，無(wú)論其功能如何，其硬件構(gòu)成基本相似，無(wú)非是CPU及其擴(kuò)展電路有所不同[1]。因此上述那些要討論的因素就相對(duì)涉及較少（或不存在）。由此可見，保護(hù)的微機(jī)化對(duì)繼電保護(hù)的教學(xué)內(nèi)容影響很大。下面就繼電保護(hù)的課程內(nèi)容進(jìn)行討論。
1.電流保護(hù)的影響
電流保護(hù)單元是繼電保護(hù)課程的一個(gè)最基本、最重要的單元內(nèi)容，也是在實(shí)踐中應(yīng)用最廣的內(nèi)容，通過(guò)這個(gè)單元學(xué)習(xí)讓學(xué)生對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)有一個(gè)基本的認(rèn)識(shí)。學(xué)好、理解、掌握和應(yīng)用尤為重要。在目前大多數(shù)繼電保護(hù)教程中，在講述這一部分原理時(shí)，大多采用模擬型器件來(lái)講解保護(hù)，比如電壓、電流、時(shí)間等機(jī)電型繼電器或晶體管型繼電器組成的保護(hù)電路。對(duì)于機(jī)電型繼電器，通過(guò)它們來(lái)認(rèn)識(shí)繼電保護(hù)是比較直觀的，對(duì)于學(xué)生剛接觸繼電保護(hù)是有好處的，其本身原理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單學(xué)生容易掌握，而對(duì)于由晶體管構(gòu)成的繼電保護(hù)，相對(duì)來(lái)說(shuō)結(jié)構(gòu)要復(fù)雜些，尤其是對(duì)電子電路沒有學(xué)好的學(xué)生，讓他們通過(guò)晶體管保護(hù)來(lái)理解繼電保護(hù)的原理難以可行。而目前電流保護(hù)裝置基本是微機(jī)電流保護(hù)，它與傳統(tǒng)的電流保護(hù)的組成結(jié)構(gòu)有本質(zhì)的區(qū)別，學(xué)生在學(xué)好電流保護(hù)后對(duì)微機(jī)電流保護(hù)裝置不會(huì)用，不會(huì)整定，不會(huì)調(diào)整。
2.功率方向和距離保護(hù)的影響
功率方向保護(hù)及距離保護(hù)是一種較高等級(jí)的保護(hù)，其基本原理比較容易掌握，但其模擬器件的原理比較麻煩，一般的教材中花費(fèi)了比較大的篇幅去介紹，如模擬式方向元件一般在線路出口相間短路時(shí)有死區(qū)，為防止在死區(qū)內(nèi)短路時(shí)保護(hù)裝置拒動(dòng)，一般都利用RLC回路的諧振對(duì)故障前的電壓相位實(shí)現(xiàn)記憶，記憶時(shí)間一般為70ms左右。如記憶時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，由于RLC回路的振蕩頻率與系統(tǒng)頻率的差異，會(huì)使得記憶電壓與故障前的電壓有相位差，這樣可能導(dǎo)致反向出口短路時(shí)誤動(dòng)。在模擬式方向阻抗繼電器中為克服出口兩相短路的死區(qū)，還加入了第三相電壓，其目的是在出口兩相短路時(shí)保證極化電壓能保持與故障前的電壓同相。這些問(wèn)題可以很方便在微機(jī)保護(hù)中利用算法加以解決，基本不需要什么硬件。再如阻抗繼電器的接線，為了保護(hù)證接線的靈敏度和測(cè)量準(zhǔn)確問(wèn)題，提出了“阻抗繼電器的接線方式”，微機(jī)式的距離保護(hù)是作為一個(gè)整體引入三相電流和三相電壓，不再借用電抗變換器參數(shù)的調(diào)整來(lái)改變整定阻抗和整定阻抗角，故沒有由于電抗變換器的特性（轉(zhuǎn)移阻抗）變化而導(dǎo)致的動(dòng)作阻抗下降的問(wèn)題，也就是說(shuō)不存在精確工作電流的概念（只有A/D變換的分辨率問(wèn)題）。
3.變壓器保護(hù)及發(fā)電機(jī)保護(hù)的影響
在變壓器及發(fā)電機(jī)保護(hù)的單元里，其保護(hù)的核心是差動(dòng)保護(hù)問(wèn)題，大多數(shù)教材中主要是以BCH2型繼電器作為差動(dòng)保護(hù)的元件來(lái)介紹的，這種模擬元件主要問(wèn)題是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，另外接線和動(dòng)作的整定調(diào)整十分不便，而微機(jī)差動(dòng)保護(hù)一般是帶制動(dòng)的折線型保護(hù)，它對(duì)接線形式?jīng)]有太多的要求，是一種整體接線方式，對(duì)于不同的方式它由軟件來(lái)進(jìn)行運(yùn)算分析，消除角度誤差等因素的影響，另外整定不需要算出相應(yīng)的元件的動(dòng)作匝數(shù)及制動(dòng)匝數(shù)等，而且整定通過(guò)良好的界面來(lái)進(jìn)行，方便易于實(shí)現(xiàn)。
二、課程教學(xué)的改革
電力系統(tǒng)教學(xué)改革的目的是讓學(xué)生通過(guò)有限時(shí)間的學(xué)習(xí)，掌握保護(hù)的基本原理和方法，能夠自主進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)或應(yīng)用繼電保護(hù)的原理去解決電網(wǎng)中的實(shí)際問(wèn)題。
1.課程改革的思路
繼電保護(hù)課程的改革以基本原理為主，包括保護(hù)的基本原理、保護(hù)裝置和繼電器的基本原理。以模擬保護(hù)具體電路為輔，對(duì)于復(fù)雜模擬電路不作介紹，減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)以邏輯關(guān)系為主。不同型號(hào)的保護(hù)裝置只是實(shí)現(xiàn)方法不同，但邏輯關(guān)系不變，在模擬式保護(hù)中它體現(xiàn)為框圖或邏輯圖，在微機(jī)保護(hù)中它體現(xiàn)在程序的流程上。保護(hù)裝置和繼電器的應(yīng)用舉例以微機(jī)型為主，可適當(dāng)兼顧尚未退役用得較多的模擬式裝置和常用繼電器。在教學(xué)的實(shí)踐過(guò)程，應(yīng)留出適當(dāng)（不多）的時(shí)間，介紹當(dāng)前繼電保護(hù)最新的技術(shù)和原理，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生課后自主實(shí)驗(yàn)。
2.課程改革的具體方法
（1）教學(xué)手段的改革。在教學(xué)過(guò)程中，教學(xué)手段十分關(guān)鍵，教學(xué)手段的好壞直接關(guān)系到能否激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也就是說(shuō)能否抓住學(xué)生。目前常用的教學(xué)手段主要是板書式教學(xué)、多媒體教學(xué)及討論式教學(xué)等。這些教學(xué)應(yīng)該是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐，證明是可行的，但對(duì)于不同的教學(xué)內(nèi)容如果采用一種方式效果不理想，在教學(xué)過(guò)程中不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，因此需針對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容，合理采用不同的手段進(jìn)行。比如在講解算法時(shí)，需要數(shù)學(xué)的推導(dǎo)，這時(shí)筆者主要采用板書式教學(xué)，讓學(xué)生順著老師的思路進(jìn)行理解學(xué)習(xí)，在講解保護(hù)設(shè)備時(shí)，采用多媒體比較好，讓學(xué)生一下子了解設(shè)備及其一些應(yīng)用，通過(guò)聲光一下吸引學(xué)生學(xué)習(xí)保護(hù)設(shè)備的積極性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力和對(duì)新設(shè)備的認(rèn)知。再如對(duì)于故障的分析學(xué)習(xí)，筆者采用討論法進(jìn)行，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，發(fā)揮學(xué)生的思考及參與能力。因此，合理運(yùn)用不同的教學(xué)手段是調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的重要因素。
（2）教學(xué)內(nèi)容的改革。
1）繼電保護(hù)教學(xué)內(nèi)容的改革。繼電保護(hù)教學(xué)內(nèi)容改革是核心，沒有一個(gè)好的內(nèi)容，無(wú)論怎么改都不會(huì)成功，問(wèn)題是繼電保護(hù)的內(nèi)容很多，怎么從眾多的內(nèi)容中選取是關(guān)鍵所在。筆者認(rèn)為內(nèi)容的改革需遵循夠用、發(fā)展、創(chuàng)新這樣的層次展開。所謂夠用就是繼電保護(hù)內(nèi)容要包含基本的保護(hù)理論原理，比如常規(guī)的電流保護(hù)、功率方向保護(hù)、距離保護(hù)及差動(dòng)保護(hù)等，對(duì)于這些原理的學(xué)習(xí)要完全掌握。對(duì)于利用傳統(tǒng)保護(hù)構(gòu)成的裝置的學(xué)習(xí)，要簡(jiǎn)單化學(xué)習(xí)，不必對(duì)具體的器件及復(fù)雜的模擬電路進(jìn)行分析，如功率方向元件的幅值比較、電壓相位的記憶、變壓器差動(dòng)繼電器匝數(shù)的調(diào)整等電路，主要是理解整個(gè)保護(hù)的邏輯關(guān)系，這樣學(xué)生容易掌握理論，又不至于陷入對(duì)模擬復(fù)雜電路的理解。所謂發(fā)展就是繼電保護(hù)的理論學(xué)習(xí)要與時(shí)俱進(jìn)，對(duì)于目前不用的一些陳舊理論要敢于刪除，對(duì)于新的理論要補(bǔ)充。由于微機(jī)保護(hù)的大力發(fā)展，許多過(guò)去用模擬電路難以解決的問(wèn)題，通過(guò)算法卻很容易解決，如功率保護(hù)的接線形式，差動(dòng)保護(hù)的接線等問(wèn)題。這些問(wèn)題在模擬保護(hù)中靠裝置的反復(fù)移相變換進(jìn)行解決，其理論比較復(fù)雜，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中掌握不好。現(xiàn)在只介紹一個(gè)過(guò)程和處理的方法，通過(guò)算法比較容易實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然由于微機(jī)保護(hù)引入，保護(hù)課程發(fā)生了大的變革，這要求學(xué)生需要更多的知識(shí)面，比如計(jì)算機(jī)、通信及較高的數(shù)學(xué)知識(shí)。這些知識(shí)雖然在基礎(chǔ)課有所學(xué)習(xí)，但并沒有相關(guān)的應(yīng)用。因此，如何將上述相關(guān)知識(shí)應(yīng)用到保護(hù)原理中，這對(duì)學(xué)生又是一個(gè)問(wèn)題，所以筆者在教學(xué)過(guò)程中，主要強(qiáng)調(diào)保護(hù)的結(jié)構(gòu)及邏輯關(guān)系，并對(duì)常用算法進(jìn)行推導(dǎo)分析，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)理論的應(yīng)用，注重微機(jī)保護(hù)模塊的學(xué)習(xí)。
2）繼電保護(hù)相關(guān)課程內(nèi)容的改革。與繼電保護(hù)的相關(guān)教材有 《繼電保護(hù)原理》、《微機(jī)保護(hù)原理》、《變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)》、《自動(dòng)裝置》，這幾門功課的內(nèi)容重復(fù)和交叉，比如在《變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)》這門課中，涉及到微機(jī)保護(hù)的數(shù)據(jù)采集單元，微機(jī)保護(hù)的相關(guān)算法單元，這些內(nèi)容又與《微機(jī)保護(hù)原理》的數(shù)據(jù)采集單元及保護(hù)原理相重疊。這幾門課程如果獨(dú)立開設(shè)，既耗費(fèi)了很多學(xué)時(shí)，又不利于學(xué)生理解這些課程的相互關(guān)系和相關(guān)課程整體意識(shí)的構(gòu)建，所以應(yīng)統(tǒng)籌考慮和選取教學(xué)內(nèi)容，以適合工作崗位的需要，對(duì)繼電保護(hù)密切相關(guān)的課程在教學(xué)內(nèi)容上，課時(shí)上嘗試進(jìn)行大幅度地整合。
（3）實(shí)驗(yàn)的改革。本科“繼電保護(hù)”教學(xué)必須與工程實(shí)踐結(jié)合緊密。繼電保護(hù)是比較難學(xué)的課程，其原因在于繼電保護(hù)技術(shù)涉及到電力系統(tǒng)的運(yùn)行、穩(wěn)定、安全以及一、二次設(shè)備的技術(shù)細(xì)節(jié)，同時(shí)，其本身也是一門包含高深理論和最新科技的工程技術(shù)學(xué)科。作為一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，繼電保護(hù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)尤其重要，它是“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理”課程教學(xué)工作的重要組成部分。通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅可以讓學(xué)生更好地理解理論教學(xué)的內(nèi)容，而且可以讓學(xué)生掌握必要的工程技術(shù)、測(cè)試方法、先進(jìn)設(shè)備和學(xué)科的基本研究方法，同時(shí)還可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)造性，所以必須要重視教學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。
1）實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)更新。目前傳統(tǒng)繼電保護(hù)以繼電器為主的繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)室一般都已具備，通過(guò)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)可以使學(xué)生通過(guò)實(shí)際的保護(hù)二次接線的訓(xùn)練，清晰直觀地觀察保護(hù)動(dòng)作過(guò)程和現(xiàn)象。此外在保護(hù)實(shí)驗(yàn)中可靈活模擬各種二次接線錯(cuò)誤，然后讓學(xué)生根據(jù)錯(cuò)誤結(jié)果分析原因，培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的分析能力；還可讓學(xué)生按實(shí)驗(yàn)要求自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、接線、調(diào)試實(shí)驗(yàn)，使他們的動(dòng)手能力得到提高。對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，通過(guò)對(duì)常規(guī)保護(hù)的電氣接線、工作原理、動(dòng)作過(guò)程的學(xué)習(xí)，也為理解微機(jī)保護(hù)和做好微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)打下良好的基礎(chǔ)。另一種就是加強(qiáng)微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。由于微機(jī)保護(hù)的接線少，信號(hào)質(zhì)量相對(duì)較高，操作過(guò)程也相對(duì)簡(jiǎn)單，可以設(shè)計(jì)內(nèi)容不同、形式多樣的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容對(duì)學(xué)生進(jìn)行專門訓(xùn)練，使學(xué)生較好地掌握保護(hù)測(cè)試技能、對(duì)濾波及保護(hù)算法進(jìn)行初步的設(shè)計(jì)，甚至對(duì)自己設(shè)計(jì)的保護(hù)方案調(diào)試等。
2）改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求和方法。作為工科院校的本科生，工程實(shí)踐能力是其基本素質(zhì)，也是社會(huì)的基本要求。完善實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，積極推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的改革[5]。對(duì)于本科繼電保護(hù)的教學(xué)采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法，在實(shí)踐過(guò)程中，可以按照電網(wǎng)施工的流程，將一些簡(jiǎn)單實(shí)際的小型工程全程照搬入實(shí)驗(yàn)室，老師提供相關(guān)的圖紙資料，學(xué)生們幾人一組，按照任務(wù)要求，進(jìn)行保護(hù)的施工安裝，調(diào)試，對(duì)保護(hù)出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析查找，完成所調(diào)試設(shè)備的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，進(jìn)一步提高學(xué)生的分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力，這就要求學(xué)生具備較強(qiáng)的二次識(shí)圖能力。另一方面，由于微機(jī)保護(hù)裝置功能強(qiáng)大，它能滿足眾多實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的需要。
（4）考評(píng)的改革。考評(píng)是檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)學(xué)習(xí)和應(yīng)用掌握一個(gè)重要環(huán)節(jié)，不同的考評(píng)制度可以檢驗(yàn)出學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的不同能力，因此，要促使學(xué)生學(xué)好知識(shí)，掌握原理，學(xué)會(huì)應(yīng)用，需要老師設(shè)計(jì)好不同的考評(píng)方案。考核評(píng)價(jià)體系的改革要立足于正確引導(dǎo)學(xué)生在打好堅(jiān)實(shí)理論基礎(chǔ)的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)和提高分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力[6]。從基礎(chǔ)理論知識(shí)的掌握、專業(yè)技能的運(yùn)用、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)及綜合性實(shí)驗(yàn)的實(shí)施等多方面進(jìn)行綜合考核，加大實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的考評(píng)比例，從制度上鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行發(fā)散思維、求異思維的培養(yǎng)。傳統(tǒng)考評(píng)往往是采用閉卷考試方式，這種方式有它的優(yōu)點(diǎn)和公證性，但不能很好檢驗(yàn)學(xué)生動(dòng)手能力和應(yīng)用繼電保護(hù)原理知識(shí)去解決實(shí)際問(wèn)題的能力。對(duì)于原理性內(nèi)容學(xué)習(xí)采用傳統(tǒng)閉卷考試，解決問(wèn)題和分析問(wèn)題能力采用具體實(shí)作考評(píng)。對(duì)于新原理的學(xué)習(xí)認(rèn)識(shí)采用小論文形式拓展，最后分別設(shè)計(jì)一個(gè)系數(shù)求和，完成對(duì)一個(gè)學(xué)生的綜合評(píng)價(jià)。
三、課程改革的結(jié)果分析
任何一項(xiàng)改革，最終要經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)，當(dāng)然教育實(shí)踐的檢驗(yàn)有其特殊性，它是一個(gè)長(zhǎng)期的復(fù)雜的過(guò)程。筆者在學(xué)校教改立項(xiàng)的支助下，對(duì)電氣2008級(jí)的電氣工程的4個(gè)班中的其中兩個(gè)班的繼電保護(hù)進(jìn)行了課程內(nèi)容教學(xué)改革，從上課的效果上看，學(xué)生上課活躍程度增加，學(xué)生對(duì)繼電保護(hù)原理的理解增強(qiáng)，對(duì)微機(jī)保護(hù)設(shè)備的認(rèn)識(shí)和實(shí)踐能手動(dòng)力大大提高，在課程結(jié)束后，請(qǐng)具有現(xiàn)場(chǎng)豐富經(jīng)驗(yàn)的繼電保護(hù)工件者根據(jù)目前現(xiàn)場(chǎng)對(duì)繼電保護(hù)工作人員理論知識(shí)和基本技能進(jìn)行出題測(cè)試，最后測(cè)試結(jié)果成績(jī)分析為兩組，見表1、表2。
通過(guò)表1及表2的對(duì)比，可以明顯反映出改革前與改革后的成績(jī)的變化，通過(guò)對(duì)比和對(duì)學(xué)生的問(wèn)卷調(diào)查，學(xué)生相對(duì)更喜歡改革后的教學(xué)方式。這也說(shuō)明了這次課程內(nèi)容調(diào)整和教學(xué)方式改革是比較成功的。
四、結(jié)論
大學(xué)的教育是培養(yǎng)高素質(zhì)人才的一個(gè)重要階段。優(yōu)化的教學(xué)內(nèi)容，多樣的教學(xué)方式，合理的實(shí)踐是培養(yǎng)學(xué)生掌握基本原理，引導(dǎo)學(xué)生開拓創(chuàng)新及具有一定分析與解決問(wèn)題能力重要環(huán)節(jié)。對(duì)繼電保護(hù)教學(xué)內(nèi)容和方法的改革，經(jīng)過(guò)驗(yàn)證是可行的。
參考文獻(xiàn)：
[1]許建安.電力系統(tǒng)微機(jī)繼電保護(hù)(第2版)[M].北京:水利電力出版社,2008.
[2]蔣先國(guó).高速鐵路四電系統(tǒng)集成[M].成都:西南交通大學(xué)出版社,2010.
[3]羅士萍,顧艷.從保護(hù)的微機(jī)化淺析繼電保護(hù)課程內(nèi)容的調(diào)整[J].南京工程學(xué)院學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2004,(2).
[4]田有文,孫國(guó)凱,周啟龍.突出繼電保護(hù)教學(xué)中學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J].沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)的大學(xué)學(xué)報(bào),2005,(1).
關(guān)鍵詞：課內(nèi)外一體化；計(jì)算機(jī)硬件；教學(xué)改革；教學(xué)模式
中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
計(jì)算機(jī)硬件系列課程是高校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的重要組成部分，在計(jì)算機(jī)學(xué)科中有著舉足輕重的地位和作用。但目前對(duì)大多數(shù)高校而言又是很薄弱的部分，其主要原因之一就是本科教學(xué)改革整體上在壓縮課內(nèi)學(xué)時(shí)，將時(shí)間回歸給學(xué)生自主支配，但信息量必須保證不能減少。這樣，學(xué)生有了更多的屬于自己的時(shí)間，但又不知道如何支配，特別是實(shí)踐性很強(qiáng)的計(jì)算機(jī)硬件課程，學(xué)生不知道應(yīng)該去實(shí)驗(yàn)室做什么，甚至害怕自己進(jìn)實(shí)驗(yàn)室。
“課內(nèi)外一體化”是課堂教學(xué)與學(xué)生課外活動(dòng)之間相互協(xié)作的新教學(xué)模式，最初源自大學(xué)體育、音樂(lè)課程，后來(lái)延伸到學(xué)生素質(zhì)拓展等實(shí)踐性很強(qiáng)的教學(xué)環(huán)節(jié)中，目的是強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐能力，是一種建立在理論教學(xué)基礎(chǔ)之上，通過(guò)壓縮課內(nèi)學(xué)時(shí)、增加課外時(shí)間，以學(xué)生自覺、自主學(xué)習(xí)為主，由教師引導(dǎo)與監(jiān)督相結(jié)合的教學(xué)方式。
針對(duì)計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)發(fā)展極其迅速，硬件系列課程教學(xué)內(nèi)容多、信息量大、硬件教學(xué)實(shí)踐性強(qiáng)、而各課程課內(nèi)學(xué)時(shí)少等特點(diǎn)，計(jì)算機(jī)學(xué)院于2004年將“課內(nèi)外一體化”教學(xué)模式引入計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)，通過(guò)近3年的改革實(shí)踐，初步取得了好的成效。現(xiàn)階段，學(xué)校在統(tǒng)一修訂2008版教學(xué)計(jì)劃，我們想將課內(nèi)外一體化模式在計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)中的改革繼續(xù)深入，現(xiàn)愿與各位同行進(jìn)行探討與交流。
1計(jì)算機(jī)硬件課程體系和課程內(nèi)容的改革
1.1硬件課程體系的改革
進(jìn)入21世紀(jì)以后，計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)雖然進(jìn)一步在加速發(fā)展，但仔細(xì)分析計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展過(guò)程，對(duì)于計(jì)算機(jī)專業(yè)來(lái)說(shuō)，發(fā)展更多的是體現(xiàn)在應(yīng)用層面，即與計(jì)算機(jī)硬件緊密相關(guān)的接口與外設(shè)技術(shù)；至于計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的基本原理和工作過(guò)程并沒有大的變化。這是因?yàn)橛?jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是電子元器件的發(fā)展，計(jì)算機(jī)發(fā)展階段的劃分就是根據(jù)電子元器件的發(fā)展來(lái)進(jìn)行的。計(jì)算機(jī)更新?lián)Q代的主要標(biāo)志，除了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面的改進(jìn)和計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展外，電子元器件的更新是主要的因素，而電子元器件是屬于電子技術(shù)的范疇，所以不作討論；二是計(jì)算機(jī)性能的提升，計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)及相應(yīng)的匯編語(yǔ)言是計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)中偏軟部分，由于計(jì)算機(jī)硬件基本原理的不變性，所以它們的變化較小。
目前，高校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)硬件系列課程普遍設(shè)置了數(shù)字邏輯、計(jì)算機(jī)組成原理、匯編語(yǔ)言、微機(jī)接口技術(shù)、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、嵌入式系統(tǒng)等課程。這些課程設(shè)置雖然相對(duì)獨(dú)立，但課程和所提供的教材內(nèi)容劃分不明確，相互重疊現(xiàn)象比較嚴(yán)重。譬如有關(guān)微型計(jì)算機(jī)基本原理和指令系統(tǒng)的內(nèi)容，在多門課程教材中都有出現(xiàn)。
基于以上原因，我們?cè)?008版教學(xué)計(jì)劃中重新修訂了計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)體系，如圖1所示，具體包括理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課內(nèi)教學(xué)和課外教學(xué)，目的是將硬件系列課程作為一個(gè)整體統(tǒng)一考慮，建立一個(gè)完整的、系統(tǒng)的課程內(nèi)容體系，這對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量和壓縮學(xué)時(shí)都非常有力。
課程體系按課程內(nèi)容分為三層，第一層中的“數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)”課程雖然在教學(xué)體系上不屬于計(jì)算機(jī)硬件系列課程，但它是計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)，是必修的前續(xù)課；第二層中的3門課是硬件系列中重要的課程，其中“計(jì)算機(jī)組成原理”課程與“微機(jī)原理與匯編語(yǔ)言”課程中的匯編語(yǔ)言部分內(nèi)容有交叉，兩門課中哪門先作為前續(xù)課，各學(xué)校并不統(tǒng)一，我們是將微機(jī)原理與匯編語(yǔ)言課程作為了計(jì)算機(jī)組成原理的前續(xù)課；在第三層的應(yīng)用層中，既可以是微機(jī)接口技術(shù)方面的應(yīng)用，也可以是嵌入式技術(shù)方面的應(yīng)用。這些課程都配有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，具體的教學(xué)計(jì)劃安排如表1所示。
1.2硬件課程內(nèi)容的改革
為了使學(xué)生在學(xué)過(guò)該系列課程后具備較強(qiáng)的實(shí)際動(dòng)手能力和計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)能力，在該系列課程教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置上體現(xiàn)出基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性、實(shí)用性和先進(jìn)性，既要重視計(jì)算機(jī)硬件的基礎(chǔ)內(nèi)容，又要結(jié)合當(dāng)今電子與計(jì)算機(jī)的最新發(fā)展。為此，我們對(duì)系列課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)體系進(jìn)行了改革創(chuàng)新。
(1)“數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)”課程內(nèi)容在重點(diǎn)講述傳統(tǒng)的數(shù)字電路內(nèi)容基礎(chǔ)上，弱化器件，增加與EDA有關(guān)的內(nèi)容。
(2)“計(jì)算機(jī)組成原理”課程內(nèi)容在重點(diǎn)講述CPU、存儲(chǔ)系統(tǒng)、系統(tǒng)總線、輸入／輸出系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，要強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
(3) 對(duì)“微機(jī)原理與匯編語(yǔ)言”和“接口技術(shù)及應(yīng)用”兩門課，在優(yōu)化原有基本內(nèi)容的基礎(chǔ)上，增加了高檔微機(jī)系統(tǒng)涉及的部分內(nèi)容，形成由三大模塊組成的課程體系：①基本模塊，主要以16位8086為背景組成的微機(jī)系統(tǒng)作為核心內(nèi)容，這樣可以保持較長(zhǎng)的穩(wěn)定教學(xué)時(shí)間，確保教學(xué)內(nèi)容的相對(duì)穩(wěn)定性和基本教學(xué)質(zhì)量；②提高模塊，重點(diǎn)以Pentium處理器為核心內(nèi)容的，以跟上新技術(shù)發(fā)展的速度。主要講解CPU的保護(hù)模式、Pentium處理器的結(jié)構(gòu)、超標(biāo)量流水線體系結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、高速緩沖存儲(chǔ)器(Cache)和虛擬存儲(chǔ)器、Flash閃速存儲(chǔ)器以及現(xiàn)代PC機(jī)的總線技術(shù)等等；③應(yīng)用模塊，以微機(jī)接口技術(shù)為主要內(nèi)容，包括中斷技術(shù)概念、Pentium處理器的中斷處理、典型接口芯片的工作原理及應(yīng)用。課程教學(xué)既保留了國(guó)內(nèi)目前廣泛采用的16位微機(jī)系統(tǒng)的基本內(nèi)容，又緊跟了時(shí)代的發(fā)展，使教學(xué)體系具有先進(jìn)性和實(shí)用性。
(4)“嵌入式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)”和“嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用”兩門課，以目前流行的32位ARM為核心，主要學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)、嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)、嵌入式基本硬件接口、嵌入式操作系統(tǒng)移植及應(yīng)用，并適當(dāng)學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)復(fù)雜的實(shí)用模塊開發(fā)例程等內(nèi)容。
對(duì)于以上課程，每門課程中都增加了實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)操作，有的課程還獨(dú)立開設(shè)了實(shí)驗(yàn)課，目的是加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力、培養(yǎng)學(xué)生綜合設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力和實(shí)際應(yīng)用工程開發(fā)能力。
2課內(nèi)外一體化教學(xué)模式的實(shí)施
將課內(nèi)外一體化教學(xué)模式引入計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)，使課內(nèi)外有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，渾然一體，可收到好的教學(xué)效果。
2.1課堂教學(xué)手段和教學(xué)方法的改革
計(jì)算機(jī)硬件課內(nèi)教學(xué)是指每門硬件課程在教學(xué)計(jì)劃中規(guī)定的教學(xué)時(shí)內(nèi)的教學(xué)，教學(xué)形式主要是課堂，內(nèi)容主要包括基礎(chǔ)理論知識(shí)和課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，基礎(chǔ)理論知識(shí)的講授充分利用了現(xiàn)代化教學(xué)手段，在教學(xué)方法上采用了案例式、啟發(fā)式等教學(xué)方法。
由于計(jì)算機(jī)硬件系列課程中涉及的各類硬件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，課程內(nèi)容多，學(xué)生不易理解，因此，我們對(duì)每門硬件關(guān)課程不僅僅開發(fā)了內(nèi)容充實(shí)、富于變化的電子教案，而且還對(duì)部分較抽象、難以理解的內(nèi)容開發(fā)了CAI教學(xué)課件，在課堂上充分利用計(jì)算機(jī)的多媒體功能，通過(guò)動(dòng)畫技術(shù)、動(dòng)態(tài)模擬、圖形等手段，幫助學(xué)生更好地理解教學(xué)內(nèi)容，增大課堂信息量，提高教學(xué)質(zhì)量。如對(duì)“微機(jī)原理與匯編語(yǔ)言”課程中的時(shí)序和尋址方式、指令系統(tǒng)部分，“計(jì)算機(jī)組成原理”課程中的CPU組成與機(jī)器指令執(zhí)行等部分，都采用了動(dòng)畫形式，如圖2所示為push指令執(zhí)行前后的動(dòng)畫演示界面。同時(shí)，課件也掛在了學(xué)校的BB網(wǎng)站上，以作為課程教學(xué)的輔助手段。
計(jì)算機(jī)硬件系列課程同其他計(jì)算機(jī)課程相比，總的來(lái)說(shuō)除了零碎之外，還比較枯燥和抽象，理論性強(qiáng)，學(xué)生接受起來(lái)較困難。所以在課堂上我們改變了原來(lái)的“灌輸式”、“一言堂”的教學(xué)方法，而是將傳統(tǒng)的教學(xué)方法與多媒體教學(xué)方法結(jié)合起來(lái)，根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容，采用合適的教學(xué)方法。譬如在講“計(jì)算機(jī)組成原理”課時(shí)，從“為什么我們?cè)诰庉嬑募r(shí)掉電，文件會(huì)丟失?”來(lái)說(shuō)明計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)系統(tǒng)的工作原理；在講到虛擬存儲(chǔ)器的頁(yè)面尋址、頁(yè)表的作用時(shí)，把頁(yè)表比作一本書的目錄，通過(guò)查目錄的索引(虛頁(yè)地址)，來(lái)得到對(duì)應(yīng)內(nèi)容的頁(yè)碼(實(shí)頁(yè)地址)。同時(shí)，在講授過(guò)程中還重視激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增加與學(xué)生的互動(dòng)性，如對(duì)“計(jì)算機(jī)組成原理”課，可以從就業(yè)考研方面、從“微機(jī)原理”和“計(jì)算機(jī)組成原理”的不同，“計(jì)算機(jī)組成原理”和“匯編語(yǔ)言”、“數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)”、“操作系統(tǒng)”的關(guān)系等來(lái)說(shuō)明該課程的重要性及在計(jì)算機(jī)專業(yè)的地位。
2.2課外教學(xué)的改革創(chuàng)新
計(jì)算機(jī)硬件課外教學(xué)是在課堂教學(xué)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，具體包括課外作業(yè)、課外實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)(大作業(yè))、畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和科技活動(dòng)等，充分利用學(xué)校的BB網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，采用多種教學(xué)形式。
2.2.1開展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)
每門硬件課程都充分利用學(xué)校的BB網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，組建了自己的網(wǎng)絡(luò)課程，在網(wǎng)上進(jìn)行課外教學(xué)。內(nèi)容除了掛接有教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)大綱、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書、課外作業(yè)、電子教案、CAI課件等基本信息媒體，供學(xué)生在課外進(jìn)行自主化學(xué)習(xí)外，針對(duì)硬件器件的飛速發(fā)展，還對(duì)該領(lǐng)域中的新概念、新思想、新技術(shù)等最新參考資料和有用網(wǎng)站也掛在了網(wǎng)上，另外，還通過(guò)“討論板”實(shí)現(xiàn)師生或同學(xué)間的網(wǎng)上交流和學(xué)習(xí)。如課外作業(yè)，規(guī)定每門課每章至少有5道題的作業(yè)量，學(xué)生在一周之內(nèi)在網(wǎng)上提交，教師在網(wǎng)上直接進(jìn)行點(diǎn)評(píng)；對(duì)正在教學(xué)的課程，教師每周須有1－2個(gè)論壇題目供學(xué)生討論，針對(duì)與課程有關(guān)的內(nèi)容，每個(gè)學(xué)生隨時(shí)都可提出問(wèn)題，也可回答問(wèn)題。這樣進(jìn)一步調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，加深了他們對(duì)課程內(nèi)容重點(diǎn)、難點(diǎn)的理解，也擴(kuò)充了知識(shí)面。如圖3所示為“微機(jī)原理與接口技術(shù)”網(wǎng)絡(luò)課程的部分圖示。
2.2.2強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)
因?yàn)閷?shí)踐教學(xué)對(duì)硬件系列課程非常重要，因此，實(shí)踐教學(xué)是硬件課程課外教學(xué)的重點(diǎn)。計(jì)算機(jī)學(xué)院規(guī)定，對(duì)每門有實(shí)驗(yàn)的硬件課程，除正常教學(xué)時(shí)數(shù)中的實(shí)驗(yàn)外，都必須有20時(shí)的課外實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在課外必須完成。每門課在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上都分為三個(gè)層次：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)。其中驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和部分簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)原則上規(guī)定在課內(nèi)完成，有紙質(zhì)的或電子版的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，但我們也正在嘗試?yán)镁W(wǎng)絡(luò)將這部分實(shí)驗(yàn)改為探索性實(shí)驗(yàn)，目的是進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生探索硬件知識(shí)的能力。20時(shí)的課外實(shí)驗(yàn)主要完成有難度的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。
課程設(shè)計(jì)(或大作業(yè))是對(duì)一門課程知識(shí)的綜合性應(yīng)用，是硬件課程的主要實(shí)踐環(huán)節(jié)。我們對(duì)“計(jì)算機(jī)組成原理”、“微機(jī)原理與匯編語(yǔ)言”、“接口技術(shù)及應(yīng)用”、“嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用”4門課程安排有課程設(shè)計(jì)，時(shí)間安排在該門課程結(jié)束后學(xué)期末的最后2~3周，將學(xué)生分成若干組，每組3~4人共同完成一個(gè)題目，但每人有自己的子題目，在教師的指導(dǎo)下完成。如：“交通智能燈的設(shè)計(jì)”、“基于ARM的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)”、“數(shù)據(jù)采集及溫度控制設(shè)計(jì)”，用匯編語(yǔ)言設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)“計(jì)算器”、“模擬霓虹燈”、“打字練習(xí)”等，都是04級(jí)本科生做設(shè)計(jì)型、綜合型實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。這樣既培養(yǎng)了同學(xué)之間的團(tuán)隊(duì)合作精神，也培養(yǎng)了學(xué)生綜合應(yīng)用該門課程知識(shí)的能力。
畢業(yè)實(shí)習(xí)是為畢業(yè)設(shè)計(jì)準(zhǔn)備的，在第7個(gè)學(xué)期的學(xué)期末最后5周，為計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生中對(duì)硬件感興趣、學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較好的學(xué)生提供，采取開放性實(shí)驗(yàn)的條件，內(nèi)容是結(jié)合老師的科研，布置一些與實(shí)際工程應(yīng)用有關(guān)的設(shè)計(jì)性、研究探索性或綜合應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)任務(wù)。近年來(lái)，硬件方面的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目雖然較少，選硬件題目的學(xué)生也相對(duì)軟件較少，但通過(guò)畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)，這些真正搞硬件的學(xué)生畢業(yè)就業(yè)好，后勁也很足。近兩年來(lái)搞的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目有：“基于GPRS的TCP/IP的研究與實(shí)現(xiàn)”、“基于CY7C68013的數(shù)據(jù)傳輸模塊主機(jī)端程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”、“短消息群發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”、“基于短消息的家居監(jiān)控系統(tǒng)”、“基于Linux操作系統(tǒng)的視頻采集卡驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)”等等。
2.2.3加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室管理與建設(shè)
實(shí)驗(yàn)室的管理與建設(shè)關(guān)系到實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的提高，所以我們首先加強(qiáng)了硬件實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。在學(xué)校的大力支持下，在原有的80臺(tái)微機(jī)，80臺(tái)清華大學(xué)計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)儀，各40臺(tái)16位和32位唐都西安電子微機(jī)接口實(shí)驗(yàn)儀，20臺(tái)華中科技大學(xué)ARM嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)儀的基礎(chǔ)上，又新增加了高檔微機(jī)40臺(tái)，“MFID－USB多功能微機(jī)原理與接口實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”10臺(tái)，“MFPT多功能微機(jī)接口實(shí)訓(xùn)平臺(tái)”20臺(tái)，“MF－PCC計(jì)算機(jī)組成原理教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”10臺(tái)，“ARM10嵌入式教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”50臺(tái)，實(shí)驗(yàn)環(huán)境的改善為硬件實(shí)驗(yàn)提供了有力的保障。
在實(shí)驗(yàn)管理方面也制定出了一套較為完整的管理制度和崗位責(zé)任制度。包括“實(shí)驗(yàn)室管理規(guī)定”、“實(shí)驗(yàn)室工作人員崗位責(zé)任”、“實(shí)驗(yàn)室安全制度”、“學(xué)生實(shí)驗(yàn)守則”等。通過(guò)這些制度的切實(shí)貫徹執(zhí)行，使每位實(shí)驗(yàn)教師都明確自己的職責(zé)，并且將實(shí)驗(yàn)室繁雜的各項(xiàng)工作，如實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備，儀器的維護(hù)、維修、管理，實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的研究，硬件設(shè)備的改進(jìn)，軟件的開發(fā)及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改革等都與本職工作量掛鉤，以充分發(fā)揮大家的積極性。同時(shí)也使大部分學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)更加重視，對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備更加愛護(hù)和了解。
同時(shí)，在課外實(shí)驗(yàn)時(shí)間上我們也予以保證，走開放性的實(shí)驗(yàn)室管理制度，計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)室全天除正常的教學(xué)外，其余時(shí)間全部免費(fèi)向?qū)W生開放，這給師生提供了極大的方便，便于學(xué)生集中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)或設(shè)計(jì)，保障學(xué)生有“練武的平臺(tái)”。
3改革考核方法
考試是教學(xué)評(píng)價(jià)的重要手段，不同的考試內(nèi)容、考試題型、考試方式，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性有很大的影響，也是老師和學(xué)生都比較關(guān)心的問(wèn)題。那具體怎樣考試，考試的比例如何分配，老師并沒有決定的權(quán)力，應(yīng)根據(jù)不同的課程來(lái)定。根據(jù)硬件課程的特點(diǎn)，若以實(shí)驗(yàn)占一定比例，再以書面考試對(duì)基本知識(shí)、基本理論進(jìn)行考核是最為理想的方式，但比例上應(yīng)有所不同。以“計(jì)算機(jī)組成原理”為例，因其理論性較強(qiáng)，還是考研科目，所以應(yīng)以書面考試的比例為主，適當(dāng)加入實(shí)驗(yàn)考核的比例；對(duì)于“微機(jī)原理與匯編語(yǔ)言”或者“嵌入式體系結(jié)構(gòu)”等偏重于實(shí)踐應(yīng)用的課，實(shí)驗(yàn)和理論考試的比例就基本上應(yīng)當(dāng)是1:1了；而對(duì)于“嵌入式開發(fā)與應(yīng)用”等足屬于應(yīng)用性的課程，就應(yīng)以平時(shí)做實(shí)驗(yàn)和最后的設(shè)計(jì)為主來(lái)進(jìn)行考核了。即在考核上要改變傳統(tǒng)單純地靠答卷考試的模式，而采用 “綜合化”的考核方法，課程最后總分成績(jī)的考核包含多個(gè)方面，具體為：平時(shí)學(xué)習(xí)表現(xiàn)(指考勤、提問(wèn)和課外作業(yè))，實(shí)驗(yàn)(指實(shí)驗(yàn)考勤、課內(nèi)外的實(shí)驗(yàn)報(bào)告、程序設(shè)計(jì)與調(diào)試過(guò)程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果演示)，最后卷面成績(jī)等，各部分的比例分配應(yīng)根據(jù)各門課程而定。
這樣，對(duì)實(shí)踐性強(qiáng)的硬件課程來(lái)說(shuō)，可從思想深處克服學(xué)生重理論輕實(shí)踐的現(xiàn)象，也只有將實(shí)驗(yàn)成績(jī)作為學(xué)生考試成績(jī)的一部分才能真正有效地提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性，對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)有著積極的推動(dòng)作用，能真正掌握學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的全面情況。
4結(jié)束語(yǔ)
課內(nèi)外一體化教學(xué)學(xué)習(xí)空間大，彈性強(qiáng)，能讓學(xué)生在理想的環(huán)境與氛圍中擔(dān)任不同角色，大大調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性，使學(xué)生變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)參與，在參與過(guò)程中使學(xué)生樹立起了終身學(xué)習(xí)制，對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力培養(yǎng)具有顯著的作用。課內(nèi)外一體化教學(xué)模式的改革和實(shí)踐，是我們?cè)谟?jì)算機(jī)硬件教學(xué)改革進(jìn)程中的一個(gè)階段性成果，有待進(jìn)一步探討和完善，希望有關(guān)專家和同行能提出寶貴的意見。
參考文獻(xiàn)
[1] 易法令等. 計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)的系統(tǒng)性與實(shí)踐性探討[J]. 理工高教研究,2005,(1):83-84.
[2] 李露蓉. 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下計(jì)算機(jī)教學(xué)模式探究[J]. 教學(xué)與管理,2007:133-134.
[3] 琚生根等. 計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探究與改革[J]. 實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù),2006,(5):65-67.
