中文字幕巨乳人妻在线-国产久久久自拍视频在线观看-中文字幕久精品免费视频-91桃色国产在线观看免费

首頁 優(yōu)秀范文 微機原理實驗報告

微機原理實驗報告賞析八篇

發(fā)布時間:2022-11-09 03:12:20

序言:寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁,我們?yōu)槟x了8篇的微機原理實驗報告樣本,期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā),請盡情閱讀。

微機原理實驗報告

第1篇

關(guān)鍵詞:微機原理;接口技術(shù);實驗教學(xué);教學(xué)改革

中圖分類號:G642文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1009-2374(2009)20-0187-03

《微機原理與接口技術(shù)》是工科學(xué)生必修的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,通過該課程的教學(xué),使學(xué)生能夠利用單片微機器件進行硬件電路設(shè)計與軟件編程開發(fā),為社會培養(yǎng)高素質(zhì)的建設(shè)人才。該門課專業(yè)技術(shù)性極強,無論從課程本身的特點,還是從專業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)來看,加強該課程的實驗教學(xué)都是很重要的。有關(guān)基礎(chǔ)知識、基本原理、基本方法,必須靠大量的上機實踐和動手實驗,才能加深理解并且較好地掌握。通過實驗可以培養(yǎng)學(xué)生利用計算機技術(shù)和編程手段分析、解決專業(yè)領(lǐng)域的各種問題的能力和意識,并進一步感受微機發(fā)展的新技術(shù)和新方法。因此微機實驗教學(xué)是整個微機教學(xué)中重要的環(huán)節(jié),它與理論課程相得益彰,是課堂教學(xué)內(nèi)容的補充、延伸和深化,通過與課堂教學(xué)的密切配合,使《微機原理與接口技術(shù)》真正成為專業(yè)的主干技術(shù)基礎(chǔ)課。

實驗教學(xué)環(huán)節(jié)作為《微機原理與接口技術(shù)》課程的重要組成部分,許多高校已把微機原理與接口技術(shù)實驗單獨列為一門課,緊隨理論課開設(shè),并且單獨計算學(xué)分。然而實驗教學(xué)還存在著一些教材、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及考核方式等方面的問題,不利于學(xué)生能力的培養(yǎng)及向素質(zhì)教育的轉(zhuǎn)化,本文結(jié)合我校的實際情況,對微機原理課程的實驗教學(xué)改革進行了探討。

一、深化教學(xué)內(nèi)容改革,實施高效教學(xué)

微機原理與接口技術(shù)實驗作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課實驗,對培養(yǎng)學(xué)生今后從事信息系統(tǒng)設(shè)計、研究、開發(fā)和應(yīng)用起著極其關(guān)鍵的作用,結(jié)合其課程特點,充實實驗內(nèi)容,使之集知識性、設(shè)計性和綜合性于一體。微機原理與接口技術(shù)實驗內(nèi)容主要包含以下幾部分:

(一)原理部分

包括8086/8088指令系統(tǒng)與匯編語言程序設(shè)計、存儲器與I/O機理的認(rèn)知等內(nèi)容,著重幫助學(xué)生熟練掌握計算機及其基本組成部分的工作原理和工作機制,訓(xùn)練和培養(yǎng)學(xué)生運用匯編語言編寫應(yīng)用程序,解決實際問題的能力。

(二)接口部分

包括典型的可編程接口芯片的擴展、性能驗證及輸入輸出應(yīng)用等內(nèi)容,主要包括可編程中斷控制器8259、可編程定時器8253、可編程接口芯片8255和8251以及模數(shù)(A/D)和數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換等,著重培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用典型可編程接口芯片和數(shù)字電路芯片進行I/O接口設(shè)計和擴展的能力。

(三)綜合應(yīng)用

包括多種接口芯片的組合、自動實時控制等方面的內(nèi)容,著重培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用微機原理和接口技術(shù)進行設(shè)計、調(diào)試微機應(yīng)用系統(tǒng)的能力,解決實際問題。

參考以上實驗內(nèi)容,我校編訂的實驗教材分為軟件部分和硬件部分兩部分實驗內(nèi)容。軟件部分為匯編語言程序設(shè)計,主要讓學(xué)生熟悉8086的指令系統(tǒng)、DOS功能調(diào)用以及BIOS中斷調(diào)用,要求學(xué)生掌握基本的程序設(shè)計和調(diào)試方法,能熟練掌握基本的編程與調(diào)試技巧。硬件部分為接口部分,是根據(jù)學(xué)校購買的硬件接口實驗箱以及所配套的軟件等進行編制而成的,主要讓學(xué)生熟悉各種接口芯片的編程方法,實驗涵蓋了基本的接口技術(shù),包含驗證性實驗以及綜合設(shè)計類實驗。驗證性實驗要求學(xué)生根據(jù)接口電路圖編寫實驗程序、驗證實驗功能。設(shè)計性實驗要求學(xué)生自己設(shè)計接口電路、畫出流程圖并編寫出接口程序,注重設(shè)計性。

二、合理選擇實驗內(nèi)容,層次教學(xué),從基礎(chǔ)到深入,循序漸進

微機原理與接口技術(shù)的實驗教學(xué)過程主要分為四個層次,循序漸進,逐漸提高學(xué)生的實驗分析能力以及創(chuàng)新能力。

(一)軟件基礎(chǔ)性實驗

軟件基礎(chǔ)性實驗主要是驗證性實驗和簡單的程序設(shè)計,目的是讓學(xué)生熟悉編程環(huán)境,學(xué)會利用不同的調(diào)試工具調(diào)試匯編語言程序,并學(xué)會根據(jù)流程圖編寫簡單程序。在這個過程中,主要是為了讓學(xué)生明確實驗的目的、步驟以及方法。以第一次實驗為例,該實驗的目的是:(1)讓學(xué)生掌握debug的常用命令,學(xué)會用debug和Emu8086調(diào)試程序;(2)讓學(xué)生深入了解數(shù)據(jù)在存儲器中的存取辦法,以及堆棧中數(shù)據(jù)的壓入和彈出;(3)讓學(xué)生掌握各種尋址辦法以及簡單指令的執(zhí)行過程。在教學(xué)過程中,我們先讓學(xué)生在預(yù)習(xí)報告里通過理論分析寫好各個實驗內(nèi)容的答案。然后在debug中完成這些實驗,讓他們熟悉在debug中如何利用R命令修改寄存器;熟悉如何利用E或者F命令修改內(nèi)存單元;熟悉如何利用D命令或者單步執(zhí)行命令T查看內(nèi)存單元和單步運行程序并查看寄存器和標(biāo)志位的值等。接下來再介紹另外一個調(diào)試工具Emu8086,并讓他們在Emu8086上完成剛才的實驗,然后比較Emu8086和debug在匯編語言程序調(diào)試方面的異同點以及各自的優(yōu)缺點,為他們在后面的軟件設(shè)計實驗中可以充分熟悉利用不同的調(diào)試工具來進行調(diào)試做好準(zhǔn)備,最后通過上面兩種不同的調(diào)試工具所得到的結(jié)果和理論分析的結(jié)果進行比較。

(二)軟件設(shè)計性實驗

軟件部分的設(shè)計性實驗主要是提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。在這個過程中學(xué)生需根據(jù)實驗內(nèi)容要求,畫出實驗流程圖,并根據(jù)實驗流程編寫程序,然后進行調(diào)試驗證。在這個階段的實驗教學(xué)中,教師通過分析實驗?zāi)康暮鸵?啟發(fā)學(xué)生根據(jù)要求畫出流程圖,然后在教師的輔助下完成程序代碼的編寫。比如在做“兩個多位十進制數(shù)相加”的實驗時,由于要顯示被加數(shù)、加數(shù)和結(jié)果,這邊就可以提示學(xué)生利用DOS功能調(diào)用中的9號或者2號顯示功能。通過提示,讓學(xué)生回憶理論課堂中講過的這部分內(nèi)容,并讓他們清楚9號和2號DOS顯示功能使用時的區(qū)別。當(dāng)學(xué)生完成顯示部分程序之后,就可以開始編寫兩個數(shù)相加部分的程序了,但是因為題目中要求的是十進制數(shù)相加,而匯編語言中默認(rèn)的是按十六進制數(shù)相加,所以這邊可以采用提問的方式對學(xué)生進行提示,這時候?qū)W生就會知道要將結(jié)果進行十進制調(diào)整轉(zhuǎn)化為十進制了。由于是多位相加,所以應(yīng)該根據(jù)位數(shù)來定義循環(huán)相加的次數(shù),并對進位位進行處理等。通過這樣的引導(dǎo),學(xué)生就很容易畫出實驗流程圖,然后編寫出程序,完成這部分設(shè)計性實驗。

(三)硬件設(shè)計性實驗

硬件設(shè)計性實驗主要是讓學(xué)生熟悉各種接口芯片的程序編寫方法以及工作原理,包括可編程定時器8253、并行通信和可編程接口芯片8255、串行通信和可編程接口芯片8251、可編程中斷控制器8259、模數(shù)(A/D)和數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換以及8237DMA控制器等。通過這部分實驗內(nèi)容的學(xué)習(xí),可以著重培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用典型可編程接口芯片和數(shù)字電路芯片進行I/O接口設(shè)計和擴展的能力。比如通過“交通燈控制”實驗,可以讓學(xué)生明白如何設(shè)置控制字來控制各端口的工作方式、各個端口在不同工作方式下的狀態(tài)以及各端口的輸入和輸出等。

(四)硬件綜合性實驗

硬件綜合性實驗是運用所學(xué)知識構(gòu)建具有一定意義的實用系統(tǒng),學(xué)習(xí)和掌握微機中常用接口電路的應(yīng)用和設(shè)計技術(shù),充分認(rèn)識理論知識對應(yīng)用技術(shù)的指導(dǎo)性作用,進一步加強理論知識與應(yīng)用相結(jié)合的實踐和鍛煉,通過綜合設(shè)計性實驗使學(xué)生的設(shè)計水平和對所學(xué)知識的應(yīng)用能力以及分析問題解決問題的能力得到全面提高。

三、多種教學(xué)方法相結(jié)合,提高教學(xué)效率

教學(xué)方法是教師和學(xué)生為了實現(xiàn)共同的教學(xué)目標(biāo),完成共同的教學(xué)任務(wù),在教學(xué)過程中運用的方式與手段的總稱。在微機原理與接口技術(shù)的實驗中,根據(jù)以上實驗程度的層次要求,我們采用不同的教學(xué)方法進行教學(xué),這樣可以取得更好的教學(xué)效果。

(一)演示法在基礎(chǔ)實驗教學(xué)中的使用

演示法是指教師通過展示實物、教具,進行示范性實驗,或通過現(xiàn)代化教學(xué)手段,使學(xué)生獲取知識的教學(xué)方法。對于軟件基礎(chǔ)性實驗以及硬件設(shè)備基礎(chǔ)實驗我們可以采用演示法進行教學(xué)。由于學(xué)生在剛接觸微機原理與接口技術(shù)實驗課時,對匯編語言調(diào)試工具并不熟悉,所以在這一階段的教學(xué)過程中,我們可以適當(dāng)?shù)倪M行演示,以提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率。比如在做“匯編語言的編寫與調(diào)試實驗”時,我們可以在教師電腦上對debug和Emu8086的程序書寫過程以及調(diào)試方法、步驟等進行演示,讓學(xué)生深入了解這些軟件的使用方法。對第一次接觸硬件基礎(chǔ)實驗時,我們同樣先向?qū)W生演示實驗室硬件配套實驗箱以及配套軟件的操作方式以及調(diào)試過程,比如我校采用的是清華大學(xué)科教儀器廠的TPC2003A實驗箱,其配套軟件為TPC-USB,在課堂上我們可以以一個簡單的實驗為例,接上導(dǎo)線,連上硬件,然后通過演示,可以讓學(xué)生熟悉實驗箱,并熟悉利用這個軟件進行編寫、調(diào)試、運行程序等實驗步驟,對后續(xù)的設(shè)計實驗中學(xué)生能熟練利用這些配套軟件來進行實驗設(shè)計起到了很大的幫助作用。

(二)啟發(fā)式教學(xué)在設(shè)計實驗教學(xué)中的使用

啟發(fā)式教學(xué)是指教師在教學(xué)過程中根據(jù)教學(xué)任務(wù)和學(xué)習(xí)的客觀規(guī)律,從學(xué)生的實際出發(fā),采用多種方式,以啟發(fā)學(xué)生的思維為核心,調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和積極性,促使他們生動活潑地學(xué)習(xí)的一種教學(xué)指導(dǎo)思想。在匯編語言軟件和接口硬件設(shè)計實驗中,我們可以采用啟發(fā)式教學(xué)的方法。根據(jù)設(shè)計實驗要求,教師對學(xué)生進行適當(dāng)?shù)膯l(fā)和引導(dǎo),讓學(xué)生在教師的幫助下獨立完成實驗的設(shè)計和調(diào)試,發(fā)揮自己的主動性和創(chuàng)造性。

(三)討論法在綜合實驗教學(xué)中的使用

討論法就是學(xué)生根據(jù)教師所提出的問題,在集體中相互交流小組的觀點或個人的看法,相互啟發(fā)、相互學(xué)習(xí)的一種教學(xué)方法。在綜合設(shè)計實驗這一階段,學(xué)生2~3人為一個小組,通過學(xué)生之間的討論以及資料查詢等,取長補短以完成整個設(shè)計。這樣不僅可以引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生感到自我存在的價值,激發(fā)學(xué)生的智慧,也可以讓學(xué)生進行積極的思維活動。況且某些學(xué)生的獨特見解許多時候更勝于教師循規(guī)蹈矩的講解,有利于學(xué)生鞏固和加強對基本概念和理論的理解和掌握。

四、嚴(yán)格要求學(xué)生,培養(yǎng)學(xué)生積極的學(xué)習(xí)態(tài)度

實驗教學(xué)是課堂教學(xué)的補充、延伸和深化,是課程教學(xué)的重要組成部分。實驗教學(xué)的目的就是通過與課堂教學(xué)的密切配合,鞏固和擴充課堂講授的理論知識,加深對課堂教學(xué)內(nèi)容的理解;訓(xùn)練科學(xué)實驗的基本技能和方法,養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和工作作風(fēng),培養(yǎng)運用所學(xué)理論知識獨立分析、解決實際問題的能力和實際動手能力。為了完成以上的實驗?zāi)康?我們要求學(xué)生在進行微機原理與接口實驗過程中完成以下任務(wù)要求:

(一)實驗預(yù)習(xí)

在每一次實驗課之前,學(xué)生都必須寫好預(yù)習(xí)報告。要明確實驗?zāi)康暮鸵?在實驗報告上畫出程序流程圖并編寫出程序(硬件設(shè)計實驗還需要畫出電路圖)。

(二)課堂實驗驗證

在實驗課堂上學(xué)生通過對預(yù)習(xí)報告中的設(shè)計方案進行調(diào)試和修改,直至符合實驗要求為止。

(三)完成實驗報告

實驗結(jié)束之后,學(xué)生都必須完成實驗報告,并對實驗內(nèi)容進行總結(jié),對實驗結(jié)果進行分析和討論。

五、完善實驗課程考核方式

對學(xué)生進行實驗考核是驗證學(xué)生掌握所學(xué)知識的一種手段,也是督促學(xué)生鉆研基本理論和提高基本技能的重要措施。為了有效提高微機原理與接口技術(shù)實驗教學(xué)的質(zhì)量,更好的檢驗實驗教學(xué)的效果,我們采用現(xiàn)場實驗操作的方式進行期末考核??己说念}目由教師在考試之前準(zhǔn)備若干份,然后由學(xué)生現(xiàn)場抽簽決定??荚嚨某煽冇山處熢趯W(xué)生的操作過程中,根據(jù)學(xué)生對所涉及題目要求的設(shè)計方案、程序設(shè)計代碼、動手驗證操作以及故障排除等方面進行給分。學(xué)生最后的綜合成績包括其期末實驗考核成績、實驗報告成績、平時完成實驗情況及出勤表現(xiàn)等來進行綜合評定。制定一個嚴(yán)格的考核方式有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性及主動性,并能在平時實驗過程中以及期末考核中了解學(xué)生掌握實驗的情況,對于今后改進實驗教學(xué)有很大的幫助。

六、結(jié)語

微機原理與接口技術(shù)的實驗教學(xué)是一個長期的過程,只有不斷總結(jié)實驗教學(xué)經(jīng)驗,改善實驗環(huán)境,探索實驗教學(xué)新方法,提高自身業(yè)務(wù)素質(zhì)與管理水平,才能培養(yǎng)出滿足社會需求的高素質(zhì)的人才。

參考文獻

[1]周荷琴,吳秀清.微型計算機原理與接口技術(shù)(第三版)[M].合肥:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社,2004.

[2]陶龍芳.微機原理與應(yīng)用實驗(第一版)[M].北京:中央廣播電視大學(xué)出版社,1998.

[3]洪金明.對《微機原理與接口技術(shù)》實驗教學(xué)改革的探討[J].長沙通信職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2005,(4).

第2篇

關(guān)鍵詞:計算機接口技術(shù);教學(xué)改革;proteus

中圖分類號:G642 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-3044(2017)05-0112-02

Abstract: Computer interface technology is an important professional course to the major of medical information engineering. With the course theoretical and Strong practical, a series of reform measures such as applying software of proteus,Optimizing experimental teaching content and improving the examination system are put forword to achieve the goals of inspiring students' enthusiasm for learning, and improving the effect of teaching.

Key words: computer interface technology; teaching reform; proteus

1引言

《算機接口技術(shù)》課程是計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)主干課程,是大學(xué)本科生掌握計算機硬件基礎(chǔ)知識和常用接口技術(shù)的入門課程[1]。課程由微型計算機工作原理和微處理器、匯編語言程序設(shè)計、常用接口技術(shù)三個部分組成。該課程目的使學(xué)生通過本門課程的學(xué)習(xí),掌握計算機系統(tǒng)的構(gòu)成,建立起整機概念,并培養(yǎng)學(xué)生具有一定的獨立分析和解決問題的能力,為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)以及將來的工作奠定堅實的基礎(chǔ)。但由于本門課程是一門實踐性很強的課程,并且具有知識點多、概念抽象、理論性強等特點,學(xué)生掌握起來并非易事,就以往學(xué)生的反應(yīng),此門課程學(xué)習(xí)難度大,知識不易理解,普遍存在“重軟件、輕硬件”的現(xiàn)象,大大降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,動手實踐能力的培養(yǎng)也受到很大的限制,如何能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)熱情,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望,是需要解決的問題,筆者結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗和教學(xué)實踐,在實驗教學(xué)過程中進行了一些教學(xué)改革的初步探索。

2 引用proteus仿真軟件

Proteus嵌入式系統(tǒng)仿真與開發(fā)平臺是英國labcenter electronics公司開發(fā),是目前世界上最先進、最完整的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與仿真平臺。它包括原理圖編輯與仿真軟件包isis和布線編輯軟件包ares兩部分組成。Proteus 7.5SP3及其以上版本新增對8086CPU及其相關(guān)接口芯片的仿真。硬件實驗設(shè)備由于結(jié)構(gòu)固定、資源有限且成本高、損耗大以及壽命低等缺點,proteus的引用對于改善教學(xué)實驗環(huán)境,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)知識的求知欲,以及學(xué)習(xí)興趣,提高教學(xué)效果,是一個不錯的選擇,此外,學(xué)生只要在自己的電腦上安裝proteus軟件后,可以不受時間和空間的限制,進行設(shè)計仿真操作,既節(jié)約了成本,又能充分發(fā)揮學(xué)生自己的思維和想象,對實驗教學(xué)來說是一個課堂的延伸[2]。

對于8086來說,將其編寫好的源程序可通過外加EMU8086編譯器生成.exe文件,然后在proteus上進行仿真,達到教學(xué)目的。Proteus的引用不僅可在實驗教學(xué)上使用,也可在理論教學(xué)中使用,教師可以在課堂上邊講理論知識,邊進行教學(xué)演示,直觀形象,使學(xué)生對生澀難懂的知識進行有效的消化、吸收,是教學(xué)的有力的輔助工具。實踐證明,引用proteus,達到了提高教學(xué)效果的目的,更加利于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)。

Proteus是教學(xué)的一個有利的補充,但它只是一個仿真軟件,不能完全代替實物實踐,仿真實驗和實驗箱上的實驗還是有區(qū)別的,由于實際電路運行時表現(xiàn)的各種電氣特性等,使在proteus上調(diào)通的,在硬件上不一定能夠成功的實現(xiàn),基于以上認(rèn)知,采取proteus仿真實驗和實物實驗相結(jié)合的方法進行教學(xué)。要求學(xué)生先課下通過proteus軟件進行仿真,模擬實驗效果,再到實驗室進行實際硬件電路的操作,查看實驗效果,這種教學(xué)搭配,充分利用proteus仿真軟件的形象直觀性,增強學(xué)生好奇心,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情,同時提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率,達到更好的學(xué)習(xí)效果。

3課時安排

計算機接口技術(shù)課程主要分為微機原理、匯編語言程序設(shè)計和接口技術(shù)三大模塊,共64學(xué)時,為兼顧各個模塊之間的承上啟下以及知識的連續(xù)性,主要分配學(xué)時如下表1:

微機原理主要講授微機基本知識,如微處理器、微型計算機、微機系統(tǒng)的概念以及微機的結(jié)構(gòu)和工作原理、時序知識、指令系統(tǒng)等,匯編語言程序設(shè)計涉及內(nèi)容有匯編語言源程序的格式、變量屬性、分支結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)和子程序設(shè)計,接口技術(shù)涉及內(nèi)容有存儲器、輸入輸出接口、常用I/O接口芯片等。

實踐教學(xué)在整個課程中起著重要作用,通過實踐,對理論知識進行消化和理解,同時學(xué)生的動手能力能夠得到很好的鍛煉,培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題的能力,做到理論與實踐有效的結(jié)合,實踐教學(xué)總學(xué)時16學(xué)時,具體分配如下表2,其中匯編語言程序設(shè)計部分安排4學(xué)時,由于此部分上機實踐只需計算機即可,不需其他硬件,學(xué)生在課上學(xué)習(xí)好程序的設(shè)計和調(diào)試方法后,可以利用課下時間在圖書館或宿舍完成作業(yè)和上機實踐,節(jié)約課上學(xué)時,為其他內(nèi)容的講授提供充足的時間。

接口技術(shù)實驗共分為6次實驗,分別為proteus的使用、8259中斷控制器、8255并行接口芯片、8253定時計數(shù)器以及A/D、D/A轉(zhuǎn)換。每次實驗安排2學(xué)時,要求學(xué)生課下提前預(yù)習(xí),為下次實驗做充分的準(zhǔn)備,保證每次實驗順利地進行,完成相應(yīng)的實驗任務(wù)。其中proteus的使用這一實驗安排1次,是因為在本門課程學(xué)習(xí)之先,學(xué)生已學(xué)習(xí)過《電路制圖與仿真》這門課程,此門課程主要介紹proteus軟件的使用,因此在proteus的實驗主要介紹EMU8086編譯器的使用,學(xué)會使用proteus進行8086的仿真。

常用接口芯片部分的5次實驗均設(shè)置了基本實驗部分和提高部分兩個層次,其中基本部分要求每一個學(xué)生必須完成,按照電路原理圖進行連線,編寫實驗程序,完成實驗效果。提高部分要求學(xué)生在完成基本部分后,有余力的學(xué)生可對電路進行設(shè)計并編寫相應(yīng)的程序改善接口的性能。每一個層次的實驗,要求學(xué)生進行現(xiàn)場演示。

4實驗考核

實驗評分標(biāo)準(zhǔn)分為實驗操作部分、現(xiàn)場提問環(huán)節(jié)以及實驗報告三個部分組成。學(xué)生抽簽決定實驗考核內(nèi)容,并進行現(xiàn)場演示,教師根據(jù)學(xué)生實驗操作過程、結(jié)果以及對現(xiàn)場的提問回答情況等形式進行現(xiàn)場評分,以激勵學(xué)生學(xué)習(xí)主動性,達到教學(xué)目的。

實驗操作部分占實驗總成績的比例為50%,現(xiàn)場提問環(huán)節(jié)所占比例為30%,實驗報告占20%,其中實驗報告要求學(xué)生重點報告在實驗過程中遇到什么問題,以及解決此問題的思路和方法以及實驗的心得體會,避免抄襲和實驗報告的形式化。

5充分利用多媒體

在進行實驗教學(xué)過程中,充分利用多媒體,提升教學(xué)效果。為提高學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情,對于在實驗過程中難懂的知識點,可以采用動畫進行直觀形象的演示,使學(xué)生更加能蛄旎崾笛櫚哪諶鶯湍康模便于理解和記憶。

6結(jié)論

《計算機接口技術(shù)》是一門理論性和實踐性都很強的課程,對于此門課程的教學(xué)也是一個不斷學(xué)習(xí)和探索的過程。對于本門課程的改革實踐,實驗教學(xué)效果有了很大改善,學(xué)生主動性、學(xué)習(xí)熱情有所提高。此課程是一門公認(rèn)的教師難教、學(xué)生難學(xué)的課程[3]。隨著時代的發(fā)展,計算機接口技術(shù)課程也應(yīng)與時俱進,需要不斷完善教學(xué)體系,更新教學(xué)內(nèi)容,尋求新的教學(xué)方法,提高教學(xué)效果,充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性,提高學(xué)生的綜合能力、科學(xué)素質(zhì),為社會培養(yǎng)更多高素質(zhì)的復(fù)合型人才。本課程的改革是一項長期艱巨的任務(wù),需要不斷探索和完善。

參考文獻:

[1] 王志軍,楊延軍,王道憲.微機原理實驗課程內(nèi)容的層次化設(shè)計[J].實驗室研究與探索,2012,31(1):105-106.

第3篇

關(guān)鍵詞:微機原理 接口技術(shù) 教學(xué)現(xiàn)狀 教學(xué)嘗試

中圖分類號:G4 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)08(c)-0175-02

《微機原理與接口技術(shù)》是計算機及相關(guān)專業(yè)非常重要的一門基礎(chǔ)課,教學(xué)內(nèi)容涉及微機的硬件結(jié)構(gòu)和軟件編程兩方面,同時還要與實踐相結(jié)合,要求學(xué)生建立微機系統(tǒng)與整機概念,邏輯嚴(yán)密,動靜結(jié)合,內(nèi)容繁雜,在課程體系中處于承上啟下的位置。高職高專院校的計算機類專業(yè)均設(shè)有這門課。

1 高職高?!段C原理與接口技術(shù)》課程的教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 《微機原理與接口技術(shù)》學(xué)習(xí)難度大,學(xué)生易產(chǎn)生畏難情緒

對于初學(xué)者而言,本課程入門難度非常大。因其課程內(nèi)容涵蓋面廣,涉及的專有名詞多、概念多、接口芯片多,同時涉及硬件和軟件兩方面的知識,知識記憶點多且抽象,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中常有力不從心的感覺,稍有松懈就可能掉隊,容易產(chǎn)生畏難乃至厭學(xué)情緒。隨著授課內(nèi)容的深入,有些學(xué)生會感覺到越學(xué)越亂,思路難以理清,經(jīng)常顧此失彼,窮于應(yīng)付,甚至越學(xué)越糊涂,最后為了考試過關(guān)而不得不死記硬背,更談不上理解并加以應(yīng)用了。

微機與接口設(shè)備之間的軟件編程多采用匯編語言編寫,該語言指令豐富,程序書寫量大,編程枯燥復(fù)雜,程序可讀性和移植性較差。雖然不少高職高專院校在開設(shè)《微機原理與接口技術(shù)》課程之前,已專門開設(shè)了《匯編語言》課程的學(xué)習(xí),但相對于高級語言(如C語言、VB語言等)而言,能真正學(xué)好匯編語言的學(xué)生并不多。加上各類接口芯片的編程要求各有不同,記憶量大,學(xué)生接觸的芯片一多,相互之間容易混淆,加大了學(xué)習(xí)難度。如果匯編語言掌握不好,將直接影響到后期接口技術(shù)的學(xué)習(xí)進度和教學(xué)效果。

1.2 課程教學(xué)內(nèi)容與本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)脫節(jié),學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣

隨著計算機技術(shù)的不斷進步,與之相關(guān)的《微機原理與接口技術(shù)》課程也不斷涌現(xiàn)出新概念、新技術(shù)。而教學(xué)內(nèi)容往往滯后于現(xiàn)實科技的發(fā)展,來不及更新和補充,造成了教學(xué)和實際的脫節(jié)。

計算機科學(xué)高速發(fā)展與本課程教學(xué)內(nèi)容陳舊落后相矛盾。目前教材中多數(shù)以16位的8086/8088CPU為核心介紹計算機的工作原理。之所以這樣選擇主要是因為這兩類CPU結(jié)構(gòu)簡單,充分體現(xiàn)了馮諾依曼計算機的體系結(jié)構(gòu)特點,是目前CPU的基礎(chǔ)。在教學(xué)中采用結(jié)構(gòu)相對比較簡單的CPU和接口芯片能降低學(xué)習(xí)難度,幫助學(xué)生快速掌握其基本工作原理。但現(xiàn)在主流的CPU采用的是64位技術(shù),多核CPU已成微機的基本配置;傳統(tǒng)教材中介紹的各類接口芯片多是早期結(jié)構(gòu)比較簡單的,但現(xiàn)實生產(chǎn)生活中多已被淘汰。由于與現(xiàn)實脫節(jié)較嚴(yán)重,很多學(xué)生對這門課程的用途深有疑慮,感覺對未來就業(yè)幫助不大,因此也降低了學(xué)習(xí)興趣,無法體會該課程在整體知識體系中的重要位置。

高職高專院校主要培養(yǎng)應(yīng)用型人才,而本課程教學(xué)內(nèi)容與計算機專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)聯(lián)系不夠緊密,就業(yè)應(yīng)用面相對較窄。現(xiàn)在就業(yè)形式嚴(yán)峻,加之軟件類課程應(yīng)用面廣,學(xué)習(xí)實踐起來要比硬件類課程容易得多。因此高職高專計算機專業(yè)的學(xué)生“重軟輕硬”的現(xiàn)象比較普遍。一些高職高專院校根據(jù)市場需求,在制訂人才培養(yǎng)方案時,不得不逐步縮減硬件類課程,增加就業(yè)使用面較廣的應(yīng)用類軟件課程。

1.3 實踐課主要進行驗證性實驗,設(shè)計性實驗所占比例很低

在實踐課堂上,學(xué)生大多照本宣科,參照現(xiàn)有的程序,在實驗中按部就班地錄入程序,僅觀察和分析實驗運行及結(jié)果,沒有充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,學(xué)生的創(chuàng)新思維和設(shè)計能力得不到很好的鍛煉。

本課程的許多實驗需要特定的配套軟硬件環(huán)境,需要前期投資購買大量硬件設(shè)備及相關(guān)支持軟件,后期設(shè)備零部件更新維護保養(yǎng)也較復(fù)雜。部分高職高專院校沒有足夠條件提供良好的實驗環(huán)境讓學(xué)生進行實踐,因而學(xué)生往往難以通過實驗得到很好的實操鍛煉和加深對理論知識的理解。個別缺乏條件的高職高專院校甚至取消了實驗,全盤進行理論教學(xué)。

1.4 學(xué)生自身素質(zhì)和接受能力

高職高專院校生源在高考中錄取批次相對較后,且有相當(dāng)一部分是由中職升學(xué)而來。學(xué)生普遍文化基礎(chǔ)較薄弱,抽象思維較差,參加各項活動積極性較高,樂于動手實踐。他們學(xué)習(xí)較為情緒化,對感興趣的內(nèi)容或工作中應(yīng)用面較廣的課程,如網(wǎng)頁制作、圖像處理等應(yīng)用軟件,學(xué)習(xí)積極性相對較高,而對內(nèi)容枯燥的理論課程學(xué)習(xí)動力則相應(yīng)降低。

2 高職高專《微機原理與接口技術(shù)》課程的教學(xué)嘗試與方法探討

2.1 針對高職高專學(xué)生的學(xué)習(xí)特點,有針對性地選擇教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)高職高專學(xué)生的學(xué)習(xí)特點,《微機原理與接口技術(shù)》在組織教學(xué)時必須充分調(diào)查了解學(xué)生的實際水平,在盡可能降低教學(xué)坡度的前提下,對教學(xué)內(nèi)容進行適當(dāng)?shù)卦鲅a和刪改,使學(xué)生能比較輕松地理解和接受新知識。

從8088/8086開始,發(fā)展到80286,80386,80486,再到Pentium等系列,這些CPU采用了IA-32架構(gòu),在基本結(jié)構(gòu)上是向前兼容的,保持了程序設(shè)計與運行的連續(xù)性,便于我們進行相關(guān)課程的教學(xué);但另一方面,隨著多核CPU的出現(xiàn),微機升級換代速度越來越快,操作越來越簡便,功能越來越強大,64位新技術(shù)的大量應(yīng)用,使得本課程必須及時補充相關(guān)的知識內(nèi)容。

盡管微機性能提高很快,但其內(nèi)部組成與外部接口的基本工作原理多數(shù)是沒有變化的。就存儲器而言,雖然容量呈幾何級數(shù)增加,但基本存儲元的工作原理沒有變,存儲器構(gòu)成的基本原理沒有變,CPU與存儲器的連接方法也沒有變。對于外設(shè)而言,微機與外設(shè)的I/O接口的基本連接方法沒有多大的變化,中斷原理及中斷處理也沒有變。在具體教學(xué)中,還是以Intel 8086為主線,系統(tǒng)介紹微機的基本組成、IA-32體系結(jié)構(gòu);介紹處理器與總線技術(shù),這里穿插介紹流水線技術(shù)、多核CPU、PCI-Express總線技術(shù)和串行通用總線USB等以及它們在工程實踐中的應(yīng)用和實現(xiàn);存儲器的組成是重點,要求學(xué)生學(xué)會獨立設(shè)計簡單的存儲器系統(tǒng),這里穿插介紹閃存、固態(tài)硬盤等新型存儲器技術(shù);中斷技術(shù)與應(yīng)用是重難點,以8259芯片為中心講授中斷程序設(shè)計;I/0接口原理和應(yīng)用也是重點內(nèi)容,主要是讓學(xué)生能針對不同功能的芯片如8237、8253/8254、8255、8251等進行設(shè)計和編程。將硬件實現(xiàn)與匯編語言編程相結(jié)合,重點突出8088和8086,著眼于對Intel Architecture-32結(jié)構(gòu)微處理器的系統(tǒng)理解,使學(xué)生正確建立微機系統(tǒng)的整體概念。

2.2 改革教學(xué)方法

高職學(xué)生素質(zhì)參差不齊,有些學(xué)生善于聽課,能夠抓住老師講的重點內(nèi)容,積極向老師請教各種問題,自學(xué)能力較強;而有些學(xué)生一上課就昏昏欲睡,心不在焉,得過且過,需要老師不停地督促學(xué)習(xí)。針對學(xué)生的這些心理特點,首先應(yīng)樹立以學(xué)生為中心的思想,教師在各個教學(xué)環(huán)節(jié)上要注意調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。除教學(xué)內(nèi)容改革外,教師還應(yīng)對教學(xué)內(nèi)容進行精心組織和安排,仔細(xì)教研,改革教學(xué)方法,盡可能解決學(xué)生學(xué)習(xí)能力和分析理解能力兩極分化的問題。

在課堂教學(xué)中,針對高職高專學(xué)生缺乏抽象思維的特點,在講解CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)、操作時序、尋址方式、指令的執(zhí)行過程、總線結(jié)構(gòu)、存儲原理、通信接口等抽象的內(nèi)容時,可制作相應(yīng)的多媒體CAI動畫課件和電子教案。通過文字、圖片和動畫流程來演示和講解,將抽象的難以理解的內(nèi)容形象化、具體化、直觀化。這樣不僅能幫助學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,還能增加課堂教學(xué)的信息量,拓展學(xué)生的知識范圍,加快教學(xué)進度,彌補教學(xué)課時數(shù)的不足。

現(xiàn)代多媒體教學(xué)手段非常實用,它讓教師從粉筆+黑板中解放出來,減輕了教師的工作量。但其中一個明顯的不足在于講解的速度很快,短時間向?qū)W生灌輸大量知識,導(dǎo)致學(xué)生沒有足夠時間來理解和消化所學(xué)內(nèi)容。因此,在教學(xué)過程中應(yīng)該結(jié)合傳統(tǒng)板書教學(xué)。特別是在講授存儲器系統(tǒng)設(shè)計、存儲器地址范圍計算、各類芯片的使用及相關(guān)匯編程序設(shè)計等知識點時,在講解案例時,通過板書可逐步展現(xiàn)例題的分析步驟、解題思路,增加學(xué)生理解的時間,給學(xué)生思考的空間,也可畫一些簡單示意圖,幫助學(xué)生理清學(xué)習(xí)頭緒,從而達到掌握新知識并能夠靈活運用的目的。

對于學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到枯燥無味、難度較大又十分重要的內(nèi)容時,可嘗試采用類比教學(xué)法,將其與學(xué)生熟悉的生活實踐相聯(lián)系,就能收到事半功倍的效果。例如,我們在講解內(nèi)存地址的時候,可以以教學(xué)樓做類比,每間課室都有一個編號,對應(yīng)的是內(nèi)存單元應(yīng)該也有編號,這個編號就是它的地址;我們還可以將樓層號比作段地址,將課室房間號比作有效地址或偏移地址。只要我們能將課本中許多枯燥抽象的問題與現(xiàn)實中的事物聯(lián)系起來,比喻恰當(dāng),學(xué)生就容易理解,還能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.3 改革考核方法

考核方式對學(xué)生的學(xué)習(xí)有著非常明確的指導(dǎo)性作用。閉卷考試由于其種種限制,難以全面考查學(xué)生對知識整體掌握的程度和綜合應(yīng)用的能力。相當(dāng)一部分學(xué)生采取死記硬背的方法進行考前沖刺,考試結(jié)束后卻感覺自己對這門課沒有什么深刻的印象。

考核方式應(yīng)側(cè)重學(xué)生綜合能力培養(yǎng),盡量脫離應(yīng)試教育的模式??荚嚸}盡量科學(xué)合理,應(yīng)有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維及分析解決問題的能力。考核成績應(yīng)從平時上課、作業(yè)情況,實驗操作、實驗報告書寫,期末考試成績?nèi)糠謥砜紤]。在總評成績里,平時成績占10%,實驗占30%(其中實驗操作占20%,實驗報告占10%),期末考試占60%,三者綜合起來,能比較客觀地反映出學(xué)生對這門課程掌握的情況。

參考文獻

[1] 侯寶生.“微機原理與接口技術(shù)”課程教學(xué)改革創(chuàng)新探討,教改縱橫,2009(2).

第4篇

關(guān)鍵詞: 微機原理 接口技術(shù) 實驗教學(xué) 教學(xué)改革

計算機基礎(chǔ)教育是面向計算機專業(yè)和非計算機專業(yè)學(xué)生的教學(xué),其教學(xué)的基本目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生具備一定的計算機基礎(chǔ)知識,掌握相關(guān)的軟硬件技術(shù),以及利用計算機解決本專業(yè)領(lǐng)域中的問題的能力。達到這個目標(biāo)的關(guān)鍵是要按照“以人為本,傳授知識,培養(yǎng)能力,提高素質(zhì),協(xié)調(diào)發(fā)展”的教育理念來組織教學(xué)。我們以為,要使學(xué)生的計算機知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展,關(guān)鍵要抓住能力培養(yǎng),它既是知識的活化,又是素質(zhì)的原生態(tài)。計算機基礎(chǔ)教學(xué)所開設(shè)的課程都是實踐性很強的課程,計算機知識的掌握與能力的培養(yǎng)在很大程度上有賴于學(xué)生的上機實驗。加強實驗教學(xué)環(huán)節(jié),有利于培養(yǎng)學(xué)生上機動手能力、解決實際問題能力及知識綜合運用能力等。實驗教學(xué)在計算機基礎(chǔ)教學(xué)中起著不可替代作用。在計算機基礎(chǔ)教學(xué)中,理論教學(xué)與實驗教學(xué)互為依存條件。不能簡單地認(rèn)為計算機基礎(chǔ)實驗教學(xué)只是輔的教學(xué),是配合理論教學(xué)的,這就大錯特錯了。計算機基礎(chǔ)實驗教學(xué)實際上有著豐富的內(nèi)涵和作用。計算機基礎(chǔ)實驗教學(xué)對于培養(yǎng)學(xué)生的兩個能力,尤其是在研究創(chuàng)新能力和意識的培養(yǎng)方面有著不可取代的作用。實驗教學(xué)是整個計算機基礎(chǔ)教學(xué)的“綱”和“靈魂”,只有它才能使整個計算機基礎(chǔ)教學(xué)做到“授人以魚,更要授人以漁”。實驗教學(xué)對于每個大學(xué)生的終身學(xué)習(xí)和主動應(yīng)用計算機起著至關(guān)重要的作用。因此還可以說,實驗教學(xué)決定了某些課程或整個計算機基礎(chǔ)教學(xué)的成敗。

目前,計算機基礎(chǔ)實驗教學(xué)中還存在許多問題,如師生對實驗教學(xué)的認(rèn)識不足,考核重知識、輕能力,習(xí)慣于紙上談兵;教學(xué)內(nèi)容選擇脫離各個專業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用方向,實用性較差;教學(xué)組織過于模仿計算機專業(yè)教學(xué),實驗教學(xué)與理論教學(xué)比重不適合計算機基礎(chǔ)教學(xué)的特征與目標(biāo);教學(xué)方法手段簡單老套,上課和實驗照“片”宣科,師生交流、網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)、各種不同類型數(shù)字資源利用等都有不同層次的減弱;教學(xué)內(nèi)容更新緩慢,講授的技術(shù)方法往往不是當(dāng)時的主流技術(shù)方法;實驗教學(xué)隊伍建設(shè)相對偏弱,重使用、輕培養(yǎng),教師的素質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)計算機基礎(chǔ)教學(xué);實驗教學(xué)環(huán)境建設(shè)普遍存在重硬件、輕軟件和資源問題,等等。實驗教學(xué)改革相對滯后,嚴(yán)重影響了學(xué)生能力的培養(yǎng)。教育部高等教育司張堯?qū)W司長在實驗教學(xué)示范中心工作會議上說:“學(xué)生動手實踐能力培養(yǎng)是弱項,也是提高高等教育教學(xué)質(zhì)量的重中之重?!?/p>

《微機原理與接口技術(shù)》是我院計算機科學(xué)與技術(shù)、電子信息工程、電氣工程、機械電子工程等多個專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)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(xué)中,微機原理實驗教學(xué)以教師講課為主,學(xué)生以驗證的實驗為主,無法提高學(xué)生在該課程實驗的積極性和創(chuàng)造性,造成學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新思維能力下降。

我院結(jié)合自身的實際情況,對微機原理的實驗教學(xué)進行了改革,逐漸探索并總結(jié)出了一套獨特的實驗教學(xué)方法及手段,取得了良好的效果。

一、改革實驗教學(xué)內(nèi)容,強化學(xué)生能力的培養(yǎng)

《微機原理與接口技術(shù)》課程是實踐性很強的專業(yè)基礎(chǔ)課,設(shè)置本課程的目的是使學(xué)生從理論和實踐上掌握微型計算機的基本組成結(jié)構(gòu)、工作原理及典型接口技術(shù),建立微機系統(tǒng)整體概念,使學(xué)生具有運用現(xiàn)代微機技術(shù)進行軟、硬件開發(fā)的初步能力。精心選擇和更新實驗教學(xué)內(nèi)容,本著將驗證性、設(shè)計性和綜合性實驗有機結(jié)合的原則編寫實驗教材。我校根據(jù)各專業(yè)的特點和理論教學(xué)的情況,將實驗內(nèi)容分成3個層次。

1.基礎(chǔ)實驗

緊跟理論教學(xué)進程,以單元實驗為基礎(chǔ),通過實驗使學(xué)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(nèi)容上主要安排了一些驗證性和簡單的設(shè)計性實驗。比如流水燈顯示實驗,通過對8255A芯片實現(xiàn)LED燈的流水顯示,從而使學(xué)生了解和掌握8255A芯片的編程方法。在此基礎(chǔ)上,讓學(xué)生進一步設(shè)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(xué)生對8255A芯片的理解。其他還有接口電路譯碼、中斷、串行接口、A/D和D/A轉(zhuǎn)換等實驗。通過這些基礎(chǔ)實驗,學(xué)生加深了對所學(xué)知識的理解。

2.設(shè)計性實驗

在較好地完成基礎(chǔ)性實驗的基礎(chǔ)上,開展設(shè)計性實驗。設(shè)計性實驗是指教師給定實驗?zāi)康暮蛯嶒炓?,讓學(xué)生自己設(shè)計實驗方案和編寫程序,并最終實現(xiàn)相應(yīng)功能。比如在學(xué)生完成8255A并行接口實驗和8255A中斷控制器實驗的基礎(chǔ)上,讓學(xué)生實現(xiàn)通過中斷來控制8255A的輸入和輸出。要實現(xiàn)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(xué)生自行搭建線路并編寫相應(yīng)的程序。這樣既能鞏固學(xué)生前面所學(xué)的知識,又可以培養(yǎng)學(xué)生的獨立設(shè)計能力。

3.綜合性實驗

綜合性實驗的目的是要將學(xué)生學(xué)過的主要功能部件有機地結(jié)合進來,形成一個有意義的整體,使學(xué)生掌握微機系統(tǒng)整合的基本方法。該類實驗一般較復(fù)雜,也比較難實現(xiàn),因此我院該類實驗安排在課程設(shè)計階段。綜合性實驗是由教師給出實驗?zāi)康?,學(xué)生根據(jù)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(jiān)控系統(tǒng)、交通燈控制系統(tǒng)等。通過這類綜合性實驗?zāi)軌蚴沟脤W(xué)生對微機原理與接口技術(shù)這門課程有一個全新的認(rèn)識。

在綜合性實驗和設(shè)計性實驗中,學(xué)生必須運用自己掌握的知識進行分析和探討,學(xué)習(xí)主動、目的明確,通過不同的途徑和方法來達到實驗?zāi)康?,有利于?chuàng)新能力的培養(yǎng)。

二、教學(xué)方法的改革

實驗教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整要求實驗教學(xué)與指導(dǎo)方法也要相應(yīng)地進行調(diào)整。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)大體上都是“課堂預(yù)習(xí)―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(dǎo)地位,學(xué)生總是按教師的指導(dǎo)或?qū)嶒炛笇?dǎo)書走,機械地照搬實驗指導(dǎo)書上的連線圖和程序,這樣無法發(fā)揮學(xué)生的想象力和主觀能力性。

筆者在實際教學(xué)中,采用了“精講―示例―設(shè)問―點撥”的四個環(huán)節(jié)教學(xué)方法,發(fā)現(xiàn)效果良好。精講就是在實驗前教師要充分給學(xué)生講清楚實驗的相關(guān)知識,讓學(xué)生心中有數(shù);示例就是針對實驗問題引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)該怎么走,盡量減少走彎路的現(xiàn)象;設(shè)問就是要引導(dǎo)學(xué)生提出問題、分析問題,最終解決問題,增強學(xué)生的好奇心;點撥就是針對不同的學(xué)生在實驗中提出的問題及暴露的問題,給予必要的提示。這四個環(huán)節(jié)是緊密相連的,它改變了原來學(xué)生完成任務(wù)了事的被動模式,通過系統(tǒng)而有計劃的實驗教學(xué)培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)了學(xué)生的原創(chuàng)力。

三、提供先進的實驗設(shè)備,提高實驗效率

提供先進的實驗設(shè)備是實驗教學(xué)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位微機原理與接口技術(shù)教學(xué)實驗系統(tǒng)40套,它是基于PCI總線擴展的32位微機原理與接口技術(shù)教學(xué)實驗系統(tǒng),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(zhuǎn)換為準(zhǔn)32位系統(tǒng)總線,可以完成32位微機原理、32位微機接口技術(shù)、PCI總線技術(shù)與Windows下驅(qū)動程序開發(fā)技術(shù)的實驗教學(xué)。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(shè)備。良好的實驗環(huán)境既增加了學(xué)生鍛煉的機會,同時也培養(yǎng)了他們獨立解決問題的能力。

四、改進考核方式,調(diào)動學(xué)生積極性

考核方式是教學(xué)過程中一個重要輔助手段,發(fā)揮考核方式的導(dǎo)向和監(jiān)督作用是保證實驗教學(xué)順利進行的有力保證。為了調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性,讓學(xué)生重視微機原理與接口技術(shù)實驗課,我院將考核方式作了相應(yīng)改進。

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

1.平時成績。包括平時考勤、遵守紀(jì)律、學(xué)習(xí)中的工作態(tài)度、預(yù)習(xí)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(jié)果及總結(jié)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(guān),確認(rèn)實驗結(jié)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。

五、提供開放式的實驗環(huán)境,增加學(xué)生實踐機會

良好的實驗環(huán)境不僅要滿足內(nèi)教學(xué)的需要,還要為一些優(yōu)等生進一步學(xué)習(xí)提供方便。因此,我院實行開放性的實驗環(huán)境,每周實驗室開放3天,并且配備專業(yè)教師值班。建立開放性的實驗環(huán)境,包括教學(xué)時間開放、教學(xué)內(nèi)容開放、實驗元器件開放。在傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式下,學(xué)生被教師限制在多個限定條件下,不能發(fā)揮自己的才能和創(chuàng)造性,我院允許學(xué)生結(jié)合課程學(xué)習(xí)和自己的時間安排,根據(jù)自己的興趣提出實驗題目和實驗設(shè)計方便,并可在一個較寬松的實驗環(huán)境中完成。教師積極鼓勵學(xué)生大膽提出自己的思路和實驗構(gòu)想,盡力創(chuàng)造條件引導(dǎo)和支持他們開展有意義的實驗研究,對于學(xué)生創(chuàng)造性的實驗成果給予獎勵。設(shè)置這樣的實驗環(huán)境和條件,有利于培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的意識和創(chuàng)造能力。

綜合前面的觀點,我們認(rèn)為,實驗教學(xué)的建設(shè)是一項系統(tǒng)工程。提高實驗教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵是不斷加強自身建設(shè),深化實驗教學(xué)改革的核心是培養(yǎng)學(xué)生實踐和創(chuàng)新能力,推進實驗教學(xué)改革的基礎(chǔ)是建立計算機實驗教學(xué)大環(huán)境,實施實驗教學(xué)的載體是實驗教學(xué)體系和內(nèi)容,加速實驗教學(xué)改革的催化劑是實驗教學(xué)手段和方法的改革,實驗教學(xué)改革的重要標(biāo)志是出版高水平的實驗教材。

高職院校實驗教學(xué)的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)造能力,掌握科學(xué)的方法和培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度至關(guān)重要。只有不斷總結(jié)經(jīng)驗教學(xué)經(jīng)驗,改善實驗環(huán)境,探索實驗教學(xué)新方法,提高自身業(yè)務(wù)素質(zhì)與管理水平,才能培養(yǎng)出滿足社會需求的高素質(zhì)的人才來。

參考文獻:

[1]竺志超,胡培鈞,姜永芹.機械基礎(chǔ)課實驗教學(xué)示范中心建設(shè)的創(chuàng)新思路[J].實驗室研究與探索,2004.23.

[2]鄭家武,顏群蘋,董海英.深化管理體制改革建設(shè)教學(xué)實驗示范中心[J].實驗技術(shù)與管理,2001.18.

[3]朱國文,李斌,馬莉敏.充分利用實驗室資源,積極開展實踐教學(xué)改革[J].實驗技術(shù)與管理,2000.2.

[4]王兆麟.高校計算機類課程實驗教學(xué)條件建設(shè)之管見[J].實驗技術(shù)與管理,2000.3.

[5]李志剛.強化管理措施,推動計算機教育事業(yè)的發(fā)展[J].實驗技術(shù)與管理,2000.6.

第5篇

一、教學(xué)現(xiàn)狀

該課程包含理論課堂教學(xué)和實驗教學(xué)兩個部分。由于理論課堂教學(xué)部分的內(nèi)容比較抽象,加上學(xué)生匯編語言程序設(shè)計課程的基礎(chǔ)不扎實,導(dǎo)致學(xué)生系統(tǒng)開發(fā)能力不強。在實踐教學(xué)環(huán)節(jié),甚至出現(xiàn)學(xué)生無法獨立完成實驗任務(wù)的現(xiàn)象。筆者認(rèn)為主要原因大致有以下幾點:

1.課程內(nèi)容涵蓋的知識面廣導(dǎo)致學(xué)生對它失去信心、耐心和興趣

表面上看來,《微機原理與接口技術(shù)》課程屬于硬件課程范疇,而實質(zhì)上它的教學(xué)內(nèi)容綜合了微型計算機軟、硬件的理論知識,既要有良好的硬件基礎(chǔ),還要有扎實的能面向機器語言進行程序設(shè)計的能力的同學(xué),才能真正理解課程內(nèi)容的含義。這對于大多數(shù)沒有實踐經(jīng)驗,特別是基礎(chǔ)又不是很扎實的同學(xué)而言,就會覺得這門課程很難懂、枯燥,從而導(dǎo)致興趣下降,主動性、積極性也受到了影響。

2.太多的驗證性實驗內(nèi)容阻礙了發(fā)散性的思維

目前的教學(xué)大綱在實驗教學(xué)環(huán)節(jié)上規(guī)定了太多的驗證性實驗。這使得學(xué)生不用上實驗室也知道實驗結(jié)論是什么,結(jié)果數(shù)據(jù)是什么,實驗報告在宿舍里就可以完成了。久而久之,使學(xué)生有了惰性,原本強烈的好奇心和動手、動腦欲望在必須要完成的作業(yè)中消失了。

鑒于這些原因,必須進行《微機原理與接口技術(shù)》課程的教學(xué)方法的改革。

二、新的教學(xué)方法改革

1.從理論課堂教學(xué)內(nèi)容入手,改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式和手段

(1)重新整合教學(xué)內(nèi)容,使得教學(xué)內(nèi)容重點突出,言簡意賅,化繁為簡。例如一些計算機基礎(chǔ)知識,進制之間的轉(zhuǎn)換、數(shù)的表示、數(shù)的算術(shù)邏輯運算可以略去不講。一方面,這些內(nèi)容與理解微機系統(tǒng)的整體概念和培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用開發(fā)能力關(guān)系不大,另一方面,可以減少和先修課程內(nèi)容上的重復(fù),造成課時浪費。而雖然計算機組成原理課程中講解過尋址方式,匯編語言程序設(shè)計課上學(xué)過機器指令,C或C++課程上涉及到程序設(shè)計思想,先修課程中接觸過中斷、DMA等概念,但在《微機原理與接口技術(shù)》這門課程中卻仍然要重點講解,因為這些概念和設(shè)計思想是理解課程內(nèi)容的基礎(chǔ),是開發(fā)設(shè)計思路的源泉。

(2)改變先理論再實踐的教學(xué)模式,增強學(xué)生的興趣和信心。原本的教學(xué)中是老師的一味灌輸,學(xué)生只能被動接收。造成考試前死記硬背,考完試了,也不知道學(xué)了啥?,F(xiàn)在的教學(xué)模式采用先給出問題,再回到理論;先從個別現(xiàn)象,再到一般情況;先從零散知識的積累,再到系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。例如:在講授總線和接口技術(shù)部分時,在課堂教學(xué)中先讓同學(xué)講述自己生活中感覺到新鮮的電子產(chǎn)品,并闡述之所以引起他興趣的原因。然后一邊讓學(xué)生思考他感興趣的部分都采用了哪些先進技術(shù),一邊告訴同學(xué)目前大多數(shù)的電子產(chǎn)品都采用了嵌入式的單片機技術(shù),甚至有些是實時的嵌入式系統(tǒng),最后引導(dǎo)學(xué)生在系統(tǒng)中如何進行總線和接口的設(shè)計,最終實現(xiàn)了接口技術(shù)這一章節(jié)的內(nèi)容講解。

(3)先進的教學(xué)手段的應(yīng)用,可以將枯燥、晦澀難懂的課堂內(nèi)容變得生動、一目了然?,F(xiàn)代化的多媒體技術(shù)在課堂上的采用,使得同學(xué)耳目一新。當(dāng)動態(tài)的畫面配以同步的解說,真實而直觀地將程序的流程、指令的執(zhí)行過程或者微型計算機內(nèi)部呈現(xiàn)在學(xué)生面前時,學(xué)生有身臨其境的感覺。這樣生動的教學(xué)手段,將幫助學(xué)生將教學(xué)內(nèi)容化難為易、化繁為簡。

2.從實驗教學(xué)部分入手,改變傳統(tǒng)的實驗?zāi)J?/p>

(1)設(shè)計不同程度和類型的實驗供學(xué)生選擇,使得實驗內(nèi)容因人而異,因材施教。首先將教學(xué)大綱中要求的實驗內(nèi)容分成兩部分,一部分在課堂上配合課堂教學(xué)內(nèi)容演示給同學(xué),這部分大多是驗證性的實驗。剩下的一部分,屬于基礎(chǔ)性的,是幫助同學(xué)理解基本教學(xué)內(nèi)容的,留給同學(xué)自己在實驗室完成。另外,實驗教學(xué)中,還設(shè)計有一些創(chuàng)造性的實驗可供同學(xué)選擇,例如,8255A和8253A芯片組合實驗等。這部分適合有了一定的理論和實踐基礎(chǔ)的同學(xué)做,若同學(xué)們選擇了做這個實驗,就可以代替基礎(chǔ)實驗中8255A和8253A芯片設(shè)計的兩個實驗。最后一部分是創(chuàng)新性實驗,也是最具挑戰(zhàn)性和誘惑力的部分。學(xué)生可以選擇已有的可參考的實驗題目,可以是在課堂上討論過的、自己看到過的、曾經(jīng)吸引自己注意力的產(chǎn)品的部分功能,也可以是經(jīng)過自己獨立思考、自己設(shè)計并完成的系統(tǒng)。目前,我們給出可以參照的實驗有:路口紅綠燈語音提示系統(tǒng)、私家車出入驗證系統(tǒng)等。這些實驗比較實用但又不是很復(fù)雜,學(xué)生選擇了這些實驗并最終能夠?qū)崿F(xiàn)基本功能的,便可以免做所有的實驗。將實驗教學(xué)部分按難易程度分成基礎(chǔ)性、創(chuàng)新性和創(chuàng)造性的實驗,有利于實現(xiàn)實驗內(nèi)容因人而異、教育因材施教。

(2)實驗室全天對學(xué)生開放,讓學(xué)生隨時能設(shè)計、思考并驗證自己的想法。以前學(xué)生要進實驗室要任課老師安排,老師準(zhǔn)備好實驗器材,規(guī)定好時間,全部同學(xué)做同樣的一個實驗?,F(xiàn)在,選擇做創(chuàng)造性實驗的學(xué)生可以自己在網(wǎng)上向?qū)嶒炇依蠋煹怯浭褂脤嶒炇业臅r間,自己和實驗室老師聯(lián)系需要的器材和元件,也可以自己帶設(shè)備和元器件進實驗室,有問題可以隨時和任課老師電話或當(dāng)面交流。這樣,經(jīng)過自己的努力完成實驗時,學(xué)生的創(chuàng)造力、成就感、滿足感增強。

第6篇

(華北理工大學(xué)理學(xué)院,河北唐山063009)摘要:分析地方高校大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程的現(xiàn)狀,以培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力為目標(biāo),提出將虛擬實驗體系融入實踐教學(xué)環(huán)節(jié),構(gòu)建集虛擬實驗平臺、實踐訓(xùn)練平臺、網(wǎng)絡(luò)作業(yè)平臺和綜合測試平臺為一體的虛實融合的實驗平臺,為學(xué)生提供豐富的課內(nèi)外實踐訓(xùn)練,在培養(yǎng)學(xué)生計算思維的同時提高其應(yīng)用技能和創(chuàng)新素質(zhì)。

關(guān)鍵詞 :大學(xué)計算機;虛實融合;實驗平臺;教學(xué)改革

基金項目:全國高等院校計算機基礎(chǔ)教育研究會( 201448;201449)。

第一作者簡介:張春英,女,教授,研究方向為數(shù)據(jù)挖掘、社會網(wǎng)絡(luò)、計算機教育,zchunying@ncst.edu.cn。

1 地方高校的計算機基礎(chǔ)課程現(xiàn)狀

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和社會對計算機能力需求的變化,大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程面臨嚴(yán)峻考驗,教學(xué)過程中也凸顯出各種問題。尤其在地方高校,各種條件的制約讓計算機基礎(chǔ)課程面臨一系列問題。

(1)學(xué)生的學(xué)習(xí)意識不強。大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程是大學(xué)生入學(xué)后的第一門計算機課程,大部分學(xué)生沒有意識到課程的重要性,他們的學(xué)習(xí)意識仍停留在簡單操作上,沒有對計算機原理性知識的渴求,沒有意識到計算機知識的系統(tǒng)性,沒有深入理解計算機處理事務(wù)的過程,缺乏“計算思維”。遇到陌生、復(fù)雜的問題時,不知從何下手,不能用計算機知識對問題進行分析解決。

(2)教師對改革認(rèn)識不深。課程改革一直是授課教師考慮的重要課題。大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程也經(jīng)歷了多次的改革,從一開始的“文化技術(shù)基礎(chǔ)”到后來的“信息技術(shù)基礎(chǔ)”,再到現(xiàn)在的“大學(xué)計算機基礎(chǔ)”,每次變革主要體現(xiàn)為形式的變化,而不是內(nèi)容的變革。教師因受諸多因素(如教學(xué)大綱、社會需求、固化的教學(xué)模式等)的制約,思維被長期禁錮于軟件訓(xùn)練和操作培養(yǎng)方面,對于實質(zhì)內(nèi)容的改革認(rèn)識深度不夠。

(3)管理層的重視程度不夠。越來越多的人會簡單使用計算機,這就造成很多教育管理層的人員懷疑大學(xué)計算機基礎(chǔ)這門課程的重要性,甚至其存在的必要性。目前在很多學(xué)校,這門課程的課時已被縮減,教學(xué)設(shè)施配備也顯得匱乏;部分學(xué)校甚至已停止該課程的開設(shè)。

2 大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程改革勢在必行

目前,各大高校積極開展將“計算思維”納人大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程的相關(guān)教學(xué)改革中,但效果并不明顯。究其根源,在于高校對計算思維的認(rèn)識還不夠成熟,沒有形成完整的指導(dǎo)體系,思路不清晰。

我國高校教育有著明顯的層次關(guān)系,各級院校的人才培養(yǎng)目標(biāo)是不同的,基于計算思維能力培養(yǎng)的大學(xué)計算機基礎(chǔ)教育改革必須分類型、分層次進行。地方院校既不能完全放棄現(xiàn)有的教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容,搞“一刀切”;也不能完全沿用以前的內(nèi)容,任由課程形勢惡化。在此背景下,華北理工大學(xué)計算機課程改革如何實施,是任課教師需要思考的關(guān)鍵問題。

3 構(gòu)建“虛實融合”實驗平臺

3.1 引入虛擬實驗,訓(xùn)練學(xué)生計算思維

2014年3月,我們走訪了北京理工大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)部,李鳳霞教授介紹了由她的教學(xué)團隊研究開發(fā)的計算機虛擬實驗體系,以及“以虛擬實驗方法促進計算思維落地的教學(xué)研究”的整個實施過程。經(jīng)過深度交流討論,我們體會到,虛擬實驗技術(shù)對計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容和方法的改革起到很大的推動作用,將虛擬實驗引入實踐教學(xué)過程,在深化理論基礎(chǔ)知識的同時兼顧應(yīng)用能力的培養(yǎng)。結(jié)合學(xué)校地方特色和計算機基礎(chǔ)教學(xué)改革現(xiàn)狀,我們制定了一套基于計算思維能力培養(yǎng)的虛實融合教學(xué)模式:從北京理工大學(xué)開發(fā)的18個虛擬實驗中,選取其中6個實驗融入到實踐教學(xué)環(huán)節(jié),并為此重新制定了教學(xué)日歷,調(diào)整了教學(xué)內(nèi)容,見表1。該模式于2014年9月正式實施。

3.2 構(gòu)建虛實融合實驗平臺,實現(xiàn)思維落地

針對大學(xué)計算機基礎(chǔ)實踐性強的特點,為了培養(yǎng)學(xué)生的實踐操作能力和創(chuàng)新能力,我們構(gòu)建了虛實融合實驗平臺,將課程的實踐教學(xué)分為虛擬實驗平臺、實踐訓(xùn)練平臺、網(wǎng)絡(luò)作業(yè)平臺和綜合測試平臺,如圖1所示。

虛擬實驗平臺旨在通過仿真軟件的交互演示使學(xué)生真實體會計算機的思維模式。平臺部分實踐了計算思維在大學(xué)計算機課程中的表達問題,如“圖靈機模型與計算機硬件系統(tǒng)虛擬拆裝”“字符編碼與信息交換”等實驗,不同程度地展示了基于計算機的問題求解的優(yōu)勢和限制,說明了形式化方法的基本理論和概貌。

實踐訓(xùn)練平臺旨在提高學(xué)生的計算機實際操作技能。平臺共設(shè)計了16個實驗和8個綜合能力訓(xùn)練,主要內(nèi)容包括操作系統(tǒng)基礎(chǔ)、文字處理基礎(chǔ)、計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)信息安全、多媒體技術(shù)基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)基礎(chǔ)。每個實驗含實驗指導(dǎo),分為驗證性實驗和設(shè)計性實驗;綜合能力訓(xùn)練共包括26個題目。

網(wǎng)絡(luò)作業(yè)平臺旨在跟蹤檢驗學(xué)生的實驗水平和知識掌握情況。平臺針對每個章節(jié)設(shè)計了選擇題、填空題、判斷題、問答題和操作題;章節(jié)學(xué)習(xí)結(jié)束后將題目通過系統(tǒng)到網(wǎng)絡(luò)上,學(xué)生可登錄平臺隨時完成作業(yè),在作業(yè)截止日期前,對該項作業(yè)學(xué)生可多次提交,平臺以最后一次為準(zhǔn)。在作業(yè)評判后,學(xué)生可查看作業(yè)成績和作業(yè)中的錯誤。

綜合測試平臺旨在檢驗并激勵學(xué)生提高自己的知識水平和計算機操作能力。其中設(shè)計了分章節(jié)的試題庫,引入了其他高校的多套大學(xué)計算機課程試卷。每學(xué)期組織學(xué)生進行1~2次階段測驗,我們采取按一定的難易度比例隨機抽題的策略,題目來自多所大學(xué),如此可以使學(xué)生緊跟全國高校學(xué)生的水平。

4 新實驗平臺下的教學(xué)改革實踐

我們在原有的“平臺+軟件”框架下,引入新的教學(xué)模式,具體表現(xiàn)為:

1)虛擬實驗平臺部分實踐了計算思維的表達問題。

引入的6個虛擬實驗側(cè)重于計算機原理性、基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性的教學(xué)內(nèi)容展示。虛擬實驗的演示、交互和驗證,使得抽象、枯燥的原理變得生動并易于理解;虛擬實驗深度剖析計算機的基本原理,讓學(xué)生在分析實際問題時能夠站在計算機的角度思考,從而利用計算機解決問題,引導(dǎo)學(xué)生建立計算思維的方式。

“圖靈機模型與計算機硬件系統(tǒng)虛擬拆裝”實驗,采用動畫形式展示了圖靈機模型和馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu),使學(xué)生更深刻地理解計算機科學(xué)的核心問題,真正認(rèn)識計算的本質(zhì);通過對實際微機的虛擬拆裝,學(xué)生可以從系統(tǒng)級的角度直觀地了解微機的硬件系統(tǒng)組成及各部件的作用。該實驗解決了地方院校計算機硬件教學(xué)資源缺乏的問題,能促進學(xué)生對計算機硬件系統(tǒng)的認(rèn)識,加深對可計算問題和可計算系統(tǒng)的深刻理解。

“計算機中的數(shù)據(jù)表示與計算”實驗,結(jié)合二進制數(shù)據(jù)的表示、存儲、計算和處理來說明計算機中的數(shù)據(jù)表示與計算規(guī)則,使學(xué)生理解并掌握數(shù)據(jù)在計算機中的表示方法及特性。通過數(shù)的精度、溢出等概念演示,學(xué)生可以了解計算機中的數(shù)據(jù)所具有的優(yōu)勢及所受的限制,在運用計算機時就會考慮數(shù)據(jù)的約束。

“字符編碼與信息交換”實驗,主要涉及字符型數(shù)據(jù)在計算機中的編碼表示與輸入輸出的信息交換。通過對西文字符和漢字字符的輸入、查找與顯示的過程演示,學(xué)生可以了解AsciI碼、漢字輸入碼、國標(biāo)碼、機內(nèi)碼、字形碼等多種編碼的作用及編碼方法,加深對編碼方法、信息交換等技術(shù)的理解,進而掌握計算機信息處理的基本原理。

“一條指令的執(zhí)行過程”實驗?zāi)M演示指令執(zhí)行的過程,展示計算機有關(guān)部件的工作方式及各類信息的流動方式。通過該實驗的學(xué)習(xí),學(xué)生以最簡單的方式體驗微指令的作用以及計算機各主要部件協(xié)調(diào)工作的過程;加深對指令、微指令以及指令系統(tǒng)的理解,了解指令執(zhí)行的3個重要階段:取指令、譯碼、執(zhí)行;進一步認(rèn)識計算機工作原理,體會硬件的支持和限制,將計算思維運用到問題求解中。

每個實驗演示結(jié)束后,學(xué)生必須填寫實驗報告,以深入理解和掌握實驗所涉及的知識點。報告以提問的方式記錄了實驗的整個過程。通過填寫虛擬實驗中每一步驟所引發(fā)的部件變化和運行結(jié)果,學(xué)生將實驗過程再現(xiàn),深度思考計算機工作的原理,了解計算機解決問題的機制,建立計算思維的思考過程。

2)實踐訓(xùn)練平臺提高了學(xué)生的計算機操作技能。

將實踐訓(xùn)練平臺中的實驗內(nèi)容分為課內(nèi)指導(dǎo)與課外強化。課內(nèi)實驗由教師布置并指導(dǎo)學(xué)生進行,訓(xùn)練基本操作技能。課外實驗拓展知識學(xué)習(xí)、強化綜合應(yīng)用和課程設(shè)計,旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。實踐訓(xùn)練平臺中涉及的部分實驗見表2。

課內(nèi)實驗包括基礎(chǔ)實驗內(nèi)容、驗證性實驗和設(shè)計性實驗。學(xué)生首先按照實驗步驟要求進行簡單練習(xí),達到掌握基本操作技能的水平;然后在沒有提示的情況下獨立完成實驗,以驗證之前的操作方法;最后根據(jù)要求自行設(shè)計作品,使其操作能力得到鞏固提高。

拓展學(xué)習(xí)實驗不局限于課程大綱要求,以問題或?qū)n}導(dǎo)向為主,設(shè)計的內(nèi)容反映當(dāng)前的新技術(shù)和新問題,強調(diào)自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力培養(yǎng),使教和學(xué)都能有自主空間。

綜合應(yīng)用實驗相當(dāng)于教學(xué)環(huán)節(jié)中的大作業(yè),適合小組協(xié)作完成,可以和相應(yīng)的實驗配合作為實驗實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的內(nèi)容,強調(diào)與實際結(jié)合,培養(yǎng)創(chuàng)新思維,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與探究精神。

課程設(shè)計是針對某個知識模塊設(shè)計的綜合性應(yīng)用案例,兼顧基礎(chǔ)內(nèi)容和拓展知識,為學(xué)生提供更自由、更主動的發(fā)揮空間,鍛煉學(xué)生的知識綜合運用能力和創(chuàng)新能力。

3)調(diào)整綜合評價機制,體現(xiàn)虛實融合的實踐效果。

課程考核方式采用過程考核與終結(jié)考核相結(jié)合的方式進行:最終成績=平時成績(30%)+階段成績(30%)+期末成績(40%)。

(1)平時成績。由出勤(5%)、模塊成績(15%)和實驗報告(10%)組成。模塊成績指每個模塊結(jié)束之后的綜合練習(xí)成績,學(xué)生利用課外時間來完成,可根據(jù)自己實際情況練習(xí)多次,以最后一次成績?yōu)闇?zhǔn)。實驗報告就是6個虛擬實驗內(nèi)容,每個實驗必須在l學(xué)時內(nèi)完成。學(xué)生在課堂內(nèi)一邊做實驗一邊填寫報告內(nèi)容,這讓他們有思考和探討空間,但課堂結(jié)束前必須提交報告。

(2)階段成績。每部分內(nèi)容結(jié)束后,設(shè)定一次隨堂測驗,在規(guī)定時間完成規(guī)定內(nèi)容,當(dāng)堂記錄成績。這是對每個模塊學(xué)習(xí)效果的一個驗收,以此考核學(xué)生掌握知識的情況。

(3)期末成績。期末考試采用上機考試,題型包括選擇題和操作題。選擇題不是簡單的概念考核,而是從計算機系統(tǒng)知識角度設(shè)定合理題目,體現(xiàn)計算思維;操作題仍是對應(yīng)用軟件的綜合考核。

綜合考核方式符合既定的教學(xué)大綱要求,能真實體現(xiàn)虛擬實驗融合后的教學(xué)效果。

5 結(jié)語

在以培養(yǎng)計算思維能力為目標(biāo)的大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程改革中,構(gòu)建虛實融合實驗平臺,將北京理工大學(xué)的虛擬實驗體系融人實踐教學(xué)環(huán)節(jié),采用虛擬現(xiàn)實、圖形圖像、可視化、人機交互等多種技術(shù),將難以表達的概念、理論和方法以虛擬軟件方式呈現(xiàn),既方便了實驗內(nèi)容設(shè)計,又形象直觀地展示了計算機原理性內(nèi)容,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,有助于學(xué)生對知識的理解掌握。今后我們還要進一步改革教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置,充分體現(xiàn)計算思維能力培養(yǎng)的目標(biāo)。

參考文獻:

[1]李鳳霞,陳宇峰,李仲君,等.大學(xué)計算機實驗[M].北京:高等教育出版社,2013.

第7篇

關(guān)鍵詞:單片機實驗;實驗教學(xué);教學(xué)改革

中圖分類號:TP368.2 文獻標(biāo)識碼:A

文章編號:1672-5913(2007)08-0028-03

The Teaching Reform and Exploration of Single Chip Computer Experiment

ZHANG Xin, ZHANG Yan, YANG Li, GAO Qun

(School of Information and Electronics Engineering, Shandong Institute of Business and Technology, Shandong, Yantai, 264005, China)

Abstract: The necessity of experiment teaching reform of " Single chip computer Principle and Application" curriculum has been analyzed in the paper. the new experiment educational reform plan has be proposed, which’s goal lies in to stimulate the enthusiasm which the student studies, to train the project consciousness and the ability to analysis question and solves question and to enhance student's innovation ability and comprehensive quality.

Keywords: single chip computer experiment; experimental teaching;teaching reform

1 引言

作為典型代表,單片機推動了嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展,成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)中重要的智能化工具。無論是尖端科技,如軍事、通信、能源、機器人、交通、IT,還是現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、儀器儀表、汽車電子系統(tǒng)、家用電器、玩具及個人信息終端等諸多領(lǐng)域,都離不開單片機,其使用率和普及率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了其他類型的計算機。因此“單片機原理及應(yīng)用”課程也在高校的計算機類、電子類、電氣類、機械類等專業(yè)的教學(xué)計劃中有著特殊的地位。這些專業(yè)除了單獨設(shè)課程外,在涉及的許多實踐環(huán)節(jié),如課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計乃至研究生論文課題中,單片機系統(tǒng)都是應(yīng)用最廣泛的手段之一。近年來,在高校中大力推行的各種電子設(shè)計競賽中,單片機已成為主要方法。

2 單片機實驗改革的必要性

“單片機原理及應(yīng)用”是一門理論性和實踐性都很強的課程,在重視理論教學(xué)的同時,必須重視實驗教學(xué)。學(xué)生通過設(shè)計硬件電路、編制軟件程序、仿真調(diào)試等實驗過程,才能更好地掌握單片機的理論知識和應(yīng)用技能。

傳統(tǒng)的實驗教學(xué)形式單一、方法呆板,實驗課一直以教師為中心,學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi),用統(tǒng)一的模式,按照指導(dǎo)書上規(guī)定的步驟做相同的實驗。實驗技術(shù)、手段相對較落后,效率不高。這種實驗教學(xué)方法不利于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力和綜合運用知識的能力,也不能進一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主觀能動性,為了適應(yīng)當(dāng)今社會對單片機行業(yè)人才的需求,必須對單片機實驗教學(xué)進行改革。

3 單片機實驗教學(xué)的改革與探索

要使學(xué)生真正掌握知識,學(xué)會運用知識,必須通過學(xué)生的親身實踐。如何通過實驗教學(xué)使學(xué)生進一步鞏固和消化課堂上所學(xué)知識,掌握單片機應(yīng)用技術(shù),同時又培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力和綜合運用知識的能力,造就綜合型、創(chuàng)新型、復(fù)合型人才,具有重要的意義。

3.1 實驗教學(xué)內(nèi)容的改革

根據(jù)單片機課程的特點,將實驗教學(xué)內(nèi)容分為基礎(chǔ)實驗、基本接口實驗、綜合設(shè)計實驗三個部分。

基礎(chǔ)實驗主要有硬件的認(rèn)知、指令系統(tǒng)實驗、匯編語言程序設(shè)計實驗??紤]到學(xué)生已學(xué)習(xí)了一些相關(guān)的課程,掌握了一定的硬件知識、軟件知識以及編程方法,基于學(xué)時的限制,這部分的內(nèi)容可讓學(xué)生利用課外時間自行完成。

基本接口實驗安排在課堂進行,是實驗教學(xué)的重點。它包括硬件接線與軟件編程兩部分。學(xué)生在進行實驗時,首先要根據(jù)實驗任務(wù)完成硬件設(shè)計、搭建主體電路,然后編寫程序,最后調(diào)試。

實踐環(huán)節(jié)應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)生的自主性。傳統(tǒng)的單片機教學(xué)中,實驗內(nèi)容通常是理論知識的驗證,很少有應(yīng)用理論知識去解決實際問題的綜合設(shè)計性實驗。綜合設(shè)計實驗旨在幫助學(xué)生全面掌握所學(xué)內(nèi)容,提高綜合運用所學(xué)知識解決實際問題的能力。安排的內(nèi)容主要是簡單電子產(chǎn)品的設(shè)計。在進行綜合設(shè)計實驗時,指導(dǎo)書只給出了任務(wù)、要求和原理性說明,學(xué)生必須根據(jù)實驗的目的和要求,獨立完成軟硬件設(shè)計和調(diào)試。學(xué)生要自己分析解決實驗中出現(xiàn)的問題,在解決問題的過程中進一步加深對單片機系統(tǒng)軟硬件設(shè)計的理解。觀察實驗現(xiàn)象,分析實驗結(jié)果,寫出實驗報告。

正確處理好三類實驗關(guān)系?;A(chǔ)實驗、基本接口實驗是綜合型實驗的基礎(chǔ)。必要的基本實驗是不可缺少的,學(xué)生可以通過基本實驗掌握單片機的基本原理。綜合設(shè)計型實驗可以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和綜合應(yīng)用知識的能力,充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣?;緦嶒灴砂才旁诮虒W(xué)環(huán)節(jié)的前期,其目的在于在教學(xué)開始之初幫助學(xué)生熟悉單片機軟硬件環(huán)境。而綜合設(shè)計實驗是為了培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識的能力,使學(xué)生受到更為實際、更加全面的科學(xué)研究訓(xùn)練,沒有現(xiàn)成的模式可循,主要利用實驗后期、開放實驗室結(jié)合課程設(shè)計、課外興趣小組、大學(xué)生電子設(shè)計大賽、畢業(yè)設(shè)計進行。綜合設(shè)計實驗和課程設(shè)計雖然有一定難度和深度,但對學(xué)生很有吸引力,能使學(xué)生從被動應(yīng)付實驗變成主動實驗,不僅提高了基本操作技能,也發(fā)揮了學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性和創(chuàng)造性。

3.2 精選實驗內(nèi)容

實驗內(nèi)容的選取要做到典型的芯片都安排有相關(guān)的實驗內(nèi)容,要適應(yīng)不同層次學(xué)生的需要,將單純的驗證性實驗逐步向綜合應(yīng)用實驗和創(chuàng)新實驗類型發(fā)展,增強學(xué)生的參與意識,提高學(xué)生的動手能力,增加以設(shè)計性、系統(tǒng)性為主的實驗內(nèi)容。

單片機實驗既要進行硬件接線,又要編寫程序,且程序的準(zhǔn)確編寫是實驗成功的前提條件;有些實驗,學(xué)生要在有限的時間內(nèi)完成任務(wù)是不容易的。因此,編寫實驗指導(dǎo)書時,要精心設(shè)計,對程序比較復(fù)雜的實驗,給出部分的程序,并將其中的關(guān)鍵語句刪去或是用錯誤的語句來取代,由學(xué)生去完善。這樣可以縮短學(xué)生編寫程序的時間,又能使學(xué)生掌握其中的關(guān)鍵。重視思考分析題的設(shè)計,使學(xué)生通過完成思考分析題,拓寬知識面、提高分析問題和解決問題的能力。

3.3 改進實驗教學(xué)方法

3.3.1 要求學(xué)生進行實驗預(yù)習(xí).

實驗預(yù)習(xí)是提高實驗效果的一個重要環(huán)節(jié)。在每次實驗完成后,就布置下一個實驗的內(nèi)容,并在上實驗課時通過提問、檢查預(yù)習(xí)報告等形式進行檢查。學(xué)生通過預(yù)習(xí)并聽了教師的講授之后,在做實驗時就能做到心中有數(shù),實驗操作的過程也比較容易實現(xiàn),還能提出一些問題與指導(dǎo)教師探討,效果較好。

3.3.2 啟發(fā)式教學(xué)

在實驗過程中,積極對學(xué)生進行引導(dǎo),最大限度地調(diào)動和發(fā)揮學(xué)生在實驗中的主體作用。對學(xué)生在實驗過程中提出的問題,不做正面的回答,而是圍繞問題引導(dǎo)學(xué)生積極地對待實驗中出現(xiàn)的問題,并自己動手獨立解決問題。將傳統(tǒng)的以教師和課堂教學(xué)為主的教學(xué)模式,逐步演變成基礎(chǔ)實驗以教師為主導(dǎo),綜合實驗教師與學(xué)生并重,創(chuàng)新實驗以學(xué)生為主的多種形式。鼓勵學(xué)生結(jié)合實際自己立項,獨立完成項目。

在實驗過程中啟發(fā)學(xué)生尋找解決方法,就能訓(xùn)練學(xué)生遇到問題(提出問題)─尋找方法(分析問題)─解決問題的方法和技巧,培養(yǎng)獨立工作能力,使實驗更具有實踐性和實用性。

3.3.3 通過多種渠道實現(xiàn)實踐教學(xué)

教學(xué)過程中要與學(xué)生的實踐活動緊密結(jié)合;通過課堂實踐教學(xué)、課外科研訓(xùn)練實踐、大學(xué)生電子設(shè)計競賽等多種渠道實現(xiàn)真正的創(chuàng)新型實踐教學(xué)。利用課程設(shè)計進行系統(tǒng)設(shè)計級綜合實驗,使學(xué)生將各章學(xué)到的知識進行綜合歸納,提高學(xué)生對單片機應(yīng)用系統(tǒng)的認(rèn)識和應(yīng)用水平。以全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽、山東省大學(xué)生電子設(shè)計競賽為契機,充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

3.3.4 鼓勵學(xué)生利用課外時間到開放實驗室進行實驗

開放實驗室是由教師組織學(xué)生利用課余時間開展的教學(xué)活動,它是對課堂教學(xué)的補充和完善,是學(xué)生獨立思考、親自動手的實驗環(huán)節(jié),也是解決學(xué)時少與內(nèi)容多這一矛盾的重要手段。指導(dǎo)教師可以結(jié)合課堂上的內(nèi)容,提出一些設(shè)計性題目或?qū)W生自行設(shè)計實驗題目與方案,由學(xué)生獨立操作調(diào)試,最后寫出實驗報告及收獲。基礎(chǔ)好的同學(xué)得到了施展才能的機會,可以設(shè)計出頗有特色的實驗方案,寫出很好的實驗報告,一般同學(xué)也會感到有壓力,增強了實驗的自覺性。

3.3.5 充分利用多媒體進行實驗教學(xué),建立網(wǎng)上虛擬實驗室

充分運用現(xiàn)代信息技術(shù)手段輔助實驗教學(xué),結(jié)合實驗項目的內(nèi)容和教學(xué)大綱的要求,將相應(yīng)的實驗原理、實驗步驟、實驗設(shè)備和儀器、實驗所用到的芯片工作原理和外形通過多媒體技術(shù)設(shè)計制作出將文字、圖形、圖像、聲音、視頻、動畫等集于一體的多媒體虛擬實驗軟件。形象逼真地將相關(guān)的實驗內(nèi)容展現(xiàn)在學(xué)生面前,產(chǎn)生動靜結(jié)合的畫面和智能性啟發(fā)誘導(dǎo)功能,使學(xué)生身臨其境,直接去感受、體驗,便于學(xué)生進一步鞏固課堂上所學(xué)的基礎(chǔ)理論,同時了解實驗基本技能,使學(xué)生在較短的時間內(nèi)獲得較多的信息量,為教學(xué)提供高效、交互、實時的操作環(huán)境和良好的服務(wù)。大大提高了實驗教學(xué)效率,保證了實驗教學(xué)效果。

3.4 在專業(yè)課程設(shè)計中融入單片機內(nèi)容

為了進一步加強單片機的應(yīng)用,在專業(yè)課程設(shè)計中融入單片機應(yīng)用內(nèi)容,使之成為專業(yè)課程設(shè)計的重要組成部分,從而使學(xué)生通過專業(yè)課程設(shè)計獲得綜合培養(yǎng)和鍛煉,具備單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計、開發(fā)能力。

3.5 規(guī)范實驗報告,改革考核模式

實驗完成后,要求學(xué)生按規(guī)范寫出實驗報告。實驗報告的規(guī)范完成,是實驗效果的綜合反映。

改革考核模式,從理論和實踐兩方面進行,重點考核和評價學(xué)生的實際應(yīng)用和創(chuàng)新能力。考試成績采用百分制:期末考試占60%、平時成績(作業(yè)、答疑、課堂提問)占10%、實驗占30%,加大實驗成績在整個課程成績的比重,以促進學(xué)生應(yīng)用創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與提高。若實驗成績不合格,則取消其筆試資格。實驗成績的評定方法為:預(yù)習(xí)報告占10%,硬件電路連接占25%,軟件設(shè)計占25%,系統(tǒng)調(diào)試占25%,實驗報告占15%。另外,對實驗中出現(xiàn)的問題,根據(jù)解決的情況可獎勵0~50分(百分制)。

為了充分發(fā)揮學(xué)生的主動性、創(chuàng)造性,全天開放實驗室。保證學(xué)生在規(guī)定的學(xué)時內(nèi)順利完成相關(guān)實驗,并對實驗結(jié)果當(dāng)面考核。

3.6 注重實驗教學(xué)隊伍的培養(yǎng),提高教師素質(zhì)

實驗教學(xué)離不開實驗教師,由于加強了綜合設(shè)計型實驗項目,使得學(xué)生進行同一項目的實驗時,實驗程序和實驗電路有所不同,這就對實驗教師提出了更高的要求。必須加強對實驗人員的培訓(xùn),造就一支穩(wěn)定的、高素質(zhì)的實驗教師隊伍。

4 結(jié)束語

通過對單片機課程的實驗教學(xué)進行改革,提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動性;使學(xué)生能夠?qū)W到更多的知識,實際操作能力也得到了一定程度的提高。同時也更新了教師知識,提高了教師的綜合能力。

實驗教學(xué)的改革是一項長期而復(fù)雜的任務(wù)。我們只有立足單片機實驗教學(xué)的實際,逐步深入,取長補短,推陳出新,才能建立起一套完整的實驗教學(xué)體系,新的教學(xué)方法才能日趨完善,也才能更好地適應(yīng)時展的需要。

參考文獻:

[1] 胡漢才.單片機原理及其接口技術(shù)學(xué)習(xí)輔導(dǎo)與實踐教程[M].北京:清華大學(xué)出版社,2004.6.

[2] 張鑫,華臻等. 單片機原理及應(yīng)用[M]. 北京:電子工業(yè)出版社, 2005.8.

[3] 唐涌杰,王禎巖等.面向21世紀(jì)高校實驗教學(xué)改革的思路[J].實驗室研究與探索,2000,(5):8-10.

[4] 唐煒.《單片機原理與應(yīng)用》課程教學(xué)改革探討[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報, 2002,24(3):21-23.

[5] 朱月秀,尤佳.單片機實驗教學(xué)改革的探索[J].實驗室研究與探索, 2002,21(4):27-29.

[6] 張晴,劉為.單片機實驗教學(xué)改革[J].實驗室研究與探索, 2003,22(4):27-29.

[7] 元紅妍,張鑫. 電子綜合設(shè)計實驗教程[M].濟南:山東大學(xué)出版社, 2005.7.

作者簡介:

張鑫(1965.5-),女,黑龍江省慶安縣人,山東工商學(xué)院信電學(xué)院教師,副教授,系副主任。主要從事單片機原理及應(yīng)用、微機原理及應(yīng)用教學(xué),單片機應(yīng)用技術(shù)和智能控制系統(tǒng)的開發(fā)工作。

通信方式:山東煙臺山東工商學(xué)院信電學(xué)院,264005

第8篇

關(guān)鍵詞:多媒體CAI;化學(xué)實驗;教學(xué)

中圖分類號:G642 文獻標(biāo)識碼:A

文章編號:1009-0118(2012)10-0159-02

化學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,化學(xué)實驗貫穿于整個化學(xué)的學(xué)習(xí)過程,也是培養(yǎng)化學(xué)創(chuàng)新人才的重要途徑。目前,許多高校都致力于實驗課程體系、實驗內(nèi)容和實驗管理體制方面的改革,并取得了一定成效,但實驗教學(xué)的形式和手段卻變化不大。在化學(xué)實驗中運用多媒體CAI(Computer Aided Instruction簡稱CAI),改進教學(xué)手段,能增強實驗的可視性、可聽性、直觀性、可控性,加強動態(tài)感、形象感、立體感,自然會激發(fā)學(xué)生動手做實驗的濃厚興趣,營造實驗教學(xué)活動良好的氛圍。本文結(jié)合一些化學(xué)實驗教學(xué)的現(xiàn)狀,就多媒體CAI輔助化學(xué)實驗教學(xué)方面作一些探索和思考。

一、利用多媒體CAI模擬化學(xué)實驗

通過計算機模擬為學(xué)生建立一個全新的實驗場景,在這種實驗場景中,學(xué)生可以進入互動、三維局面,直觀地了解設(shè)備的結(jié)構(gòu)、了解實驗?zāi)康暮蛯嶒炘?,選擇正確的儀器組裝實驗裝置,模擬實驗操作,觀察現(xiàn)象,得出結(jié)論。

(一)模擬微觀運動世界

現(xiàn)代教育教學(xué)技術(shù)具有豐富的表現(xiàn)能力,可以沖破時間和空間的限制,為學(xué)生提供豐富的感知對象,創(chuàng)設(shè)教學(xué)情景,再現(xiàn)各種事物的細(xì)節(jié)和物體的運動,明確展示客觀事物的本質(zhì)屬性和內(nèi)在聯(lián)系,提高教學(xué)效果。運用多媒體模擬微觀,以“宏觀”透視“微觀”,以“動”示“靜”,展示實驗現(xiàn)象的內(nèi)在變化原因,促進學(xué)生的認(rèn)知活動,促使認(rèn)識過程從感性到理性產(chǎn)生飛躍,達以優(yōu)化實驗教學(xué)之目的。例如物理化學(xué)中對于化學(xué)反應(yīng)的動力學(xué)研究,有碰撞理論和過渡態(tài)理論兩種模型,教師可以通過多媒體課件形象生動的表示這兩種理論的具體內(nèi)涵,化抽象為具體,使學(xué)生在大腦中對這兩個具體的過程有一個直觀的認(rèn)識,以便于學(xué)生更快更好地掌握。

(二)模擬儀器分析實驗

目前儀器分析已作為化學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課開設(shè),但面臨的問題是學(xué)生對分析儀器的了解較少,儀器原理抽象,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,學(xué)生多而一些大型儀器的數(shù)量不足和短缺,如核磁共振譜、X射線熒光光譜、電子能譜、質(zhì)譜儀等。即便對現(xiàn)有的紅外光譜儀、高壓液相色譜儀、氣相色譜儀等儀器,學(xué)生的使用和操作也非常有限,沒有足夠的動手機會。借助計算機三維圖像和軟件技術(shù),可以對儀器原理和實驗進行智能化仿真模擬,展現(xiàn)各種儀器內(nèi)部結(jié)構(gòu),動態(tài)演示微觀分析過程,通過仿真圖形界面操作儀器,完成分析任務(wù),處理實驗數(shù)據(jù)。學(xué)生在實驗前若能首先在計算機上熟悉這些模擬裝置和使用方法,在實際實驗時,就會更加輕松自信,也有利于儀器設(shè)備的維護、延長儀器使用壽命。

(三)模擬現(xiàn)象模糊或不明顯或操作失敗的實驗

在基礎(chǔ)化學(xué)實驗中,元素性質(zhì)實驗對元素單質(zhì)及化合物性質(zhì)和反應(yīng)的掌握非常重要。但在學(xué)生實驗中,常出現(xiàn)觀察到的現(xiàn)象與理論不符或現(xiàn)象不明顯等情況,而影響學(xué)生對物質(zhì)性質(zhì)的感性認(rèn)識。采用CAI動畫模擬,可以使學(xué)生清晰而形象地看到加入試劑發(fā)生反應(yīng)后正確的顏色狀態(tài)變化,了解試劑用量、濃度及試劑加入順序,掌握正確的操作,分析實際實驗中現(xiàn)象與理論不符的原因,提高思維分析能力。

實驗中有時也因種種因素導(dǎo)致實驗失敗,而由于實驗時間、試劑所限不能重復(fù)進行,在學(xué)生心里留下缺憾。采用CAI模擬可以再現(xiàn)整個實驗過程,模擬真實的操作,使操作者身臨其境地觀察反應(yīng)、記錄結(jié)果;同時可對比自身的操作,找出問題所在,提高實驗技能。

(四)模擬一些特殊的實驗

化學(xué)實驗中常涉及到一些有毒有害物質(zhì)的反應(yīng),如二氧化氮、氯氣、二氧化硫、硫化氫等等。由于實驗室通風(fēng)設(shè)備限制及對有毒氣體的恐懼,實驗時忙中出亂的情況時有發(fā)生,結(jié)果造成空氣污染,影響學(xué)生情緒而不能正常進行實驗。采用CAI模擬,不僅可以達到與實際操作相同的逼真效果也可以減少環(huán)境污染,有利于學(xué)生樹立綠色化學(xué)實驗的理念,增強環(huán)保意識。

實驗課時少、實驗經(jīng)費不足等因素限制了一些儀器和試劑昂貴、操作復(fù)雜的實驗的開出。另外,實驗操作危險性較大的實驗也不便在實驗室讓學(xué)生進行。采用CAI模擬則可以彌補以上不足,而且可以多次重復(fù),有助于加深學(xué)生對知識的理解,拓寬學(xué)生的實驗視野。

一些實驗操作不當(dāng)會引起不良后果,甚至釀成事故。用CAI模擬違規(guī)操作,將產(chǎn)生的后果展示給學(xué)生,讓學(xué)生看到錯誤操作產(chǎn)生后果的嚴(yán)重性,可有效地防止錯誤操作的發(fā)生。例如,模擬停止減壓過濾時模擬先關(guān)水結(jié)果導(dǎo)致水倒吸至吸濾瓶的現(xiàn)象;用氫還原氧化銅的實驗中應(yīng)先通氫氣后加熱,利用CAI模擬先加熱后通氫氣即發(fā)生爆炸的現(xiàn)象;再如模擬高錳酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣時誤加濃硫酸的現(xiàn)象,經(jīng)過反向?qū)嶒災(zāi)M,形成強烈的視覺反差效果,從而突出一些特殊性質(zhì)和特殊操作,達到激活思維強化記憶的目的,增強實驗效果。

(五)模擬一些反應(yīng)時間較長或較短的實驗

有些反應(yīng)反應(yīng)時間較長,而課堂教學(xué)時間有限,無法直接觀察結(jié)果,學(xué)生情緒受到干擾,不利于教學(xué)。如鐵的吸氧腐蝕和析氫腐蝕問題,可將二根鐵釘放在盛有水的水槽內(nèi),鐵釘上罩有試管,打出字幕“一段時間后”,通過電腦模擬存在的變化、有無色氣體產(chǎn)生,啟發(fā)學(xué)生思考原因。這樣的模擬使學(xué)生如臨其境,更易發(fā)現(xiàn)問題的本質(zhì),提高分析問題的能力。

有些反應(yīng)反應(yīng)時間較短,學(xué)生無法捕捉到反應(yīng)的具體細(xì)節(jié)。一方面使學(xué)生的好奇心無法得到滿足,另一方面使學(xué)生知識掌握的不夠牢固。如氯水分解反應(yīng)速度非常慢,課堂上難以演示;再如濃H2SO4的稀釋時錯誤地將水倒入濃H2SO4,會帶來什么后果呢?這是不能用實驗來演示的,但都可通過動畫模擬及加配音得到解決。

二、利用多媒體CAI建立實驗習(xí)題、資料庫

利用微機存儲信息量大的特點,可以建立實驗習(xí)題庫,并配備相應(yīng)答案,為解答學(xué)生的疑難問題提供方便。充分利用微機文字處理系統(tǒng)的功能,實現(xiàn)多機分配和多窗口分配,使學(xué)生可以根據(jù)自身問題或興趣進行選擇,既能發(fā)揮學(xué)生的參與性和主動性,增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,又能鞏固實驗知識。

利用微機多媒體還可以建立各類資料庫。如元素原子量、常用酸堿常數(shù)、無機物溶解度、有機溶劑數(shù)據(jù)、干燥劑類型等。學(xué)生在完成模擬仿真實驗的同時也能方便地查閱有關(guān)數(shù)據(jù)資料。也可以在資料庫中設(shè)立各類實驗報告格式樣本,根據(jù)不同類別的實驗給出不同要求的實驗報告格式,供學(xué)生學(xué)習(xí)參考,使學(xué)生較快地掌握完成實驗報告的方法,有利于提高學(xué)生處理實驗數(shù)據(jù)、歸納總結(jié)實驗結(jié)果的能力。

三、學(xué)生實驗中產(chǎn)生逆反心理時運用CAI

在做中教法實驗時,有些實驗如:在稀釋濃硫酸時,將水倒入濃硫酸中;撤消制取氧氣的裝置時先撤去酒精燈等錯誤操作導(dǎo)致的后果,雖然老師作了強調(diào),但單靠教師口頭講解,學(xué)生憑空想象,學(xué)生心理很難滿足,個別學(xué)生反其道而行之,偏偏錯誤的進行操作,等看到實驗后果方肯罷休,學(xué)生的這種做法,往往給實驗帶來較大的危險性。

如何使學(xué)生既能順利完成實驗,又能消除他們的逆反心理呢?等學(xué)生正確的做完實驗后,教師可以利用錄像或計算機課件等多媒體材料演示錯誤的操作及造成的后果,這樣做,既不會造成儀器、藥品的不必要浪費,又能讓學(xué)生從另一個方面來加深對實驗的印象。

四、對多媒體CAI輔助實驗教學(xué)的思考

計算機多媒體在教學(xué)中的作用是不容置疑的,但它是為教學(xué)服務(wù)的,是輔助教學(xué)。在現(xiàn)代教學(xué)中,多媒體教學(xué)仍是從屬地位,所以不能用多媒體完全代替化學(xué)實驗操作,只能作為化學(xué)實驗的補充和延伸。

目前,現(xiàn)有的化學(xué)實驗多媒體CAI教學(xué)軟件中模擬的實驗項目還很有限,與實際實驗教學(xué)差距較大。因此,一方面應(yīng)加大經(jīng)費投入,購置一些相關(guān)的優(yōu)秀實驗軟件來充實多媒體CAI輔助系統(tǒng),以滿足教學(xué)需要;另一方面應(yīng)組織實驗教學(xué)經(jīng)驗豐富的教師與熟悉軟件應(yīng)用的人員共同協(xié)作,根據(jù)實驗類型和內(nèi)容特點精心設(shè)計,盡快研制出內(nèi)容豐富、制作水平較高的模擬軟件包。在軟件制作中還應(yīng)溶入先進的教學(xué)思想和教學(xué)方法,畫面設(shè)計既要給人以美感,又要避免過多的修飾分散學(xué)生注意力,使重點突出;同時還應(yīng)合理設(shè)計框架,給學(xué)生留下思考和觀察的空間。

五、結(jié)論

教師要熟練使用多媒體輔助教學(xué),就必須有創(chuàng)新精神、科研意識、樹立終生學(xué)習(xí)的觀念和不斷進取的精神,這正是教學(xué)改革的動力源泉。綜上所述,應(yīng)用多媒體課件輔助化學(xué)教學(xué),具有其它手段無法替代的功能。只要善于將這種現(xiàn)代化教學(xué)手段與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合、互相滲透、互相補充和完善,必將大大優(yōu)化化學(xué)實驗教學(xué)。實驗多媒體CAI輔助系統(tǒng)既可用于教師實驗教學(xué),又可用于學(xué)生課前預(yù)習(xí),也可作為學(xué)生實驗后的補充,使學(xué)生進入“虛擬實驗室”,激發(fā)學(xué)生對課程學(xué)習(xí)的興趣和熱情,使教和學(xué)在時空上得到突破和延伸。在實驗教學(xué)中,只有明確目標(biāo),注意多媒體CAI與傳統(tǒng)實驗教學(xué)的優(yōu)化組合,才能相得益彰,達到提高化學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量的目的。

參考文獻:

[1]徐占林,賈樹勇,任玉榮.高師化學(xué)實驗教學(xué)體系的改革與實踐[J].大學(xué)化學(xué),2004,19(5):11-14.

亚洲一区二区精品91眼镜| 日本少妇熟女一区二区| 亚洲综合精品久久久一区| 欧美日韩精品国产精品| 亚洲视频欧美视频自拍偷拍| 成年网站在线91九色| 一区二区在线视频免费播放| 欧美福利免费在线视频| 国产区精品福利在线熟女| 羞涩插射视频网站在线观看| 91麻豆成人国产在线观看| 91国产精品视频在线| 国内精品一区二区欧美| 国产精品水嫩水嫩粉嫩| 国产精品中文字幕第一页| 精品国产美女诱惑久久久| 99在线视频午夜福利| 国产日本欧美一区二区三区 | 国产成人+亚洲欧洲综合| 给我搜一个一级黄色片| 色吊最新在线视频免费观看| 欧美一级特黄免费大片| 国产精品国产亚洲精品看不| 国产自愉自愉免费精品七| 91av国产一区二区| 欧美日韩国产一区二区三区在线观看 | 九九99九九99九九精品在线观看| 国产精品中文字幕有码| 丰满少妇一区二区三区在线观看| 高级会所口爆视频在线播放视频| 黄片超刺激在线看在线| 亚洲精品精品一区二区| 男人天堂在线视频网站| 成人av资源在线观看| 久久偷拍女生厕所尿尿| 熟妇高潮一区二区三区| 日韩欧美国产精品自拍| 可以看黄片的在线观看| 国产91久久精品一区二区| 日韩在线不卡一二三| 国产精品久久久久精品爆|