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摘要 微机原理在工业控制、智能化仪器仪表、计算机外部设备、计算机网络与通讯技术、工厂传统设备的技术改造和家用电器等领域得到了广泛应用，它与国民经济的各行各业联系极为密切。本文探讨了《微机原理极其应用》实验教学改革的现实意义，分析了传统实验教学的弊端，提出了《微机原理实验及其应用》教学改革的具体方案。
关键词 计算机原理 实验教学 创新人才
中国分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1003-8809(2010)01-031-02
一、实验教学改革的现实意义
随着计算机技术的飞速发展，计算机原理在工业、军事和民用等各个领域得到了广泛的应用，高素质创新人才的培养越来越受到我国教育界人士的广泛重视。实验教学在对学生动手能力培养方面起着理论教学不可替代的作用，是培养学生实践技能、逻辑思维能力和科学作风的重要环节。传统的教学方式不利于开发学生的创新思维和培养学生的创新能力，我们必须从更新观念人手，对传统实验教学进行全面改革。微机原理课程实验应使学生在微机原理应用系统的设计、软件开发以及微机接口等方面都得到培养与训练。《微机原理及其应用》是电气工程及自动化两个专业的专业课，也是计算机专业的专业基础课。为了加强对学生动手能力的培养，造就开拓型、高素质创新人才，对微机原理的实验教学方式、考核方法、实验室管理模式等方面进行改革，具有重要的现实意义。
二、传统实验教学的弊端
1，教条性
微机原理实验装置采用的是TSC－51／98实验开发系统。该系统通过串行通讯口与Pc相连，并配有丰富编程调试软件以及微机原理扩展实验扩展芯片和连线图，各个实验软件均已编制。在教学过程中，学生总是要跟着教师的指导或按实验指导书走，无法发挥学生的想象力和主观能动性。如：硬件扩展方面，机械地照搬实验指导书或实验指南中的接线图进行连线。在软件方面，学生往往将计算机中存放的程序送到实验开发机中，只要操作正确，连线无误，则必定会得到正确的结果。做这种实验时，学生往往只注重实验结果的正确与否。软、硬件设计及调试等问题不甚了解。采用这种实验教学方法对学生来说没有压力，反而养成了不动脑筋的习惯，不利于独立思考和动手能力的培养，更不利于开发学生的聪明才智。
2，局限性
微机原理是一门实践性很强的专业课，该课程实验应使学生在应用系统的设计、软件开发以及微机接口等方面都得到训练。然而，TSC－51／98实验开发装置只是一个简单的微机原理应用系统。它的开发能力较弱，利用其进行实验时学生仅能做一些简单的硬件连线和软件编程。虽然加快了实验周期，但学生在微机原理的应用系统开发设计方面锻炼机会较少，有关应用系统的硬、软件开发设计等内容学生只能纸上谈兵。
3，随意性
很多学校的微机原理实验课的教学内容往往由带实习的教师根据自己的喜好而定。实验教师只看学生的实验结果并不重视每一位学生的实验过程，即便有个别学生在实验中脱离了实验教材或操作规程，有创意地完成某项实验教师也很难发现。另一方面，没有严格的考试和考核手段，致使学生普遍不够重视这门课程的实验。
4，盲目性
很多学校由于教学条件较差，实验室里没有投影教具，在微机原理实验室教学中，一般是教师用嘴巴讲操作方法，让学生去做。由于没有实验过程的操作演示，学生总感到无从下手，甚至整个实验过程都带有盲目性，严重影响了实验效果。
三、实验教学改进措施
1，改革教学内容和方法
采用“验证+创新”的方法，认真组织、合理安排实验项目，规范实验教学内容。将实验项目具体分为4类，由浅入深，循序渐进。
第1类为：熟悉实验系统的硬件和软件编程环境。学生通过编制简单的数据传送程序，了解实验系统的硬件结构，掌握实验装置的使用和软件的调试方法。
第2类为：验证性实验。学生可在中断与定时、串行口通信、交通灯控制系统、8255A编程并行接口、数码显示、8279键盘显示接口等实验内容中选择4个进行实验。要求学生按照实验讲义中提出的原理、方法、线路图及操作步骤，认真完成。每个验证实验中增加了3～5个思考题，让学生分析思考。通过这4个验证性实验，使学生对微机原理和扩展接口芯片的工作原理有一个更深的理解。
第3类为：微机原理系统仿真试验。实验内容包括微机原理最小应用系统设计、可编程I／O口扩展、键盘与显示、D／A转换、A／D转换等方面的硬件设计和相应软件设计及调试。完成这个实验，使学生在微机原理、数字接口电路、模拟电路等知识的综合应用方面得到较全面锻炼。
第4类为：综合设计和研究性实验。要求学生运用已掌握的理论知识，根据自己所提出或教师给出的题目，进行方案设计、编程、安装、调试。综合设计和研究性实验的最大特色就是没有现成的模式可循。学生需要独立完成硬、软件设计和调试。在调试过程中，学生自己动手分析解决实验中出现的问题。在解决问题的过程中进一步加深对微机原理应用系统的硬件电路和软件设计的理解。
2，改革实验室管理模式
实验室是培养高素质创新人才动手能力的重要场所。为了培养学生的创新意识和应用能力，我们在进行教学改革的同时，实验室在管理上实行开放式管理。为了充分发挥学生的学习潜能，满足广大学生的学习要求，在确保正常教学的前提下，实行业余时间开放实验室。这样，对刚开始学习微机原理的学生可以充分利用课余时间在实验室反复实践，加深对课堂内容的理解。对有一定微机原理基础的学生，可以结合自己的专业和爱好，进行一些小型设计、小型制作和创新。它是实验教学的一项很好的补充，不仅提高了实验装置的利用率，也满足了各种层次学生的需求，使学生有更多的实习锻炼机会。
3，大力开发CAD教学软件
CAD具有可视化的内容、影象丰富、逼真等特点，通过计算机的自动演示和操作来引导学生学习微机原理。这是改革微机原理教学手段的最好方式。它可以使教学变得生动有趣，提高学生的学习兴趣，方便学生的理解。
4，改革实验考试制度
随着教改的深入，人才培养已从过去的应试教育向素质教育转化，考试是一种检查和促使学生学习的一种但不是唯一的手段。为了加强对学生动手能力的培养，把含有实验内容的课程考试分为理论考试与实验考试两部分很有必要，教师根据情况确定两种考试成绩在总成绩的比重，以促进学生对实验课程的重视。
实验考试的实施方法为：完成了验证性实验与微机原理系统仿真试验，并提出了综合设计题目及硬件设计方案，可评为及格，否则不及格。在及格基础上，完成接线和软件编程与调试，得出实验结果，可评为中等成绩。完成并通过设计性实验，并把自己的设计思想、方案、体会等进行总结，提交一篇较完整的实验分析报告，可评为良好成绩。积极参加全班举行的实验报告会，并宜读自己的实验报告，进行学术交流，可评为优秀成绩。
关键词 计算机原理 实验教学 创新人才
中国分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1003-8809(2010)01-031-02
一、实验教学改革的现实意义
随着计算机技术的飞速发展，计算机原理在工业、军事和民用等各个领域得到了广泛的应用，高素质创新人才的培养越来越受到我国教育界人士的广泛重视。实验教学在对学生动手能力培养方面起着理论教学不可替代的作用，是培养学生实践技能、逻辑思维能力和科学作风的重要环节。传统的教学方式不利于开发学生的创新思维和培养学生的创新能力，我们必须从更新观念人手，对传统实验教学进行全面改革。微机原理课程实验应使学生在微机原理应用系统的设计、软件开发以及微机接口等方面都得到培养与训练。《微机原理及其应用》是电气工程及自动化两个专业的专业课，也是计算机专业的专业基础课。为了加强对学生动手能力的培养，造就开拓型、高素质创新人才，对微机原理的实验教学方式、考核方法、实验室管理模式等方面进行改革，具有重要的现实意义。
二、传统实验教学的弊端
1，教条性
微机原理实验装置采用的是TSC－51／98实验开发系统。该系统通过串行通讯口与Pc相连，并配有丰富编程调试软件以及微机原理扩展实验扩展芯片和连线图，各个实验软件均已编制。在教学过程中，学生总是要跟着教师的指导或按实验指导书走，无法发挥学生的想象力和主观能动性。如：硬件扩展方面，机械地照搬实验指导书或实验指南中的接线图进行连线。在软件方面，学生往往将计算机中存放的程序送到实验开发机中，只要操作正确，连线无误，则必定会得到正确的结果。做这种实验时，学生往往只注重实验结果的正确与否。软、硬件设计及调试等问题不甚了解。采用这种实验教学方法对学生来说没有压力，反而养成了不动脑筋的习惯，不利于独立思考和动手能力的培养，更不利于开发学生的聪明才智。
2，局限性
微机原理是一门实践性很强的专业课，该课程实验应使学生在应用系统的设计、软件开发以及微机接口等方面都得到训练。然而，TSC－51／98实验开发装置只是一个简单的微机原理应用系统。它的开发能力较弱，利用其进行实验时学生仅能做一些简单的硬件连线和软件编程。虽然加快了实验周期，但学生在微机原理的应用系统开发设计方面锻炼机会较少，有关应用系统的硬、软件开发设计等内容学生只能纸上谈兵。
3，随意性
很多学校的微机原理实验课的教学内容往往由带实习的教师根据自己的喜好而定。实验教师只看学生的实验结果并不重视每一位学生的实验过程，即便有个别学生在实验中脱离了实验教材或操作规程，有创意地完成某项实验教师也很难发现。另一方面，没有严格的考试和考核手段，致使学生普遍不够重视这门课程的实验。
4，盲目性
很多学校由于教学条件较差，实验室里没有投影教具，在微机原理实验室教学中，一般是教师用嘴巴讲操作方法，让学生去做。由于没有实验过程的操作演示，学生总感到无从下手，甚至整个实验过程都带有盲目性，严重影响了实验效果。
三、实验教学改进措施
1，改革教学内容和方法
采用“验证+创新”的方法，认真组织、合理安排实验项目，规范实验教学内容。将实验项目具体分为4类，由浅入深，循序渐进。
第1类为：熟悉实验系统的硬件和软件编程环境。学生通过编制简单的数据传送程序，了解实验系统的硬件结构，掌握实验装置的使用和软件的调试方法。
第2类为：验证性实验。学生可在中断与定时、串行口通信、交通灯控制系统、8255A编程并行接口、数码显示、8279键盘显示接口等实验内容中选择4个进行实验。要求学生按照实验讲义中提出的原理、方法、线路图及操作步骤，认真完成。每个验证实验中增加了3～5个思考题，让学生分析思考。通过这4个验证性实验，使学生对微机原理和扩展接口芯片的工作原理有一个更深的理解。
第3类为：微机原理系统仿真试验。实验内容包括微机原理最小应用系统设计、可编程I／O口扩展、键盘与显示、D／A转换、A／D转换等方面的硬件设计和相应软件设计及调试。完成这个实验，使学生在微机原理、数字接口电路、模拟电路等知识的综合应用方面得到较全面锻炼。
第4类为：综合设计和研究性实验。要求学生运用已掌握的理论知识，根据自己所提出或教师给出的题目，进行方案设计、编程、安装、调试。综合设计和研究性实验的最大特色就是没有现成的模式可循。学生需要独立完成硬、软件设计和调试。在调试过程中，学生自己动手分析解决实验中出现的问题。在解决问题的过程中进一步加深对微机原理应用系统的硬件电路和软件设计的理解。
2，改革实验室管理模式
实验室是培养高素质创新人才动手能力的重要场所。为了培养学生的创新意识和应用能力，我们在进行教学改革的同时，实验室在管理上实行开放式管理。为了充分发挥学生的学习潜能，满足广大学生的学习要求，在确保正常教学的前提下，实行业余时间开放实验室。这样，对刚开始学习微机原理的学生可以充分利用课余时间在实验室反复实践，加深对课堂内容的理解。对有一定微机原理基础的学生，可以结合自己的专业和爱好，进行一些小型设计、小型制作和创新。它是实验教学的一项很好的补充，不仅提高了实验装置的利用率，也满足了各种层次学生的需求，使学生有更多的实习锻炼机会。
3，大力开发CAD教学软件
CAD具有可视化的内容、影象丰富、逼真等特点，通过计算机的自动演示和操作来引导学生学习微机原理。这是改革微机原理教学手段的最好方式。它可以使教学变得生动有趣，提高学生的学习兴趣，方便学生的理解。
4，改革实验考试制度
随着教改的深入，人才培养已从过去的应试教育向素质教育转化，考试是一种检查和促使学生学习的一种但不是唯一的手段。为了加强对学生动手能力的培养，把含有实验内容的课程考试分为理论考试与实验考试两部分很有必要，教师根据情况确定两种考试成绩在总成绩的比重，以促进学生对实验课程的重视。
实验考试的实施方法为：完成了验证性实验与微机原理系统仿真试验，并提出了综合设计题目及硬件设计方案，可评为及格，否则不及格。在及格基础上，完成接线和软件编程与调试，得出实验结果，可评为中等成绩。完成并通过设计性实验，并把自己的设计思想、方案、体会等进行总结，提交一篇较完整的实验分析报告，可评为良好成绩。积极参加全班举行的实验报告会，并宜读自己的实验报告，进行学术交流，可评为优秀成绩。