淺談面向應用型人才的微機原理及應用實驗教學改革
論文關鍵詞：微機原理 實驗教學 教學改革
論文摘要：從培養高素質應用型人才的角度出發，討論了在微機原理及應用課程的實驗教學改革中，如何激發和調動學生學習的主動性，有效地培養學生創新意識與創新能力；改革實驗教學內容與教學方法；依托創新基地大力提升學生實踐動手能力，真正培養出具有工程實踐能力的高素質應用型本科人才。
實驗教學在對學生能力培養方面起著理論教學不可替代的作用，是培養學生實驗技能、應用能力和科學作風的重要環節。《微機原理及應用》課程是計算機類及大多數電子類專業學生的必修課程。本門課程要求學生很好地掌握這門課程的內容并具備一定的實際電路設計和編程能力，使學生在深刻理解計算機軟、硬件關系及以后的計算機應用開發中打下必要的計算機硬件基礎。傳統實驗內容，僅僅是為了配合理論教學環節，主要是驗證理論課教學的內容。傳統實驗教學將匯編軟件上機、簡單的硬件實驗作為驗證性實驗，例如編程將輸入的字符個數分類統計，或在實驗箱上按實驗指導書上的接線要求完成實驗等，事實證明它在一定程度上幫助學生了解了課程，但是對于有限的實驗教學而言，這種教學的效率不高，學生學習的主動性無法調動。這種實驗內容無法使實踐能力跟上時代對知識的要求，無形中削弱了實踐教學和學生的主體性特點，使實驗成了理論教學的附屬，更無法滿足應用型人才培養的需求。
一、現狀分析
由于微機原理及應用屬于硬件類課程，課程內容抽象、枯燥乏味，多數學生學習興趣低，主動性差。學生匯編語言基礎差，對匯編語言程序設計的理解和掌握程度低，直接影響到微機原理和接口技術課程的教學。實驗系統老化，大多數院校采用的均為箱式實驗系統，所提供的實驗項目大多為對單個芯片的驗證性實驗，并且實驗系統中均固化有相應的實驗程序，部分學生實驗時直接調用程序就可以完成實驗內容。實驗項目設計不合理，實驗中需要學生動手的地方少，達不到實驗目的。實驗項目大多為驗證性實驗，缺乏設計性、綜合性的實驗項目。所用實驗系統與目前微機的發展使用現狀相距較遠，未能利用目前通用微機的資源。
二、建立開放實驗教學模式
實驗室是高等學校實施素質教育、培養本科學生創新精神與實踐能力的重要基地，實驗室應該對學生開放、為學生提供實踐學習條件。
1.增加實驗室開放時間。傳統的實驗室管理模式下，實驗室只在有課程安排的時間段開放，而大部分無課程安排的時間中是不開放的。在這種環境下，學生往往被限制在教師事先設定好的時間段進行實驗，學生發揮自身潛能的余地和空間很小。為了讓學生有更多的自主時間進入實驗室，就必須建立開放性的實驗環境。要允許學生結合課程學習以及自己的專業特點、時間安排或興趣愛好提出實驗題目、設計實驗方案，并可在一個較寬松的實驗環境內完成。實行實驗室開放不但能最大限度地利用實驗室資源，提高儀器設備利用率，而且能充分發揮實驗室在實施素質教育中的重要作用，為學生提供自主發展和實踐鍛煉的空間。
2.開放實驗內容。在課程計劃實驗外，實驗內容可進一步開放。開放的內容以適用性、趣味性的實驗項目為主。可以結合實際，將開放的項目在網上公布，學生可以選擇自己感興趣的實驗項目并填報申請單，經教師同意，實驗室主任審核，學院備案，便可進行。但在進行實驗之前，學生應自行查閱相關資料，并設計實驗方案，最后完成實驗，提交報告。這種完全開放的實驗環境有利于學生個性化發展，增強他們的自信心。
3.學生自主選題開展項目研究。開放實驗內容，可以讓學生根據自己的實際情況，選擇老師提供的實驗，鼓勵學生在此基礎上進行拓展或自主提出課題項目，向學校或學院申請立項資助。如學校組織的大學生創新計劃項目、全國大學生電子設計競賽及“挑戰杯”等全國大學生課外學術科技作品競賽活動。自選課題以不同專業不同年級的學生組成研究小組，除研究項目，還可參與教師的課題研究，為教師提供科研幫助。“要培養學生創新能力，首先教師要有創新意識”，因此在實驗教學組織中，采用多種形式的教學方法，引導學生進行創新性學習，通過這些訓練，使學生具備獨立思考、獨立操作與解決問題的能力。
三、實驗內容改革
微機原理實驗的主要內容是：計算機軟硬件的基本知識和基本設計方法，計算機軟硬件的應用技術和利用各種IC器件組建微機系統、進行系統接口設計、擴展微機系統的功能等。基于培養工程應用型人才的要求，對實驗教學內容應進行全面改革。豐富實驗內容，提高實驗難度，增加設計性和開發性實驗的份量。
1.基礎實驗改革。基礎實驗緊跟理論教學進程，以單元實驗為基礎，通過實驗使學生掌握計算機軟、硬件工作原理及常用接口芯片的功能和基本用法。由于學生剛剛接觸微機軟硬件，往往感到無從下手，此時學生遇到問題不知如何解決。因此，在實驗內容上，應安排一些驗證性實驗。主要讓學生熟悉編程和調試環境，練習常用指令的使用。在此階段，老師的主要作用應是對學生的扶持，以示范引導為主，從而使學生迅速掌握軟件的使用和程序的編寫方法，逐步鍛煉學生軟硬件調試的能力，也可以加深對基礎知識的理解。
2.一般設計性實驗。在較好完成單元實驗的基礎上，引入設計性實驗。要求采用單元電路模塊組合的方法，設計一個較復雜的接口電路和控制程序，實現多種功能。教師主要完成對學生的啟發引導，只提供基本的設計思想和設計方法，不提供具體的、詳細的電路與程序。學生自己查閱有關資料，自定設計方案，自行設計、調試接口電路和控制程序。對學生在實驗中遇到的問題，老師只做引導性提示，具體故障的排除由學生自己動手完成。通過此類設計性實驗，可以提高學生獨立分析問題、解決問題的能力。
3.綜合設計性實驗。對部分基礎較好的學生，在完成上述實驗后，可以鼓勵他們進行綜合設計實驗。在以前的綜合性實驗中，實驗類容有老師給出，而且基本有現成的指導資料，不能真正達到對學生綜合能力的培養。此類實驗應由學生根據工程實際，提出自己的想法，并與指導老師交流，然后形成具體的實施方案。在該類實驗中，老師主要把握學生提出的實驗可行性和難易程度，資料的收集整理、電路的設計、軟件的編寫全部由學生自己完成，由老師對最后的完成情況作綜合評價。
四、總結
對于應用型本科人才而言，微機原理與接口技術實驗的目標就應是培養學生解決工程實際問題的能力。在開放的實驗環境中，依托基礎實驗，深入一般設計性實驗，鼓勵學生只完成綜合設計性實驗，從而提高學生分析問題解決問題的能力，以達到應用型本科人才培養的目的。
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