《微機原理與接口技術》實驗課的教改探析

摘要：應對傳統《微機原理與接口技術》實驗課的教學內容進行改革，增加一些新穎性、趣味性、實用性的實驗內容，在實驗教學方法上進行優化，切實提高學生的實踐能力和創新能力。

關鍵詞：微機原理與接口技術；實驗教學；改革

《微機原理與接口技術》是一門理論性和實踐性都很強的課程，是計算機專業、自動化、電子、機電等工科專業的專業基礎課，是培養學生微機工程控制設計與應用能力、創新能力的一門必修課。筆者依據大專院校學生的特點，結合教學實踐，就《微機原理與接口技術》實驗課教學內容、方法等方面的改革作如下探討，旨在提高實踐教學效果，加強對學生實踐能力和創新能力的培養。

實驗教學內容的改革

傳統的《微機原理與接口技術》實驗教學內容的特點傳統的實驗教學內容一般包括基礎性實驗、設計性實驗和綜合應用性實驗三個部分，有以下特點：（1）驗證性質的基礎性實驗比重大，設計性和綜合應用性實驗偏少；（2）基礎性實驗偏重于理論知識驗證，缺乏新穎性和趣味性，且與工程實際聯系不緊密，而設計性和綜合應用性實驗由于要求學生在相對不多的學時內完成，難度較大，收不到應有的教學效果；（3）由于高校擴招，使得大專院校的生源質量逐年降低，學生的基礎薄弱，接受能力不強，加之《微機原理與接口技術》理論教學的知識點多，每次實驗結束，尤其是一些驗證性實驗，學生感覺不到有任何收獲，產生厭學情緒。

實驗教學內容的改革思路為了克服傳統實驗內容的不足，突出實驗課在整個教學過程中的重要地位，必須重新審定實驗課的內容。既要保證實驗課能夠為理論教學提供支撐作用，又要實現培養學生實際工程設計能力的目的，從而使學生的綜合實踐能力在實驗過程中得到有效的鍛煉。

實驗教學內容的重新定位在重新確定實驗內容時，必須考慮到兩個方面：一是《微機原理與接口技術》課的知識體系結構和技能訓練目標，二是學生的興趣和實驗效果。經過認真的研討，選用8086CPU、8255A、8251、8253、8279、8259、8237、A/D及D/A等通用接口芯片作為16位微機實驗教學的主要內容，仍然包括基礎性實驗、設計性實驗和綜合應用性實驗三個部分，且做到循序漸進，即先基礎、簡單、局部，后擴展、復雜和整體。在選定具體的實驗內容時，以那些具有趣味性、適用性、綜合性的實驗項目作為實驗對象，實際操作中選定了數碼顯示、自動打鈴器、霓虹燈控制、交通燈控制、多通道數據采集、直流電機調速、微機通訊、溫度控制、數字式位移計、步進電機控制等12個項目，并將這些項目分成若干個子模塊。在每次單元實驗時，從中選取1~2個子模塊作為學生的實驗內容。這樣，將一些有實際意義的研究項目融入到單元實驗中，一方面有效地激發了學生的學習興趣，另一方面也使學生的感性認識大大增強，實驗更具針對性，實驗效果良好。在實驗內容的組織形式上采用階段式結構，即將實驗教學過程分為三個階段：單元實驗階段、小型設計性實驗階段和大型綜合性設計實驗階段。單元實驗階段以選取項目的子模塊為主，實驗任務單一；小型設計性實驗穿插在若干個單元實驗之后，要求學生采用單元電路模塊組合的設計方法，實現具有一定控制功能的實用小電路。例如，霓虹燈控制實驗可以由循環程序和8255A并口兩個單元實驗組合來完成。實驗時學生很容易將兩個單元實驗時的相關內容通過組合、調整與改進，完成相應的實驗任務。大型綜合性設計實驗也可以稱為課程設計，一般為期兩周，安排在實驗教學的后期階段，選題主要圍繞上述12個項目的相關子模塊，但系統構成相對復雜些，如爐溫控制顯示報警系統。這一階段的目標是培養學生的綜合設計能力。

實驗教學方法的改革

在傳統的實驗教學方法中，一般先由實驗指導教師詳細地講解實驗原理、方法及步驟，然后讓學生按照實驗教材所列步驟一步步去完成，而且有些教材甚至把實驗需要的程序、機器碼、接線圖、接線方法、程序輸入方法等都一一列了出來，使學生不需要動腦，直接動手接線、輸入程序就可以完成實驗，若實驗中出現問題也是立即去找教師解決，很少主動思考，這樣的實驗效果可想而知。為此，筆者在實踐教學過程中進行了如下改革：

安排實驗預習內容學生做好實驗預習是完成實驗的第一步。每次實驗前，布置好預習的內容，要求學生必須結合自己所學的理論知識，通過查閱有關資料，獲得實驗的第一手資料，做到實驗目的明確，實驗原理清楚。

布置實驗任務實驗時，不向學生提供具體的、詳細的實驗電路與程序，只提出具體的實驗要求，讓學生通過自己的預習以及對實驗要求的理解和分析，自行設計實驗方案，獨立編寫實驗程序。

合理地安排實驗方式在實驗的組織形式上，采取學生分組實驗的方式，即單元實驗一人一臺套實驗器材，兩人為一組，可相互交流；小型設計性實驗是兩人共用一臺套實驗器材，兩人合作設計；大型綜合設計性實驗為4人共用一臺套實驗器材，共同討論設計。實驗過程中難免出現一些問題，這時教師應盡量要求學生先進行相互交流與討論，對一些學生解決不了的問題，教師可引導學生對實驗內容和步驟進行分析和檢查。這樣，學生就會積極主動地去思考、去分析，從而大大激發了學生學習的積極性和主動性。

教師做好演示實驗首先，教師的演示實驗內容并不等同于學生實驗內容，但與學生的實驗又有一定的關聯，切不可讓學生可以照搬照抄。其次，應著重講演示實驗的設計思想、設計方法，操作示范要細致，讓學生能夠從教師的示范中獲得啟發。

突出學生的主體地位實驗過程是學生進行思維訓練、提高分析問題與解決問題能力的重要實踐活動，整個過程應以學生為主體，鼓勵學生動手、動腦，采用多種方式去完成實驗任務。

加強對實驗過程的管理教師應督導學生實驗操作的全過程，提醒學生實驗中應注意的事項，督促學生準確記錄實驗結果，規范學生的實驗報告。要求學生將實驗過程中的實驗數據分析、系統結構圖、編制的程序以及調試運行情況和體會認真填寫在實驗報告中，這樣每做一次實驗，相當于完成一個小課題的研究，可大大提高學生運用知識的能力，也有利于培養學生的綜合設計素質和科學嚴謹的實驗精神。

微機教學實驗室采用相對定時開放方式結合我校實驗教學班級不多的特點，主要針對設計性實驗，采用定時開放方式，在時間上給予充分的保證，允許學生根據自己的需要申請進入實驗室進行實驗研究。同時，安排相應的指導教師對學生的實驗過程給予指導和幫助。

優化實驗效果的評價

傳統的實驗成績評定主要依據學生的平時實驗情況和實驗報告。但因為實驗教學內容的確定性很強，學生的平時實驗情況差別不大，同時學生的實驗報告也基本上千篇一律，這就造成實驗成績評定的不準確性。為此，在實際的實驗效果評價過程中，筆者進行了具體細化：（1）強調學生的預習效果。每次實驗前，學生需要準備實驗參考資料、實驗初步方案、實驗草圖、程序框架等。實驗時檢查預習報告。（2）學生實驗過程中的表現及完成情況。這部分重點檢查學生的操作熟練程度、實驗態度、實驗完成情況等。（3）學生的實驗報告。實驗報告詳細地記錄了學生的實驗方案、實驗數據分析、系統結構圖、編制的程序以及調試運行情況和心得體會等，為防止抄襲行為，本部分采用“獎懲制”，對于雷同的實驗報告，一方面采用問答式核查，另一方面對雙方給予罰分處理，鼓勵學生采用多種方案去實現實驗要求，對有創新的設計方案給予獎勵。（4）采用實驗考核。最后一次實驗課，可安排一次故障排除實驗，或進行一次綜合性實驗的答辯考核。教師設計問題、提出問題，學生來解決。結合上述四個方面給學生一個綜合性的成績評價，對衡量學生的實驗能力具有一定的客觀性，有利于提高學生的學習積極性。

通過《微機原理與接口技術》實驗課的教學實踐，我感受到，優化更新教學內容、改進教學方法，對提高大專院校畢業生的實際動手能力和工程設計能力具有十分重要的意義。

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作者簡介：

韓春寶（1966—），男，池州師范專科學校講師，主要從事電機控制、電氣自動化等方面的研究和《微機原理與接口技術》實驗課的教學。