計算機接口技術(shù)論文大全11篇

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篇（1）

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1672-5913 (2007) 20-0077-04

1引言

目前，我國計算機專業(yè)的教學(xué)模式主要還是從基礎(chǔ)理論到專業(yè)理論，實踐環(huán)節(jié)較少，這就導(dǎo)致了學(xué)生厭學(xué)，眼高手低，本科畢業(yè)連基本的編程技能都不具備，從而，在就業(yè)市場上一敗涂地。這些效果又使在校學(xué)生更加沮喪，進(jìn)一步影響其學(xué)習(xí)的積極性。中國要發(fā)展IT產(chǎn)業(yè)，必須改革計算機專業(yè)的教學(xué)模式。

印度是一個貧窮落后的發(fā)展中國家，軟件業(yè)的成就卻舉世矚目。印度的軟件人才主要是通過職業(yè)教育而不是高等教育來培養(yǎng)的，從而大大降低了培養(yǎng)成本和使用成本，縮短了培養(yǎng)周期。其教學(xué)不是按從基礎(chǔ)理論到專業(yè)理論，再到實習(xí)的路徑，而是把順序顛倒過來，先從做開始，在做的過程中，學(xué)生如遇到問題，再以此問題為基點去學(xué)習(xí)專業(yè)理論。學(xué)員一入學(xué)，便要做項目，培訓(xùn)中心把所承接的大項目分解成一個個小項目，然后要求每個學(xué)員完成一個小項目，讓學(xué)員在完成項目的過程中學(xué)習(xí)。培訓(xùn)中心的學(xué)員最后一年都在公司實習(xí)，積累工作經(jīng)驗，同時也給企業(yè)提供深入了解雇員的機會。

我們借鑒印度發(fā)展軟件業(yè)的成功經(jīng)驗，結(jié)合多年從事計算機監(jiān)控的項目經(jīng)驗和從事教學(xué)的心得體會，提出一種“趣味實用程序的演示+知識點+趣味實用程序的模仿+綜合訓(xùn)練+學(xué)術(shù)論文”的教學(xué)模式[1]，引導(dǎo)學(xué)生充滿興趣地鉆研技術(shù)，最后逐漸成為計算機監(jiān)控方面的專家，并熟練掌握計算機專業(yè)的基礎(chǔ)理論與編程語言。

2計算機監(jiān)控技術(shù)的特點與主要技術(shù)

計算機監(jiān)控系統(tǒng)是以監(jiān)測控制計算機為主體，加上檢測裝置、執(zhí)行機構(gòu)與被監(jiān)測控制的對象共同構(gòu)成的整體。在這個系統(tǒng)中，計算機直接參與被監(jiān)控對象的檢測、監(jiān)督和控制。檢測主要是通過傳感器和相應(yīng)的輸入模塊來取得被監(jiān)控對象的狀態(tài)數(shù)據(jù)，監(jiān)督主要是對狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后給操作員提供手動操作的參考，控制則是手動或按照一定的策略自動地對被監(jiān)控對象執(zhí)行相應(yīng)的操作。

傳統(tǒng)的檢測與控制所使用的模塊一般采用RS-232接口，因為該接口簡單可靠。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，采用網(wǎng)絡(luò)接口RJ-45的模塊逐漸增多。監(jiān)控用的計算機一般稱為主控機(或上位機)，各種檢測與控制模塊或嵌入式系統(tǒng)一般稱為受控機(或下位機)。主控機軟件一般采用高級語言(如Visual Basic 6.0，簡稱VB)進(jìn)行開發(fā)；受控機軟件沒有軟件界面，僅實現(xiàn)相關(guān)的邏輯功能，一般采用C語言、匯編語言等進(jìn)行開發(fā)，通過調(diào)試后，再下載到受控機系統(tǒng)中。主控機通過RS-232/RJ-45接口與受控機通信，進(jìn)行數(shù)據(jù)的查詢與命令的發(fā)送。各種控制策略、設(shè)備的狀態(tài)等的保存，都需要使用數(shù)據(jù)庫技術(shù)。因而，實現(xiàn)一個計算機監(jiān)控系統(tǒng)，需要綜合使用諸多計算機的基礎(chǔ)理論與編程語言：計算機接口技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、VB與C語言等，利用計算機監(jiān)控技術(shù)作為計算機專業(yè)實踐訓(xùn)練的主線，具有很高的操作性和極大的意義。

3仿真軟件的設(shè)計

學(xué)習(xí)計算機監(jiān)控技術(shù)，需要購買相應(yīng)的硬件模塊，從而在一定程度上制約了該技術(shù)的推廣。本文提出了一個基于RS-232的仿真模塊的可視化模型，在此基礎(chǔ)之上設(shè)計了可視化的仿真數(shù)字I/O模塊，模擬量輸入模塊，并設(shè)計了對應(yīng)的通信協(xié)議。主控軟件與仿真模塊之間的通信通過虛擬串口實現(xiàn)，從而，達(dá)到在計算機房零成本搭建計算機監(jiān)控系統(tǒng)平臺的效果。

RS-232/RJ-45協(xié)議轉(zhuǎn)換器可以用于實現(xiàn)計算機監(jiān)控系統(tǒng)的遠(yuǎn)程處理，也可以用于將普通的輸入模塊轉(zhuǎn)換為仿真的網(wǎng)絡(luò)傳感器。

3.1仿真模塊的可視化模型

基于RS-232接口的仿真模塊的可視化模型如圖1所示。模塊表示區(qū)用來模擬實際的模塊，對于數(shù)字量輸入模塊(Digital Input Module，DIM)，輸入開關(guān)根據(jù)設(shè)定的時間隨機閉合/打開，并通過圖形表示；對于數(shù)字量輸出模塊(Digital Output Module，DOM)，用有源電路回路表示輸出開關(guān)的狀態(tài)，例如，開關(guān)閉合，播放鈴聲或燈亮等；對于模擬量輸入模塊(Analog Input Module，AIM)，用圖形表示檢測回路，并在檢測點旁邊顯示溫度的原始數(shù)據(jù)。每個模塊都設(shè)置數(shù)據(jù)接收和發(fā)送指示燈，顯示數(shù)據(jù)收發(fā)的狀態(tài)。

功能按鈕區(qū)為系統(tǒng)設(shè)置按鈕和關(guān)閉程序按鈕。系統(tǒng)設(shè)置主要完成串行通信的端口號、波特率、校驗碼、結(jié)尾碼、模塊地址等的設(shè)置，對于DIM模塊，還需要設(shè)置隨機切換輸入開關(guān)所需要的時間段。

協(xié)議描述區(qū)顯示本仿真模塊適用的通信協(xié)議，包括協(xié)議的格式及其具體的含義。

數(shù)據(jù)接收區(qū)顯示接收到的主控程序發(fā)送的原始數(shù)據(jù)包，以字節(jié)形式顯示；數(shù)據(jù)響應(yīng)區(qū)則發(fā)送對應(yīng)的響應(yīng)數(shù)據(jù)包，也是以字節(jié)形式。

利用此可視化模型設(shè)計的軟件界面，使用方便，動態(tài)效果好，仿真模塊的開關(guān)狀態(tài)、溫度數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)收發(fā)狀態(tài)以及傳輸?shù)臄?shù)據(jù)均一目了然。與實物模塊相比，不需要物理連線，也不需要信號發(fā)生器與萬用表來產(chǎn)生信號和測量狀態(tài)與數(shù)據(jù)，對于通信協(xié)議，也不需翻閱手冊。

3.2通信協(xié)議的設(shè)計

相同類型(或廠家)的模塊一般采用相同的前導(dǎo)字符，EOT是一個特殊的ASCII字符(0x04)，常被用做控制字符，這里的仿真模塊全部采用EOT作為前導(dǎo)字符。

計算機所連接的I/O模塊比較多，CPU為了與連接的設(shè)備相互溝通，必須給設(shè)備設(shè)置一個編號，從而使CPU可以通過每個設(shè)備獨一無二的編號與不同的設(shè)備進(jìn)行溝通，這個設(shè)備編號就是地址，用ADD表示，地址占用一個字節(jié)。

功能碼主要包括讀功能碼(用RD表示)和寫功能碼(用WD表示)。RD用字符“R”(0x52)表示，WD用字符“W”(0x57)表示。

BCC為數(shù)據(jù)塊校驗碼，一般有Xor、Add、CRC、CheckSum幾種。Xor與Add分別是異或與累加和，占一個字節(jié)的長度；CRC與CheckSum分別是循環(huán)冗余校驗碼與TCP/IP協(xié)議簇中所使用的累加求補校驗碼，分別占兩個字節(jié)。這里的仿真模塊提供4種數(shù)據(jù)塊校驗方式，根據(jù)程序設(shè)置進(jìn)行選擇。

不少模塊以回車CR(0x0d)作為結(jié)尾標(biāo)志EM(End Message)，而TCP/IP協(xié)議簇(如HTTP，POP3等)較多地采用CRLF(0x0d0a)作為結(jié)尾標(biāo)志，這里的仿真模塊也提供這兩種結(jié)尾標(biāo)志，根據(jù)程序設(shè)置進(jìn)行選擇。

協(xié)議舉例。讀取仿真模塊狀態(tài)的命令協(xié)議如圖2所示，其中，ADD的范圍為1至255，可由程序進(jìn)行設(shè)置，這樣，一臺主控設(shè)備可以連接多達(dá)255個虛擬模塊。BCC和EM的種類也可以根據(jù)需要由程序進(jìn)行設(shè)置。

3.3RS-232/RJ-45協(xié)議轉(zhuǎn)換器

該協(xié)議轉(zhuǎn)換器的主要功能是用軟件轉(zhuǎn)換器來替代硬件轉(zhuǎn)換器，實現(xiàn)串口數(shù)據(jù)與網(wǎng)口數(shù)據(jù)的直接轉(zhuǎn)發(fā)，不涉及到協(xié)議的變換。串口只要進(jìn)行常規(guī)的設(shè)置，與所連接設(shè)備的串口參數(shù)一致。由于主控機與嵌入式模塊之間一般采用串口進(jìn)行連接，另外，數(shù)據(jù)采集模塊也大部分采用串口，因而，通過該協(xié)議轉(zhuǎn)換器，可以將此類串口設(shè)備連接到Internet，進(jìn)行遠(yuǎn)程處理。AIM模塊與該協(xié)議轉(zhuǎn)換器配合，可以轉(zhuǎn)換為一個開關(guān)量輸入的網(wǎng)絡(luò)傳感器。

3.4虛擬串口的使用

除了跟內(nèi)置的Modem通信，一般地，進(jìn)行串行通信的調(diào)試都需要RS-232連接線。參考文獻(xiàn)[2]提供了虛擬串口驅(qū)動程序，模擬實際的RS-232接口，可以在沒有物理RS-232接口和電纜的情況下，進(jìn)行串行通信的調(diào)試，并且，還可以模擬硬件引腳信號的變化。

4教學(xué)模式的具體實現(xiàn)

重視教材建設(shè)和教學(xué)方法的研究，在教學(xué)過程中重視由實踐而激發(fā)學(xué)生對相關(guān)理論的興趣，再用提高了的理論水平來指導(dǎo)新的實驗和實踐活動。傳統(tǒng)的教學(xué)模式在實踐環(huán)節(jié)上的缺乏與不足也與今天社會人才市場急功近利的需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能相適應(yīng)。長期以來，我們培養(yǎng)的學(xué)生存在著“什么都學(xué)過，卻什么都不會”的尷尬局面，專業(yè)教育和教材與市場需求嚴(yán)重脫節(jié)。事實上，學(xué)生就業(yè)難并不是就業(yè)市場不需要人才，其根源還是教學(xué)的現(xiàn)狀所致[3]。

本文采用“趣味實用程序的演示+知識點+趣味實用程序的模仿+綜合訓(xùn)練+學(xué)術(shù)論文”的教學(xué)模式，在講解新的課程的時候，首先演示程序，例如，用主控程序?qū)Ψ抡鏀?shù)字I/O模塊進(jìn)行監(jiān)控，讓學(xué)生觀察輸入開關(guān)量的變化，可以導(dǎo)致輸出開關(guān)量的變化，并可以看到指示燈的亮與滅，聽到電鈴的響與停，通過實物激發(fā)學(xué)生的興趣，為學(xué)生樹立一個目標(biāo)：要實現(xiàn)該系統(tǒng)，需要掌握哪些技術(shù)？從而引出本課程中涉及的主要相關(guān)技術(shù)。

4.1C語言和匯編語言的應(yīng)用

C語言是許多高校為計算機專業(yè)學(xué)生設(shè)置的第一門計算機程序設(shè)計語言。學(xué)習(xí)一門語言，不是學(xué)習(xí)其語法，而是要學(xué)習(xí)利用該語言去解決問題的方法，從而培養(yǎng)相關(guān)的能力。通信是計算機監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，為了確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕朴喠送ㄐ艆f(xié)議，引入了校驗碼與結(jié)尾碼，如果收到的數(shù)據(jù)，其頭字節(jié)、校驗碼或結(jié)尾碼錯誤，一般不進(jìn)一步處理，而是直接丟棄該數(shù)據(jù)。

可以利用C語言設(shè)計異或校驗碼的生成程序，即對給定的一批字節(jié)，計算其異或校驗碼；對于含異或校驗碼的一批字節(jié)，編寫子程序檢查是否正確。同理，可以編寫其它校驗碼處理程序。在此基礎(chǔ)之上，進(jìn)一步講解在一個C語言項目中集成子程序的方法。如果學(xué)生掌握了這些方法，就基本掌握了用C語言開發(fā)受控機軟件的80%以上的技術(shù)。

匯編語言是符號化了的面向機器的語言，比較枯燥。可以用匯編語言來生成校驗碼與檢查數(shù)據(jù)是否正確，通過調(diào)試，讓學(xué)生明確各個寄存器的作用。在字節(jié)處理方面，可以用0表示開關(guān)打開，1表示開關(guān)閉合，在置位和復(fù)位某位時，不能影響其它位的值。

4.2計算機接口技術(shù)的應(yīng)用

在計算機接口中講解“串行通信技術(shù)”時，首先演示一個“支持來電顯示的多賬號撥號器”，可以讓學(xué)生一鍵撥號──201卡與IP卡及所撥打的長途電話，只要一鍵即可完成，還支持來電顯示。通過演示，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)習(xí)成為其需要；然后，講解知識點，讓學(xué)生模仿軟件的開發(fā)。

可以通過匯編語言設(shè)置串口參數(shù)，對串口進(jìn)行初始化，然后，發(fā)送字節(jié)數(shù)據(jù)，控制仿真模塊的輸出開關(guān)，通過聲光效果觀察程序運行的結(jié)果，這比觀察單純的數(shù)據(jù)變化要形象直觀，對學(xué)生更有吸引力。

4.3計算機網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

在C語言、匯編語言，以及計算機接口技術(shù)中都涉及到字節(jié)數(shù)據(jù)流，這就是協(xié)議及主控機與受控機之間的約定。通過串行通信協(xié)議，可以自然過渡到TCP/IP協(xié)議，加深學(xué)生對協(xié)議的理解。

在網(wǎng)絡(luò)編程方面，可以演示一個充當(dāng)客戶機的POP3密碼攻擊程序，讓學(xué)生在增強信息安全意識的同時，學(xué)習(xí)基于Socket的客戶機與服務(wù)器程序的設(shè)計。3.3節(jié)中的協(xié)議轉(zhuǎn)換器，就是通過客戶機/服務(wù)器編程，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)與串行通信數(shù)據(jù)的無縫轉(zhuǎn)換。這個協(xié)議轉(zhuǎn)換器雖然功能簡單，代碼簡單，但是，作用非常大，可以用來對計算機監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)試與維護(hù)。

4.4VB與數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用

有了仿真模塊，就可以采用VB開發(fā)主控程序。VB是一門快速語言，采用VB編程，學(xué)生可以很快入門，有利于增強學(xué)生學(xué)習(xí)編程的自信心。VB可以很方便地設(shè)計各種表單界面，通過MSComm32控件和Winsock控件，實現(xiàn)串行通信和網(wǎng)絡(luò)通信，從而與受控機或模塊建立通信，完成查詢和控制功能。VB也可以很方便地調(diào)用數(shù)據(jù)庫，用數(shù)據(jù)庫來存儲控制策略、通信協(xié)議及設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)、報警記錄等，對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行各種操作。通過主控程序的開發(fā)，可以提高對計算機接口技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與數(shù)據(jù)庫的感性認(rèn)識，從而加深理論方面的理解。

5結(jié)束語

計算機監(jiān)控系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于眾多領(lǐng)域。本文提出了“趣味實用程序的演示+知識點+趣味實用程序的模仿+綜合訓(xùn)練+學(xué)術(shù)論文”的教學(xué)模式，通過程序演示，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為學(xué)生樹立一個學(xué)習(xí)目標(biāo)，然后，講解知識點，讓學(xué)生模仿相應(yīng)的程序，再進(jìn)行綜合訓(xùn)練。同樣是學(xué)習(xí)相同的課程，但是我們在其中融入了計算機監(jiān)控技術(shù)，設(shè)計了仿真模塊，可以在計算機房零成本搭建計算機監(jiān)控系統(tǒng)平臺，通過我們的教學(xué)，學(xué)生畢業(yè)后，可以直接作為項目負(fù)責(zé)人或技術(shù)骨干參加計算機監(jiān)控系統(tǒng)項目的開發(fā)。進(jìn)行深入學(xué)習(xí)后，學(xué)生也可以發(fā)表計算機監(jiān)控方面的學(xué)術(shù)論文。

目前，我校已經(jīng)開設(shè)了“計算機監(jiān)控技術(shù)與系統(tǒng)開發(fā)”課程，實踐表明，該課程的開設(shè)，將計算機專業(yè)的若干專業(yè)平臺課有機地融合到一起，對提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加強技能的培養(yǎng)，加深對理論的理解，提高就業(yè)率具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 馬玉春. 計算機監(jiān)控技術(shù)與系統(tǒng)開發(fā)[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2007.

[2] Virtual Serial Port[EB/OL]. /products /vspdxp/，2007-7.

[3] 周蘇，王文. 軟件工程實驗教學(xué)的設(shè)計與創(chuàng)新[J]. 計算機教育，2006，(10).

作者簡介

馬玉春(1969-)，男(漢族)，江蘇南京人，博士，東北大學(xué)秦皇島分校計算機工程系教學(xué)主任。

E-mail:

聯(lián)系方式：東北大學(xué)秦皇島分校計算機工程系，郵編066004

篇（2）

關(guān)鍵詞：CC2005；硬件與結(jié)構(gòu)；課程群

中圖分類號：G642

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

1引 言

目前，隨著網(wǎng)絡(luò)化和信息化的發(fā)展，計算機軟件領(lǐng)域的課程，尤其是網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用類課程，越來越得到各個高校的重視，國內(nèi)很多高校的計算機專業(yè)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)椤败浖こ獭焙汀坝嬎銠C科學(xué)”方向，過分強調(diào)軟件與應(yīng)用，而缺乏計算機體系結(jié)構(gòu)、計算機組成與結(jié)構(gòu)等硬件方向的培養(yǎng)。但是，從就業(yè)市場反饋的信息看，計算機軟件人才已經(jīng)供大于求，而熟悉硬件開發(fā)應(yīng)用或軟硬件結(jié)合的人才則供不應(yīng)求。市場的需求驅(qū)使我們深思，如何構(gòu)建符合市場需求、有一定市場競爭優(yōu)勢的計算機人才培養(yǎng)模式。在CC2001和CC2005計算機本科教學(xué)參考計劃的啟迪下，在目前我校開展的教學(xué)內(nèi)容課程體系改革實踐中，結(jié)合2005年在武漢大學(xué)召開的“全國計算機學(xué)院院長和系主任會議”和華中科技大學(xué)召開的“計算機硬件與實驗教學(xué)研討會”以及2006年1月在哈爾濱工業(yè)大學(xué)召開的“首屆全國計算機教育論壇”會議的有關(guān)精神，我們嘗試性地提出了基于CC2005的計算機專業(yè)“平臺＋模塊”課程教學(xué)體系，并進(jìn)行了課程群改革與建設(shè)，本文僅探討該課程教學(xué)體系中“硬件與結(jié)構(gòu)”課程群。

2課程群的組織

根據(jù)CC2005和CC2001的體系結(jié)構(gòu)，計算機硬件與結(jié)構(gòu)方向知識點包括的核心內(nèi)容包括：數(shù)字邏輯、數(shù)據(jù)在機器中的表示、匯編級機器組織、存儲組織與結(jié)構(gòu)、人機交互、機器功能結(jié)構(gòu)、多處理機技術(shù)等，而高性能系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)與分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是選修內(nèi)容。這些知識在CC2005中定義為：

AR1. Digital logic and digital systems [core]

AR2. Machine level representation of data [core]

AR3. Assembly level machine organization [core]

AR4. Memory system organization and architecture [core]

AR5. Interfacing and communication [core]

AR6. Functional organization [core]

AR7. Multiprocessing and alternative architectures [core]

AR8. Performance enhancements [elective]

AR9. Architecture for networks and distributed systems [elective]

在目前國內(nèi)的普通高校本科“計算機科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)中，上述這些“計算機硬件與結(jié)構(gòu)”方向的核心和普通知識點一般體現(xiàn)在以下幾門課程中：“數(shù)字邏輯(數(shù)字電子技術(shù))”、“計算機組成原理”、“微機原理”、“微機接口技術(shù)”、“匯編語言”、“計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”。在實際教學(xué)過程中，各門課程相互之間內(nèi)容銜接較多，重復(fù)之處也比較多，各個學(xué)校一般是按照自己的教學(xué)大綱和計劃對各門課程的內(nèi)容進(jìn)行劃定，往往缺乏系統(tǒng)性和科學(xué)性。這些課程中普遍存在的一個問題是學(xué)生學(xué)習(xí)沒有興趣，教師上課缺乏激情的情況。很多高校在學(xué)生對教師的評價中，講授此類課程的教師往往得分比較低。究其原因，是現(xiàn)有的課程和教材內(nèi)容陳舊，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于現(xiàn)代計算機硬件技術(shù)的發(fā)展；課程組織缺乏系統(tǒng)性，某些知識點在多門課程中反復(fù)出現(xiàn)；而某些知識點缺乏前導(dǎo)，造成斷層。

對此，我們提出了以專業(yè)需求為基礎(chǔ)的“平臺＋模塊”人才培養(yǎng)模式，以CC2005的五個知識層次中的核心內(nèi)容構(gòu)建學(xué)科平臺，以不同的專業(yè)需求方向構(gòu)建專業(yè)模塊。下面重點討論CC2005構(gòu)架下的計算機學(xué)科“硬件與結(jié)構(gòu)”課程群。此課程群包括：計算機組成原理、硬件知識和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面的課程，核心課程為“計算機組成原理與結(jié)構(gòu)”、 “匯編語言與微機接口技術(shù)”，選修課程為“計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”、“單片計算機應(yīng)用技術(shù)”、“分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”、“嵌入式系統(tǒng)”、“VLSI設(shè)計”等課程。從“平臺＋模塊”整體培養(yǎng)模式考慮，將“數(shù)字邏輯(數(shù)字電子技術(shù))”歸入“數(shù)字技術(shù)與模擬技術(shù)”課程群。

2.1核心課程

在新的“硬件與結(jié)構(gòu)”課程群中，根據(jù)CC2005精神，將“微機原理”、“匯編語言”、“微機接口技術(shù)”、“計算機組成原理”四門課程系統(tǒng)地整合為“計算機組成原理與結(jié)構(gòu)”、“匯編語言與微機接口技術(shù)”兩門課程作為課程群內(nèi)核心課程。新舊課程體系的邏輯關(guān)系如圖1所示。

圖1 新舊課程設(shè)置對應(yīng)關(guān)系

“計算機組成原理與結(jié)構(gòu)”課程重點介紹單處理器計算機的組成原理與結(jié)構(gòu)體系，包括數(shù)據(jù)在機器中的表示、總線系統(tǒng)、設(shè)備接口、存儲器組織與結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、中央處理器(含運算器與控制器)、流水與并行處理等內(nèi)容。其中重點是數(shù)據(jù)在機器中的表示、總線系統(tǒng)、存儲器組織與結(jié)構(gòu)、中央處理器等內(nèi)容。

“匯編語言與微機接口技術(shù)”將匯編語言程序設(shè)計和微機接口技術(shù)融為一體。根據(jù)CC2005精神，本課程中先介紹微型計算機原理、匯編語言，在此基礎(chǔ)上講授匯編程序設(shè)計技術(shù)、微機接口技術(shù)(包括典型接口如并行、串行、定時、DMA、中斷、A/D及D/A)以及新型的USB和IEEE1394接口技術(shù)。

2.2選修課程

根據(jù)CC2005精神，“硬件與結(jié)構(gòu)”課程群還應(yīng)該包括“計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”、“單片計算機應(yīng)用技術(shù)”、“網(wǎng)絡(luò)與分布式系統(tǒng)”、“嵌入式系統(tǒng)”、“VLSI設(shè)計”等選修課程，整個課程群概貌如圖2所示。在本課程群建設(shè)中，首先對于各門選修課程的內(nèi)容與組織進(jìn)行系統(tǒng)地規(guī)劃，注意先導(dǎo)和后續(xù)，同時避免重復(fù)和脫節(jié)現(xiàn)象。在課程的教學(xué)中，采用靈活的教學(xué)方法和教學(xué)形式，包括小組討論、專題報告、大作業(yè)、專業(yè)論文等形式，注重學(xué)生學(xué)習(xí)的主體作用，重點培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性與自主學(xué)習(xí)能力。

2.3一體化的實驗與課程設(shè)計改革

在“硬件與結(jié)構(gòu)”課程群建設(shè)中，強調(diào)的是“實踐教學(xué)”的重要性。在本課程群建設(shè)中，不是以單一的課程為單位設(shè)計實驗，而是按照整個課程群來設(shè)計一體化的實驗環(huán)境與實驗內(nèi)容，將匯編語言方向、微機接口方向、組成原理方向的實驗有機地結(jié)合在一起，創(chuàng)建良好的實驗環(huán)境，靈活運用實驗室、開放式實驗室、實習(xí)基地等多種手段，盡量多地為學(xué)生創(chuàng)造條件，同時通過實驗課程、開放實驗、大作業(yè)、課程設(shè)計、競賽等多種手段和形式培養(yǎng)學(xué)生的研究能力與團隊精神。

圖2 “計算機硬件與結(jié)構(gòu)”課程群概貌

3進(jìn)一步的思考

課程群設(shè)置與專業(yè)培養(yǎng)計劃的關(guān)系

課程群在構(gòu)造和設(shè)置的時候，需要與整個專業(yè)人才培養(yǎng)計劃相適應(yīng)，構(gòu)建基于CC2005“平臺＋模塊”的教學(xué)模式為課程群的教學(xué)改革奠定了基礎(chǔ)，在新的課程群設(shè)置中，以學(xué)科方向和模塊為核心，凝聚課程群的設(shè)置，同時將其與專業(yè)培養(yǎng)計劃相適應(yīng)。在設(shè)置課程群的時候，打破“系、專業(yè)”的限制，使不同專業(yè)的教師根據(jù)學(xué)科課程方向凝聚一起。

不同課程群之間的銜接關(guān)系

在“計算機硬件與結(jié)構(gòu)”課程群建設(shè)的過程中，另外一個重要的問題是各個課程群之間的銜接關(guān)系。正是因為課程群的設(shè)置和建設(shè)關(guān)系到整個專業(yè)的培養(yǎng)計劃，“計算機硬件與結(jié)構(gòu)”的課程群在設(shè)置的時候，將計算機硬件方向另外一個專業(yè)基礎(chǔ)課程“數(shù)字邏輯”(或“數(shù)字電子技術(shù)”)劃入另外一個課程群“模擬與數(shù)字電子技術(shù)課程群”。因此不同的課程群在建設(shè)的時候，也需要注意課程群與課程群之間的銜接關(guān)系，考慮整個學(xué)科系統(tǒng)的有序、協(xié)調(diào)發(fā)展。

課程群內(nèi)核心課程與選修課程之間的關(guān)系

“計算機硬件與結(jié)構(gòu)”課程群在建設(shè)的時候，還必須注意內(nèi)部核心課程“計算機組成原理與結(jié)構(gòu)”、“匯編語言與微機接口技術(shù)”與其他選修課程群之間的內(nèi)容銜接和側(cè)重點，既要保證核心課程的課時與內(nèi)容，也同時需要根據(jù)學(xué)科方向的發(fā)展，及時開設(shè)反映最新技術(shù)成果的選修課程，這樣才可以培養(yǎng)符合社會需求的人才。

課程群內(nèi)容的更新

如何根據(jù)計算機學(xué)科發(fā)展以及信息科技發(fā)展情況，及時、動態(tài)地調(diào)整課程群內(nèi)核心課程、選修課程的設(shè)置，甚至每一門課程具體內(nèi)容的設(shè)置，將是課程群建設(shè)的一個重要內(nèi)容。

篇（3）

Research and Practice on Microcomputer Principle and Interface Technology in Independent College

Yu Guiling

【Abstract】Operating system course of computer science major is not only a main course of this specialty，but also it’s one of the important contents in Machinery and electronics，Numerical Control，electromechanical and so on. The course is an integrated curriculum， content is complex， involving a wide range of. It’s theoretical， practical， many concepts and algorithms are rather abstract， for beginners is not easy to understand. In this paper Independent College students' characteristics， on the basis of application type talents training target， combined with their own teaching practice， the teaching of the course a useful exploration and research.

【Key words】independent college；Microcomputer Principle and Interface Technology；application talent；teaching research and practice

隨著IT技術(shù)的飛速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)日益成熟，微處理器的大量發(fā)展將計算機技術(shù)滲透嵌入到了各種儀表和控制系統(tǒng)中，特別是嵌入式技術(shù)的廣泛應(yīng)用，智能化、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)更是融合了傳感技術(shù)、通信技術(shù)、計算機技術(shù)及微電子技術(shù)、控制技術(shù)等，使得《微機原理與接口技術(shù)》課程的地位越來越重要。《微機原理與接口技術(shù)》課程本身就是一門綜合性課程，內(nèi)容繁雜、知識點多，涉及面廣；其理論性、實踐性、應(yīng)用性都較強，且軟硬件相結(jié)合，對培養(yǎng)學(xué)生在微型計算機基本構(gòu)成與外界聯(lián)系（廣義輸入/輸出）的應(yīng)用方面，建立微機系統(tǒng)的整機概念，具備微機系統(tǒng)軟硬件開發(fā)和應(yīng)用的基本能力，提高分析問題、解決問題的思維能力和實際動手能力、工程設(shè)計能力、創(chuàng)新能力等，都具有極其重要的意義。因此越來越多的專業(yè)，如計算機應(yīng)用、自控類、機電類、電子類、通信類等專業(yè)都將此課程列為必修的專業(yè)課或?qū)I(yè)基礎(chǔ)課。該課程的先修課程有《電力與電子學(xué)》《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計》《匯編語言程序設(shè)計》《計算機組成原理》《操作系統(tǒng)原理》等，并為《單片機原理及應(yīng)用》《EDA技術(shù)》《嵌入式系統(tǒng)及應(yīng)用》《計算機控制技術(shù)》《DSP器件原理及應(yīng)用》《可編程器件原理及應(yīng)用》《多媒體技術(shù)》等不同專業(yè)的后續(xù)課程打好基礎(chǔ)。

盡管本門課程如此重要，但是對于三本院校學(xué)生來說學(xué)好它實屬不易。首先，學(xué)生自身特點：基礎(chǔ)知識薄弱，自學(xué)能力欠缺；其次，高校中普遍存在“重軟輕硬” 的現(xiàn)象產(chǎn)生的影響，只注重軟件程序設(shè)計，針對硬件的設(shè)計開發(fā)很少；第三，針對三本院校應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，硬件課程學(xué)時也在不斷壓縮，造成學(xué)生對硬件課程的學(xué)習(xí)沒有熱情，動手能力差，出現(xiàn)只會讀書不會動手的局面。

基于上述原因，有必要在應(yīng)用型人才的培養(yǎng)方案下對本課程的理論教學(xué)和實驗教學(xué)改革進(jìn)行探索和實踐。

1 教學(xué)中存在的問題

《微機原理與接口技術(shù)》是計算機技術(shù)的硬件課程之一，通過該課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生從理論和實踐上掌握微型計算機的工作原理和基本組成，熟悉微機的匯編指令體系及匯編程序設(shè)計方法，以及常用接口技術(shù)及其軟硬件設(shè)計方法，建立微機系統(tǒng)的整體概念，達(dá)到初步具有微機應(yīng)用系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計、開發(fā)能力。

本課程呈現(xiàn)的特點：內(nèi)容繁雜，缺乏系統(tǒng)性，更新速度快，軟硬件相結(jié)合；這就要求我們要不斷調(diào)整理論教學(xué)和實踐方案，以適應(yīng)新形勢的需要，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)，培養(yǎng)出合格的應(yīng)用型人才。本課程的講授與學(xué)習(xí)的過程中存在以下的問題：

（1）教學(xué)方法方面：“灌輸式”的教學(xué)方法，以課堂講授為主，將學(xué)生置于被動接收知識的地位，忽略了學(xué)生主體地位的作用，對啟發(fā)式、討論式和研究式的教學(xué)方法采用得比較少。這樣的教學(xué)模式不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，學(xué)生缺少自己動手分析、設(shè)計具體系統(tǒng)接口實例的過程，導(dǎo)致他們只顧記憶知識點，忽略了對問題實質(zhì)的理解和掌握，忽略了對各部分知識內(nèi)容之間關(guān)系的把握。

（2）教學(xué)內(nèi)容方面：本課程內(nèi)容繁雜理論性強，看似缺少系統(tǒng)性，但又跟其他課程緊密相關(guān)，涉及到許多硬件技術(shù)和軟件實現(xiàn)技術(shù)，如計算機組成原理中的存儲器部分、總線I/O接口部分、中斷技術(shù)等，匯編語言的編程等，這些技術(shù)又往往交織在一起，是在原有基礎(chǔ)上再深入，這就要求處理好微機原理與接口技術(shù)課程和計算機組成原理、匯編語言程序設(shè)計、操作系統(tǒng)原理等課程之間的關(guān)系。

（3）實踐環(huán)節(jié)方面：大多數(shù)高校采用的是集成性實驗箱，對芯片功能進(jìn)行驗證性實驗，即實驗箱提供一個集成環(huán)境，通過軟件將實驗箱上的芯片與PC機通訊，芯片接口及線路都是固定好的并封閉在實驗箱內(nèi)；實驗中用到的全部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、電路連線和代碼都有提供，學(xué)生真正自己動手設(shè)計的實驗很少，課程設(shè)計環(huán)節(jié)幾乎沒有，缺少課程學(xué)習(xí)小論文，學(xué)生參與研究性學(xué)習(xí)的機會少，不利于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

（4）學(xué)生方面：學(xué)生本身基礎(chǔ)知識薄弱，學(xué)習(xí)主動性不強，計算機組成原理等前繼課程基礎(chǔ)不牢，加上集成性實驗箱的提供、電路連線和代碼的提供一定程度上助長了學(xué)生的惰性，影響了學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新欲望。

（5）社會需求方面：高等院校尤其國家計算機專業(yè)一級學(xué)科過分強調(diào)了培養(yǎng)軟件大師，忽視了教給學(xué)生扎實的基礎(chǔ)知識，以及硬件開發(fā)能力的培養(yǎng)，以至于現(xiàn)在不論企業(yè)、社會還是學(xué)生本人多數(shù)只希望學(xué)習(xí)技術(shù)前沿的東西，即便是軟件編程也忽視了像匯編語言這樣的底層語言的學(xué)習(xí)。這實際上也是個體的當(dāng)前利益和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的長遠(yuǎn)利益之間的矛盾。

2 理論課程改革的具體實施

微機原理與接口技術(shù)課程的主要內(nèi)容包括微處理器基本概念、工作原理和硬件結(jié)構(gòu)；匯編語言指令系統(tǒng)和程序設(shè)計方法與技巧；中斷系統(tǒng)、定時器/計數(shù)器和串行通訊的工作原理和應(yīng)用；微機系統(tǒng)擴展、人機交互、A/D和D/A等接口技術(shù)，以及微機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計實例。理論課程改革首先從優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改變教學(xué)方法入手。

2.1 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改變教學(xué)方法：由于微機原理與接口技術(shù)課程知識點多理論性強，所以在授課時，結(jié)合學(xué)生比較熟悉的身邊實例來進(jìn)行講解，把原理知識與實際應(yīng)用相結(jié)合，形成了新的教學(xué)方法：

（1）案例教學(xué)法：課程內(nèi)容所涉及的基礎(chǔ)知識結(jié)合生活中的實例進(jìn)行講解。采用實例教學(xué)，可以把我們身邊常見到的家用電器、智能交通、公共汽車報站系統(tǒng)、門鈴等常見設(shè)備展示給學(xué)生，通過比較實用又不太復(fù)雜的產(chǎn)品作為實例講解設(shè)計過程，把相對繁雜的課程內(nèi)容變得相對有趣，從而啟發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的欲望，認(rèn)識到只要掌握相關(guān)的軟硬件知識，自己也能開發(fā)出實用的電子產(chǎn)品。例如，對于8086/8088系統(tǒng)原理采用原理性案例教學(xué)；對于8253、8255A等芯片接口采用樣例學(xué)習(xí)法的設(shè)計性案例教學(xué)；對于芯片的實際應(yīng)用，采用結(jié)合性案例教學(xué)，如十字路通燈的設(shè)計、出租計價器的設(shè)計等。通過這種方式增強了學(xué)生的動手能力，充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，將學(xué)生置于主要地位，提高學(xué)生自我學(xué)習(xí)的能力。

（2）互動式教學(xué)：培養(yǎng)學(xué)生的參與意識、動手能力和思維能力，并激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，是一種良好的教學(xué)方式。例如，“存儲器的連接”中的擴展方式在計算機組成原理課程中已經(jīng)詳細(xì)講過，本課程中增加了總線連接、地址分配的問題。在講授這部分時，重新做了調(diào)整：首先回顧關(guān)于該內(nèi)容的一些主要問題如擴展的方法有哪些，如何進(jìn)行擴展、總線如何連接等.讓學(xué)生在上課前利用業(yè)余時間，帶著問題認(rèn)真看書，然后回答；在開始上課時，先抽查學(xué)生答題情況，再讓學(xué)生提問；解答問題后，進(jìn)行總結(jié)，引出存儲器內(nèi)部地址如何分配、與CPU管腳如何連線。這樣學(xué)生是整個教學(xué)的主體，學(xué)習(xí)主動性強，課堂效率高。

（3）類比法教學(xué)：采用比喻的方法將抽象的、難以理解的知識點變得具體、易懂。如在講解存儲器及尋址方式時，首先說明指令操作要先尋找操作對象的操作數(shù)，為提高CPU的運行速度，CPU中設(shè)有寄存器可暫存數(shù)據(jù)，而大量數(shù)據(jù)主要存在存儲器中。若操作數(shù)在寄存器中可直接找到，就是直接尋址；若操作數(shù)在存儲器中不能直接找到，可通過寄存器中的有關(guān)信息找到，即寄存器間接尋址。我們可用去宿舍找學(xué)生作比喻，若知道學(xué)生的具體房間號，可以直接去找（直接尋址），不知道可以去宿舍值班室詢問，得知學(xué)生房間號后再找到學(xué)生，這就類似于寄存器的間接尋址。

又如中斷的引入解決了高速CPU與低速外設(shè)信息的交換問題，CPU由被動變?yōu)橹鲃樱捎梅謺r操作，從而大大提高了效率。如何使學(xué)生理解中斷的執(zhí)行過程，我們可用優(yōu)秀售貨員或以教學(xué)講課中學(xué)生有問題舉手提問作比喻，教師允許學(xué)生提問并解答，即為響應(yīng)中斷和執(zhí)行教學(xué)中斷服務(wù)的程序過程。

（4）直觀教學(xué)法和啟發(fā)式教學(xué)法：課程中有很多難懂的知識點，講解時間較長。如果按照常規(guī)思路一步一步講解，學(xué)生很難長時間緊跟教師思路，勢必影響效果。若適當(dāng)采用直觀教學(xué)法，利用圖片、動畫等進(jìn)行直觀教學(xué)，就可以縮短學(xué)生學(xué)習(xí)時間，便于理解知識點；若適當(dāng)采用啟發(fā)式教學(xué)法，就可以很好地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。例如對于寄存器、存儲單元內(nèi)容，由于微機內(nèi)部芯片的高度集成化的結(jié)果，看不見、摸不著，傳統(tǒng)的教學(xué)方式效果不理想，我們可利用多媒體進(jìn)行輔助教學(xué)，將抽象、復(fù)雜的內(nèi)容采用直觀、形象的多媒體課件進(jìn)行演示，化抽象為具體、化難為易，以利于學(xué)生理解和掌握，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

教材中各種圖比較多，如原理圖、時序圖以及流程圖等，采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式，既費時又不規(guī)范；運用多媒體課件輔助教學(xué)，可很快直觀地展示給學(xué)生，對重點內(nèi)容可用不同的顏色標(biāo)注，需強調(diào)的內(nèi)容可用閃爍方式顯示，F(xiàn)LASH動畫顯示漸變的過程進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)，使學(xué)生緊跟老師的思路，既省去了大量的板書時間，又以整齊、美觀和可重現(xiàn)等方式展現(xiàn)課程內(nèi)容，提高了教學(xué)效率。實踐證明，采用現(xiàn)代化的教學(xué)手段，可以把原本枯燥的硬件課程講解得生動易懂，加深學(xué)生對理論知識的理解，達(dá)到事半功倍的效果。

（5）項目教學(xué)法：將原有傳統(tǒng)學(xué)科體系中的知識進(jìn)行整合，并轉(zhuǎn)化為若干個典型項目，教師作為指導(dǎo)者把相對獨立的項目交給學(xué)生，學(xué)生作為主體直接參與項目實踐過程，包括信息的收集、方案的設(shè)計、項目實施及最終評價等。項目教學(xué)法不再把教師掌握的現(xiàn)成知識技能傳遞給學(xué)生作為追求的目標(biāo)，而是在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生去尋找得到這個結(jié)果的途徑，最終得到這個結(jié)果，并進(jìn)行展示和自我評價。項目教學(xué)通常安排在課堂、作業(yè)、實驗三個環(huán)節(jié)之后，以學(xué)生動手操作、完成項目為目標(biāo)，分為項目選題、項目設(shè)計、項目實施、項目總結(jié)等環(huán)節(jié)。學(xué)習(xí)的重點在學(xué)習(xí)過程而非學(xué)習(xí)結(jié)束，通過這種方式學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中鍛煉各種能力，把學(xué)習(xí)課程時的被動聽課轉(zhuǎn)化為主動探索課程內(nèi)容，不僅使學(xué)生掌握了課程知識，而且鍛煉了學(xué)生的實際工程應(yīng)用能力，加強了綜合運用所學(xué)知識解決實際問題的能力，同時也調(diào)動了自我學(xué)習(xí)的積極性、主動性和創(chuàng)造性。

2.2 注重知識的連貫性：加強書本知識與新知識的聯(lián)系，加強理論知識與應(yīng)用的聯(lián)系；加強本課程與其他課程相關(guān)知識的聯(lián)系。

（1）對教材中學(xué)生不易理解的內(nèi)容，換成學(xué)生熟悉的知識，不僅可以鞏固學(xué)生所學(xué)的知識，而且有益于學(xué)生對新知識的學(xué)習(xí)和理解。如在講解匯編語言編程時，與C語言編程相結(jié)合，與C語言描述對比講解，先講解程序框架，再將用C語言編寫的程序用匯編語言實現(xiàn)，學(xué)生更易理解和接受。

（2）注意課程之間知識點的聯(lián)系，通過舉一反三，使學(xué)生對知識掌握得更牢固，并能靈活應(yīng)用。如對于存儲器擴展、地址分配、中斷及其實現(xiàn)等知識點，都是在原有基礎(chǔ)上擴展和加深，既對學(xué)過知識溫故知新，又有新的擴展和提高，為后續(xù)課程做好鋪墊。

2.3 在有限的課堂教學(xué)中突出重點，增大信息容量：根據(jù)教育部有關(guān)精神，結(jié)合學(xué)分制的特點，近幾年來，經(jīng)過幾次調(diào)整，本課程的課堂教學(xué)時數(shù)進(jìn)行了壓縮，并將匯編語言課程撤銷，融入到本課程中。對于前繼后續(xù)課程需要做到理清相關(guān)課程之間的關(guān)系，與相關(guān)課程的教師溝通，劃分好各課程的邊界關(guān)系，掃清盲點，減少重復(fù)。要求教師在有限的課堂教學(xué)中，突出課程重點、講清課程難點、保證教學(xué)質(zhì)量，精心制作電子課件，以增大課堂教學(xué)的信息量，拓展學(xué)生的知識范圍，是教師必須認(rèn)真對待的重要課題。要求學(xué)生在課堂教學(xué)中掌握基本概念、基本思路、基本方法的基礎(chǔ)上，對重點的問題進(jìn)行分析，對疑難點進(jìn)行剖析，加強學(xué)生課前的預(yù)習(xí)和課后的復(fù)習(xí)，結(jié)合作業(yè)聯(lián)系、實驗等環(huán)節(jié)把握教學(xué)的要點。

2.4 充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)：我們采用了moodle平臺，一個通用的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺是澳大利亞教師 Martin Dougiamas開發(fā)的基于因特網(wǎng)的課程管理系統(tǒng)，目前在各國已廣泛應(yīng)用。Moodle平臺依據(jù)社會建構(gòu)主義的教學(xué)思想，即教育者（老師）和學(xué)習(xí)者（學(xué)生）都是平等的主體，在教學(xué)活動中，他們相互協(xié)作，并根據(jù)自己已有的經(jīng)驗共同建構(gòu)知識，可以實現(xiàn)課程管理、作業(yè)模塊、測驗?zāi)K、資源模塊、論壇模塊、問卷調(diào)查模塊等功能。

充分應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)信息化教學(xué)手段，在網(wǎng)絡(luò)平臺上向?qū)W生提供教學(xué)要求、電子教案、遠(yuǎn)程答疑、應(yīng)用資料等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源；建立網(wǎng)上題庫，便于學(xué)生更好地消化書本知識；通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行專題討論、網(wǎng)絡(luò)釋疑、學(xué)生意見反饋等教學(xué)輔助工作。通過上傳一些最新的有關(guān)本課程的相關(guān)信息，讓學(xué)生對本專業(yè)以及與本專業(yè)有關(guān)知識的了解，擴大視野，豐富知識；打破傳統(tǒng)實踐教學(xué)在時間和空間上的限制，可以在任何時間、任何地點，通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、交流討論。

3 實踐課程改革的具體實施

微機原理與接口技術(shù)課程是一門實踐性較強的技術(shù)基礎(chǔ)課，課堂講授的內(nèi)容大都較為抽象，難于立即消化，掌握起來有一定的難度，這種情況迫切需要將理論和實踐結(jié)合起來，進(jìn)一步加強實踐環(huán)節(jié)的教學(xué)。本課程的實驗環(huán)節(jié)是課程教學(xué)的重要方面，通過對實踐教師隊伍加強管理與培訓(xùn)，讓實驗室老師參與指導(dǎo)學(xué)生實驗，任課教師參與實驗課程的編排、參與實驗課程的討論、指導(dǎo)，既有效地促進(jìn)了實驗環(huán)節(jié)，又進(jìn)一步提高了課堂教學(xué)的效果，保證了實驗教學(xué)的質(zhì)量。

3.1 重視課程教學(xué)實踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生動手能力：本課程實驗包括兩部分：匯編語言程序上機調(diào)試和接口芯片的編程。實驗教學(xué)內(nèi)容以單元實驗為主，緊跟理論教學(xué)進(jìn)程，即在相關(guān)章節(jié)的課堂教學(xué)結(jié)束時進(jìn)行上機調(diào)試、驗證。實驗內(nèi)容分為認(rèn)知階段、提高階段、創(chuàng)新階段三個層次，分別對應(yīng)于驗證性實驗、設(shè)計性試驗和綜合性實驗。相對而言驗證性實驗難度不大，學(xué)生完全有能力靠自己去完成實驗，設(shè)計性和綜合性實驗需要自行設(shè)計硬件連線圖和軟件程序。通過實驗不僅可以鞏固所學(xué)的理論知識，還可以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。在實驗中給學(xué)生適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)，其余部分由學(xué)生自己動手進(jìn)行硬件電路的連接，獨立完成實驗。做到學(xué)以致用，培養(yǎng)學(xué)生的開發(fā)能力。課程設(shè)計也是本課程整個教學(xué)過程中的一個重要的實踐環(huán)節(jié)，是面向?qū)嶋H應(yīng)用而進(jìn)行的一種設(shè)計，是對設(shè)計性和綜合性實驗的創(chuàng)新。本課程目前暫未安排課程設(shè)計，但作為重要環(huán)節(jié)，一旦條件成熟，它應(yīng)獨立或與其它相關(guān)課程進(jìn)行綜合設(shè)計，既實現(xiàn)“理論――驗證――實踐創(chuàng)新”的教學(xué)目標(biāo)，還能讓學(xué)生感受到操作系統(tǒng)的實用性和趣味性，從而達(dá)到良好的教學(xué)效果，起到了理論指導(dǎo)實踐，實踐驗證理論的目的。

3.2 實踐教學(xué)開放化，開展多種形式的實踐活動：在系、院的統(tǒng)一安排下，逐步建立針對開放式實驗教學(xué)的教學(xué)環(huán)境，形成一套開放實驗室管理制度、教學(xué)指導(dǎo)方法和教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控保證體系，使開放實驗教學(xué)不僅僅有形式，更有實質(zhì)性內(nèi)容，確保開放實驗教學(xué)的效果。學(xué)院建立了學(xué)生創(chuàng)新實驗環(huán)節(jié)，安排教師指導(dǎo)學(xué)生的實踐活動，以項目申報的形式、審批的方式確定選題，選拔學(xué)生參加電子設(shè)計小課題，而這與本課程的內(nèi)容有密切的關(guān)系，也為課程的教學(xué)提供了提高的環(huán)節(jié)。

另外在開設(shè)本課程的各系之間，組織學(xué)生參加不同層次的電子設(shè)計競賽、各種創(chuàng)新競賽、畢業(yè)論文等環(huán)節(jié)，有針對性地提出一些題目，加強學(xué)生對有關(guān)硬件設(shè)計、接口技術(shù)方面的能力培養(yǎng)。

3.3 通過校企合作模式強化實踐教育，提高學(xué)生的實踐能力：盡管作為微機接口技術(shù)實驗平臺，集成實驗箱有完善的編程及調(diào)試環(huán)境、開放的系統(tǒng)擴展總線以及優(yōu)越的系統(tǒng)擴展性能等，但是隨著計算機硬件技術(shù)的飛速發(fā)展，微機原理與接口技術(shù)課程的教與學(xué)都發(fā)生了質(zhì)的變化。傳統(tǒng)的計算機接口技術(shù)課程著重介紹計算機各組成芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，初始化編程命令和在PC/AT機中的基本應(yīng)用，并沒有系統(tǒng)的介紹各組成芯片的關(guān)聯(lián)工作情況以及和CPU系統(tǒng)的工作情況。當(dāng)今Pentium PC機廣泛使用的并行接口標(biāo)準(zhǔn)IEEE 1394、通用串行接口標(biāo)準(zhǔn)USB、圖形顯示總線標(biāo)準(zhǔn)AGP、高速硬盤標(biāo)準(zhǔn)Ultra 100MB等等，都是最新接口技術(shù)應(yīng)用的具體成果，實驗設(shè)備不可能跟上技術(shù)更新的步伐，讓學(xué)生感覺不到這門課的實際應(yīng)用價值。

我們的做法是“請進(jìn)來，走出去”，以人才需求為導(dǎo)向，充分利用校企合作，即學(xué)校和企業(yè)雙方共同參與人才培養(yǎng)過程，利用學(xué)校和企業(yè)不同的教育資源和教育環(huán)境，采用“課堂教學(xué)”和“學(xué)生參加實際工作”有機結(jié)合的教育模式，定期組織企業(yè)技術(shù)主管到學(xué)校進(jìn)行講座，組織學(xué)生到實習(xí)基地或?qū)嵙?xí)單位進(jìn)行鍛煉，加強學(xué)生動手能力的培養(yǎng)，提高分析問題解決問題的能力，更好地培養(yǎng)應(yīng)用型人才，以適合不同用人單位對人才的需求。

通過多渠道、多形式地建設(shè)校內(nèi)外實習(xí)實訓(xùn)基地，目前我院除了建有7個實驗教學(xué)中心，中心下設(shè)實驗室，全院共有公共實驗室、專業(yè)實驗室47個，其中工程教育訓(xùn)練中心、數(shù)字媒體實驗教學(xué)中心先后被評為“北京高等學(xué)校實驗教學(xué)示范中心”；還建成了5個院級綜合實習(xí)實訓(xùn)基地，59家校外實習(xí)實訓(xùn)基地，其中1家被評為北京市高等教育校外人才培養(yǎng)基地，由企業(yè)的資深工程師授課和指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計（論文），不僅提高了學(xué)生的動手能力、分析問題解決問題的能力，而且向?qū)W生傳授了企業(yè)文化，提升了學(xué)生的職業(yè)化程度，增強了學(xué)生就業(yè)的競爭力。

4 其他輔手段的具體實施

微機原理與接口技術(shù)課程的教學(xué)改革應(yīng)該說是多方面的，除了對其教育理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與教學(xué)實踐等進(jìn)行改革外，同時還在師資隊伍建設(shè)、教材選用、考核方式等方面進(jìn)了相應(yīng)的改革。

4.1 注重師資隊伍建設(shè)：針對中青年教師人數(shù)較多的情況，制定相應(yīng)的培訓(xùn)計劃；與課程建設(shè)規(guī)劃相結(jié)合，要求青年教師每年走進(jìn)企業(yè)實習(xí)；實行老教師傳幫帶、教師集體備課、評講教案、教師聽課等制度，促使中青年教師迅速成長。課程組進(jìn)行定期或不定期的教研討論，形成良好的教學(xué)氛圍。

4.2 選用合理的教材：一本好的教材，是決定教學(xué)質(zhì)量高低的重要因素之一。目前，微機原理與接口技術(shù)教材模式單一，大多數(shù)都分為8086微處理器、存儲器技術(shù)、8086指令系統(tǒng)、匯編語言程序設(shè)計、I/O接口芯片等五個部分，存在重基本原理、輕應(yīng)用實例的問題。通常教材中都是先介紹產(chǎn)品的功能部件、存儲器，再介紹指令系統(tǒng)、程序設(shè)計，最后是一些常用接口部件的外部擴展等內(nèi)容，特別是實驗教材跟不上新技術(shù)、新硬件的發(fā)展，使得初學(xué)者感到理論與實踐脫節(jié)，內(nèi)容繁雜缺少系統(tǒng)性，無法形成微機應(yīng)用的完整概念，更談不上能力的鍛煉和提高。因此我們計劃對教材內(nèi)容進(jìn)行重新整合，使其各知識點由淺入深、由易到難，緊密結(jié)合，順理成章。

4.3 考核方式的改革：微機原理與接口技術(shù)是一門理論聯(lián)系實際、實踐性很強的專業(yè)基礎(chǔ)課，它與一般的基礎(chǔ)理論課程特點不同，是以學(xué)生理論聯(lián)系實際能力、動手能力、綜合分析問題能力及創(chuàng)新能力為培養(yǎng)目標(biāo)的。考試作為教學(xué)的一個重要環(huán)節(jié)，是對學(xué)生學(xué)習(xí)狀況進(jìn)行必要檢查的手段，因此在考試環(huán)節(jié)中應(yīng)該體現(xiàn)課程的培養(yǎng)目標(biāo)。實際教學(xué)中，針對微機原理與接口技術(shù)課程的特點，對考試形式、考試內(nèi)容進(jìn)行了相應(yīng)的改革，對考核模式也有相應(yīng)調(diào)整，學(xué)期成績由平時成績和期末成績兩部分組成，其中平時成績占40%，包含出勤、筆記、作業(yè)、上課的狀況、實驗和小論文的完成情況、實驗報告、期中測試等；期末成績占60%，來自期末考試的卷面成績（閉卷筆試），做到全面、綜合考察學(xué)生對本課程的掌握和理解情況，利用理論知識分析問題、設(shè)計問題并解決問題的能力。

目前我們針對課程的教學(xué)大綱制定考試大綱，對教學(xué)體系進(jìn)行系統(tǒng)化說明，對各知識點在章節(jié)中所占比例進(jìn)行分配，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，建設(shè)試題庫，難易程度分為簡單、一般、復(fù)雜，題型做到多樣化，有填空、選擇、判斷、讀程序、編程、接口設(shè)計等，為后續(xù)考教分離做準(zhǔn)備，從根本上改變學(xué)生的“要我學(xué)”為“我要學(xué)”的狀態(tài) ，全面調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高學(xué)生的動手能力、理論聯(lián)系實際能力及應(yīng)用所學(xué)理論分析問題和解決問題的能力。

5 結(jié)束語

通過微機原理與接口技術(shù)課程的教學(xué)改革與實踐，我們深刻認(rèn)識到只有不斷進(jìn)行教學(xué)改革才能不斷提高教學(xué)質(zhì)量，教學(xué)改革是一個長期的不斷探索，不斷完善的過程。本文通過作者自身的教學(xué)實踐，提高了教學(xué)質(zhì)量，改善了教學(xué)效果，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率，充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性、創(chuàng)新性，培養(yǎng)應(yīng)用型的高素質(zhì)人才，保證本課程持續(xù)不斷地向前發(fā)展，也為后續(xù)精品課程的建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。

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20世紀(jì)70年代大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展促生了第一臺微型計算機，至今，微型計算機技術(shù)在短短三四十年的時間里已不可動搖地發(fā)展成為計算機技術(shù)領(lǐng)域的一個重要的分支，廣泛深入地滲透到工業(yè)控制、儀器儀表、消費產(chǎn)品、汽車、辦公自動化和通信等領(lǐng)域，從微控制器的品種、結(jié)構(gòu)、功能、性能、價格、生產(chǎn)工藝到開發(fā)方式等都以迅猛的勢頭快速發(fā)展。這無疑對微型計算機人才的適應(yīng)性提出了更高的要求。高校開設(shè)的“微機原理與接口技術(shù)”是電子、自動化、通信、計算機相關(guān)專業(yè)一門理論與實踐聯(lián)系很強的專業(yè)基礎(chǔ)課程，具有很高的實用價值，起到承上啟下的重要作用，其教學(xué)質(zhì)量的好壞直接影響著學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)與提高。為了更好地滿足社會和企業(yè)對具有高技能應(yīng)用型人才的要求，減輕教師教學(xué)的壓力，結(jié)合自身教學(xué)和實踐，談幾點體會和改革的新思路。

一、安排好合理的教學(xué)計劃

“微機原理與接口技術(shù)”課程一般安排在大學(xué)二年級下學(xué)期或三年級上學(xué)期，由于內(nèi)容多、難度大，初次接觸微機的大多數(shù)學(xué)生對其缺乏正確的認(rèn)知，其心理上對之有一定的畏懼，所以制訂的授課計劃應(yīng)重點突出、層次分明、由淺入深循序漸進(jìn)。

1.重點突出、層次分明

從目前的教學(xué)培養(yǎng)方案來看，“微機原理與接口技術(shù)”課程的學(xué)時一般為60～70學(xué)時。在課時這么少的情況下要完成相對較多的內(nèi)容，安排講授的重點就應(yīng)放在實用性的理論知識上。為此應(yīng)遵循以下兩個原則：首先是可行性。根據(jù)學(xué)生現(xiàn)有的理論儲備、企事業(yè)現(xiàn)階段對微機人才的要求和學(xué)院相應(yīng)的設(shè)備條件等基礎(chǔ)環(huán)境，將有實用價值的內(nèi)容合理地有重點地安排進(jìn)課程或適度加強。其次是拓展性。為達(dá)到實用性強的特點，在教學(xué)計劃安排過程中，加入對知識縱向和橫向的延伸，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，鼓勵學(xué)生對所學(xué)習(xí)內(nèi)容在實際的應(yīng)用中討論，進(jìn)行更深層次的研究。只有這樣，書本上的知識才能真正成為自己的知識。

2.由淺入深、循序漸進(jìn)

在“微機原理與接口技術(shù)”課程之前學(xué)生已進(jìn)行了大學(xué)物理和電子技術(shù)的學(xué)習(xí)。為了更好地銜接，教師在制訂教學(xué)計劃時應(yīng)從學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過的數(shù)制轉(zhuǎn)換、編碼、存儲器等知識入手逐漸深入到微機原理其他未知的領(lǐng)域，由淺入深地安排好課程計劃，慢慢地培養(yǎng)學(xué)生興趣。如此安排易于學(xué)生接受知識，起到了很好的承接作用。經(jīng)過在集美大學(xué)信息工程學(xué)院、理學(xué)院和誠毅學(xué)院的實踐教學(xué)表明，這樣的課程安排很受學(xué)生歡迎。

二、選擇合適的課堂教學(xué)方法

理工學(xué)科的課程內(nèi)容相對枯燥又難以理解，所以就更加要求理論教學(xué)應(yīng)該針對性地尋求靈活的教學(xué)方法。適合“微機原理與接口技術(shù)”的課堂教學(xué)方法很多，如啟發(fā)式教學(xué)法、漸進(jìn)式教學(xué)法、比較式教學(xué)法、歸納式教學(xué)法等。這些方法綜合應(yīng)用在課堂教學(xué)中，對教學(xué)質(zhì)量有很好的保證。但針對不同的學(xué)生也必須有各自的側(cè)重方法，才能達(dá)到最佳效果。下面以前兩種方法為例進(jìn)行探討。

1.啟發(fā)式教學(xué)

理工課程內(nèi)容的嚴(yán)謹(jǐn)性很容易造成課堂氛圍沉悶，形成填鴨式的教師一言堂。例如信息工程學(xué)院的學(xué)生特點是入學(xué)成績好，基礎(chǔ)知識比較扎實，但缺點是思維不夠活躍，最容易形成死氣沉沉的課堂。如何在教學(xué)中調(diào)動學(xué)生積極性，是改善課堂氛圍、提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果的重要環(huán)節(jié)。所以針對信息工程學(xué)院的學(xué)生，更合適較多地采用啟發(fā)式教學(xué)，以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)熱情與興趣，促進(jìn)學(xué)生個性發(fā)展。這就要求在教學(xué)中根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的鋪展由表及里循序漸進(jìn)地不斷引出問題，啟迪學(xué)生去思考、分析問題，直到提出解決問題的方法或途徑。比如在教授算術(shù)運算指令時，首先引導(dǎo)學(xué)生回憶標(biāo)志寄存器的結(jié)構(gòu)和數(shù)制計算時的補碼運算，在此基礎(chǔ)上再仔細(xì)講解算術(shù)運算類指令的功能。有了良好的理論基礎(chǔ)，再舉一例題：十進(jìn)制轉(zhuǎn)十六進(jìn)制的轉(zhuǎn)換程序，用傳統(tǒng)的順序結(jié)構(gòu)算法詳盡地講解轉(zhuǎn)換的過程。下一步就是引導(dǎo)學(xué)生思考傳統(tǒng)算法的不足，有的學(xué)生就提出計算太繁復(fù)、結(jié)構(gòu)不合理，于是更深地引導(dǎo)如何解決這個問題，要求學(xué)生通過課堂練習(xí)、課后作業(yè)或上機實驗完成新的計算程序。反饋的結(jié)果是有的學(xué)生選擇使用循環(huán)結(jié)構(gòu)、有的選擇過程調(diào)用，都大大地簡化了轉(zhuǎn)換程序，達(dá)到了預(yù)期的效果。最后引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用后續(xù)的宏或中斷的知識完成相應(yīng)的編程，進(jìn)一步拓展學(xué)生思路，為學(xué)習(xí)后續(xù)的知識打下伏筆。

啟發(fā)式教學(xué)強調(diào)學(xué)生是教學(xué)的主體，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。教師要淡化標(biāo)準(zhǔn)答案，鼓勵學(xué)生多向思維，弱化思維定勢。“微機原理與接口技術(shù)”教學(xué)中針對信息工程學(xué)院的學(xué)生采用啟發(fā)式教學(xué)，利用學(xué)生相對比較扎實的理論知識為基礎(chǔ)，對學(xué)生的疑問不作正面回答，啟發(fā)學(xué)生獨立思考，培養(yǎng)學(xué)生獨立解決問題的能力，發(fā)揚教學(xué)民主，用問題引導(dǎo)學(xué)生順應(yīng)教師的思路不斷思考，主動分析問題，找到問題所在并最終找到解決辦法。

2.漸進(jìn)式教學(xué)法

漸進(jìn)式教學(xué)法是指利用已有的知識作為新知識的基礎(chǔ)和階梯，靈活利用知識點之問的橫向關(guān)聯(lián)和縱向?qū)哟危蓽\入深、由易到難、循序漸進(jìn)的教學(xué)方法。此方法在實踐中主要針對集美大學(xué)誠毅學(xué)院的學(xué)生，他們的特點是思維活躍、富有個性，但是基礎(chǔ)知識相對薄弱。例如在講解存儲器時先是從上學(xué)期學(xué)生剛剛學(xué)過的觸發(fā)器入手，進(jìn)入到由觸發(fā)器構(gòu)成的存儲器單元，將新知識鋪墊在學(xué)生已有的知識結(jié)構(gòu)上，有了這個基礎(chǔ)再進(jìn)一步講解CPU對存儲器的組織、如何尋址，學(xué)生自然而然進(jìn)入所授新知識的環(huán)境中。這樣由淺入深，層層遞進(jìn)，符合認(rèn)知規(guī)律，有利于學(xué)生系統(tǒng)全面地理解學(xué)習(xí)內(nèi)容。

三、改革傳統(tǒng)的實驗?zāi)Ｊ?/p>

在以往的實驗教學(xué)中，實驗內(nèi)容往往以驗證理論知識為主要目的，這樣安排旨在讓學(xué)生通過實驗課程加深對理論知識的記憶和理解，使實驗教學(xué)成為課堂教學(xué)的有限延伸。在實驗課中，學(xué)生用統(tǒng)一的模式，無法將自己的創(chuàng)造性想法和實驗課程結(jié)合起來，也無法靈活地將所學(xué)的理論知識和實驗內(nèi)容結(jié)合起來。由于實驗內(nèi)容和課堂教學(xué)內(nèi)容過多重復(fù)，無法激發(fā)學(xué)生對實驗課程的興趣；理論驗證性實驗過多，學(xué)生也很難去真正地思考、分析問題，失去了提高動手能力的機會。改變傳統(tǒng)實驗過程中以驗證性為主的實驗?zāi)Ｊ剑岳碚擈炞C為基礎(chǔ)，增加實驗的拓展性、挑戰(zhàn)性和綜合性，真正達(dá)到讓學(xué)生在實驗環(huán)節(jié)中提高動手能力、鍛煉思維能力的目的。

1.改驗證性實驗為引導(dǎo)性的試驗

教師僅提供實驗?zāi)康暮鸵螅赋鰧嶒灥姆较颍瑢W(xué)生提前到圖書館或者網(wǎng)上查閱相關(guān)資料，設(shè)計實驗方案，編寫相關(guān)的流程圖和預(yù)習(xí)程序。在實驗中的任務(wù)是發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，最后得到實驗結(jié)果。學(xué)生應(yīng)根據(jù)自己的實驗過程撰寫實驗報告，重要的環(huán)節(jié)是報告中一定要包括實驗中各自遇到的問題，解決方案是什么；如果最終也未能解決問題，要分析原因并考慮可能的解決方案。同時教師也可以組織學(xué)生交流，分組討論，對各組實驗結(jié)果與報告展開分析，從而提高學(xué)生的研究能力和科學(xué)實驗?zāi)芰Α?/p>

2.加強參與實踐的積極性

為了充分調(diào)動學(xué)生的積極性和主觀能動性，實踐中還引入激勵機制。每一個能提前完成實驗任務(wù)的學(xué)生都有機會從教師那里隨機的得到一道拓展性的題目，這個題目是教師根據(jù)學(xué)生前面完成任務(wù)的具體情況、遇到的問題和存在的不足或是希望其在某一方面有更深的思考而針對性地提出新任務(wù)，是本次試驗的鞏固和延伸。等學(xué)期結(jié)束后進(jìn)行統(tǒng)計，完成拓展任務(wù)多的學(xué)生就有機會實驗考試免試。由于新任務(wù)是學(xué)生主動要求的，再加上激勵機制，故學(xué)生積極性非常高，解決問題的主動性很強，收獲也更大。

3.充分利用好課外時間

篇（5）

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1672-5913 (2007) 24-0008-02

在計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的課程體系中，無論是專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課還是專業(yè)選修課，基本可以分為兩條主線：一是軟件課程體系；另一個就是硬件課程體系。一般來說，計算機軟件課程在計算機專業(yè)中基本能夠得到重視和加強。而計算機硬件課程體系相對比較薄弱。隨著電子技術(shù)和社會經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，計算機科學(xué)與技術(shù)與電子科學(xué)技術(shù)相互滲透和融合、硬件軟件化和軟件硬件化日益普遍，尤其是ARM、SOC、SOPC等技術(shù)的出現(xiàn)，計算機軟、硬件的融合日益顯著和成熟，加強計算機硬件課程的建設(shè)、硬件課程體系及新的實驗平臺的建設(shè)顯得越來越重要和必要。

1計算機硬件課程教學(xué)思路的改革

計算機硬件課程包括：數(shù)字邏輯電路設(shè)計、計算機組成原理、微機原理與接口技術(shù)、計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、單片機原理與應(yīng)用、嵌入式系統(tǒng)、計算機維護(hù)、EDA技術(shù)等。傳統(tǒng)的計算機硬件課程主要任務(wù)是講授計算機的工作原理，以配合計算機軟件課程的教學(xué)。而技術(shù)的發(fā)展需要軟硬結(jié)合、軟件硬件化或交融，硬件課程教學(xué)的任務(wù)不但要學(xué)生了解計算機結(jié)構(gòu)、原理，而且要用硬件描述語言進(jìn)行部件及應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計。結(jié)合軟件知識，能夠設(shè)計計算機應(yīng)用系統(tǒng)，尤其是嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用日益普及，應(yīng)用范圍迅速擴大，要培養(yǎng)學(xué)生綜合設(shè)計能力。除此以外，計算機的維護(hù)也是學(xué)生能力的培養(yǎng)的一個方面。

本教學(xué)成果是對計算機硬件課程進(jìn)行體系改革及教學(xué)內(nèi)容的梳理，確定硬件課程系列中基礎(chǔ)層、系統(tǒng)層、應(yīng)用層分別要講授的知識和學(xué)生應(yīng)該掌握的能力，以及各層之間的銜接和關(guān)聯(lián)的內(nèi)容，如圖1所示。制定教學(xué)大綱、實驗大綱、課程設(shè)計大綱等教學(xué)文件，教改項目的研究，教材、實驗指導(dǎo)書編寫，實驗室建設(shè)。教案、多媒體課件的制作。

圖1 計算機硬件課程結(jié)構(gòu)

在基礎(chǔ)層，主要是“數(shù)字邏輯電路設(shè)計”課程的建設(shè)，從99年開始對該課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了改革，編寫出版了教材，引入可編程器件、ABEL語言，改造實驗設(shè)備，在2001年獲得江蘇省教學(xué)成果二等獎。2002年該課程獲得江蘇省二類優(yōu)秀課程。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行梳理，配合計算機組成原理的課程改革，將硬件描述語言從ABEL改為VHDL，引入FPGA技術(shù)的介紹及實驗項目，又更新了實驗設(shè)備，在2004年重修編寫出版了教材和編寫了實驗指導(dǎo)書。主要思路是讓學(xué)生掌握數(shù)字電路的基本知識和現(xiàn)代設(shè)計方法，能夠設(shè)計一般的數(shù)字邏輯部件及簡單的數(shù)字系統(tǒng)。所以在課程結(jié)束后安排了1.5周的課程設(shè)計，學(xué)生可以在FPGA芯片上運用VHDL語言設(shè)計如電子鐘、交通燈控制器、電梯控制器等簡單的數(shù)字系統(tǒng)。

在系統(tǒng)層，該層有“計算機組成原理”、“微機原理與接口技術(shù)”、“系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”。其中“計算機組成原理”課程是最主要的硬件課程，該課程一直是我們教研教改的重點。采用多媒體、網(wǎng)絡(luò)等多種教學(xué)方式，課件文字精煉、圖文結(jié)合、動畫豐富、重點突出，培養(yǎng)學(xué)生自我學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)的能力。實踐教學(xué)中突出設(shè)計能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。采用基于FPGA的實驗設(shè)備，通過設(shè)計與教材緊密結(jié)合的實驗教材和課程設(shè)計教材，形成了完整的相關(guān)課程教材系列，連貫性好。著重訓(xùn)練學(xué)生的設(shè)計能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新思維。該課程在2006年被評為江蘇大學(xué)一類精品課程。課程的教學(xué)主頁(/subject/zcyl/)上的教學(xué)文檔、資料、課件、實驗指導(dǎo)等齊全。“微機原理與接口技術(shù)”課程原來以從16位CPU的機型講授，根據(jù)目前技術(shù)的發(fā)展，改成以32位CPU的機型講授，并且在2005年更新了實驗設(shè)備和實驗指導(dǎo)書。

在應(yīng)用層，由前二層主要課程的課程設(shè)計及專業(yè)選修課、綜合課程設(shè)計組成，主要在3個方面的應(yīng)用：數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計，運用硬件描述語言設(shè)計計算機接口及整個應(yīng)用系統(tǒng)，如“EDA技術(shù)”；計算機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計，包括硬件電路、應(yīng)用軟件。“單片機應(yīng)用”、“嵌入式系統(tǒng)”課程就是培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)設(shè)計能力，單片機教學(xué)采用了C8051F系列單片機芯片，他是在系統(tǒng)編程的SOC(system of chip)芯片， 編寫出版了專門的教材、設(shè)計了專用的實驗設(shè)備、編制了實驗指導(dǎo)書。“嵌入式系統(tǒng)”也專門定制了ARM7、ARM9、ARM10的試驗設(shè)備和編寫了實驗指導(dǎo)書；另外一個方面就是計算機的維護(hù)，根據(jù)目前的教學(xué)條件，開辟了專用的計算機維修實驗室，面向全校開設(shè)了計算機維護(hù)的選修課，2005年編寫出版了計算機維護(hù)的專用教材。

2特色教材建設(shè)

在明確了硬件課程教學(xué)目的和思路的基礎(chǔ)上，開展相關(guān)課程的教材建設(shè)，組織課程自編教材與選用精品教材相結(jié)合，近幾年出版了4本教材，由于大多數(shù)“數(shù)字邏輯”方面的教材是重點講授數(shù)字電路原理，作為后續(xù)課程的技術(shù)基礎(chǔ)。所有我們組織力量編寫了《數(shù)字邏輯電路設(shè)計》教材，增加了硬件描述語言的設(shè)計方法、在系統(tǒng)可編程器件的技術(shù)，精簡了傳統(tǒng)的設(shè)計部分，99年在東南大學(xué)出版所出版，2004年進(jìn)行了修改，增加了VHDL硬件描述語言的設(shè)計內(nèi)容、FPGA器件的內(nèi)容以及VHDL語言設(shè)計數(shù)字系統(tǒng)的實例，在清華大學(xué)出版社出版，已經(jīng)三次印刷，在全國范圍的高校中得到使用。在“單片機原理及應(yīng)用”課程的教材方面，由于目前我們使用了最新的片上系統(tǒng)(SOC)型的單片機進(jìn)行教學(xué)、實驗，所有實驗內(nèi)容均可以直接運用到實際的工程項目中，傳統(tǒng)的單片機教材已不能滿足要求，2004年參編了《單片機原理與應(yīng)用》，由機械工業(yè)出版社出版，加進(jìn)了部分內(nèi)容。我們自己又編寫了合適教學(xué)要求的教材《C8051F單片機原理及應(yīng)用》，2006年在中國電力出版社出版。由于計算機技術(shù)發(fā)展太快，“計算機維護(hù)”課程一直沒有合適的教材，我們組織編寫了《計算機系統(tǒng)高級維護(hù)教程》，2005年在中國科技大學(xué)出版社出版。

3開放實驗平臺建設(shè)

2004年獲得中央與地方共建高校實驗室建設(shè)項目“計算機基礎(chǔ)實驗室建設(shè)”的支持，及時更新了相關(guān)課程的實驗設(shè)備，大部分的實驗設(shè)備都是任課老師根據(jù)技術(shù)的最新發(fā)展提出實驗設(shè)備的功能結(jié)構(gòu)，由廠商定做的。幾款實驗設(shè)備目前已作為該生產(chǎn)廠家的定型產(chǎn)品銷售到很多其他學(xué)校。設(shè)計了實驗項目和實驗內(nèi)容，編寫實驗指導(dǎo)書。2005年省高教所教改項目“開放實驗室信息查詢系統(tǒng)”通過省級鑒定。建設(shè)了實驗教學(xué)網(wǎng)站(202.195.167.4:8080)、教學(xué)專用的ftp，學(xué)生可以隨時隨地獲得教學(xué)資源。改革了學(xué)生做實驗的模式，集體實驗和分散預(yù)約相結(jié)合(學(xué)生可以在任何地點、時間通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入實驗網(wǎng)站進(jìn)行預(yù)約)，提前預(yù)習(xí)實驗內(nèi)容，寫好實驗報告的“靜態(tài)”(實驗項目、實驗原理、內(nèi)容、實驗設(shè)備等等)部分后，再到實驗室開始做實驗，在實驗過程中完成實驗報告的“動態(tài)”(實驗調(diào)試過程、出現(xiàn)的問題、解決方法、實驗結(jié)果、分析等)部分。提高了實驗效果，激發(fā)了學(xué)生實驗興趣。

4結(jié)束語

本文介紹了計算機硬件課程的教學(xué)思路的改革，通過近幾年的實踐，取得了成效。建立了老中青的課程教師梯隊，備課，出卷、改卷，有一支過硬的、每人能任2門以上主要硬件課程的主講教師隊伍。硬件課程中有2門獲省級2類優(yōu)秀課程，一門獲校級一類優(yōu)秀課程，有3項教研項目通過省級鑒定，多項相關(guān)科研項目通過省級鑒定并獲得省、市級科技進(jìn)步獎。獲得多項校級教案、教學(xué)質(zhì)量、優(yōu)秀教師、講課比賽等獎項。出版教材4部，發(fā)表教研教改論文12篇。有2名本教學(xué)成果成員指導(dǎo)的07屆學(xué)生，所做的硬件應(yīng)用的畢業(yè)設(shè)計論文被評為校優(yōu)秀論文。

作者簡介：

鮑可進(jìn)(1958-)，男，江蘇靖江人，副教授。研究方向：嵌入式計算與應(yīng)用

通信地址：江蘇鎮(zhèn)江學(xué)府路301號 江蘇大學(xué)計算機學(xué)院。郵編212013

篇（6）

1中小學(xué)計算機教育開始步人正軌。根據(jù)教育部的規(guī)定和部署，計算機文化基礎(chǔ)教育應(yīng)在中學(xué)階段完成。因此，大學(xué)計算機基礎(chǔ)知識的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)實施“非零起點”教育。

2社會信息化不斷向縱深發(fā)展，各行各業(yè)的信息化進(jìn)程不斷加速。電子商務(wù)、電子政務(wù)、數(shù)字化校園、數(shù)字化圖書館等已向我們走來。

3社會用人單位對大學(xué)畢業(yè)生在計算機能力方面的要求與日俱增，較強的計算機的應(yīng)用能力已成為大學(xué)畢業(yè)生擇業(yè)的必備條件[3]。

4計算機技術(shù)愈來愈多地融入了各專業(yè)科研工作和專業(yè)課的教學(xué)中。不同的專業(yè)對學(xué)生的計算機應(yīng)用能力也有了更高和更加具體的要求[3]。

因此，高校計算機基礎(chǔ)教育教學(xué)工作應(yīng)當(dāng)如何展開?種類繁多的非計算機專業(yè)的授課內(nèi)容如何確定?適應(yīng)不同專業(yè)要求的計算機知識結(jié)構(gòu)如何調(diào)整?這些均有待我們進(jìn)一步研究。

二、計算機基礎(chǔ)教育知識結(jié)構(gòu)的專業(yè)異同性

高等學(xué)校的計算機教育可以分為兩類：一種是面向計算機專業(yè)的學(xué)科教育即計算機專業(yè)教育，另一種是面向全體大學(xué)生的計算機教育，也就是計算機基礎(chǔ)教育。

在教學(xué)實踐中，我們應(yīng)該注意到非計算機專業(yè)與計算機專業(yè)具有共性的一面，又有很大的差別。在教學(xué)內(nèi)容上雖然有一部分重疊，但是不同的專業(yè)學(xué)習(xí)計算機的目的不同、基礎(chǔ)不同，因此，對不同類型的專業(yè)要提出不同的要求，采用不同的教學(xué)方式[4]。

對于大部分文科類專業(yè)來說，學(xué)生學(xué)習(xí)計算機的目的是使用計算機，因此，教學(xué)中應(yīng)當(dāng)要求學(xué)生熟練掌握各種相關(guān)軟件的使用，以及對計算機應(yīng)用技術(shù)的簡單了解。對于非計算機專業(yè)的理工科學(xué)生來說，在此基礎(chǔ)上還要學(xué)習(xí)一些應(yīng)用基礎(chǔ)知識，如程序設(shè)計等等，從而可以結(jié)合自己本專業(yè)領(lǐng)域來應(yīng)用計算機。而對于計算機專業(yè)的學(xué)生來說，全面、系統(tǒng)地掌握計算機的專業(yè)理論知識是必需的，因此在計算機基礎(chǔ)教育上的要求也會更嚴(yán)格。計算機基礎(chǔ)教育知識結(jié)構(gòu)的專業(yè)異同性主要體現(xiàn)如下：

1計算機專業(yè)的學(xué)生對同一門課的認(rèn)識可能會有比較大的出入；而非計算機專業(yè)的學(xué)生對同一門課的認(rèn)識基本一致。例如計算機專業(yè)的學(xué)生對計算機概論的認(rèn)識，一年級學(xué)生認(rèn)為較為重要的知識點如機器指令和匯編、系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件、計算機網(wǎng)絡(luò)等，而二年級的學(xué)生卻認(rèn)為都不重要。

2無論是計算機專業(yè)還是理工科非計算機專業(yè)學(xué)生，學(xué)生普遍認(rèn)為程序設(shè)計中最重要的知識點是指針。這和我們教學(xué)使用的編程語言有很大關(guān)系，因為目前教學(xué)實踐中程序設(shè)計采用的入門語言一般是C/C++，而C/C++中指針功能強大但是不容易掌握，所以多數(shù)學(xué)生認(rèn)為指針是程序設(shè)計中最重要的知識點。

3計算機專業(yè)和非計算機專業(yè)的學(xué)生仍認(rèn)為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中最重要的知識點是快速排序、二叉樹、二叉樹的遍歷、圖的遍歷、最短路徑、B樹/B+樹等，這基本上和我們教學(xué)中重點講述的內(nèi)容一致。

4文科學(xué)生對動畫的處理、演示文稿的制作、文字處理軟件的功能和用法、計算機安全與犯罪的有關(guān)常識最感興趣，而對計算機文化與信息化社會、與計算機應(yīng)用相關(guān)的道德與法規(guī)介紹、計算機的概念和發(fā)展史、軟件與知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)、計算機中的信息表示、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與遠(yuǎn)程教育等內(nèi)容沒有很大興趣。

5對于理工類非計算機專業(yè)的學(xué)生來說，他們需要結(jié)合自己的專業(yè)，應(yīng)用計算機技術(shù)開展工作。如計算機技術(shù)應(yīng)用于自動控制，計算機與通信技術(shù)的結(jié)合，計算機輔助設(shè)計，等等。

三、構(gòu)建與專業(yè)相關(guān)的計算機基礎(chǔ)教育的課程體系

在調(diào)整與專業(yè)適應(yīng)的計算機基礎(chǔ)教育知識結(jié)構(gòu)的教學(xué)實踐工作中，針對學(xué)生特點和師資情況，湖南工程學(xué)院制定出了計算機基礎(chǔ)教學(xué)課程體系。本著以應(yīng)用為主，重功能、輕原理，并根據(jù)學(xué)生的具體情況而建立[5]。該校將計算機基礎(chǔ)課程改革與建設(shè)定位在培養(yǎng)計算機應(yīng)用人才上，注重培養(yǎng)學(xué)生的信息處理能力，和學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)中運用計算機的能力。新的課程體系初步方案包括以下幾個方面：

1計算機應(yīng)用基礎(chǔ)。將“計算機文化基礎(chǔ)”定位為“計算機應(yīng)用基礎(chǔ)”，并特別側(cè)重于實踐教學(xué)。計算機操作主要針對計算機基礎(chǔ)比較薄弱的學(xué)生開設(shè)，所有的學(xué)生通過相應(yīng)的測試，可以獲得1個學(xué)分。課程主要包括微機操作系統(tǒng)Windows和Office系列辦公軟件的使用。由課程小組指定參考書、編制實驗指導(dǎo)書，采用學(xué)生上機自學(xué)、計算中心或計算機基礎(chǔ)實驗室教師輔導(dǎo)和考試的教學(xué)方式。

2軟件基礎(chǔ)課程。高級語言程序設(shè)計：原則上建議理工科學(xué)生必修C語言或VB，文科學(xué)生必修VFP或VB。同時，還規(guī)定開設(shè)了相應(yīng)語言的課程設(shè)計，讓學(xué)生對程序設(shè)計有更深刻的理解和運用能力。

數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)：分別為文科和理工科學(xué)生開設(shè)。建議文科學(xué)生開設(shè)基于Access的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用，而理工科學(xué)生開設(shè)基于SQLServer的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用課程。

3硬件基礎(chǔ)課程。該類課程包括計算機硬件基礎(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用課程。計算機硬件基礎(chǔ)根據(jù)不同的專業(yè)按四個層次開設(shè)。這些課程相對獨立，其授課對象主要為理工科學(xué)生。

微機組成原理：以計算機組成原理為主要教學(xué)內(nèi)容介紹計算機原理和接口技術(shù)，主要強調(diào)系統(tǒng)的外特性，讓學(xué)生掌握和了解一般的計算機硬件基礎(chǔ)知識，該課程適合一般工科學(xué)生。

微機接口技術(shù)：以接口技術(shù)為主要教學(xué)內(nèi)容介紹計算機原理和接口技術(shù)，讓學(xué)生能夠自己完成各種外設(shè)的連接。

嵌入式技術(shù)：以接口和嵌入式技術(shù)為主要教學(xué)內(nèi)容介紹計算機原理，讓學(xué)生能夠根據(jù)自己的應(yīng)用需求使用控制芯片。

數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)：以現(xiàn)代硬件描述語言和平臺為基礎(chǔ)介紹數(shù)字邏輯描述、硬件描述語言和控制芯片，讓學(xué)生可以按照自己的需求生成數(shù)字電路芯片。該教學(xué)內(nèi)容適合電控專業(yè)的學(xué)生。

計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用：分別為文、理工科學(xué)生開設(shè)。面向文科學(xué)生的教學(xué)主要介紹網(wǎng)頁制作和網(wǎng)站的一般知識；面向理工科學(xué)生的教學(xué)主要介紹組網(wǎng)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及少量的網(wǎng)頁制作技術(shù)。

4數(shù)字媒體及工程設(shè)計。該類課程適合工程類專業(yè)學(xué)生，如機械、建筑、應(yīng)用數(shù)學(xué)、電工專業(yè)學(xué)生。這類課程有：平面設(shè)計及Photoshop、三維動畫設(shè)計及3DSMAX和計算機輔助設(shè)計及AutoCAD。

四、結(jié)束語

目前大部分高校都設(shè)有計算機專業(yè)與非計算機專業(yè)的計算機基礎(chǔ)教學(xué)和專業(yè)教學(xué)，由于各自的教學(xué)對象不同，其教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容不同。他們大多形成了教學(xué)基本分離狀念，這種情況對于學(xué)校的計算機應(yīng)用教育、專業(yè)發(fā)展、專業(yè)間的溝通與融合是不利的[6]。湖南工程學(xué)院統(tǒng)籌學(xué)校的計算機教學(xué)資源，將全校的計算機教育作為一個整體來研究，并在此基礎(chǔ)上統(tǒng)籌規(guī)劃、協(xié)調(diào)組織，為融入各專業(yè)的計算機課程構(gòu)筑一個良好的平臺。

當(dāng)前，學(xué)生希望計算機應(yīng)用課程能包含較全面的概念、先進(jìn)的應(yīng)用技術(shù)，并從中學(xué)到實實在在的應(yīng)用技能。在一些專業(yè)中，該校注重計算機教學(xué)更加貼近專業(yè)適應(yīng)社會，如藝術(shù)、建筑、工業(yè)設(shè)計、生物等。不同專業(yè)的人才培養(yǎng)計劃、教學(xué)大綱、實驗教學(xué)大綱都是由計算機和專業(yè)課老師共同規(guī)劃并具有專業(yè)特色。

實踐證明，湖南工程學(xué)院為適應(yīng)不同專業(yè)對計算機知識、能力的不同要求，根據(jù)不同專業(yè)的專業(yè)要求調(diào)整授課內(nèi)容，注重培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)計算機知識解決本專業(yè)領(lǐng)域問題的方法，這種模式成效明顯、效果良好。

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[摘要]高校非計算機專業(yè)的計算機基礎(chǔ)教育是高等教育中的重要組成部分。本文以湖南工程學(xué)院為例，通過對計算機基礎(chǔ)教育知識結(jié)構(gòu)的專業(yè)差異性的分析，提出了與專業(yè)相關(guān)的計算機基礎(chǔ)教育的課程設(shè)置。實踐結(jié)果表明，專業(yè)相關(guān)的計算機基礎(chǔ)教育，對培養(yǎng)既掌握專業(yè)領(lǐng)域知識，又能熟練使用計算機的復(fù)合型人才具有良好的效果。

篇（7）

中圖分類號：G642文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-3044(2008)32-1158-02

Principles of Microcomputer and Interface Teaching Method are Discussed

ZHAO Jian-heng, MENG Fei

(School of Photoelectronic Engineering, Changzhou Institute of Technology, Changzhou 213002, China)

Abstract: It is very important that principles of microcomputer and interface course teaching in a college of engineering. From the character and characteristic of course, the papers suggested that theory contacts reality, traditional teaching methods and advanced teaching methods combined, the laboratory to play the important role of teaching, focus on capacity training, to diversify the teaching and assessment methods.

Key words: teaching method; principles of microcomputer; interface

1 引言

微機原理與接口是一門理論性與實踐性都非常突出的，在工科院校中，計算機、自動控制、機電一體化及測控技術(shù)等多個專業(yè)學(xué)生必修的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是所有與信息學(xué)科相結(jié)合的各相關(guān)專業(yè)后繼課程學(xué)習(xí)的重要基石之一。通過該課程的教學(xué)，應(yīng)該使學(xué)生具備能夠利用微處理器件進(jìn)行相關(guān)硬件電路設(shè)計與軟件程序開發(fā)的能力，其教學(xué)效果直接影響到學(xué)生后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。教師的教學(xué)方法與手段直接影響教學(xué)的效果，教學(xué)方法恰當(dāng)、手段適宜，無疑將收到事半功倍良好效果，同時還有助于學(xué)生對知識的系統(tǒng)理解和掌握，最大程度克服學(xué)生畏難與厭學(xué)的心理。這無疑對課程的教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方法的研究與探索提出了較高的要求。

2 課程的主要教學(xué)內(nèi)容與特點

目前我國高等院校中與信息學(xué)科相結(jié)合的各相關(guān)專業(yè)是將微機原理與接口課程作為專業(yè)基礎(chǔ)課來組織教學(xué)的，多數(shù)以Intel 8086/8088微處理器為主要講授對象。其主要教學(xué)內(nèi)容包括：計算機硬件結(jié)構(gòu)、匯編語言程序設(shè)計及接口技術(shù)三大組成部分。

課程的特點表現(xiàn)在：理論性強，概念抽象，難以把握；實踐性強，實際應(yīng)用能力要求高。并且實際應(yīng)用能力的提高，又取決與對抽象概念的理解與把握能力，較強的應(yīng)用能力又能促進(jìn)抽象概念的理解。這樣抽象概念與應(yīng)用能力相互交織，對教師的教學(xué)與學(xué)生的學(xué)習(xí)都極具挑戰(zhàn)。

為了取得良好的教學(xué)效果，在教學(xué)中，應(yīng)該不斷通過改革與實踐，研究和探索各種有利于調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，提高教學(xué)質(zhì)量，夯實學(xué)生的專業(yè)技能基礎(chǔ)，提高學(xué)生在市場經(jīng)濟條件下的競爭實力的方法。

3 把握課程特點，尋找教改突破口

鑒于微機原理與接口課程在教學(xué)中的性質(zhì)與地位，以及理論性與實踐性兼?zhèn)涞慕虒W(xué)特點，不僅是能使學(xué)生掌握微機基本原理與接口技術(shù)，而且還能培養(yǎng)學(xué)生分析和解決接口電路設(shè)計能力的一個有效的教學(xué)環(huán)節(jié)，其教學(xué)活動在整個教學(xué)過程中起到了一個承前啟下的作用。

因此，本課程對計算機語言、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、以及各種數(shù)制轉(zhuǎn)換等數(shù)學(xué)知識有較高要求。上述相關(guān)課程中涉及到微機原理與接口課程的先修知識點，絕大多數(shù)均為該課程的重點和難點，如果先修課程掌握得不扎實，將直接影響到微機原理與接口課程的教學(xué)效果。

另外，微機原理與接口課程具有軟硬件結(jié)合緊密的特點，內(nèi)容復(fù)雜。與單純的軟件課程或硬件課程相比，教學(xué)難度明顯增大。在教學(xué)過程中，學(xué)生普遍反映該門課程內(nèi)容復(fù)雜、概念抽象、缺乏感性認(rèn)識，難懂、難學(xué)、難運用。教學(xué)效果也難以盡如人意。

根據(jù)課程本身所具有的特點，如何才能達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生扎實的理論知識與良好的解決實際問題的動手能力的教學(xué)目的，應(yīng)該積極調(diào)動教與學(xué)雙方面的因素，共同參與到教學(xué)實踐中，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段，以及激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣等方面進(jìn)行系統(tǒng)全面的探索與改革。

4 聯(lián)系實際加強教學(xué)針對性

微機原理與接口涉及較多的計算機軟硬件知識，在實際中有很大用途。可以考慮在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計時，應(yīng)盡可能的聯(lián)系實際，利用現(xiàn)處于信息化社會的當(dāng)代學(xué)生，能較容易在日常生活中接觸到計算機等信息產(chǎn)品的優(yōu)勢，引導(dǎo)學(xué)生充分了解所學(xué)知識的重要性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

在組織教學(xué)的過程中，一方面，應(yīng)該注意維護(hù)課程教學(xué)體系的完整性，以利學(xué)生自我總結(jié)，從整體上完整把握和理解知識體系；另一方面，應(yīng)將知識點和教學(xué)目標(biāo)的層次與教學(xué)手段相結(jié)合，并充分利用各種媒體盡可能進(jìn)行情境的創(chuàng)設(shè)，充分發(fā)揮各種教學(xué)手段的優(yōu)勢，化繁為簡，化難為易，以利學(xué)生對各知識點的正確理解，并進(jìn)而融會貫通，以致靈活運用，最終提高教學(xué)質(zhì)量。

5 注入式和啟發(fā)―聯(lián)想式相結(jié)合

教學(xué)形式上采取以從單純講授的注入式轉(zhuǎn)變到以講授為主的注入－啟發(fā)－聯(lián)想式的教學(xué)模式。并鼓勵學(xué)生課前預(yù)習(xí)課后復(fù)習(xí)。從單純的教師為主導(dǎo)的課堂教學(xué)向教師講授、啟發(fā)學(xué)生聯(lián)想與學(xué)生自學(xué)、課堂討論相結(jié)合的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變， 即課堂講授――啟發(fā)――思考、自學(xué)――討論――總結(jié)、再講授――實驗驗證――討論總結(jié)。

例如，在講授地址、數(shù)據(jù)、控制三總線結(jié)構(gòu)部分時，在交代清相關(guān)理論知識后，可以要求學(xué)生自己將三總線的數(shù)據(jù)信號管理方式與日常生活中的交通管理方式進(jìn)行比較，引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想較為熟悉的交通道路中運動的機動車、非機動車與行人的分道、分時管理，通過實際生活中的體驗，有效理解三總線的數(shù)據(jù)、信號管理方式以及“地址/數(shù)據(jù)分時復(fù)用”、 “時序”等較生澀難懂的概念；

再如，講授定時器/計數(shù)器 8253A 一章時，在介紹了計數(shù)緩沖器、計數(shù)初始值、重載寄存器等的作用，以及定時器/計數(shù)器的工作原理后，不妨要求學(xué)生將其與人類古老的“沙漏計時方法”的工作原理進(jìn)行比較，學(xué)生自然能夠?qū)⒂嫈?shù)緩沖器與“沙漏”、計數(shù)初始值與“沙”等抽象概念與實際物體一一有機地聯(lián)系起來。

經(jīng)過課堂討論、總結(jié)后，這些既抽象又很實際的相關(guān)概念變得形象、鮮活。不難使學(xué)生正確掌握又記憶深刻。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生自己總結(jié)出各類不同的可編程控制接口芯片，盡管用途不一，大致都有類似的控制使用方法。充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，增加教學(xué)的吸引力。

教學(xué)內(nèi)容上，注意加強教學(xué)內(nèi)容的應(yīng)用環(huán)節(jié)，適當(dāng)選擇一些實際工程應(yīng)用例題，貼近日常生活，加強學(xué)生的分析實際問題、解決實際問題能力的訓(xùn)練。

6 充分發(fā)揮實驗教學(xué)手段的作用， 注重學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)

由于微機原理與接口課程的實踐性很強，課堂講授的內(nèi)容大都較為抽象難于立即消化，掌握起來有一定的難度。因此在教學(xué)活動中，必須根據(jù)課程的進(jìn)度和教學(xué)的需要合理地安排實驗環(huán)節(jié)，并在實驗教學(xué)中重視學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。在實驗中，應(yīng)注意先易后難，軟硬搭配，驗證型實驗與綜合、設(shè)計型實驗相結(jié)合，對日常生活中會碰到的問題，設(shè)計一些較具有實用性的題目 (如利用并行接口 8255A 設(shè)計模擬的交通燈管理系統(tǒng)、定時器/計數(shù)器 8253A 設(shè)置秒表等)。同時安排學(xué)生以小組為單位，努力創(chuàng)造一個相互協(xié)作、相互學(xué)習(xí)的良好氛圍。使學(xué)生能夠根據(jù)實驗中獨立操作的反饋信息（如在實驗操作中碰到的各種問題等），通過學(xué)習(xí)交流，共享整個群體的思維和智慧，從而形成對客觀事物規(guī)律更全面的認(rèn)識，培養(yǎng)解決實際問題的能力。

7 善于激發(fā)學(xué)生的好奇心與學(xué)習(xí)興趣

“興趣是最好的老師”，在教學(xué)過程中，沒有興趣的學(xué)習(xí)只能是教師單向的灌注式學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)的目的成了為完成學(xué)分而不得不為的苦差，沒有任何積極意義，更談不上達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生在掌握基本理論的基礎(chǔ)上，具有較強實際運用能力的教學(xué)目標(biāo)了。

有經(jīng)驗的教師不難發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在開始學(xué)習(xí)微機原理與接口課程之前，一般都有實際操作微型計算機的經(jīng)驗，多少具備一些計算機的基礎(chǔ)知識，尤其是計算機軟件方面的知識。對計算機的硬件結(jié)構(gòu)以及工作原理方面的知識，既好奇，又有些敬畏，對即將開始的學(xué)習(xí)往往躍躍欲試。

作為教師，應(yīng)該善于保護(hù)學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容的好奇心，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。使學(xué)生不至于一開始就攪入繁雜抽象的概念中無力自拔，迅速消退進(jìn)一步學(xué)好的積極性。

講解知識的切入點上應(yīng)該盡可能由淺入深，在講清“是什么”的基礎(chǔ)上，側(cè)重“為什么”，使學(xué)生更好地把握各知識點間的內(nèi)在邏輯關(guān)系。在把握基本理論知識的基礎(chǔ)上，側(cè)重實際運用能力。例如，在學(xué)習(xí)CPU芯片各引腳部分時，應(yīng)該側(cè)重到具體有什么用途，怎么使用。

盡可能利用多媒體教學(xué)等現(xiàn)代教學(xué)手段，通過視頻、音頻、圖像、動畫等，使抽象的知識具體化、形象化，利于學(xué)生生動、有效地掌握。在習(xí)題課中，利用多媒體投影設(shè)備，對學(xué)生典型匯編程序習(xí)題進(jìn)行分析、討論、講解也能收到極好的教學(xué)效果。

8 考核方式多樣化

在我國現(xiàn)行的教育體制中，考試乃是督促學(xué)生學(xué)習(xí)、檢驗學(xué)習(xí)成果、檢查與評價教師教學(xué)效果的一種重要手段。近年來，隨著高等學(xué)校教學(xué)改革工作的進(jìn)一步深入，針對傳統(tǒng)的考核方法，不利于素質(zhì)教育的種種弊端，在考核改革方面進(jìn)行了大量有益的探索與實踐。

強調(diào)變應(yīng)試教育為素質(zhì)教育，注重培養(yǎng)和考核學(xué)生的實踐應(yīng)用能力和突破、創(chuàng)新意識，對改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方法和思維方式起到舉足輕重的作用。加大平時考核力度（包括日常出勤、習(xí)題作業(yè)和課堂表現(xiàn)等）。考核形式多樣化（采取開卷與閉卷，小論文與大作業(yè)、期末考試與平時考查、實驗成績相的多種方式）。側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生對知識的理解能力、綜合應(yīng)用能力和解決問題的實踐能力的要求，能促使學(xué)生認(rèn)真對待學(xué)習(xí)，有效杜絕考試突擊的現(xiàn)象。

9 結(jié)束語

雖然培養(yǎng)學(xué)生的綜合實踐能力是一個長期和復(fù)雜的過程，需要不斷積累經(jīng)驗，進(jìn)一步完善方法和措施。但在教學(xué)實踐中，通過上述方法的綜合運用，使得微機原理與接口課程中原本比較復(fù)雜的知識結(jié)構(gòu)、抽象的名詞概念以及邏輯性較強的知識點變得相對淺顯、更易于理解，便于掌握，從而激發(fā)了學(xué)生們的學(xué)習(xí)熱情，提高了他們對本課程的學(xué)習(xí)積極性，也為他們進(jìn)一步學(xué)好其它的相關(guān)專業(yè)課程打下了良好基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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實驗教學(xué)在對學(xué)生能力培養(yǎng)方面起著理論教學(xué)不可替代的作用，是培養(yǎng)學(xué)生實驗技能、應(yīng)用能力和科學(xué)作風(fēng)的重要環(huán)節(jié)。《微機原理及應(yīng)用》課程是計算機類及大多數(shù)電子類專業(yè)學(xué)生的必修課程。本門課程要求學(xué)生很好地掌握這門課程的內(nèi)容并具備一定的實際電路設(shè)計和編程能力，使學(xué)生在深刻理解計算機軟、硬件關(guān)系及以后的計算機應(yīng)用開發(fā)中打下必要的計算機硬件基礎(chǔ)。傳統(tǒng)實驗內(nèi)容，僅僅是為了配合理論教學(xué)環(huán)節(jié)，主要是驗證理論課教學(xué)的內(nèi)容。傳統(tǒng)實驗教學(xué)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(shù)分類統(tǒng)計，或在實驗箱上按實驗指導(dǎo)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(xué)生了解了課程，但是對于有限的實驗教學(xué)而言，這種教學(xué)的效率不高，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性無法調(diào)動。這種實驗內(nèi)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(xué)和學(xué)生的主體性特點，使實驗成了理論教學(xué)的附屬，更無法滿足應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需求。

一、現(xiàn)狀分析

由于微機原理及應(yīng)用屬于硬件類課程，課程內(nèi)容抽象、枯燥乏味，多數(shù)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低，主動性差。學(xué)生匯編語言基礎(chǔ)差，對匯編語言程序設(shè)計的理解和掌握程度低，直接影響到微機原理和接口技術(shù)課程的教學(xué)。實驗系統(tǒng)老化，大多數(shù)院校采用的均為箱式實驗系統(tǒng)，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(tǒng)中均固化有相應(yīng)的實驗程序，部分學(xué)生實驗時直接調(diào)用程序就可以完成實驗內(nèi)容。實驗項目設(shè)計不合理，實驗中需要學(xué)生動手的地方少，達(dá)不到實驗?zāi)康摹嶒烅椖看蠖酁轵炞C性實驗，缺乏設(shè)計性、綜合性的實驗項目。所用實驗系統(tǒng)與目前微機的發(fā)展使用現(xiàn)狀相距較遠(yuǎn)，未能利用目前通用微機的資源。

二、建立開放實驗教學(xué)模式

實驗室是高等學(xué)校實施素質(zhì)教育、培養(yǎng)本科學(xué)生創(chuàng)新精神與實踐能力的重要基地，實驗室應(yīng)該對學(xué)生開放、為學(xué)生提供實踐學(xué)習(xí)條件。

1.增加實驗室開放時間。傳統(tǒng)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(huán)境下，學(xué)生往往被限制在教師事先設(shè)定好的時間段進(jìn)行實驗，學(xué)生發(fā)揮自身潛能的余地和空間很小。為了讓學(xué)生有更多的自主時間進(jìn)入實驗室，就必須建立開放性的實驗環(huán)境。要允許學(xué)生結(jié)合課程學(xué)習(xí)以及自己的專業(yè)特點、時間安排或興趣愛好提出實驗題目、設(shè)計實驗方案，并可在一個較寬松的實驗環(huán)境內(nèi)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(shè)備利用率，而且能充分發(fā)揮實驗室在實施素質(zhì)教育中的重要作用，為學(xué)生提供自主發(fā)展和實踐鍛煉的空間。

2.開放實驗內(nèi)容。在課程計劃實驗外，實驗內(nèi)容可進(jìn)一步開放。開放的內(nèi)容以適用性、趣味性的實驗項目為主。可以結(jié)合實際，將開放的項目在網(wǎng)上公布，學(xué)生可以選擇自己感興趣的實驗項目并填報申請單，經(jīng)教師同意，實驗室主任審核，學(xué)院備案，便可進(jìn)行。但在進(jìn)行實驗之前，學(xué)生應(yīng)自行查閱相關(guān)資料，并設(shè)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(huán)境有利于學(xué)生個性化發(fā)展，增強他們的自信心。 轉(zhuǎn)貼于

3.學(xué)生自主選題開展項目研究。開放實驗內(nèi)容，可以讓學(xué)生根據(jù)自己的實際情況，選擇老師提供的實驗，鼓勵學(xué)生在此基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展或自主提出課題項目，向?qū)W校或?qū)W院申請立項資助。如學(xué)校組織的大學(xué)生創(chuàng)新計劃項目、全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽及“挑戰(zhàn)杯”等全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽活動。自選課題以不同專業(yè)不同年級的學(xué)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(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，首先教師要有創(chuàng)新意識”，因此在實驗教學(xué)組織中，采用多種形式的教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新性學(xué)習(xí)，通過這些訓(xùn)練，使學(xué)生具備獨立思考、獨立操作與解決問題的能力。

三、實驗內(nèi)容改革

微機原理實驗的主要內(nèi)容是：計算機軟硬件的基本知識和基本設(shè)計方法，計算機軟硬件的應(yīng)用技術(shù)和利用各種IC器件組建微機系統(tǒng)、進(jìn)行系統(tǒng)接口設(shè)計、擴展微機系統(tǒng)的功能等。基于培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才的要求，對實驗教學(xué)內(nèi)容應(yīng)進(jìn)行全面改革。豐富實驗內(nèi)容，提高實驗難度，增加設(shè)計性和開發(fā)性實驗的份量。

1.基礎(chǔ)實驗改革。基礎(chǔ)實驗緊跟理論教學(xué)進(jìn)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基本用法。由于學(xué)生剛剛接觸微機軟硬件，往往感到無從下手，此時學(xué)生遇到問題不知如何解決。因此，在實驗內(nèi)容上，應(yīng)安排一些驗證性實驗。主要讓學(xué)生熟悉編程和調(diào)試環(huán)境，練習(xí)常用指令的使用。在此階段，老師的主要作用應(yīng)是對學(xué)生的扶持，以示范引導(dǎo)為主，從而使學(xué)生迅速掌握軟件的使用和程序的編寫方法，逐步鍛煉學(xué)生軟硬件調(diào)試的能力，也可以加深對基礎(chǔ)知識的理解。

2.一般設(shè)計性實驗。在較好完成單元實驗的基礎(chǔ)上，引入設(shè)計性實驗。要求采用單元電路模塊組合的方法，設(shè)計一個較復(fù)雜的接口電路和控制程序，實現(xiàn)多種功能。教師主要完成對學(xué)生的啟發(fā)引導(dǎo)，只提供基本的設(shè)計思想和設(shè)計方法，不提供具體的、詳細(xì)的電路與程序。學(xué)生自己查閱有關(guān)資料，自定設(shè)計方案，自行設(shè)計、調(diào)試接口電路和控制程序。對學(xué)生在實驗中遇到的問題，老師只做引導(dǎo)性提示，具體故障的排除由學(xué)生自己動手完成。通過此類設(shè)計性實驗，可以提高學(xué)生獨立分析問題、解決問題的能力。

3.綜合設(shè)計性實驗。對部分基礎(chǔ)較好的學(xué)生，在完成上述實驗后，可以鼓勵他們進(jìn)行綜合設(shè)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(xiàn)成的指導(dǎo)資料，不能真正達(dá)到對學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。此類實驗應(yīng)由學(xué)生根據(jù)工程實際，提出自己的想法，并與指導(dǎo)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(xué)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(shè)計、軟件的編寫全部由學(xué)生自己完成，由老師對最后的完成情況作綜合評價。

四、總結(jié)

對于應(yīng)用型本科人才而言，微機原理與接口技術(shù)實驗的目標(biāo)就應(yīng)是培養(yǎng)學(xué)生解決工程實際問題的能力。在開放的實驗環(huán)境中，依托基礎(chǔ)實驗，深入一般設(shè)計性實驗，鼓勵學(xué)生只完成綜合設(shè)計性實驗，從而提高學(xué)生分析問題解決問題的能力，以達(dá)到應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的目的。

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篇（9）

一、以提高實踐能力為導(dǎo)向的課程規(guī)劃

在總結(jié)以往教學(xué)工作中的經(jīng)驗和教訓(xùn)基礎(chǔ)上，我們對新課程的規(guī)劃達(dá)成了共識，即堅持以提高學(xué)生實踐能力為導(dǎo)向的課程內(nèi)容規(guī)劃方式。[1]

1.匯編語言要重視基礎(chǔ)知識的掌握和應(yīng)用

匯編語言教學(xué)要加強對計算機體系結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，重視基礎(chǔ)知識的掌握和應(yīng)用，理解指令和硬件之間的互動關(guān)系，以便為后續(xù)課程的教學(xué)打下良好的基礎(chǔ)。

匯編語言僅靠書面作業(yè)是很難深入理解指令的內(nèi)涵和掌握程序設(shè)計技巧的，要堅持理論、實踐、再理論、再實踐這個過程，盡快引導(dǎo)學(xué)生將理論與實踐結(jié)合。為達(dá)到此目的，我們在涉及指令的第一次課后就安排了匯編語言調(diào)試工具debug的實驗；并隨后要求學(xué)生對每條指令和課堂上講過的程序（包括作業(yè)）在debug或dos環(huán)境下進(jìn)行測試，觀測變量和標(biāo)志位的變化。通過理論學(xué)習(xí)和實驗驗證相結(jié)合的方法，學(xué)生很快掌握了匯編語言的基本內(nèi)容和程序設(shè)計方法。

2.接口技術(shù)要堅持以案例驅(qū)動的教學(xué)方法

堅持以案例驅(qū)動的教學(xué)方法，就是在學(xué)生掌握必要基本概念的基礎(chǔ)上，以問題為核心、以案例為基礎(chǔ)設(shè)計教學(xué)過程的教學(xué)模式。[2]在教學(xué)中我們根據(jù)各章節(jié)的特點設(shè)計了很多教學(xué)案例，包括定時器控制蜂鳴器發(fā)聲案例、定時器產(chǎn)生日時鐘案例、定時器產(chǎn)生pwm波形案例、并口控制步進(jìn)電機案例、并口在0或1方式下交換數(shù)據(jù)案例、中斷控本文由收集整理制器與并口或定時器結(jié)合的中斷控制案例、微機之間串口通信案例、rs485方式通信案例、ad0832多目標(biāo)同時控制案例等。通過對以案例驅(qū)動的教學(xué)模式的實踐，感受到學(xué)生參與分析和討論問題的熱情提高了，掌握課程內(nèi)容的能力增強了，同時學(xué)生對硬件課程的興趣和解決實際問題的能力也得到了提升。

3.課程內(nèi)容要與時俱進(jìn)

隨著計算機技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容已不能滿足當(dāng)今需求，而課程內(nèi)容的更新也勢在必行。為此我們將新技術(shù)pci總線和usb總線引入到教學(xué)中來，使傳統(tǒng)的課程賦予了新的內(nèi)涵。[3]

pci總線和usb總線的引入不能只停留在概念層面，要針對學(xué)生在理解時序控制和總線協(xié)議中存在的困難開展教學(xué)活動；重點加強對pci和usb總線協(xié)議的理解，并結(jié)合傳統(tǒng)的eisa總線分析pci總線與它們的區(qū)別和聯(lián)系，分析總線“橋”的作用和工作原理。雖然這部分內(nèi)容沒有開展實驗，但它是研究性教學(xué)的重要部分。通過專題討論，學(xué)生對新技術(shù)有了更深入的認(rèn)識。

二、接口教學(xué)要強化關(guān)鍵知識點的理解

幫助學(xué)生掌握重要的知識點是學(xué)好課程的關(guān)鍵，也是引導(dǎo)學(xué)生深入思維、提升創(chuàng)新能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。

1.強調(diào)in和out指令與硬件的互動關(guān)系

在接口的控制中常用的兩條指令是in和out。很多學(xué)生并不知道這兩條指令執(zhí)行過程中如何會引起接口信號的變化，從而引起cpu與io之間的數(shù)據(jù)交換。為使學(xué)生建立軟硬件之間的互動概念，應(yīng)重點講清楚in和out指令的三個基本要素；即in和out指令在執(zhí)行過程中，首先cpu會將指令中涉及到的端口地址送到地址總線上，譯碼后選定要操作的端口；同時會產(chǎn)生/ior或/iow有效控制信號，控制數(shù)據(jù)的流向；此時out指令會把數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)總線上，而in指令會從數(shù)據(jù)總線上獲取數(shù)據(jù)。學(xué)生掌握了這些知識點就能深入理解軟硬件的互動機制，為接口的設(shè)計奠定基礎(chǔ)。

2.注重對中斷控制器8259端口尋址方式的理解

中斷控制器8259內(nèi)涉及到了十多個端口，但片內(nèi)地址只有一根線a0，如何用一根片內(nèi)地址線尋到那么多的端口呢？學(xué)生很難理解這個問題。為了講清楚這些概念，可以結(jié)合8259采用的端口譯碼片內(nèi)地址a0、特征位、初始化順序、先送地址后數(shù)據(jù)等多種尋址方法，并結(jié)合其他接口芯片的尋址方法進(jìn)行歸納和總結(jié)，進(jìn)而深入理解8259的端口尋址過程及特點。通過對該知識點展開分析和討論，使學(xué)生對接口中的所有尋址問題有更深刻的認(rèn)識，同時對接口電路的設(shè)計也是有幫助的。

3.加深對dma主從模式下ior＼、iow＼、memr＼、merw＼信號的兩面性特征的認(rèn)識

無論是cpu還是dma，都可以完成存儲器與io之間的數(shù)據(jù)傳輸。實際上，在存儲器與io交換數(shù)據(jù)時，作為當(dāng)事的雙方并不關(guān)心誰在控制它們之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，只要滿足總線數(shù)據(jù)讀寫時序，存儲器和io就可以完成數(shù)據(jù)交換。從這個意義上講，如果dma能模仿cpu對總線的讀寫控制時序，自然也就能達(dá)到數(shù)據(jù)交換的目的，只不過cpu是通過軟件方法實現(xiàn)，而dma則是通過硬件方法實現(xiàn)。因此在教學(xué)中應(yīng)強化對dma的四個信號（ior＼、iow＼、memr＼、merw＼）在主從模式中所表現(xiàn)出來的差異，仔細(xì)分析cpu控制下完成存儲器與io交換數(shù)據(jù)的機理以及dma模擬這些過程所必需的硬件信號和它們在不同模式下的作用。這不僅能使學(xué)生容易理解dma的工作原理，而且也能使學(xué)生加深對計算機設(shè)計中軟件和硬件互相替代規(guī)則的認(rèn)識，為設(shè)計計算機系統(tǒng)中的主控器提供很多思路。

4.從ad轉(zhuǎn)換器的查詢和中斷方式來看軟硬件的相互配合

任何接口的數(shù)據(jù)交換都包含查詢和中斷兩種方式。查詢方式的本質(zhì)是通過in指令來獲取ad轉(zhuǎn)換結(jié)束的狀態(tài)信息。由于ad轉(zhuǎn)換結(jié)束線一般是非三態(tài)的，所以需要在數(shù)據(jù)總線和ad轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)線之間接入三態(tài)門。在用in指令查詢轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)時，ad轉(zhuǎn)換結(jié)束的狀態(tài)與總線瞬間接通，從而可通過數(shù)據(jù)總線獲取ad轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)的信息。中斷方式獲取轉(zhuǎn)換結(jié)束的狀態(tài)與查詢方式有著本質(zhì)的不同，它需要通過一根硬信號連接到中斷控制器上，同時要解決中斷發(fā)生的隨機性問題，并按一定的格式編寫相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。

查詢和中斷方式在軟硬件設(shè)計上的差別清楚地說明了這兩種數(shù)據(jù)交互方式在原理上的差別，教學(xué)中應(yīng)注重說明不同方式下軟硬件搭配問題，使學(xué)生掌握不同接口電路的設(shè)計方法。

5.挖掘接口芯片應(yīng)用的潛能

接口技術(shù)可供挖掘的知識點很多，比如用定時器產(chǎn)生頻率和占空比可調(diào)的pwm波形，就是接口芯片的應(yīng)用拓展問題。可根據(jù)定時器方式1和方式3的特點，將定時器0選用方式1，定時器1選用方式3，定時器1的輸出out接在定時器0的gate上，生成的pwm波的頻率由定時器1的輸出頻率決定，pwm波的低脈沖部分由定時器0的定時時間決定，只要改變定時器0和定時器1的時間常數(shù)就可以改變pwm波的頻率和占空比，從而輸出頻率和占空比可調(diào)的pwm的波形。通過類似知識點的擴展，開拓了學(xué)生的想象空間，也提升學(xué)生的創(chuàng)新意識。

三、全面開展研究性教學(xué)

全面開展研究性教學(xué)是課程建設(shè)和提高教學(xué)水平的重要環(huán)節(jié)。本課程的研究性教學(xué)包括研究性理論教學(xué)與研究性實驗教學(xué)。前者以專題報告、調(diào)研報告、研究報告和小論文為主，后者以研究性實驗為主。

在研究性理論教學(xué)方面，除了結(jié)合現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容設(shè)計一些題目外，還結(jié)合新技術(shù)設(shè)計了另一些題目，例如i2c總線和spi總線時序的特點及時序產(chǎn)生方法、i2c總線的讀寫時序與pci總線的讀寫時序之間的特點分析、pci總線和usb總線應(yīng)用技術(shù)的新進(jìn)展、pci總線與傳統(tǒng)的系統(tǒng)總線的區(qū)別和相關(guān)的應(yīng)用實例分析等。在研究性實驗教學(xué)方面，我們結(jié)合實驗平臺和擴展實驗平臺設(shè)計了許多實驗題目，例如i2c接口的存儲器訪問實驗、i2c接口的rct時鐘控制實驗、spi接口的eeprom訪問實驗、音樂播放器實驗、帶圖標(biāo)顯示的交通信號燈實驗、競賽搶答器實驗、遠(yuǎn)程電機控制實驗、恒溫控制實驗、風(fēng)扇演示系統(tǒng)實驗、串口小鍵盤音樂通信實驗、定時猜數(shù)游戲?qū)嶒灐⒒诓蓴?shù)計時控制的交通燈模擬系統(tǒng)實驗、基于串口的多功能播放器實驗、警報系統(tǒng)實驗、秒表設(shè)計實驗、數(shù)字鬧鐘實驗、電子琴實驗等。

研究性實驗給課程帶來了很多生機，在業(yè)余時間經(jīng)常可以看到學(xué)生以組為單位在實驗室里討論和完成自己的實驗。學(xué)生對這些實驗內(nèi)容有著濃厚的興趣，并不斷努力提升自己的綜合應(yīng)用能力。

四、課程的考核與評價

篇（10）

云南2020年4月自學(xué)考試時間安排在4月11日星期六、4月12日星期日（上午9:00-11:30；下午14:30-17:00）舉行。

考試須知

（一）考場設(shè)置：由各州（市）招生考試機構(gòu)確定。需在縣城以外設(shè)考場的，須報省招考院批準(zhǔn)。“廣告”專科只在昆明設(shè)考點。

（二）考生應(yīng)試時，須帶準(zhǔn)考證、考試通知單和居民身份證(或其它能證明身份的有效證件)，三證不全者不得進(jìn)入考場。考生必須嚴(yán)格遵守考場規(guī)則，不得以任何形式作弊。凡違紀(jì)違法者，按2011年教育部第33號令和《刑九修正案》嚴(yán)肅查處。

（三）考試成績以百分計，六十分及格，不及格者可參加該門課程的下一次考試。考試成績公布在“云南省招考頻道（ynzs.cn）”網(wǎng)站上，考生自行登錄查詢。考生對成績有質(zhì)疑的可在成績公布之日起10個工作日內(nèi)到各州（市）招生考試機構(gòu)辦理查分申請，由各州（市）招生考試機構(gòu)匯總后統(tǒng)一到省招考院查分，查完后通知考生。省招考院不直接對考生查分。

（四）考試時，對需要使用計算器的科目，考生可攜帶沒有存儲功能的計算器，并且不得互相借用。不準(zhǔn)使用有存儲、接收、發(fā)射功能的電子工具。考生進(jìn)入考場考試嚴(yán)禁攜帶任何通訊工具，否則將視同作弊。

（五）同一考試時間段，一名考生只能參加一門課程的考試。

（六）全國計算機等級考試（NCRE）成績在自考系統(tǒng)中的使用：

根據(jù)全國考委辦函［2004］148號文件規(guī)定：

1.NCRE課程暫與高等教育自學(xué)考試的部分專科課程進(jìn)行銜接。

2.凡獲得NCRE一級合格證書者，可以免考高等教育自學(xué)考試中的《計算機應(yīng)用基礎(chǔ)》（課程代碼：00018）或《計算機應(yīng)用技術(shù)》（課程代碼：02316）課程（包括理論考試和上機考試兩部分）。

3.凡獲得NCRE二級C語言程序設(shè)計（筆試和上機）合格證書者，可以免考高等教育自學(xué)考試中的《高級語言程序設(shè)計（一）》（課程代碼：00342）課程（包括理論考試和實踐考核兩部分）。

4.凡獲得NCRE三級PC技術(shù)（筆試和上機）合格證書者，可以免考高等教育自學(xué)考試中的《微型計算機及其接口技術(shù)》（課程代碼：02319）和《微型計算機原理及應(yīng)用》（課程代碼：02277）課程（包括理論考試和實踐考核兩部分）。

（七）全國公共英語等級考試成績在自考系統(tǒng)中的使用：

高等教育自學(xué)考試的考生參加PETS二級或PETS三級考試，筆試合格者的成績可直接替代自考有關(guān)專業(yè)大專或本科公共英語〈即英語（一）（課程代碼：00012）、英語（二）（課程代碼：00015）〉的考試成績，并可獲得相應(yīng)的學(xué)分(PETS二級替代專科英語（一）成績，PETS三級替代本科英語（二）成績，英語專業(yè)不能替代)。考生是否參加相應(yīng)口試，則根據(jù)考生是否要求獲得PETS等級證書或高等教育自學(xué)考試的相關(guān)專業(yè)來定。

（八）漢語言文學(xué)本科專業(yè)的畢業(yè)論文答辯定于每年的5月和11月，分兩次舉行，考生可與云南師范大學(xué)文學(xué)院聯(lián)系進(jìn)行答辯事宜。英語本科的“口譯與聽力”，專科的“聽力”、“口語”考試時間由云南師范大學(xué)外語學(xué)院安排，請考生與學(xué)校聯(lián)系。

篇（11）

目前，本學(xué)科已經(jīng)形成了具有活力的學(xué)科方向及實力強且結(jié)構(gòu)合理的學(xué)術(shù)隊伍，建立了高水平的教學(xué)、科研基礎(chǔ)平臺，形成了學(xué)、研、產(chǎn)協(xié)調(diào)發(fā)展的態(tài)勢，主要研究方向及其特色與前景如下：

1．?dāng)?shù)控技術(shù)與系統(tǒng)

此方向的研究與開發(fā)在國內(nèi)處于水平，研究成果已轉(zhuǎn)化成有相當(dāng)規(guī)模的產(chǎn)業(yè)，年產(chǎn)值超過5億元。現(xiàn)正在開發(fā)研究新一代的智能的、網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)控系統(tǒng)。

2．先進(jìn)裝備及其技術(shù)

結(jié)合國家支柱產(chǎn)業(yè)、國防、醫(yī)療等行業(yè)對關(guān)鍵裝備的需求，研制實用高水平裝備；參與企業(yè)重大關(guān)鍵裝備或重型機床的數(shù)控化改造；研制數(shù)值化基礎(chǔ)部件、先進(jìn)功能部件及新型數(shù)字化裝備。

3．制造業(yè)信息化技術(shù)

此方向的研究與開發(fā)在國內(nèi)處于前列，在CAD/CAM/CAPP方面的研究工作已形成較大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)，其中CAD和CAPP所占國內(nèi)市場超過70％。在數(shù)字化樣機、虛擬設(shè)計、多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計等方面的研究處于國內(nèi)水平。

4．?dāng)?shù)字化制造

面向能源、運載、國防等領(lǐng)域的重大需求，在數(shù)字制造基礎(chǔ)理論研究方面國內(nèi)并具有較大的國際影響，承擔(dān)了以我校為首席的973項目、國家自然科學(xué)基金重大、重點項目，研究工作具有國內(nèi)水平。

5．現(xiàn)代設(shè)計理論與方法

以設(shè)計為主線，以機械、汽車等為載體，在機電系統(tǒng)動力學(xué)、動態(tài)、熱態(tài)設(shè)計理論與方法、智能設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計、振動噪聲及其控制、系統(tǒng)動力學(xué)與性能仿真、NVH分析與控制、測試與主動控制技術(shù)方面的研究具有特色。

6．液壓氣動技術(shù)

緊密結(jié)合國防需求，開展海、淡水液壓系統(tǒng)及其元件的研發(fā)及電液比例、伺服系統(tǒng)與控制技術(shù)的研究；以FESTO氣動中心為基地，開展氣動伺服技術(shù)的基礎(chǔ)理論、新型氣動元件、電液/電-氣伺服技術(shù)的研究。作為非國防口院校，此方向持續(xù)得到軍方重大項目及基地建設(shè)的支持。

7．測試技術(shù)與無損檢測

開展測量原理、實用儀器和自動檢測裝備以及評定理論與方法的研究；組建了教育部制造技術(shù)國際標(biāo)準(zhǔn)研究中心，開展GPS標(biāo)準(zhǔn)計量基礎(chǔ)理論與技術(shù)的研究；針對輸油、儲油及大型工程中安檢的需求，開展數(shù)字化無損檢測的理論研究和實用裝備開發(fā)，實現(xiàn)了學(xué)、研、產(chǎn)良性循環(huán)發(fā)展。

本學(xué)科較之國內(nèi)同類學(xué)科的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在：

·學(xué)術(shù)隊伍：五位院士領(lǐng)銜，一批中青年骨干，包括長江學(xué)者9人，杰出青年基金4人，總裝備部先進(jìn)制造領(lǐng)域?qū)＜医M組長1人，國家863先進(jìn)制造領(lǐng)域?qū)＜医M成員1人，教育部創(chuàng)新團隊1個

·學(xué)科基地：數(shù)字制造與裝備技術(shù)國家重點實驗室

制造裝備數(shù)字化國家工程研究中心

國家數(shù)控系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心

國家CAD支撐軟件工程技術(shù)研究中心

教育部制造技術(shù)國際標(biāo)準(zhǔn)研究中心

·學(xué)術(shù)地位：機械學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)委員會主任委員單位

機械設(shè)計制造及其自動化教學(xué)指導(dǎo)分委員會主任委員單位

國家自然科學(xué)基金重大項目、民口軍口973項目牽頭單位

·學(xué)術(shù)成就：獎勵（國家科技進(jìn)步二等獎四項）

全國百篇優(yōu)秀博士論文三篇

獲得了國際SME大學(xué)獎

·學(xué)科產(chǎn)業(yè)：研究開發(fā)促進(jìn)規(guī)模產(chǎn)業(yè)的形成（華中數(shù)控、天喻信息、天喻軟件、開目軟件）

學(xué)院在強化自身建設(shè)的同時，還先后與美、英、德、日、韓、俄、澳大利亞、新加坡、香港等多所大學(xué)、研發(fā)機構(gòu)和企業(yè)建立了廣泛的合作辦學(xué)和合作研究關(guān)系，為引進(jìn)和培養(yǎng)一流的國際型人才，積極參與國際競爭與合作奠定了基礎(chǔ)。近十年來，學(xué)院承擔(dān)并完成國家和企業(yè)的科研項目近千項，獲國家科技進(jìn)步獎9項、國家技術(shù)發(fā)明4項、省部級科技進(jìn)步獎100余項。1999年以機械學(xué)院為核心的華中科技大學(xué)CIMS中心，榮獲了國際制造工程師（SME）頒發(fā)的大學(xué)獎。今天的機械科學(xué)與工程學(xué)院形成了自己的學(xué)科優(yōu)勢和辦學(xué)特色。它是國內(nèi)高校同行中有競爭力的學(xué)院之一。

全日制博士研究生招生含直博生、碩博連讀生、提前攻博生和統(tǒng)考生，其中2014年博士碩博連讀比例約為45%，直博比例約為25%。

登陸華中科技大學(xué)機械學(xué)院網(wǎng)站：mse.hust.edu.cn，點擊“導(dǎo)師風(fēng)采”欄目可查詢所有導(dǎo)師信息。

或登錄學(xué)校who.hust.edu.cn/readytoSearchAdv.action，查詢機械學(xué)院導(dǎo)師信息。

歡迎廣大考生報考機械科學(xué)與工程學(xué)院研究生！

學(xué)術(shù)學(xué)位招生目錄 學(xué)科專業(yè)名稱及代碼、

研究方向

招生

人數(shù)

考試科目

備注

100機械科學(xué)與工程學(xué)院  

 

 

080201機械制造及其自動化  

機械類考生考試科目：

①2213 控制理論

  2215 優(yōu)化設(shè)計

  2201 高等工程數(shù)學(xué)(含矩陣論、數(shù)值計算方法與數(shù)理統(tǒng)計)

②1101 英語

③3311 電子技術(shù)(二)

  3312 計算機圖形學(xué)及算法實現(xiàn)

  3314 工程測試與信號分析

(2213、2215、2201選一) ( 3311、3312、3314選一)

 

光電子類、信息類考生考試科目：

①2201 高等工程數(shù)學(xué)(含矩陣論、數(shù)值計算方法與數(shù)理統(tǒng)計)

②1101 英語

③3355 半導(dǎo)體光電子學(xué)

  3364 微機原理與接口技術(shù)）

（3355、3364 選一)

 

 

 

 

 

 

 

 

080202機械電子工程  

機械類考生考試科目：

①2213 控制理論

  2215 優(yōu)化設(shè)計

  2201 高等工程數(shù)學(xué)(含矩陣論、數(shù)值計算方法與數(shù)理統(tǒng)計)

②1101 英語

③3311 電子技術(shù)(二)

  3312 計算機圖形學(xué)及算法實現(xiàn)

  3314 工程測試與信號分析

(2213、2215、2201選一) ( 3311、3312、3314選一)

 

光電子類、信息類考生考試科目：

①2201 高等工程數(shù)學(xué)(含矩陣論、數(shù)值計算方法與數(shù)理統(tǒng)計)

②1101 英語

③3355 半導(dǎo)體光電子學(xué)

  3364 微機原理與接口技術(shù)）

（3355、3364 選一)

 

 

 

 

 

080203機械設(shè)計及理論  

機械類考生考試科目：

①2213 控制理論

  2215 優(yōu)化設(shè)計

  2201 高等工程數(shù)學(xué)(含矩陣論、數(shù)值計算方法與數(shù)理統(tǒng)計)

②1101 英語

③3311 電子技術(shù)(二)

  3312計算機圖形學(xué)及算法實現(xiàn)

  3314 工程測試與信號分析

(2213、2215、2201選一) ( 3311、3312、3314選一)

 

光電子類、信息類考生考試科目：

①2201 高等工程數(shù)學(xué)(含矩陣論、數(shù)值計算方法與數(shù)理統(tǒng)計)

②1101 英語

③3355 半導(dǎo)體光電子學(xué)

  3364 微機原理與接口技術(shù)）

（3355、3364 選一)

 

 

 

 

 

080204車輛工程  

機械類考生考試科目：

①2213 控制理論

  2215 優(yōu)化設(shè)計

  2201 高等工程數(shù)學(xué)(含矩陣論、數(shù)值計算方法與數(shù)理統(tǒng)計)

②1101 英語

③3311 電子技術(shù)(二)

  3312計算機圖形學(xué)及算法實現(xiàn)

  3314 工程測試與信號分析

(2213、2215、2201選一) ( 3311、3312、3314選一)

 

光電子類、信息類考生考試科目：

①2201 高等工程數(shù)學(xué)(含矩陣論、數(shù)值計算方法與數(shù)理統(tǒng)計)

②1101 英語

③3355 半導(dǎo)體光電子學(xué)

  3364 微機原理與接口技術(shù)）

（3355、3364 選一)

 

 

 

 

 

0802Z1工業(yè)工程  

機械類考生考試科目：

①2213 控制理論

  2215 優(yōu)化設(shè)計

  2201 高等工程數(shù)學(xué)(含矩陣論、數(shù)值計算方法與數(shù)理統(tǒng)計)

  2244運籌學(xué)（限工業(yè)工程專業(yè)考生選考）

②1101 英語

③3311 電子技術(shù)(二)

  3312 計算機圖形學(xué)及算法實現(xiàn)

  3314 工程測試與信號分析

  3336  生產(chǎn)計劃與控制（限工業(yè)工程專業(yè)考生選考）

(2213、2215、2201、2244選一) ( 3311、3312、3314、3336選一)

 

光電子類、信息類考生考試科目：

①2201 高等工程數(shù)學(xué)(含矩陣論、數(shù)值計算方法與數(shù)理統(tǒng)計)

②1101 英語

③3355 半導(dǎo)體光電子學(xué)

  3364 微機原理與接口技術(shù)）

（3355、3364 選一)

 

080402測試計量技術(shù)及儀器  

①2201 高等工程數(shù)學(xué)(含矩陣論、數(shù)值計算方法與數(shù)理統(tǒng)計)

②1101 英語

③3314 工程測試與信號分析

  3315 誤差理論與數(shù)據(jù)處理

  3355 半導(dǎo)體光電子學(xué)

  3364 微機原理與接口技術(shù)

  3522 互換性與技術(shù)測量

( 3314、3315、3355、3364、3522選一)

 

 

 

 

 

專業(yè)學(xué)位招生目錄 學(xué)科專業(yè)名稱及代碼、

研究方向

招生

人數(shù)

考試科目

備注

100機械科學(xué)與工程學(xué)院  

 

 

085272先進(jìn)制造  

①2309 專業(yè)基礎(chǔ)課

②1107 外語實際應(yīng)用能力

③3546 專業(yè)素質(zhì)和專業(yè)能力