微机原理论文范文
时间：2023-03-13 12:55:31
微机原理论文范文第1篇
关键词：继电保护；课程；教学模式
中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2013）01-0033-02
电力系统、计算机技术、电子技术与通信技术的飞速发展给电力系统继电保护不断注入了新的活力，提出新的要求。现代电力系统是高度数字化、信息化和自动化的超大区域网络结构，电力系统继电保护是对其安全稳定运行至关重要的一门技术[1]。21世纪继电保护的未来发展趋势是计算机化；网络化；保护、控制、测量、数据通信一体化；智能化[2]。以新疆农业大学（以下简称“我校”）为例，在现有教学模式基础上，本文探讨继电保护课程教学中提高学生实践与创新能力的方法，为将学生培养成具有实践能力、创新精神的人才而努力，为该课程的教学改革提供理论支持和智力保证。
一、电力系统继电保护课程的特点
我校“电力系统继电保护原理”课程理论教学36
学时，网络教学6学时，总计42学时，作为电气工程及自动化及农业电气化与自动化的专业必修课，设置在大四上学期初；“微机继电保护”课程共26学时，均为课堂理论教学学时，作为专业选修课安排在“电力系统继电保护原理”结束后的大四上学期末开设，目的是顺应现代电力系统高度数字化的趋势，让学生了解现代数字式继电保护硬软件的知识，内容涉及到原理、保护算法、硬软件设计方法等；“继电保护课程设计”为期一周，与“微机继电保护”同时安排在大四上学期期末，目的是培养学生综合运用所学的基础理论知识分析与解决电力系统中的实际问题的能力[3]。
二、继电保护课程教学存在的问题
为适应现代数字电力系统继电保护技术的新发展，目前我校继电保护的教学内容已加入“微机继电保护”，作为少学时内容与“电力系统继电保护”共同设置在大四上学期，同时开设的其它几门专业课使得学生大四上学期课程较为集中，学习任务量较大。此时学生即将面临毕业设计开题、复习考研或找工作，第一学期过高的学习任务和课程的相对集中对其学习效果有一定影响；在课程教学上，基本停留在传统模式：即利用板书或者多媒体课件形式，将继电保护原理及其实现方法按照教材的章节和顺序进行课堂讲授，这主要存在以下几个问题。
（一）重理论，轻实践，无法提高学生的实践能力与创新精神
对教师而言，继电保护原理单纯靠板书或多媒体课件较难讲透；对学生而言，继电保护内容比较抽象且实践性强，知识描述更需要形象化演示去理解，配合学生自主实践学习才会有好的效果。比如，“零序过电流保护原则上是按照躲开在下级线路出口处相间短路时出现的最大不平衡电流来整定”，若单纯由教师口头讲授原理，学生难以理解； “微机继电保护”课程主要分析现代数字式继电保护软硬件相关知识，内容涉及原理、保护算法、硬软件设计方法等。若单纯讲解微机继电保护算法，使学生难以消化，从而会削弱其学习的积极性。
（二）教学理念不够强，教学内容需要优化
继电保护课程组与“单片机技术”、“数字信号处
理”、“电力系统自动化”、“高低压电气设备”等课程有很多联系，但教学上往往孤立、脱节，缺乏全局梳理，使学生对继电保护完整系统缺乏全面认识。课堂上，教师若能将继电保护教学作为一个整体，以实例联系相关课程内容，紧跟行业发展前沿并且结合实践，教学效果会更好；此外，目前继电保护教科书内容繁多，与其他专业课程也有所重复，需要对课程内容进行整合优化。
（三） 学生自主选择力不强
学生对继电保护内容的兴趣点各有不同，部分学生未来并不从事继电保护工作，或考研方向与此关系不大。目前情况是，继电保护课程组教学课时相对较多，内容较为宽泛，对于上述内容部分学生显得索然无味，学生根据自己情况自主选择的能力不够强。为此，以学生为本，可以在课程形式上稍做一些调整。
三、教学模式的探索及实践
针对继电保护课程教学存在的问题，本文探讨了几种改进模式和方法，且部分已开始具体实施，取得了一定的教学效果。
（一）优化专业培养计划
将原本设置在大四上学期分开教学的“电力系统继电保护原理”和“微机继电保护”两门课整合为一门，设置在大三下学期。“继电保护课程设计”可设置在大四上半学期。这样设置有两方面考虑：内容上，减少学生学习任务量，突出重点，使教学有针对性。比如，可缩减“电力系统继电保护原理”教材中电磁型继电器、断路器等与“高低压电气设备”教材有所重复的内容，减少或者删除“微机继电保护”教材中与“微机原理与应用”、“单片机技术”“数字信号处理”等相关课程的重复内容；时间上，我校电气专业学生于大三至大四暑假期间设置了为期5周的发电厂生产实习，实习前对继电保护内容的理论学习，为生产实习期间学生对继电保护装置、电力系统设备等内容建立感性认识打下基础，从而提高学生的实践与创新能力。
（二）改进教学手段与教学方法
教师可采用多样化的教学手段和方法进行教学。以传统教学手段为辅，以现代化网络媒体、实验教学等方式为主。以提高学生学习的积极性及其实践创新能力为目的，建立学生对电力系统继电保护的整体概念，使学科前沿知识与教材内容相结合，课堂教学与实践教学相结合。
1.网络课程建设。利用学校现有网络平台，上传电子教案、视频，演示动画等资源，并建立一套自测系统，使学生可以主动借助网络课程平台观看和使用这些资源。教案、课件既可以作为学生的预习资源以及弥补疏漏的课后复习资料，也可以作为教师选择的教学资源库；视频资源以声、像集合的形式使学生直观了解继电保护的动作过程及原理；具有交互性的演示动画可以提高学生学习的趣味性，比如，利用FLASH将继电保护动作过程制作成SWF动画，或用Visual C++开发保护动作演示模块[4]；自测系统可以使学生在正式考试前自我检测，弥补疏漏的知识点。利用网络交互平台有助于增强课后教师与学生之间的互动性，使教师及时了解学生遇到的问题并展开网上讨论，以提高学生对课程学习的主动性。因此，网络资源的建设需要教师有针对性地选择教学内容，或利用专业软件开发演示模块，并及时更新资源。目前，我校网络课程建设已取得初步成果。
2.实验平台建设。微机保护已成为当前继电保护的主要形式。华北电力大学、湖南大学等高校先后自主开发了微机型线路保护教学仿真实验装置。实验平台建设思路为面向实践平台的建设，使学生能够对本专业内容形成完整的知识链[5]。我校可采用引进设备或者利用现有教师队伍和资源对微机继电保护实验设备进行开发。目前，我校基于TMS320F28335+PC机的继电保护教学实验平台的研制正在进行。
实验平台可作为本专业教学科研平台，不仅方便用于学生实验、课程设计和毕业设计，也可以作为教师的科研平台。该平台能够使学生直观了解微机继电保护硬件结构，并且通过配置不同的软件模块实现不同原理、不同对象的继电保护功能；开设综合性实验和设计性选做实验，有利于提高学生的积极性及实验、设计能力，有助于开阔学生的视野、发挥创新能力。
3.课程设计内容优化，加强毕业论文设计。课程设计是培养学生的实践能力、创新能力和综合能力的重要环节[6]，在传统设计内容基础上可以充分利用实验平台，先进行整定计算，后在平台上模拟故障时继电保护动作；建立以任务驱动，由教师引导、学生进行自主探究学习的框架。根据继电保护原理建立主题，比如，电流保护、距离保护、纵差保护等；也可以根据继电保护对象形成“主题”，比如，电力变压器保护、输电线路保护等。
课程设计可以在大三下学期上课期间布置下去，使学生带着问题学习，并结合大三暑假为期五周的“发电厂生产实习”，使课程设计更具针对性、实践性，从而激发学生的创新意识。此外，通过毕业论文的设计强化为工作打下基础。
4.完善评价体系。适应新的教学方法与手段，改进传统课程考核评价方式。继电保护理论课成绩应综合考勤、课堂表现、小组讨论、平时作业、网络自测、综合实验等教学环节进行考评。将平时成绩比例增大，有利于激发学生平时学习的积极性；课程设计可以对每个学生进行公开答辩及严格书面考核；毕业论文（设计）成绩评定标准应以提高学生的实践与创新能力为目的，综合文献综述、论文质量、创新能力、实验态度等因素进行考评。
本文以新疆农业大学电气工程专业、农业电气化专业为例，对继电保护课程的教学模式进行探索与实践，重点激发学生平时学习的主动性，使其能够掌握必要的工程技术、测试方法以及先进设备的研究方法。若能将每个环节都做好做实，师生就能在一整套良好有序的教学体系中受益，从而培养出适应智能电网时代、具有实践能力、创新精神的人才。
参考文献：
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微机原理论文范文第2篇
关键词：微机原理；接口；实践教学体系；远程实验；教学平台
中图分类号：TP301 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）31-7066-02
《微机原理及接口技术（含汇编）》是电类专业的一门专业平台课程，其主要任务是使学生从理论和实践的层面掌握现代微型计算机的基本组成、工作原理及典型接口技术，建立微机系统的整体概念，使学生具有运用现代微机技术进行软、硬件开发的初步能力。但是，该课程理论性强，概念抽象，教师感觉难教，学生感觉难理解、难掌握，因些在精品课程建设中需要对传统的教学方式进行改革，精选教学内容，创新教学方法，利用网络平台，构建实践教学体系，激发学生的学习兴趣，适应教学改革的整体要求。
1 教学内容改革
1.1 理论教学改革
本课内容以80x86、汇编语言、可编程接口芯片等内容为主，很少结合计算机硬件近10年来新技术和新产品的发展。在改革时应注意：
1）制定合理教学大纲。教学大纲是教学计划、学科任务、学生知识水平及素质培养的目标要求。例如，针对我院计算机专业和物联网专业分别设置了该课程的任务、教学目标、学时分配、教学内容以及教学措施与评价手段。
2）教学内容详略得当。在教学过程中应注重学科体系的完整和前后内容的有机衔接，突出应用、详略得当，减少过多、过深的原理性分析。在教学中要做到：
① 基本概念解释清楚，重点突出；
② 理论教学与实践教学结合，现实微机举例与理论内容结合起来，增强学生的学习兴趣；
③ 引进项目案例，培养学生的创新设计能力；
④ 及时选择典型的习题或作业分析、讲解，巩固所学知识；
⑤ 补充微机方面的新技术、新动向，适应微机接口方面的发展。
3）教材和题库建设。教材和实验仪器内容陈旧，无法正确表达工程实际需要，为了满足社会需求和突出实验动手能力，改进教材、补充实验内容和编写题库。
1.2 实验教学改革—构建实践教学体系
《微机原理及接口技术（含汇编）》是一门技术性强、逻辑严谨、实验技能要求高和内容丰富的专业课程。如果学生只靠硬背是不能理解微型计算机的工作原理的，要引导学生在实验和实践中验证、应用所学知识。
该课程的实践教学改革着重研究构建实践教学体系，推进实践教学内容调整、整合，形成多层次、相对独立的实践教学体系。加大实验课学时比例，本课程传统的实验安排包括两部分：第一部分是汇编语言程序的调试，第二部分是常用接口芯片的使用，包括8253、0809、0832、8255、8259 及 LED 显示等。这些实验主要以实验箱为平台，实验时只需按说明书设定参数，按照步骤验证结果，得到仿真或屏幕显示数据，实验易操作，易实现，但是缺乏创新性，不利于培养学生的创新思维。在我校校企合作的基础上，该课程的实践教学采取多种方法：
1）实验箱扩充实验。许多实验箱上预留了扩充的接口或空间，可以进行二次开发，让学生进行自主型实验的设计和实施。
2）项目实例驱动实验。在教学实验中，针对8255或8253等接口芯片的内容和学生的实际能力，简化需求、降低实践难度，分析项目原理，帮助学生认识项目。学生通过团队合作以小组形式参与实例项目开发，完成从硬件电路图设计到汇编语言编程，再到系统调试实现系统功能的全过程。提高了学生的学习兴趣，锻炼了学生的动手能力。
3）开放实验室。教师、项目研究人员或学生可以在业余时间到实验室，利用已有实验箱或学校下拨的实验基金购买部分实验器材，自主完成一些综合性、设计性、甚至创想性实验；还可以将一些微机或者单片机、实验教学常用的开发板、仿真器或者各种芯片发放给感兴趣的学生，让学生在宿舍就能形成兴趣小组搭建自己设计的系统开发平台。
4）加强毕业论文硬件设计。为喜欢硬件的毕业生设置与微机系统相关的选题，学生根据自己的情况确定题目，通过分析选题、查阅资料，设计系统方案和总体结构，最终完成电路设计、编写程序和调试运行，总结完成毕业论文。
5）建立Proteus仿真软件实验平台。使用软件仿真是硬件实验教学的一种可行的教改方法，既可以进行验证性实验，也可以进行设计性实验和综合性实验，不仅节省硬件资源，还有助于提高教学质量，改善实践教学效果。
6）利用校园网和虚拟现实技术建构远程实验教学平台。网络环境实验平台使教师可以通过网络交互指导学生实验过程、解答问题及处理实验报告等。学生可以利用课余时间设计或验证实验，节约了实验成本和课堂时间。
7）强化专业课的教育实习。利用本课程所学知识，安排优秀学生到校企合作的生产实习基地研发或设计实际项目，提高他们的技术应用能力。
2 教学方法改革
2.1 传统板书与多媒体相结合
使用传统板书方式，教师将解题过程逐行书写在黑板上的过程是向学生展示解题思路的过程，易于引起学生注意和帮助学生分析思考。多媒体课件的制作与完善，会使原本枯燥的教学内容变得生动，活泼，能够加强学生对基本概念和基本理论的理解。例如：教师在课堂上运用仿真软件Proteus进行演示，学生可以清楚地看到电路内部连接及I/O接口连线，不仅加深了印象，而且可以激发学生的学习兴趣。另外，动画教学真实而直观地将程序的流程、指令的执行过程或者微机内部功能部件的工作原理呈现在学生面前时，在视觉上吸引了学生的注意力，帮助学生将教学内容化难为易、化繁为简。
2.2 建立课程网络教学平台
随着网络教学的开展，建立一个课程网络教学平台，给学生提供丰富的、满足需求的教学资源，给学生创造一个自学环境。通过网站学生可以获取包括大纲、课件、视频、题库和实验项目等教学资料，同时还提供自测考试系统以及交流平台，通过章节测试，学生可以及时将自己对所学知识的掌握情况、存在的疑问到网络上，教师也可以通过网络及时解答学生的问题，并根据学生的反馈信息调整教学手段与教学进度，不断提高学生对课程学习的积极性。
2.3 教学过程三步法
1）概括与比较：每章内容讲解前，可以先图或表的形式描述该章主要内容，明确需要掌握的、需要了解的知识点，并比较这些知识点与已经学过的知识的关系，使计算机的多门课程中相关的内容很好地融合在一起，帮助同学们学会知识的融会贯通。
2）提问与交流：在教学过程中，适当地提出问题，采用提问式、对比式、诱导式、演讲式和讨论式等教学方式，可以激发学生的学习兴趣，使学生积极参与到学习过程中，投入到问题的分析讨论中，充分发挥自身的主动性，激发灵感。加强与学生的交流，包括情绪、思维方式的交流，有助于启发式教学。
3）总结与测试：为了巩固所学知识和对知识的承上启下，在每章结束时有必要对章节内容进行总结和小测。一方面可以及时反馈学生对知识的掌握情况，及时答疑解惑；另一方面可以督促学生的学习，重视平时的学习，让学生学到专业知识，而不只是为了应付考试。
3 师资队伍建设
对师资队伍的建设，课程建设团队制定了师资队伍建设规划，建设一支学科基础扎实、实践经验丰富、长期保持稳定的实验队伍。
1）课程负责人定期组织精品课程的教研活动，针对教学内容、教学方法和手段的改革与创新等主题进行教学研讨活动。在教研活动中，课程建设团队的教师各抒己见，将自己在教学实践中新的创意、好的做法加以讨论，听取意见，取得共识。
2）组织多样化的教师学习。邀请专家或设备研发工程师进校为教师作相关技术的培训或指导；定期到外校考察学习、培训、进修，以便及时掌握新技术、新知识。
3）构建多层人才团队。通过内部培养和外部引进方式，保证课程师资队伍在学历、年龄、职称、知识结构等方面层次合理。
4 课程考核方式改革
本门课程要求硬件与软件结合、理论与实践结合，所以应当降低卷面理论知识考试所占比重，增加实验操作技能部分的考核。
1）课程考核成绩的评定应从闭卷考试成绩、平时上课、作业情况、实验考勤、实验操作技能、实验报告情况和参加涉及微机原理的各种比赛的情况等多个方面综合考虑。
2）注重过程考核，以学生真正掌握知识为根本任务，竭力培养学生的创新能力、自学能力和实践能力。
5 结束语
本课程的建设在教学内容上，重点研究如何提高课堂内的教学信息量的有效方案，协调好理论与实验的关系；在教学手段上，有效使用教学 CAI 课件和优质网络资源；在师资队伍建设上，构建实践教学体系专业人才培养。通过本课程改革，学生不仅为进一步学习后续专业课程做好准备，而且也为将来从事工程设计、设备安装及维修、系统调试等方面的工作打下坚实的基础。当然，本课程的教学改革将是长期的工作，这需要我们不断地探索，不断地总结经验，从而不断地完善课程的建设。
参考文献：
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微机原理论文范文第3篇
关键词： 课程设计 实践操作 教学改革 创新能力
前言
《微机原理与应用》是我院电子信息工程、机械设备及自动化、计算机等专业重要的基础专业课程之一，不但要求有较高的理论水平，而且要求有实际的动手能力。第六学期结束后，学生已经系统地学习了《微机原理与应用》的理论课程，并完成了相应的课程实验，在程序设计及接口单元的电路设计方面具有一定的基础。但学生运用所学知识，构建微机应用系统，综合调试软硬件的能力还有欠缺。课程设计能提高学生的实践能力、工作能力及创新能力，并能为以后的毕业设计打下一个良好的基础。
1.课程设计的教学目的
课程设计是《微机原理及应用》理论课程结束之后安排的一次大型实践性教学环节，目的是巩固和加深学生对理论知识的理解，增强学生设计微机系统和调试软件的能力，培养学生的创新能力，为毕业设计工作打好基础。
1.1巩固和深化理论知识
课程设计对学生不仅是实践能力的培养，同时又是对理论知识的再学习巩固的过程。按照教学大纲要求，课程设计的教学作用主要体现在灵活运用理论知识，设计实际应用系统。
学生在课程设计过程中将理论知识运用到工程实践中，实际就是对所学理论知识掌握程度的验证。同时，课题中所涉及的新知识使学生必须再到书本中去寻求正确答案并经受实践的检验。这是一个巩固和消化理论知识的过程，通过课程设计的锻炼，学生对本课程所学知识的理解都有不同程度的提高。
1.2培养学生的工程素质
课程设计所涉及的知识面较广，要求较高，难度较大，是对学生理论知识和动手能力的一次较为全面的检验。在课程设计中，学生的系统设计、接口应用、编程和调试能力都得到了充分的体现，尤其是应用程序结合硬件调试，更能反映出学生的基础理论水平和实际动手能力。如在设计应用系统时要预先考虑到程序编制，在调试过程中发现问题并解决，反复进行软件和硬件的协调，进行总体方案的修改和补充。这一循序渐进的过程使学生得到了类似于科研工作设计和实施的全过程的训练，对提高学生的工程素质很有益处。
1.3培养学生的创新能力
鼓励学生将课程设计与校内外科技创新项目以及各类的电子设计竞赛结合，让学生自主完成选题，自己查找资料，自己做试验设计，自行测量或制作工具，亲手实施实验方案。通过这种方式提高学生工程实践能力和创新能力。
1.4打好毕业设计的前期基础
2周的课程设计，学生要经过选题、制定方案、模块设计、硬件设计、软件编程、软硬件调试等一系列的流程，这一过程和毕业设计很类似。经过课程设计环节的训练，学生初步具备了毕业设计环节的基础知识，特别是撰写具有小论文特点的课程设计报告，为书写毕业设计论文打下了基础。
2.传统的课程设计方法的弊端
传统的课程设计的方法主要存在以下几个方面的弊端：（1）从安排课程设计的内容上看，基本上是围绕相关课程教学内容而展开的，不能够构成对实际问题的解决方案。（2）从配套程序的规模上看，一般只是几十行到几百行的源代码，或者是一个单独电路的设计，远远小于一个小型项目的规模。（3）从设计的结构上看，由于设计实践是围绕着课程教学内容而进行的，问题已经高度抽象，学生很难得到有关综合运用所学知识的整体训练机会。而且，这些内容相对简单、问题域已经高度抽象、规模较小的设计实践，一人基本上就能完成，学生几乎无法通过这些设计实践去真正获得有关项目管理和团队协作等方面的基本训练和工作经验。（4）从时间安排上，每次课程设计都安排在学期结束前两周，时间短，且学生都集中精力准备期末考试，没有兴趣去做课程设计，往往是纸上谈兵，穷于应付。学生根本没有达到训练的目的，更谈不上创新能力的提高了。
3.改革课程设计方法，提高学生创新能力
针对以上传统的课程设计教学方法带来的缺点，我们经过多年摸索研究，提出以下改革的方法：
3.1改变设计的题目类型
在课程设计的题目类型上，我们尝试了新的分类，将其划分为四种类型。
（1）汇编程序设计部分；
（2）微机内部接口编程和应用；
（3）微机应用系统开发；
（4）与大学生创新项目、科研相结合。
根据多年的教学经验，选择一些经典的程序，希望通过编程设计，使学生熟悉汇编语言的基本方法。另外，应用系统的设计开发及创新项目，主要是硬件与软件设计相结合的应用系统。学生通过硬件设计、安装调试、设计软件、软硬件联调等过程，获得工程素质和创新能力的训练。所有课题都要在微机和实验平台上调试通过，保证学生能够在设计中取得正确的结果。在课题的选择上要把握以下的原则：课题的内容避免单一；同一课题要有多个方案；课题与大学生科技创新项目及科研相结合。
3.2课程设计的指导教师安排
在指导教师安排上，采用选题分组模式，将教师拟定的课题由学生自由选择，最终将班级学生分为若干小组，每名教师指导几名学生，与毕业设计相类似，参加指导的教师都有着丰富的教学、科研，以及与企业合作开发项目等多方面的经验，相信对学生的指导有很大帮助。每个课程设计中的课题，都来自教师们具体的科研和设计开发实践，所选设计项目与教学内容配合紧密，项目的难度与规模适宜，经过认真设计、调试，相信对学生的实践能力、创新能力提高有很大的促进。
3.3时间进度安排
时间进度安排上，以往的课程设计时间很集中，往往安排在学期结束前两三周，那时学生既要忙于复习考试，又要去做课程设计，大部分学生穷于应付，甚至存在抄袭现象。我们打破以往的传统，在开学初就布置课题，让学生带着课题学习理论课程，最后在学期结束进行答辩验收，给学生充足的时间完成课题，保证了课程设计的质量。
3.4课程设计的成绩评定
以往成绩的评定，只是看一下学生交上去的设计报告，给出的成绩并不能反映学生的真实水平。改革后课程设计的成绩评定分为四个部分构成：方案设计、软硬件调试过程、设计报告和答辩组成，按3：3：2：2评定成绩，分为优、良、中、及格、不及格五级。
（1）方案设计的评分
要求能够体现题目的功能，在硬件原理图正确、程序流程合理的前题下，教师根据学生的设计水平、方法的优劣等给分。
（2）调试过程评分
指导教师对学生调试过程中发现问题、解决问题的能力进行评价，结合实验结果、设备完好情况给分。
（3）答辩
采用答辩的方法，不仅使学生成绩能够真实地反映水平，更可以通过这一环节，为毕业设计答辩进行很好的演练。教师根据学生回答问题情况给出成绩。
（4）设计报告评分
看设计报告是否按规定格式书写，材料是否齐全，叙述是否清楚。
4.结束语
《微机原理与应用》这门课程是工科院校重要的专业基础课，我们通过对理论、实验、课程设计等各个环节的教学方法改革，敦实了学生的微机原理的基本知识、基本技能，深化了学生的知识结构，提高了学生工程实践和创新能力。经过课程设计这一环节的训练，部分学生在院创新科技项目、电子设计竞赛中，各方面能力表现突出，多次获奖。
参考文献：
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微机原理论文范文第4篇
【关键词】三本院校；微机原理与接口技术课程；应用型人才；教学研究
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
随着IT技术的飞速发展，互联网技术日益成熟，微处理器的大量发展将计算机技术渗透嵌入到了各种仪表和控制系统中，特别是嵌入式技术的广泛应用，智能化、物联网技术的出现更是融合了传感技术、通信技术、计算机技术及微电子技术、控制技术等，使得《微机原理与接口技术》课程的地位越来越重要。《微机原理与接口技术》课程本身就是一门综合性课程，内容繁杂、知识点多，涉及面广；其理论性、实践性、应用性都较强，且软硬件相结合，对培养学生在微型计算机基本构成与外界联系（广义输入/输出）的应用方面，建立微机系统的整机概念，具备微机系统软硬件开发和应用的基本能力，提高分析问题、解决问题的思维能力和实际动手能力、工程设计能力、创新能力等，都具有极其重要的意义。因此越来越多的专业，如计算机应用、自控类、机电类、电子类、通信类等专业都将此课程列为必修的专业课或专业基础课。该课程的先修课程有《电力与电子学》《数字电路与逻辑设计》《汇编语言程序设计》《计算机组成原理》《操作系统原理》等，并为《单片机原理及应用》《EDA技术》《嵌入式系统及应用》《计算机控制技术》《DSP器件原理及应用》《可编程器件原理及应用》《多媒体技术》等不同专业的后续课程打好基础。
尽管本门课程如此重要，但是对于三本院校学生来说学好它实属不易。首先，学生自身特点：基础知识薄弱，自学能力欠缺；其次，高校中普遍存在“重软轻硬” 的现象产生的影响，只注重软件程序设计，针对硬件的设计开发很少；第三，针对三本院校应用型人才的培养目标，硬件课程学时也在不断压缩，造成学生对硬件课程的学习没有热情，动手能力差，出现只会读书不会动手的局面。
基于上述原因，有必要在应用型人才的培养方案下对本课程的理论教学和实验教学改革进行探索和实践。
1 教学中存在的问题
《微机原理与接口技术》是计算机技术的硬件课程之一，通过该课程的学习使学生从理论和实践上掌握微型计算机的工作原理和基本组成，熟悉微机的汇编指令体系及汇编程序设计方法，以及常用接口技术及其软硬件设计方法，建立微机系统的整体概念，达到初步具有微机应用系统的软硬件设计、开发能力。
本课程呈现的特点：内容繁杂，缺乏系统性，更新速度快，软硬件相结合；这就要求我们要不断调整理论教学和实践方案，以适应新形势的需要，促进学生学习，培养出合格的应用型人才。本课程的讲授与学习的过程中存在以下的问题：
（1）教学方法方面：“灌输式”的教学方法，以课堂讲授为主，将学生置于被动接收知识的地位，忽略了学生主体地位的作用，对启发式、讨论式和研究式的教学方法采用得比较少。这样的教学模式不利于学生创新能力的培养，学生缺少自己动手分析、设计具体系统接口实例的过程，导致他们只顾记忆知识点，忽略了对问题实质的理解和掌握，忽略了对各部分知识内容之间关系的把握。
（2）教学内容方面：本课程内容繁杂理论性强，看似缺少系统性，但又跟其他课程紧密相关，涉及到许多硬件技术和软件实现技术，如计算机组成原理中的存储器部分、总线I/O接口部分、中断技术等，汇编语言的编程等，这些技术又往往交织在一起，是在原有基础上再深入，这就要求处理好微机原理与接口技术课程和计算机组成原理、汇编语言程序设计、操作系统原理等课程之间的关系。
（3）实践环节方面：大多数高校采用的是集成性实验箱，对芯片功能进行验证性实验，即实验箱提供一个集成环境，通过软件将实验箱上的芯片与PC机通讯，芯片接口及线路都是固定好的并封闭在实验箱内；实验中用到的全部数据结构、电路连线和代码都有提供，学生真正自己动手设计的实验很少，课程设计环节几乎没有，缺少课程学习小论文，学生参与研究性学习的机会少，不利于创新能力的培养。
（4）学生方面：学生本身基础知识薄弱，学习主动性不强，计算机组成原理等前继课程基础不牢，加上集成性实验箱的提供、电路连线和代码的提供一定程度上助长了学生的惰性，影响了学生的创新能力和创新欲望。
（5）社会需求方面：高等院校尤其国家计算机专业一级学科过分强调了培养软件大师，忽视了教给学生扎实的基础知识，以及硬件开发能力的培养，以至于现在不论企业、社会还是学生本人多数只希望学习技术前沿的东西，即便是软件编程也忽视了像汇编语言这样的底层语言的学习。这实际上也是个体的当前利益和产业发展的长远利益之间的矛盾。
2 理论课程改革的具体实施
微机原理与接口技术课程的主要内容包括微处理器基本概念、工作原理和硬件结构；汇编语言指令系统和程序设计方法与技巧；中断系统、定时器/计数器和串行通讯的工作原理和应用；微机系统扩展、人机交互、A/D和D/A等接口技术，以及微机应用系统设计实例。理论课程改革首先从优化教学内容，改变教学方法入手。
2.1 优化教学内容，改变教学方法：由于微机原理与接口技术课程知识点多理论性强，所以在授课时，结合学生比较熟悉的身边实例来进行讲解，把原理知识与实际应用相结合，形成了新的教学方法：
（1）案例教学法：课程内容所涉及的基础知识结合生活中的实例进行讲解。采用实例教学，可以把我们身边常见到的家用电器、智能交通、公共汽车报站系统、门铃等常见设备展示给学生，通过比较实用又不太复杂的产品作为实例讲解设计过程，把相对繁杂的课程内容变得相对有趣，从而启发学生学习的欲望，认识到只要掌握相关的软硬件知识，自己也能开发出实用的电子产品。例如，对于8086/8088系统原理采用原理性案例教学；对于8253、8255A等芯片接口采用样例学习法的设计性案例教学；对于芯片的实际应用，采用结合性案例教学，如十字路通灯的设计、出租计价器的设计等。通过这种方式增强了学生的动手能力，充分调动了学生学习的积极性，将学生置于主要地位，提高学生自我学习的能力。
（2）互动式教学：培养学生的参与意识、动手能力和思维能力，并激发学生的学习兴趣，是一种良好的教学方式。例如，“存储器的连接”中的扩展方式在计算机组成原理课程中已经详细讲过，本课程中增加了总线连接、地址分配的问题。在讲授这部分时，重新做了调整：首先回顾关于该内容的一些主要问题如扩展的方法有哪些，如何进行扩展、总线如何连接等.让学生在上课前利用业余时间，带着问题认真看书，然后回答；在开始上课时，先抽查学生答题情况，再让学生提问；解答问题后，进行总结，引出存储器内部地址如何分配、与CPU管脚如何连线。这样学生是整个教学的主体，学习主动性强，课堂效率高。
（3）类比法教学：采用比喻的方法将抽象的、难以理解的知识点变得具体、易懂。如在讲解存储器及寻址方式时，首先说明指令操作要先寻找操作对象的操作数，为提高CPU的运行速度，CPU中设有寄存器可暂存数据，而大量数据主要存在存储器中。若操作数在寄存器中可直接找到，就是直接寻址；若操作数在存储器中不能直接找到，可通过寄存器中的有关信息找到，即寄存器间接寻址。我们可用去宿舍找学生作比喻，若知道学生的具体房间号，可以直接去找（直接寻址），不知道可以去宿舍值班室询问，得知学生房间号后再找到学生，这就类似于寄存器的间接寻址。
又如中断的引入解决了高速CPU与低速外设信息的交换问题，CPU由被动变为主动，采用分时操作，从而大大提高了效率。如何使学生理解中断的执行过程，我们可用优秀售货员或以教学讲课中学生有问题举手提问作比喻，教师允许学生提问并解答，即为响应中断和执行教学中断服务的程序过程。
（4）直观教学法和启发式教学法：课程中有很多难懂的知识点，讲解时间较长。如果按照常规思路一步一步讲解，学生很难长时间紧跟教师思路，势必影响效果。若适当采用直观教学法，利用图片、动画等进行直观教学，就可以缩短学生学习时间，便于理解知识点；若适当采用启发式教学法，就可以很好地调动学生的学习积极性。例如对于寄存器、存储单元内容，由于微机内部芯片的高度集成化的结果，看不见、摸不着，传统的教学方式效果不理想，我们可利用多媒体进行辅助教学，将抽象、复杂的内容采用直观、形象的多媒体课件进行演示，化抽象为具体、化难为易，以利于学生理解和掌握，提高学生学习的兴趣。
教材中各种图比较多，如原理图、时序图以及流程图等，采用传统的教学方式，既费时又不规范；运用多媒体课件辅助教学，可很快直观地展示给学生，对重点内容可用不同的颜色标注，需强调的内容可用闪烁方式显示，FLASH动画显示渐变的过程进行启发式教学，使学生紧跟老师的思路，既省去了大量的板书时间，又以整齐、美观和可重现等方式展现课程内容，提高了教学效率。实践证明，采用现代化的教学手段，可以把原本枯燥的硬件课程讲解得生动易懂，加深学生对理论知识的理解，达到事半功倍的效果。
（5）项目教学法：将原有传统学科体系中的知识进行整合，并转化为若干个典型项目，教师作为指导者把相对独立的项目交给学生，学生作为主体直接参与项目实践过程，包括信息的收集、方案的设计、项目实施及最终评价等。项目教学法不再把教师掌握的现成知识技能传递给学生作为追求的目标，而是在教师的指导下，学生去寻找得到这个结果的途径，最终得到这个结果，并进行展示和自我评价。项目教学通常安排在课堂、作业、实验三个环节之后，以学生动手操作、完成项目为目标，分为项目选题、项目设计、项目实施、项目总结等环节。学习的重点在学习过程而非学习结束，通过这种方式学生在学习的过程中锻炼各种能力，把学习课程时的被动听课转化为主动探索课程内容，不仅使学生掌握了课程知识，而且锻炼了学生的实际工程应用能力，加强了综合运用所学知识解决实际问题的能力，同时也调动了自我学习的积极性、主动性和创造性。
2.2 注重知识的连贯性：加强书本知识与新知识的联系，加强理论知识与应用的联系；加强本课程与其他课程相关知识的联系。
（1）对教材中学生不易理解的内容，换成学生熟悉的知识，不仅可以巩固学生所学的知识，而且有益于学生对新知识的学习和理解。如在讲解汇编语言编程时，与C语言编程相结合，与C语言描述对比讲解，先讲解程序框架，再将用C语言编写的程序用汇编语言实现，学生更易理解和接受。
（2）注意课程之间知识点的联系，通过举一反三，使学生对知识掌握得更牢固，并能灵活应用。如对于存储器扩展、地址分配、中断及其实现等知识点，都是在原有基础上扩展和加深，既对学过知识温故知新，又有新的扩展和提高，为后续课程做好铺垫。
2.3 在有限的课堂教学中突出重点，增大信息容量：根据教育部有关精神，结合学分制的特点，近几年来，经过几次调整，本课程的课堂教学时数进行了压缩，并将汇编语言课程撤销，融入到本课程中。对于前继后续课程需要做到理清相关课程之间的关系，与相关课程的教师沟通，划分好各课程的边界关系，扫清盲点，减少重复。要求教师在有限的课堂教学中，突出课程重点、讲清课程难点、保证教学质量，精心制作电子课件，以增大课堂教学的信息量，拓展学生的知识范围，是教师必须认真对待的重要课题。要求学生在课堂教学中掌握基本概念、基本思路、基本方法的基础上，对重点的问题进行分析，对疑难点进行剖析，加强学生课前的预习和课后的复习，结合作业联系、实验等环节把握教学的要点。
2.4 充分利用网络资源，实现网络化教学：我们采用了moodle平台，一个通用的网络教学平台是澳大利亚教师 Martin Dougiamas开发的基于因特网的课程管理系统，目前在各国已广泛应用。Moodle平台依据社会建构主义的教学思想，即教育者（老师）和学习者（学生）都是平等的主体，在教学活动中，他们相互协作，并根据自己已有的经验共同建构知识，可以实现课程管理、作业模块、测验模块、资源模块、论坛模块、问卷调查模块等功能。
充分应用网络信息化教学手段，在网络平台上向学生提供教学要求、电子教案、远程答疑、应用资料等网络教学资源；建立网上题库，便于学生更好地消化书本知识；通过网络进行专题讨论、网络释疑、学生意见反馈等教学辅助工作。通过上传一些最新的有关本课程的相关信息，让学生对本专业以及与本专业有关知识的了解，扩大视野，丰富知识；打破传统实践教学在时间和空间上的限制，可以在任何时间、任何地点，通过网络进行自主学习、交流讨论。
3 实践课程改革的具体实施
微机原理与接口技术课程是一门实践性较强的技术基础课，课堂讲授的内容大都较为抽象，难于立即消化，掌握起来有一定的难度，这种情况迫切需要将理论和实践结合起来，进一步加强实践环节的教学。本课程的实验环节是课程教学的重要方面，通过对实践教师队伍加强管理与培训，让实验室老师参与指导学生实验，任课教师参与实验课程的编排、参与实验课程的讨论、指导，既有效地促进了实验环节，又进一步提高了课堂教学的效果，保证了实验教学的质量。
3.1 重视课程教学实践环节，培养学生动手能力：本课程实验包括两部分：汇编语言程序上机调试和接口芯片的编程。实验教学内容以单元实验为主，紧跟理论教学进程，即在相关章节的课堂教学结束时进行上机调试、验证。实验内容分为认知阶段、提高阶段、创新阶段三个层次，分别对应于验证性实验、设计性试验和综合性实验。相对而言验证性实验难度不大，学生完全有能力靠自己去完成实验，设计性和综合性实验需要自行设计硬件连线图和软件程序。通过实验不仅可以巩固所学的理论知识，还可以培养学生的动手能力。在实验中给学生适当的指导，其余部分由学生自己动手进行硬件电路的连接，独立完成实验。做到学以致用，培养学生的开发能力。课程设计也是本课程整个教学过程中的一个重要的实践环节，是面向实际应用而进行的一种设计，是对设计性和综合性实验的创新。本课程目前暂未安排课程设计，但作为重要环节，一旦条件成熟，它应独立或与其它相关课程进行综合设计，既实现“理论――验证――实践创新”的教学目标，还能让学生感受到操作系统的实用性和趣味性，从而达到良好的教学效果，起到了理论指导实践，实践验证理论的目的。
3.2 实践教学开放化，开展多种形式的实践活动：在系、院的统一安排下，逐步建立针对开放式实验教学的教学环境，形成一套开放实验室管理制度、教学指导方法和教学质量监控保证体系，使开放实验教学不仅仅有形式，更有实质性内容，确保开放实验教学的效果。学院建立了学生创新实验环节，安排教师指导学生的实践活动，以项目申报的形式、审批的方式确定选题，选拔学生参加电子设计小课题，而这与本课程的内容有密切的关系，也为课程的教学提供了提高的环节。
另外在开设本课程的各系之间，组织学生参加不同层次的电子设计竞赛、各种创新竞赛、毕业论文等环节，有针对性地提出一些题目，加强学生对有关硬件设计、接口技术方面的能力培养。
3.3 通过校企合作模式强化实践教育，提高学生的实践能力：尽管作为微机接口技术实验平台，集成实验箱有完善的编程及调试环境、开放的系统扩展总线以及优越的系统扩展性能等，但是随着计算机硬件技术的飞速发展，微机原理与接口技术课程的教与学都发生了质的变化。传统的计算机接口技术课程着重介绍计算机各组成芯片的内部结构，初始化编程命令和在PC/AT机中的基本应用，并没有系统的介绍各组成芯片的关联工作情况以及和CPU系统的工作情况。当今Pentium PC机广泛使用的并行接口标准IEEE 1394、通用串行接口标准USB、图形显示总线标准AGP、高速硬盘标准Ultra 100MB等等，都是最新接口技术应用的具体成果，实验设备不可能跟上技术更新的步伐，让学生感觉不到这门课的实际应用价值。
我们的做法是“请进来，走出去”，以人才需求为导向，充分利用校企合作，即学校和企业双方共同参与人才培养过程，利用学校和企业不同的教育资源和教育环境，采用“课堂教学”和“学生参加实际工作”有机结合的教育模式，定期组织企业技术主管到学校进行讲座，组织学生到实习基地或实习单位进行锻炼，加强学生动手能力的培养，提高分析问题解决问题的能力，更好地培养应用型人才，以适合不同用人单位对人才的需求。
通过多渠道、多形式地建设校内外实习实训基地，目前我院除了建有7个实验教学中心，中心下设实验室，全院共有公共实验室、专业实验室47个，其中工程教育训练中心、数字媒体实验教学中心先后被评为“北京高等学校实验教学示范中心”；还建成了5个院级综合实习实训基地，59家校外实习实训基地，其中1家被评为北京市高等教育校外人才培养基地，由企业的资深工程师授课和指导毕业设计（论文），不仅提高了学生的动手能力、分析问题解决问题的能力，而且向学生传授了企业文化，提升了学生的职业化程度，增强了学生就业的竞争力。
4 其他辅手段的具体实施
微机原理与接口技术课程的教学改革应该说是多方面的，除了对其教育理念、教学内容、教学方法与教学实践等进行改革外，同时还在师资队伍建设、教材选用、考核方式等方面进了相应的改革。
4.1 注重师资队伍建设：针对中青年教师人数较多的情况，制定相应的培训计划；与课程建设规划相结合，要求青年教师每年走进企业实习；实行老教师传帮带、教师集体备课、评讲教案、教师听课等制度，促使中青年教师迅速成长。课程组进行定期或不定期的教研讨论，形成良好的教学氛围。
4.2 选用合理的教材：一本好的教材，是决定教学质量高低的重要因素之一。目前，微机原理与接口技术教材模式单一，大多数都分为8086微处理器、存储器技术、8086指令系统、汇编语言程序设计、I/O接口芯片等五个部分，存在重基本原理、轻应用实例的问题。通常教材中都是先介绍产品的功能部件、存储器，再介绍指令系统、程序设计，最后是一些常用接口部件的外部扩展等内容，特别是实验教材跟不上新技术、新硬件的发展，使得初学者感到理论与实践脱节，内容繁杂缺少系统性，无法形成微机应用的完整概念，更谈不上能力的锻炼和提高。因此我们计划对教材内容进行重新整合，使其各知识点由浅入深、由易到难，紧密结合，顺理成章。
4.3 考核方式的改革：微机原理与接口技术是一门理论联系实际、实践性很强的专业基础课，它与一般的基础理论课程特点不同，是以学生理论联系实际能力、动手能力、综合分析问题能力及创新能力为培养目标的。考试作为教学的一个重要环节，是对学生学习状况进行必要检查的手段，因此在考试环节中应该体现课程的培养目标。实际教学中，针对微机原理与接口技术课程的特点，对考试形式、考试内容进行了相应的改革，对考核模式也有相应调整，学期成绩由平时成绩和期末成绩两部分组成，其中平时成绩占40%，包含出勤、笔记、作业、上课的状况、实验和小论文的完成情况、实验报告、期中测试等；期末成绩占60%，来自期末考试的卷面成绩（闭卷笔试），做到全面、综合考察学生对本课程的掌握和理解情况，利用理论知识分析问题、设计问题并解决问题的能力。
目前我们针对课程的教学大纲制定考试大纲，对教学体系进行系统化说明，对各知识点在章节中所占比例进行分配，充分利用网络资源，建设试题库，难易程度分为简单、一般、复杂，题型做到多样化，有填空、选择、判断、读程序、编程、接口设计等，为后续考教分离做准备，从根本上改变学生的“要我学”为“我要学”的状态 ，全面调动学生学习的积极性，提高学生的动手能力、理论联系实际能力及应用所学理论分析问题和解决问题的能力。
5 结束语
通过微机原理与接口技术课程的教学改革与实践，我们深刻认识到只有不断进行教学改革才能不断提高教学质量，教学改革是一个长期的不断探索，不断完善的过程。本文通过作者自身的教学实践，提高了教学质量，改善了教学效果，提高学生的学习兴趣和学习效率，充分调动了学生学习的积极性、主动性、创新性，培养应用型的高素质人才，保证本课程持续不断地向前发展，也为后续精品课程的建设奠定了基础。
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微机原理论文范文第5篇
关键词：微机原理与应用技术；CDIO；一体化：教学模式
0.引言
培养具有创新意识、创新精神和创新能力的创新型人才，是经济全球化进程加速下建立创新型国家的迫切需要。如何培养具有广泛的适应性和杰出开拓创新能力的工程技术人才，是高校工科教育面临的重要课题。
一体化教学是CDIO 12条标准中的第三条准则，它能使知识、能力、素质的培养紧密结合起来，将理论、实践、创新合为一体，是“教、学、做、思、创”和“基于项目的教育和学习”的集中体现，是培养学生工程实践能力和创新能力的重要途径之一，同时也是培养学生的集体主义和团结协作精神的有效途径。本文阐述在“微机原理与应用技术”课程中应用CDIO一体化教学模式的实践和体会。
1.背景
微机原理与应用技术课程的前身是微机原理与接口技术和单片机原理与应用两门课（以下简称两门课）。众所周知，微机及单片机知识是工科电类相关专业的软硬件开发应用基础，是学生将来工作所应有的最基本技能，所以我国高校工科电类各专业普遍都开设有微机原理和单片机课程。中国民航大学电子信息工程等电类专业在1986年筹建专业之初就设有微机原理与接口技术课程（70课时），1996年增设了单片机原理与应用课程（54课时），作为微机原理与接口技术的后续课。两门课程之间联系紧密，但在微机系统的知识结构中又处于不同的层面，互不统属。自1998年实施“五强计划”以来，两门课的课程组就从精品课程开始加以建设，并分别于2004年、2006年相继建设成为校级精品课。近年来，随着嵌入式技术的蓬勃发展与普及应用，社会对嵌入式人才的需求量在逐年递增，但嵌入式软硬件设计开发人才又严重不足（每年缺口大约为20万人）。面对这种局面，结合教育部“学分制”本科教育应适当压缩学时，逐渐向国际化方向发展的精神和中国民航大学培养“具有创新精神和工程实践能力的高素质应用型人才”目标定位，以及新时期下社会对创新型工程技术人才的培养需求，我们以“加强基础、重视应用、开拓思维、培养能力、提高素质”为核心，以“突出手、脑并用，有助于促进理论与实践结合”，“突出研究探索，有助于培养学生创新意识和能力”的思想为指导，在学校电子类课程教学指导委员会的统一规划下，经多次教学跟踪和调研，对两门课程进行了优化改革，将两门课程整合为一门微机原理与应用技术课（94课时），由同一位老师分两个阶段，分别放在两个学期进行教学，以2008级电子信息工程专业CDIO班作为试点实践。
2.一体化教学模式
2.1一体化教学模式的构建
一体化教学模式通过一体化教学内容、一体化教学手段和方法、一体化考核评价来实现。微机原理与应用技术课程所构建的一体化教学模式见图1。
2.2一体化教学内容设计
整合后的微机原理与应用技术课程的教学内容及学时安排见表1。该课程的目标是在保证学生了解微机基础知识及8086 CPU体系结构的基础上，侧重培养学生综合应用单片机知识解决实际的能力，达到在学时被压缩的情况下，完成建立微机系统整体概念及熟练应用单片机的教学任务。
在微机原理与应用技术课程的第1阶段主要学习微机基础，目的是帮助学生理解计算机基础原理及结构，熟悉一款带有普适性的CPU原理，熟悉汇编编程及应用，建立起微机系统整体概念，为后续进一步学习不同的CPU以及今后的工作和计算机应用打下坚实的基础。本阶段以理论讲授为主，部分内容的讲述要不厌其烦，举一反三，让学生牢固掌握，如对存储器地址、寻址方式、汇编指令与程序设计、寄存器、存储器扩展、总线、中断等内容；部分内容只是提及或不讲，如对流水线、多核、存储器管理、32位CPU等内容，目的只是扩展学生的知识面和拓宽专业视野；部分内容采用精讲多练的形式，注重学生独立性的训练和思维的启发，如对接口部分的学习可以通过一个典型接口芯片来带动学会这一类芯片的使用方法，达到“授人以渔”的目的。
课程的第2阶段主要强调应用性和实用性，内容主要讲述实用接口电路的设计，常用串行扩展总线，基本I/O、A/D、D/A、LED显示、键盘、液晶显示、USB、红外通信、RS232、485及PS2等接口功能和在实际教学实验中的应用，目的是培养学生实际动手、设计和解决实际问题的能力。
2.3一体化的教学手段和方法
一体化的教学手段和方法主要体现在理论与实践的一体化，课内、外学习的一体化方面，通过项目联系整个课程体系，融教师的教与学生的学、做、思、创为一体。
2.3.1理论实践一体化
微机原理与应用技术是一门理论与实践并重的技术基础课，实践性强是其最突出的特点，而工程能力和创新能力是在不断地解决实际问题的过程中锻炼和培养出来的，电类专业尤其需要突显实验实践的特点和特色。所以，我们充分认识到了本门课程实践教学的重要性，在实际教学中通过项目驱动的教学方式来达到实践教学与理论教学的并重发展。
（1）在教学安排上，要求任课教师理论教学与实验教学互通，教师既教授理论同时又辅导实验，且要同步开设。教师在上实验课之前，要结合相关理论知识对学生进行实验预习引导；在实验课堂上要结合相应的实验现象对理论知识作进一步的总结和概括，同时鼓励学生通过软件仿真或通过实际制作理解巩固理论知识。譬如对汇编寻址方式和部分指令的学习，就是在实验室通过DEBUG环境，师生双方边教边学边做，理论和实践交替进行，直观和抽象交错出现，这样可收到事半功倍的效果。这种理中有实、实中有理的做法，既能培养学生的动手能力和专业技能，又能充分调动和激发学生的学习兴趣，使学生能真正变成学习的主人；同时，通过实验教学，教师也能及时了解学生对理论知识的掌握情况，而且这种理论指导实践、实践又反馈到理论的过程使得学生能从本质上加强对知识的理解，从而加强了实验教学与理论教学之间的联系。
（2）通过项目组织教学，可以把知识、能力、素质等培养目标融入到项目教学过程中。为了解决所遇到的问题，学生需要归纳、整理所学的知识与技能或查阅课外资料，这样能促进学生不断地思考，也能让呆板孤立的知识片化作整体知识链，触类旁通，突出了“教师是主导，学生是主体”的教学理念，改变了“我讲你听，我做你看”的现象。
2.3.2课内外学习一体化
针对微机原理与应用技术课程内容多、部分内容前后之间互有交叉、实践和实用性强、知识更新快等特点，课程组以项目为载体，通过网络、虚拟仿真工具、实验室开放等手段将课堂教学、课外科技活动、毕业论文等关联起来，形成课内、外一体的教学模式，见表2。
对于部分理论知识的学习，除了在课堂上通过板书或PPT讲授外，还让学生通过作业与网络等形式进一步在课外学习，并通过校内的BB网进行师生间或学生间的网上实时答疑、讨论等。
实验、实践教学是我们特别重视的环节和内容，在实际教学中分了3个层次的实验，即基础验证型实验、设计提高型实验和综合创新型实验。这3类实验都以项目的形式在课程一开始就布置给学生。其中基础验证型实验要求全部学生必做，主要采用虚拟仿真与实物相结合的方式。设计提高型实验分为两部分，一部分要求全部学生必做，内容覆盖单片机课程理论教学的主要内容和常规的模电及数电知识，难度中等，如像程控电源、温度测量控制器等题目；另一部分是选做题目，这部分题目与全部的综合创新型实验，是具有一定难度的、需大量查阅资料反复调试才能完成的综合性题目，且题目多种多样。选这些题目的学生既可以做教师指定的题目，也可以根据自己的兴趣，结合教师的各种横向课题或各种竞赛自拟题目（自拟题目需经教师确认），由2～3个学生组成一组在课外合作完成。这些实验、实践项目，除在课内课堂上完成指定的实验外，其余都可以在课外利用学生科协或校内BB网，通过仿真环境或实验室开放完成。
3.一体化的考核与评价
对微机原理与应用技术课程的考核既要体现综合能力，又要加强过程考核。综合能力主要看学生对课程知识、技能的掌握程度及职业素质的养成；过程考核是指考核要贯穿学生的整个学习过程，将学生平时的各种表现都纳入在考核内容之中。课程最后的总成绩由平时成绩、项目成绩和期末成绩3项构成，课程综合成绩考核评价方式见表3。平时成绩主要从出勤、作业、学习态度、网上讨论和师生互动等方面进行考核，占总成绩的15%；项目成绩主要从完成项目的资料搜集、小组协作、构思、设计、制作、调试、实物演示、项目答辩和项目总结报告书写等方面进行考核，占总成绩的45%，主要考核学生的综合应用能力及职业素质；期末考核以闭卷笔试形式进行，占总成绩的40%。
4.一体化教学实施效果
微机原理论文范文第6篇
关键词：计算机系统结构；课程体系；DLX虚拟处理器；立体化课程
中图分类号：640文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)18-21ppp-0c
Research and Practice of the Computer Architecture Course System for Applied Type Undergraduate
CAI Qi-xian1, WANG Zhi-wen1，HE Hai-zhao2
(1.Department of Computer Engineering, Guangxi University of Technology, Liuzhou 545006, China; 2. Library, Guangxi University of Technology, Liuzhou 545006, China)
Abstract:According to the applied type the profession education characteristics and teaching goal, form the new Computer Architecture course system with increasing microcomputer architecture contents and introduce into the DLX virtual processor experiments. And make use of the information technique, work hard to carry out a stereo course, that enhance teaching quality of the course.
Key words: Computer Architecture; Course system; DLX virtual processor; Stereo course
1 引言
计算机系统结构历来为高校计算机科学与技术专业必修的主干专业基础课。计算机的发展历史说明，计算机性能的不断提高必须依靠器件的变革和系统结构的改进。今天，在器件潜力几乎达到极限的情况下，计算机系统结构的改进尤为重要。该门课程主要反映现代计算机在系统结构上的新思想新技术，如流水线处理、向量处理、并行处理、多处理机结构等等，要求学生从分析和评测的角度把握计算机系统的设计。这对培养学生掌握和应用现代计算机系统来处理复杂计算问题具有重要意义，也为学生今后从事计算机系统软硬件开发打下良好的基础。对这样一门核心课程，如何突出地方院校应用型人才培养特色，研究和提高本课程的教学质量，给我们提出了新的挑战。
国家教育部在《高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划》中明确指出要“面向21世纪社会、经济、科技、文化的发展，改革我国高等教育中与其不相适应的教学内容和课程体系。”，该计划把 “基础课程、核心课程的教学内容体系及教材；教学手段、教学方法的创新。” 列为改革的主要内容[1]。因此，在现代计算机技术日新月异、计算机应用迅猛扩展深入的今天，在高校教育逐步由精英教育向大众化教育转移的今天，在地方经济发展大量地普遍地需要工程应用型计算机人才的今天，必须重新审视这门课程的现状和特点，按照应用型人才的培养目标和定位，构建新的计算机系统结构课程体系，从而提高该课程的教学质量。
2 计算机系统结构课程的特点
计算机系统结构课程具有下述特点：
1) 综合性强。计算机系统结构一般安排为计算机专业高年级课程，它需要用到几乎所有计算机专业基础和相关的前继专业课程知识。主要有：计算机组成原理、汇编语言程序设计、高级语言程序设计、数据结构、操作系统、编译原理等课程。教学中要求学生对各课程知识融会贯通，教学难度较大。
2) 理论性强。内容抽象繁杂，概念多，教学处理不好的话，容易让学生感到学习乏味，明显增加了教学难度。
3) 本课程教材内容多是针对大中型计算机系统描述，常以一般学生接触不到的机型作为系统结构举例，而结合微机应用实际，结合现代微机系统结构技术的发展的内容几乎没有，严重脱离学生实际。
4) 缺乏实验环境，学生无法获得对计算机系统结构性能改进的直观认识。如果真正要求学生对其理论与技术有直观的接触，则需要深入到现代大中型计算机内部进行实践，这对我国绝大多数高校来说是不可能做到的。因此，长期以来，我国高校在开设这门重要课程时，仅仅停留在理论讲授上，相应的实践教学尚是空白，学生面对枯燥理论，学习兴趣大减，这对提高教学质量带来极大障碍。
3 新课程体系的研究和建设
针对这门课程的原有特点和不足，我们从以下三方面更新了该课程体系的研究和建设：
1) 修改教学要求，明确教学目的。
我们把对现代微型计算机系统结构的分析和评测作为学生意义构建的主要目标。很难想象，一个生活工作在微机广泛应用的信息化时代的计算机高级技术人员，如果对微机的系统结构知之甚少，又怎么能够用好微机呢？因此，在认识和了解一般计算机系统结构新技术的基础上，加强对微机系统结构的教学是完全必要的。
2) 在总的教学目标要求下，大刀阔斧地对教学内容进行重组，构建符合教学目标，既有理论又有实践的新的课程体系。
我们积极开展本课程教学内容改革，注意吸收国内外同类教材教学思路，结合地方经济发展对计算机人才知识结构的要求，在教学内容上进行压缩和扩充，精简了有关大中型计算机的过多介绍，增加和突出微机上常用的新的系统结构，突出基本知识，注意和前继课程的内容贯通，形成具有自己特色的教学内容和教学大纲。
理论上，既讲清一般原理，又紧密结合微机系统结构。比如，结合80X86指令系统，阐述从CISC到RISC的发展；在介绍各项新技术时，尽量例举微机上应用相关技术的实例。如Pentium的4级整数流水线、8级浮点流水线，Pentium的分支预测策略等。我们还以“奔4：奔腾不已的‘芯’”为题，专门介绍Pentium 4的NetBurst微结构，从Willamette核心、Northwood核心到Prescott核心的不断发展，所面临的问题及Core微架构的面世，同时还涉及到同时代CPU产品的竞争情况。应该说，结合系统结构的原理比较全面地介绍了与学生密切相关的微机的系统结构。
如何在常规的条件下例如利用普通的微型计算机，让学生直接用到有关计算机系统结构的新思想和新技术，得到实践学习的机会，从而大大提高学生对现代计算机系统的认识，大大提高这门重要课程的教学效果，值得我们花大气力进行研究。为此，我们引进了DLX虚拟处理器实验。
DLX处理器是1995年美国斯坦福大学的John L.Hennessy和加利福尼亚大学伯克利分校的David A.Patterson在其“Computer Architecture-A quantitative approach”一书中首次提出的一个虚拟的32位处理器。该处理器不仅体现了当今多种机器（如AMD 29K，DEC station 3100，HP 850，IBM 801，Intel i860，MIPS M/120A，MIPS M/1000，Motorola 88K, RISC I,SGI 4D/60, SPARCstation-1, Sun-4/110, Sun-4/260等）系统结构的共同特点，还将体现未来一些机器的设计思想[2]。特别是，DLX虚拟微处理机提供了一个基于PC机的研究平台，研究者可以在PC机上模拟新的处理机技术。清华大学著名教授郑纬民在其著作中专门介绍了DLX虚拟微处理机，并指出：“通过了解DLX处理机的结构和工作原理，并利用DLX模拟器进行实验，可以帮助读者综合地了解和运用有关处理器指令系统的设计、流水线的设计与实现等方面的知识，有助于对本书前面章节所述内容的理解。”[3]
我们在全面了解DLX虚拟处理器的结构和工作原理的基础上，探讨从“软”的角度，利用DLX虚拟处理器进行处理器指令系统的设计、流水线的设计与实现、并行处理的设计与实现等带有新一代处理器思想和技术的实践教学体系，总结出有典型教学意义的实验[4~6]；并编写相关的实验教材，注重设计性和综合性实验的训练。比如，让学生通过实验软件，模拟采用旁路技术消除数据相关，采用增加运算单元的方法消除控制相关，采用优化程序的方法来提高流水线的性能等。此外，我们开辟了一些有关Cache、CPU性能测试的实验，形成一套计算机系统结构实践教学体系。这是一项难度较大的具有开创意义的教学研究工作。
3) 革新教学方法手段，利用信息化技术，努力构建立体化的课程体系。
我们自行制作CAI课件，以多媒体的形式精心展现课程内容，形象地讲解理论，化解难点，融汇前继课程知识，虽然为此付出了很大的心血，但是保证了全部理论课在多媒体电教室上课，取得了很好的教学效果。同时研制实践教学软件，以多媒体形式介绍实验内容和操作过程，并以网络课件形式提供给本校学生，以便学生实验前自学。
我们充分利用校园网环境，建立一个以本门课程为主的基于校园网的教学网页，不仅有覆盖全部教学内容的CAI课件，还有与网络电子教案配套的课程介绍、信息、教师答疑、名词解释词典、教学论坛、实验探索、习题与题解、相关链接等辅助网络资源。
在课堂教学上除了用多媒体教学外，还积极探索开展课堂讨论，通过“协作”、“会话”等方式引导学生主动学习，在此基础上，撰写高质量的小论文，很多小论文体现了学生课堂讨论的成果。
本门课程的改革成效已初见端倪，学生们普遍反映，这门课程好学实用，学了后眼界开阔，有助于全面把握专业知识。在学生评教活动中，本门课程得到了较高的评价。
总之，一门课程体系的构建，必须与所属专业办学定位和学生实际相适应，必须与社会需求相适应，必须与学科领域技术发展相适应。目前，我们仍在对该课程的立体化和信息化方面进行研究、探索，力求完善课程的理论体系、实践体系和网络学习环境，进一步提高该课程的教学质量。
参考文献：
[1] 国家教育部. 高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划.
[2] John L.Hennessy, David A.Patterson. 郑纬民, 汤志忠, 汪东升, 等译. 计算机系统结构：一种定量的方法（第二版）[M]. 北京：清华大学出版社,2002.
[3] 郑纬民, 汤志忠. 计算机系统结构（第2版）[M]. 北京：清华大学出版社,1998.
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[6] 蔡启先, 李日初，王智文. DLX虚拟处理器流水线向量运算的性能研究[J]. 广西工学院学报, 2007,18(1):43-47.
收稿日期：2008-03-22
基金项目：新世纪广西高等教育教学改革工程“十一五”第一批立项项目（168）
微机原理论文范文第7篇
关键词：智能科学与技术；毕业生情况；北京科技大学
从2004年国内开始招生至今，全国已有不少高校设立了智能科学与技术专业。我校是较早设置该专业的院校，于2007年在信息工程学院设置其为第7个本科专业，并开始招生。2009年9月，学生进入相关专业课程的学习，第一届学生于2011年7月毕业。日前，该专业学生已经完成本科阶段的学习。
在专业开设过程中，我们完成的主要工作如下。
1) 调研国内外相关院校智能科学与相关专业的培养目标和培养方案。
2) 形成智能科学与技术学科的知识体系和能力要求。
3) 制定2010版智能科学与技术专业的教学大纲。
同时，在办学过程中，我们选择了脑科学与认知科学概论，人工智能基础，微机原理及应用、课程设计(微机原理)，可视化程序设计、智能计算与应用四个课程组进行教学模式改革。
1首届毕业生知识结构
因为是首届学生，我校大多数课程安排参考了国内兄弟院校的课程设置，也参考了我校自动化专业的部分课程设置。学生的知识结构主要由5个方面组成[1]，如图1所示。
1) 数理基础课程群：工科数学分析、高等代数、复变函数与积分变换、概率与数理统计、数学实验、大学物理、物理实验、应用力学基础、离散数学等。
2) 电工电子技术课程群：电路分析基础、电路实验技术、模拟电子技术、模拟电子技术实验、数字电子技术、数字电子技术实验等。
3) 机电技术基础课程群：工程制图基础、程序设计基础、信号处理、计算机网络、微机原理及应用、嵌入式系统、数据库技术及应用、面向对象程序设计、现代检测技术、电机控制技术、现代通讯技术、DSP处理器及应用、机械设计基础等。
4) 专业主干课程群：信息论与编码、控制工程基础、脑科学与认知科学概论、人工智能基础、机器人组成原理、计算智能基础、模式识别基础、虚拟现实技术、智能控制及其应用。
5) 实践创新课程群[2]：计算机应用实践、电子技术实习、MATLAB编程与工程应用、Linux系统与程序设计、自动控制系统设计与实现、微机原理课程设计、嵌入式系统设计与实现、专业(生产)实习、毕业设计(论文)等。
除了专业课程的学习，学生还参与了很多课外科技活动和竞赛，并取得了良好成绩，内容如下。
1)“基于Matlab的智能五子棋人机博弈系统”在北京科技大学第十一届“摇篮杯”课外学术作品竞赛中获三等奖。
2) 第八届校机器人队队员在第八届亚太机器人大赛国内选拔赛中获十六强。
3) 在全国大学生电子设计大赛中获成功参赛奖。
4) 在智能车校内赛中获二等奖。
5) 在北京市机械创新大赛中获三等奖。
6) 在北京市大学生电子设计大赛中获二等奖。
7) 在“飞思卡尔”智能车竞赛的校级赛中获三等奖。
8) 在校级机器人竞赛中获季军。
9) 在全国大学生节能减排大赛科技类中获三等奖。
10) 在北京科技大学计算机博弈锦标赛中获最佳程序设计奖。
11) 在北京科技大学“闪我风采”Flash大赛中获最佳细节奖。
在参加课外竞赛及各种活动之余，首届智能班还自组织了以小组为单位的指纹识别考勤计时系统编程比赛，历时一个月，比赛结束后评出了最优编程奖。然后返回给每个小组，再讨论再修改，最终确定了最优版，申请了国家软件著作权，于2010年5月份获得审批。此次比赛成果是全班学生辛苦劳动的果实，凝聚了24位学生的智慧和努力。图2展示了该系统的计算机软件著作权登记证书。
2首届毕业生毕业设计情况
2010年底，首届学生进入本科毕业设计环节。在大家的共同努力下，全部学生通过了本科毕业设计。毕业设计的题目如表1所示。
3首届毕业生去向
智能科学与技术专业首届24名学生是2009年9月进入大三学习专业课的。目前，我们统计的毕业生去向，专业第1名放弃了保研指标，选择出国留学，另外有4人保送本校读研究生。选择考研的学生还有12人，另外有3人选择出国留学，还有2人选择就业，如表2所示。
4经验和教训
我们对2007级智能科学与技术首届毕业生的总体情况还是比较满意，通过一系列教学改革，取得一定的成效，内容如下。
1) 人工智能基础。此课程为智能科学与技术专业的理论基础性课程，具有涉及的面比较广、内容较多、变化较快的特点。我们结合人工智能学科的发展，在保证课程完整性的同时，尽可能增加学科发展的前沿内容。
2) 微机原理及应用、课程设计(微机原理)。微机原理及其应用是一门实践性很强的课程，特点是计算机软硬件结合非常紧密，需要经过大量的实践环节学习。在充分分析本门课程特点的基础上，我们对该课程作了如下教学改革：自行研制开发了一套实验装置，开发了配套的实验项目，编写了相应的实验讲义。图3是我们使用的微机原理与单片机实验装置。
在教学方法上，教师让学生在学习已有实验项目的基础上，做一些由简单到复杂的新改动，直至最后设计出新的应用电路，并用相关器件实现。为了鼓励学生亲自动手制作电路板，教学团队花费近3 000元，购买了各种电子元器件和电路制作工具，包括单片机芯片、集成稳压电路芯片、各种传感器、小键盘、电阻电容、印刷电路板、万用表、电烙铁等，保证每位学生都能设计并制作完成一个单片机控制系统。在课堂管理方面，我们实行小班授课，每班不超过30人。学生都很遵守课堂纪律，几乎没有迟到早退现象，为该门课程的学习营造了良好的学习氛围。
3) 可视化程序设计。小班在实验机房上课，课程将讲解部分与上机练习结合起来，教师对每一个知识点进行讲解后，让学生立刻练习，提高学生的动手实践能力。通过教师的课堂讲解和学生的课堂练习，使学生达到融会贯通的程度。
4) 数据结构与算法分析。针对智能科学与技术专业对计算机软件能力要求高的特点，我们压缩了计算机专业的数据结构和算法分析两门课程的学时，保证学生应用能力的培养，并编写了相应教材。
5) 根据国内外高等教育的最新发展，我们对研究思路、内容、方法进行必要调整。英国、美国、马来西亚等国近几年开设了AI相关专业，并且多数与机器人结合。在2010版教学计划中，我们也将机器人作为学生学习过程中的实验平台和设计实现对象，为此探讨设立机器人组成原理课程[3]，并在准备教材。我们还与南开大学、河北工业大学合作开发智能科学与技术专业的系列教材[4]。
另一方面，我们在办学过程中也感觉到一些问题，和南开大学[5]的问题较为类似。
1) 专业宣传方面的问题。
2) 没有形成统一的教学指导委员会，各学校还处于单兵作战阶段。
3) 学校的重视程度不够，经费投入有待加强。
4) 师资结构对其他学科的依赖程度较大，还未形成完整的师资队伍，多数教师来自其他专业。
5结语
通过两年的专业课学习，首届智能科学与技术专业的全体学生在各方面都取得了不错成绩。多门基于专业课程开设的课程设计不仅增强了学生的动手实
践能力，还加深了学生对专业知识的理解及掌握程度，很好地将理论学习与实践教学结合起来。特别是在毕业设计阶段，学生的论文题目都很有新意，充分体现出智能科学与技术专业的“智能”特点，而且学生在论文答辩环节全部顺利通过。首届毕业生中，出国和保研率达到54.17%，就业率达到45.83%，有很好的发展前景。通过研究首届毕业生情况，我们认为智能科学与技术专业是一个很有发展潜力的专业，能够将人工智能科学、计算机技术、智能控制等专业性较强的学术领域综合起来，培养出具有综合能力的优秀毕业生。
总结首届毕业生情况，我们将在随后的教学过程中进行如下改进：结合人工智能学科的发展，尽可能增加学科发展前沿的内容；针对学有余力的学生，布置学科前沿的自学内容；在教学中尝试以作业的形式安排实验内容[6]。同时，我们继续保持小班授课方式，营造出良好的学习氛围。在考核方面，结合平时、考试和答辩3种形式，来客观、公正地评定学生，促进学生的全面发展。通过总结已有的教学经验，吸取教训，发展优势，我们相信智能科学与技术专业一定会一步一步成为更加完备的、更有优势的、更具时代特征的新型专业。
参考文献：
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[4] 杨鹏,张建勋,刘冀伟,等. 智能科学与技术专业课程体系和教材建设的思考[J]. 计算机教育,2010(19):11-18.
[5] 方勇纯. 智能科学与技术专业毕业生情况分析与专业建设[J]. 计算机教育,2010(19):51-54.
[6] 魏秋月. 关于智能科学与技术专业人才培养和学科建设的思考[J]. 教育理论与实践,2009,29(9):18-19.
The Situation of the Major in Intelligence Science and Technology
in University of Science and Technology Beijing
LIU Jiwei, SHI Zhiguo, WANG Zhiliang
(College of Information Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China)
Abstract: It has been four years since the establishment of Intelligence Science and Technology professional in our school. According to be guided by problem solving skills of students as the leading principle and from the professional teaching objectives, the work includes teaching plans and curricula, laboratory construction, reform of teaching and other means of professional development.
微机原理论文范文第8篇
关键词：独立学院嵌入式课程设置课程改革优化
中图分类号：G423.04
引言
以我校（武汉长江工商学院）为例，电子信息工程专业主要培养能在信息通信、电子技术、智能控制、计算机与网络等领域和行政部门从事各类电子设备和信息系统的科学研究、产品设计、工艺制造、应用开发和技术管理的应用型工程技术人才，因此，我们以培养应用型人才为目标制定了培养方案。
课程设置现状
在我们的培养方案中，除了专业基础课程（C语言程序设计、电路分析、电工基础、数字电路、模拟电路）外，有两条主线：嵌入式方向与信号处理方向。其它方向如微电子、射频、无线电等方向，考虑到我们学生的基础以及培养方案总课时的要求，最终选择了嵌入式与信号处理两个方向，当然，随着社会的不断发展，以后的培养方案可能会考虑微电子等较新的方向。
之所以选择嵌入式硬件方向为我们的一条主线是因为嵌入式系统是当前很热门而且很有发展前景并且对于学生而言也是比较好就业的应用领域之一。嵌入式系统在智能化家居、家电，汽车电子、医疗、交通等各个方面都有应用，我们的生活已经离不开嵌入式系统。嵌入式系统是软硬结合的技术，我们以硬件设计为主设置了我们的课程如下：
表1：嵌入式方向的课程设置
围绕ARM嵌入式技术这门课，还有微机原理、单片机、EDA、DSP等课程及相关实验。
学习了微机原理和单片机这两门课后再学习嵌入式，学生更容易入门，因为嵌入式本身是从单片机发展而来，并且在微机原理与单片机这两门课程中，我们以汇编指令为主，主要是考虑到做嵌入式系统除了了解ARM处理器工作原理和接口技术还要了解ARM的汇编指令系统。
考虑到嵌入式开发的发展方向与相关领域，我们还设置了EDA技术与DSP技术两门课。数字图像压缩技术是嵌入式的应用领域之一，主要是掌握MPEG编解码算法和技术和DSP技术，另外，为追求更高速的信号处理速度，现在一些速度要求较高场合，有不少公司是将一些DSP算法用硬件来实现，这就涉及到HDL数字电路设计技术及其FPGA/IP核实现技术。这也是我们将EDA技术与DSP技术这两门课作为这个方向的专业课程的原因。
课程改革思路
首先是微机原理与单片机这两门课，目前我们开设《微机原理与接口技术》理论课54课时，实验课18课时，《单片机原理及其应用》理论课54课时，实验课18课时，课程设计36课时。微机原理课程主要是帮助学生理解一款微型计算机的工作原理、结构、汇编语言编程及其接口电路，为以后的进一步学习不同的CPU以及计算机应用打下基础。目前我们的教学还是以8086/8088作为微机原理主讲芯片，其难度较大，与实验教学和学生在课外的实际应用（如参加电子设计系列竞赛、制作小作品、毕业论文、课程设计等）脱节，教学效果不理想。
随着半导体技术的进步，处理器从单核时代进步到了多核时代，并且将来处理核的数目将会越来越多。随着多核技术的发展，可能不久的将来大多数的软件开发都将以多核芯片为基础硬件平台，随之而来的是编程语言、数据结构、算法理论、软件工程等都将随着多核的出现而进行修订，对我们专业而言，要考虑的主要是计算机硬件方向的课程设置要进行调整以适应多核时代的到来。经过调研与研讨，我们决定将上述两门课整合优化为《单片机原理与接口技术》54课时及《多核架构与编程技术》54课时。前瞻性的将多核架构及编程技术引入到独立学院电子信息工程本科培养方案中，将培养方案中的专业基础知识进行综合与升华，帮助学生，顺应市场格局变化，接受新技术新理念，建立系统、完整的专业基础理论体系，培养学生综合应用能力与创新型思维，提高动手实践能力，开拓学生的专业学术视野。使我们的学生能顺应时代的变化，在硬件、软件方面能够更好地了解多核思想及编程技术，以适应高新技术的飞速发展的需要。
其次是EDA技术与数字电路的整合。目前我们开设《EDA技术》理论课34课时，实验课18课时，课程设计18课时，《数字电路》理论课54课时，实验课18课时，课程设计36课时。这两门课在实验和课程设计的内容上有一定的重复。我们可以将这两门课整合成一门课《数字电路与VHDL》，理论课72，实验课18，课程设计36课时，改变原有的教学模式和教学内容，建立新的实验体系，让学生感受2种不同的设计方法，摆脱传统的人工设计方法与思维模式，提高学生的创新意识与竞争能力，适应市场的需要。
最后是ARM嵌入式技术，目前我们以ARM7进行理论教学，以LPC2000系列ARM7微控制器及ADS1.2集成开发环境进行实验，理论课36学时，实验课18学时，只能满足低端教学任务。在最初制定教学计划，大部分ARM系统都是基于ARM7处理器，但是随着更多应用在嵌入式系统中的实现，嵌入式系统设计向着更高级、更复杂的方向发展，现在基于ARM9处理器的产品越来越多，我们的教学要与时俱进，教学内容也要进行升级为以ARM9进行教学。从ARM体系结构的教学内容上看，ARM9的指令集完全兼ARM7，教学上没有任何区别。并且学生们面对的编程模型和架构基础也保持一致。
总结
本校电子信息工程专业实行3+1培养模式，所有课程安排在大一到大三完成，大四学生全部参加实习，现有培养方案中，专业基础课排在第三、四学期，专业课基本压缩在第五、六学期，比如上面提到的微机原理安排在第五学期，单片机、EDA技术、ARM嵌入式技术安排在第六学期。通常在第六学期，一部分学生忙于考研，一部分学生忙于找工作，精力没有全部用于学习专业知识上，但是，经过上面的整合后，我们可以将单片机以及ARM嵌入式技术提前一个学期，再将EDA技术提前两学期，让学生们在整个大学的学习过程中，尽早的接触到专业课程，提高学生们的学习兴趣，这不仅可以让一部分想参加电子设计系列竞赛的同学可以尽早的进行系统学习，也可以让准备考研和找工作的同学投入更多精力学习专业知识。
参考文献
曹立杰，李松松.数字电子技术与EDA技术相结合的探讨.现代电子技术，2009.32（20）
微机原理论文范文第9篇
[关键词] 应用型本科；电子信息工程；微机原理
中国分类号：H191
电子信息工程专业是直接服务于我国通信、电子行业的重要工科专业。随着通信业和电子工业的不断发展，其中以计算机为核心的通信技术得到迅猛的发展。可以说只有充分掌握计算机技术的电子信息工程专业学生，才能够适应时展的要求。
对于电子信息工程专业的学生而言，在大学四年中所学的知识是很有限的。为了让学生在有限的时间内掌握更多的专业技术，那么人才的培养方案应着重培养学生的动手能力和创新能力，以符合应用技术型人才的培养要求。
《微机原理》对电子信息工程专业的学生在理解和掌握计算机本质和工作原理上有着不可替代的作用。并且对学生后续学习的单片机、DSP等课程起到十分重要的作用。因此，为了满足电子信息工程专业人才培养的实际需求，要有针对性地强化《微机原理》课程中的学习内容。本文将从以下几方面进行探讨。
一、 应用型本科的教学目标
按照《中华人民中和国高等教育法》本科学业教学的规定：学生能系统地掌握本学科专业所必须的基础理论知识，具有从事本专业实际工作和研究工作的初步能力[1]。但是应用型本科教育还要求所培养的学生符合高级工程的要求。因此所培养的毕业生必须具有较强的工程实践能力。要在人才培养过程中，注重培养学生的动手能力并在实践教学过程中逐步培养学生的创新能力。
二、 更新教学内容
传统的《微机原理》教学内容要求学生重点掌握汇编指令，以及培养学生汇编语言的编程能力。但是8086系统早已淘汰不用，且汇编语言通用性不强，不同的系统汇编语言的结构不同。那么针对培养应用型本科人才的教学目的，在《微机原理》的教学当中应该是重点讲解微型计算机的基本结构、工作原理以及外部接口的使用[2]。计算机的二进制运算是本门课程的基础内容，是每个学生都要掌握的知识。当学生有了二进制运算的基础之后再适当地讲解CPU的内部结构，目前微型计算机的CPU都是采用了哈佛结构，而电子信息工程专业学生后期学习的DSP系统也是采用哈佛结构，因此这部分的内容也需要详细地讲解。考虑到电子信息工程专业的学生要具有电路设计的能力，特别是要掌握接口芯片的使用。那么在讲解《微机原理》这一门课的时，要结合数字电路的知识，重点介绍微型计算机的接口芯片使用。例如：AD0809、8255、8253等这些常用的接口芯片，在电路设计上应用很广泛。而且这一部分的内容是本门课程需要重点学习的内容。另外，寻址方式和存储器也是《微机原理》的一个重要内容，这些知识为后续学习的单片机技术提供重要的理论基础，在学习这部分内容时要从原理上掌握。
在计算机专业和控制类专业中，汇编语言这一部分的内容是《微机原理》学习的重点。但是考虑到电子信息工程专业的实际需要，这一部分的内容应当弱化处理。因为汇编语言作为一门低级的计算机语言，如果只通过课堂的讲解学生是很难接受的，只有通过大量的操作实验学生才能更好地理解。而且汇编语言通用性不强，学生在学了80x86系统的汇编语言之后，即使继续从事本专业的研究工作也很少使用，因为不同的处理器芯片汇编语言的结构不同。在后期所学习的单片机、DSP系统等课程，普遍采用C语言编程。基于C语言的软件开发平台已经非常成熟，而且C语言的通用性强。因此在教学过程中，应少而精地讲解汇编语言，同时要补充C语言的内容。
三、更新实验教学
《微机原理》是一门具有很强的应用性的课程，很多内容都可以通过实验来加以验证和实现，也就是说，实验在这一门课程的教学中发挥着重要的作用。如果学生每次实验都能够独立正确地完成，那么将起到巩固理论课堂中所学到知识的作用。既然教学内容上发生了改变，那么《微机原理》的实验内容、实验教学方法、实验考核方式等也需要进行改革。
首先，在传统的《微机原理》教学中，汇编语言实验占据了大部分的课时，但是实际收效的效果并不理想。因此，在《微机原理》实验中，汇编语言部分要压缩课时量，让学生掌握汇编语言的编写和调试程序即可[3]。中断和接口技术对于电子信息工程专业的学生而言，在今后的学习中会直接使用，是在实验教学过程中应该加强学习的内容。芯片应用也是在实验教学过程中应该增加课时量的内容，可以培训学生对芯片使用，以增强学生设计电路板的能力。而且芯片的使用和电路的设计一直以来都是电子信息专业的学生应该要具备有的能力。并且在芯片应用实验中可以让学生学习怎么根据引脚定义进行电子线路的连接、怎样根据控制字的格式定义给芯片进行初始化等。在实验过程中不能仅仅局限于课本的几款典型的可编程芯片，应该要包含有AD、DA等芯片的使用，这也是电子信息工程专业的学生必须掌握的知识。
其次，教师应该在实验课前培养学生有预习的习惯与课后鼓励学生学会思考总结实验过程，使学生能够在实验过程中巩固在理论课中所学到的知识[4]。待学生对实验课程的内容和基本实验步骤都熟练后，可以安排一些创新实验，在教师的指导下独立完成实验，并对实验数据进行整理、分析和讨论，最终写出实验报告或研究论文。
最后，根据学生实验的综合能力进行评定。最终的成绩评定，应当采取实验成绩与现场实验考试成绩相结合的方式进行测评[5]。在实验过程中还应当开设与课程相关的课程设计。在规定的时间教师验收学生的课程设计作品并要求学生答辩，学生成绩采用答辩和检查学生完成课题情况评定。
四、更新教学方法
在传统的《微机原理》教学中，注重培养的是学生的理论知识，而往往忽略了学生的实践能力。那么在《微机原理》这门课中应当积极探索工程实践能力，注重培养学生的实践能力[6]。但是传统的教学方法中更多的是学习理论知识，往往忽略了学生工程实践能力的培养，因此很难符合应用型本科的人才培养要求。那么新的教学方法应当是学习在理论知识的基础上，引导学生参加社会实践。随着新的教学方法提出，那么考核手段也应该伴随着提出，考核方式再也不能以期末考试的形式考核学生的成绩。学生的期末总评成绩应当包括考试的成绩加上平时成绩，平时成绩所占的分量应该与考试成绩占同等比重。更新的教学方法主要体现在以下几个方面。
在《微机原理》教学中，在课堂上能学到的都是理论知识。为了提高学生的动手能力和实践能力，教师应该除了课堂教学生理论知识，更应该指导学生设计与课程相关的作品。其中所设计的作品算入期末总评的一部分。
指导学生多阅读相关的课外书籍和文献资料。《微机原理》是一门理论知识多、技术性强、实验技能要求高的专业课，如果只靠在课堂上所学得的知识是很难达到这一门课的要求，学生应当多阅读查找相关的数据和文献资料[7]。那么在教学中，教师应当根据课程内容设立问题，课后再让学生查找资料并根据问题的内容撰写报告。所撰写的报告要明确写出问题的解决方法，而且所提出的方法必须要有依据，标出方法的出处。最终学生所选的报告也应当算入期末总评的一部分。
五、结束语
本文在教学内容上提出了减少汇编语言的内容并增加接口芯片芯片应用这一部分内容以满足电子信息工程专业的要求，在教学方法上提出工程训练式教学培养学生的实践能力。经过教学实践证明新的教学内容、实验方法以及教学方法的不断应用，使学生具有更强的实践能力和学习能力。
[参考文献]
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[3]金红.提高微机原理实验教学效果的方法探讨[J].科技信息，2011（3）：143-148.
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微机原理论文范文第10篇
[关键词]卓越工程师；微机原理；教学改革；教学方法
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）07-0094-03
“卓越计算机科学与技术工程师”（以下简称为“卓越计科工程师”）专业是西南科技大学省级“卓越工程师教育培养计划”试点专业之一，旨在培养具有系统的理论、工程技术基础、良好的职业素养以及科技创新精神的工程师人才。培养模式采用“3+1”培养模式（三年在学校进行学习，最后一年在企业进行联合培养），着重培养学生的个性发展以及实践和创新意识，更深层次的挖掘学生才能，使学生能够全面均衡的发展，培养满足企业需求的工程师。“微机原理”课程是计算机科学与技术专业的一门专业基础课程，主要介绍微型计算机的基本概念、基本工作原理及接口技术。通过本课程的学习，使学生能够从应用的角度出发，在理论和实践上掌握微型计算机的基本组成、工作原理及常用接口技术；初步掌握汇编语言程序设计的基本方法和上机调试过程；建立微机整体概念，具备利用微机进行硬、软件开发的初步能力。[1]
一、微机原理课程教学中存在的问题
经过多年的微机原理课程教学，笔者发现大多数学生对“微机原理”课程的学习积极性差，教学效果不好，学生反映课程内容比较抽象难以理解，学起来枯燥缺乏兴趣，实验形式单一、方法单调，因而对课程的学习兴趣大大降低。[2] [3]其存在的问题主要有以下几点。
（一）学习主动性、积极性低
首先，“微机原理”课程教学内容综合了微型计算机软、硬件的理论知识，要求学生既要掌握扎实的计算机硬件理论知识，又要有良好的面向机器语言进行程序设计的能力。这对于大多数没有实践经验，特别是基础又不扎实的学生而言，就会觉得这门课程内容很抽象、难懂，因而导致学习兴趣下降，学习主动性、积极性低。其次，课程内容多，知识点比较散乱，班级容量大（大班教学），教学主要以“老师讲”为主，学生参与互动、讨论少。
（二）实验教学设计不合理
课程以理论教学为主，实验教学安排内容比较少，并且在实验教学环节上主要安排验证性实验。这使得学生不用自己设计实验控制电路和控制程度，阻碍了学生发散思维。同时，学生对于实验只是走过场，不用自己动脑，时间长了就会使学生产生惰性。因此，实验教学起不到融合、验证和巩固理论知识的目的。
（三）考核方式不合理
该课程的考核包括理论和实验两部分，理论成绩由平时成绩、期末考试成绩按不同比例构成。期末考试成绩占总成绩的70%，实验成绩占总成绩的20%，平时成绩只占总成绩的 10%。因此导致教学过程管理薄弱，对教学过程考核检查不足，学生只重视期末考试成绩，其结果是对以后课程的学习和企业实训起不到铺垫作用。
二、教学改革方案
科学合理的课程教学设计、教学内容、教学方法和考试方式对于“卓越计科工程师”专业的学生掌握微机原理具有十分重要的意义。面向“卓越计科工程师”专业的“微机原理”课程的教学方案应着眼于四个课堂的有机结合，落脚点为课堂教学、实验教学、课外科技创新实践与企业实训，注重培养学生的个性化发展和自主学习。同时，以培养满足企业需求的工程师为目标，以学生实践和创新意识为主线构建课程的教学内容，以“应用”为主导选择课程的教学方法。
（一）以学生实践和创新意识为主线构建课程的教学内容
第一次课进行学前动员，不立刻讲授课程的内容，而是对课程作整体性、概括性的介绍，使学生明白课程的重要性及特点，让学生明白学习本课程对于熟悉和掌握现代计算机的基本概念和技术以及学习后续相关课程均具有重要意义。这样做能有的放矢，激发学生学习的动力。第一次课后，学生就会以主动和比较轻松的心态来学习后续章节的内容。
“微机原理”的基本理论与核心接口技术是课程重点讲授的内容，同时适当引入现代高性能和多核微处理器的先进技术及典型结构。现实中存在多种类型的微型计算机，但不论是哪种微机，都包含微处理器、存储器、并行/串行接口、定时器/计数器电路、A / D与D / A转换电路等几大模块，其对应的章节包括计算机的基本组成及工作过程、微处理器结构、指令系统、汇编语言程序设计、存储器、输入与输出、可编程I / O接口电路、A / D与D / A转换电路、总线及常见总线标准和高性能微处理器的先进技术及典型结构等。对于这些章节，重点讲授计算机的基本组成及工作过程、微处理器结构、存储器、接口技术。在学习各个知识点时，既要强调其是“基本理论”，又要要求进行“实践”。“卓越计科工程师”专业在进校的第三学期开设“数字电路和模拟电路”课程，学生对微型计算机硬件电路组成已有初步了解。在讲授“微机原理”的过程中，结合“数字电路和模拟电路”来讲解，能使学生对微机原理有一个感性认识，也加深对微型计算机组成原理的理解。如硬布线控制器原理，主要由环形脉冲发生器、指令译码器和微命令编码器组成，学生很难理解它的实质。这时就可以将硬布线控制器中的电路原理直观地展现给学生，方便学生理解记忆。在讲授微机基本原理和接口技术的同时，适当引入一些目前应用的新理论和新技术，让学生了解微型计算机的发展最新趋势，进一步激发学生的学习动力。如讲存储器时，可加入虚拟存储技术和云存储等新技术。
（二）以培养满足企业需求的工程师为目标加强实践教学
从教学课时和教学内容上加强实践教学。“微机原理”除了一些基本原理外，主要介绍各种接口技术，而这些接口技术在理论课中只抽象地介绍接口的工作原理，因而必须通过实践，让学生来设计接口电路，编写接口程序，少讲多实践，以此加深对微机接口技术的理解。具体的实验项目有微机仿真开发系统应用、模数与数模转换、键盘显示器接口、微机串行口通信、PCI设备操作、可编程并行接口、可编程定时 / 计数器与中断控制和基于微机的串行口通信8个单元实验，以及1个基于微机或单片机系统的自选题目的综合实验。实验项目多，需增加教学的学时。
微机原理实践教学平台可以有多种，包括固定结构的实验箱、软件仿真实验、基于FPGA的在线实验和基于E-Lab的硬仿真软件。[4]其中基于FPGA的在线实验和E-Lab的硬仿真软件实践教学模式充分利用现代信息技术，同时也保留了传统固定结构的实验箱模式的优点，可为实验教学提供实践平台，为“卓越计科工程师”专业学生设计多层次的实验项目。第一层次的实验主要为基础单元实验，主要包括：①数模和模数转换接口实验，实验目的是深化数模和模数转换电路的基本原理和接口方法、模数和数模转换芯片（ADC0809、DAC0832）的工作性能，掌握模数和数模转换的编程方法；②键盘显示器接口实验，实验目的是掌握键盘显示接口芯片8279与单片机的硬件连接方法、8279的编程方法，以及单片机内部定时器的使用方法；③微机串行口通信实验，实验目的是深化异步串行通讯的基本原理，掌握用微机串行口设计实现异步串行通信的方法，掌握串行接口芯片8251的工作原理和使用方法；④PCI设备操作实验，实验目的是了解PCI设备的工作原理和自动配置过程，掌握PCI BIOS的使用方法，熟悉自行开发的PCI实验接口卡的使用，为后续实验打下基础；⑤可编程并行接口实验，实验目的是深化并行接口的基本原理和实现方法，掌握并行接口芯片8255工作原理和使用方法；⑥可编程定时 / 计数器与中断控制实验，实验目的是深化PC机中断系统的基本原理，学会编写中断服务程序，掌握定时 / 计数器芯片8253的基本工作原理和使用方法。第二层次的实验是系统综合实验，通过学生自己动手，建立微机系统整体概念，训练系统综合设计能力和创新能力，如基于实验平台，自行完成实验项目（参考项目名称：电子琴、步进电机控制、温度控制系统、数字录音机、电子游戏等）。第三层次的实验是基于微型计算机的嵌入式系统设计实验。上面的前两个层次的实验面向所有学生，最后一个层次的实验主要针对创新和实践能力较强的学生设置。
（三）以“应用”为主导选择课程的教学方法
1.角色变换与混合式教学方法相结合。首先，教师要完成从“以教师为中心”的传统教学观念转变到“以学生为中心”的新观念。其次，教师要完成角色的变换，从以讲台为主的角色转变为指导为主的角色，教师在课程教学过程中主要发挥讨论、评价、导论的作用，对学生的学习进行指导、互动和示范，当好学生的课程学习服务员。再次，最重要的是要变革课堂教学方式，利用基于MOOC开放课程资源和翻转式 / 混合式教学模式提高课程教学效果。基于MOOC开放课程资源和翻转式 / 混合式教学模式的核心是让学生成为学习的主人，学生除了课堂时间外，还可以利用个性化时间和碎片时间进行课程学习。同时，学生自学、相互学习、师生互动、学生与学生互动及教师指导成为重要的学习方法。[5] [6]
2.学生以小组形式进行学习。“卓越计科工程师”专业培养具有扎实的计算机科学与技术理论基础，系统熟练地掌握计算机科学与技术学科专门知识及基本技能，并具备团队协作和有效交流能力、优秀的科学文化素质及创新实践能力，能从事软硬件工程技术研制、设计、开发、管理、服务等工作的应用型、复合型的高级技术人才。由于软硬件开发和管理是一项复杂性系统工作，这就要求开发和管理人员具备很强的创新实践能力、团队合作能力、自学能力以及组织协调能力。学生以学习小组形式进行学习可以很好训练学生的这些能力。把班级学生按照性别比例、性格特长、宿舍、成绩、团结协作能力等均衡合理划分各学习小组（3到5人为一组较为合适）。在课堂上，主要以小组为单位进行讨论、提问，同样在实验及课后作业或基于MOOC开放课程资源学习等上也还是主要以小组为单位，在课程结束后以小组为单位进行课程考核。为了能让小组的每一个成员有机会得到能力的锻炼，在进行提问、讨论、实验等教学过程中小组成员必须轮换阐述本小组学习成果及观点。这样的学习方法会使那些学差生在小组其他学生的帮助下变得主动学习。
（四）以考核学生创新能力为原则突出项目实践成绩
现有的考核方式（期末考试成绩占总成绩的70%，实验成绩占总成绩的20%，平时成绩只占总成绩的10%）忽视了课程教学过程的重要性，只重视课程基本理论教学，轻视教学实践，重视知识概念的记忆，轻视创新实践能力。因此对于“卓越计科工程师”专业学生的培养来说，应建立以学生创新实践能力为导向，以注重学生能力考核为主的考核方案，切实培养学生的团队协作、有效交流、创新、实践等能力。可将考核成绩中平时成绩占总评比例的10%增加至30%，其中平时成绩主要由课堂参与小组讨论、回答问题、参与课堂互动、课堂作业、出勤、阶段性大作业情况等共同构成，降低期末考试比例，并且在期末试卷中增加主观题的考查内容。同时，在实践考核中，不能仅仅以实验结果来判断学生实践成绩，而是应该注重考核学生分析问题、解决问题的能力，突出项目实践成绩。
（五）锻炼学生社会适应性能力和培养自学能力
科学技术的发展日新月异，竞争日益激烈，人们要跟上不断发展变化的社会，就需要自学。就“微机原理”课程的学习内容和学习要求来说，相对中学课程内容的学习比较灵活，发挥的空间大。因此，课程教学过程中应鼓励学生自学与课程相关和感兴趣的知识，这对于提高学生科学素质和专业技术能力是非常有帮助的。首先，教师在专业课程的教学中让学生意识到自学的关键性。其次，结合MOOC开放课程资源，让学生自主学习本课程或相关课程知识点，布置适量课后作业或课后论文，让学生自主完成。最后，教师要检查学生课程的自学情况。检查形式可多样，如组织讨论、QQ群互动或开报告会等，鼓励学生阐述通过自学所得，以此进一步激发学生的自学热情。
在“微机原理”课程中，从教学计划的制订，到使用灵活的教学方法，科学合理地进行教学改革实践，不仅能够提高学生学习这门课的兴趣和热情，而且对学生实践创新能力的培养是一个有益的尝试。同时，也培养了学生的创新思维和创新能力，更深层次的挖掘学生才能，使学生能够全面均衡的发展。随着信息技术的发展，“微机原理”课程教学改革的探索还在继续。只有寻求更科学合理的教学改革方案，才能够有效的提高教学质量，以达到“卓越计科工程师”人才培养的目的。
[ 注 释 ]
[1] 侯利娟.《微机原理与接口技术》课程教学方法改革初探[J].教育教学研究，2011（12）：120-121.
[2] 李秋洁.“微机原理及接口技术”课程教学探讨[J].教育教学论坛，2015（4）：127-128.
[3] 韩松.“微机原理与接口技术”教学改革与探讨[J].中国电力教育，2012（10）：36-38.
[4] 周丽涛，刘越，彭立宏.探索MOOC在计算机实践教学中的应用[J].计算机工程与科学，2014（4）：118-122.
[5] 邢丽莉，张兵，周海全.融合MOOC与翻转课堂原理的信息类课程设计方案与实践[J].软件，2014（52）：97-101.