微机原理实验报告范文

时间:2023-02-28 02:47:26

微机原理实验报告

微机原理实验报告范文第1篇

关键词:CDIO工程教育理念;IB-CDIO;探究式教学;proteus

中图分类号: G642 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)34-0138-03

Based on the Concept of IB-CDIO "MicroComputer Principle " Experimental Teaching Exploration

HE Jin-zhi1, ZHAO Tian-xiang1, LI Yun-qiang1,2

(1.College of Computer and Information Engineering, Nanyang Institute of Technology, Nanyang 473004, China;2.College of Transportation Engineering, Tongji University, Shanhai 200092, China)

Abstract:Briefly introduces the present situation and problems of traditional experimental teaching of "computer principle",using the proteus simulation software, the IB-CDIO teaching model is constructed on the basis of the inquiry-based teaching model and the CDIO engineering education teaching idea. The practice shows that in this teaching process, not only to enhance the level of knowledge of the concept of knowledge, but also to improve the practical ability, while stimulating the students' interest in learning, but also fully exercise the creative ability of students and teamwork, so that students benefit for life.

Key words: CDIO engineering education philosophy; IB-CDIO; inquiry-based teaching; proteus

1 概述

当今中国的教育目标是培养有创新意识、创新精神、新能力的综合素质性人才,为了适应社会对应用型人才的要求及高等教育改革的发展[1],我院在应用型人才培养模式上不断地探索和尝试。 《微机原理》是高校计算机各专业重要的专业基础课程,同时也是学好如ARM、单片机、DSP等后续课程的先修课程[2-3]。在《微机原理》课程建设过程中,我们积极研究探索尝试新的实验实践教学模式,把探究式教学和CDIO工程教育模式的教育理念融入到传统的实验教学中,制定科学合理的实践教学方案,在教学实践中取得了良好效果。

2 微机原理课程实验的现状

《微机原理》是一门理论性和实践性都很强的专业基础课程,要求学生融会贯通掌握计算机硬件和软件两个方面知识的应用,实验教学比理论教学更有利于学生动手与创新能力的培养,因此实验实践教学在《微机原理》课程的教学中非常重要[4-6]。实验实践教学环节是实现理论知识与应用的结合,但目前高校中的《微机原理》教学大多都存在着一些问题。

1)理论讲授学时多,而实验学时少。目前大多数高校《微机原理》课程在实施过程中,以大量课堂理论教学附带少量实验教学的模式进行,学生常反映学习《微机原理》上课时能听懂,而在实验完成后对芯片的工作原理还是不懂,学习效果不佳。

2)创新性限制。传统实验教学通常是使用试验箱或实验板,实验内容大部分侧重于验证性实验,学生只需要按照实验指导书的操作步骤进行连线、编程,自己动手编写的程序不多,线路连接好后直接运行程序观察实验现象,很快就可以完成实验,学生很少动脑思考实验设计的原理以及分析实验数据,操作简单但不利于培养学生的硬件开发能力。虽然在一定程度上掌握了课本知识原理,但这种实验限制了学生的创新性和设计能力的培养,未能充分调动学生的主观能动性。

3)实验时间限制。由于实验课在实验室的实验箱上进行,这样不利于学生的实验预习,实验室对学生的开放仅限于实验课,如果在实验课上没有完成实验的学生没办法接着完成实验。

4)实验成绩考核方式单一,忽略实践能力。传统实验成绩根据学生具体操作步骤及撰写的实验报告来进行评定。学生在写实验报告过程中对实验数据进行分析整理,由于部分学生实验报告存在抄袭现象,很难通过实验报告来评判学生实验水平的高低。由于实验成绩判定的片面性和不严格,致使学生注重实验操作而不注重实验原理,重视实验结论而不重视实验数据的分析。

微机原理实验报告范文第2篇

1优化实验教学内容,实施高效教学

《微机原理与接口技术》实验作为专业课实验,对培养计算机科学与技术专业的学生从事计算机系统设计、开发、应用和研究起着相当重要的作用,结合该课程特点,课程教学团队在教学中优化了实验内容,使其集知识性、设计性和综合性于一体,实施高效教学。《微机原理与接口技术》实验内容主要包括以下三部分。微机原理实验包括汇编语言程序设计、内存储器与输入/输出原理的认知等,目的是帮助学生掌握微型计算机及其基本组成部分的工作原理,培养学生运用汇编语言编制程序、理解微机原理相关知识。接口实验包括常用可编程定时器8254、可编程中断控制器8259A、可编程8255A并行接口以及A/D转换芯片和D/A转换芯片等,主要培养学生应用可编程接口芯片和数字电路芯片进行I/O接口设计与扩展的能力。微机接口综合实验包括典型接口芯片的组合、应用实验和实时控制等,主要培养学生从工程应用角度出发,综合相关知识完成微机系统设计和调试应用系统的能力和解决实际问题的能力。

2建立系统化实验内容层次,提高创新能力

我们的实验教材结合TD-PIT+实验平台以及所配套的软件进行编写,着重让学生熟悉各种典型接口芯片的应用、汇编语言编程和接口技术。根据计算机类专业的特点和实际理论教学的情况,建立了系统化的实验内容层次,按照验证性、设计性和综合性实验相结合的原则设计了实验,每个实验设计有思考题2-4道,使学生通过完成思考题,拓宽实验内容,重新设计实验,提高创新能力。基础验证实验与理论课堂教学同步,通过实验达到学生掌握微型计算机工作原理及典型接口芯片的功能和使用方法的目的。基础验证实验是课堂教学相关内容结束之后进行硬件连线、软件编程、调试和验证,从而加深学生对所学知识的理解,而且使学生掌握微型计算机系统的调试方法。设计实验在学生完成验证实验的基础上引入,并且在实验中加入了相关探究、创新内容,激发学生兴趣和求知欲,从而达到发挥学生的主观能动性的目的。实验指导教师提供实验的设计思想和方法,不提供详细的实验电路,学生查阅资料,自行设计方案、调试实验接口电路和编写、调试程序。综合实验帮助学生全面应用所学知识,培养学生综合利用所学知识解决实际问题的能力。实验的内容有教师给定题目和自选题目两种,学生通过设计微机系统电路、连接线路、软件编程和调试等环节的训练,增强了学生进行综合性应用系统设计、组装与调试能力,培养应用微型计算机解决实际问题的能力。

3多种教学方法相结合,提高教学效率

课程教学团队不但优化实验内容,而且对实验教学方法也相应的进行尝试,这也是实现实验改革的环节之一。在微机原理与接口技术的实验中,根据实验内容要求,我们尝试应用不同的教学方法,取得较好的实验教学效果。演示法是指实验教师通过展示接口芯片、实验箱,进行示范性实验,或运用多媒体教学手段,促使学生获取知识的一种实验教学方法。对于汇编程序设计实验以及硬件接口基础验证性实验可以采用改方法进行教学。学生第一次接触微机原理与接口技术实验,对于汇编语言调试工具不熟悉,所以在该类实验的教学中,教师可以进行演示,提高学生学习效率。例如在做“数据传送实验”时,教师利用多媒体手段对Tddebug工具软件调试步骤、方法等进行演示,让学生快速掌握Tddebug工具软件的使用方法及步骤,明白每一步操作目的和产生相应的文件。启发式教学是指实验教师在教学过程中根据教学任务和学生学习的规律,结合学生的实际,采用多种教学方式,以启发学生的思维为核心,充分调动学生的学习主动性和积极性的一种教学方式。在汇编语言编程实验中,课程教学团队采用启发式教学,指导教师按照设计实验要求,可以对学生进行启发和引导,使学生完成实验的设计、编程和综合调试,发挥学生的主动性和创造性。讨论法就是针对实验指导教师提出的问题,学生在集体中相互交流小组的观点或个人的看法,相互启发、相互学习的一种教学方法。在综合实验中,按照3~4人分组,每组学生通过资料查阅和讨论,不断修改系统设计。设问法就是在提供给学生基本的实验方法和实验手段的前提下,提出问题,要求学生开动脑筋,分析问题,提出解决方案,这样,不仅能检验学生掌握书本知识的情况,更重要的是增强了学生解决问题的能力。

4改革传统教学模式,强化素质教育

以前实验教学是“预习实验-实验过程-课后学生撰写实验报告-指导教师批阅”的四段模式。该实验教学模式,以教师实验教学为中心,学生按照实验教师的指导或按实验指导教材完成实验,完全照搬实验指导书实验图,完成连线和编程、系统调试,在规定的时间内按相同的模式,完成了相同的实验。实验过程中学生被动做无法发挥主观能动性,达不到独立思考和动手能力的培养,无法培养学生解决问题的能力和创新能力。结合实验教学模式改革,我们逐步探索形成了“精讲、示例、设问、点拨、研讨、评析”六环节的新的实验教学模式,收到了较好的效果,达到强化素质教育目的。

5改革实验考核模式,培养学生综合素质为了有效提高

《微机原理与接口技术》实验教学的质量,客观、全面、公正地反映学生的实验情况及动手能力,实验考核主要采用下四种形式。实验过程的跟踪考核。改变传统的根据实验结果和实验报告打分的模式,对预习报告、实验出勤率、实验态度、实验操作过程和实验结果等主要环节进行记录和评价,作为平时实验成绩和最终实验考核的依据之一。实验报告考核。学生完成实验后,课后及时撰写实验报告,实验报告项目包括实验目的、实验内容、实验步骤(方法)、实验结果与分析,重点是对实验现象及实验遇到问题的解决方法和实验总结。明晰实验思路,实现知识的融合、升华和再学习。考核依据学生实验记录、实验内容完成情况及思考题回答情况、实验报告质量等组成。综合实验考核。通过学生讲解、演示、教师提问和回答等歩骤来进行考核。期末实验考核。期末实验考核采用现场实验操作的方式进行。实验考核题目由实验教师在已完成实验中选择,学生现场随机抽签决定实验题目,在规定的时间内单独完成。实验考核的成绩由教师根据学生的硬件连线、编程、调试及实验结果分析和讨论等方面进行评分。实验综合成绩采用实验过程的跟踪考核、实验报告考核、综合性实验考核和期末实验考核等进行综合评定。这种方法比较客观而真实的反映了学生对这门课的掌握情况,学生对这种考核方法所评定的最后成绩普遍比较满意。

6结束语

我们分析《微机原理与接口技术》实验教学存在的问题,针对实验内容、实验层次、教学方法、教学模式和实验考核模式等多方面进行了有益探索。通过实验教学探索、尝试和实践,促使学生的《微机原理与接口技术》实验操作能力得到了提高,达到培养了分析问题、解决问题的能力、综合实践能力和开拓创新精神目的,提高了学生综合素质,取得了明显的成效。

微机原理实验报告范文第3篇

【关键词】 微型计算机原理与接口技术;实验教学体系;改革思路

一、前言

随着计算机技术的发展, 社会对人才的计算机应用与开发水平的要求也日益提高, 培养动手能力强、 综合素质高、 创新能力强的高素质人才是当前社会对高等教育提出的现实要求。高校实验教学在对学生能力培养方面起着理论教学不可替代的作用,是培养学生实验技能、应用能力和科学作风的重要环节。《微型计算机原理与接口技术》是电气大类多个专业的基础课。《微机原理与接口技术实验》是该课程实践的重要环节,其目的使学生建立微机系统的整体概念、加深理解微型计算机组成和工作原理、汇编语言程序设计方法以及接口电路的组成、工作原理和设计方法,使学生获得在专业领域内应用微型计算机的初步能力;提高学生的动手、动脑能力和理论应用能力,为后继课程的学习打下坚实的基础。[1]随着教学的不断深入和实验仪器的改进,陕西科技大学也逐渐探索并总结出了一种新的实验教学内容、教学管理方法和手段,以促进该门课程的教学效果。

二、传统的教学模式

《微机原理与接口技术实验》使学生由理论到实践掌握微型计算机的基本组成结构、工作原理及典型接口技术,使学生具有软、 硬件开发的初步能力。以往的实验教材内容按照教学环节,分为软件汇编语言程序设计实验和硬件接口实验。 从实验特征来看主要分为传统的验证性实验和设计性实验。设计性实验主要要求学生掌握汇编语言程序设计的三大结构,学生自行编写程序完成实验任务的源程序,上机调试分析期间的现象,撰写实验报告。验证性实验主要是传统接口芯片的扩展,包括简单接口的扩展:实现开关控制发光二极管、可编程中断控制器8259相关实验以及可编程并行接口8255实现交通灯、流水灯实验等实验。这些实验主要验证芯片的工作过程工作原理。从教学实践看来,这些实验在一定程度上促进的课堂理论教学的效果,学生能够感性的深入认识相关原理,学生更多的是传统的思维模式,创造性思维还不够。

三、改革思路

1、建立层次化的新实验内容

计算机学科是目前更新换代最快的学科之一,实验内容和手段的设计必须是以培养具有好的实践能力和一定创新能力的学生为目标。因此,实验内容分三个层次:(1)基础验证型:主要用于验证课程中所讲的核心内容,加深对课堂知识的理解,培养学生基本专业技能和实际操作能力。这类实验包括所有的软件程序设计和验证性实验电路的搭建和验证,我们提供基本的设计思想和设计方法,学生进行详细的程序设计和线路设计以及相关实验程序的设计。这类实验项目基本与成传统的实验教学内容一致,完成传统教学的目的。(2)开放设计型:这类实验加强学生对课堂内容的延伸理解,培养学生综合分析和解决问题的能力、团队协作能力。采用半启发式的教学,提高学生的学习兴趣和积极性,对课程基础知识的掌握也有帮助。[2]一些实验比如“计时交通灯”,在交通灯实验的基础上融合 8254 定时,计数器基础实验。学生需要重新设计硬件连线及实验程序才能完成。再比如“数字式温度计”,需要使用DS18B20测量温度,以及STAR实验仪扩展模块构成实验系统。[3]这类实验项目列举了项目要求、方案、硬件设计手册、软件设计手册和系统调试记录等内容。(3)创新研究性:学生自行设计目标并进行实验内容的设计;进过反复实验,分析缺陷原因、探究式改进方案,以达到理想的效果。最后,撰写创新性实验项目的设计报告。培养学生的创新意识、创造性思维,使学生的想象力、判断力、思维能力和实践能力得到提高。对于优秀学生参加各级电子设计大赛或是科研实践都有积极影响[3]。

2、建立新的实验教学方式

建立了新的层次化实验内容,实验教学方式也要随之改革。针对第一类基础型实验,引导学生复习课程内容、分析实验内容、预测实验结果进而验证结果。对于开放设计型实验,提前两个星期设计题目,指导教师和学生不断沟通解决实验调试前的各种问题,实验指导、设计和调试全部开放。创新研究型实验,学生要根据自己的设计完成实验连线图、程序流程图以及源程序。这部分实验的辅导和及时、正确的解决学生的问题,辅导难度和工作量是必不可少的。为了解决这个矛盾,教师的工作重点应该是在完整了解学生设计目的、设计思想的基础上及时纠正其中的错误,对设计的难点以及努力的方向进行及时的指导。[4]通过这类项目实验,鼓励学生发散思维,挖掘学生创新性思维的潜能。

3、建立合理的新实验学习方式

由于实验内容的层次化,实验难度由浅入深,对学生能力的要求由低到高。验证性实验要求本科生独立完成所有实验内容;第二类实验,要求学生形成小团队,采取结对实验的形式,一般完成2个实验项目。创新研究型实验属于开放性实验,针对本科生课外兴趣小组或进行毕业设计,研究生阶段借助实验仪进行二次开发。

4、建立灵活的实验考核方式

为了严格把关实验教学,提高实验教学质量,实验考核分两种形式:百分制和定性制,其中验证性和设计性实验是百分制,创新性实验采用定性评价机制。

验证性实验考核方式从二个方面进行:(1) 实验过程的跟踪考核:首先对实验预习报告检查评价,占30%,然后对实验过程中的主要环节进行记录、评价,占40%。(2)实验报告撰写:完成实验总结,这部分占30%。

设计型实验,实验步骤分为实验线路设计(25%),程序编写(15%),实验仪调试(40%),实验报告(20%)。由于采用结对实验方式,学生要在总分为100的基础上完成实验,结队中的成员在2个设计型实验中必须互换角色。

创新性实验项目针对个别本科生和一些研究生,旨在培养学生的创新意识、创造性思维及创造性能力,不进行量化考核,采取答辩的形式进行考核,给出定性的评价。[5]

四、结语

实验教学工作是高等教育的一个重要组成部分,通过教学改革将不断深化,推动我国各种人才的培养和造就。通过对《微机原理与接口技术实验教学》的改革两年来的实施情况观察,学生的实际操作能力得到了很大程度的提高,同时学生的综合实践能力和开拓创新精神等综合素质,均取得了了良好的效果,得到了用人单位的普遍好评。

【参考文献】

[1] 刘民岷.《微机原理及接口技术》课程教学及实验改革实践[J].实验科学与技术,2013(1)64-66.

[2] 孟颖,王陆,曾轶男,韩文波,宋鸿飞.微机原理实验教学的探索与研究[J].吉林省教育学院学报,2014 (9)48-49.

[3] 金文,张惠群.微机原理课程实验教学的更新与拓展[J]. 高校实验室工作研究,2014(2)24-25.

微机原理实验报告范文第4篇

关键词 计算机原理 实验教学 创新人才

中国分类号:G4 文献标识码:A 文章编号:1003-8809(2010)01-031-02

一、实验教学改革的现实意义

随着计算机技术的飞速发展,计算机原理在工业、军事和民用等各个领域得到了广泛的应用,高素质创新人才的培养越来越受到我国教育界人士的广泛重视。实验教学在对学生动手能力培养方面起着理论教学不可替代的作用,是培养学生实践技能、逻辑思维能力和科学作风的重要环节。传统的教学方式不利于开发学生的创新思维和培养学生的创新能力,我们必须从更新观念人手,对传统实验教学进行全面改革。微机原理课程实验应使学生在微机原理应用系统的设计、软件开发以及微机接口等方面都得到培养与训练。《微机原理及其应用》是电气工程及自动化两个专业的专业课,也是计算机专业的专业基础课。为了加强对学生动手能力的培养,造就开拓型、高素质创新人才,对微机原理的实验教学方式、考核方法、实验室管理模式等方面进行改革,具有重要的现实意义。

二、传统实验教学的弊端

1,教条性

微机原理实验装置采用的是TSC-51/98实验开发系统。该系统通过串行通讯口与Pc相连,并配有丰富编程调试软件以及微机原理扩展实验扩展芯片和连线图,各个实验软件均已编制。在教学过程中,学生总是要跟着教师的指导或按实验指导书走,无法发挥学生的想象力和主观能动性。如:硬件扩展方面,机械地照搬实验指导书或实验指南中的接线图进行连线。在软件方面,学生往往将计算机中存放的程序送到实验开发机中,只要操作正确,连线无误,则必定会得到正确的结果。做这种实验时,学生往往只注重实验结果的正确与否。软、硬件设计及调试等问题不甚了解。采用这种实验教学方法对学生来说没有压力,反而养成了不动脑筋的习惯,不利于独立思考和动手能力的培养,更不利于开发学生的聪明才智。

2,局限性

微机原理是一门实践性很强的专业课,该课程实验应使学生在应用系统的设计、软件开发以及微机接口等方面都得到训练。然而,TSC-51/98实验开发装置只是一个简单的微机原理应用系统。它的开发能力较弱,利用其进行实验时学生仅能做一些简单的硬件连线和软件编程。虽然加快了实验周期,但学生在微机原理的应用系统开发设计方面锻炼机会较少,有关应用系统的硬、软件开发设计等内容学生只能纸上谈兵。

3,随意性

很多学校的微机原理实验课的教学内容往往由带实习的教师根据自己的喜好而定。实验教师只看学生的实验结果并不重视每一位学生的实验过程,即便有个别学生在实验中脱离了实验教材或操作规程,有创意地完成某项实验教师也很难发现。另一方面,没有严格的考试和考核手段,致使学生普遍不够重视这门课程的实验。

4,盲目性

很多学校由于教学条件较差,实验室里没有投影教具,在微机原理实验室教学中,一般是教师用嘴巴讲操作方法,让学生去做。由于没有实验过程的操作演示,学生总感到无从下手,甚至整个实验过程都带有盲目性,严重影响了实验效果。

三、实验教学改进措施

1,改革教学内容和方法

采用“验证+创新”的方法,认真组织、合理安排实验项目,规范实验教学内容。将实验项目具体分为4类,由浅入深,循序渐进。

第1类为:熟悉实验系统的硬件和软件编程环境。学生通过编制简单的数据传送程序,了解实验系统的硬件结构,掌握实验装置的使用和软件的调试方法。

第2类为:验证性实验。学生可在中断与定时、串行口通信、交通灯控制系统、8255A编程并行接口、数码显示、8279键盘显示接口等实验内容中选择4个进行实验。要求学生按照实验讲义中提出的原理、方法、线路图及操作步骤,认真完成。每个验证实验中增加了3~5个思考题,让学生分析思考。通过这4个验证性实验,使学生对微机原理和扩展接口芯片的工作原理有一个更深的理解。

第3类为:微机原理系统仿真试验。实验内容包括微机原理最小应用系统设计、可编程I/O口扩展、键盘与显示、D/A转换、A/D转换等方面的硬件设计和相应软件设计及调试。完成这个实验,使学生在微机原理、数字接口电路、模拟电路等知识的综合应用方面得到较全面锻炼。

第4类为:综合设计和研究性实验。要求学生运用已掌握的理论知识,根据自己所提出或教师给出的题目,进行方案设计、编程、安装、调试。综合设计和研究性实验的最大特色就是没有现成的模式可循。学生需要独立完成硬、软件设计和调试。在调试过程中,学生自己动手分析解决实验中出现的问题。在解决问题的过程中进一步加深对微机原理应用系统的硬件电路和软件设计的理解。

2,改革实验室管理模式

实验室是培养高素质创新人才动手能力的重要场所。为了培养学生的创新意识和应用能力,我们在进行教学改革的同时,实验室在管理上实行开放式管理。为了充分发挥学生的学习潜能,满足广大学生的学习要求,在确保正常教学的前提下,实行业余时间开放实验室。这样,对刚开始学习微机原理的学生可以充分利用课余时间在实验室反复实践,加深对课堂内容的理解。对有一定微机原理基础的学生,可以结合自己的专业和爱好,进行一些小型设计、小型制作和创新。它是实验教学的一项很好的补充,不仅提高了实验装置的利用率,也满足了各种层次学生的需求,使学生有更多的实习锻炼机会。

3,大力开发CAD教学软件

CAD具有可视化的内容、影象丰富、逼真等特点,通过计算机的自动演示和操作来引导学生学习微机原理。这是改革微机原理教学手段的最好方式。它可以使教学变得生动有趣,提高学生的学习兴趣,方便学生的理解。

4,改革实验考试制度

随着教改的深入,人才培养已从过去的应试教育向素质教育转化,考试是一种检查和促使学生学习的一种但不是唯一的手段。为了加强对学生动手能力的培养,把含有实验内容的课程考试分为理论考试与实验考试两部分很有必要,教师根据情况确定两种考试成绩在总成绩的比重,以促进学生对实验课程的重视。

微机原理实验报告范文第5篇

关键词:微机原理及应用;理论教学;实验教学

作者简介:张元涛(1977-),男,重庆人,重庆科技学院电气与信息工程学院,讲师。(重庆 401331)

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)05-0084-02

“微机原理及应用”是高校自动化、电子、计算机等专业的一门理论性和实践性都很强的专业基础课程,本课程的任务是通过教学使学生掌握微机系统的基本知识、汇编语言的程序设计方法和基本接口技术(包括存储器组织、中断技术和常见接口技术等),为学生学习后续相关课程和将来从事微机硬件及接口技术方面的工作打下一定的理论和实践基础。该课程在人才培养方案中起着承前启后的重要作用,其完成效果直接影响专业人才的培养质量。[1]

一、“微机原理及应用”教学中存在的问题

重庆科技学院电气与信息工程学院的自动化系、测控系和电气工程系都开设了“微机原理及应用”课程,学时为48个学时。由于该课程知识点繁杂,理论性和实践性都较强,学生在有限学时内学好这门课程非常困难。从近几年的情况来看,学生普遍学习积极性不高,更不会运用知识进行设计。笔者认为造成这种现象的原因主要有以几方面。

1.理论教学存在的问题

首先是教学内容成旧,与其他相关课程的教学脱节,同时,由于学时有限,教师在教学中也不会涉及32位CPU以及目前CPU的最新技术,因此学生觉得该课程跟现实脱节,实用性差,学习时带有排斥性。其次是教学内容理论性强、互动性差,教师授课时通常采用PPT和板书进行讲解,但PPT多半采用教材上的内容,制作粗糙不生动,教师讲到CPU结构、指令系统、总线时序等知识点时,这种单纯的理论分析让学生觉得枯燥乏味,因而学习缺乏积极性和主动性。

2.实验教学存在的问题

实验教学中采用的是唐都TD-PIT32位微机原理实验箱。这些试验箱装置主要实现芯片功能的验证性实验,学生无需编程只需照着连线图连接几根重要的连线即可得出结果,完全没有发挥学生的自主创新能力,没有做到理论知识和实践操作的结合。

3.考核方式存在的问题

考核方式通常采用“6+2+2-出勤”的方式,即期末考试占60%,作业和实验报告各占20%, 再考虑平时出勤情况。这种考核方式的缺点是作业和实验报告抄袭情况特别严重,学生认为只要交了就能得分,无法检验学生掌握知识的程度。同时,由于上课学生人数较多,教师通常采用随机点名的方式,部分学生存在侥幸心理。

鉴于以上情况,为了提高教学质量,培养学生学习积极性和实践动手能力,笔者结合近几年“微机原理及应用”课程的教学实践,从改革理论教学、实验教学和考核方式这几方面进行了探讨。

二、理论教学改革

1.教学内容改革

首先教师要精简教学内容,严格按照教育部对该课程的教学基本要求,通过国内外优秀教材的比较研究,确定该课程分为7个知识单元,即微型计算机基础、微机指令系统、汇编语言程序设计、半导体存储器、基本输入输出技术、中断系统和常用接口芯片。在明确教学内容的基础上,在第一次课就应该给学生用图示表明7个知识单元之间的内在联系,同时还应说明该课程与相关先行课及后续课之间的关系,可结合一些具体的控制系统实例来激发学生的积极性,体现该课程的重要性。其次在把握教学内容的基础上,要体现具体知识单元的层次化,[2]分别按照识记、理解、掌握和运用四个由浅入深的层次分类,教师在每章节的课前都应把这些分类给学生说明,章节结束时要总结,这样可以使学生做到心中有数,主动地去掌握知识要点。最后在保证基本教学内容不受影响的基础上,应尽量讲授一些微机发展的新技术,扩展学生的知识面,使学生觉得这门课程有实用性。比如讲解8086功能结构、指令系统、存储器系统等章节时,可增加32位CPU、双核、四核等微机最新发展技术和趋势的内容,简要说明其与8086的异同,并给出相关参考资料,激发学生的学习兴趣。

2.教学方法改革

由于该课程内容的严谨性容易造成课堂气氛沉闷,传统填鸭式的教学方法往往是教师在讲台上讲,学生在下面听,缺乏互动,无法调动学生的积极性。因此教师在课堂教学中可采用多种教学方法,如案例教学法、形象化教学法、启发式教学法、归纳式教学法、讨论式教学法等,[3]改善课堂氛围,提高教学效果。同时,应该在制作PPT上多花工夫,使其尽量生动、形象、直观,能够抓住学生的眼球,结合教师生动的表达,进一步调动学生的学习主动性。[4]而且对适当章节可借各种软件进行讲授,比如讲授存储器扩展和接口电路章节时,可利用protel来绘制电路图,并标注数据线、控制线、地址线,这样除了授课更加形象外,还可以让学生提前了解protel软件,为以后设计电路和绘制PCB图打下基础。

三、实验教学改革

实验教学的目的是在理论教学的基础上,培养学生实践动手能力和创新意识,按照教学大纲要求,实验教学学时仅分配8个学时,要在有限的学时内达到较好的教学效果,笔者认为可以从以下三个层次进行改革。

1.精简实验内容

在实验学时有限的情况下,必须精简实验内容,保留核心关键实验。本校采用8086简单程序设计、8255并口应用实验、8253定时器/计数器应用实验和波形发生器应用实验作为课堂实验,采用一个综合实验作为课后考查实验。8086简单程序设计实验主要让学生熟悉汇编语言开发环境和简单顺序、分支和循环程序的运用,后面三个实验主要让学生分别掌握并行接口芯片8255、定时器/计数器芯片8253和模数转换芯片DAC0832的运用,最后的综合实验则让学生结合各种芯片运用来设计一个简单控制系统。

2.扩展验证性实验为创意设计性实验

传统的验证性实验无法锻炼学生的实践动手能力。首先在上实验课之前,教师要求学生按实验指导书内容进行实验预习。[5]然后上课时教师进行实验演示,教师应说明实验线路如何连接,为什么这么连接,重点说明程序的执行流程,实验结果如何得到,学生再自己亲自动手操作。在完成基本验证性实验的基础上,教师可将学生分成不同组,对每组提出一个不同的创意设计性实验题目,[6]要求学生运用已有知识发挥创造性思维,选用不同电路和编程方法,启发学生从不同的角度掌握知识,同时培养学生的团队协作能力。教师在实验过程中适当给予指导,最后进行分析总结。

3.合理安排综合实验的选题

综合实验着重考查学生综合运用知识的能力,教师应选择接近生活、学生感兴趣的数据采集和处理系统,比如交通灯控制系统、智力测验抢答器、数字收音机等。还是教师将学生分组,为每组提出一个不同的题目,要求学生课后自行查询资料,在规定的时间内完成综合实验设计任务。

四、考核方式改革

考核方式要求能全面、客观、公正地反映学生的学习情况,如实际动手能力、分析解决问题能力和创新能力,才能真正检验教学效果。改变原来以期末考试、作业和实验报告成绩为基础的“6+2+2-出勤”考核方式,采用“6+1+2+1-出勤”的考核方式。期末考试成绩占60%,作业占10%,但为了避免作业抄袭情况的发生,评讲作业时改变原来由教师讲解的方式,变为每道题由教师随机点名来决定是由哪一位学生讲解,把讲解情况作为该次作业的评分标准。如果学生没有讲解清楚再由教师讲解,教师可以多抽几个学生讲解,对那些没有抽到的学生则依据作业评分,缺勤的学生即使交了作业该次作业也记为零分。课堂实验占20%,课后综合实验占10%,成绩每次由各个创意设计性实验题目和综合实验题目的答辩情况和报告情况综合评分,教师采取每组随机点名的形式让学生进行答辩并评分,评分成绩作为整个小组答辩成绩,缺勤的学生即使交了报告该次实验总成绩也记为零分。出勤考核仍然采用随机点名的方式,但教师应着重点名出勤情况较差的同学。这种考核方式有助于调动学生的学习积极性和主动性,培养学生实践动手能力、创造性思维能力、集体荣誉感,同时间接提高了学生的出勤率。

五、结束语

“微机原理及应用”这门课程的理论性和实践性都很强、知识点繁杂、概念抽象、学生学习难度大,考虑到该门课程在专业培养体系中的重要地位,为了提高教学质量,探讨其教学改革是当前重要的任务。本文针对重庆科技学院该门课程在教学过程中存在的问题,分别从理论教学、实验教学和考核方式方面提出了一些自己的见解和策略,目的是调动学生的学习积极性,提高学生的综合素质,改善教学效果,在今后的教学实践中会逐步运用这些方法来检验其可行性。

参考文献:

[1]贺杰,何高明,郭慧.微机原理与接口技术理论和实验教学改革的探索[J].梧州学院学报,2012,22(3):86-88.

[2]卢清平,苏守宝.《微机原理与接口》课程的教学思考与实践[J].实验科学与技术,2012,10(2):94-96,99.

[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):79-80.

[4]郭福洲.《微机原理与接口技术》课程教学设计[J],电子世界,

2012,(2):74-75.

[5]龙祖强,张登玉,许岳兵,等.微机原理与接口技术的实验教学现状与改革[J].软件导刊,2011,10(12):193-194.

微机原理实验报告范文第6篇

关键词:微机原理与接口技术;远程实验;实验教学

中图分类号:P315.69 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)24-0193-03

一、概述

公共课《微机原理与接口技术》是面向高等院校工科学生开设的计算机基础核心课程之一,是培养学生利用计算机技术与本专业技术相结合,解决实际工程问题的重要课程。《微机原理与接口技术》课程内容庞杂,对先修知识要求较多,软硬件内容结合紧密,学习难度大,因此实验教学尤为重要。但实验教学学时少、实验设备不足。机电类专业学生要求通过本课程的学习,了解微型计算机硬件系统基本组成、工作原理,掌握接口电路的基本设计方法,具备使用汇编语言进行程序设计的能力,学会通过软件控制硬件的方法。实验教学对本课程的教学效果、检验学生的实际应用能力具有重要作用。实验教学效率、实验教学内容及实验教学强度对实现本课程的教学目标非常重要。计算机基础公共课普遍存在开课学生人数多,教师与实验室及实验设备相对少,实验课排课困难,学生实验不方便等问题。基于校园网络的远程实验教学平台对解决这些问题、,提高实验教学效率提供了新方向,网络新技术奠定了远程实验教学系统开发应用的基础,虚拟软件等新技术加快了实现远程实验教学系统开发应用的步伐。基于计算机网络的远程实验平台具有以下特点。

1.学生完成实验课程受到的时间、空间上的制约减小,可随时通过网络登录实验系统,完成相应的实验。实验室的开放程度、使用效率大为提高,实验资源配置更灵活。

2.提高实验设备的完好率。学生直接对设备的操作减少了,在实验过程中对设备的损坏几率降低,人员和设备的安全性提高。在实验中软件的作用增加,使设备更新,尤其是大量同类设备的更新成本降低。

3.实验更方便。学生直接面对实验环境的实验过程,会提高学生完成实验的积极性。网络环境实验平台使做实验更方便,而且平台本身就是培养学生计算机应用能力的重要工具。

4.实验课教师的工作效率提高。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工作。

5.网络实验环境是虚拟实验环境。虚拟实验是通过音视频获得实验现象。在实环境中做实验获得的实际感观、体验及对元器件及人身安全注意事项,在虚拟实验环境中学生同样能感受到。教师面对面指导的“身教”缺失,通过网络交互弥补。

6.远程实验在实验管理上既提供了方便的条件,同时也增加了新的问题。如实验过程及提交的实验结果的真实性,实验环境的公平性(网络、机器、软件等),实验持续时间限制等问题,也是必须考虑的。根据远程实验的这些特点,在实验教学中,一方面积极开发远程实验平台,充分利用远程实验技术的优点,解决学生人数多、对实验设备、实验室需求量大、提高实验资源使用效率等问题,同时采用远程实验与实验室实验相结合方式,避免或降低不利因素。学生完成的实验中必须有一定数量的实验在实际实验室完成。

二、平台基本结构

《微机原理与接口技术》远程实验平台结构如图1。其中,远程用户端包括学生用户和辅导教师用户,通过校园网连接到实验室服务器;实验室服务器负责实验室的实验台及用户的管理;实验台由一台微机与“伟福Lab8000仿真实验台”构成,它是完成实验的实体。按实验要求,在学生做实验之前必须按照标准配置接好“伟福Lab8000仿真实验台”的硬件连线。

三、软件结构及实现技术

整个系统的软件,包括客户端软件、实验室服务器软件及实验台软件等部分。根据功能需求,客户端软件包括登陆选择实验台及管理软件,与实验指导教师的交互支持软件,“伟福Lab8000仿真实验台”实验及调试软件。实验台安装一般单机实验的所有软件,可支持本地的单机实验。为支持远程实验需增加相应软件并联网,并通过实验室服务器连接到校园网络上。软件结构如图2。其中,实验控制程序编辑编译,程序下载及系统状态上传,控制执行及调试与单机试验系统是一样的。上面两层完成远程访问的支持。

实验时首先登录实验室并选定实验台。对于单机环境下不需硬件仿真器的实验,可直接在本地完成,只需通过网络获得实验指导和提交实验报告。对需要硬件环境的实验,在客户机上有一个显示“伟福Lab8000仿真实验台”实物的虚拟设备,可以在其上进行相关实验的硬件接线(如同实际使用仿真台的过程一样),;学生给出的连接状态被记录,然后将记录发往远程实验室。远程实验台接到客户端连线状态表后,进行连线映像转换,以使得硬件系统表现出的状态与实验者设计的状态一致。对于只有一种连接方式的实验(实验台已按此链接),如果用户发来的连线表正确,则进行后续的软件调试及运行实验。如果不正确则反馈硬件连接错误信息,提示用户重新设计硬件,如“D/A数模转换实验”。一旦建立了正确的硬件连接,客户端就可以发送软件直接控制仿真实验台运行,运行结果可以通过实时图像反馈给用户。对于可能出现的多种硬件连接的实验,或需要实验几种不同硬件连接的情况,在实验台服务器端接到客户端发来的连接关系后,把这些连接与实验台实际连接进行对比,并产生能出现客户端定义的连接效果的映像关系,软件运行时按照这个映像关系控制实验台。如“步进电机控制实验”,用8255控制的标准硬件连线接法如图3。如果远程实验客户端给出的连接关系为表1,并按此编程,则在实验台服务器端收到这个表后,做表2所示的变换。按照这个关系,用服务器端引脚名字替换客户端相应引脚,编译连接后下载运行。

为了方便在实验台服务器端完成这个替换,客户端编程要求在头文件中定义硬件连接关系(C语言),或使用等值定义语句在程序头部分定义连接关系,如:

A EQU PA.i

B EQU Pa.j

C EQU PA.k

D EQU PA.l

按照以上处理后,如果客户端的硬件连接与软件程序相对应并正确的话,就可以得到预估的实验结果和现象。实验的现场现象可以通过视频反馈到客户端。远程实验的结果评测采用两种方式,一是在远程实验客户认为完成实验时,向实验室指导教师发送请求,指导教师可以到相应实验台在线观测现象,并记录,与提交的报告一起作为实验评测依据。另一方式是提交报告中包含实验现象视频记录,提交后教师可以离线根据提交的材料评测实验成绩。至于实验过程的指导、实验报告的提交及管理、通信层功能等与一般网络教学管理系统相同,采用相同的技术方法实现,不再赘述。

四、总结

根据《微机原理与接口技术》公共课实验教学需求的特点,利用计算机网络平台提供的通信及远程访问功能,构建可以通过网络远程进行实验的平台,对于解决《微机原理与接口技术》公共课实验教学存在的一些问题、提高教学效率是一个有效手段。本文提出了一个基于远程实验技术的《微机原理与接口技术》实验教学方案,设计了一个《微机原理与接口技术》远程实验教学平台,给出了平台的软硬件基本结构,及对于硬件接口实验的远程控制实现技术。对远程实验的优缺点进行了分析,提出了一个虚实结合的实际教学方法,对实验评测的方法进行了探讨。

随着网络技术、虚拟现实技术及物理实验平台性能的提高,远程实验系统也越来越完善。《微机原理与接口技术》实验特点是软硬件结合,远程实验中硬件部分实验是较难实现远程操作的。在《微机原理与接口技术》远程实验技术中,如何提高硬件有关的远程实验效果,是进一步提高实验平台性能的关键。

参考文献:

[1]李明.微机原理与接口技术课程实验教学改革探究与实践[J].南昌教育学院学报.26(2).

[2]陈淑芳,袁鹏.微机原理与接口技术实验教学改革与探索[J].科技视界.2012,(28).

[3]钟映春,华星,罗岩.基于互联网的过程控制远程实验教学改革[J].实验技术与管理,2012,29(7).

[4]吴文婷,黄凤良,蒋翰诚.远程实验系统管理机制的研究与实现[J].实验技术与管理,2011,28(6).

[5]陈琳,钱声强.基于LabView的远程实验平台构建[J].常州信息职业技术学院学报,2012,11(1).

[6]徐胜,吴丽琴.基于网络的远程实验教学平台的开发[J].南通职业大学学报,2011,25(2).

[7]“伟福Lab8000仿真实验台”说明书[Z].2009.

微机原理实验报告范文第7篇

《微机原理及接口技术》是生物医学工程专业的一门重要的专业基础课程,具有承上启下的作用,是学习《单片机原理》的先导课程,能为学生后续课程的学习奠定基础[1]。通过对本门课程的学习,要求学生全面了解微型计算机的内部结构、原理和接口应用,并能够掌握典型机的工作原理,具备简单的微机应用系统设计及开发能力。《微机原理及接口技术》课程的特点是理论联系实际,软硬件相结合,理论概念抽象,内容涵盖多,记忆起来较困难。教学中一般采用理论为主、实验为辅的授课方式,但由于实验条件的限制,学生很难理解抽象的概念,并难以达到教学目标。因此,在日常的教学工作中存在两个突出问题,一是教师难教,二是学生难学[2]。为了解决这些问题我校对《微机原理及接口技术》课程改革进行了初步探讨。

1《微机原理及接口技术》课程教学中存在的问题

1.1教学内容与所学专业脱节

该课程目前的主要教学内容以80X86CPU和其组成的微型计算机系统为重点,包括微机原理和外部接口两大部分内容,并且已经形成了相对稳定的课程体系。但是,伴随着计算机技术的日益发展,以80X86CPU组成的微型计算机已经逐步退出了常见应用领域。因此,存在着教学内容相对陈旧的问题,并且缺少与学生所学专业相联系的实际案例,加之实验条件有限等诸多问题,不能很好地激发学生学习的积极性,更难以调动学生的主观能动性。因此,需要进一步调整教学内容,以适应学生就业的需要。

1.2教学方法过于陈旧

本课程的第一部分主要以微型计算机的原理为重点,抽象的概念较多,各个章节的名词术语和知识点多且复杂,并且各部分内容前后交叉。传统教学主要采用理论讲解为主的授课方式,教学方法单一陈旧,致使学生学习起来枯燥难懂、兴趣不高,学生学习的积极性差,课堂气氛较沉闷,导致教学效果欠佳。因此,教学方法亟需改进。

1.3实践教学环节薄弱

本门课程的实践性很强,其实验课程由软件部分和硬件部分组成。所开设的实验大部分属于验证性实验,只要学生按照实验指导编写的程序连接电路图就能得到结果,整个实验过程自主创新少,学生缺少自主学习与思考;并且,书写实验报告时存在袭现象。目前的《微机原理及接口技术》实验课程难以达到让学生自主学习、提高动手能力的目标。

1.4考查方式单一

现行的考查方式是期末一卷定终身。这种考查方式容易使学生出现期末考试前突击复习、背书应付考试,考后遗忘的现象。因此,需要改革这种单一的考查方式,以达到全面评价学生学习过程和学习效果的目的。

2教改措施

2.1优化教学内容,与本专业相联系

合理制定教学大纲,不断更新教学内容,补充与生物医学工程专业相关的实际案例,突出课程特色。以增强课程的实用性为原则,以微型计算机的基本原理和概念为主线,确保课程的系统性、完整性和应用性。授课时可将课程分为三大部分:基本概念、汇编指令、接口技术,以这三部分为重点,着重培养学生利用计算机技术的基本思想去发现、分析、解决问题的能力。以加强与所学专业联系为原则,在生物医学工程专业的基础上介绍微型计算机新的应用领域和发展趋势,帮助学生解决本专业要求的实际应用问题,以提高学生的学习兴趣,唤醒他们主动学习的潜能。

2.2采用多种教学模式,加强网络资源建设

为了获得好的教学效果,在《微机原理及接口技术》授课过程中采用了MOOC、翻转课堂、任务驱动法与传统教学方法相结合的多种教学方法,在一定程度上充分调动了学生学习的积极性,并培养了他们团队协作的能力[3]。结合我校多媒体网络课程复习互动中心(以下简称课程中心)的建设,将教学课件、网络课件以及一些其他教学资源到网站上,学生们可以登录学校的网站学习、观看、下载,不但方便了学生自主学习,并能帮助学生理解和消化课堂内容。在课程中心的网站上,学生们还能在线与教师和其他同学交流,不仅方便了学生学习,而且丰富了教师与学生的沟通方式。除开展网上课程中心的建设外,还开展了试题库的建设,主要题型包括选择、填空、判断、简答与编程等题型。

2.3加强实践教学环节

《微机原理及接口技术》是实用性非常强的一门专业基础课程,因此,非常有必要加强实践教学环节。由于学校的硬件条件有限,授课时将计算机仿真技术和网络平台引入到实践教学中,教会学生使用可视化软件Proteus、multisim,并鼓励学生用它们完成实验,以此来弥补仪器设备和经费的不足[4]。这样,不仅帮助学生掌握了微机原理的基本知识,也让他们对电工电子技术有了更为深刻的认识。

2.4改革考核模式

为达到检验教学效果的目标,应改变传统的考核模式,采用形成性评价的考核模式,以全面、客观、公正的反应学生的学习情况[5]。考核分两个部分,理论部分和实验部分。理论部分考试,采用期末试卷成绩占70%、平时成绩占30%的方式,平时成绩包括出勤、作业、提问、随堂测验等,每次课前公布上次课的平时成绩,可制定考核表贴于班级教室内或发至班级公共邮箱;实验部分考试从实验态度、操作能力、创新性和实验报告四个部分进行考核,考核方式和成绩公布同理论课平时成绩的公布方式。

3小结

近两年来,为了提高学生的学习兴趣,进一步改善教学效果,我校对《微机原理及接口技术》的课程改革进行了初步探索,并取得了一些成效。学生学习的积极性得到了明显提高,利用计算机思维提出问题、分析问题和解决问题的能力得到明显改善,对堆栈、指令队列、时序等抽象概念能够正确理解,基本能够完成简单的程序编写。但是还存在一些问题,如学习态度功利化,遇到问题容易浮躁、习惯性的去网上查找等,这些还有待继续探讨、改善。

【参考文献】

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蒋翀,费洪晓.面向MOOC的新型教学模式探索[J].计算机教育,2014,(9):17-20.

谢春祥,陈龙.基于Proteus的8086和8255A接口实验仿真[J].蚌埠学院学报,2013,2(4):12-14.

杜社会,游开明,谭家杰,等.师范类本科院校微机原理与接口技术教改探讨[J].轻工科技,2014,(9):142-143,145.

微机原理实验报告范文第8篇

关键词:计算机接口技术;教学改革;proteus

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2017)05-0112-02

Abstract: Computer interface technology is an important professional course to the major of medical information engineering. With the course theoretical and Strong practical, a series of reform measures such as applying software of proteus,Optimizing experimental teaching content and improving the examination system are put forword to achieve the goals of inspiring students' enthusiasm for learning, and improving the effect of teaching.

Key words: computer interface technology; teaching reform; proteus

1引言

《算机接口技术》课程是计算机科学与技术专业的一门专业主干课程,是大学本科生掌握计算机硬件基础知识和常用接口技术的入门课程[1]。课程由微型计算机工作原理和微处理器、汇编语言程序设计、常用接口技术三个部分组成。该课程目的使学生通过本门课程的学习,掌握计算机系统的构成,建立起整机概念,并培养学生具有一定的独立分析和解决问题的能力,为后续课程的学习以及将来的工作奠定坚实的基础。但由于本门课程是一门实践性很强的课程,并且具有知识点多、概念抽象、理论性强等特点,学生掌握起来并非易事,就以往学生的反应,此门课程学习难度大,知识不易理解,普遍存在“重软件、轻硬件”的现象,大大降低了学生的学习热情,动手实践能力的培养也受到很大的限制,如何能够提高学生学习热情,激发学生的学习欲望,是需要解决的问题,笔者结合多年的教学经验和教学实践,在实验教学过程中进行了一些教学改革的初步探索。

2 引用proteus仿真软件

Proteus嵌入式系统仿真与开发平台是英国labcenter electronics公司开发,是目前世界上最先进、最完整的嵌入式系统设计与仿真平台。它包括原理图编辑与仿真软件包isis和布线编辑软件包ares两部分组成。Proteus 7.5SP3及其以上版本新增对8086CPU及其相关接口芯片的仿真。硬件实验设备由于结构固定、资源有限且成本高、损耗大以及寿命低等缺点,proteus的引用对于改善教学实验环境,激发学生学习知识的求知欲,以及学习兴趣,提高教学效果,是一个不错的选择,此外,学生只要在自己的电脑上安装proteus软件后,可以不受时间和空间的限制,进行设计仿真操作,既节约了成本,又能充分发挥学生自己的思维和想象,对实验教学来说是一个课堂的延伸[2]。

对于8086来说,将其编写好的源程序可通过外加EMU8086编译器生成.exe文件,然后在proteus上进行仿真,达到教学目的。Proteus的引用不仅可在实验教学上使用,也可在理论教学中使用,教师可以在课堂上边讲理论知识,边进行教学演示,直观形象,使学生对生涩难懂的知识进行有效的消化、吸收,是教学的有力的辅助工具。实践证明,引用proteus,达到了提高教学效果的目的,更加利于学生学习兴趣的培养。

Proteus是教学的一个有利的补充,但它只是一个仿真软件,不能完全代替实物实践,仿真实验和实验箱上的实验还是有区别的,由于实际电路运行时表现的各种电气特性等,使在proteus上调通的,在硬件上不一定能够成功的实现,基于以上认知,采取proteus仿真实验和实物实验相结合的方法进行教学。要求学生先课下通过proteus软件进行仿真,模拟实验效果,再到实验室进行实际硬件电路的操作,查看实验效果,这种教学搭配,充分利用proteus仿真软件的形象直观性,增强学生好奇心,激发学生学习热情,同时提高学生的学习效率,达到更好的学习效果。

3课时安排

计算机接口技术课程主要分为微机原理、汇编语言程序设计和接口技术三大模块,共64学时,为兼顾各个模块之间的承上启下以及知识的连续性,主要分配学时如下表1:

微机原理主要讲授微机基本知识,如微处理器、微型计算机、微机系统的概念以及微机的结构和工作原理、时序知识、指令系统等,汇编语言程序设计涉及内容有汇编语言源程序的格式、变量属性、分支结构、循环结构和子程序设计,接口技术涉及内容有存储器、输入输出接口、常用I/O接口芯片等。

实践教学在整个课程中起着重要作用,通过实践,对理论知识进行消化和理解,同时学生的动手能力能够得到很好的锻炼,培养学生分析解决问题的能力,做到理论与实践有效的结合,实践教学总学时16学时,具体分配如下表2,其中汇编语言程序设计部分安排4学时,由于此部分上机实践只需计算机即可,不需其他硬件,学生在课上学习好程序的设计和调试方法后,可以利用课下时间在图书馆或宿舍完成作业和上机实践,节约课上学时,为其他内容的讲授提供充足的时间。

接口技术实验共分为6次实验,分别为proteus的使用、8259中断控制器、8255并行接口芯片、8253定时计数器以及A/D、D/A转换。每次实验安排2学时,要求学生课下提前预习,为下次实验做充分的准备,保证每次实验顺利地进行,完成相应的实验任务。其中proteus的使用这一实验安排1次,是因为在本门课程学习之先,学生已学习过《电路制图与仿真》这门课程,此门课程主要介绍proteus软件的使用,因此在proteus的实验主要介绍EMU8086编译器的使用,学会使用proteus进行8086的仿真。

常用接口芯片部分的5次实验均设置了基本实验部分和提高部分两个层次,其中基本部分要求每一个学生必须完成,按照电路原理图进行连线,编写实验程序,完成实验效果。提高部分要求学生在完成基本部分后,有余力的学生可对电路进行设计并编写相应的程序改善接口的性能。每一个层次的实验,要求学生进行现场演示。

4实验考核

实验评分标准分为实验操作部分、现场提问环节以及实验报告三个部分组成。学生抽签决定实验考核内容,并进行现场演示,教师根据学生实验操作过程、结果以及对现场的提问回答情况等形式进行现场评分,以激励学生学习主动性,达到教学目的。

实验操作部分占实验总成绩的比例为50%,现场提问环节所占比例为30%,实验报告占20%,其中实验报告要求学生重点报告在实验过程中遇到什么问题,以及解决此问题的思路和方法以及实验的心得体会,避免抄袭和实验报告的形式化。

5充分利用多媒体

在进行实验教学过程中,充分利用多媒体,提升教学效果。为提高学生学习的热情,对于在实验过程中难懂的知识点,可以采用动画进行直观形象的演示,使学生更加能蛄旎崾笛榈哪谌莺湍康模便于理解和记忆。

6结论

《计算机接口技术》是一门理论性和实践性都很强的课程,对于此门课程的教学也是一个不断学习和探索的过程。对于本门课程的改革实践,实验教学效果有了很大改善,学生主动性、学习热情有所提高。此课程是一门公认的教师难教、学生难学的课程[3]。随着时代的发展,计算机接口技术课程也应与时俱进,需要不断完善教学体系,更新教学内容,寻求新的教学方法,提高教学效果,充分调动学生的学习积极性和主动性,提高学生的综合能力、科学素质,为社会培养更多高素质的复合型人才。本课程的改革是一项长期艰巨的任务,需要不断探索和完善。

参考文献:

[1] 王志军,杨延军,王道宪.微机原理实验课程内容的层次化设计[J].实验室研究与探索,2012,31(1):105-106.

[2] 李珍香,李全福.Proteus仿真软件在微机原理与接口技术课程实验教学中的应用[J].计算机教育,2015:56-60.

微机原理实验报告范文第9篇

【关键词】通信工程;微机原理及应用;教学探讨

《微机原理及应用》是通信类专业非常重要的基础课程,此课程的特点是理论联系实际,软件硬件结合,内容多,教学难度大。学生往往感到这门课程枯燥抽象,难学,没有浓厚的学习兴趣。在计算机技术迅速发展的今天,新技术、新理论和新知识的实际应用周期大大缩短,如何在有限的教学时间内,讲清基本知识,并将新知识有机的融合进本课程的教学中,使学生能利用其基本原理解决在学习过程中遇到的各种问题,以增强学生的学习兴趣,使他们感到学有所用,这也是微机原理课程的教学目的之所在。[1]

1.课程教学现状分析

《微机原理及应用》这门课分为两大部分:理论课和实验课。其中理论课占54课时,包括微机系统的概述、微处理器、IBM PC汇编语言程序设计、8086的总线结构和时序、存储器、I/O接口等;实验课占18课时,一共有6个实验,其中编程实验4个,硬件实验2个。结合近5年来此课程的教学,发现教学过程存在的问题主要有以下几方面:

(1)学生对课程的重视度不够,缺乏浓厚的积极性和主动性。

(2)计算机技术在不断地发展和更新,16位的8086微机知识已不能满足学生对计算机知识的渴求。

(3)课本内容多而且零散,涉及的知识面广。要在54课时内讲完所有的内容,并让学生理解透彻,这是一件非常困难的事情。

(4)专业术语和汇编指令多。并且课本中对某些指令只是列张表说明主要用途,并没有举例或者图示去体现真正含义。所以学生感到抽象枯燥理解起来非常困难。

(5)验证性实验不能真正达到培养学生动手能力创新能力的目的。

针对教学过程存在的一些问题,文章从理论教学方法、实验教学方法以及制定合理考核机制方面进行了探讨。

2.理论教学方法的探讨

(1)制定合理教学大纲,不断更新教学内容

可以结合学生专业的实际情况制定合适的教学计划,并不一定要按照教材的全部内容去上课,还可以对内容的次序做合理的调整,例如可以把8086的引脚结构放在微处理器前面去讲,让学生有一个从面到点的认识,理解起来较容易。因为计算机技术发展迅速,教材更新却相对较慢,可以把教材里比较旧的知识慢慢去掉,然后加入一些与时俱进的知识,来充实丰富我们的教学内容。这样才能使《微机原理及应用》的教学更快的适应新技术的发展。

(2)不断改进教学方法,使课程内容形象化,激发学生学习兴趣

因为课程内容多且比较抽象,单纯靠老师去讲去写,学生会觉得枯燥觉得累。为了提高教学质量,我们可以在教学时充分发挥多媒体教学的优势。多媒体教学可以全方位对学生实施情景教学,增强直观性,有效加大课程信息量,使学生很快进入学习状态,而且会一定程度激发学生学习的兴趣。所以只有在教学中采用多样化的教学手段,才能有效地发挥各种教学手段优势,取得好的教学效果,才能最大程度地提高学生的理解能力。[2]

(3)正确处理课程内容和课时的矛盾

要在有限的课时内讲好这门课是一件不易的事情。首先重点难点突出,对于这部分内容就要详细的讲解。例如操作数的寻址方式,一共有8种寻址方式,特别是前7种,学生很容易混淆,所以就要精讲要通过大量的例子让学生真正理解每一种寻址方式的定义,功能等。对于课本有些内容学生只需了解,那就可以只给个整体的思路不去精讲,让学生去自学,这样不仅节省了课时也培养了学生自己提出问题分析问题解决问题的能力。

3.实验教学方法的探讨

《微机原理及应用》是一门理论性和实践性都很强的课程,需要学生通过实验来加深理解和掌握相应的内容,可见实验教学非常重要。

对于实验教学要真正调动学生的积极性,首先要提前做好实验进度表,让学生明白他自己要做的事情。每个实验要求学生都要提前预习,要熟悉各种调试指令以及实验步骤,要有备而来。学生自己要写好流程图,并按照操作步骤:编辑源程序;汇编源程序;连接目标程序;调试可执行程序;运行程序输出结果,一步步去做。某些指令不会的学生可以请教同学请教老师,互相探讨。

对于硬件实验部分,以前基本就是进行简单的硬件连线后,直接调用软件程序,很容易就可以完成实验,实验效果较差。对于这样的情况,我们可以在基础实验的基础上,加上一些设计类综合类的实验项目,让学生自己去选择题目,然后去查阅资料制定解决方案。我们仅仅只给学生提供一些参考思路,和他们一起探讨实验中出现的问题。这样给学生了一个很大的发挥和展现自己潜力的机会,学生做起实验来才会有激情,才会有动力!也很好的培养了学生创新能力。

实验结束后,要求学生独立书写完整的实验报告。总之,要让每位同学动起手来动起脑来,而不是单纯的验证。

4.制定合理的考核机制

学生掌握知识的好坏,须有一套合理的考核机制。不能单一通过一次闭卷结课考试就对学生的学习效果画出句号,我们可以结合上课考勤、回答老师提问情况、实验操作、平时作业及实验报告的书写和考试等多方面按照一定的比例给学生一个完美的成绩。这样学生也没有备战闭卷考试的压力,学起课程来比较轻松。

5.结束语

《微机原理及应用》是一门理论性和实践性都很强的课程,内容多知识面广学生掌握起来比较困难。只有不断更新教学内容,不断改进教学方式,不断提高老师自身的业务素质与水平,才能提高该门课程的教学效果,才能很好的培养学生的动手能力和创新能力。今后,还将进一步探索更好地教学方法,让更多的学生喜爱本课程,使学生能利用其基本原理解决在学习过程中遇到的各种问题,以增强学生的学习兴趣,使他们感到学有所用,真正体会知识带来的快乐。

参考文献

[1]荆忠亮,黄永来.《微机原理及应用》教学改革与探索[J].科学之友,2009(08).

[2]耿其东,李春燕.机械专业《微机原理及应用》课程的教改探讨[J].科技信息,2009(21):151.

陕西省教育厅项目(编号:11JK0846);陕西省教育厅项目(编号:12JK0495);延安大学自然科学专项基金项目(编号:YD2011-11)共同支助。

作者简介:

刘巧平(1981—),女,陕西武功人,延安大学物电学院讲师,主要研究方向:无线通信技术(Ad Hoc网络,OFDM(正交频分复用)技术等)。

微机原理实验报告范文第10篇

关键词:微机原理与接口技术;教学改革;课堂教学组织;课程设计

一、引言

《微机原理与接口技术》是电子信息类相关专业的一门重要的基础课程,是学生学习后续课程、毕业设计乃至今后工作的重要技术基础。但该课程内容繁多,概念抽象,历来为教师和学生公认的一门难啃的骨头。如何教、怎样教好该课程是所有讲授该课程教师面临的重要课题。笔者通过不断学习更新自己的知识,引进新的教学手段、方法,总结多年教学经验,围绕如何提高课程的教学质量和教学效果进行教学改革探讨。[1]

二、精心组织课堂教学

合理组织课堂教学非常重要,其优劣直接影响学生的学习兴趣和教学效果。精心组织课堂教学不仅包括教学内容的组织,还包括教学方法、教学手段、思想引导等方面的组织。[2]

(一)拨云见日,点醒梦中人

(二)激励学生,让学生对该课程感兴趣

1.站在学生的角度激励学生。年轻的大学生个个争强好胜,自学能力强,思想活跃,精力旺盛。再难的电子游戏不教就会;再先进的便携式电子产品,不看说明书很快就玩转;那么,既然本课程只是一本说明书,只要同学们努力学习,跟着老师的教学进度,课前多预习,课后多复习,实验多动手,平时多练习,没有学不会的。希望同学们把此课程当一本说明书来看,来学习,相信同学们完全可以攻克难关。通过此番激励,大大增加了学生学习信心和积极性。

2.列举恰当例子,吸引学生的兴趣。汇编语言指令及其编程是微机原理与接口技术的一个重要知识点。它是一种面向机器的程序设计语言,是计算机能提供给用户的最快而又最有效的语言,也是能够利用计算机所有硬件特性并能直接控制硬件的唯一语言。但相对于计算机高级编程语言,汇编语言指令多,注意事项多,规则多,概念多且抽象,学生学起来很快会感到比较困难和枯燥。为此,在讲解汇编语言指令时,列举一个完全用机器语言指令编写的程序(汇编语言编译之后产生的机器码),该程序所占字节不多,但运行后呈现3D游戏迷宫视频效果,具有音乐背景、颜色鲜艳、画面清晰、动态滚动的3D效果,从视觉上给学生强烈震撼。此时无声胜有声,教师无需多言,学生就能明白汇编语言指令相对机器语言好学多了,无形中增强了学生的学习兴趣和信心。

(三)让死的知识立体化、可视化

通过采用各种新的教学手段,使难学难懂的知识生动化、立体化、可视化,降低学生的学习难度。

1.采用多媒体课件、flas演示。《微机原理与接口技术》概念多,且非常抽象。学生见不到实物,看不到现象,就不知道书本讲的是什么,老师说的又是什么。别的电子类课程,学生通过自学,很多能学懂的。但此课程,从笔者迄今为止的调查来看,几乎没有同学能够无师自通的。大都提到,看课本几遍,不知道书本在讲些什么。该课程的抽象难懂,由此可见一斑。

笔者在教学中,将许多抽象的概念,用flash展现出来。CPU的内部结构知识点多,专业术语多,各种寄存器同时出现在此,各有各的用途,各有各的使用注意事项,没有实物和现象可看,学生学习时常常感觉枯燥、困难,但这些知识点又是后续课程内容的基础,不容错过。笔者在讲解CPU内部结构时,用一个flash图生动展示CPU在执行一条指令MOVDI],AX时,CPU内部机构是如何运作的。该指令的机器码为8904H,其中(AX)=3456H,(DI)=3000H,(DS)=2000H。就这样一个flash演示图,可以生动形象地解释和说明CPU内部运行机制,解释什么是机器码,它与汇编语言指令是什么关系,机器码存放在什么位置,CPU是如何取得该机器码的,还可以解释内存的作用等等抽象知识和概念。

2。采用仿真软件辅助教学。《微机原理与接口技术》寻址方式是该课程的教学难点和重点。笔者采用Emu8086软件辅助教学,课堂现场演示、现场仿真,对每一种寻址方式都采用具体指令仿真演示,让学生看清数据是如何传送的。在讲授时,首先,利用寻址方式的理论进行分析,数据应该传送到哪里?传送后的结果是什么?然后利用软件仿真验证,实现理论指导实践,实践验证理论。百闻不如一见,通过仿真,加深学生对寻址方式的理解,使抽象、看不见的知识可视化、结果化,降低了学生的学习难度。[3]

3.抽象的概念通俗化、实物化。如:课程中提到总线的概念,这个概念听起来好像很神秘,但笔者告诉学生,其实平常大家用到的U盘、手机数据口等等,就是一种USB总线。总线通俗地讲就是一种接线方式,其实物就是各种引脚,以及其上传输数据的协议或规则。课程中提到的数据总线、地址总线及控制总线,其实就是CPU芯片传输数据、地址和控制信号的引脚。通过这些通俗的讲解,使同学们产生感性认识,从而比较容易接受这些看似抽象的概念。在讲解CPU操作时序时,同学们常常难以理解,为什么要讲这个内容,看似好像对整个课程无用。笔者就请同学们闭上眼睛想象一下现实生活中,如果没有时间概念,我们的生活将是怎样的?不难想象,必定杂乱无章,混乱一片。这样的例子举不胜举,由于篇幅的原因,在此不再赘述。

4.充分利用网络,实现课堂教学时空立体化。如今高校的教师不似从前的教师——住在校园里,而是分散在全市各地,教师须赶校车或公车上下班。因此,笔者充分利用网络资源,进行课后辅导。学生有问题可以通过博客留言、问问题;可以通过QQ与老师互动,还可以通过飞信向老师提问,达到课堂教学时空延续和立体化。

不仅如此,笔者还充分利用丰富的网络资源、先进的影像视频等资料,丰富课堂教学内容,跟进科技发展前沿,使课程教学具有先进性、新颖性、可组合性和可扩充性等特点,开拓学生的视野,发散学生的思维,使学生了解课程在现代科技中的应用,达到提高课程教学质量和教学效果的目的。[4]

三、改革教学方法

1.追本溯源法。在教学时,不是照本宣科、按部就班地按照教材讲授知识。而是带领学生跳出圈外看本质,采用追本溯源法,使学生知其然,更知其所以然。

在讲授寻址方式时,首先提问学生,为什么在学习汇编语言时要学习寻址方式?其实质是什么?在学生独立思考后,告诉学生:其实同学们在课程中看到的汇编语言指令,除立即数外,指令中的操作数,表面上看到的都是地址,实际参与运算和传递的是地址单元里的数据或内容,为了要知道是什么数据参与运算或传递到哪里去了,必须学会计算地址,即学寻址方式。这就是寻址方式的实质。

在讲存储器为什么分段时,笔者从CPU内部结构及地址总线数与寻址空间大小的关系等几个方面讲存储器分段的本质,并假设这个问题让学生自己解决,能用什么更好的方法,让学生自己去思考,寻找答案。通过思考后,同学们更能深刻理解《微机原理与接口技术》的各种解决方法,促进其更好地掌握知识点。

2.课堂师生互动法。除了上文笔者提到的课堂假设提问与学生互动外。笔者还会精心设计与课程讲授内容息息相关的问答题,与学生互动,调动学生学习的积极性,达到巩固课堂所学知识,加深理解,提高学生掌握效果。允许学生大胆假设,大胆提问,鼓励他们不要怕说错,失败乃成功之母,错了纠正了更能学到知识。堵不如疏导,这种课堂互动法不仅活跃了课堂气氛,也营造了质疑老师、质疑权威的氛围,更能使老师掌握学生的学习情况,改进教学方法和教学进度。

3.理论—实践—理论法。《微机原理与接口技术》是一门实践性极强的课程,要想真正学好并和掌握该课程,最好方式是对它进行充分的实践。一方面,在理论教学过程中,教师要讲清、讲透理论知识和各芯片各部分原理,设置合理的实验目的、实验内容和实验要求,让学生根据课堂所学知识,根据理论指导实践的原则做好实验预习报告,并上机调试。另一方面,实验过后,教师应在课堂上对实验过程的碰到的问题、现象和实验结果与学生进行探讨,让学生掌握实验验证理论的分析过程和方法,加深理解理论指导实践、实验验证理论的过程。

4.授人以鱼不如授人以渔法。在课程教学中,笔者经常教授学生学习方法,让学生从纷繁复杂的知识中找规律,找方法。如,刚开始学习这门课程时,名词多、概念多、知识点一下子全涌现出来,而这些知识学生又必须掌握,但一时又无法完全掌握时,笔者告诉学生,其实不需要马上死记硬背这些知识点,只要心中对这些知识点有个大概的印象,在后续课程内容中用到这些知识点时,应及时向前翻看相关知识点,在应用中学习,不仅加深认识和理解,而且掌握得更牢固,学起来更轻松。再比如学习汇编语言指令时,告诉学生用英文记指令,因为汇编语言指令是英语单词的缩写,所以记其英语单词,从实质上记住了指令的操作意义。通过授之以渔的教学方法,使学生学习本门课程的难度大大降低。

四、改革实验考核方法

实验考核更注重实践,注重实验过程,实验报告考核其次。首先,教师根据教学内容,精心设计实验教学内容,使其与课堂教学内容紧密结合,并早早将实验内容发给学生,以便学生提前预习。其次,在实验过程中,鼓励学生大胆创新,有新的想法、新的思路,马上通过上机实验去验证自己的想法,鼓励学生在上机调试时不要怕出错,出了错,解决了问题,这样一个反复的过程才更能学到东西。第三,教师在实验前提出合理要求,如要求理论指导实践,先理论分析,后实验验证,或理论分析实验结果的对错等等。第四,改革以往以实验报告定实验成绩的方式,注重实践,注重实验过程。每次实验考核主要以实验现场过程表现和实验结果打分,并现场提问理论分析情况考核打分。第五,实验报告考核层次,要求实验报告中主观的东西多一些,如多写写实验中碰到的问题、如何解决及实验心得体会。总之,实验考核实实在在的东西,不玩虚的,并提高实验在期末考试总成绩中的比例。

通过此番实验改革,学生实验前预习和实验过程中的积极性大大提高了,一改往常实验不预习、实验时拖沓懒散的学习风气。同学们个个都积极预习,不懂的还主动找老师询问,实验时注意力高度集中,实验效率大大提高,达到了良好的实验效果。

五、课程设计改革

课程设计是最考验学生综合运用所学知识能力的手段之一。此时学生须将所有已学知识融会贯通,通过查阅大量文献资料、自学等手段,达到完成教师布置任务的目的。笔者的课程设计是在平时实验的基础上,综合《微机原理与接口技术》课程中的各章节知识,在学生力所能及的范围,做一个贴近现实生活的系统(如交通灯、定时器、计时器等)或作品,或定一个作品方向让学生自由发挥做作品。最后,以小组或个人的形式,每组或每人提交一个作品(包括实物作品或仿真作品)。笔者设定课程设计部分的成绩占期末考试总成绩的10%,不完成课程设计的将没有此部分成绩。

课程设计过程中,教师须加大引导。毕竟课程设计对学生来讲,比平时实验难度大很多,学生常常有畏难情绪,常感到难以入手。此时,教师一方面给予更多的提示和指导外,另一方面让先进带动后进,让学习掌握知识好和动手能力强的学生多指导其他学生。最后,对已经做出作品的队伍或学生加大宣传和鼓励,榜样的力量是无穷的,很快班里其他作品也会像雨后春笋一样一个个破土而出,使得学生收获成功的喜悦,最终真正掌握并灵活运用本课程所学知识。

六、考试考核改革

通过上文中的实验考核改革、课程设计改革,加大了平时考核分值,降低期末理论考试比重。其目的就是强调学生分析问题、解决问题和实践、动手能力,使学生真正学到东西,理解和掌握知识,而期末考试也不是目的,它只是一种检验学生理论知识学习效果的手段而已。这种以实践和理论相结合的考核方式,以培养学生的实践、动手能力为目的,可以克服传统以标准化客观命题为主的考试的弊端,最大限度地调动学生学习知识、运用知识的积极性和能动性。[5]

七、结束语

通过以上各环节全方位的教学改革,提高了课程教学的生动性和立体化,降低了学生的学习难度。学生上课时敢大胆提问了,课后也大有问题可问了;实验过程中提问的人明显增多了,预习实验的也增多了,学生的学习兴趣、积极性和能动性提高了。这些情况在一定程度上反映了改革措施和方法的有效性,达到了提高该课程的教学效果和教学质量的目的。目前,我们的改革只是初步的,如何进一步培养学生自主创新能力等方面的工作将是我们今后需要进一步探索和努力的方向。[5]

参考文献:

[1]王佑湖.“汇编语言程序设计”课程教学方法的探讨[J].教育与职业,2008,(2):127-128.

[2]范喆.汇编语言课程的教学设计探讨[J].高教论坛,2008,(4):140-141.

[3]谷兆麟,赵杰,沈怡麟.基于EMU8086的虚拟微机系统实验的设计[J].天津职业技术师范大学学报,2011,21(1):54-56.

[4]黄雪菊,王笑梅.《微机原理与汇编语言》课程教学改革初探[J].中国成人教育,2007,(9):143-144.

[5]葛志辉,李陶深.汇编语言程序设计教学改革探讨[J].广西大学学报(自然科学版),2008,33(增刊):209-211.

基金项目:“广东药学院师资队伍建设经费资助”项目(52104109);广东药学院校级优质课程项目(52159505);校级教育研究课题(52157433)

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