導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇微機原理實驗報告，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

中圖分類號：P315.3 文獻標識碼：A 文章編號：1000-0666（2016）04-0587-11

0 引言

傳統(tǒng)的GPS 大地測量學(xué)和地震學(xué)的研究目標區(qū)別在于研究地殼形變譜的頻段不同，前者主要研究較長周期（幾天到幾十年）的變化，后者主要研究瞬時（小于1 s到幾小時）地殼運動的特征。隨著高頻（1 Hz）和超高頻（20～50 Hz）GPS接收機的出現(xiàn)以及高頻GPS數(shù)據(jù)處理算法的成熟，使得GPS的觀測精度和對形變譜的敏感性朝著測量地殼動態(tài)瞬時變化的方向不斷改進（Avallone et al，2011；Blewitt et al， 2006；Lou et al，2013），目前已經(jīng)出現(xiàn)大地測量和地震學(xué)觀測譜范圍逐漸合并的趨勢。由于高頻GPS不僅可以觀測到周期小于1 s的位移量，而且可以檢測到超長周期的地殼運動，沒有限幅的約束，因此，采用高頻GPS接收機一方面可觀測到大動態(tài)的靜態(tài)位移，另一方面可以觀測到大震震時動態(tài)位移，為研究地震的破裂過程、地殼介質(zhì)的非均勻特性和地震前后地殼形變短期變化過程提供了多窗口檢測的工具（Yehuda et al，2000；Choi et al，2004；Elósegui et al，2006）。

利用高頻GPS作為長周期地震儀器的設(shè)想和方法最早由Miyazaki等（1997）在1997年AGU秋季會議上提出，他們基于GEONET觀測網(wǎng)1 Hz采樣率記錄，分析1996年Hyuga NadaMW6.7級地震的觀測數(shù)據(jù)，清楚地得到了P波和S波的到時，通過與理論和強震儀記錄的波形數(shù)據(jù)對比，P波和S波到時符合得很好（Ge，1999）。而最具有代表性的研究工作是Larson等（2003，2009）和Gomberg等（2004）利用1 Hz GPS資料研究2002年Denali 7.9級地震的地殼變形特征（Bilich et al，2008），得到了近場和遠場地面運動位移的時間序列，與地震儀記錄結(jié)果比較，兩者具有較好的一致性。由于高頻GPS觀測能夠得到地震動態(tài)波形，利用高頻GPS資料反演震源破裂過程的代表性研究有對2003年Tokachi-Oki地震的研究，利用1 Hz的觀測資料，對震源滑動分布進行反演研究，不僅得到了空間滑動總量分布特征，也得到了空間破裂速度。

由于GPS測量所受的影響因素比較多。如大氣、電離層擾動等，GPS的觀測噪聲來源很廣，而且高頻GPS的觀測精度相對于地震儀的觀測精度相差較大，導(dǎo)致其對地震信號觀測精度比地震儀低很多。在垂直方向，目前GPS的精度在厘米級，而地震儀的精度高于微米級。高頻GPS所觀測到的信號到底是噪聲還是真正的位移信號，一些學(xué)者還存在疑問和爭論（Li et al，2015；Geng et al，2015）。同時，對于超高頻GPS數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性以及可靠性也存在著不同的意見和說法。因此，定量評估高頻GPS的噪聲水平以及監(jiān)測地震位移信號的能力，對于確定高頻GPS在地震研究中的應(yīng)用具有重要意義。

近些年來，隨著一些快速定位方法的出現(xiàn)，快速解算GPS位移逐漸成為可能，如單點定位方法（PPP方法）、雙差定位方法等。但是這些快速解算方法的精度如何、能否滿足地震研究的需要，仍需要定量的分析和標定。因此，如何確定高頻和超高頻GPS的解算精度，特別是利用快速預(yù)測星歷確定GPS位移的解算精度，對于地震快速響應(yīng)以及地震預(yù)警等工作具有極為重要的意義。

由于地震大小和空間分布具有不確定性，如果能夠采用人工源或者可控震源進行研究和標定，其結(jié)果和可靠性會高得多。從2010年開始，福建地震局開始實施了人工源爆破試驗，這為定量評估高頻GPS探測地震信號的能力提供了理想的實驗條件。因此，本文將利用超高頻GPS（50 Hz）對人工爆破引起的位移信號進行測量，探究超高頻GPS數(shù)據(jù)在實際觀測中的可靠性及捕獲位移信號的能力及精度。

1 數(shù)據(jù)及處理方法

1.1 實驗觀測及數(shù)據(jù)分布

福建省地震局自2010年開始實施的“跨越臺灣海峽人工爆破觀測”項目旨在通過多次人工爆破激震的方式，探測海峽地震的深部構(gòu)造和孕震環(huán)境（李祖寧等，2007；丁學(xué)仁等，2007）。2014年6月，該項目在福建省多個區(qū)域進行了4次不同當量的人工爆破實驗。為了更好地獲取觀測資料的對比性，筆者選取了其中觀測條件最好的2個爆破點進行高頻GPS觀測，同時在部分高頻GPS觀測點進行了并址的強震儀觀測，如圖1所示。觀測的儀器采用了天寶R9型高精度大地測量GNSS接收機，配備標準的扼流圈天線，同時記錄50 Hz的觀測數(shù)據(jù)；強震儀器采用的是Grulap強震儀。

為了定量評估高頻GPS接收機得到的位移信號隨震中距的衰減情況，2014年6月16日在南靖試驗場按照距離遠近一共布設(shè)了8臺（套）NetR9 GPS接收機，臺站布局如圖1a，其中黃色線段為炮點，紅色圓圈為GPS點，7號點并址布設(shè)MEMS強震儀和Grulap強震儀。各點離炮點的距離為：1號點約5 m，2、3號點約13 m，4、5號點約20 m，6號點約25 m，7號點約50 m，8號點約100 m。為了進一步驗證高頻GPS確實能夠捕捉到近場爆破引起的地殼振動信號，2014年6月23日在漳州華安實施人工爆破前，在爆破點附近布置了3臺NetR9 GPS接收機，點位分布圖如圖1b所示，其中黃色線段為炮點，紅色圓圈為GPS點，粉紅色為MEMS強震儀和Grulap強震儀位置，由于觀測條件比較復(fù)雜，考慮儀器安全，沒有進行嚴格的并址觀測，但是兩者的距離都很近。各點離炮點

1.2 GPS數(shù)據(jù)處理方法

為了獲取高采樣率高精度的結(jié)果，本文采用短基線差分處理模式，選擇離炮點最近的福建GNSS基準站（>30 km）為參考站，由于爆破源的能量衰減得非?？欤趨⒖颊靖浇捎诒圃匆鸬奈灰苹緸榱?。利用動態(tài)歷元差分方法對1～8號點的50 Hz高頻GPS數(shù)據(jù)進行解算，所采用的軟件為GAMIT/GLOBK程序中的track模塊（King，Bock，2002）。

為了探究實時高頻GPS解算結(jié)果的可靠性，采用IGS快速預(yù)報星歷來進行準實時解算，采用事后精密星歷進行事后精密解算。解算結(jié)果如圖2所示，選取南靖1號點的高程方向的結(jié)果進行展示，圖中紅色實線表示采用事后精密星歷處理的結(jié)果，而藍色虛線表示采用快速預(yù)報星歷處理的結(jié)果，不難看出，兩者吻合得非常好。因此，高頻GPS差分單歷元解在采用快速預(yù)報星歷與事后精密星歷得到的結(jié)果基本一致，這也說明采用快速預(yù)報星歷進行高頻GPS實時解算結(jié)果的可靠性。

由于GPS測量所受的干擾信號源比較復(fù)雜，為了獲取更準確的時間信號信息，對解算結(jié)果進行帶通濾波來去掉不需要的噪聲信號。為了能準確地進行噪聲濾波，首先對原始的觀測記錄進行頻譜分析，找出爆破信號所集中的頻率范圍，然后再基于這個頻率范圍對原始結(jié)果進行帶通濾波來消除其他噪聲信號。

如圖3所示，對離爆破點最近的1號點的高程方向原始信號進行頻譜分析，藍色、紫色和綠色分別為爆破前、爆破時和爆破后的信號頻譜曲線。不難發(fā)現(xiàn)，高頻GPS接收到的由爆破激發(fā)的地殼介質(zhì)震動能量主要集中在0.2～2 Hz，2 Hz以后信號的能量與震前、震后噪聲基本疊加一致，因此，將對所有的觀測數(shù)據(jù)以0.2～2 Hz頻帶范圍進行帶通濾波來獲取更好的信號信息。

2 數(shù)據(jù)結(jié)果及討論

通過以上的觀測，分別得到了南靖和華安2個區(qū)域多個觀測點的記錄并對其進行分析，從而定量給出超高頻GPS接收能力的評估。

2.1 南靖區(qū)域高頻GPS實驗結(jié)果

南靖1號點布置在山體的石壁上，離炮點很近，其結(jié)果如圖4所示，可以看出南北和東西向的位移不明顯，高程向的位移很明顯，接近60 mm，圖中虛線是噪聲水平線，東西和南北方向為5 mm，高程向為10 mm。對1號點高程向位移進行詳細分析如圖5所示，可以發(fā)現(xiàn)高程位移從14 s開始有一個脈沖，與并址布置的簡易強震儀和Guralp高精度強震儀捕捉到的波形時間點是能夠?qū)?yīng)的， 簡易強震儀和Guralp高精度強震儀的記錄數(shù)據(jù)如圖6所示，其中SM-104和SM-58為兩臺簡易強震儀，Guralp-104為高精度強震儀。

通過對其他點的處理結(jié)果我們可以發(fā)現(xiàn)，3～5號點的位移波形在1時10分14秒都有所反應(yīng)，有的水平向比較明顯，有的高程向比較明顯，如圖7～8

2.2 華安區(qū)域高頻GPS實驗結(jié)果

采用南靖試驗相同的數(shù)據(jù)處理方式對華安地區(qū)的高頻GPS觀測結(jié)果進行了分析，同時，也對原始數(shù)據(jù)進行0.2～2 Hz頻帶范圍的帶通濾波。從華安1號點和2號點的處理結(jié)果圖中可以看到，起爆點的時間大概為1時00分17秒（圖9～10），與強震儀加速度波形捕捉到的起爆時刻是能夠?qū)?yīng)的（圖13～14），1號點振動時間比較長，持續(xù)了近4 s，幅度南北向達到了12 mm，高程向接近16 mm。而從2號點的南北向位移更明顯接近16 mm，高程向位移達到了14 mm，對2號點的南北位移進行了放大（圖11），從圖11中可以很明顯地看出高頻GPS確實捕捉到了爆破瞬間的波形（17～20 s），而3號點的處理結(jié)果并不明顯（圖12），

3 結(jié)論

本文利用2014年6月福建省地震局進行的人 工爆破實驗獲得的50 Hz超高頻GPS觀測數(shù)據(jù)，并采用快速預(yù)報星歷以及事后精密星歷，對觀測數(shù)據(jù)分別進行準實時和事后精密處理。通過近場的2次人工爆破高頻GPS實驗的數(shù)據(jù)分析，結(jié)果表明：

（1）高頻GPS在差分處理模式下，其水平向噪聲大致為5 mm，垂直向大致為10 mm，如果地殼的振動幅度超過高頻GPS噪聲水平，高頻GPS 能夠捕捉到近場地震引起的位移信號。

（2）高頻GPS差分單歷元解在采用快速預(yù)報星歷與事后精密星歷得到的結(jié)果基本一致，這也說明采用快速預(yù)報星歷進行高頻GPS實時解算的結(jié)果的可靠性。

綜合高頻GPS的監(jiān)測能力，以及其基線漂移小，觀測穩(wěn)定的特點，高頻GPS記錄可以作為有效的“地震位移計”，對以記錄速度和加速度的地震儀起到很重要的補充作用，使得“GPS地震學(xué)”這一交叉學(xué)科具有很好的發(fā)展前景。特別是近場 強震儀由于地表傾斜的原因，其得到的水平向加速度通常都帶有地表傾斜的特征，從而導(dǎo)致積分后得到的位移出現(xiàn)嚴重的基線漂移，這給利用強震儀信號研究地震震源性質(zhì)產(chǎn)生了嚴重影響。相比而言，高頻GPS由于記錄的本身就是位移信號，因此，基線漂移比較小。如果將高頻GPS和強震 儀進行并址觀測，采用高頻GPS校正強震儀信號的基線，那么就能夠得到無基線漂移的地表位移情況。另外，高頻GPS通常能夠接收到低頻甚至靜態(tài)位移信息，而強震儀的記錄則對高頻信號敏感。兩者之間存在明顯的互補性。綜合兩者的優(yōu)點，進行聯(lián)合觀測，就能夠得到無基線漂移的寬 頻帶地震信息，從而大大提高對于地震震源性質(zhì)的研究。另外，高頻GPS數(shù)據(jù)的實時處理結(jié)果，結(jié)合烈度計的記錄，將能夠在很大程度上提高地震烈度速報與地震預(yù)警的能力。因此，高頻GPS將能夠在未來的地震研究、地震預(yù)警方面發(fā)揮重要的作用。

感謝中國科學(xué)院測量與地球物理研究所的鄭勇研究員、李軍副研究員在本工作中的指導(dǎo)和幫助。

參考文獻：

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Avallone A，Marzario M，Cirella A，et al.2011.Very high rate（10Hz）GPS seismology for moder-ate-magnitude earthquakes：The case of the MW6.3 LAquila（central Italy）event.Journal of Geophysical Research Atmospheres，116（B2），doi：10.1029/2010JB007834.

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Elósegui P，Davis J L，Oberler D，et al.2006.Accuracy of high-rate GPS for seismology.Geophysical Research Letters，33（11），doi：10.1029/2006GL026065.

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篇2

中文分類號：G623文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044(2011)01-0240-02

Reacher on the Reform on the Practical Teaching Mode of The Principle and Interface Technology of Microcomputer

WANG Wei1,2, ZHOU Ning-ning1,3

(1.Tongda College, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210003, China; 2.College of Continuing Education, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210003, China; 3.College of Computer, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210003, China)

Abstract: The Principle and Interface Technology of Microcomputer is a course with great applicability and practical teaching is an essential part in the whole teaching process. In this article we mainly disscuss the reforming attempt in the pattern of this course and come to the conclusion that we can fully cultivate the comprehensive ability and innovative ability of the students with the four layers of practical teaching mode.

Key words: the principle and interface technology of microcomputer; practical teaching; the four layers of practical teaching mode

微機原理與接口技術(shù)是計算機、電子信息類等工科專業(yè)計算機硬件課程體系中的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。內(nèi)容涵蓋微機原理、匯編語言程序設(shè)計及微機接口技術(shù)，兼顧硬件和軟件2個方面，具有實踐性強、涉及知識面廣的特點。因此實踐教學(xué)在該課程中占有很重要的地位。學(xué)生只有通過實踐環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)和操作，才能夠掌握微機系統(tǒng)的工作原理、常規(guī)接口技術(shù)及其應(yīng)用，加深基本概念的理解。

1 微機原理與接口技術(shù)實踐教學(xué)現(xiàn)狀

1）課時安排上重理論、輕實踐

目前，該課程共安排四次實踐課，內(nèi)容包括兩次匯編語言程序設(shè)計，運用定時/計數(shù)器8254設(shè)計流光發(fā)生器以及利用系統(tǒng)定時源設(shè)計定時中斷程序。實踐課時過少。兩次匯編語言程序設(shè)計的實踐，根本沒辦法達到“深入理解機器工作基本原理和培養(yǎng)低層編程意識及思想”的匯編語言學(xué)習(xí)目的。[1]而匯編語言理解的不透徹，會直接影響接口部分的實現(xiàn)能力。

2）教學(xué)內(nèi)容上重軟件、輕硬件

大部分的實驗都是在PC機上，編寫一些匯編程序，只有設(shè)計流光發(fā)生器這個實驗，學(xué)生能真正動手參與硬件電路的連接，但這基本上也是一個芯片功能驗證性實驗，在實驗課上，老師把程序編寫好，學(xué)生照著老師的步驟連接好各種線路，再把程序錄入、調(diào)試運行，觀察結(jié)果寫出實驗報告就行了。最后導(dǎo)致所有學(xué)生的實驗報告都是一個結(jié)論?；旧蠈W(xué)生沒有自主的創(chuàng)新環(huán)節(jié)。

此外，本課程理論課主要學(xué)習(xí)了8254定時/計數(shù)器、8259中斷控制器、8250串行接口芯片和8255并行接口芯片等典型芯片的工作原理，但由于實踐學(xué)時較少，在實踐操作中并沒有全部涉及到。實踐環(huán)節(jié)的欠缺，導(dǎo)致很多同學(xué)尤其是通達學(xué)生普遍感到“微機原理與接口技術(shù)”這門課難學(xué)、難懂、概念抽象、感性認識差。學(xué)生學(xué)習(xí)完了這門課程后，對于接口芯片工作原理和在計算機中的實際應(yīng)用模糊不清，更談不上創(chuàng)新設(shè)計。這和學(xué)院“培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才”的目標是不相符的。

2 微機原理與接口技術(shù)實踐教學(xué)模式改革

當今實踐教學(xué)目的除了驗證基本理論和掌握基本應(yīng)用外，更主要的是培養(yǎng)學(xué)生研究能力、創(chuàng)新能力和和思維方式以及工程實踐能力。[2]為此南京郵電大學(xué)通達學(xué)院在微機原理與接口技術(shù)實踐教學(xué)內(nèi)容設(shè)置上充分考慮上述能力的培養(yǎng)，進一步加強理論與實踐的結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和思維方式，提高學(xué)生的動手能力和綜合素質(zhì)。以適應(yīng)“應(yīng)用型創(chuàng)新人才”的培養(yǎng)要求。

為適應(yīng)“應(yīng)用型創(chuàng)新人才”的培養(yǎng)要求，我們將實踐教學(xué)體系分為四個層次。形成軟件實驗、硬件基礎(chǔ)實驗、實訓(xùn)和課外科研的結(jié)構(gòu)模式。

前兩個階段主要進行匯編語言軟件實驗和硬件驗證型實驗。主要是加深鞏固基礎(chǔ)理論知識，以培養(yǎng)學(xué)生理解機器工作基本原理和培養(yǎng)低層編程意識的基本能力以及書寫規(guī)范實驗報告的能力。本階段的實驗要緊扣實驗指導(dǎo)書和實驗教學(xué)大綱。要求實驗指導(dǎo)書有詳細的實驗?zāi)康?、實驗?nèi)容、實驗要求、實驗原理、實驗資源配置、實驗的硬件連接與軟件編程和實現(xiàn)功能等。使得學(xué)生快速學(xué)習(xí)和理解實驗內(nèi)容。

實訓(xùn)是綜合性和研究性的實踐?？梢苑譃楸刈龊瓦x做兩部分。必做題每個學(xué)生都必須完成的實驗，主要進行簡單硬件設(shè)計實驗。選做部分主要進行硬件綜合型實驗，學(xué)生每5-7人一組，在教師指導(dǎo)下自由選題，不完全受課堂教學(xué)內(nèi)容限制，合作完成實驗。從而進一步拓寬學(xué)生的知識面，提高學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新實踐能力。[3]

在本階段可以引入PBL教學(xué)法。基于問題學(xué)習(xí)(prob lem2based learning, PBL)的教學(xué)方法是由美國神經(jīng)病學(xué)教授Barrows在加拿大McMaster大學(xué)醫(yī)學(xué)院首先試行的一種教學(xué)模式。此種教學(xué)模式以問題為基礎(chǔ)展開教學(xué)，以學(xué)生為中心，學(xué)生的自學(xué)能力得到培養(yǎng)，并且發(fā)展學(xué)生解決實際問題能力、綜合思考能力和團隊協(xié)作能力。大致分為問題提出、資料查閱、討論研究和總結(jié)反思4個主要步驟。每個問題沒有固定的解決方法，學(xué)生之間互相合作、共同探究，逐步尋找問題的解決方法。以學(xué)生自主學(xué)習(xí)和自我探究為主，作為合作者的教師僅在關(guān)鍵時刻起到點撥和引導(dǎo)作用[4]。

微機原理與接口技術(shù)實訓(xùn)必做題階段表現(xiàn)突出的同學(xué)可以擔任組長，由其選擇組員并確定題目。在教師指導(dǎo)下分工合作，查閱資料、小組討論，提出合理的實驗方案。實驗室采用開放式教學(xué)模式，在實驗時間和空間上開放。給學(xué)生充分的自主學(xué)習(xí)和自我研究的空間。此階段以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力為主。要鼓勵學(xué)生求新、求異，在成績評定時，不要過于強調(diào)實驗結(jié)果的成功，防止學(xué)生為追求成績而選擇過于保守的方案。

課外科研活動利用學(xué)生的課外時間，采取學(xué)生自愿報名，與學(xué)生會科協(xié)合作的方式，成立若干個課外創(chuàng)新小組。課程組的老師根據(jù)自己研究的課題帶領(lǐng)創(chuàng)新小組與研究生相結(jié)合進行一些科研活動。如課題組的老師設(shè)計完成的“PD-32開放式微型計算機教學(xué)實驗裝置”，該裝置真正體現(xiàn)了32位微機的特點，學(xué)生通過在該裝置上的實驗操作，能進一步加深對接口原理的理解。已廣泛的應(yīng)用在本科實驗教學(xué)中。

3 結(jié)束語

通過本課程實踐內(nèi)容的改革與嘗試，提高了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生良好的學(xué)習(xí)行為和團隊協(xié)作精神，提高了學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新能力。我們將在實踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗和不足。隨著微機技術(shù)的進步，不斷更新實驗內(nèi)容使實驗內(nèi)容更貼近工程實際，并結(jié)合科研項目開發(fā)實驗內(nèi)容。只有這樣才能更好的培養(yǎng)出符合現(xiàn)代社會需求的應(yīng)用型創(chuàng)新人才。

參考文獻：

[1] 王爽.匯編語言[M].2版.北京:清華大學(xué)出版社,2008:2-3.

篇3

中圖分類號：G642文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2007)18-31768-02

About Microcomputer Principle and Interface Experiment Teaching Inquisition

LU Lai-zhi

(Computer Science Technology Department of Binzhou Institute, Binzhou 256600, China)

Abstract:The improvement of traditional microcomputer principle and the interface technology experiment content and the way, the increasing experiment's class result proportion, reducing the confirmation content, the increasing design and the comprehensive experiment in order to improve student's self-learning capability, innovation ability and begins ability.

Key words:Microcomputer Interface Experiment; Experiment's Class Result Proportion; Design Experiment; Comprehensive Experiment

1 引言

《微機原理與接口技術(shù)》是計算機類和大多數(shù)電類專業(yè)的必修課，同時也是一門實用性和動手性都很強的計算機硬件類課程。學(xué)該門課程的學(xué)生要具有電路設(shè)計和匯編語言編程的能力。在以前的教學(xué)中，微機原理實驗教學(xué)以教師講課為主，學(xué)生以驗證性的實驗為基礎(chǔ)的。無法提高學(xué)生在該課程試驗的積極性和創(chuàng)造性，造成學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新思維能力下降。

在當今大力提倡素質(zhì)教育和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標的教學(xué)理念下，必須對該門課程的實驗進行改革。

2 加實驗課成績比例，強調(diào)實驗報告的正規(guī)性

為了提高學(xué)生在實驗課的學(xué)習(xí)積極性，我們增加了實驗課在總成績的比例。該門課程實驗成績占總成績的40%。對實驗課成績我們采用新的考核方法，將實驗課的成績分列為實驗操作成績、實驗報告成績、實驗結(jié)果成績、實驗考勤成績四個部分，各項成績所在比例為實驗操作40%，實驗報告30%，實驗結(jié)果20%，出勤率10%。強調(diào)學(xué)生的實驗操作過程，在現(xiàn)有條件下每人一臺機器，保證將實驗完成。

3 加設(shè)計類、綜合類的實驗，提高學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力

3.1 微機原理實驗包括基礎(chǔ)性的實驗

該實驗主要是驗證性的實驗和簡單的程序設(shè)計實驗，要求學(xué)生明確試驗?zāi)康摹⒉襟E、參考電路，使學(xué)生在這類試驗中完成對已學(xué)知識的鞏固。例如每次實驗課之前都要求學(xué)生必須把教材認真領(lǐng)會，對程序的每一條命令執(zhí)行結(jié)果作出預(yù)測，寫在實驗報告上，實驗時進行對比。比如并行接口8255的驗證性的基礎(chǔ)類的實驗；定時計數(shù)器8253驗證性的實驗；中斷控制器8259的驗證性的實驗；串行接口8251的驗證性的實驗。在整個學(xué)期的實驗比例占30%,主要目的是對基本知識的鞏固。

3.2 在完成基本的試驗后，引入設(shè)計類的實驗

匯編語言程序設(shè)計是微機原理實驗的重要部分。對簡單的程序設(shè)計，老師給出試驗?zāi)康?、要求，學(xué)生自己動手編寫程序，難度大的老師一塊和學(xué)生討論，參與。設(shè)計性的實驗的題目必須緊密地結(jié)合理論教學(xué)的內(nèi)容和進度，設(shè)計上有一定的伸縮性。設(shè)計的目的視為了培養(yǎng)學(xué)生的靈活運用所學(xué)知識解決實際問題的能力。比如利用8255控制鍵盤和數(shù)碼管得顯示電路；在最小系統(tǒng)基礎(chǔ)上實現(xiàn)0809及0832A/D和D/A電路；通過8255A和8251A實現(xiàn)紅綠得個簡單試驗。在設(shè)計的實驗過程中，增加元器件的基本常識。為了讓學(xué)生容易下手，設(shè)計好比較詳細的電路圖。

例如利用8255A 來實現(xiàn)紅燈、綠燈、黃燈的交替顯示。中間時間可以通過8251A控制，在此以可以通過軟件延遲實現(xiàn)時間的控制。

START: MOV AL, 80HA口輸出，PA0接紅燈，PA1接綠燈，PA2接黃燈

OUT ADDC,AL ADDC 代表控制端口的地址

MOV AL,01HPA0輸出為1

OUT ADDA,AL ADDA 代表A口的地址,是紅燈亮

MOV CX,500

CALL DELEY調(diào)用延時，是紅燈持續(xù)亮

MOV AL,02HPA1輸出為1

OUT ADDA,AL 此時綠燈亮

MOV CX,500

CALL DELEY調(diào)用延時，是綠燈持續(xù)亮

MOV AL,04HPA2輸出為1

OUT ADDA,AL 此時黃燈亮

MOV CX,10

CALL DELEY

JMP START

DELEY: LOOP DELEY

RETURN

3.3 綜合類的實驗的目的是要將學(xué)過的主要功能部件有機的組合起來，形成一個具有一定意義的整體，使學(xué)生掌握微機系統(tǒng)整合的基本方法。為此我們針對實驗室提供的功能部件，設(shè)計了綜合性的題目。我們只給試驗?zāi)康模瑢W(xué)生根據(jù)所掌握的知識通過不同的方法，不同的途徑來完成實驗。在綜合類試驗中充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造力，激發(fā)學(xué)生勇于創(chuàng)新的意識。我們設(shè)計綜合性的實驗題目，例如綜合類的題目--溫度監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)實現(xiàn)的功能是對溫度進行控制，系統(tǒng)利用單板機為下位機，PC為上位機，采用模數(shù)轉(zhuǎn)換接口A/D，實現(xiàn)溫度的采集，對8路溫度進行自動循環(huán)監(jiān)控，如果溫度超過某范圍，相應(yīng)的指示燈亮。該題目把實驗中用到的芯片組裝起來，形成一個數(shù)據(jù)采集和處理的系統(tǒng)。

4 開放式的實驗教學(xué)環(huán)境

逐步建立開放性的實驗環(huán)境，包括教學(xué)的時間的開放；教學(xué)內(nèi)容開放；實驗元器件開放等。傳統(tǒng)的教學(xué)實驗?zāi)Ｊ较拢瑢W(xué)生被老師限制在多個限定的條件下，不能發(fā)揮自己的才能和創(chuàng)造性。我們允許學(xué)生結(jié)合課程學(xué)習(xí)和自己的時間安排，根據(jù)自己的興趣提出試驗題目、實驗設(shè)計方案或?qū)嶒灅?gòu)想，并可在一個較寬松的實驗環(huán)境中來完成。教師積極鼓勵學(xué)生大膽提出自己的實驗思路和構(gòu)想，盡力創(chuàng)造條件引導(dǎo)和支持他們開展有意義的實驗研究。對于創(chuàng)作性的學(xué)生和實驗成果給與獎勵。所以設(shè)置這樣的實驗環(huán)境和條件，有利于培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的意識和創(chuàng)造能力。

5 結(jié)束語

實驗教學(xué)改革之后，在實際的教學(xué)中取得了一些成果。在05屆學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計中，有很多同學(xué)畢業(yè)設(shè)計工作在實驗室中進行的，并且取得優(yōu)異的成績。其他年級學(xué)生利用課外活動，依托實驗室開展了豐富的課外活動。并且取得了豐碩的成果。并且多個學(xué)生參加全國電子設(shè)計大賽獲獎。目前，微機實驗室由單一的教學(xué)功能向著教學(xué)、科研和實踐基地的綜合性發(fā)展。

參考文獻：

篇4

中圖分類號：P315.69 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）24-0193-03

一、概述

公共課《微機原理與接口技術(shù)》是面向高等院校工科學(xué)生開設(shè)的計算機基礎(chǔ)核心課程之一，是培養(yǎng)學(xué)生利用計算機技術(shù)與本專業(yè)技術(shù)相結(jié)合，解決實際工程問題的重要課程?！段C原理與接口技術(shù)》課程內(nèi)容龐雜，對先修知識要求較多，軟硬件內(nèi)容結(jié)合緊密，學(xué)習(xí)難度大，因此實驗教學(xué)尤為重要。但實驗教學(xué)學(xué)時少、實驗設(shè)備不足。機電類專業(yè)學(xué)生要求通過本課程的學(xué)習(xí)，了解微型計算機硬件系統(tǒng)基本組成、工作原理，掌握接口電路的基本設(shè)計方法，具備使用匯編語言進行程序設(shè)計的能力，學(xué)會通過軟件控制硬件的方法。實驗教學(xué)對本課程的教學(xué)效果、檢驗學(xué)生的實際應(yīng)用能力具有重要作用。實驗教學(xué)效率、實驗教學(xué)內(nèi)容及實驗教學(xué)強度對實現(xiàn)本課程的教學(xué)目標非常重要。計算機基礎(chǔ)公共課普遍存在開課學(xué)生人數(shù)多，教師與實驗室及實驗設(shè)備相對少，實驗課排課困難，學(xué)生實驗不方便等問題?；谛@網(wǎng)絡(luò)的遠程實驗教學(xué)平臺對解決這些問題、，提高實驗教學(xué)效率提供了新方向，網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)奠定了遠程實驗教學(xué)系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用的基礎(chǔ)，虛擬軟件等新技術(shù)加快了實現(xiàn)遠程實驗教學(xué)系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用的步伐?；谟嬎銠C網(wǎng)絡(luò)的遠程實驗平臺具有以下特點。

1.學(xué)生完成實驗課程受到的時間、空間上的制約減小，可隨時通過網(wǎng)絡(luò)登錄實驗系統(tǒng)，完成相應(yīng)的實驗。實驗室的開放程度、使用效率大為提高，實驗資源配置更靈活。

2.提高實驗設(shè)備的完好率。學(xué)生直接對設(shè)備的操作減少了，在實驗過程中對設(shè)備的損壞幾率降低，人員和設(shè)備的安全性提高。在實驗中軟件的作用增加，使設(shè)備更新，尤其是大量同類設(shè)備的更新成本降低。

3.實驗更方便。學(xué)生直接面對實驗環(huán)境的實驗過程，會提高學(xué)生完成實驗的積極性。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境實驗平臺使做實驗更方便，而且平臺本身就是培養(yǎng)學(xué)生計算機應(yīng)用能力的重要工具。

4.實驗課教師的工作效率提高。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境實驗平臺使教師可以通過網(wǎng)絡(luò)交互指導(dǎo)學(xué)生實驗過程、解答問題及處理實驗報告等工作。

5.網(wǎng)絡(luò)實驗環(huán)境是虛擬實驗環(huán)境。虛擬實驗是通過音視頻獲得實驗現(xiàn)象。在實環(huán)境中做實驗獲得的實際感觀、體驗及對元器件及人身安全注意事項，在虛擬實驗環(huán)境中學(xué)生同樣能感受到。教師面對面指導(dǎo)的“身教”缺失，通過網(wǎng)絡(luò)交互彌補。

6.遠程實驗在實驗管理上既提供了方便的條件，同時也增加了新的問題。如實驗過程及提交的實驗結(jié)果的真實性，實驗環(huán)境的公平性（網(wǎng)絡(luò)、機器、軟件等），實驗持續(xù)時間限制等問題，也是必須考慮的。根據(jù)遠程實驗的這些特點，在實驗教學(xué)中，一方面積極開發(fā)遠程實驗平臺，充分利用遠程實驗技術(shù)的優(yōu)點，解決學(xué)生人數(shù)多、對實驗設(shè)備、實驗室需求量大、提高實驗資源使用效率等問題，同時采用遠程實驗與實驗室實驗相結(jié)合方式，避免或降低不利因素。學(xué)生完成的實驗中必須有一定數(shù)量的實驗在實際實驗室完成。

二、平臺基本結(jié)構(gòu)

《微機原理與接口技術(shù)》遠程實驗平臺結(jié)構(gòu)如圖1。其中，遠程用戶端包括學(xué)生用戶和輔導(dǎo)教師用戶，通過校園網(wǎng)連接到實驗室服務(wù)器；實驗室服務(wù)器負責實驗室的實驗臺及用戶的管理；實驗臺由一臺微機與“偉福Lab8000仿真實驗臺”構(gòu)成，它是完成實驗的實體。按實驗要求，在學(xué)生做實驗之前必須按照標準配置接好“偉福Lab8000仿真實驗臺”的硬件連線。

三、軟件結(jié)構(gòu)及實現(xiàn)技術(shù)

整個系統(tǒng)的軟件，包括客戶端軟件、實驗室服務(wù)器軟件及實驗臺軟件等部分。根據(jù)功能需求，客戶端軟件包括登陸選擇實驗臺及管理軟件，與實驗指導(dǎo)教師的交互支持軟件，“偉福Lab8000仿真實驗臺”實驗及調(diào)試軟件。實驗臺安裝一般單機實驗的所有軟件，可支持本地的單機實驗。為支持遠程實驗需增加相應(yīng)軟件并聯(lián)網(wǎng)，并通過實驗室服務(wù)器連接到校園網(wǎng)絡(luò)上。軟件結(jié)構(gòu)如圖2。其中，實驗控制程序編輯編譯，程序下載及系統(tǒng)狀態(tài)上傳，控制執(zhí)行及調(diào)試與單機試驗系統(tǒng)是一樣的。上面兩層完成遠程訪問的支持。

實驗時首先登錄實驗室并選定實驗臺。對于單機環(huán)境下不需硬件仿真器的實驗，可直接在本地完成，只需通過網(wǎng)絡(luò)獲得實驗指導(dǎo)和提交實驗報告。對需要硬件環(huán)境的實驗，在客戶機上有一個顯示“偉福Lab8000仿真實驗臺”實物的虛擬設(shè)備，可以在其上進行相關(guān)實驗的硬件接線（如同實際使用仿真臺的過程一樣），；學(xué)生給出的連接狀態(tài)被記錄，然后將記錄發(fā)往遠程實驗室。遠程實驗臺接到客戶端連線狀態(tài)表后，進行連線映像轉(zhuǎn)換，以使得硬件系統(tǒng)表現(xiàn)出的狀態(tài)與實驗者設(shè)計的狀態(tài)一致。對于只有一種連接方式的實驗（實驗臺已按此鏈接），如果用戶發(fā)來的連線表正確，則進行后續(xù)的軟件調(diào)試及運行實驗。如果不正確則反饋硬件連接錯誤信息，提示用戶重新設(shè)計硬件，如“D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換實驗”。一旦建立了正確的硬件連接，客戶端就可以發(fā)送軟件直接控制仿真實驗臺運行，運行結(jié)果可以通過實時圖像反饋給用戶。對于可能出現(xiàn)的多種硬件連接的實驗，或需要實驗幾種不同硬件連接的情況，在實驗臺服務(wù)器端接到客戶端發(fā)來的連接關(guān)系后，把這些連接與實驗臺實際連接進行對比，并產(chǎn)生能出現(xiàn)客戶端定義的連接效果的映像關(guān)系，軟件運行時按照這個映像關(guān)系控制實驗臺。如“步進電機控制實驗”，用8255控制的標準硬件連線接法如圖3。如果遠程實驗客戶端給出的連接關(guān)系為表1，并按此編程，則在實驗臺服務(wù)器端收到這個表后，做表2所示的變換。按照這個關(guān)系，用服務(wù)器端引腳名字替換客戶端相應(yīng)引腳，編譯連接后下載運行。

為了方便在實驗臺服務(wù)器端完成這個替換，客戶端編程要求在頭文件中定義硬件連接關(guān)系（C語言），或使用等值定義語句在程序頭部分定義連接關(guān)系，如：

A EQU PA.i

B EQU Pa.j

C EQU PA.k

D EQU PA.l

按照以上處理后，如果客戶端的硬件連接與軟件程序相對應(yīng)并正確的話，就可以得到預(yù)估的實驗結(jié)果和現(xiàn)象。實驗的現(xiàn)場現(xiàn)象可以通過視頻反饋到客戶端。遠程實驗的結(jié)果評測采用兩種方式，一是在遠程實驗客戶認為完成實驗時，向?qū)嶒炇抑笇?dǎo)教師發(fā)送請求，指導(dǎo)教師可以到相應(yīng)實驗臺在線觀測現(xiàn)象，并記錄，與提交的報告一起作為實驗評測依據(jù)。另一方式是提交報告中包含實驗現(xiàn)象視頻記錄，提交后教師可以離線根據(jù)提交的材料評測實驗成績。至于實驗過程的指導(dǎo)、實驗報告的提交及管理、通信層功能等與一般網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理系統(tǒng)相同，采用相同的技術(shù)方法實現(xiàn)，不再贅述。

四、總結(jié)

根據(jù)《微機原理與接口技術(shù)》公共課實驗教學(xué)需求的特點，利用計算機網(wǎng)絡(luò)平臺提供的通信及遠程訪問功能，構(gòu)建可以通過網(wǎng)絡(luò)遠程進行實驗的平臺，對于解決《微機原理與接口技術(shù)》公共課實驗教學(xué)存在的一些問題、提高教學(xué)效率是一個有效手段。本文提出了一個基于遠程實驗技術(shù)的《微機原理與接口技術(shù)》實驗教學(xué)方案，設(shè)計了一個《微機原理與接口技術(shù)》遠程實驗教學(xué)平臺，給出了平臺的軟硬件基本結(jié)構(gòu)，及對于硬件接口實驗的遠程控制實現(xiàn)技術(shù)。對遠程實驗的優(yōu)缺點進行了分析，提出了一個虛實結(jié)合的實際教學(xué)方法，對實驗評測的方法進行了探討。

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)及物理實驗平臺性能的提高，遠程實驗系統(tǒng)也越來越完善?！段C原理與接口技術(shù)》實驗特點是軟硬件結(jié)合，遠程實驗中硬件部分實驗是較難實現(xiàn)遠程操作的。在《微機原理與接口技術(shù)》遠程實驗技術(shù)中，如何提高硬件有關(guān)的遠程實驗效果，是進一步提高實驗平臺性能的關(guān)鍵。

參考文獻：

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篇5

實驗教學(xué)是一種教學(xué)手段，能給我們帶來真實的實用環(huán)境，微計算機技術(shù)是理論性很強的課程，尤其需要這樣的輔助教學(xué)手段讓學(xué)生有更直觀的認識。

1.微計算機技術(shù)教學(xué)中的突出問題[1]

微計算機技術(shù)是電子信息類專業(yè)重要的基礎(chǔ)課程，包含兩大部分內(nèi)容：匯編語言與接口技術(shù)，這兩部分內(nèi)容都是難啃的骨頭，匯編語言的難點在于它和硬件的無限貼近，很多有高級語言學(xué)習(xí)背景的人將其視為“用牙簽吃飯”，學(xué)習(xí)起來覺得步伐太慢，成效太低，更大的教學(xué)問題是很多學(xué)生的“無用論”，學(xué)了用處不大，很費力氣；接口的難點在于軟件學(xué)習(xí)背景的同學(xué)在硬件的芯片理解很難深入，對各種芯片的工作特性從認識到掌握的過程顯得很費力，各個芯片的協(xié)同工作也很難應(yīng)用靈活，所以實驗環(huán)節(jié)在這樣的背景下，就顯得尤為重要，我們將實驗的設(shè)置越是趨于合理，學(xué)生才能在理論和應(yīng)用的環(huán)節(jié)少走彎路，才能真正達到良好的學(xué)習(xí)效果。

2.在實驗中解決突出問題

2.1 合理的設(shè)置實驗

實驗是一種有效的教學(xué)手段，絕對不能定位在一個教學(xué)任務(wù)的層面，在教育思想上，實驗設(shè)置需要符合學(xué)生的認知規(guī)律，使實驗成為教學(xué)內(nèi)容的載體，應(yīng)該體現(xiàn)思維方法和認知過程；在體系上，要建立較為完整的體系，突出各部分之間的關(guān)系，實驗設(shè)置最好有一定的相關(guān)性，各個實驗不孤立存在，比如在做定時器/計數(shù)器實驗里最好用上并行接口芯片；增加實驗的設(shè)計性，除了嚴格完成驗證性實驗，需要給一部分開放性實驗和綜合性實驗，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力和素質(zhì)，其實每個教育者都很清楚，這種能力才是大學(xué)階段最應(yīng)該培養(yǎng)的。為了滿足如上的要求，可以對課程做合理的調(diào)整，比如增加實驗課時，調(diào)整現(xiàn)有的實驗順序，盡早的開展實驗，由課程組的幾個老師分管各個實驗等，只要對授課有幫助的調(diào)整都可以嘗試。

2.2 注重實驗環(huán)節(jié)

實驗從時間上分有三個環(huán)節(jié)，實驗前、實驗中、實驗后，為了取得較好的實驗效果，實驗中“充分”調(diào)動學(xué)生的積極性，需要在實驗前做一些輔助工作，提前布置實驗內(nèi)容，給學(xué)生足夠的時間思考并能提出有針對性的問題，為實驗過程的互動做好準備，同時讓同學(xué)們對實驗有明確定位，實驗是借助實驗設(shè)備驗證我們的想法，首先必須有想法，否則設(shè)備對你來說和一堆廢品沒有兩樣，實驗前的準備就尤為重要，有能力的同學(xué)可以事先制定實驗方案。對于在實驗前作了充分準備的同學(xué)在實驗中一定是會有較大收獲的，實驗是在“做”中學(xué)，如果順利，說明我們把本次實驗需要的知識理解的較為透徹，這一類學(xué)生可以從合作走向真正的獨立，大多數(shù)同學(xué)實驗不會很順利，這里面有兩種情況，一是沒準備或者準備不充分的，還有一類是以前有“欠債”的同學(xué)，這一類同學(xué)應(yīng)該正確應(yīng)對實驗中遇到的問題，首先不要因為沒做好，自信心就受到極大傷害，要將問題作為實驗給我們帶來的附加收獲，一般來講，實驗的設(shè)置都是循序漸進的，很多問題可以反映你對其他知識環(huán)節(jié)的熟練程度，哪里出了問題修補哪里。實驗后需要做的事情是認真梳理在本次實驗過程中的思路，總結(jié)收獲，將其寫成完整的報告，很多同學(xué)不重視寫實驗報告，經(jīng)常將實驗大綱按部就班的抄到報告上，很多同學(xué)不清楚，寫實驗報告是對所學(xué)知識清楚表達的有效途徑，還有的同學(xué)將實驗報告寫成“感想”、“散文”，思路不清晰、用詞不準確的情況隨處可見，應(yīng)該讓學(xué)生在本科階段學(xué)會寫好實驗報告，加強這種基本素質(zhì)的鍛煉。

2.3 實驗的形式多樣化

2.3.1 驗證性實驗

學(xué)習(xí)微計算機技術(shù)這門課程難度大，很重要的原因匯編語言和芯片本身需要記憶的知識比較多，從認識到掌握有很大的一個跨度，在理論講授階段，教師除了對基本知識進行介紹，更要對重點和難點內(nèi)容進行有效梳理，比如匯編語言中的尋址方式，各種尋址方式僅僅是一種記錄形式，這種形式是告知編譯環(huán)境存取數(shù)據(jù)的規(guī)則，所有人都遵守同樣的規(guī)則，操作對象才可以在cpu和存儲器之間來去自如，種類多是因為實際問題里有這么多種數(shù)據(jù)類型需要處理，尋址方式重要是因為我們隨時隨地的要使用它，猶如我們在高級語言中要隨時隨地使用數(shù)據(jù)類型一樣，我們需要對其進行較為深入的驗證性實驗，設(shè)置場景，選用不同的尋址方式，處理相同的問題，讓學(xué)生深刻領(lǐng)會各種尋址的作用[2]。

2.3.2 開放性實驗

對于一些看似容易懂，但實際能達到靈活應(yīng)用的水平還差很遠的環(huán)節(jié)，開展開放性實驗是很有必要的，教師只給基本要求和實驗設(shè)備，讓學(xué)生自行分組、自己制定實驗方案并且寫出實驗報告，當然這個過程序需要教師協(xié)助，這個過程其實對學(xué)生來說相當復(fù)雜，開展初期也相當耗費時間，但對于二三年級的學(xué)生來說，是一個絕佳的鍛煉機會。

以并行接口8255為例，芯片本身結(jié)構(gòu)簡單，8255的初始化程序設(shè)計也不難，很多同學(xué)覺得學(xué)習(xí)起來不會像8259那樣吃力，但是真正能靈活應(yīng)用還有很長的路，比如鐵路遠程自動供水系統(tǒng)、植物恒溫控制系統(tǒng)等[3]應(yīng)用需要并行接口，多路搶答器，音樂程序也都需要并行接口，所以簡單的驗證性試驗過后，有必要給學(xué)生提供更大的空間去認識這個接口。

學(xué)生在這個過程里要查閱資料，查閱資料我們提倡“就近原則”，即先從能看懂的開始，和自己的知識對接，這也是自主學(xué)習(xí)模式所提倡的，學(xué)習(xí)者只有按照一種與自我概念相吻合的學(xué)習(xí)模式，才能稱之為意義學(xué)習(xí)[4]。準備相當充分的資料基礎(chǔ)上，制定解決方案，這個過程可以合作完成，合作前提的學(xué)習(xí)會讓學(xué)習(xí)者舒緩壓力、建立自信、通過合作正確評價自我，從而走向真正的獨立。最后是實驗的實施，詳盡記錄實驗過程和結(jié)果，對遇到的問題能解釋或解決，書寫完整的實驗報告。

3.總結(jié)

實驗教學(xué)雖然是一種教學(xué)手段，但這種輔助作用存在很大的伸縮性，如果實驗設(shè)置合理，環(huán)節(jié)安排得當，形式符合認知規(guī)律，實驗的作用不可替代，但是這個過程也需要教師付出很多心血，對教師的工作提出更高要求，對師生雙方都是自我建設(shè)和提高的過程，所以值得深入研究和努力探索。

參考文獻：

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[2]李欣光.微機原理與接口實驗教學(xué)改革與探索[J].實驗室科學(xué)，2009（8）：44-45.

篇6

1引言

《計算機接口技術(shù)》課程是計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)主干課程，是大學(xué)本科生掌握計算機硬件基礎(chǔ)知識和常用接口技術(shù)的入門課程[1]。課程由微型計算機工作原理和微處理器、匯編語言程序設(shè)計、常用接口技術(shù)三個部分組成。該課程目的使學(xué)生通過本門課程的學(xué)習(xí)，掌握計算機系統(tǒng)的構(gòu)成，建立起整機概念，并培養(yǎng)學(xué)生具有一定的獨立分析和解決問題的能力，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)以及將來的工作奠定堅實的基礎(chǔ)。但由于本門課程是一門實踐性很強的課程，并且具有知識點多、概念抽象、理論性強等特點，學(xué)生掌握起來并非易事，就以往學(xué)生的反應(yīng)，此門課程學(xué)習(xí)難度大，知識不易理解，普遍存在“重軟件、輕硬件”的現(xiàn)象，大大降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，動手實踐能力的培養(yǎng)也受到很大的限制，如何能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，是需要解決的問題，筆者結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗和教學(xué)實踐，在實驗教學(xué)過程中進行了一些教學(xué)改革的初步探索。

2引用

proteus仿真軟件Proteus嵌入式系統(tǒng)仿真與開發(fā)平臺是英國labcenterelec⁃tronics公司開發(fā)，是目前世界上最先進、最完整的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與仿真平臺。它包括原理圖編輯與仿真軟件包isis和布線編輯軟件包ares兩部分組成。Proteus7.5SP3及其以上版本新增對8086CPU及其相關(guān)接口芯片的仿真。硬件實驗設(shè)備由于結(jié)構(gòu)固定、資源有限且成本高、損耗大以及壽命低等缺點，pro⁃teus的引用對于改善教學(xué)實驗環(huán)境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)知識的求知欲，以及學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果，是一個不錯的選擇，此外，學(xué)生只要在自己的電腦上安裝proteus軟件后，可以不受時間和空間的限制，進行設(shè)計仿真操作，既節(jié)約了成本，又能充分發(fā)揮學(xué)生自己的思維和想象，對實驗教學(xué)來說是一個課堂的延伸[2]。對于8086來說，將其編寫好的源程序可通過外加EMU8086編譯器生成.exe文件，然后在proteus上進行仿真，達到教學(xué)目的。Proteus的引用不僅可在實驗教學(xué)上使用，也可在理論教學(xué)中使用，教師可以在課堂上邊講理論知識，邊進行教學(xué)演示，直觀形象，使學(xué)生對生澀難懂的知識進行有效的消化、吸收，是教學(xué)的有力的輔助工具。實踐證明，引用proteus，達到了提高教學(xué)效果的目的，更加利于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)。Proteus是教學(xué)的一個有利的補充，但它只是一個仿真軟件，不能完全代替實物實踐，仿真實驗和實驗箱上的實驗還是有區(qū)別的，由于實際電路運行時表現(xiàn)的各種電氣特性等，使在proteus上調(diào)通的，在硬件上不一定能夠成功的實現(xiàn)，基于以上認知，采取proteus仿真實驗和實物實驗相結(jié)合的方法進行教學(xué)。要求學(xué)生先課下通過proteus軟件進行仿真，模擬實驗效果，再到實驗室進行實際硬件電路的操作，查看實驗效果，這種教學(xué)搭配，充分利用proteus仿真軟件的形象直觀性，增強學(xué)生好奇心，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，同時提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，達到更好的學(xué)習(xí)效果。

3課時安排

計算機接口技術(shù)課程主要分為微機原理、匯編語言程序設(shè)計和接口技術(shù)三大模塊，共64學(xué)時，為兼顧各個模塊之間的承上啟下以及知識的連續(xù)性，主要分配學(xué)時如下表1：微機原理主要講授微機基本知識，如微處理器、微型計算機、微機系統(tǒng)的概念以及微機的結(jié)構(gòu)和工作原理、時序知識、指令系統(tǒng)等，匯編語言程序設(shè)計涉及內(nèi)容有匯編語言源程序的格式、變量屬性、分支結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)和子程序設(shè)計，接口技術(shù)涉及內(nèi)容有存儲器、輸入輸出接口、常用I/O接口芯片等。實踐教學(xué)在整個課程中起著重要作用，通過實踐，對理論知識進行消化和理解，同時學(xué)生的動手能力能夠得到很好的鍛煉，培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題的能力，做到理論與實踐有效的結(jié)合，實踐教學(xué)總學(xué)時16學(xué)時，具體分配如下表2，其中匯編語言程序設(shè)計部分安排4學(xué)時，由于此部分上機實踐只需計算機即可，不需其他硬件，學(xué)生在課上學(xué)習(xí)好程序的設(shè)計和調(diào)試方法后，可以利用課下時間在圖書館或宿舍完成作業(yè)和上機實踐，節(jié)約課上學(xué)時，為其他內(nèi)容的講授提供充足的時間。接口技術(shù)實驗共分為6次實驗，分別為proteus的使用、8259中斷控制器、8255并行接口芯片、8253定時計數(shù)器以及A/D、D/A轉(zhuǎn)換。每次實驗安排2學(xué)時，要求學(xué)生課下提前預(yù)習(xí)，為下次實驗做充分的準備，保證每次實驗順利地進行，完成相應(yīng)的實驗任務(wù)。其中proteus的使用這一實驗安排1次，是因為在本門課程學(xué)習(xí)之先，學(xué)生已學(xué)習(xí)過《電路制圖與仿真》這門課程，此門課程主要介紹proteus軟件的使用，因此在proteus的實驗主要介紹EMU8086編譯器的使用，學(xué)會使用proteus進行8086的仿真。常用接口芯片部分的5次實驗均設(shè)置了基本實驗部分和提高部分兩個層次，其中基本部分要求每一個學(xué)生必須完成，按照電路原理圖進行連線，編寫實驗程序，完成實驗效果。提高部分要求學(xué)生在完成基本部分后，有余力的學(xué)生可對電路進行設(shè)計并編寫相應(yīng)的程序改善接口的性能。每一個層次的實驗，要求學(xué)生進行現(xiàn)場演示。

4實驗考核

實驗評分標準分為實驗操作部分、現(xiàn)場提問環(huán)節(jié)以及實驗報告三個部分組成。學(xué)生抽簽決定實驗考核內(nèi)容，并進行現(xiàn)場演示，教師根據(jù)學(xué)生實驗操作過程、結(jié)果以及對現(xiàn)場的提問回答情況等形式進行現(xiàn)場評分，以激勵學(xué)生學(xué)習(xí)主動性，達到教學(xué)目的。實驗操作部分占實驗總成績的比例為50%，現(xiàn)場提問環(huán)節(jié)所占比例為30%，實驗報告占20%，其中實驗報告要求學(xué)生重點報告在實驗過程中遇到什么問題，以及解決此問題的思路和方法以及實驗的心得體會，避免抄襲和實驗報告的形式化。

5充分利用多媒體

在進行實驗教學(xué)過程中，充分利用多媒體，提升教學(xué)效果。為提高學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，對于在實驗過程中難懂的知識點，可以采用動畫進行直觀形象的演示，使學(xué)生更加能夠領(lǐng)會實驗的內(nèi)容和目的，便于理解和記憶。

6結(jié)論

《計算機接口技術(shù)》是一門理論性和實踐性都很強的課程，對于此門課程的教學(xué)也是一個不斷學(xué)習(xí)和探索的過程。對于本門課程的改革實踐，實驗教學(xué)效果有了很大改善，學(xué)生主動性、學(xué)習(xí)熱情有所提高。此課程是一門公認的教師難教、學(xué)生難學(xué)的課程[3]。隨著時代的發(fā)展，計算機接口技術(shù)課程也應(yīng)與時俱進，需要不斷完善教學(xué)體系，更新教學(xué)內(nèi)容，尋求新的教學(xué)方法，提高教學(xué)效果，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，提高學(xué)生的綜合能力、科學(xué)素質(zhì)，為社會培養(yǎng)更多高素質(zhì)的復(fù)合型人才。本課程的改革是一項長期艱巨的任務(wù)，需要不斷探索和完善。

作者:鄢艷紅 單位:廣州中醫(yī)藥大學(xué)醫(yī)學(xué)信息工程學(xué)院

參考文獻：

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《微機原理與接口》是我院計算機科學(xué)與技術(shù)、電子信息工程、電氣工程、機械電子工程等多個專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，它是一門實用性和動手性很強的計算機硬件類課程。在以往的教學(xué)中，微機原理實驗教學(xué)以教師講課為主，學(xué)生以驗證性的實驗為主，無法提高學(xué)生在該課程實驗的積極性和創(chuàng)造性，造成學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新思維能力下降。

我院結(jié)合自身的實際情況，對微機原理的實驗教學(xué)進行了改革，逐漸探索并總結(jié)出了一種獨特的實驗教學(xué)方法及手段，并取得了良好的效果。

1.改革實驗教學(xué)內(nèi)容，強化學(xué)生能力的培養(yǎng)

《微機原理與接口》課程是實踐性很強的專業(yè)基礎(chǔ)課，設(shè)置本課程的目的是使學(xué)生從理論和實踐上掌握微型計算機的基本組成結(jié)構(gòu)、工作原理及典型接口技術(shù)，建立微機系統(tǒng)整體概念，使學(xué)生具有運用現(xiàn)代微機技術(shù)進行軟、硬件開發(fā)的初步能力。精心選擇和更新實驗教學(xué)內(nèi)容，本著將驗證性、設(shè)計性和綜合性實驗有機結(jié)合的原則編寫實驗教材。我校根據(jù)各專業(yè)的特點和理論教學(xué)的情況，將實驗內(nèi)容分成3個層次。

（1）基礎(chǔ)實驗

緊跟理論教學(xué)進程，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使用方法。在內(nèi)容上主要安排了一些驗證性和簡單的設(shè)計性實驗。比如流水燈顯示實驗，通過對8255A芯片實現(xiàn)LED燈的流水顯示，從而使學(xué)生了解和掌握8255A芯片的編程方法。在此基礎(chǔ)上，可讓學(xué)生進一步設(shè)計一些簡單的功能，如8255A芯片的選通輸入/輸出方式及雙向輸入/輸出方式操作，從而鞏固學(xué)生對8255A芯片的理解。其它還有接口電路譯碼、中斷、串行接口、A/D和D/A轉(zhuǎn)換等實驗，通過這些基礎(chǔ)實驗，學(xué)生加深了對所學(xué)知識的理解。

（2）設(shè)計性實驗

在較好地完成基礎(chǔ)性實驗的基礎(chǔ)上，開展設(shè)計性實驗。設(shè)計性實驗是指教師給定實驗?zāi)康暮蛯嶒炓?，讓學(xué)生自己設(shè)計實驗方案和編寫程序，并最終實現(xiàn)相應(yīng)功能。比如在學(xué)生完成8255A并行接口實驗和8259A中斷控制器實驗的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生實現(xiàn)通過中斷來控制8255A的輸入和輸出。要實現(xiàn)這樣的功能必須將8255A并行接口芯片和8259A中斷控制器芯片組合使用，讓學(xué)生自行搭建線路并編寫相應(yīng)的程序。這樣既能鞏固學(xué)生前面所學(xué)的知識，又可以培養(yǎng)學(xué)生的獨立設(shè)計能力。

（3）綜合性實驗

綜合性實驗的目的是要將學(xué)生學(xué)過的主要功能部件有機地結(jié)合起來，形成一個有意義的整體，使學(xué)生掌握微機系統(tǒng)整合的基本方法。該類實驗一般較復(fù)雜，也比較難實現(xiàn)，因此我院將該類實驗安排在課程設(shè)計階段。綜合性實驗是由教師給出實驗?zāi)康模瑢W(xué)生根據(jù)所掌握的知識，通過不同的方法和不同的途徑來完成實驗。例如溫度監(jiān)控系統(tǒng)、交通燈控制系統(tǒng)等。通過這類綜合性實驗?zāi)軌蚴沟脤W(xué)生對微機原理與接口這門課程有一個全新的認識。

在綜合性實驗和設(shè)計性實驗中，學(xué)生必須運用自己掌握的知識進行分析和探討，學(xué)習(xí)主動、目的明確，通過不同的途徑和方法來達到實驗?zāi)康?，有利于?chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2.教學(xué)方法的改革

實驗教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整要求實驗教學(xué)與指導(dǎo)方法也要相應(yīng)地進行調(diào)整。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)大體上都是“課堂預(yù)習(xí)―課堂實驗―課后完成實驗報告”的模式，在這樣的模式中教師始終處于主導(dǎo)地位，學(xué)生總是按教師的指導(dǎo)或?qū)嶒炛笇?dǎo)書走，機械地照搬實驗指導(dǎo)書上的連線圖和程序，這樣無法發(fā)揮學(xué)生的想象力和主觀能動性。

本人的實際教學(xué)中，采用了“精講―示例―設(shè)問―點撥”的教學(xué)方法，發(fā)現(xiàn)效果良好。精講就是在實驗前教師要充分給學(xué)生講清楚實驗的相關(guān)知識，讓學(xué)生心中有數(shù)；示例就是針對實驗問題引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)該怎么走，盡量減少走彎路的現(xiàn)象；設(shè)問就是要引導(dǎo)學(xué)生提出問題、分析問題，最終解決問題，增強學(xué)生的好奇心；點撥就是針對不同的學(xué)生在實驗中提出的問題及暴露的問題，給出必要的提示。這四個環(huán)節(jié)是緊密相連的，它改變了原來學(xué)生完成任務(wù)了事的被動模式，通過系統(tǒng)而有計劃的實驗教學(xué)培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)了學(xué)生的原創(chuàng)力。

3.提供先進的實驗設(shè)備，提高實驗效率

提供先進的實驗設(shè)備是實驗教學(xué)改革成功的保證。我院于2007年購買了西安唐都科教儀器有限公司的TD-PITC32位微機原理與接口教學(xué)實驗系統(tǒng)40套，它是基于PCI總線擴展的32位微機原理與接口教學(xué)實驗系統(tǒng)，通過PCI總線擴展卡將32位PCI擴展總線連接到實驗平臺上，通過邏輯電路轉(zhuǎn)換為準32位系統(tǒng)總線，可以完成32位微機原理、32位微機接口技術(shù)、PCI總線技術(shù)與Windows下驅(qū)動程序開發(fā)技術(shù)的實驗教學(xué)。在具體開展實驗課時，我院實行小班制，即40人為一班，保證每人一臺實驗設(shè)備。良好的實驗環(huán)境既增加了學(xué)生鍛煉的機會，同時也培養(yǎng)了他們獨立解決問題的能力。

4.改進考核方式，調(diào)動學(xué)生積極性

考核方式是教學(xué)過程中一個重要輔助手段，發(fā)揮考核方式的導(dǎo)向和監(jiān)督作用是保證實驗教學(xué)順利進行的有力保證。為了調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，讓學(xué)生重視微機原理與接口實驗課，我院將考核方式作了相應(yīng)改進。

實驗結(jié)束后，由指導(dǎo)教師對學(xué)生進行全面考核，按5分制（優(yōu)、良、中、及格、不及格）評定成績。評分依據(jù)包括以下幾個方面：

（1）平時成績。包括平時考勤、遵守紀律、學(xué)習(xí)中的工作態(tài)度、預(yù)習(xí)情況、實驗程序的編寫情況、提問、實驗報告完成等。

（2）考試成績。包括完成依次隨機抽取的實驗的操作能力、完成能力、完成結(jié)果及總結(jié)報告等。

（3）實驗總成績。70%平時成績+30%實驗考試成績。

其他注意事項：教師要把關(guān)，確認實驗結(jié)果確實是由實驗者做出的。對弄虛作假者給予不及格的成績。

5.提供開放式的實驗環(huán)境，增加學(xué)生實踐機會

良好的實驗環(huán)境不僅要滿足課內(nèi)教學(xué)的需要，還要為一些優(yōu)等生進一步學(xué)習(xí)提供方便。因此，我院實行開放性的實驗環(huán)境，每周實驗室開放3天，并且配備專業(yè)教師值班。建立開放性的實驗環(huán)境，包括教學(xué)時間開放、教學(xué)內(nèi)容開放、實驗元器件開放。在傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式下，學(xué)生被教師限制在多個限定條件下，不能發(fā)揮自己的才能和創(chuàng)造性。我院允許學(xué)生結(jié)合課程學(xué)習(xí)和自己的時間安排，根據(jù)自己的興趣提出實驗題目和實驗設(shè)計方案，并可在一個較寬松的實驗環(huán)境中完成。教師積極鼓勵學(xué)生大膽提出自己的思路和實驗構(gòu)想，盡力創(chuàng)造條件引導(dǎo)和支持他們開展有意義的實驗研究，對于學(xué)生創(chuàng)造性的實驗成果給予獎勵。設(shè)置這樣的實驗環(huán)境和條件，有利于培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的意識和創(chuàng)造能力。

6.結(jié)語

高校實驗教學(xué)的目標是培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力，掌握科學(xué)的方法和培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度至關(guān)重要。只有不斷總結(jié)實驗教學(xué)經(jīng)驗，改善實驗環(huán)境，探索實驗教學(xué)新方法，提高自身業(yè)務(wù)素質(zhì)與管理水平，才能培養(yǎng)出滿足社會需求的高素質(zhì)的人才來。

參考文獻：

［1］張紅云.微機原理實驗教學(xué)改革探討［J］.廣西大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2007.6.

［2］路來智.關(guān)于微機原理與接口實驗教學(xué)的探究［J］.計算機教育，2007.8.

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1.生源基礎(chǔ)不同。高職院校不同于其他類型的高校，它的生源由兩部分組成，即普通高中學(xué)生和職業(yè)高中學(xué)生，由于課程安排，教學(xué)重點的差異，計算機課的基礎(chǔ)相差比較大，特別是普高學(xué)生在高中階段沒有接受過《微機原理與應(yīng)用》課程的教育，而職業(yè)高中階段計算機專業(yè)的學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了微機原理的基礎(chǔ)課程。在教學(xué)中，有同學(xué)反映，有些內(nèi)容沒有聽懂就講過去了，而有的同學(xué)卻說這部分在職高學(xué)過，可以一帶而過?？梢妰煞N生源在同一班級學(xué)習(xí)，給《微機原理與應(yīng)用》課程教學(xué)加大了難度。

2.大班授課。由于班級容量較大，如有些班級接近200人，許多學(xué)生反映聽課效果不好，積極性不高，可見，大班授課嚴重影響了教學(xué)效果。

3.重理論，輕實踐?！段C原理與應(yīng)用》課程是一門實踐性很強的課程，現(xiàn)有《微機原理與應(yīng)用》課程的實驗學(xué)時往往比較有限，但實驗內(nèi)容卻涉及匯編語言的編程、計算機接口技術(shù)等眾多內(nèi)容，所以實驗內(nèi)容只能是按部就班的固定題目和模式，達不到訓(xùn)練學(xué)生分析問題、動手解決問題的能力的目的，有限的時間還使得實驗中普遍存在抄襲現(xiàn)象，很難保證課程實驗的質(zhì)量。作者在教學(xué)過程中多次聽到學(xué)生有這樣的疑問，“學(xué)《微機原理與應(yīng)用》有什么用”、“什么是《微機原理與應(yīng)用》”等。計算機技術(shù)發(fā)展快，實踐性強，應(yīng)用面廣，我們教育的目的是培養(yǎng)學(xué)生堅實的計算機軟硬件基礎(chǔ)，而更重要的是把所學(xué)的東西應(yīng)用到實際的工作中，在實際工作中找到《微機原理與應(yīng)用》的有用之處。因此在計算機專業(yè)教學(xué)過程中加強學(xué)生動手能力，培養(yǎng)其創(chuàng)新意識，應(yīng)該是我們教學(xué)的基本指導(dǎo)思想。

4.硬件投入缺乏?！段C原理與應(yīng)用》課程包括顯示程序?qū)嶒?、中斷特性?259單一中斷應(yīng)用實驗、可編程定時器/計數(shù)器8253實驗、中斷應(yīng)用實驗等諸多的實驗。這些實驗需要用到一些實驗裝置，可是由于相應(yīng)的實驗環(huán)境較差、實驗設(shè)備缺乏，只能在機房讓學(xué)生做一些匯編程序，這嚴重影響了學(xué)生實驗學(xué)習(xí)效果。

5.師資不足。高職計算機教師隊伍里從事計算機軟件教學(xué)的較多，而由于《微機原理與應(yīng)用》課程知識點眾多、內(nèi)容龐雜、課程枯燥，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣，往往教師出力不討好，學(xué)生出不了好成績，造成計算機教師普遍對計算機硬件，如微機原理與應(yīng)用、接口技術(shù)、計算機硬件技術(shù)基礎(chǔ)等課程缺少熱情。所以，如何提高計算機教師硬件教學(xué)的熱情是一個比較重要的問題。

二、高職院?！段C原理與應(yīng)用》課程教學(xué)改革對策

1.分小班授課，因材施教。所謂分小班授課，即將原來的一百多人一班分成30～40人一班上課，把同一層次的分在一班，如：將普高學(xué)生和職高學(xué)生分別編班，以利于在教學(xué)過程中加強分類指導(dǎo)，分級教學(xué)，因材施教，使不同基礎(chǔ)的學(xué)生都得到提高。

2.更新教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化教學(xué)模式。針對課程的硬件、軟件和接口三部分內(nèi)容，采用不同的教學(xué)模式。硬件部分和指令部分由于知識點眾多，采用授課的教學(xué)模式；軟件部分采用講授和實踐相結(jié)合的模式，通過編程實踐使學(xué)生掌握匯編語言的指令和編程特點，而不是一味的死記指令格式；接口部分可采取講授為主的教學(xué)模式，輔助以相關(guān)接口實驗，提高學(xué)生在微機系統(tǒng)及綜合應(yīng)用方面的能力。這樣通過轉(zhuǎn)變教學(xué)模式，逐漸變成以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)，改變了現(xiàn)有的教學(xué)方式。

3.采用先進的教學(xué)手段。采用現(xiàn)代化教學(xué)手段，采用大屏幕投影、電子教室、電子教案、CAI課件和機房授課的方法,利用現(xiàn)代化教學(xué)手段加大課程的信息量，同時輔以黑板教學(xué)，實物展示(如：講到接口處可以拿一芯片)，使學(xué)生對所學(xué)知識產(chǎn)生直觀映像，很快進入學(xué)習(xí)狀態(tài)。

4.鼓勵學(xué)生學(xué)習(xí)與實踐相結(jié)合。對計算機專業(yè)而言，實驗教學(xué)是教學(xué)過程中一個重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。為培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的意識，可以加上提前預(yù)習(xí)實驗的環(huán)節(jié)，每次實驗均應(yīng)有相應(yīng)的預(yù)習(xí)報告，以使學(xué)生不盲目地僅為完成實驗內(nèi)容而做實驗，而是要求他們做完一個實驗后便有一定的收獲，得到一定的能力訓(xùn)練。每次實驗，老師提出要求，而選題、設(shè)計、擬定實施方案、驗證實驗結(jié)果，最后給出具有一定見解的實驗報告，這些都由學(xué)生自己獨立完成。為保證實驗教學(xué)質(zhì)量，端正學(xué)生對實驗課程的態(tài)度，調(diào)動學(xué)生對實驗課程學(xué)習(xí)的積極性，應(yīng)該加大實驗考試成績在課程總成績中的比重，側(cè)重考核學(xué)生的實際動手能力。這樣可極大地提高學(xué)生對實驗與實習(xí)的重視程度。

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1 理論教學(xué)改革

該課程主要介紹計算機中微處理器的工作原理、匯編語言和接口技術(shù)，課程設(shè)計的內(nèi)容多而廣，而幾年幾次調(diào)整對微機原理理論課時的壓縮，要求在有限的時間內(nèi)上好一堂課，突出課程的重點、講清課程的難點、保證教學(xué)質(zhì)量，是擺在教師面前的一個重要課題。

1.1注重知識的前沿性

8086/8086微處理器及其體系結(jié)構(gòu)，為實施16位微機為主、32位微機為輔的教學(xué)體系，兼顧基礎(chǔ)性和先進性、前沿性要求，應(yīng)對教學(xué)內(nèi)容進行科學(xué)合理的安排。但對當今新型的微處理器也作了很好的介紹，盡管PC機 的存儲容量已經(jīng)成幾何級數(shù)增加，外設(shè)也越來越豐富，但它們的基本存儲單元的工作原理并沒有變，構(gòu)成存儲器的原理沒有變，存儲器與CPU的接口原理和方法也沒有變，PC機與外設(shè)的接口方法沒有變，中斷的工作原理和處理方法亦沒有變，因此，在教材講解過程中仍然以16位為主。采用對比法介紹32位微處理器的區(qū)別，比如80386芯片中的保護虛地址方式，在80486以上芯片中增加的數(shù)字協(xié)處理器指令等。

1.2合理調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

我校開設(shè)本課程的專業(yè)有計算機科學(xué)與技術(shù)、測量控制與自動化、機械工程和材料工程4個專業(yè)。不同專業(yè)教學(xué)大綱課時的安排也是不相同的通常一個老師要同時授課2不同專業(yè)的學(xué)生，要求合理安排教學(xué)內(nèi)容。例如：對于機械工程和材料工程的學(xué)生要加強指令系統(tǒng)和匯編語言程序設(shè)計方法（模塊化程序設(shè)計技術(shù)）的學(xué)習(xí)。針對測量控制與自動化和計算機專業(yè)的學(xué)生這部分內(nèi)容在前序課程匯編語言有詳細介紹，可與相關(guān)課程的教師溝通，劃分好各課程的邊界關(guān)系，以減少重復(fù)。本課程中可將此部分內(nèi)容壓縮講解其重點，引導(dǎo)學(xué)生去回憶或者復(fù)習(xí)。測量控制與自動化同時也要加強對數(shù)模轉(zhuǎn)換和模數(shù)轉(zhuǎn)換的學(xué)習(xí)。

1.3 采用多種教學(xué)方法

形象、生動的比喻有助于學(xué)生對枯燥、抽象內(nèi)容的理解；微機原理的概念抽象，學(xué)生難以理解。我們可以考慮把這些概念和現(xiàn)實中的事情聯(lián)系起來，用現(xiàn)實的事例來比喻那些枯燥的概念，讓學(xué)生較輕松的接受。例如：中斷的概念書本上介紹了很長一段。學(xué)生一看就覺得繁瑣，那我們就可以去比如上課時突然有個電話。那上課這段時間是我們正在完成的一個事件，在上課途中來個電話，那么如果接了電話這個事件，說明產(chǎn)生了中斷，如果沒有接電話，說明不響應(yīng)這個中斷時間。也就是說電話這個事件它必須是個緊急的電話。也就是它的優(yōu)先級要高于我們正在上課的這個事件，否則不響應(yīng)。

歸納法、對比法等把復(fù)雜、枯燥的問題簡單化、形象化，使學(xué)生容易接受新知識。在認真分析后面幾章有關(guān)接口技術(shù)的介紹，主要是對芯片的學(xué)習(xí)，涉及的芯片有8237、8259、8255、8253等等，芯片種類繁多，很容易讓學(xué)生覺得枯燥乏味、抽象難學(xué)，于是就會有避重就輕的畏難情緒。因此要注意各種芯片的歸納，可以有效的將各種知識點串起來。芯片的學(xué)習(xí)只要芯片內(nèi)部寄存器的組成、外部引腳功能、芯片的初始化編程三方面的內(nèi)容，在介紹各芯片時都可以采用“兩側(cè)分析法”。因為接口芯片的處于CPU和外設(shè)之間。與CPU連接即是和系統(tǒng)的三大總線來分析它的引腳功能，和外設(shè)的連接是區(qū)分與它們的功能的不同。其次要采用新舊知識對比法，例如：我們要求掌握的芯片有8237A.這種芯片的學(xué)習(xí)可以參考CPU的學(xué)習(xí)加以對比，這是因為它們都可以成為系統(tǒng)的主控制，控制系統(tǒng)總線，所以在8237學(xué)習(xí)時會介紹它的引腳功能、工作時序都和CPU類比記憶。

2 實驗教學(xué)改革

微機原理及應(yīng)用實驗包括兩部分：軟件實驗通過編寫程序、上機調(diào)試、運行的過程，來提高學(xué)生程序閱讀和編寫的能力；硬件實驗主要是通過對接口芯片的編程控制，來培養(yǎng)學(xué)生硬件設(shè)計和接口程序編寫的能力．通過實驗可以加強學(xué)生對理論知識的理解，提高學(xué)生的動手和綜合運用能力。

2.1精選實驗項目、合理設(shè)置實驗內(nèi)容

長期以來《微機原理及應(yīng)用》課程的實驗是以驗證型為主的。實驗課時，教師統(tǒng)一講解，學(xué)生按實驗指導(dǎo)書的步驟按部就班地完成實驗，實驗指導(dǎo)書上有詳細的電路連接圖和編寫程序，有些學(xué)生就直接按照書本的程序編寫、調(diào)試，沒有對實驗進行分析。這樣雖然能保證學(xué)生完成實驗，但無法充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極行，不能使學(xué)生理解實驗中的真正內(nèi)涵，很難綜合應(yīng)用所學(xué)知識，抑制了學(xué)生創(chuàng)新思維、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。因此采取由淺入深、由簡到繁的步驟實現(xiàn)理論知識傳授到實際應(yīng)用、綜合能力逐步提高的過程轉(zhuǎn)變。例如：中斷實驗要求每次響應(yīng)外部中斷IRQ7時，顯示字符7，中斷10次后程序退出。這個實驗的核心就讓學(xué)生學(xué)會中斷向量的裝入以及學(xué)會屏蔽和開放中斷的程序編寫；在此可以將書本上給出的題目加以改動，將響應(yīng)中斷變?yōu)镮RQ6，顯示字符6，中斷5次退出，這時學(xué)生不再盲目的按照書本程序來做，將會認真去思考如何編寫改動后的題目，進行程序設(shè)計，從而達到對獨立應(yīng)用知識能力的培養(yǎng)。

2.2創(chuàng)建開放性實驗環(huán)境

為了提高學(xué)生綜合設(shè)計實驗，解決實踐教學(xué)時間短這一難題，我校嘗試創(chuàng)建開放性實驗環(huán)境，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識。實驗室一般是在課程快要結(jié)束時安排實驗教學(xué)，在前面半學(xué)期和期末結(jié)束的幾周實驗室都是空閑的，可以用來建立開放性的實驗，允許各個專業(yè)、年級的學(xué)生結(jié)合課程學(xué)習(xí)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)計實驗方案或?qū)嶒灅?gòu)想，并可在一個較寬松的實驗環(huán)境和時間內(nèi)完成，實驗室全天開放，供學(xué)生自由選擇實驗時間，這就彌補了理論教學(xué)與實踐教學(xué)爭時間的問題。設(shè)置這樣的實驗環(huán)境和條件，有利于培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的能力和創(chuàng)新能力。讓學(xué)生根據(jù)自己的能力、興趣自己動手連接硬件，編寫一些自己喜愛的模擬實用程序，如電子發(fā)生器實驗、模擬報警系統(tǒng)的中斷控制器實驗、模擬交通紅綠燈的定時器實驗等。以充分激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛力。

2.3實驗成績的考核

對實踐教學(xué)的每一環(huán)節(jié)都應(yīng)該制定詳細的教學(xué)目標、任務(wù)和考核方式。目前，在我院教師中存在的普遍現(xiàn)象就是以實驗報告的成績作為最終實驗成績。這樣的考核方式導(dǎo)致很多學(xué)生缺乏實踐的積極性，來到課堂的不積極主動，沒來做實驗的交了報告也能過關(guān)，因此，實踐一直處于一個不被學(xué)生重視的位置。例如，在每一實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，做出如下考核形式：編寫出正確的程序占60%；實驗報告占30%；平時表現(xiàn)及出勤占10%；并且每次實驗嚴格按照這樣考核形式執(zhí)行，如果有一半以上的實驗任務(wù)沒有完成，最終考核指標沒有達標就需要重修，給學(xué)生一定的壓力，使學(xué)生能夠認真對待該環(huán)節(jié)，提高實踐效率。

3 結(jié)束

總之，微機原理及應(yīng)用所涉及的知識內(nèi)容多而廣，要求教師不斷改進教學(xué)方法以提高教學(xué)質(zhì)量，從而使學(xué)生具有一定的計算機硬件的開發(fā)能力和應(yīng)用知識的能力，為后續(xù)課程打下良好的基礎(chǔ)。

參考文獻

[1] 劉春玲.微機原理及應(yīng)用課程教學(xué)改革探討[J].武漢科技學(xué)院學(xué)，2007，20（10）：75-77

[2] 胡建華.微機原理及應(yīng)用課程教學(xué)改革與實踐[J].邊疆經(jīng)濟與文化，2008，(3)：152-154

篇10

“接口技術(shù)”是計算機應(yīng)用專業(yè)的一門專業(yè)任選課。在學(xué)習(xí)“接口技術(shù)”課程時,需要有較多的硬件基礎(chǔ)知識,在芯片級上理解微機的工作原理,還要較為熟練地掌握匯編語言對硬件的編程使用方法,這樣才能夠很好地學(xué)習(xí)和掌握接口芯片的工作原理,并理解接口技術(shù)在計算機中的實際應(yīng)用狀況。[1]

計算機應(yīng)用專業(yè)的學(xué)生通常學(xué)習(xí)的重心會傾向于編程語言、軟件設(shè)計等課程,對偏向硬件的“接口技術(shù)”課程,學(xué)生要想真正地學(xué)習(xí)和掌握好是有相當難度的。在很多時候,他們完成該課程的學(xué)習(xí)只是為了應(yīng)付考試拿到學(xué)分,對于接口技術(shù)的應(yīng)用,甚至是接口技術(shù)的基本概念都是模糊不清的。

1現(xiàn)狀分析

筆者根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗分析,導(dǎo)致計算機應(yīng)用專業(yè)“接口技術(shù)”課程教學(xué)效果不良的原因大致可以歸為以下幾個。

1.1課程本身枯燥難學(xué)

“接口技術(shù)”屬于偏硬件類課程,綜合了應(yīng)用微機原理、匯編語言、接口技術(shù)及數(shù)字電路等知識,涉及到中斷、定時計數(shù),串/并行通信、模-數(shù)/數(shù)-模轉(zhuǎn)換等芯片的結(jié)構(gòu)和原理,覆蓋的知識面較廣,對計算機系統(tǒng)的軟硬件結(jié)合技術(shù)要求較高[2]。對大多數(shù)計算機應(yīng)用專業(yè)的同學(xué)而言,這門課程的內(nèi)容抽象、枯燥乏味、不易學(xué)習(xí),從而容易導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣下降,主動性差等問題。

1.2硬件基礎(chǔ)及匯編語言的基礎(chǔ)較差

“接口技術(shù)”對學(xué)生的硬件基礎(chǔ)要求較高,要完全理解計算機的基本工作原理以及計算機各部件的基本結(jié)構(gòu)和聯(lián)系。該課程中若要進入實用階段,則必須使用匯編語言來進行編程,而匯編語言是一種面向硬件的低級程序設(shè)計語言,沒有相當?shù)挠布A(chǔ)也很難學(xué)習(xí)和掌握。

計算機應(yīng)用專業(yè)的學(xué)生在大學(xué)四年中主要學(xué)習(xí)的課程都是偏向于軟件設(shè)計的,對于微機的硬件工作原理方面內(nèi)容存在著一定的偏見,相應(yīng)接觸也較少,理解起來更為困難,且大多數(shù)學(xué)生很難順利地使用匯編語言完成一定的代碼編寫任務(wù),這樣一來匯編語言的基礎(chǔ)也是影響學(xué)生學(xué)習(xí)這門課程的一個關(guān)鍵。

1.3學(xué)生認識上的忽視

在計算機應(yīng)用專業(yè)的教學(xué)計劃上,“接口技術(shù)”課程是學(xué)生在大四上學(xué)期的一門專業(yè)任選課。目前的課程教學(xué)中,講解的側(cè)重點在常見接口芯片的原理與結(jié)構(gòu),以及一些普通的應(yīng)用。這些內(nèi)容看似與計算機應(yīng)用專業(yè)的培養(yǎng)目標聯(lián)系不夠緊密,再加上課程中零

作者簡介:毋琳(1978-),女,河南焦作人,講師,碩士,研究方向為人工智能;秦勉(1980-),女,河南開封人,助教,研究方向為通信信號處理;呂超(1978-),男,山東萊蕪人,工程師,研究方向為網(wǎng)絡(luò)工程。

碎的知識點較多,學(xué)生為了應(yīng)付考試只是簡單地死記硬背相關(guān)知識,而忽視了對知識的理解,從而嚴重影響教學(xué)效果。

處于這個時期的學(xué)生,大多數(shù)都在為考研、找工作等將來的去向和前途問題忙得團團轉(zhuǎn),對專業(yè)課的學(xué)習(xí)自然有些分心。該課程具有的難度,對熱衷于軟件編程的計算機應(yīng)用專業(yè)學(xué)生來說,無論教師在課堂上如何強調(diào)課程的重要性,很自然地就會形成“只為了拿學(xué)分,以后也無用”的錯誤觀念。有了這樣的內(nèi)因主導(dǎo),學(xué)生學(xué)習(xí)起來也就理所當然地不太用心,應(yīng)付了事。

1.4實驗項目設(shè)置及設(shè)備的問題

“接口技術(shù)”是一門實踐性和應(yīng)用性都很強的課程,許多知識只有通過實踐教學(xué)環(huán)節(jié)才能真正的理解。在教學(xué)計劃中,除了理論教學(xué)外,還要安排適當?shù)膶嶒灲虒W(xué),以強化教學(xué)效果。

接口技術(shù)實驗中,目前采用的是Intel 8088系列的16位箱式實驗系統(tǒng)。該系統(tǒng)提供了多種接口芯片的驗證性實驗,其ROM中固化有與每個實驗對應(yīng)的匯編實驗程序,軟件系統(tǒng)中還配備有詳細的實驗原理、實驗步驟等指導(dǎo)性內(nèi)容。學(xué)生在完成這些實驗時,直接按照指導(dǎo)說明,連接各種線路,調(diào)用固化程序運行,觀察結(jié)果寫出實驗報告即可。[3]

以上的實驗方法固然可以使學(xué)生很容易地驗證理論課上所學(xué)的知識,但由于學(xué)生在實驗過程中仍然是一個按部就班的被動者,需要他們自己動手設(shè)計的內(nèi)容是少之又少,這樣的實驗課缺乏最重要的自主創(chuàng)新環(huán)節(jié),也就失去了實驗課程真正的意義。面對所有學(xué)生同樣內(nèi)容的實驗報告也會使教師難以了解學(xué)生掌握應(yīng)用知識的狀況。

2改革設(shè)想

“接口技術(shù)”雖然是一門偏向硬件設(shè)計的課程,但它作為“匯編語言”、“計算機組成原理”課程的后繼專業(yè)課程,也是學(xué)生有效提高專業(yè)技能和動手創(chuàng)造能力的一門重要課程。因此,要真正提高課程的教學(xué)質(zhì)量,就必須在教學(xué)指導(dǎo)思想、教學(xué)實驗內(nèi)容和實驗組織方法等方面進行一系列改革,主要可以考慮從以下幾個方面著手。

2.1從思想上扭轉(zhuǎn)錯誤認識

“接口技術(shù)”課程教學(xué)效果不佳的主要問題在于學(xué)生思想認識上的錯誤,如果改變了這個內(nèi)因,就有可能通過其他改革手段來改善教學(xué)。

長久以來,國內(nèi)計算機應(yīng)用專業(yè)的教學(xué)模式都是以“重軟件、輕硬件”為指導(dǎo)思想的,這導(dǎo)致很多學(xué)生在完成學(xué)業(yè)之后仍然不清楚計算機主機箱內(nèi)部的硬件有哪些,到了工作單位有和硬件相關(guān)的工作和研究更是插不上手,即使是在新硬件的基礎(chǔ)上進行軟件的研發(fā)也會有很大的困難,從而也阻礙了學(xué)生的就業(yè)前景和發(fā)展。因此,必須扭轉(zhuǎn)學(xué)生不重視硬件的錯誤思想,要為學(xué)生樹立計算機整機的硬件思想,并在此基礎(chǔ)上來學(xué)習(xí)軟件的開發(fā)和設(shè)計,才能真正使軟件開發(fā)能力成為其以后學(xué)習(xí)工作的堅實基礎(chǔ)。

要做到上面說的這一點,就需要在“接口技術(shù)”課程的教學(xué)過程中,以強調(diào)基礎(chǔ),注重實際能力為主要關(guān)注點,靈活地組織教學(xué),以“是什么,有什么作用,如何工作,如何設(shè)計,發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展前景”為主線來引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí),鼓勵學(xué)生自主地思考,并勇于創(chuàng)新。[4]

2.2改善教學(xué)方式

適當?shù)慕虒W(xué)模式始終都是推動教學(xué)質(zhì)量的重要手段,特別是在像“接口技術(shù)”這樣的課程中,需要充分的教學(xué)互動來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情,更需要合理地設(shè)置各個教學(xué)環(huán)節(jié)。

在“接口技術(shù)”課程中,學(xué)生所面臨的第一個問題就是不了解接口到底是什么,接口技術(shù)到底是做什么的。這是一個很基本的問題,但在實際教學(xué)中經(jīng)常有學(xué)生直到學(xué)期末也搞不清楚這個概念。究其根本,該課程是在學(xué)生完成諸多軟件類課程之后開設(shè)的,學(xué)生面對突然轉(zhuǎn)變的課程類型會有相當?shù)哪吧?不知如何學(xué)習(xí)和理解。這就需要在第一節(jié)課中,利用形象生動的例子讓學(xué)生建立直觀的印象,從而使學(xué)生自己探索著理解其中的基本概念。

除了要使學(xué)生對接口技術(shù)留下深刻的第一印象,教師還應(yīng)幫助學(xué)生將這種狀態(tài)持續(xù)到整個學(xué)期中。根據(jù)“接口技術(shù)”課程的特點,運用多媒體教學(xué),設(shè)計生動、形象的教學(xué)課件是必不可少的環(huán)節(jié)。教學(xué)課件不能僅僅是板書的代替,而要以基本概念的展示為主線,強化重點內(nèi)容的講解,輔以Flash等動畫表示,使有限的課堂時間得以充分地利用。當然,在教學(xué)環(huán)節(jié)中應(yīng)充分考慮學(xué)生的理解力,在適當?shù)牡胤竭€應(yīng)配合上即興的板書來靈活講述。

學(xué)習(xí)離不開復(fù)習(xí),但學(xué)生往往會因為各種原因忽略了復(fù)習(xí)。為了強化教學(xué)效果,可以在課堂中抽出很少的時間共同復(fù)習(xí)。在每次課開始前先簡單復(fù)習(xí)本次課需要用到的知識,結(jié)束時簡單總結(jié)本次課的內(nèi)容。在完成一個章節(jié)或一個部分的學(xué)習(xí)后,用1～2道典型的例題將前續(xù)知識融會貫通。這樣的授課模式可以使學(xué)生強制性地進行復(fù)習(xí),得到事半功倍的學(xué)習(xí)效果。

2.3改革實驗課程的內(nèi)容

至于實驗環(huán)節(jié),教師要根據(jù)教學(xué)的進展狀況,設(shè)計出不同于實驗系統(tǒng)ROM中固化實驗的新實驗內(nèi)容,將“接口技術(shù)”課程的實驗由淺到深、由簡單到復(fù)雜逐步過渡。例如,在設(shè)計8255A芯片實驗時,可以將模擬交通燈控制系統(tǒng)作為一個簡單的驗證型實驗,在該實驗的基礎(chǔ)上,添加已學(xué)過的定時計數(shù)器8253芯片的配合,實現(xiàn)硬件定時的交通燈控制系統(tǒng)。若學(xué)生可完成,還可以繼續(xù)添加數(shù)碼顯示的功能,采用倒計時顯示等待時間,更加接近實際使用中的情況?；蛘?還可以使該實驗與中斷控制器8259A配合,實現(xiàn)中斷方式的隨機交通燈控制系統(tǒng)。

在實驗教學(xué)環(huán)節(jié)中,建立開放性的實驗環(huán)境也是一個很好的加強學(xué)生動手能力的形式。在教學(xué)時間開放、教學(xué)內(nèi)容開放、實驗元器件開放的環(huán)境下,學(xué)生可以結(jié)合課程學(xué)習(xí)及自己的專業(yè)特點、時間安排、興趣愛好提出實驗題目、設(shè)計實驗方案或?qū)嶒灅?gòu)想,并

可在一個較寬松的實驗環(huán)境和可靈活選擇的時間范圍內(nèi)完成。這種類型的實驗方式有利于培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的能力和創(chuàng)造意識,教師應(yīng)予以積極地配合,并盡力創(chuàng)造條件引導(dǎo)和支持。

2.4改革課程的考核方式

高校課程的考核方式可能會在很大程度上影響學(xué)生的學(xué)習(xí)方向。由于更加注重理論考核的課程,學(xué)生更傾向于把時間花在課本理論知識的記憶和理解中,相應(yīng)的動手時間就會大大減少。因此,只有改革“接口技術(shù)”課程的考核方式,才能夠使學(xué)生的學(xué)習(xí)精力轉(zhuǎn)向?qū)碚撝R的應(yīng)用上。具體的考核方式可以分為學(xué)習(xí)態(tài)度、理論知識、動手能力等不同的方面,并可以適當加大動手能力環(huán)節(jié)的分值比例,可通過檢查實驗結(jié)果和提交實驗報告來評定成績。

3結(jié)語

“接口技術(shù)”課程作為計算機應(yīng)用專業(yè)的“非核心”課程,常被學(xué)生忽視其在以后工作中的重要性。筆者在實際的教學(xué)工作中,根據(jù)教學(xué)任務(wù)和學(xué)習(xí)的客觀規(guī)律,從學(xué)生知識基礎(chǔ)、心理特點和接受能力出發(fā),通過教與學(xué)的相互作用,已部分實踐以上的改革設(shè)想,引導(dǎo)學(xué)生積極思考、大膽實踐,得到了較好的教學(xué)效果。

參考文獻:

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Teaching Reform of Interface Technology Courses for Computer Application

WU Lin1 , QIN Mian1 , LV Chao2

(1. Department of Computer and Information Engineering, Henan University, Kaifeng 475004, China;