淺析《微機原理與接口技術(shù)》綜合創(chuàng)新性實驗的教學(xué)改革

◆高海英 朱望純

(桂林電子科技大學(xué))

淺析《微機原理與接口技術(shù)》綜合創(chuàng)新性實驗的教學(xué)改革

◆高海英 朱望純

(桂林電子科技大學(xué))

《微機原理與接口技術(shù)》是高校信息工程電子類本科專業(yè)的一門必修課程,本文通過具體實驗改革項目給出了《微機原理與接口技術(shù)》綜合創(chuàng)新性實驗的教學(xué)改革思路,進而鍛煉學(xué)生的編程思維和方法,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能動性,并提高學(xué)生綜合設(shè)計能力。

實驗教學(xué) 創(chuàng)新能力 綜合設(shè)計能力

一、引言

《微機原理與接口技術(shù)》是高校信息工程電子類本科專業(yè)的一門必修課程,該課程具有較強的實踐性、專業(yè)性、應(yīng)用性,因而實驗教學(xué)內(nèi)容的安排、設(shè)置在整個教學(xué)過程中尤為重要。在本課程的實驗教學(xué)中,如何調(diào)動學(xué)生的動手、分析與解決問題的能力以及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是該實驗課程的重中之重。

目前高校中大都采用實驗箱的方式開展《微機原理與接口技術(shù)》實驗的教學(xué),對芯片功能多進行驗證性或設(shè)計性實驗,很少進行創(chuàng)新性實驗的教學(xué)和研究,為此實驗教學(xué)中扼殺了學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新欲望。針對以上現(xiàn)象,本文給出了如何利用微機實驗箱進行綜合性創(chuàng)新實驗的教學(xué)。

二、教學(xué)改革思路

下面以具體的綜合創(chuàng)新性實驗項目為例,進行教學(xué)思路和方法的探討。本實驗項目主要完成的功能如下:完成多路模擬信號的采集;結(jié)合小鍵盤實現(xiàn)信號通道的選擇;采用多位數(shù)碼管顯示采集通道及采集數(shù)據(jù)等。該實驗項目內(nèi)容建立在本課程教學(xué)要求的基礎(chǔ)上,接近工程的實際應(yīng)用和該課程的發(fā)展前沿,并結(jié)合理論課程的教學(xué),由部分功能模塊逐漸形成一個包括軟件和硬件的完整系統(tǒng)。同時該實驗項目提供了較大的思維空間,便于學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計。

教師可以按照以下步驟指導(dǎo)學(xué)生完成該綜合性創(chuàng)新實驗的設(shè)計:教師課前指導(dǎo),學(xué)生課上認知、自我提高、能力拓展、創(chuàng)新意識培養(yǎng)等。

1.教師課前指導(dǎo)

教師給學(xué)生提出設(shè)計任務(wù),要求學(xué)生做到課前很好的預(yù)習(xí),包括實驗中所用接口芯片的資料查詢,了解與本實驗中有關(guān)部分的實驗箱電路設(shè)計,并完成實驗項目的初步設(shè)計,等等。教師可向?qū)W生提供參考書籍和專業(yè)網(wǎng)站,教會學(xué)生學(xué)會獨立進行資料的收集、分析,并從中了解課程的最新資料和發(fā)展趨勢。

2.學(xué)生課上認知

教師通過課件講解,讓學(xué)生了解本次實驗的基本原理和實驗?zāi)康?并對本次實驗提出模塊化設(shè)計思想。這是實驗的初級階段,力求教師在講解過程中做到由淺入深、循序漸進。學(xué)生通過熟悉實驗裝置和實驗步驟,對本實驗中用到的接口芯片有一個初步的體會,逐步提高對本實驗的興趣,并對系統(tǒng)組成有一個初步的認識。

3.學(xué)生自我提高

教師指導(dǎo)學(xué)生對本實驗項目進行功能性的劃分、給出具體設(shè)計思路。在此過程中,教師檢查學(xué)生設(shè)計方案并給出必要的指導(dǎo)。當(dāng)學(xué)生設(shè)計方案有問題時,應(yīng)和學(xué)生一起分析、探討,避免指責(zé)學(xué)生,只要方案可行,就鼓勵學(xué)生大膽創(chuàng)新。通過此階段的訓(xùn)練,學(xué)生的模塊化設(shè)計思想可得到很好的鍛煉和加強。以下為某同學(xué)的設(shè)計思路:(1)完成多位數(shù)碼管顯示實驗的調(diào)試。(2)完成單通道數(shù)據(jù)采集,包括啟動A/D、查詢采集結(jié)束、讀取數(shù)據(jù)、顯示數(shù)據(jù)等。(3)顯示采集數(shù)據(jù)的同時,如何顯示通道號?

加入開關(guān) K,實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的啟停。⑸加入按鍵,不同按鍵按下,采集不同通道,并把采集數(shù)據(jù)及通道號顯示在數(shù)碼管上。⑹模塊整體功能聯(lián)合調(diào)試,協(xié)調(diào)各部分,完善系統(tǒng)功能。從中不難看出:學(xué)生的設(shè)計思路更加的清晰,模塊化設(shè)計思想也得到了很好的體現(xiàn)。

完成模塊功能劃分以后,教師可引導(dǎo)學(xué)生完成對實驗臺的接線,以下圖1為某同學(xué)的硬件接線,通過此部分的訓(xùn)練,學(xué)生更加明確了各所用芯片在本實驗中的任務(wù)和作用,為下一步編程和調(diào)試打下了基礎(chǔ)。

4.學(xué)生能力拓展

在以上三步的基礎(chǔ)上教師可引導(dǎo)學(xué)生畫出各功能部分程序流程圖,對自己的預(yù)習(xí)程序進行分析,按功能模塊逐步調(diào)試,進而得出預(yù)期的結(jié)果,此為學(xué)習(xí)的提高階段。此時大部分同學(xué)會迫切希望自己動手設(shè)計一個綜合性實驗,對于學(xué)生動手能力的提高將會有較大的幫助。

5.學(xué)生創(chuàng)新意識培養(yǎng)

學(xué)生經(jīng)過認知、解惑的階段后,便產(chǎn)生了自我創(chuàng)新的欲望。這時教師可以引導(dǎo)學(xué)生,在此實驗臺的條件下,還能夠?qū)崿F(xiàn)什么樣的功能,使得本實驗項目更加的完善。此階段課可鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力和實際解決問題能力。由于每個學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)不同,得到的方案也不同,這樣可很好避免學(xué)生在書寫實驗報告過程中的抄襲現(xiàn)象,使得每個學(xué)生都有自己對本實驗的體會,創(chuàng)新意識將得到很好的培養(yǎng)。

三、結(jié)束語

《微機原理與接口技術(shù)》綜合創(chuàng)新性實驗的教學(xué)改革任重而道遠,要求教師和學(xué)生能在實驗教學(xué)過程中進行很好的配合,還需要我們教育工作者改變教學(xué)觀念,使用新的教學(xué)方法。同時,要求教師努力學(xué)習(xí)并提高自身的能力,為培養(yǎng)跟多的具備創(chuàng)新性意識的人才而終身努力和探索。

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校級教改項目支持:基于微機實驗箱的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計,指標(biāo)號:ZSH008。