機械專業(yè)“微機原理與接口技術”課程改革中的能力培養(yǎng)

摘要：“微機原理與接口技術”課程是機械專業(yè)重要的專業(yè)基礎課，知識點多，實踐性強。以“微機原理與接口技術”課程為平臺，結(jié)合機械專業(yè)特征，從課堂和實踐兩個環(huán)節(jié)來注重學生的工程能力及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。課堂上，抓基礎，強調(diào)工程能力的培養(yǎng)；實踐中，重思維，強調(diào)創(chuàng)新能力的鍛煉。經(jīng)過兩年來的課程改革，有效地提高了教學質(zhì)量，深受學生的歡迎。

關鍵詞：微機原理與接口技術 機械專業(yè) 課程改革 能力培養(yǎng) 工程能力 創(chuàng)新能力

在社會經(jīng)濟和科技事業(yè)不斷發(fā)展的情況下，要求有更高水平的機械類專業(yè)人才，特別要培養(yǎng)這些人才的工程能力和創(chuàng)新能力[1]。機械專業(yè)有一門非常重要的專業(yè)課就是“微機原理與接口技術”課程，學生在進行機電與控制類課程的學習時，可依據(jù)這門課程，通過這門課程的學習來搭建一個橋梁，因此要進行這一課程的教學與實踐，對于機械專業(yè)方面的專業(yè)人才的培養(yǎng)，尤其是對他們的工程能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)都是非常有利的。

1 課程中能力培養(yǎng)的現(xiàn)狀

對“微機原理與接口技術”課程的學習，主要是為了讓學生能夠清楚的了解微型計算機的基本原理、程序設計方法及微機接口應用的基本方法，讓學生能夠更熟練的使用計算機軟、硬件技術應對一些問題，這樣，以后便能夠更好地在微型計算機系統(tǒng)的設計和應用上發(fā)揮他們的潛力[2-3]。這一課程中有許多知識點，軟硬件都很重要，在理論性、實踐性與應用性上都是比較出眾的。

由于“微機原理與接口技術”課程的特點，使得現(xiàn)在的“教”與“學”中出現(xiàn)“老師難教，學生難學”的情況比較普遍。造成這種現(xiàn)象的眾多因素中，其一是此課程內(nèi)容龐雜，涉及的一些概念非常難懂[4]，實踐性很強，要具備比較高的實踐能力；其二是匯編語言要具備很強的邏輯性，對邏輯推理能力的要求比較高，學生常常會感到不知所措；其三是那些缺少對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序算法進行系統(tǒng)學習的非計算機專業(yè)學生，對不少的硬件原理基本上理解不了，又不知道怎樣才能將其與自己熟悉的專業(yè)領域聯(lián)系起來，致使他們非常困惑。機械專業(yè)的學生普遍覺得不好學，因而，使學生對該門課程的學習沒有什么興趣。因此使這門課程在很難在機械專業(yè)中開展教學與實踐。同時，現(xiàn)在新修改的教學計劃中課時變少了，教學的內(nèi)容卻大大增加了。僅僅是書本內(nèi)容學生都很難理解透徹，在課程中更是缺少培養(yǎng)學生能力方面的要求，于是導致當前在“微機原理與接口技術”課程時只是傳授知識，跟專業(yè)的鏈接不夠，沒能很好的培養(yǎng)他們的能力。

2 機械專業(yè)“微機原理與接口技術”課程中能力的培養(yǎng)

我已教了6年的“微機原理與接口技術”課程，開始的兩年內(nèi)也曾一直面對這種“老師難教，學生難學”的情況，經(jīng)過與資歷較深的老師的溝通以及他們對我的指導，再加上與學生的不斷交流，對各個機械專業(yè)學生進行了認真分析后，為培養(yǎng)學生的工程能力，不斷開發(fā)他們的創(chuàng)新能力，從課堂和實踐兩個環(huán)節(jié)提出了一些課程改革的方法。

2.1 抓課堂，重基礎，培養(yǎng)工程能力

課堂是重點，基礎是關鍵。要把課堂時間利用好，基礎知識要講的清晰明了，講解難點時，可以結(jié)合工程中的一些實際案例，邊對這些實際案進行分析邊引導學生獨立思考，開動腦筋，尋找合適的解決問題的方法。例如講解進位標志，為了使學生更對此更有興趣，可以先對他們講述一下歷史上首部計算機——17世紀帕斯卡發(fā)明的機械式加法器，一點一點的引導學生，讓他們能夠通過自己熟悉的機械知識去理解它的工作原理，以及它是怎樣進位的等等。這些完全是機械專業(yè)的語言，學生在面對這些問題時，興趣都比較濃厚。

在有限的課堂時間內(nèi)，各個方面都講得很全面是不太可能的，撒大網(wǎng)，要重基礎，抓重點，通過這些重點與難點讓學生深入思考工程問題，然后能夠很好的運用工程分析的思路去理解重點與難點。尋址一節(jié)要用到微機中最基本的工作方式，且與存儲器、接口的息息相關，教材涉及了尋址分類、段超越、存取操作數(shù)等很多內(nèi)容。知識點比較多，涉及的方面比較雜亂，學生很難理解。課堂中可充分運用“通過地址找數(shù)據(jù)”這一點，把“地址”看成“倉庫”，把“數(shù)據(jù)”看成需要加工的“零件”。分別讓每個學生去“倉庫”取“零件”，有可能發(fā)現(xiàn)許多不一樣的路徑，這些不盡相同的路徑就是不同的“尋址方式”。這樣，將學生熟悉的環(huán)境合理的運用到專業(yè)領域中，不僅可以把那些看起來沒有頭緒的難點理清，同時又可以讓學生在一種輕松自如的環(huán)境中更好地把握重點與難點。

要想使學生的工程分析能力在課堂上得到明顯的改善，就要充分認識到如何將課程與專業(yè)有機的結(jié)合起來。具體來講，以課程內(nèi)容為基礎，更好地學習專業(yè)知識，反之，再用專業(yè)知識來完善課程內(nèi)容。下面我們來研究一下可編程定時計數(shù)器8254及其作用，學生在自身機械行業(yè)知識的指導下，以此為基礎進行思考，電動機為大部分的機械裝置帶來了能量，電動機主軸轉(zhuǎn)動的非常快，相比較而言，外部機械在運行上則不那么快，而是比較慢，怎樣讓他們很好地配合起來，大部分學生認為是減速器。實際上，定時計數(shù)器8254的作用就相當于“減速器”，就是將CPU的頻率降低到所需要的各種級別以便各種應用。

2.2 放實踐，開思維，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

“微機原理與接口技術”算是一門專業(yè)基礎課，它的實踐性很強。若想不斷增加學生對該課程知識的理解與能力的培養(yǎng)，不僅要認識到理論教學的重要性，還要將實踐教學環(huán)節(jié)擺到一定的高度。通過實踐教學，讓學生獨立應對各種問題，并找到合理的解決辦法。這樣，使生的思維更活躍，可不斷提高他們的創(chuàng)新能力。

“微機原理與接口技術”課程在實踐教學中主要包括驗證性、設計性和綜合性三個層次。

驗證性實踐環(huán)節(jié)與教學的內(nèi)容聯(lián)系的非常緊密，能使學生更好地認識編譯環(huán)境，對基本的指令能夠達到某種熟練的程度。通過這部分的練習，在熟悉了某些相關指令是如何應用的同時，還使學生的思維更活躍。

設計性實踐環(huán)節(jié)主要是組合一些簡單的單一功能程序或某些單元模塊，構(gòu)成比較復雜的程序或接口電路。通過這一環(huán)節(jié)的學習，不僅可以鞏固學生的基礎知識，還能不斷挖掘?qū)W生的深層潛力。

綜合性實踐環(huán)節(jié)要充分考慮到工程實際，在系統(tǒng)設計、組裝與調(diào)試方面不斷培養(yǎng)學生具有更高的能力，讓學生能夠更好地把握系統(tǒng)和整機概念，最大程度的運用他們的創(chuàng)造力，讓學生不斷的提高創(chuàng)新意識。在這一環(huán)節(jié)中，充分運用機械測試技術中的熱電偶對溫度的測量，在匯編語言編譯的輔助下，操作8255A、8259A等可編程芯片，并且在這一環(huán)節(jié)中能夠充分體現(xiàn)接口技術的有效作用。

3 結(jié)束語

“微機原理與接口技術”課程實踐性強，理論復雜。認真做好“微機原理與接口技術”課程的教學，并在此基礎之上綜合考慮到機械專業(yè)的各個不同方面，讓學生不斷的提高工程分析能力，不斷開發(fā)他們的創(chuàng)新思維。兩年的課程改革后，課堂氣氛不再那么沉悶了，越來越活躍，學生更有興趣學習該課程。學生都覺得在理論和實踐上有很大的提高，不僅收獲了課本上的理論知識，而且使他們具備了更夠水平的工程分析能力，與此同時，也進一步提升了學生的創(chuàng)新思維。創(chuàng)造了高質(zhì)量的課程教學。當然，要更好地通過課程改革來培養(yǎng)學生能力并不是件簡單的事情，需建立一個更加完善的、合理的能力培養(yǎng)體系。

參考文獻：

[1]機械學科教學指導委員會.高等學校機械學科本科專業(yè)規(guī)范[J].高等學校理工科教學指導委員會通訊，2005(4):66～72.

[2]孫力娟，李愛群，仇玉章等.微型計算機原理與接口技術[M].北京:清華大學出版社，2007.

[3]焦純，盧虹兵，張國鵬等.論“微機原理與接口技術”的課程設置和改革[J].價值工程，2010，29(23):210～211.

[4]張亮，竇曉峰.《微機原理與接口技術》的教學改革探討[J].價值工程，2012，31(2):228.

基金項目：湖南省“十二五”重點建設學科資助([XJF2011]76)

湖南文理學院校級教研項目（JGYB1040）

作者簡介：劉奇元（1980-），男，湖南祁東人，湖南文理學院機械工程學院，講師，在讀博士，機械電子專業(yè)，主要研究方向為機電控制系統(tǒng)與測試系統(tǒng)的研究與開發(fā)。