論文摘要：從培養高素質應用人才的角度出發，討論了在微機原理及應用課程的教學改革中，激發學生學習的主動性，培養創新意識與創新能力;改革教學內容與教學方法，體現專業特色；在創新基地培養學生實踐動手能力等方面的內容，介紹了在培養高素質應用人才上所做的一些嘗試。
隨著計算機技術的飛速發展，目前微型計算機在工業控制、智能儀器儀表、家用電器、衛星、導彈、氣象預測、石油勘探、通信等各領域已被廣泛應用，具有高素質和創新能力的人才日益需要。在我國開發具有自主產權的計算機軟、硬件產品及大規模地對技術進行改造的進程中，十分要既具備軟件編程能力，又了解硬件知識的復合人才。實驗教學在對學生能力培養方面起著理論教學不可替代的作用，是培養學生實驗技能、應用能力和科學作風的重要環節。
《微機原理與應用》課程是普通高等學校理工科專業的一門重要的計算機技術基礎課程，也是理工科學生學習和掌握計算機硬件基礎知識、匯編語言程序設計及常用接口技術的入門課程，是計算機類及大多電類專業學生的必修課程，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。本課程的任務是使學生從理論和實踐上掌握現代微型計算機的基本組成、工作原理及典型接口技術，建立微機系統的整體概念，使學生具有運用現代微機技術進行軟、硬件開發的初步能力。很好地掌握這門課程的內容并具備一定的實際電路設計和編程能力，會使學生在深刻理解計算機軟、硬件關系及以后的計算機應用開發中打下必要的計算機硬件基礎。在以前的教學過程中，由于條件的限制以及對實驗課的作用缺乏認識，在實驗課內容的組織及具實施等方面都存在一些問題。
盡管“微機原理與應用實驗課”是獨立設課，但其目的僅僅是為配合理論教學環節，實驗內容也主要是驗證理論教學的內容。在當今大力提倡素質教育和創新能培養為目標的教學理念下，必須重新認識實驗課作用，改進實驗內容和教學要求，使實驗課成為素質教育及創新能力培養的重要環節。為此我們將實驗環節分成三個組成部分：1)必要的功能模塊驗證實驗；2)綜合性實驗；3)設計性實驗。
目前大多數院校的“微機原理與應用實驗課”都采用某種類型的實驗器進行（我校實驗室采用的就是東南大學研制的dvcc-80x86實驗系統），而這些實驗器提供的實驗內容多為模塊化組織形式，每個實驗功能模塊內部的主要連線構成的交通燈實驗，學生只需連接a、b或c口與開關及三色燈的連線的片選線與cpu的數據線、地址線和控制線都已事先接好。故實驗的作用只能是局部的、驗證性的。我們從多年的教學過程中認識到，這樣的實驗方式有其有利的一面，也有其不利的一面。
1)初學者可將更多的注意力集中于對接口電路功能的理解，編程方法及接口電路工作中軟、硬件的配合；減少因接線錯誤或接觸不良造成的不成功率，增強學生完成實驗的信心。
在具體實施對傳統實驗內容與方法的改進過程中，重點是做好規劃、設計以及對其可行性進行實際制作驗證。首先每個設計性實驗的題目必須緊密結合理論教學的內容和進度。另外設計內容在實現上要具有一定的伸縮性，對于能力弱一些的學生通過努力可以達到和完成基本的設計要求。而對于能力強的學生又可以讓他們感覺到有充分的發揮余地。
設計性實驗的目的是為了培養學生靈活運用所學知識解決實際問題的能力，激發學生潛意識中的創造性。因此在具體選題上應注意：1)緊密配合理論課的教學內容和進度，主要設計內容應是已學過或正在學習的內容，不致使學生感到無從下手；2)設計不用實驗器進行，擺脫學生對實驗器的依賴；3)設計分基本要求部分和發揮部分。基本部分要求不可過高，要讓大多數學生經努力在較短的時間內都可實現，樹立學生的成就感和自信心；4)設計內容緊密結合理論教學且循序漸進，后面的設計內容緊密結合前面的設計內容。下面是部分設計內容：
③在上述最小系統基礎上實現的8255控制4×4鍵盤和4位數碼管顯示電路（結合8255內容）或：在上述最小系統基礎上實現的8255控制16×16點陣漢字顯示電路。
④在上述最小系統基礎上實現的8253和單級8259及應用電路（結合8253和8255內容）。
在學生設計過程中還要注意補充一些硬件設計的知識和經驗，以及元器件選型方面的常識，甚至包括元器件當前的市場參考價格。另外為了使學生容易下手，開始的設計題目要給出較為詳細的電路原理圖。但是當學生掌握了設計原理和設計過程后，鼓勵學生在滿足電路要求基礎上突破原理圖的限制，在電路結構或元器件選型等方面進行大膽創新，按自己的思路進行設計。
例圖1所示是設計性實驗“基于8088最小模式硬件核的最小系統設計”所給出的原理電路。該設計的目的是結合“80x86微處理器”一章的教學內容，使學生掌握8088cpu的最小工作模式及外圍電路的設計，包括地址鎖存器74ls373、數據收發器74ls245和時鐘發生器8284的實際運用和電路連接關系。另外存儲器電路設計和外設接口電路設計都只提出了最基本的要求。
為了在設計實驗過程中激發同學的創新性，實驗中鼓勵同學突破所給的設計原理圖大膽進行創新設計（采用不同的實現方法，選用不同的器件，提供更高的性能），或者在功能電路設計的基礎上進行應用設計，并且在成績上給以體現。例如在a/d、d/a設計題目中鼓勵學生在以下三方面進行大膽發揮和創新。
1)提升數據采集電路的性能(如提高數據分辨率、提高數據采集速度、采用較大規模的epld器件實現接口電路等)，或增加數據采集電路的功能(如增加數據顯示功能、增加隔離保護功能等)。
2)將該系統構成一溫度控制系統。溫度傳感器采用ad590，輸出采用可控硅和燈泡模擬。控制算法可用pid、pi、pd或模糊算法。
綜合性實驗的目的是要將學過的主要功能部件有機地組合起來，形成一個具有一定實際意義的整體，使學生掌握微機系統整合的基本方法。為此我們針對實驗器提供的功能部件，設計了綜合性實驗題目，該題目將主要的實驗功能模塊綜合為一個數據采集與處理系統。實驗原理圖如圖2所示。
綜合實驗有：洗衣機的程序控制；交通燈控制電路；按鍵式電話；數字式密碼鎖；鐘控裝置；智力測驗搶答器；彩色音樂演奏器；反應速度測試儀；照相機自拍指示；流水線監視器；程控信號發生器；信號的重現；存儲器的應用等。
到目前為止我們已經在兩屆學生中實踐了我們的實驗改革方案并且取得了非常好的教學效果。理論課的考試情況反映出學生對許多以前難以理解的概念，通過實驗都有了較好的理解，特別是在動手能力和分析問題、解決問題的能力上有了較大的提高。有些同學還在一些原理設計電路基礎上進一步設計制作了實用化的電路，基本掌握了硬件開發的過程，具備了計算機電路設計的初步經驗，從而使他們可以在激烈的市場競爭中把握先機。加強實踐環節和改進實驗內容和方法重要的收獲是學生對匯編語言程序設計的掌握。由于匯編語言程序設計在課堂的理論教學學時有限而且課外的編程實踐較少且多為對現成程序的驗證，學生以前非常懼怕進行匯編語言程序編程。但通過一系列的實驗及設計題目后，他們反映加深了對匯編語言程序編程思想的理解，能較好地掌握具體的編程方法。
通過這幾年的教學實踐我們體會到，對于微機原理與應用、接口技術這樣的具有較強實用性的技術基礎課，必須加大實踐教學環節的比重，如果只注重課堂教學環節甚至增加課堂教學的學時，并不會起到好的教學效果，而在實踐教學環節上的投入將起到事半功倍的成效。
目前實驗教學環節對學生的創新能力和創新精神的培養仍是一個薄弱環節，通過本課程實驗內容的改革與嘗試，學生對知識的綜合運用能力和創新能力的提高確實起到了積極的作用，在實踐中我們也不斷總結經驗和不足，明確了今后工作的目標。作為實驗技術人員要不斷更新本身的知識結構，提高自己的理論水平，隨著科學技術的進步不斷開發新的實驗系統和實驗內容使實驗內容更貼近工程實際。同時在實驗教學中逐步增加設計性、研究性實驗的比例，改革考核辦法，充分調動學生的積極性，只有這樣才能培養出符合現代社會需要的基礎扎實、知識面廣、能力強、素質高的技術人才。
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