《微机原理与接口技术》教学中培养学生创新能力的研究-最新文档

《微机原理与接口技术》教学中培养学生创新能力的研究
The Practical teaching of Microcomputer Principle and Interface Technology
SHI Xian-gui
(School of Information Science and Technology,Anhui Xinhua University,HeFei 230088, China)
: Practical teaching can train students' sense of participation, manipulative ability and thinking ability, fully reflecting the teching idea of "teacher taking the leading part and students taking subject part". The paper explores how, in the course of "The Microcomputer Principle and Interface Technology", to organize practical teaching appropriately, in order to deepen students' understanding to classroom instruction, change their role from passive receivers to active learners, give full play to students' subjective initiative, and fire up students' innovative consciousness.
随着社会经济、科技的发展,社会对人才的需要呈现多样化,民办高校学生要在就业的“双向选择”形势下,从众多高校中脱颖而出,获得良好就业前途,就需要结合自身特点制定符合社会
及市场实际的培养目标,培养综合能力、综合素质全方面发展的应用型创新人才。

《微机原理与接口技术》一直都是我校计算机科学与技术及相关专业的重要专业基础课程,是从事计算机研究和应用的人员所必须学习的课程。

该课程的授课内容兼顾了微机的硬件结构和软件编程两个方面,是一门发展迅速、应用性和实践性都很强的课程。

该课程在教学过程中,既要讲述足够的理论深度,更要注重理论和实践相结合,着重培养学生解决实际问题的能力,切合我校培养高素质的创新型、应用型、技能型本科人才的目标。

学生创新能力培养呼唤教学方式改革,需要教师及时更新教育教学理念,不断探索改革新的教学方法,做到与时俱进。

结合近几年来的教学经验,笔者来谈一谈在《微机原理与接口技术》的教学中,如何着重培养学生创新能力。

1 理论教学研究
1.1 重视绪论课教学,激发学生学习兴趣[1]
兴趣是学习之母,在第一次课绪论课上,就要注重培养学生的学习兴趣。

首先,可以利用日常生活中鲜活、新颖的实例,例如:十字路口交通信号灯控制、霓虹灯循环控制、微机在智能玩具中的应用等,引入微型计算机的实际用途和应用场合,使同学们听得津津有味,兴趣盎然,引发了学生的浓厚兴趣。

接下来可采用启发性教学方法,结合以上所举实例,引导他们进行思考,微机应如何才能完成整个控制过程?微机的硬件结构应有什么样的特点和
要求?从而引出了关于微机接口技术的结构、特点及作用等知识,并对本课程所要讲述的内容做个大概介绍,使同学们对将要学习的内容有一个初步的了解。

最后,再详细介绍本课程所要进行的实践环节,对后续专业课程的作用等,以激发学生的学习动力,并鼓励学生树立认真学习的决心。

通过绪论课的讲授,学生知道了要学什么、如何学,学了有什么用,在有了浓厚学习兴趣的同时,变被动学习为主动学习。

1.2 进行教学改革,多种教学手段综合运用
教学方法和手段直接影响教学的效果,教学得法,就会事半
功倍,同时还有助于学生对知识的理解和掌握,避免产生厌学的
心理。

1.2.1 与时俱进、及时更新教学内容[2]
由于计算机技术的飞速发展,本门课程的相关知识也应该及时更新,若总是用过去的知识教现在的学生,那造成的结果必然
是与时代的脱节,教出来的学生也是难以学以致用的。

所以在教学内容的选取,教案和讲稿的编写等方面,应密切关注国内外计
算机硬件的发展动向,参考国内相关大学的最新资料,使教学内
容紧跟学科发展方向。

1.2.2 更新教学手段,构建网络教学平台[3]
应该充分发挥校园网络资源的优势,构建课程学习网站,将
本课程的教学大纲、实验大纲、课程设计大纲、教案、教学课件、作业习题、试卷库、教学录像及实验指导书等内容全部上网,通
过网络化的教学方式,便于学生在课外自主学习。

并可构建网上答疑系统,让师生可在线交流,学生可以在任何时候提出问题,教师的回答可以使多个学生从信息共享中受益。

充分利用网络辅助教学手段,在增加知识面、提高效率、因材施教等方面对课堂教学起很好的补充作用,有利于充分发挥学生的主观能动性。

1.2.3 改革考核方式,注重能力培养
传统考核方式为闭卷考试方式,这只能考查学生对知识点的记忆能力,难以考核学生分析问题的能力、实践动手能力和创新能力。

要想培养学生的创新能力,必须改革考核方式,应着重学生能力的考核,可将实验、课程设计与闭卷考试相结合,实验占20%,课程设计占30%,闭卷考试占50%,若课程设计成绩不合格,则最终成绩直接评为不合格。

2 实践教学研究
《微机原理与接口技术》是一门实践性、应用性很强的课程,通过实践可以使学生巩固已学的理论知识,锻炼学生的实践动手能力,培养学生对接口芯片的应用与开发能力,加强学生在分析问题、解决问题能力上的训练和培养,为启发学生的创新意识和培养创新能力起到重要的作用,为后续课程的教学打下了良好基础。

所以,其实践教学环节至关重要,在本课程的教学中,应该重视实践教学。

但在传统教学中,主要是通过教师课堂教学将学科所涉及的理论知识传授给学生, 实践教学只是对理论教学内容的解释和验证,教师对实践的内容、环节及结果有非常全面的指
导,只注重实验结果而不强调实践过程,学生只是实践教学中被动的操作者,并不能真正提高学生的实践操作能力。

要提高学生的实践动手能力,培养其创新意识,必须对实践教学进行改革。

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现代的实践教学应该是通过实践来培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,以培养学生的实践动手能力和创新精神为目的,使学生真正能做到理论联系实际。

通过实践教学,可以加深学生对理论教学内容的理解,解决课堂上的遗留问题,通过实践教学更可培养学生的团结协作、不畏挫折的精神。

怎样才能使实践教学达到上述目标,吸引学生积极投入实践学习中去呢?笔者认为应从以下几个方面入手。

2.1 实践教学环节设计
根据人才培养规格与市场需求,结合本课程的课程目标及内涵要求,本课程实践性环节充分体现应用型本科的教学要求,可采用五步教学法:
第一步,演示阶段:教师为学生讲解实验内容并演示实验过程,以便于学生尽快熟悉实验设备和实验环境,为独立实验打下基础;
第二步,验证阶段:根据教师讲解的实验内容,学生理解实验任务要求,独立完成每个验证型实验;
第三步,设计阶段:教师针对某一部分知识点,布置设计型实验题目,要求学生独立完成电路绘制、电路连接和程序设计,以此
来激发学生创新意识,增强学生动手能力;
第四步,综合阶段:教师针对某几部分相关联的知识点,布置综合设计型实验题目,要求学生独立完成电路绘制、电路连接和程序设计,进一步激发学生的创新意识,增强其动手能力;
第五步,应用开发:布置课程设计内容,开放实验室,为其提供自由的设计空间,以系统设计为主要内容,培养其综合性的工程设计和应用开发能力。

2.2 精心准备实践教学内容
实践教学环节,主要是注重培养学生独立应用知识的能力和创造性思维能力,在设计上要与理论教学环节相配套,教学内容应由浅入深,由易向难,由验证型向设计型、综合型过渡。

首先,实践教学最基本的任务就是深化学生对理论教学相关知识点的理解,并通过实验加以验证。

例如,在介绍I/O接口部分知识时,可安排利用简单I/O接口传送数据实验,利用74LS244作为输入数据端口,读取开关K0∽K7状态,并将此状态通过
74LS273驱动发光二极管发光,以使学生对简单I/O接口的功能有更为直观的认识。

在实验箱上完成相关硬件连接后,输入程序并运行,学生即可通过拨动开关而加以控制8个发光二极管的亮与灭,从而更加深刻地体会I/O接口芯片的作用。

其次,实践教学内容必须要与实际相联系,以激发学生的学习兴趣。

比如在学习完可编程的并行接口芯片8255A之后,可安排一个霓虹灯闪烁实验。

相信在实际生活中,同学们都在夜晚看
到过漂亮的霓虹灯闪烁的情景,可是大家是否思考过是如何控制这些灯的发光的呢?这样的设问一提出来,同学们的兴趣马上就
来了,设计热情更是空前高涨。

既启发了他们的创新意识,又锻炼和提高了他们的实践操作能力,设计的完成更是给了他们学习的自信心。

第三,实践教学的内容还必须有一定的深度和设计难度。

一方面可使学生戒骄戒躁,认识到自己知识的欠缺与不足;另一方面,也可拓展学生的知识面,培养他们对于相关知识的综合应用
能力,培养自觉学习的能力,使其所学不仅仅拘泥于书本。

例如,在介绍完可编程的定时/计数器8253及可编程的并行接口芯片8255A之后,可安排利用8253和8255A控制微机中扬声器依次发出1,2,3,4,5,6,7,1(高音)八个音调的实验。

同学们都感到新奇有趣,学习热情很高,由于设计难度加大,需多位同学配合共同完成,也培养了他们勇于挑战、相互协作的团队意识。

2.3 多种实践教学方法应用
有了好的实践教学内容,还要运用灵活多样的实践教学方法,激发学生的学习兴趣,充分发挥实验课的作用,才能达到最佳的
教学效果。

2.3.1 小组竞赛法
引入竞争会增加活力,分组竞赛教学法就是在实践教学前,
将全班学生分成若干实验小组,一般每组以3～4名学生为宜。

在做实验前,先提出明确的实验任务,要求学生在规定时间内完成,
以完成实验的质量和完成时间长短做为评定的依据,每次实验决出三名优胜者,其平时成绩可获加分。

实验结束后,获胜小组成员上台演讲做总结汇报,并接受其余同学与老师的提问。

这种教学方式,可充分调动同学们的学习热情,培养团队协作能力,锻炼他们的语言表述能力,提高他们的实践动手能力。

2.3.2 互动式教学法
学生为实验的主体,若教师在教学与实验中下了很大功夫,而学生却不积极参与,也达不到预期教学效果;因此,做实验前应让学生对有关实验内容做预习,做到有备而来,而实验结束后要让学生进行总结,分析本次实验的收获,以提高实验效率及实验效果。

互动式教学法分为课前分析和课后总结两部分。

课前分析是指,在本次实践课开始时,指定某一小组,让他们对本次实验的内容,做一个概括性的分析,指明本次实验的目的、要求、重点及难点,最后由教师加以补充和完善。

在规定的实验完成后,由获胜小组进行课后总结,对本次实验过程中遇到的问题,解决的方法,通过实验巩固了哪些知识,有什么样的心得体会等加以说明,最后教师进行点评并打分,作为该组平时成绩记录在册。

这样做可使学生由被动地学习转化为主动地学习,实现真正意义上的教学互动。

在教学中如果师生间只是进行一问一答的交流形式,而没有激发起全体学生的共鸣或响应,就不算真正的互动。

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2.2.3 网上讨论教学法
因为教学时数毕竟有限,不可能在实践教学中让每一组都上台表述自己的见解与看法,而教师却应该对每位同学的学习情况了如指掌,并加以正确引导与帮助。

如何解决这些矛盾呢?当然是充分利用先进的网络教学环境了。

每一次实践教学后,都应要求每位同学通过网络交一份学习心得给教师,而教师则应认真阅读,对好的见解可挑选出来,以供所有同学共享;对于学生的疑惑要
及时地给予解答并加以鼓励;对于学生提出的好的建议应积极采纳。

通过这种方式,可建立更为平等与密切的师生交流平台。

2.2.4 加强课程设计环节
课程设计是本课程整个教学过程中的一个重要的实践环节,用于提高同学们对系统的整体认识,在课程设计中,应加强对学
生进行创新能力培养的课题。

课程设计应单独设置,一般安排两周时间。

通过课程设计,可使各零散的实践教学环节之间紧密联系起来,形成一个独立的实践教学体系,有利于提高同学们对所
学习课程的整体性了解和掌握,为将来的毕业设计打下一个良好的基础。

2.2.5 教学与科研有机结合
把科研与教学有机结合,在科研活动中锤炼高水平的师资队伍,并将科研成果提炼补充为教学内容,充实到教学中去,即丰富了教学内容,又促进了教师队伍建设,以科研促进教学质量的提高、知识结构的更新。

同时,科研活动也需要不同层次人员的参与,通过引导学生参与科研,一方面可以加强其对科研活动的认
识和了解,另一方面也可以改善学生的知识结构,提高学生实际工作能力。

3 结束语
教学是一门艺术,需要不断地探索,不断地提高。

教学没有固定的模式,要真正做到因材施教,因人施教,并不是一件很容易的事,教师必须不断改进自己的教学方式和方法,吸引学生去学习,不断地提高自己的教学业务水平。

一个学生若对课程本身有了兴趣,就会很自然地去学习,而在实践教学中对一个相应领域问题的解决,会使他们产生很大的成就感,这样就能进一步提高其学习兴趣,使本门课程从苦学、难学、厌学,变成了乐学、好学、愿学。