微机原理与接口技术论文.doc
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1、 国 家 级 重 点 中 专 课程论文论文题目: 微机原理 姓 名: 专 业:小教计信 年 级:09秋大专计信班 指导教师: 二一 年 十月 三十 日 微机原理与接口技术摘 要:微机原理与接口技术是一门实践性、应用性很强的课程,本文针对目前微机原理与接口技术实践教学中存在的问题,结合作者的教学实践,重点对如何将本课程的实践教学与学生所学的专业相结合进行了探讨。 引言计算机基础教育是面向非计算机类各专业学生的计算机教育。与其它传统的基础课如数学、物理、化学、外语等一样,计算机基础教育已成为大学本科生基础教学的重要组成部分。计算机基础教育大致可分为三个层次:计算机文化基础、计算机技术基础和计算机应
2、用基础。计算机文化基础课程是为了培养人们的计算机认识,课程不主要讲解计算机基础知识和基本操作技能。计算机技术基础课程则是为学生后续课程学习、毕业设计以及计算机应用开发打下一个较为全面的基础,课程主要讲解计算机中软件、硬件的基础知识。计算机应用基础课程则是针对当前计算机的主要应用领域,讲述一些必要的知识、方法和技能,以解决实际问题。微机原理与应用和单片机原理与接口技术课程是机械类各专业所开设的课程,分别属于计算机技术基础和计算机应用基础层次。本文讨论了有关机械类微机原理与应用和单片机原理与接口技术课程的教学方法和教学手段。关键词:微机原理 接口技术 实践教学改革 微机原理与接口技术是一门理论性和
3、实践性都很强的课程,是计算机专业、自动化、电子、机电等工科专业的专业基础课,是培养学生微机工程控制设计与应用能力、创新能力的一门必修课。笔者依据大专院校学生的特点,结合教学实践,就微机原理与接口技术实验课教学内容、方法等方面的改革作如下探讨,旨在提高实践教学效果,加强对学生实践能力和创新能力的培养。微机原理与接口技术课程是电气信息类专业学生的一门重要基础课程,同时也是一门实践性和应用性很强的课程。本课程主要讲授微型计算机的基本工作原理、系统组成及接口技术和基本的汇编语言程序设计知识,通过学习从而为学生今后分析和设计微机应用系统打好基础。在理论教学的同时,如果忽视实践教学,学生对理论知识不能够很
4、好的掌握,学习效果就会受到很大的影响。 一、课程内容简介微机原理与应用课程内容主要包括:计算机的基础知识(计算机的发展概述、计算机中的数、无符号二进制数的算术运算和逻辑运算、带符号二进制数的表示及运算、二进制编码)、8086/8088微型计算机基础知识(微型计算机基本结构、8086/8088微处理器、8088的外部引脚及其功能、8086/8088的功能结构、8086/8088的存储器组织、8086/8088的工作时序)、8088/8086的指令系统、汇编语言程序设计、中断技术等。课程详细地讲述8088/8086微处理器的编程结构及8088/8086的汇编语言编程技巧。微机原理与应用课程为以后从
5、事机电控制技术以及微机的应用打下一个较为全面的基础。单片机原理与接口技术课程内容主要包括:MCS-51系列单片机的硬件结构、组成原理、寻址方式、指令系统、扩展技术、中断系统机制、定时器、计数器、串行通信接口技术等。课程详细地讲述MCS-51系列单片机汇编语言的编程技巧,重点阐明单片机的扩展方法及组成单片机应用系统的设计技术。单片机原理及接口技术课程为以后从事自动控制、智能仪器仪表、机电一体化技术以及各类单片机的应用打下一个较为全面的基础。可以说单片机原理及接口技术课程是提高单片机应用设计能力,适应科学技术和经济发展的重要保证。二、教学过程的设计 理论课教学的实施主要是在课堂上通过教师进行知识传
6、授。教师在教学的过程中,扮演着极为重要的角色,教师对教学内容的准备,重点、难点的处理,课上的教学艺术直接影响着教学效果。通常,教师要经历“教学准备、教学过程的设计、课中处理教学重点、难点,上课过程利用各种教学手段和方法集中学生的注意力,并设法保持学生的注意力,引导学生跟上教师的思路。教师在掌控教学过程中是要事先做好课堂教学过程的设计,这一过程我们主要通过引导提出问题、分析问题、解决问题来实现。用由表及里,解刨麻雀的方法,由简单问题逐步深入,引出核心知识点。 三、课程内容教学特点随着21世纪科学技术高速发展,新能源、新技术不断出现,尤其是信息处理和控制技术的飞速发展,使得传统的机械产品正逐渐向高
7、度自动化机械产品转换。可以说纯机械产品已逐渐被机电系统所取代,机电系统是机械设备和电气动力相组合的系统,而目前所有的机电系统都是基于计算机控制技术来实现的,所开发的 机电产品的控制系统都是以计算机控制技术为基础的,控制系统的发展方向是智能和柔性。由此可知,微机原理与应用和单片机原理与接口技术课程是掌握高新科学技术的基础。从微机原理与应用和单片机原理与接口技术课程内容可以看出,两门课程具有很多的共性知识,其重复面较大。这主要表现在以下几个方面:第一是两门课程均为技术基础类课程,其先修课均为电子技术基础课,可以说两门课均为复杂同步时序逻辑电路的应用,应归属于电子技术应用范畴,所以学好电子技术基础课
8、将有助于这两门课程的学习。第二是两门课程体现着强烈的概念性、抽象性和原理性,两门课程均强调硬件结构加上软件的执行构成的微机原理。第三,两门课程同时也是实践性很强的课程,有一定的实用技能,在学习过程中应充分注重理论与实践相结合,软件与硬件相结合,只有这样才能学到真正的知识。鉴于以上的课程内容教学特点,为更好地指导学生理解、领会和掌握微机原理与应用和单片机原理与接口技术课程内容,以便培养出更多的从事机电控制技术人才。四、机械类微机原理与应用和单片机原理及接口技术课程的教学方法、手段探讨(一)合理取舍教学内容、注重对学生学习能力的培养微机原理与应用和单片机原理与接口技术课程内容具有很多的共性知识,其
9、重复面比较大。为了避免课程内容的重复,应合理取舍教学内容、注重对学生能力的培养,以弥补技术基础课学时短、内容多,学生难以在课堂内准确理解、全面接受教学内容之不足。微机原理与应用课是机械工程与自动化学院开设的技术基础平台课,课程讲授要分清哪些内容是目前暂时可以不学而留待以后学习,哪些内容是主要的,哪些内容是次要的。决不能“眉毛胡子一把抓”,不加分析、不分主次,使学生难以入门。例如:本课程针对学生的课程设置情况和所学内容在讲解计算机基础知识的内容时,对于计算机发展概述的内容因在计算机文化基础课已经讲述,所以就不再重复讲述。可以利用此学时重点去讲解计算机的工作方式有关的内容,使学生了解逻辑处理的三种
10、实现方式(硬件布线逻辑方式、可编程逻辑控制方式和程序存储式的自动工作方式),这样就使学生在课程开始就对计算机的认识上,上升了一个层次,从宏观上了解计算机的用途,达到引人入境之感。再例如,对关于机器数与真值的概念讲解,强调“人为约定”的概念,机器数是人为约定的二进制数。再例如,讲解补码时,也决不能笼统说,而是重点讲解模的概念,突出模是一个进位数。以上的举例只是在第一章中的几个例子,通过教学的实际证明,学生得到很好的效果,重点突出了对学生学习能力的培养。(二)增加课程的实践教学环节 对于计算机知识的学习有两种不同的学习方法:一种是侧重知识的学习,从原理入手,注重理论和概念;另一种是侧重应用的学习,
11、从实际入手,注重掌握其应用方法和技能。不同的人应根据其具体情况选择不同的学习方法。对于非计算机专业的学生显然应当采用后一种学习方法。为了提高学生的实际应用能力,课程教学尽量增加实践教学环节。应当指出,检察学习的好坏的标准,不是“知道不知道”,而是“会不会用”,学习的目的全在于应用。所以,课程多注重实践环节,在微机原理与应用课程的指令系统讲解中,首先引导学生多上机练习,使学生不满足于“上课能听懂、教材能看懂”。有一些问题,别人讲半天也不明白,而自己上机练习就清楚了。这就是增加课程的实践教学环节的目的。(三)增加实例以拓宽学生的知识面在机电一体化系统课程、机电一体化系统课程设计,以及机电方向学生的
12、毕业设计等教学环节中,大量需要典型的微机知识、接口以及编程技术。尤其在毕业设计方面,学生由于此方面的欠缺,对于有关机电课题方面的毕业设计,往往在完成机械设计以后,很难很好的完成机电结合的部分。针对这些情况,机械工程与自动化学院领导以及带机电毕业设计方面的老师一致认为应加强有关电子设计、应用方面的环节。为此课题在以下几个方面进行改进:第一、改革微型计算机原理与应用、单片机原理及接口技术课程的教学,开设CAI教学;第二、加强单片机原理及接口技术课程的实践教学环节,完善和开放机电控制实验室;第三、设计制作单片机应用系统的典型环节,如A/D、D/A、键盘、数码和LCD显示、通信、步进电机控制等模块;第
13、四、力争多开设单片机原理及接口技术课程的综合实验课,为后续的毕业设计以及机电方面的学生就业打下坚实的基础。五、现行实践教学中存在的问题 1重理论轻实践: 由于微机原理与接口技术这门课程的理论教学较为重要,汇编语 言程序设计难度大,课程涉及到CPU、存储器、中断处理、定时计数器,并行通信、串行通信、模数数模转换芯片的结构和原理,覆盖的知识面广,课程的软硬件系统关系非常紧密,对大多数同学而言,该门课程抽象、难学,容易导致学习兴趣下降。但是微机原理与接口技术课程的理论教学是实践教学的基础,许多知识学生也必须努力花时间去掌握,因此很多教师强调理论教学也是非常必要的,但是本门课程的实践性和应用性非常强,
14、对于大多学生来说,许多知识只有通过实践教学才能真正的理解,特别当今大力提倡素质教育和创新能力培养,为社会培养合格的人才目标的教学理念下,必须重视实践教学的作用,改进教学内容,把实践课教学放到和理论教学同等的地位。 2实践教学与专业培养目标脱节 在目前微机原理与接口技术的课程教学中,主要讲解的是原理与结构和一些普通的应用,尽管教师反复强调本课程在今后的工作中的重要性,因课程教学内容与本专业培养目标联系不够紧密,再加上本课程知识点多,而学生为了应付考试知识死记硬背,忽视对知识的理解,从而无法对教学内容产生学习的兴趣,严重影响了教学效果。许多学生反映,一些学到的微机原理与接口技术的知识在具体工作中用
15、不上。 六、实践教学改革 1实践教学内容改革 实践教学是课程教学中的重要环节,尤其对于工科专业,因为教学的最终目的是要对学生技术应用能力的培养,树立工程的概念,将每一次实践作为一个工程来完成。这一点仅靠课堂讲授是解决不了的,必须通过实践教学环节加以实现,而且许多知识只有通过实践教学才能真正地理解和掌握,许多能力只有通过实践教学才能得到培养。为此,我们根据专业培养目标的要求,和专业教师一起研讨,对实验中的部分验证性的实验,例如数模转换实验,通常是正弦波发生器,我们根据本专业的特点,将其更换为心电信号发生仪器,同样达到了教学目的,同时又紧密结合了本专业的知识。实验系统在 ROM 芯片中固化有系统控
16、制程序和实验程序,要求学生自己连接导线的地方教少,实验系统客观上为缺乏自觉性的学生提供了偷懒的机会,有些学生直接调用 ROM 中的程序就可以完成实验内容,结果实验虽然做了,学生却没有多少收获,所以指导教师的要求往往不能得到很好的落实。针对验证性实验许多学生完成以后不愿深入思考和理解的现象,教师根据实验情况,设计实验思考题,这些实验思考题需要仔细思考对实验程序和连接线作出修改后才能得到实验结果,从而引导学生去思考完成。传统的微机原理与接口技术实验教学内容的特点传统的实验教学内容一般包括基础性实验、设计性实验和综合应用性实验三个部分,有以下特点:(1)验证性质的基础性实验比重大,设计性和综合应用性
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