微机原理论文合集12篇

时间:2023-03-02 15:01:29

微机原理论文

微机原理论文篇1

2课程改革

2.1教学内容改革

教师和学生普遍都认为微机原理课程的内容多而复杂,如果在有限的学时内把原理、汇编、接口三部分知识讲授完是非常困难的,基本不可能完成,所以我们就需要对教学内容进行精选,把一些重点和难点内容放在课堂上精讲,而一些相对来说较容易的内容或者是与其它先驱课程的重叠内容只做简单介绍或复习性回顾,让学生课后去自学,比如在前面的学期中已经开设了汇编语言课程,所以在指令系统和汇编语言程序设计这两部分讲解时,可以把寻址方式和指令系统的内容合并讲授,而且学生不需要记住全部的指令,掌握一些常用的频繁指令即可,再通过对程序的分析和大量编程来提高编程技巧和动手能力,这样处理的效果比较好,而且节约了教学时间。而对原来其它课程中虽然已经提及,但是没有过多分析的问题可以增加讲授。如机器码的介绍,特别是补码的运算及其在微型机中的应用,可以多补充一些知识。总线时序部分在实际应用中用途较小,教学时可以只进行一般性介绍。课程中的中断原理和可编程定时器/计数器8253都是讲解的难点,在讲解这两部分内容时,可以先举实例让学生理解中断概念,对定时器与计数器的概念可以以日常生活中常见的小家电的定时系统举例,这样写生就会有一个比较清晰的认识和理解,然后再慢慢逐渐深入讲解,印象要比纯原理或工作方式介绍更深刻一些,不至于学生学起来感到头疼。此外,在传统的理论内容的教学上,还可以介绍最新的微机及接口的最新知识,所以教材选择时,要近两年出版的内容比较合适,让学生及时掌握最新的知识和技术。

2.2提高学生的学习兴趣

兴趣是关键因素,没有了兴趣学习就变得枯燥而乏味,所以必须要提高学生对课程的学习兴趣。培养学习兴趣可以从两方面着手:首先,教学形式上可以进一步改善和提高。由于课程内容含有很多抽象和图示的部分,如果在课件中做成静态文字或图片,学生看着比较疲劳,也不能形象传达教学内容,我们就可以把此本分内容做成动画效果,比如文字部分色彩可以丰富艳丽一些,刺激学生的眼球;类似CPU的结构原理、寻址方式、总线时序、中断管理等图示部分,学生都认为比较难理解,这些内容在课件中就可以使用Flash或Authorware软件做成动画效果一步一步演示,学生即看的清晰明了,而且也吸引他们的注意力,使记忆更深刻,激发学生学习的兴趣。我校为丰富和提高课堂教学质量,专门开展了多媒体教学及多媒体课件的评比活动,激发教师改善教学形式,提高授课质量。其次,理论联系实际开拓视野。教学过程中可以多引入日常生活中常见的微机应用,然后再介绍工业中的一些实例,调动课堂气氛、是枯燥的理论教学变得更生动。如果有条件,也可以安排学生去现场实地参观相关设备或控制应用等。

2.3合理选择教学方法

为达较好的教学效果,我们对教学方法进行了改革,采用实例驱动法。一些较抽象、枯燥、难理解但又重要的内容,尽可能与现实生活中较贴近的例子联系起来,引入实例驱动教学和启发式教学,通过比喻或形象的说法讲授,慢慢过渡到理论,有利于学生思维的延续性,让学生理解、记忆更加深刻,激发的他们的学习兴趣,从而增强教学效果。以前课堂都是以教师讲授为中心,满堂课老师是主角,学生参与的不多,这种模式已经淘汰,现在由教师提出问题,要求学生寻求解决方法,逐渐引出课堂内容,教师做出正向讲解,再由学生反过来提问,然后给大家一定时间分组讨论,最后教师总结。经过以上改革以后课堂气氛比以往活跃很多,效果良好。

2.4增强实践操作

很多教师都认为微机原理课程的教学内容枯燥抽象,课时数量偏少,教学难度较大,存在心有余而力不足的感觉。另外,本门课程要求学生对汇编语言有一定的基础,大多数学生汇编语言基础都不太牢固,而且在实验过程中,有一些偷懒的学生不愿意亲自动手编写程序,只是简单地连接导线并调用系统自带的程序完成实验,从而导致学生动手能力差,达不到实验目的。但是本课程的实验环节是课程教学的重要方面,为了解决上面提到的问题,我们任课教师参与实验课程的编排、参与实验课程的讨论、指导,这样既促进了实验环节,又进一步提高了课堂教学的效果,具体的方法如下:

1)预习实验内容。课前预习对在有限的课堂上完成要求的实验内容是非常重要的,因此每次实验结束前就提前布置下一次实验内容。要求学生根据实验教学目的和要求,结合课堂教授的理论知识,做好实验的准备工作,做到实验目的明确、实验原理明晰,实验内容理解,培养学生自学和动脑思考的好习惯。

微机原理论文篇2

中图分类号:D63—39

文献标识码:A

文章编号:1009—3060(2012)03—0063-05

一、引言

微博,即微博客(Microblog)的简称,是一个基于用户关系的信息分享、传播以及获取平台,用户可通过互联网以及各种数码客户端登陆微博,即时每条140个字符以内的信息,实现即时共享。

根据2010年微博年度报告,微博对当下网络舆论格局产生了巨大影响,成为网民爆料首选方式。2010年舆情热度靠前的50起重大舆情案例中,微博首发的有11起,占22%。从河南考生被落榜事件,到江西宜黄拆迁事件、“李刚门”等,微博都发挥了重要作用。

如何引导微博舆论,提高微博时代的网络执政能力成为政府面临的一个重大课题。2011年国家主席在省部级主要领导干部社会管理及其创新专题研讨班上发表重要讲话,明确提出进一步加强和完善信息网络管理,提高对虚拟社会的管理水平,健全网上舆论引导机制,提高社会管理科学化水平。

中国政府利用微博的现状如何?区别于企业微博、名人微博,政府微博具有哪些突出特征?政府如何更好地利用微博提高执政能力?基于以上问题,本文尝试予以探讨。

二、研究设计

本文采用内容分析的研究方法,对2011年“两会”期间新浪政府微博进行统计分析,以期了解当下政府微博传播的基本特征,以及存在的主要问题,并尝试在此基础上提出策略建议。选择新浪和“两会”主要基于以下两点考虑:新浪微博是国内最大、最具影响力的微博平台;“两会”是中国政治传播的集中展示,是最能突出政府对微博使用成效的时间段。

本文所研究的政府微博具体分为两种类型,一类是政府微博,一类是官员微博。政府微博是指以政府机构名义开通的微博,如广东省新闻办开通的微博;官员微博是政府机关里的官员开通的微博,如广东省委书记开通的微博。本文对政府微博用户数量、机构用户行业构成、转发和评论次数、最受欢迎的微博话题进行了统计。

三、主要研究发现

1 政府开通微博数量整体较小;地方官员开通微博的活跃度高于省市和国家政府官员;新闻宣传类政府机构是开通微博的主体

根据统计,新浪政府微博总共1481名。其中,官员微博数量为1352名,政府机构微博为129名。官员微博主要涉及国家、省市以及地方政府官员三个层次。其中,地方开通微博的官员数量最多,420名,占所有开通微博官员总数的47.29%;其次为国家层次的政府官员,198名,占22.3%。省市政府官员开通微博的数量为235条,占26.46%。从不同层次官员开通微博的数量可以看出,地方政府官员开通微博的活跃程度远远高于省市和国家政府官员开通微博的活跃度。

开通微博的政府机构中,超过半数为新闻宣传类机构,占62.02%,包括政府宣传部、新闻办公室、外宣办等。其次,是地方政府机构包括各级政协、人民政府及其政府网站,占17.83%。这些微博的实际管理者很大一部分仍是相关的新闻和宣传机构,因此新闻宣传机构所占比例实际上甚至超过62.02%。

其分布的行业非常丰富,包括4所税务或财政部门、2个社区街道、2所涉外或侨务机构、2所工商和招商机构。另有消防局、地方人大、司法局、公共服务(市民服务热线)、规划局、环保局、纪律监察网、艺术馆各一。其他不属于以上分类的还包括市政府系统培训中心、长白山管委会、宁海县大型活动办公室等。

综合来看,新闻宣传机构目前占据了绝对的主导地位。但其他类型机构也在增加,涉及的行业越来越多,开通微博的部门以提供公共服务的部门为主。

2 沿海地区的广东、江苏、浙江。首都北京和西南地区的四川、云南开通政府微博的数量最多

开通政府机构的微博主要来自西南地区的四川、云南等省份,其中四川28家,数量最多;其次是云南,21家;再次是东南沿海地区的江苏、广东、浙江等地,其中江苏、广东分别为10家,浙江8家。贵州、、陕西、天津则无政府机构微博开通。作为政府机构林立的北京,则只有4条。(见图1)

从官员开通微博的地区分布来看,北京官员开通微博的数量遥遥领先,共计401条。其次为广东,148条。再次为江苏、浙江,分别为68条和65条。

综合官员和政府机构开通微博的情况来看,广东省的官员和政府机构开通微博的数量都在全国领先,可见广东省官员和政府机构对于微博传播持非常积极的态度。其次,江浙两省的官员和政府机构同样也积极尝试开通微博。此外,西南地区开通微博的官员和政府机构都不少,且两者之间数量较为平衡,总体比较活跃。而西北地区,特别是地区,官员和政府机构的微博用户数量极少。总的来说,沿海地区、首都地区和西南省份的微博开通程度较高,而西北和中部地区开通程度较低。

3 信息公开、新闻成为政府微博的主要功能;政府信息是政府微博的主要内容

本文对政府微博的内容进行了统计。根据统计,政府微博内容主要以原创为主,转发其他信息来源的内容很小,政府信息是政府微博的主要内容。在政府机构的微博中,99%的微博内容都是原创,仅有1%的内容为转发。在官员微博中,80%的内容为原创,20%内容为转发其他来源。由于政府(无论是官员还是政府机构)是公权力的人、执行者,政府掌握大量社会信息资源,因此政府微博的主要功能即是信息公开和新闻。政府微博内容以原创为主是政府主动设置议程、加强信息公开的一个重要体现。

根据对政府微博转发来源的统计,主要转发的来源包括转自认证机构、转自认证个人、转自普通个人等几类。政府机关转发的2条微博全部转自认证机构,分别来自“新浪科技”和“CDTV成视新闻”;而转发的116条官员微博中,54条转自微博认证的个人用户,30条转自认证机构,18条转自自己以前发表的微博,12条转自于未认证的普通网民。

比较政府机关转发的微博来源和官员转发的微博来源可以看出,官员转发的微博信息来源更加多样化,体现出个人色彩;而政府机构转发的微博转发来源十分单一,全部来自认证机构,体现出官方色彩。

4 政府机构微博的活跃度要远远高于官员微博的活跃度,但政府微博的整体活跃度不高

本研究设计了“活跃度”这一指标来衡量政府微博的活跃程度。政府微博的活跃度一(一定时间内)的微博总数/用户总数。

“两会”期间,总共1352名官员发表了575条微博;总计129个政府机构发表了168条微博。根据上述公式,官员微博的活跃度为0.42,政府机构的微博活跃度为1.29。因此,政府机构微博的活跃度要远远高于官员微博的活跃度。但政府微博的整体活跃度不高。其中原因也可以理解,政府机构微博往往有专人负责,相对机制化;而官员微博则纯属个人兴趣,具有不固定性。(见图2)

5 政府机构微博的权威性和独家性。网民对政府机构微博的反馈程度高于对官员微博的反馈程度

本文对政府微博的转发次数以及评论次数进行了统计,并以此作为网民对政府微博的反馈程度标准。

从转发次数来看,官员的原创微博中,转发或评论数超过10次的仅占10%,47条;超过60%(290条)微博获得了小于10次的转发或评论,将近30%(122条)的微博则没有收到任何评论和转发。

政府机构的原创微博中,56%(93条)的原创微博获得了超过10次的评论或转发,17%(29条)的微博没有评论和转发。相比之下,政府机构微博的受众反馈程度要高于官员微博的反馈程度。其中一个重要的原因是政府机关微博信息的权威性、独家性。但政府微博与新浪微博上广受关注的名人微博动辄转发或评论上万条的情况无法相比。

从评论次数来看,在转发或评论次数大于10次的官员微博(总占比10%)中,有9.15%(42条)被评论10次以上,0.44%(2条)被评论50次以上,0.22%(1条)被评论100次以上。另外,有5.88%(27条)被转发10次以上,10.8%(5条)被转发50次以上,0.44%(2条)被转发100次以上。

在转发或评论次数大于10次的政府机构微博(总占比56%)中,有18.7%(30条)被评论10次以上,3.61%(6条)被评论50次以上,1.81%(3条)被评论100次以上。有26.51%(43条)被转发10次以上,4.22%(7条)被转发50次以上,1.81%(4条)被转发100次以上。

一方面,上述数据说明政府机构的微博得到了更多的关注和反馈,另一方面,也说明面对不同的对象,网民在转发和评论之间的选择略有不同:相比之下,官员的微博被评论的次数大于被转发的次数,而政府机构的微博被转发的次数大于被评论的次数。也就是说,人们更愿意评论官员的微博,而更喜欢转发政府机构的微博。

6 民生热点和“两会”话题是网民最为关注的政府微博内容

本文对回复和转发数超过10次的官员微博内容进行了统计,发现网民比较关注的微博内容主要包括“两会”、官员腐败、民生热点、经济、公益事业、法律和网民互动几个主题。其中,民生热点话题是网民最为关注的话题,其次为“两会”。

在16条民生热点话题中,除4条微博谈及“民生”这一宽泛的概念以外,最受关注的细分话题是教育,有4条微博谈及现行教育改革的问题。其他热点话题还有残疾人服务(2条),“两会”上提出的“幸福社会”理念(2条)、医疗保健(2条)、食品安全问题(1条)以及“两会”期间在网络上热议的话题——流浪乞讨儿童(1条)。

“两会”话题共计14条,其中4条涉及官员自己的“两会”提案。另有两条谈到了官员使用微博的现象,且都持有肯定态度。

有4条微博抨击官员腐败,包括财产申报、公车使用、公款吃喝等问题。有6条微博谈及经济话题,其中有3条讨论的是房地产话题,1条谈及物价调控。还有3条微博关于公益事业,其中2条涉及环境保护,1条涉及地震救灾。1条微博则涉及法律制度。可见网民对于这几类话题的关注度比较高。

另外值得注意的是,由于微博具有即时性和互动性,官员也已开始利用这一优势与网民进行互动。有三条评论或转发次数大于10次的微博内容是官员和粉丝的互动,其中有2条主要为感谢粉丝支持,另一条则为征求网民对于“两会”议题的意见。

在评论或转发次数大于10次的43条政府机构微博中,除了一条微博来自于微博用户“我爱柳州”之外,其余33条微博全部来自微博用户“成都”。可见政府机构的微博数量虽多,但实际上频繁更新并受到网民广泛关注的却寥寥无几。“成都”在某种程度上体现出四川省对微博的开放态度,整体微博活跃度较高。

“成都”在“两会”期间的每条微博都进行了量身定做,如“微播两会”、“两会微语录”、“两会微解读”、“两会微访谈”、“成都要闻”等,明确提示了微博的内容。其中,比例最大的是“两会微语录”,占到44%。主要内容是“两会”期间政府官员和名人的言论,尤其是引起争议和广泛讨论的观点。其次是“微播两会”,占28%,主要报道“两会”的会程和主要议题。“两会微访谈”占12%,主要摘录官员和名人对于某个特定议题的观点。成都可以说是政府机关微博中的一个典型和代表,也是最受网民欢迎的政府微博之一。

四、讨论和结语

本文对政府微博的传播现状进行了研究,通过研究发现,政府开通微博数量整体较小,主要集中在新闻宣传类机构。在所有开通微博的政府机构中,超过半数为新闻宣传类机构。从不同层次官员开通微博的数量可以看出,地方政府官员开通微博的活跃程度远远高于省市和国家政府官员开通微博的活跃度。

沿海地区的广东、江苏、浙江,首都北京和西南地区的四川、云南开通政府微博的数量最多。信息公开、新闻成为政府微博的主要功能。政府微博内容主要以原创为主,政府信息是政府微博的主要内容;转发其他信息来源的内容很小。政府机构转发的微博转发来源十分单一,全部来源是认证机构,体现出官方色彩。而官员转发的微博信息来源更加多样化,体现出一定个人色彩。政府微博的整体活跃度不高。由于政府机构微博往往有专人负责,相对机制化;而官员微博则纯属个人兴趣,具有不固定性,因此政府机构微博的活跃度要远高于官员微博的活跃度。因为政府机构微博的权威性和独家性,网民对政府机构微博反馈程度高于对官员微博的反馈程度。民生热点是网民最为关注的政府微博内容,如教育、物价、医疗、食品安全等。

基于以上分析,本文尝试提出政府微博传播的以下建议:

1 加强政府微博执政理念,加大政府微博开通力度,提高微博时代网络执政能力

信息时代,舆论多元、虚假信息泛滥,更需要凸显政府的权威声音。而且根据网民对政府机构微博和官员微博的反馈可以看出,网民更倾向于权威性政府信息来源。政务微博是微博新媒体时代政府执政为民的有效工具,是Web 2.0时代政府与公众沟通、交流实现民主的创新平台。新媒体时代,中国政府只有树立政府微博执政的理念,利用微博这一创新平台,提高服务水平和执政能力,根据本部门的业务范围及时有效地公布各种政务信息,切实回应网民的现实诉求,加强突发事件、重点事件第一时间信息公开、舆论引导机制,才能提高新媒体时代政府网络执政能力。

2 加强政府微博的机制化建设和互动性

微机原理论文篇3

中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1009-3044(2008)05-10913-03

1 引言

随着高等职业教育的发展和教学改革的不断深入,如何把握理论够度为原则的高职教育,处理好理论与实践之间的关系,各高职院校都纷纷对原理性课程提出了更高、更新的要求,教学内容上更加注重应用性、实用性和针对性,更进一步突出实践能力的培养,为此就必须针对原有理论课程进行重组整合,对教学内容和教学方法进行相应改革。《微型计算机原理》是计算机专业的基础理论课程之一,它是在原有本科或高职中几门课程的重组整合形成的。

2 《微型计算机原理》课程教学内容及大纲改革制定

2.1 课程教学内容的改革

教学内容的改革必须针对专业的培养目标进行分析,选用合适的教材,精选教学内容,并注重计算机发展的特征及趋势融入到教学中。通过高职教育计算机专业培养目标的分析,《微型计算机原理》课程主要讲解的是计算机内部各功能部件的结构和工作原理,并相应融入指令系统及汇编语言的知识。该课程涵盖了《计算机组成原理》和《汇编语言》两个课程知识内容,将计算机组成原理与微型机结构原理有机结合,全面了解计算机基本原理的基础上,掌握微型机的应用技术。如何在有限的教学时数内,又必须把握理论够用的原则,把基础知识讲清,使学生能够利用基本原理解决后续学习过程中所遇到的新问题,以增加学生的学习兴趣,感到学有所用,是教学内容改革的关键所在。

硬件方面我们以计算机五大部件内容为主线,讲授了运算器、控制器、存储器、输入和输出设备等微型计算机的组成及工作原理;软件方面讲授了计算机指令系统及汇编语言基础,从而使学生能够清楚理解微型计算机的结构和工作流程,为计算机专业学生建立起硬件系统和软件系统有机结合的概念,提高对计算机系统的认识,为后续课程奠定相关计算机理论基础知识。

2.2 教学大纲的制定

在确定好教学内容的基础上,我们就必须制定和完善课程的教学大纲。传统的学科教法中,通常以教学大纲为基准,以教材为基础,以教材的章节顺序为教学进度,这必然会依赖于教材,而又无法加入计算机新技术、新理论科学等知识内容。因此教学大纲必须结合专业的特点、培养方向制定切实可行的教学大纲,不能拘泥于教材。在对课程性质定位中,我们就将《微型计算机原理》定位为专业基础理论课程,服务于整个专业课程体系;在教学内容要求、学时分配上,对各个知识点进行了严格要求,例如“了解”、“掌握”和“理解”,让教师在教学和学生在学习过程中都有指导作用。同时我们对教学大纲的制定没有严格按照教材章节顺序及内容来制定,而是对教材内容进行相关处理,例如我们就将“Intel 80x86微处理器”中8086的引脚信号、工作模式及操作时序等教学内容进行删减,而增加了Intel微处理器各个发展阶段的典型CPU介绍。

3 《微型计算机原理》课程教学方法与手段的改革

3.1 采用启发式教学方法

启发式教学方法是通过教师启发学生积极思考,使学生能主动地掌握知识,引导学生进行学习。为了达到较好的教学效果,我们进行了充分的备课,一方面对《微型计算机原理》课程的地位、作用牢牢把握,吃透教学大纲,另一方面又认真研究教材,弄清微型计算机原理的基本理论。在讲课过程中,我们对整个内容进行整体把握,对每一章的内容都提出相应的问题,从而让学生跟随教师的讲课进行思考,启发学生在将来一章将涉及那些内容。例如,在讲计算机系统概论中,我们就一改过去,直接给学生提出了“什么是计算机”、“什么是电子计算机”、“什么是微型计算机”,有些同学马上会想到计算机就是电脑,但实际上这只是狭义上的一个定义,而广义上应该说“能够计算处理的机器”,这样我们不失时机地提出后续问题,引导学生积极思考。这种教学方法,让学生带着问题去听讲学习,不仅提高了学生的学习兴趣,更重要的是,培养了学生发现问题、分析问题和解决问题的意识和能力。

3.2 突出理论知识的实际应用

作为专业基础理论课,由于《微型计算机原理》课理论性强,重点、难点多,具有很强的抽象性,因此如何改进教学方法,使学生树立起浓厚的学习兴趣,提高课堂教学效果是很大的关键。而理论结合实际,将抽象的理论转化为具体的实际应用,这样既能激发起学生兴趣,又能引导学生进一步去学习专业基础理论。例如,在讲存储系统中,很多教材都会着重存储器的工作原理,而大学本科中也会花很大时间去讲授这些非常抽象的理论知识,我们经过仔细研究教学大纲并结合实际,对教材进行了较大的处理。首先,我们结合当前计算机的所有存储器,理论与实际相结合进行讲解存储器的特点、作用;其次,在对存储器系统的结构分析时,我们引入Windows操作系统中大家比较熟悉的虚拟存储技术及预存取技术,这样自然引导了学生的对理论知识学习的兴趣;最后,在对存储器扩充时,我们自然地提出大家熟悉使用到的内存或显存中由多个存储芯片组成,提出了存储器容量和位宽的扩展,而容量和位宽正是我们选择存储器中的两大重要性能指标。

3.3 讲与练相结合,引入学生讨论环节

在理论教学中,针对一些理解性又需掌握性的知识,采用传统应试教育中的多做多练也是一种好办法,教师通过课程内容的讲解,然后布置适当的练习,在习题中进行分析和讨论。通常教师必须做到选题具有代表性,它既不是难题也不是繁题,而是具有一定的讨论和引申的内容,是在大纲要求学生掌握理解的内容。通过习题的练习和讨论,加强加深学生对基本概念和基本理论的理解,起到举一反三、触类旁通的作用。在讨论环节中,学生可能会提出新的问题,而正是这些新的问题,又可以培养和锻炼学生独立思考的能力。在《微型计算机原理》课程中,我们基本做到每次课都有课内和课外作业,通过讲与练结合学习原理性知识。

3.4 加强实践环节,重视实验实训

为了使学生加深对基础理论的理解,我们加强了实践环节,对实验实训尤其重视。在此,我们精心设计了每一个实验实训项目,编写了相应的实验指导书,通过实验模拟使学生熟悉掌握整个微型计算机系统的软、硬件及其之间的关系。微型计算机从硬件原理组成来分有CPU(由运算器、控制器两者集成)、存储器、输入/输出部分组成,实验中通过运算器芯片、寄存器芯片、半导体存储芯片、输入开关、输出指示灯进行模拟连接,实现对整机认识和理解。而对微型计算机软件,我们通过微机指令与汇编部分实验实训来加深了解。

3.5 多媒体辅助教学及幻灯片的引入

计算机原理具有很强的抽象性和技术性,其教学内容难于通过传统的教学手段实现对计算机直观、形象的描述,因此我们引入了多媒体教学手段,将所有的教学内容制作成幻灯片形式,对比较抽象的工作原理和工作过程以动画的形式表现出来。采用这种教学手段,使得更加直观、形象和易于理解,具有较强的吸引力,提高学生的学习兴趣。为了便于学生的观看和自习,我们将所有课件都发给学生,供课后的学习。

4 《微型计算机原理》课程的教学实践分析

《微型计算机原理》课程在我院从05级计算机应用技术专业整合重组后开设,今年又在06级继续开设。通过两年多的教学实践,在深化教学改革中,我们将教学大纲、教材、多媒体辅助教学及课件、实验指导等提供给学生共享。在严格把好学生考试关的情况下,我们对学生不进行任何试卷的泄漏和复习,要求学生按照教学大纲以及相关资料进行复习,对05、06级学生成绩统计分布如图所示。

对上图看出,06级基本上符合正态分布,成绩分布主要50-79分之间,且在该分数段06级比05级增加了17人,总体成绩06级学生成绩也明显好于05级。而由于我院05级计算机应用(2)班中接近一半学生是属于五年一贯制(共48人,五年一贯制学生共23人),因此假如进行适当修正,从50分-100分段的学生也能正态分布。

5 结束语

综合课程教学实践情况,我们在提高教学水平,完善教学质量同时,课程的建设与发展已经取得了一定的成就,对培养学生在硬件系统和软件系统的实际问题解决能力中起到积极的作用,对培养学生在计算机体系结构思想上提高了认识。但是教学的改革与实践并不能一蹴而就,需要一个不断的深化过程,就如同样的我们统计分析中,同样的教学教法,06级要好于05级。因此教学的改革与实践涉及的方面比较多,科学技术及知识在不断的发展,不光是教学内容、教学方法、教学手段以及教学实践进行发展和改革,而广大的学生和教师也需要自身的发展及改革,这样才能推动整个教学质量和效果的提高。

参考文献:

[1]徐爱萍,刘建英,吴松海.计算机组成原理课程教学改革研究[J].高等建筑教育,2004,(03).

微机原理论文篇4

关键词: 微机原理与接口技术;课程设置;教学改革;实验教学

Key words: microcomputer principle and interface technology;curriculum;teaching reform;experimental teaching

中图分类号:G40文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)23-0210-02

0引言

《微机原理与接口技术》是工科电类专业本科生的重要专业基础课程,也是一门主干和必修课程。但是由于当前计算机技术尤其是单片机及嵌入式技术的飞速发展,传统微机原理课程的地位受到了较大挑战。部分教师和学生将微机原理与接口技术课程与单片机或嵌入式系统等的课程混为一谈,对微机原理课程的地位和作用产生了质疑。本文将结合笔者多年从事微机原理与接口技术课程教学的经验和体会,从多个角度阐述在新时期课程改革背景下本课程所应担负的作用,并详细说明课程内容、实验教学及学时安排等方面的主要思路和具体措施。

1对微机原理与接口技术课程定位的再认识

从目前国内各工科高校的人才培养方案和课程规划来看,微机原理与接口技术课程被看作是电气、电子、自动化等电类专业的一门专业平台课程,其主要任务是使学生从理论和实践的层面掌握现代微型计算机的基本组成、工作原理及典型接口技术,建立微机系统的整体概念,使学生具有运用现代微机技术进行软、硬件开发的初步能力。

为适应计算机技术飞速发展的时代需要,各高校微机原理与接口技术课程的课程设置和教学内容也做了相应调整。主要可以分为以下四种情况:①将长学时(90-100学时)的微机原理与接口技术课程拆分为系列课程,如依次分为短学时的《计算机组成原理》、《汇编语言程序设计》和《接口技术》课程;②先开设一门微机原理课程,主要讲授微机的基本组成、工作原理和汇编语言程序设计,其后再开设一门《单片机接口技术》或《嵌入式系统设计与开发》,主要从开发设计的角度讲授接口技术的应用;③同时开设《微机原理与接口技术》和《单片机原理与接口技术》课程,分别从80x86系统和单片机应用的角度讲授系统的工作原理、程序设计和接口技术;④近几年随着嵌入式系统在各应用领域大放异彩,部分高校有将单片机类或嵌入式系统应用课程取代传统微机原理课程的趋势,个别高校甚至直接取消了传统的微机原理课程。以上的第三种情况中,两门课程中有一些重复的教学内容可以合并;而第四种情况则有些偏颇和激进了。因此,有必要重新思考和明确微机原理与接口技术课程在当前工科电类专业人才培养和课程架构中的作用和定位。

微机原理与接口技术作为一门专业基础课程,笔者认为,开设该课程有三大主要目的:一是使学生系统学习微机系统的基本组成结构和工作原理;二是使学生掌握一门有用的低级语言;三是为微机应用系统(包括单片机应用系统)的设计与开发打下一定基础。与此相对应,该课程的教学内容包括微机基本组成及工作原理、汇编语言程序设计和典型接口技术,主要强调基础性、系统性和整体性;而单片机或嵌入式系统的课程往往是基于某一专用系统,属于专业技术课程范畴,更偏向于应用,所涉及的接口技术方面的内容较多,而课程所涵盖的微机系统的范围比较窄,对微机工作原理涉及较少。两者在微机系统的知识结构中处于不同的层面,互不统属。且前者是后者在知识结构上的基础,后者是前者在应用内容上的进一步延伸。可见,微机原理与接口技术课程与单片机或嵌入式课程并不是谁替代谁的问题,而是应加强联系和互相促进的关系。对于想在微机应用控制方面进一步强化学生知识结构和应用能力的高校,可以在开设微机原理课程后,通过选修课或研究生课程的形式再开设一门单片机或嵌入式系统的课程。

2对微机原理与接口技术课程教学内容编排和学时安排的几点思考

虽然目前各高校对于微机原理与接口技术课程(以下简称本课程)的开设形式不尽相同,但从课程设置的角度来看,本课程均应包括微机原理、汇编语言程序设计和典型接口技术的三大部分内容,这也分别对应着本课程的三个主要教学目的。对于非计算机类专业的本科生,本课程的内容还是应强调实用性,对不影响内容完整性,且相对过时、学生今后工作也基本用不到的知识可以少讲或不讲。

2.1 微机原理部分可以将微机原理部分的内容概括为三部分:①微处理器、微型计算机的发展和微型计算机的应用;②微型计算机的组成和工作原理;③计算机中常用的数据类型和编码,进制转换及补码运算。

其中第一部分主要为了解内容,要求学生了解微处理器、微机及其应用领域的主要发展情况和最新技术进展。其教学目的是扩展学生的知识面,丰富知识结构及拓宽专业视野。

第二部分则要求学员理解8086微处理器内部功能结构和存储器组织等内容,掌握8086微处理器寄存器结构及常用寄存器,理解8086 CPU的工作模式和最小模式下信号引脚的功能、最小模式系统总线周期时序,掌握时钟周期、总线周期、指令周期等基本概念。第二部分是微机原理部分的核心内容,概念多,理解难度大。此部分内容从微处理器的内部组成结构、引脚功能及工作模式出发,其教学目的是使学生深入理解和掌握微处理器内部的工作机制和原理。

第三部分内容要求学生理解计算机中常用的数据类型、计算机中的数和编码的表示方法,掌握符号二进制数的表示、补码运算及判断溢出的规则。此部分内容是微机系统的基础知识部分,也是学生必不可少的专业基础知识。

总的来说,微机原理部分的内容重在理论和基础,强调体系和结构,以理论授课为主,其内容既与计算机文化基础、数字电子技术等课程有联系,又具有自身的深度和广度,是本课程教学难度较大的部分。可以将此部分的理论教学时数安排在14-20学时。

2.2 汇编语言程序设计部分本部分的教学目的就是使学生能掌握一门低级语言――即汇编语言。学生有了这门低级语言的基础,在今后单片机知识的学习和科研工作中都能达到事半功倍的效果。

本部分的内容又分为两部分:即8086 CPU的指令系统和汇编语言程序设计。前者的教学重点在于寻址方式和主要指令的功能、用法和技巧。后者则侧重于汇编语言程序设计的步骤和方法,包括常用伪指令和程序结构的介绍以及子程序设计、中断服务程序设计和模块化程序设计的方法,重在使学生能够理解和掌握汇编语言程序设计的完整过程、主要方法技巧和应用环境。本部分的理论加实验教学不应少于40学时。对于大部分单片机应用系统,8086 CPU的指令系统及其汇编语言程序设计的方法均具有很好的参考作用。对于基于MCS-51内核的微控制器,8086 CPU的指令系统和程序设计方法兼容性很高,可以使开发者节省大部分的学习时间。这一点也正是工科学生学习本课程的一个现实意义,也是部分高校在本科阶段不额外开设单片机类课程的重要原因。由于部分工科院校在开设本课程之前,学生往往已经学习过一门高级语言的编程。因此,这些高校在本课程中分配给汇编语言程序设计部分的理论学时较少(有时甚至在10学时以内),连系统讲解8086指令系统、伪指令和程序设计方法的时间都不够,更遑论讲深讲透了。在笔者的微机原理与接口技术课程教学实践中,发现学生如果没有掌握好汇编语言程序设计部分,其接口技术部分往往也很难学好,对接口部分的实验更是难于动手,其弊端在学生的课外科研或毕业设计中也暴露得非常明显。

2.3 典型接口技术部分接口技术部分是本课程中的应用部分,可以采用精讲多练的形式,以典型接口芯片的原理和使用方法为重点。本部分的理论加实验教学可以安排在约30学时左右。

这里需要把握好一个度,即不要过多地罗列芯片,而应有所选择,要做到少而精,以掌握一个典型接口芯片来带动学会这一类芯片的使用方法,达到“授人以渔”的目的。这样做,一方面能使学生始终保持“新鲜感”和浓厚的学习兴趣,达到提高学习效率和实验效果的目的;另一方面,学习过多的接口芯片也没有必要。笔者认为,接口技术部分的教学目的应侧重于使学生具备微机应用系统的整体概念,熟悉设计简单微机应用系统(含单片机应用系统)的一般步骤、方法和过程。更新的接口芯片或更深更多的内容应该在相关选修课、课外科研或者今后的工作中由学生自行学习。

存储器技术重点在于存储器的连接和扩展,如数字电子技术课程中已涉及到,在本课程中可不讲。微机的总线技术、人机交互设备及接口和微型计算机应用系统等内容,可以根据课程教学的具体要求进行选择,应侧重于相关新技术、微机应用新领域的进展介绍,具体可以专题讲座的形式展开。

3本课程实验教学的设计

《微机原理与接口技术》是一门实践性和应用性都要求较高的课程,实验教学在本课程中居于极为重要的地位。其担负着三个主要作用:一是可以加深和提高对课程内容的理解,为理论教学提供有力的支撑作用;二是能够打牢学生汇编语言程序设计的基础;三是培养学生的创新思维和提高学生的微机综合应用能力。具体可以从以下三方面做好本课程的实验教学。

3.1 加大实验课学时比例,将理论课和实验课穿行、紧密衔接在本课程的理论和实践结合最紧密的汇编语言程序设计、接口技术等章节中加大实验课的学时比例,使实验课与理论课的学时比例达到1:1。同时相对集中实验课的时间以保证每个实验的需要,这样就加强了实验实训环节的时间保证。

3.2 优化实验类型,开展任务驱动型的实验模式为有效提高学生的实际动手能力,在本课程实验教学中应适当加大实验的难度,避免学生在实验中“浅尝辄止”。可将本课程的实验细化为基础型、设计型和综合型三大类,适当降低基础型实验的比例,加大设计型实验的比例,并开设综合型实验。基础型实验着重于教学内容的验证和基本技能的掌握;设计型实验则是学生在充分理解课堂单元内容的基础上,着重考察其对单元内容的掌握程度和独立设计、应用能力;综合型实验鼓励学生主动研究探索,是检验学生在阶段学习中知识掌握的全面程度以及其是否具备灵活运用所学知识进行独立开发和设计的综合能力。在实验教学中要开展任务驱动型的实验模式,即每次实验对学生都是一个明确的任务,要求他们必须完成,每一个实验必须调试通过后由指导教师审核并计入平时实验成绩。每次实验开始前,指导教师明确提出具体的实验要求,不向学生提供实验电路或程序方面的具体指导,由学生自行设计实验方案,独立编写实验程序,并最终完成实验报告。

3.3 实验内容要体现梯度和层次,注重打牢基础,侧重应用,兼顾分级教学精心设计实验内容,实验内容的安排要体现梯度和层次。要循序渐进,先基础、简单、局部,后扩展、复杂和整体。即在实验内容的组织上采用阶段式结构,将实验教学过程分为三个阶段:基础实验阶段、小型设计性实验阶段和综合性实验阶段。实验教学中还要注重打牢基础,侧重应用,兼顾分级教学。基础型、设计型实验均为必做实验,计入平时实验成绩。综合型实验是为领悟力和学习能力出众的学生开设的,是选做实验。如汇编语言程序设计的6个实验中,只有完成了前5个实验的学生才可以选做第6个实验,且实验结果经审核通过后由指导教师给予额外的实验成绩奖励。这样既可以保证大多数学生的正常实验教学进度,又可以兼顾到少数学有余力的学生的学习兴趣,做到因材施教,进一步提升了他们的应用能力和创新思维。一些具体的实验安排可以参见下表。

对于实验课中还是“吃不饱”、钻研劲头足的学生可鼓励其参加课外科研活动,通过参加教研室的科研实践学习微机应用系统设计的全部过程和方法。也可以通过课余时间开放实验室,由学生自己完成一些更复杂的PCI接口实验或难度较大的Windows驱动程序的实验。

4结语

随着计算机技术的飞速发展和课程教学改革的不断深入,微机原理与接口技术课程的传统地位受到了较大挑战,找准其在工科电类专业课程改革背景下的定位非常重要。同时,本着与时俱进的发展原则,应对本课程的传统教学内容、实验教学和学时安排进行改革,使其既能适应新形势的客观需要,又能继续发挥其专业平台课程不可替代的作用,这也是每一个相关任课教师需要深入探索的问题。

参考文献:

[1]王莉.微机原理与接口技术系列课程教学改革的探讨与实践.科技咨询导报,2007,(4):245-246.

微机原理论文篇5

CHENG Hong-bin, SUN Xia, LIANG Wei

(School of Computer Science and Engineering, Changshu Institute of Technology, Changshu 215500, China)

Abstract: Aiming at the problem that the inefficiency in the curriculum teaching of the assembly language and microcomputer principle, by building research-oriented curriculum, we select teaching content , improving teaching methods based on the knowledge system and students interested,, pay attention to the theory with practice, build simulation platform and design the simulation case.Through by strengthening the cultivation of practice ability, stimulate students' interest in learning, in order to improve teaching effect and student's innovation ability, then provide strong practice ability and innovation spirit of computer applied talents for the social culture.

Key words: research-oriented curriculum;Teaching design; case; simulation

《汇编语言与微机原理》课程是计算机专业的专业课程之一,目前普通高校的《汇编语言与微机原理》课程教学现状不容乐观,表现在理论与实际脱节、教学实验效果欠佳等方面。当前的教学现状不利于应用型人才的培养。为了提升课程的教学效果,我们从微机技术的特点和知识建构的基本规律出发,以培养学生的应用开发能力和创新素质为目标,引入研究性课程,精心设计汇编语言与微机原理课程的教学内容、教学方法和实验。

1 课程设计思路

研究性课程是一种校本课程,它是学生研究性学习的基本内容。在汇编语言与微机原理课程教学中,通过在常规课程内容教学过程中渗透研究性学习的内容即研究性课程,并在教学实践中使用Proteus和Keil工具实现微机系统的软、硬件设计,在此基础上,开展课外专题研究性教学。从而实现在培养学生的一般性能力的基础上,加强学生的研究性素质、创新精神、意志品质和性格的培养,提高学生探索问题、解决问题能力[1-2]。

2 教学设计的关键点

构建研究性课程的关键点是:

1)基于物联网工程专业的课程目标和培养研究性素质目标,合理选择规划课程的知识点,构建研究性学习的内容( 即研究性课程) 与非研究性学习的内容( 即常规的课程知识),制定适应普通本科应用型人才培养要求的知识模块。采用互相包容和渗透的教学方法[3] 。

2)构建研究性学习的内容( 即研究性课程) 与非研究性学习的内容( 即常规的课程知识)相结合的教学模式。另外,教学中综合运用类比法、动画演示方法、比喻教学法、讨论教学法,对课程知识点内容进行整理,依据不同知识点的特点设计相应的教学设计。并将课堂教学、自主学习有机地结合起来,设计丰富的教学手段。

3)基于虚拟仿真实验系统Emu8086的汇编语言教学设计、基于proteus的微机原理教学设计。制定合适的基础实验和应用开发实验项目,设计探索性的课外拓展实践项目。

3 教学内容与教学方法

《汇编语言与微机原理》课程是物联网工程专业的专业课程之一,课程内容比较繁杂、抽象,是一门基础性、理论性非常强的课程,也是一门实践性很强的综合性课程。

课程从微机技术的特点和知识建构的基本规律出发,以培养学生的应用开发能力和创新素质为目标,以“学生为主体,教师为主导”为指导思想,通过构建研究性课程,基于课程知识体系和学生兴趣合理选择研究性教学内容,不断改进教学方法、注重理论联系实际,改善实践教学条件和丰富实践教学内容,加强实践能力的培养,激发学生的学习兴趣等改革措施,以期提高课程教学质量和学生的学习效果[4]。

3.1常规教学内容和研究性知识内容

《汇编语言与微机原理》课程原有课程体系下的基本内容主要分为:汇编语言和微机原理两部分:

1)汇编语言部分包括:微机的基本软硬件组成、8086微处理器、8086操作数的寻址方式、汇编语言及程序设计基础、8086指令系统、汇编语言程序结构及设计。

2)微机原理部分包括:存储系统、输入输系统、中断系统、微机总线和接口技术。

通过构建研究性课程,我们将课程知识内容划分为两部分:研究性学习的内容与非研究性学习的内容( 即常规的课程知识)。其中:

1)研究性学习的内容包括:8086指令系统、汇编语言程序结构及设计、输入输系统、中断系统和接口技术。

2)常规的课程知识包括:微机的基本软硬件组成、8086微处理器、8086操作数的寻址方式、8086操作数的寻址方式、汇编语言及程序设计基础、存储系统、微机总线。

另外,基于物联网工程专业应用型人才培养目标,对课程理论性较强的内容适当缩减。基于课程知识内容的选择和划分,为实现实践能力的培养目标,针对研究性学习内容,在教学中以应用实践案例、实践任务开发为任务驱动,结合课程实验和课外实践环节,强化学生的实际软硬件应用编程能力。

在各个研究性学习内容的实施过程中,尽可能的丰富基于知识点的实际案例的仿真演示,让学生通过直观的感性认识学习理解知识点。

3.2 教学方法

首先,教学中将研究性学习的内容( 即研究性课程) 与非研究性学习的内容( 即常规的课程知识)相结合。在课堂教学中引入研究性问题,使得学生在学习基本的常规课程知识基础上,积极主动的深入课程内容,促进学生自主研究问题、探索知识的方法和能力的提高。

其次,针对本课程知识的抽象性和繁杂性,为了降低学生理解知识的难度,需要对课程的难点重点知识模块进行不同的教学方法,比如采用比拟法讲解、讨论法和实例演示等进行深入讲解,从而化解课程内容的枯燥性、复杂性和抽象性。

第三,在课堂教学过程中引入了仿真软件进行教学。比如采用debug、emu8086、Proteus和Keil等软件和仿真工具对课程的原理知识点讲解、演示,对系统软硬件设计进行辅助教学,在教学中坚持理论联系实际,实现“教”、“学”、“做”的有机结合。

第四,引入专题研究性教学,积极开展课外自主学习,设置具有创新性的实践项目,充分发挥学生的主观能动性,学生独立查阅资料、制订方案、分组实施,最后总结整理、交流评价。

3.3 教学案例设计

采用Proteus和Keil软件结合的硬件仿真平台进行微机原理的教学,设计相关知识模块的案例。对于教学知识点,通过案例教学法,引入知识点相关的项目案例、借助仿真实验软件演示微机硬件设计和汇编语言程序的运行结果,调动学生的学习兴趣,提高微机原理的软硬件知识的理解和掌握[5] [6]。在研究性教学中引入的仿真案例如下:

1)微机原理案例项目:开关控制led流水灯、NMI中断实验、数码管实验、点阵屏实验、8255A并行接口实验。

2)汇编语言案例项目:选择分支、字符匹配、统计负数个数、查找A 的地址、密码明文密文转换实验。

3.4 专题研究性案例设计

微机原理论文篇6

针对微机原理与接口技术课程理论教学的改革,最突出的矛盾就是该课程涉及的知识点和内容较多,硬件方面包括数字电路逻辑设计基础、计算机组成与结构以及接口技术等,软件方面包括汇编指令和语言程序设计。通常给定的教学课时偏少,要使非计算机专业的学生系统掌握汇编语言程序设计基本方法和微机硬件接口技术,建立微机系统的整体概念,具有一定的难度,造成学生课堂积极性不高。采用传统的教授方法,根本无法出色地完成教学任务达到满意的教学效果。

首先需要改变以教师讲授为中心的传统的接收式学习模式,利用计算机和多媒体技术等手段,创造一个以学生为中心的开放的,以探索知识发现知识为主要目标的教学环境,激发学生的学习积极性,以利于培养更多创新型人才[2]。其次在内容取舍方面,着重从非计算机专业的特点出发,知识点讲解力求深入浅出,采用浅显、清晰、循序渐进的描述方法,注重系统性、实用性和先进性,便于学生自习,以期提高学生学习的积极性和主动性。在每章的授课中,安排1到2个课时的课堂讨论,讨论主题根据每章的学习内容由学生给出,有助于提高学生自主再学习能力,加深对知识点的巩固。

利用计算机进行辅助教学已然成为大家的共识,为适应现代化的教学手段―多媒体教学手段的需要,可采用“微型计算机系统原理多媒体CAI课件”,该课件中引入多媒体技术,利用声音、图像、文档及动画等手段,使课堂教学更加生动、直观、形象,有利于提高教学效果及效率,激发学生的学习主动性和积极性[2]。

2 实验教学改革方案探索

作为一门实践性和应用性很强的课程,微型计算机原理与接口技术的实验教学环节必不可少。实验教学内容主要包括软件实验和硬件实验,软件实验通过编写程序、上机调试测试并且运行的过程,以期提高学生的编程能力;硬件实验通过给定任务培养学生设计硬件,编制接口程序,以提高学生解决实际问题的综合能力。然而实际情况是大部分实验内容为验证性实验,使得学生无法将所学理论知识和实践内容灵活结合起来,无法让实验教学成为理论教学的延伸,更难以激发学生对实验课程的兴趣和创造性想法。传统的实验教学考核机制采用出勤点名签到和实验报告批改结合的方式,最后可能造成动手能力好的同学成绩不如动手能力差的同学,达不到培养学生理论联系实际能力、综合分析解决问题能力、创新能力以及动手能力的目标[3]。

微机原理论文篇7

1. 本文广泛收集了有关微机保护硬件平台的资料,并查阅了国内各微机保护生产厂家的产品说明书,明确了开展本课题的意义,提出了本文研究的主要内容。

2. 对微机保护硬件平台几个主要方面如CPU、数据采集和通信方式等进行了探讨,针对传统微机保护硬件平台存在的缺点以及为了适应电力系统发展对微机保护的要求,提出了新微机继电保护硬件平台的“通用”模块化设计方案。

…………略,共5点

关键词:微机保护、硬件平台、逻辑运算、开入开出、抗干扰

目     录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论………………………….……………………………..….1

1.1 微机继电保护的发展…………..………………………………1

1.2 本课题研究的意义………………..……………………………2

1.3 本课题所做的工作………………..……………………………3

第二章 微机继电保护硬件平台的设计………………………………4

2.1微机继电保护硬件平台的探讨…………………………………4

2.1.1处理器………………………………….……….…………4

2.1.2数据采集系统……………………….……….……………7

2.1.3通信方式…………………………….……….………..…11

2.2传统硬件平台及存在问题………………………..……………13

2.3采用方案比较………………………………………………..…13

第三章 逻辑运算模块的硬件设计…………….………………….…17

微机原理论文篇8

近年来,实验教学逐渐以“开放共享”的理念作为指导,探索新的教学模式和方法。各大知名高校纷纷加入MOOC平台,大量在线开放课程对学生开放,为学生提供更加优质和丰富的实验教学资源,对于培养学生应用能力,提高学生实践和创新兴趣,具有重要的意义,这种开放共享和新型交互模式吸引了高校师生的广泛热捧。在MOOC平台上开放实验教学,采用视频和实验板结合的形式,使得传统实验课程可以突破场地与时间的限制。同时,在学生中推广实验教学的交流和讨论,使得彼此之间进行有益沟通,能够推动校园内的学习和创新氛围。

一、实验课程MOOC改革

开放的大学不仅仅需要提供高质量的理论课程资源,还需要有丰富的实验教学资源。探讨传统实验教学与MOOC结合的方式,不仅有利于实验教学的发展,也能使理论教学水平得以提高。根据MOOC平台对学生学习行为的跟踪调查情况来看,文科课程学习比较容易,但是对于带有实验实训环节的理工类课程,仅通过线上课程学生很难掌握,学习效果不佳。

由于实验教学需要场地、设备等条件配合,并不像理论教学那样直接在MOOC平台即可,而是需要通过现场教学获得实践经验和技巧,学生通过动手解决问题领会和锻炼个人能力。微机原理与接口技术实验教学的开放共享不能局限于课程视频,更应该促进实验设备和场地的开放共享。

二、混合式的微机原理与接口技术实验教学

微机原理与接口技术的实验教学改革需要解决两方面问题,一是设计易操作的实验平台,选择合适的实验教学内容,尽量突破实验教学的场地限制,方便学生通过在线课程完成实验。二是实验教学应以学生为主,推行学生自主学习、教师适当引导为主的模式。

1.翻转微机原理与接口技术实验教学

为了加强微机原理与接口技术课程中教师对学生的指导力度,有必要推进翻转实验教学。所谓翻转实验教学,就是效仿理论课程的翻转课堂,将“教师讲、学生听”这一模式翻转过来,课堂上由学生自行阐述实验现象和遇到的问题,教师对学生遇到的问题进行解答,并逐一检查实验结果。翻转实验教学将课堂的主导权由教师转移给学生,教师主要工作在于答疑和与学生互动,所有的思考、动手、表达的机会都交给学生,帮助学生实现主动动手和主动求知,促进学生创新能力的提升。

2.混合实验模式

为实现翻转实验教学,学生完成实验需要采用混合模式,即由学生课外自行完成微机原理与接口技术实验内容,课堂上主要是教师与学生或者学生相互之间进行互动式的探索学习。实现翻转教学要求学生能够课外完成基本实验,由于实验教学不同于理论教学,课外完成实验必须有实验设备和实验场地,为此,我们采用自主设计的微机原理与接口技术实验平台,芯片采用STC89C52型,方便学生携带和烧录。另外,学生完成基本实验需借助教学视频,我们以自主设计的实验平台为基础制作教学视频。

采用MOOC理念推动微机原理与接口技术的实验混合教学模式,将教师与学生的角色翻转过来,有助于贯彻微机原理与接口技术的培养目标,也方便教师了解每个学生,实行更加有针对性的教学。比如,对于理解能力差的同学,教师可通过变化接口连接等方式要求学生现场完成,并进行指导观察。除了基本的教学模式和课程结构安排,开课期间学院还同步开放科创实验室等各种24小时学生自管实验场所,确保学生有足够的硬件条件课外完成基本实验。

三结语

结合MOOC改革微机原理与接口技术实验教学,引入混合教学模式,让学生作为实验课主体,能够有效提高学生的学习兴趣。同时,将课堂的提问、讨论、思考、辩证、动手等任务都留给学生自行完成,有助于促进学生沟通能力、思辨能力和动手能力的提高。

参考文献:

[1]孙青,艾明晶,曹庆华.MOOC环境下开放共享的实验教学研究[J].实验室技术与管理,2014,31(8):192.

[2]梁智杰,朱东鸣.MOOC环境下虚拟实验平台的开发与应用研究[J].西南科技大学学报,2015,30(1):80.

微机原理论文篇9

二、微生物世界的“机器人文化”

乍一看,是否有些科幻?其实不然,机器人文化早已在我们社会中占有一席之地。生产车间里的各种机械臂、家居中的扫地机、跳舞机器人,再如开发中的陪宇航员聊天的人形机器人等。它们是人类能力的延伸,是改善生活品质和提高工作效率的助手,另外,还是人们“懒文化”的一种体现。学生可能会问,机器人文化是人类高度文明的智慧结晶,如此微小、如此低等的微生物会有吗?请大家发挥想象力,试问真核微生物与原核微生物有何不同?如何进化而来?真核微生物中有各种的细胞器,如线粒体、叶绿体等,这些细胞器对于真核微生物的生存至关重要,提供着通用能源ATP、各种养分和中间代谢产物等。说到这,可能有人不认同,细胞器不像人体里的各种器官吗,怎么会是微生物创造的“机器人”?让我们回想一下线粒体和叶绿体的诞生,它们是如何成为微生物结构的一部分的。简单而言,就是在距今二三十亿年前的地球上,某些个体较大的原核生物将具有有氧呼吸作用或光合作用的小型微生物细胞吞入体内,通过长期驯化将其功能化为细胞器来提高自身的生存竞争力。这个细胞器的演化发生在遥远的前寒武纪,但至今还可以找到诸多证据,包括细胞器膜结构、核糖体结构和基因等来证明其合理性。说到这,是不是对微生物有了肃然起敬之感,这么简单的生物就懂得将那些关键功能“包工”给“机器人”。如此说来,人类的“懒文化”不是我们独有的,而是来源于“老祖宗”———原始微生物。另外,微生物当中有没有作恶的机器人呢?从某个角度来看,病毒就是如此。病毒从严格意义上讲不能算是一种生命形态,有科学家推测病毒的核心就是从原始生命基因组中剥离的一小段基因所构成的,如果把病毒理解为微生物无意间制造的微生物“机器人”,是不是更形象一些。讨论到这里,有没有产生一种想法:原始微生物可以将小型微生物“机器化”,我们人类可不可以这样做?其实,人们早就开始利用各种微生物降解环境污染物、产生各种能源物质等,但微生物毕竟是生物,它要生存,就要消耗营养,产生代谢物,扩增种群,这些必要的生命活动都大大降低了人们安排给它干“正事”的工作效率。可不可以构建微生物“机器人”,让它只做人们设计好的工作呢?这一想法在前几年由海洋微生物学家CraigVenter提出,不过他说的不是微生物机器人,而是“合成”新生物。但由于牵涉到伦理学的问题,此想法应该还处于凝聚共识的阶段。不知这位科学家的想法如何形成,不过这一研究设想可行性是存在的。原始微生物早就在几十亿年将这一想法付诸实施,且获得了成功,也为之后高等生物的诞生奠定了基础。当然,伦理上的研究讨论有其必要性,我们这里就不再展开讨论了。

三、微生物世界的角色分工

人类关系社会化后,角色分工越发明显,每个人在不同时空中都处于特定角色。每个人清楚地认知和执行特定时空背景下的社会角色,对于社会稳定尤为重要。就如学生在大学中做好学习者的角色,在家里为子女的角色,在社团活动中为组织者、参与者等角色。自然界中的微生物当然也存在着“角色分工”。通常理解,微生物在生态系统中扮演着分解者的角色。学过微生物的学生自然了解微生物中还有扮演生产者的蓝细菌和显微藻类,它们的重要性一点都不亚于陆地上的植被。当然,作为消费者的微生物也同样重要,要知道从原始生命诞生之后的20亿年时间里,微生物在地球生命系统中扮演着所有的角色。如今社会职业角色日趋多样化,新型职业不断涌现,每个人都向社会的其他人提供着某种服务,享受着他人提供的服务,这是人类社会的生存法则。微生物有没有这般细化的分工呢?人类社会提供的各种服务有一个共同的前提就是需求,微生物需要什么呢?各种各样的营养物、稳定安全的生存空间等。这些微生物的需求都有相应的微生物类群提供着,如土壤中的纤维素分解菌提供碳源、固氮菌提供着氮源、产酸菌溶解矿物质释放矿质元素等。这些微生物提供的“服务”,也早已被人类加以利用,例子随处可见。角色特征是不是就只有人类独享了,有的稳重、有的急躁、有的投机、有的无私。万千世界充满着各种可能,微生物身上自然有这些特征的影子。例如,土壤中分解腐殖质的土生性微生物常年种群密度稳定,而土壤中的发酵性微生物种群就“急躁”地大起大落;偏利共生关系中总能找到无私的一方,而混居在一起的微生物中不乏机会主义者“抢食”其他分解菌通过胞外酶分解的有机营养物。讲到这,有没有找到跟自己有点像的微生物呢?

微机原理论文篇10

1 对“波义耳把化学确立为科学”的传统解释

“波义耳把化学确立为科学”,是恩格斯的著名论断之一,语出恩格斯《自然辩证法》第2、3节“自然科学各个部门的循序发展”(〖1〗,p.28) 。奇怪的是,恩格斯在谈到生理学、比较形态学和比较生理学等学科成为科学时,都说明了原因,但是,恩格斯没有对“波义耳把化学确立为科学”作出任何解释。持马克思主义观点研究化学史和化学哲学的学者,经常引用和注释这条经典,其基本观点是:波义耳提出了科学的元素定义,从而“把化学确立为科学” 。

现以在国内颇有影响的化学史书籍《化学发展简史》为例:

在化学领域,十七世纪英国资产阶级早期活动家波义耳(Robert Boyle1627-1691)对一系列新的实践经验,进行了总结,为化学元素作了一个科学的定义,为使化学发展成为真正的科学做出了一项重大的贡献,为人们研究万物的组成指明了方向,因而它是化学发展中的一个转折点。对此恩格斯给予了高度的评价,他曾指出:“波义耳把化学确立为科学”。(〖11〗,p.72)

然而,据对波义耳原著的研究,发现波义耳根本就没有提出过什么“科学的”、“近代的”元素定义(〖5〗,pp.95-98;〖6〗,p.380;〖7〗,p.17;〖8〗,p.76;〖9〗,pp.240-242)。波义耳从根本上怀疑元素的存在;波义耳除了批判元素概念以外,绝不给元素概念在化学研究中留下一点地位。

如果波义耳果真没有提出“科学的元素定义”,那么,恩格斯的论断“波义耳把化学确立为科学”是否就不能成立了呢?我们究竟应该在何种意义上理解“波义耳把化学确立为科学”这一论断呢?

2 对波义耳元素定义的误读

人们常常引用的波义耳关于化学元素的定义,出自波义耳《怀疑的化学家》一书。在研究波义耳关于化学元素的定义之前,我们简要地介绍一下《怀疑的化学家》的主要内容。

波义耳《怀疑的化学家》(The Sceptical Chymist),出版于1661年 ,其实这本书几年前就写好了,并且私下流传着(〖12〗,p.386)。波义耳著述甚丰 ,在今天的人们看来,《怀疑的化学家》是波义耳著作中最著名的一部,但是,在波义耳那个时代,这部书并不比他的其他著作更出名,也不比他的其他著作更重要(〖4〗,p.465;〖7〗,p.19)。这一事实丝毫无损于《怀疑的化学家》对化学发展的意义。

《怀疑的化学家》在机械论哲学的指导下,以实验为基础,试图彻底清除亚里士多德的四元素说(即一切物体皆由土、水、空气和火四种元素组成)和帕拉塞尔苏斯的三要素说(即盐、硫、汞是构成一切事物的要素)。波义耳把四元素说和三要素说视为“难兄难弟”,波义耳决定一剑双雕,彻底斩断它们。他说:“我所要提出的许多东西,都可不分彼此地适用于逍遥学派的四元素说和化学家们的三要素说,尽管我的某些反对意见可能更多地偏重于后列出的三要素说,但这不过是因为化学家们的假说看起来似乎更要比另一个得到了更多的经验支持,因此,着重围绕这一学说进行反驳才是当务之急,尤其还要看到,绝大多数的被用来反驳该学说的论据,只须略作变更,即可被用之于反对亚里士多德学派的学说,并足以强有力地驳倒这个缺乏根据的学说。”(〖2〗,p.29;〖3〗,p.33)

此书以对话体写成,也许波义耳是想效仿伽利略《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》一书的手法。书中的卡尼阿德斯(Carneades),是波义耳的代言人,波义耳借他之口提出自己的疑问,表达自己的观点; 弥修斯(Themistius),是亚里士多德学说或逍遥学派的信徒;菲洛波努斯(Philoponus)是三要素说的代言人;埃留提利乌斯(Eleutherius)是一位中立者;书中还有一个“我”,充当书记员。

在《怀疑的化学家》中,波义耳主要讨论元素的数量及其对物体性质的影响,以及火术分析的机制。

针对四元素说和三要素说,波义耳提出了三个疑问:

第一,那些被逍遥学派和医药化学家、炼金术士认为是元素或要素的东西,真的是原始的、简单的物质吗?

第二,是不是每一种混合物体都包含有全部四种元素或三种要素?

第三,元素或要素的数量,是否真的仅限于亚里士多德学派所说的那四种,或者帕拉塞尔苏斯学派认为的那三种?

这里讨论的核心概念是元素或要素。为了避免“为空洞的词或术语或概念而争吵”,讨论的各方决定在讨论的开始就必须对元素或要素的概念达成一致的理解,“对要素或元素这两个词自始自终应如何理解作出规定”。他们异口同声地欣然同意在辩论时将元素和要素当着等同语加以使用,“都是指那些原始而简单的物体,而结合物则可说成是由它们组成的,并将最终分解成它们。”(〖2〗,p.13;〖3〗,p.19)这是元素的概念在《怀疑的化学家》中第一次出现。

经过了严密的有根有据的讨论,波义耳对上述三个问题给出了否定性的答案。这里我们看看波义耳针对第二个问题所做的部分回答。

“虽然化学家们宣称他们从某些物体中提取了盐,从另一些中得到了汞,又从一些中得到了硫;但他们却从未告诉我们运用其中的何种方法能够从一切种类的矿物中毫无例外地分离出来任何一种要素,无论是盐,还是硫或汞。因此,应该允许我下出这样一个结论,在这些元素中,没有哪种可作为一切物体的某种普适组分,倒是有些元素并不能成为其为这样一种组分。”(〖2〗,p.196;〖3〗,p.212; 〖15〗,p.55)

“我从未发现从金或银(暂时不列上其他金属)中能够分离出我们通常所说的那种土或水,因此,我可以给出以下结论以反驳我的论敌们的论点,这就是,土和水这两者绝非所有的那些被当作是完全结合物的物体所共有的组分。”(〖2〗,p.197;〖3〗,p.213;〖15〗,p.55)”

在波义耳认为他已经摧毁了四元素说或三要素说的时候,他继而开始怀疑元素究竟是否存在的问题。于是,波义耳第二次给元素下了一个定义。这就是人们“频繁地引用而又同样频繁地误解”(〖8〗,p.76)的那个定义。

现在我们来推敲波义耳关于元素的定义。为准确起见,现将原文和中译文一道抄录如下:

And,to prevent mistakes,I must advertise you,that I now mean by elements,as chymists that speak plainest do by their principles,certain primitive and simple,or perfectly unmingled bodies;which not being made of any other bodies,or of one another,are the ingredients of which all those called perfectly mixt bodies are immediately compounded,and into which they are ultimately resolved:now whether there be any one such body to be constantly met with in all ,and each,of those that are said to be elemented bodies,is the thing I now question.(〖2〗,p.187)

而且,为避免误解,我必须事先声明,我现在所谈的元素,如同那些谈吐最为明确的化学家们所谈的要素,是指某些原始的、简单的物体,或者说完全没有混杂的物体,它们由于既不能由其他任何物体混成,也不能由它们自身相互混成,所以它们只能是我们所说的完全结合物的组分,是它们直接复合成完全结合物,而完全结合物最终也将分解成它们:然而,究竟是否存在这样的物体,即它们在所有的物体中总能找得到,而且它们都是所谓元素化的物体,则是我现在要怀疑的事情。(〖3〗,p.202;下划线为本文作者所加,此处译文与中译本略有改动。——刘立注)

仔细分析这段文字,可以发现:

第一,波义耳清楚地定义了“元素”概念。这里波义耳对元素作如是定义:“是指某些原始的、简单的物体,或者说完全没有混杂的物体,它们由于既不能由其他任何物体混成,也不能由它们自身相互混成,所以它们只能是我们所说的完全结合物的组分,是它们直接复合成完全结合物,而完全结合物最终也将分解成它们。”著名化学史家JP帕廷顿(Partington)将元素的定义从上段文字中“剥离”出来,断章取义,以为这个元素定义就是波义耳所要提出的元素定义(〖11〗,pp.77-78;〖3〗,汉译者前言),并且认为这是“把波义耳称为近代化学奠基者”的三个理由之一。(〖11〗,p.74)后来许多学者据此以为波义耳提出了近代的、科学的元素定义。这实在是一种误读。问题主要出在包括帕廷顿在内的许多学者都忽视了波义耳元素定义中的两个重要从句。

第二,波义耳的元素定义并非具有原创性。波义耳用一个从句说,他所谈的元素跟化学家明明白白所讲的要素,其意思是相同的。早在1641年,巴黎皇家学院的克拉夫(E.D.Clave)就给元素下了很好的定义,即元素是“简单的物体,混合体最初由它们组成,并且最终将分解成它们或者可以分解成它们。”(〖5〗,p.85;〖13〗,p.38)其他化学家对元素也做过类似的定义。波义耳的元素定义与前人的定义本质上是一致的,因此我们认为波义耳的元素定义并不是原创的。著名科学史家R.S.Westfall亦指出,波义耳“只是重复了元素的传统定义”。(〖7〗,p.19;〖8〗,p.76)

第三,波义耳的元素定义并非具有近代性。波义耳的元素定义与近代的化学元素定义有着显著的区别,其区别是如此之大,使得我们看不出该定义具有任何现代性:该定义假设,我们在任何物体中都能找到那几个屈指可数的元素,而且任何物体都应该分解成同样数目的元素,因此任何物体都是由同样数目的元素按不同的方式排列而成的。波义耳的元素定义丝毫没有这样的意思,即可能有某种物质(元素本身除外),其组成元素会少于四种(按四元素说的观点)或三种(按三要素说的观点)。显然,这跟近代化学元素定义有着本质的区别 。研究波义耳的权威化学史家Marie Boas Hall在她为《科学家传记辞典》(DSB)撰写的波义耳条目中指出,“波义耳没有提出过近代的元素定义,但是他(特别地、故意地)给他那个时代化学家所理解的元素下了一定清楚的定义。”“波义耳从来就没有接近于提出近代的元素定义。”(〖6〗,p.380)

第四,波义耳从根本上怀疑元素的存在。上述文字中最后一个从句“究竟是否存在这样的物体,即在所有的物体中总能找到它们,而且它们都是所谓的元素化的物体,则是我现在要怀疑的事情”,表明波义耳对元素的存在持怀疑的态度。波义耳在《怀疑的化学家》中有多处表示对元素的存在表示怀疑。如波义耳说:“我就实在看不出有什么理由非要相信存在着这样的一些原始而简单的物体,说大自然正是用这些作为先在的元素才得以复合出一切其他物体。”(〖2〗,p.224;〖3〗,p.238)其实,《怀疑的化学家》这整部书乃是致力于否认元素存在的可能性。(〖7〗,p.19)在波义耳看来,元素是一个“错误的、使人误入歧途的概念”。(〖6〗,p.380)

综上所述,波义耳实际上并没有提出科学的、近代的元素定义,而且波义耳明确否定元素的存在。那种认为波义耳提出了科学的元素定义而“把化学确立为科学”的观点肯定是站不脚的。既然如此,恩格斯的论断“波义耳把化学确立为科学”是不是也站不脚了呢?看来,有必要对这一论断进行再认识。

3 1661年前的化学:炼金术、医药技艺和冶金技艺

“波义耳把化学确立为科学”,这句话本身提示我们,要分析波义耳之前的化学状态,波义耳的化学活动及其产生的影响,才能搞清楚化学经波义耳之手后变成了什么样子。

在近代之初,化学沿着三个主要趋势发展。首先,炼金术研究仍然盛行;其次,化学知识转用于医药;第三,化学同矿业密切结合。炼金术士、冶金家以及医药化学的活动,无疑产生了各种可以作科学解释的结果,但是他们的目标均属实用性质,而不属于科学;他们的实验旨在产生实际利益,而不是促进对化学现象的科学理解。他们的思维受到四元素说或三要素说的支配,即认为这些有限的元素或要素按不同的比例结合,构成世上万物。虽然亚里士多德的四元素说(土、水、气和火)似乎可以为化学提供一个可能的理论基础,但是,亚里士多德的信徒们从来就没有搞出一个亚里士多德化学体系出来。帕拉塞尔苏斯反对亚里士多德的四要素说,提出了三要素说:任何物体都是由盐、硫和汞组成的,它们分别对应于身体、心灵和灵魂。这一物质理论部分可以用来解释化学现象,当作化学理论。迄至17世纪中叶,化学领域中一直是帕拉塞尔苏斯化学占主导地位。

17世纪中叶以前的化学,与其说是自然哲学,倒不如说是实验哲学。试比较力学与化学研究的方式之不同。力学研究者以笔和纸作为工具伏案工作,而化学研究者则是在火炉上架起坩埚和蒸馏器在那里辛勤工作。自然哲学家、绅士派的学者们常常轻蔑地称化学家是“被浓烟薰得漆黑的经验主义者”,说“他们都谈不上是哲学家(虽然他们自己喜欢以此自称),因为他们被他们自己炉子里的烟雾蒙住了双眼,搅昏了心智”(〖3〗p.23)。化学家笃信火是无经不克的分析工具,可以将混合物分解成他们的元素或要素,揭示事物的本质。正如帕那塞尔苏斯的一个信徒告诫他的读者们:“购置煤炭,建造炉台,不厌其烦地注视并用火操作。用这种方法而非其他方法,你们将获得对事物及其性质的认识。”(〖17〗)那些炼金术士和医药化学家、冶金化学家,在某种意义上可以说是一批“用火操作的哲学家”。

这种重视实验的化学研究带来了经验知识的急剧增长,但是,当时的化学由于缺乏合理的理论结构,无法把握零碎散乱的经验知识,也无法为经验研究提供理论指导。

1661年以前,化学远离自然哲学的主流,尚未确立为一门独立的学科。

4 波义耳与机械论哲学、微粒哲学和机械论化学

统治了西方自然哲学达2000年之久的亚里士多德学说,终于在17世纪被一种新的自然哲学所推翻,致使关于自然的研究发生了一场深刻的革命,这就是机械论哲学(mechanical philosophy)。机械论哲学后来成为科学家的“工作假定”,到牛顿的《自然哲学的数学原理》(1687年)发表时,机械论哲学已经在欧洲科学中占统治地位。(〖16〗,p.154)

笛卡尔(Rene Descartes)是十七世纪机械论哲学的主要建筑师。笛卡尔不仅对力学、光学、几何学做出了巨大的贡献,而且对机械论哲学的建立也做出了杰出的贡献。笛卡尔在他的《哲学原理》(Principia philosophiae,1644年)详细阐述了机械论哲学。

笛卡尔认为,自然是由物质构成的一架机器,它的运行跟机器一样,服从力学规律。物质由不连续的微粒组成,这些处于运动的微粒相互碰撞,就产生了自然现象。尽管单个微粒在相互作用中可能会改变其运动状态,或停顿,或加速,或改变方向,但是宇宙中运动的总量却是保持恒定不变的。这是笛卡尔机械论宇宙的基本法则。自然界中任何活动现象都可以用物质和运动来解释,无需引入任何非机械论的动因来解释。

机械论哲学试图把物体的性质和活动,都归结于组成该物体的微粒,它的运动、形状和广延。笛卡尔反对用终极原因或目的论来解释物体的性质和活动,他强烈抨击当时占统治地位的亚里士多德学派或经院学派解释自然现象的方式,他们到处用“实体形式”和“隐秘属性”等词语。笛卡尔宣称,整个宇宙中的任何现象,无一不可用“纯物质的原因——即完全独立于人的心灵和思维的原因”来解释。笛卡尔甚至应用机械论哲学解释了磁现象(〖8〗,pp.36-38)、动物和人体的生理现象以及心理现象(〖16〗,p.157)。

笛卡尔创建机械论哲学,是对17世纪科学改革的一个巨大贡献。但是,需要指出的是,笛卡尔的机械论哲学虽然是机械论哲学中最突出的,但并不是唯一的。在英国,霍布斯(Thomas Hobbes)提出了类似的哲学,不过没有笛卡尔的那么精致;在法国,原子论的主要复兴者伽桑狄(Pierre Gassendi)也提出了相似的观点。各种版本的机械论哲学大同小异,我们求同存异,可以发现他们在以下观点上是一致的:

1 要将“隐秘动因”(如爱、憎、亲和力)从自然界中彻底清除出去,任何自然现象都是物质过程的必然结果。

2 自然界是由物质组成的,物质是中性的,区别在于构成物质的微粒在尺寸、形状、运动等方面存在着差异。

3 自然哲学的纲领,就是要说明所有的自然现象都是微粒之间直接地相互作用而产生的。

机械论哲学犹如一阵清风,感召着那些对研究自然有兴趣的人们。他们相信,惟有从机械论哲学的观点,才能达到对自然的真正理解;相比之下,亚里士多德的自然哲学显得太浅薄,它对自然的解释总是用那些陈词滥调。他们还相信,任何新的发现,都可以从机械论哲学的观点来解释,整个世界都可以囊括在机械论哲学的范围之内。无怪乎,荷兰的惠更斯、英国的波义耳等人都对痴迷于机械论哲学;事实上,十七世纪下半叶欧洲任何一个重要的科学人物,无一不信奉机械论哲学。(〖7〗,p.17)“机械论”(mechanical)对波义耳和他的同时代人来说,是与“亚里士多德主义”和“神秘主义”针锋相对的一个概念;在他们看来,惟有机械论的解释才是理性的解释,这样的解释与力学原理相符合。

在英国,波义耳被同时代的人们称为“机械论哲学的重建者”(Restorer of the mechanical philosophy)(〖4〗,p.414)。孩提时代起,波义耳就熟悉伊壁鸠鲁的原子论;他广泛阅读机械论哲学的代表人物的著作,如培根的《新工具》(1620年)、笛卡尔的《哲学原理》(1644年)。波义耳博采众家,不仅掌握了机械论哲学的要义,而且创建了自己的机械论哲学,即微粒哲学(corpuscular philosophy)。波义耳之所以要用“微粒”这个中性词汇来表达的机械论哲学,是因为,第一,波义耳既拒斥伊壁鸠鲁的原子,又拒斥笛卡尔机械论所说的粒子那复杂的等级结构;第二,波义耳希望,使用“微粒”这个中性词汇来谈论问题,可以为所有的机械论哲学家所接受和信服,不管他们信奉何种物质理论(〖4〗,p.467;〖6〗,p.379)。波义耳在1666年出版的《形式和质料的起源,根据微粒哲学》完整地阐述了他的微粒哲学。该书的出版者指出,波义耳的理论,虽然与伊壁鸠鲁的理论和笛卡尔的理论有类似之处,但是,它实际上是一个崭新的假说,“是作者独有的,是根据日常观察、严密的论证和实验,以及精确且容易操作的化学过程提出来的。”(转引自〖4〗,p.467)Marie Boas指出,此言极是。波义耳在《形式和质料的起源》中提出的微粒哲学,是彻底的机械论,牢固地建立在实验的基础之上,论证周密详尽;波义耳想把《形式和质料的起源》做成微粒哲学的指南(〖4〗,p.467),想一劳永逸地确立地物质内在结构的原理。

波义耳的微粒哲学,可以概括如下:

1 微粒哲学的基础是普遍质料(universal matter),这是一种“广延的、可分的、不可穿透的”物质,物质是运动的,运动乃是上帝赋予的。宇宙是一架自身包含运动的大机器,是一架“巨大的时钟”(〖4〗,p.486)。

2 物性不外乎“物质和运动”。“物质和运动”是所有东西的基本属性(primary qualities),“物体的两个最伟大的、最普遍的原理”(〖4〗,p.468)。这里可以看到微粒哲学与原子论的不同:对经典的原子论来说,运动是感觉、性质变更的原因,而在波义耳的粒子哲学里,运动就是“性质自身的起因”。托马斯S库恩研究指出 ,波义耳一方面大力批判各种“原子论”,一方面发展了这种理论,其最重要的就是加上了“运动”的概念(〖14〗,p.47)。“运动”在波义耳的理论中具有极端重要的意义。

3 物质由大小、形状和运动各异的粒子构成。具有运动禀赋的物质,起初以粒子形态存在;这些粒子具有大小、形状和运动。虽然从理论上将粒子无限可分,但是,由于粒子细微又坚固,实际上是不可分的。这些细微的、坚固的、不可分的粒子,即第一自然质(prima naturalia),是构成物质的基本组分。粒子结合生成原始凝聚体或簇状物(primitive concretions or clusters),虽然它们可以还原为第一自然质,但是,在化学反应过程中表现为不可分解的单位,因而它们是可以检测到的最小粒子,是简单物体的基本化学组分。第一簇状物(primary clusters)之间相互结合,或者与第一自然质结合,即形成微粒(corpuscle),它们是物体的基本物理组分。物体的各种物理性质即是由微粒的大小、形状和运动决定的。

4 任何物体的现象和性质,均取决于微粒及其运动,并可以微粒及其运动来解释。波义耳将物体的性质分为四类(〖4〗,p.470):第一类是第一性(primary qualities),如热、冷;第二类是可感知性(sensible qualities),如味道、气味;第三类是第二性或化学性(secondary or chemical qualities),如流动性、稳固性、挥发性、溶解性;最后一类是隐秘性(occult qualities),如电性、磁性。波义耳认为,任何混合体的本性,都取决于组成该物体的组分,微粒或原始凝聚体;组分之间的大小和形状;更重要的是,给定时刻组分的运动状态。波义耳运用他的微粒哲学,对上述四类性质全都做出了合理的机械论解释(〖4〗,pp.469-484),不给那些隐秘的解释留下任何空间。

试以结合性(cohension)为例,看波义耳运用微粒哲学对物体性质的解释。

“关于物体的组成部分何以联合起来组成该物体的问题,人们曾信心十足地且合情合理地假定,物体中必定存在着某种实体形式,这是物体的组成部分之构成物体所必需的,否则,就不可能成之为物体。我的回答是,那些具有特定形状的组分,它们拼接配置,这样足以解释它们何以结合成物体,而无需借助于实体形式这种东西来解释。”(〖4〗,p.474)

波义耳的微粒哲学主要体现在《形式和质料的起源》一书中,但在《怀疑的化学家》中也不无阐述。我们来看《怀疑的化学家》中的两个命题。波义耳所讲的“命题”,相当于公理,它们是“明晰的命题,对于这些命题,我不作任何保证”。(〖3〗,p.33;〖2〗,p.29)

命题1 在结合物最初形成之时,普遍质料——结合物以及宇宙中其他物体均由它们所构成——实际上是那些被分割成了大小、形状和运动方式各异的细小微粒。此观点似乎并不荒谬。( 〖2〗,pp.30-31;〖3〗, pp.33-34,此处译文与中译本上的译文有所改动。——刘立注)

命题2 在细小微粒中,那些极小且相邻的微粒在各处联结成细小的团状物或簇状物,并且正是通过这些团状物或簇状物之间的结合,形成了大量的第一(primary)凝结物或团状物,它们很难再分解成组成它们的微粒。出现这种情况不是不可能的。(〖2〗,pp30-31;〖3〗,pp.34-35 ,此处译文与中译本上的译文有所改动。——刘立注)

波义耳对第一个命题作了的如下说明:

要证明微粒的存在,有两个途径:一是可以看物体的生长、腐败、滋养和毁灭,二是通过显微镜可以观察到这些微小的粒子;或者看结合物(complex bodies)分解后的生成物;或者采用炼金术士的火术,对结合物进行操作。通过这些途径,“似乎足以表明,结合物的组成部分极其微小,而且具有不同的形状。”(〖3〗,p.34;〖2〗,p.30)。波义耳指出,伊壁鸠鲁(Epicurus)或摩西(Moses)是微粒概念的滥觞。伊壁鸠鲁证明,世界是由原子组成的,原子由于内在的原因在虚空中运动不息;关于摩西,据波义耳讲:

“伟大而明智的万物创造者并不是直接创造出那些植物、兽类、鸟类及其他生物,而是利用原先就存在着的、虽然也是被创造出来的物质造出来的,他将这些物质称为水和土,是他使我们能够设想这些新的凝结物赖以形成的组成粒子,被置于各种各样的运动中,从而使得它们能够联结起来,以种种结合方式和结构,组成它们所要组成的物体。”(〖3〗,p.34;〖2〗,p.30)

波义耳在《怀疑的化学家》中还谈论了微粒的结合方式,如:

“在我看来,物体的各个微小组分只是通过相互接触和依附聚在一起,然而,也有极少数的物体,其微小组分是极为紧密地结合在一起的,应将这种紧密结合归之于何种原因,我们尚不清楚。”(〖3〗,p.92;〖2〗,p.87 )波义耳提出了几种猜测,如甲粒子可能“钻入”乙粒子;或甲粒子与乙粒子发生极为紧密的结合,以致于火,或者其他不无效力的化学分析工具,都不能将它们分开。

波义耳指出,即使元素也是由微粒组成的,而且元素远不止三五个:

“如果我们姑且认为下述假定是合理的,这一假定我就像我当时曾作过的假定一样,是说一种元素是由彼此完全相同的众多的微粒构成的,而这种微粒又是由质料的极其微小的粒子所构成的某种微小的第一凝结物组成的。那么,我们设想第一聚集体的种数可能远远不止三个或五个便绝无荒谬可言。因此,我们便无须假定,在我们所谈论的每一复合物中,都恰好能够找出三种如上所述的原始凝结物。”(〖3〗,p.103 ;〖2〗,p.96)

波义耳在明确抛弃元素概念后写道:

“我实在看不出我们为什么不能设想,造物主只须以各种方式对那些被认作是结合物的物体的微小部分施行改造作用,即可以令这些物体相互造成它们自己,而勿须将质料化作那些所谓的简单物质或均匀物质。”(〖2〗,p.224;〖3〗,p.238)

波义耳相信元素“嬗变”,即一种元素可以变为另一种元素。嬗变被认为是炼金术的思想“残余”,可是波义耳为什么要相信金属嬗变,甚至相信世间任何一种物质,都可是变成任何一种另外的物质?波义耳的观点并不是建立在实验的基础上,而且实验在当时化学家的心目中,还没有重要到超过“哲学”的地步。波义耳的结论,恰恰是由他的微粒哲学提出来的:既然万物由粒子组成,粒子的排列结构当然决定性地构造了万物。从这里我们可以看到波义耳不同于他同时代化学家的地方。一方面,波义耳是他那个时代化学家的一员:相信嬗变,即使没有实验依据也相信这一先验的结论;但他又不是这时代化学家的一员:他对嬗变的建立是建立在他自己的“微粒哲学”之上的。

波义耳的微粒哲学影响很大。牛顿是波义耳的一个坚定的追随者,他仔细认真地攻读波义耳的著作,深受波义耳微粒哲学的影响,并且接受了波义耳的化学思想,当然他后来也发展了波义耳的理论,如关于吸引力的观点(〖4〗,pp.505-520)。牛顿的化学研究和物质理论在《疑问31》 中得到了充分的体现,其主要内容是对物质本性的沉思、揣想和假说,托马斯S库恩对此进行过专门的研究 。牛顿从“微粒说”的观点对化学现象进行解释。17世纪最流行的化学教科书《化学教程》 对化学现象的解释,也采取了微粒哲学的观点。

17世纪的化学家假定,组成物质的微粒,上面带有“钩”、“环”、“孔”,以及类似锁匙锁眼的结构,这些微观结构决定了不同的粒子,亦即不同物质的物理、化学性质。比如酸,被认为是带有针尖的微粒构成的。何以知之?以舌尝任何一种酸,即有一种被刺痛的感觉,正如皮肤被任何尖锐的东西刺痛一样。再如,甲物质能与乙物质发生化学反应,而不能与丙物质发生类似的反应,这是为什么?因为甲物质的微观结构与乙相合,而不与丙相合,一如一把钥匙可以开一把锁而不能开另一把锁一样(〖14〗,pp.41-42)。

波义耳运用机械论哲学(微粒哲学)研究化学,使得17世纪下半叶的化学变成了机械论化学,进入了自然哲学的主流。

5 对“波义耳把化学确立为科学”的新理解

波义耳是这样一个人,一方面,他了解化学家(广义的,包括炼金术士、医药化学家)的工作,并亲自从事化学实验;另一方面,他了解最新的自然哲学即机械论哲学,并创立了微粒哲学。这样的人在17世纪寥寥无几,是波义耳架起了化学和自然哲学之间的桥梁,实现了他为自己确立的目标:“促进化学家和机械论哲学家之间的相互理解”。

TS库恩高度评价波义耳的工作,说:波义耳所做“仅此二端”:“粒子哲学”和“系统地运用实验方法”来发展“哲学”,即我们今天所谓的自然科学。还说,波义耳“并不是一个孤独的‘先驱者’,而是一个极大限度地发展了化学的概念体系,使之与他当时的科学思潮主流相协调一致的人。”(转引自〖14〗,p.47,p.48)

Marie Boas研究指出,波义耳工作的一大创新是,他不仅证明了化学对医药和实用技艺是有用的,而且证明了化学对自然哲学也是有用的;波义耳利用化学来阐述自然哲学,在当时是非常激进的做法;波义耳从机械论哲学的观点解释物体的化学性质,在这方面取得了非凡的成功。波义耳可能是第一个把化学当作自然哲学的一个分支来处理的人(〖4〗,p.493,p.494,p.497)。

Westfall也有类似的观点:波义耳通过将化学机械化,成功地拆除了阻碍化学进入自然哲学领域的壁垒(〖7〗,p.19)。“机械论化学确实取得了一个成就。它把化学引进了自然科学的领域。十七世纪肇始时,化学一般不被看作是自然科学的一个部分。在最坏的情况下,它是玄妙的秘术;在最好的情况下,它是为医药服务的技艺。但是,在史七世纪结束之际,化学家在欧洲科学组织中占有令人尊敬的席位。毫无疑问,机械论化学在这个转变过程中发挥了重要的作用。机械论化学用科学共同体可以接受的术语讲述化学,使化学获得了前所未有的尊敬。”(〖8〗,p.81)

综上所述,波义耳将机械论哲学应用到化学研究,创建了机械论化学,把化学带到了自然哲学的领域,并随着自然哲学向自然科学的转型而成为科学。正是在这个意义上,我们说,“波义耳把化学确立为科学”。

参考文献

1 恩格斯著,于光远等编译,《自然辩证法》,人民出版社,1984年。

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3 罗伯特波义耳著,袁江洋译,《怀疑的科学家》(任定成主编,《科学名著文库》),武汉出版社,1993年。

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5 Marie Boas,Robert Boyle and the Seventeenth Century Chemistry,Cambridge University Press,1958.

6 Marie Boas,Robert Boyle, in C.C.Gillispie ed.,Dictionary of Scientific Biography,vol.2,pp.377-382.

7 R.S.Westfall,Never at Rest:A Biography of Isaac Newton,Cambridge University Press,1980.

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10 R.Mierzecki,The Historical Development of Chemical Concept,Kluwer Academic Publishers,1991.

11 《化学发展简史》编写组 编著,《化学发展简史》,科学出版社,1980年。

12 亚沃尔夫 著,周昌忠等译,《十六、十七世纪科学、技术和哲学史》,商务印书馆,1985年。

13 袁江洋,“探索自然与颂扬上帝——波义耳的自然哲学与自然神学思想”,《自然辩证法通讯》,1991年第6期。

14 吴以义 著,《库恩》,东大图书公司,1996年。

微机原理论文篇11

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2014)25-5917-02

Teaching Reform of Assembly Language and Microcomputer Principle Course Based on Application-oriented Talents Training

CHENG Hong-bin

(School of Computer Science and Engineering, Changshu Institute of Technology, Changshu 215500, China)

Abstract: Aiming at the problem that cousrse teaching was not adapted to the requirements of application-oriented talents training in Assembly Language and Microcomputer Principle,this paper proposed three reform measures:dividing the knowledge level and choosing the teaching contents reasonably, teaching reform based on the Proteus simulation platform, the construction of virtual simulation experiment and development platform. So that,it would be fully stimulate students’s initiative and improve the ability of Microcomputer Principle application development of software and hardware system.

Key words: teaching reform; Proteus;simulation experiment platform

《汇编语言与微机原理》课程是计算机专业的专业课程之一,课程内容比较复杂、抽象,是一门基础性、理论性非常强的课程,也是一门实践性很强的的综合性课程。课程内容是计算机软件技术和硬件技术的结合,还涉及数字逻辑、程序设计、计算机组成原理和操作系统等学科的知识,是单片机技术、嵌入式技术、DSP、计算机控制技术等后续课程学习的基础。该课程的任务是使学生从理论和实践上掌握微机的基本组成、原理、指令系统、汇编语言程序设计方法、接口电路及硬件连接,使学生具有微机系统软硬件开发的能力,并在此基础上了解当今计算机硬件的新技术、新理论和新方法。

《汇编语言与微机原理》课程教学内容多、信息量大、实践性强,学时数却有限,是学生普遍反应的难学课程之一。目前大多数院校的《汇编语言与微机原理 》课程教学现状不容乐观,表现在教材内容与微型计算机硬件的实际严重脱节、实验设备投资不足、实用性较差等方面[1]。

而且传统的教学法―以教师为中心的传统教学模式忽视了学生的认知主体作用,在整个教学过程中,以“教”为主,缺乏互动,难以激发学生的学习热情,教学效果不佳。目前的教学状况不利于具有创新思维能力的应用型人才的培养。为改善这一现状,特提出对《汇编语言与微机原理 》课程教学进行改革。

1 关键问题

按照应用型人才培养目标的要求,课程教学应加强学生自主学习的能力、应用专业知识和实用技术综合解决实际问题的能力以及创新能力的培养。而目前的教学现状存在以下几个关键问题额待改革:

1)教学内容与实际脱节问题,需合理选择规划课程的知识点,制定适应普通本科应用型人才培养要求的知识模块。

2)需要改变传统的教学方法,针对课程知识点的特点差异研究设计灵活多样的教学方法和教学手段,在课堂教学过程中引入了仿真软件进行基于项目的案例教学,在教学中坚持理论联系实际,实现“教”、“学”、“做”的有机结合[2-3]。

3)彻底改革实践教学方法,摆脱硬件实验环境薄弱和设备老化的问题,建立基于Proteus的微机原理实验教学平台。制定合适的基础实验和应用开发实验项目,设计课外拓展的实践项目。并将课堂教学、自主学习有机地结合起来,从而强化实践教学、有效提高学生工程实践应用能力,以培养具有创新精神的微机应用型人才。

2 改革措施

1) 教学内容改革

研究课程的教学大纲与应用型人才培养目标,合理选择规划课程的知识点,制定适应普通本科应用型人才培养要求的知识模块。重点放在经典的基本原理和常用的指令和编程方法上,避免繁琐复杂的微机硬件原理技术细节介绍、注重实践动手能力培养。

对微机知识点进行划分,基础知识模块以经典16位处理器8088为主,主要讲述CPU的基本结构,指令系统及其寻址方式,基本的汇编语言语法和程序设计,中断原理,存储器扩展及基本的可编程接口技术。这些内容不但是微机原理最基本的教学内容,更是学好高档微机技术的重要前提。教学中对硬件的电路原理部分尽量简化,删去硬件芯片中实用性差的内容。另外,适当删减16位CPU的繁杂的指令细节及MS-DOS部分内容, 注重微机汇编语言程序设计中数据结构、逻辑处理和程序结构,略去繁杂的指令在数学计算方面的应用内容[4]。

知识提高模块则全面以Pentium微处理器为代表的32位机上,适当引入常用的32位指令寻址方式和汇编指令。拓展知识模块则介绍目前最新的微机硬件结构及相关接口技术,如现在的酷睿2双核CPU、I3/I5 CPU、SDRAM DDR3技术、嵌入式单片微机技术8051、ARM7/ARM9/ARM11等。尽可能介绍市场上的最新微机技术,从而提高学生的学习兴趣,调动学习积极性。

2) 教学方式改革

汇编语言与微机原理 概念多且抽象,学起来枯燥乏味,理解起来非常困难。在教学中应多采用类比教学法,尽量用通俗易懂的事例对比讲解知识点,以便激发学生的学习兴趣,并加深对内容的理解。其次,借助于flash 动画的形象化演示让学生直观感受指令的动态执行过程,加深对语法的理解。而且可以采用讨论教学法、提问式和研究式等教学方法,组织学生对授课知识点内容进行讨论,在讨论中加深对概念的理解和应用。从而激发学生的学习兴趣和积极性,培养学生自主性学习、创新性学习的习惯,形成“学本位”的教学理念,高了教学效果[5-6]。

另外,在教学中引入Proteus仿真软件、可视化的8086模拟工具emu8086来讲授微机原理和汇编程序设计。对于教学知识点,通过项目教学法,引入知识点相关的项目案例、借助仿真实验软件演示微机硬件设计和汇编语言程序的的运行结果,调动学生的学习兴趣。然后提炼出项目涉及的知识点。通过介绍相关微机硬件原理、使学生带着需求去学习微机知识。再通过分析项目的软件设计和实现、完整的理解软硬件系统开发。最后对知识点点评、总结该知识点的应用特点和方法。另外给学生设计进一步拓展学习的内容,通过课外兴趣小组的方式合作设计开发小项目,以期达到更高的学习目标。

课程知识点讲授结束后适当增加实际微机应用项目的讲授内容。例如温度监测系统、灯光节能控制系统等,介绍一个实用的微机应用系统的需求分析,方案制定,硬件设计,软件开发、系统调试等内容。增加学生的应用实践能力。

3) 构建低成本的、开放式的虚拟实验开发平台

汇编语言与微机原理 是一门实践性很强的课程,必须在课堂教学之外辅以大量的实验,才能让学生真正掌握好知识的应用。 一般的学校实践环节都是以微机实验箱为实验平台,设备成本高,易误操作易损坏,且实验效果不佳。我们采用Proteus和keil构建微机原理虚拟仿真实验平台,只要一台电脑就可以完成微机原理实验,不仅满足基本实验需求,还可以进行应用项目开发,从而大大减少硬件实验箱和元器件的投资,更容易调动和激发学生的课堂和课后的学习兴趣。通过仿真软件进行设计开发,调试成功后再在实验箱实验或实物制作,可提高实物系统开发的成功率。另外可实行以学生为主体、教师指导为辅的课外开放实验教学模式,弥补了实验设备和实验课时不足的缺点,给学生更多实践和锻炼的机会,更好的培养学生创新思维以及软硬件开发的综合能力[7]。

3 结束语

为了改革当前应用型本科高校《汇编语言与微机原理》课程教学存在的问题,该文提出相关的改革措施:合理规划教学内容、基于Proteus仿真技术的理论教学方式改革,构建低成本的、开放式的虚拟实验开发平台以改革实践教学条件和教学环节,以期对《汇编语言与微机原理 》课程的教学改革提供参考。

参考文献:

[1] 张红民.微机原理及应用教材与教学内容改革思考[J].理工高教研究,2009,28(5):105-107.

[2] 王志军,杨延军,王道宪.微机原理实验课程内容的层次化设计[J].实验室研究与探索 2012,31(1):105-107.

[3] 刘民岷.微机原理及接口技术课程教学及实验改革实践[J].实验科学与技术,2013,11(1):64-67.

[4] 雷艳静,古辉,陈琦,陈志杨.微机接口技术课程教学改革与实践[J].计算机教育,2013.10:27-31.

微机原理论文篇12

0.引言

关于微机原理与接口设计这门课程的学习,学生需要以应用的角度出发,在理论和实践的基础上掌握微型计算机的基本组成、汇编语言程序设计、工作原理、接口电路及硬件的连接等方面,同时在一定程度上还需要具备微机应用系软件和硬件开发的能力。由此可见,应用性强、内容丰富、教与学难度大、技术更新快是该课程的特点,加之计算机技术于微型计算机系统的迅速发展,新的微机接口技术也在不断涌现,所以有必要对这门课程进行教学改革和优化,起到教学相长的目的。

1.课堂内容与结构的优化

微机原理与接口技术课程中因为概念多、接口芯片多、专有名词多导致课程内容比较抽象,学生学习起来会有一定的困难。随着高新技术的层出不穷和计算机科学的迅猛发展,微机课程的教学在基础性、前沿性、先进性方面有很高的要求,需要对课程内容中的传统内容和现代内容进行合理的协调。大学专业课程教学与职业技术培训不同,学生的专业基础和分析能力必须是教学中的重点,不能盲目追求与最新技术的讲解。在微机原理与接口技术的教学中需要遵循从熟悉基本原理和概念着手,注意引用计算机中的新技术,及时更新课程内容,保持其先进性和时代性。具体做法如下:

第一,针对课程概念多、内容枯燥的问题,在具体实施课堂内容的组织时,教师可以采取重点讲解Intel的16位微处理器8086,对于其中相对重要的知识点包括部件结构BIU架构、执行部件EU、管脚定义与作用、指令系统、汇编程序设计方法等在内的知识实行详细的讲解。由于在8086CUP讲授上的方法和内容都比较成熟,所以对基本原理和概念的引用相对比较方便,而若是采用将教学内容的讲解全面提升到32位,就会加大学习难度,很容易导致概念和技术成为没有根基的东西,学生也就很难理解微机硬件结构和接口技术发展的过程,从而难以收到好的教学效果。第二,关注计算机的新技术,将一些最新的微机技术适当的补充到教学内容中,借鉴和吸收国外计算机教材中的优秀理念。

2.课堂教学方式优化

2.1合理应用多媒体教学辅助手段

在课堂的传授中合理应用良好的教学方式和手段可以有效提高学生的学习能力和素质。在微机原理与接口的课堂教学中,大部分的内容都只是用文字进行描述和定义,学生对于这种看不见摸不着的知识很容易产生厌烦的心理,学习时大多也只是知其然而不知其所以然。对于这种现象,我们需要摒弃那种照本宣科的授课方式,合理引用多媒体技术进行教学辅助以帮助学生更有效的学习。多媒体教学中包含了文字、图形、声音、动画在内的多种形式,能让抽象知识变得具体化和形象化,对学生的记忆和理解上有很大帮助。例如,在讲授指令系统的寻址方式时,教师可以将不同的寻址方式EU、BIU等部件做成Flash课件的方式。

2.2灵活引入现代仿真技术来加强教学

目前,虚拟仪器和仿真技术已经成为了现代科学研究和技术开发中的一大利器。而将这些仿真技术灵活引入到课堂教学中,同样也能发挥很大的作用,强化了课堂教学中的实际操作能力,提高了课堂教学质量。就EMU8086仿真软件来说,它不仅能模拟真实微处理器中的每一个步骤,显示出存储器、寄存器、变量、标志寄存器、堆栈,而且能虚拟外设,如交通红绿灯、LED、微机显示器等。可以称得上是一款极佳的辅助微机原理教学的仿真软件。

2.3强化网络教学平台的应用

加强网络教学平台的应用可以打破课堂教学时间和空间上的限制,对课堂教学进行延伸。关于这一点,可以实施建立网络教室,而网络教室的建立具备三方面的优势。第一,将课堂教学中的每个课件和多媒体动画传入网络教室中,学生可以通过下载后进行课前预习和课后温习的工作。第二,在网络教室中还可以提供一些国内外课堂的优秀讲课录像和工程项目技术资料等,帮助学生轻松获取国内外相关技术知识。第三,网络教室为教师和学生提供了一个资源共享的平台,利用网上交流、网上提问、网上授课等方式能有效提高师生间的互动和交流。

3.教学实验改革与实践

一直强调微机原理与接口技术是一门实践性很强的课程,所以在实际的教学中需要根据教学内容和进度,合理安排实验教学,让理论和实践实现统一。在实验教学中,对于教学内容要结合实用性和创新性原则来进行合理的选择,让学生在熟悉基础知识和理论的基础上,分析问题和解决问题的能力也得到进一步提高。根据难度和循序渐进的原则,实验内容可以划分为验证性实验、设计性实验、创新性实验三部分。

3.1验证性实验

验证性实验的内容包含基本汇编程序设计、可编程并行接口、中断与定时等。验证性实验包括基础部分和提高部分,验证性实验不仅要求学生按照书中的要求、步骤完成实验的基础部分,还要求学生在有效完成实验基础部分的基础上作出小的改进,达到提高部分的要求。这样一来,学生通过验证性实验的学生能对微机原理和接口芯片的相关工作原理有一个更深层次的认识,既提高了学生学习的积极性,又帮助学生提高了分析问题和解决问题的能力。

3.2设计性实验

设计性实验是对验证性实验的一次深入,有利于培养学生综合运用所学知识的能力。设计性实验的内容包含D/A转换、A/D转换、键盘与显示等方面的硬件和软件设计。在设计性实验中,要求学生运用所学知识对软件编程、软硬件调试、硬件电路设计。

3.3创新设计实验

创新性设计实验是这三种实验内容中难度最大的一个,在进行实验的时候,教师需根据学生的学习能力将学生进行小组的划分,教师提供多方面的实验课题让学生自行选择,并依据每小组的实际情况下达不同的任务,并在实验的过程中,及时解决学生的疑难问题,打开学生创作思维,指导学生有效完成实验。创新性实验不仅让学生深入了解了微机系统的设计开发过程,而且还培养了学生的团结协作能力和创新能力。

【参考文献】

[1]刘敏,滕华.微机原理及应用课程教改浅谈[J].西华师范大学学报,2003(1):40-41.

[2]门洪,曹生现,冯玉昌等.“微机原理与接口技术”教学改革与实践研究[J].科技信息,2007,22.

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