接口實驗課程教學研究

冉玲苓

摘要：本文就教與學的過程中如何激發(fā)學生學習主動性，培養(yǎng)學生實際分析問題、解決綜合問題的能力等方面，在分析了接口實驗教學課程特點的基礎上，從教學方法、教學內容、教學手段和考核方式幾方面提出了教師在教授接口實驗課程過程中采用的一些有效的教學方法。

關鍵詞：接口；程序設計；考核

微處理器原理與接口技術是電子類、機械類等相關專業(yè)一門較重要的技術基礎課，它是一門理論性和實踐性都很強的課程，而與之相配套的實踐環(huán)節(jié)接口實驗課程是對其軟件與硬件的緊密結合。我校與其他高校一樣，接口實驗現(xiàn)已發(fā)展成為一門獨立設課的實驗課程，在教學活動中占據(jù)較大的比重。眾所周知，實驗教學與理論教學相輔相成，實踐過程中會加深鞏固學生對理論知識點的理解和運用，可以激發(fā)學生對理論課學習的興趣，提高學生對接口應用設計和開發(fā)能力。同時，學生實驗實踐能力與創(chuàng)新精神是理工科院校培養(yǎng)人才的重點，因此在重視理論教學的同時應加強對實驗教學的重視，這樣更加有利于將知識型教育和能力型培養(yǎng)相結合，為培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的人才打基礎。

一、注重實驗教學方法，以提高學生創(chuàng)新能力

教學方法直接影響學生的學習效果，而實驗教學重在學生的實踐操作，鍛煉學生的動手能力，同時增強學生對理論知識的理解。而對于接口實驗課程來說，目的是提高學生的編程能力和軟件硬件調試能力。在實驗教學中一直有一個問題需要討論，實驗原理講解過程中針對實驗內容涉及到的理論課相關知識是否需要在實驗課上進行講解和介紹，又如何準確把握講解的深度和廣度。比如，兩個小時的實驗課程，理論知識介紹多少時間合適？講解到什么難度？是不是應該因材施教？通過對多年的實驗教學經(jīng)驗進行總結，在實驗課程的講解環(huán)節(jié)中對實驗原理進行介紹性講解基礎上，需要依據(jù)學生的具體情況斟酌對原理性知識進行進一步闡述，實驗課程是對理論課程的實踐驗證環(huán)節(jié)，如果對理論知識不熟悉，實驗課程也不會起到有效的作用。一個班級中，學生對理論知識的掌握程度一定不同，為了能讓學生能在實驗課環(huán)節(jié)中都獲得良好的實驗效果，教師對原理介紹要深入淺出，要選擇性地強調與實驗內容相關的重點，讓學生容易掌握。

在知其原理的基礎上，接口實驗更重要的內容是程序設計。而對于大多數(shù)學生來學，編寫程序往往是最困難的。編寫程序要求學生熟悉程序語言，編程思路清晰，并且對實際程序要解決的實際問題分析其實現(xiàn)方法，這需要解決整體問題的能力。從總體上分析要解決的問題，從細節(jié)上講解具體的編程語句使用，由淺入深逐步提高學生的編程能力。興趣是最好的老師，在實驗初期應重視教師示范作用。教師可以在具體的教學環(huán)節(jié)中選擇性地為學生進行教學示范。比如學生第一次使用的軟件環(huán)境，在學生自主學習的基礎上，示范的過程中強調易錯處和常見錯誤，讓學生產(chǎn)生深刻印象。在首次使用仿真環(huán)境時，可以對實驗內容從設計編程到調試運行對學生進行全過程示范，使學生在整體上對接口實驗課程有所把握，為其能夠自己獨立完成實驗內容增強信心。為了能夠獲得更好的教學效果，我們充分運用了現(xiàn)代教學手段，比如音像設備、多媒體設備等。教師在示范過程中可以對學生使用的計算機進行屏幕廣播，學生可以清晰地觀看到教師的每一步現(xiàn)場演示的操作，這種講解方式實時而準確。

在注重學生自主分析問題進行程序設計的同時，學生也可以參與到演示教學中。每一位學生可以和教師一樣以屏幕廣播的形式為同學們展示自己的設計，尤其是程序設計部分，所有的學生可以同時參與程序討論，共同分享獨到的設計或是共同討論如何避免常見錯誤的發(fā)生，這樣可以更好地提高學生的學習效率。這種互動環(huán)節(jié)的引入，可以增強師生間和學生之間的交流與討論，改變以教師為中心的傳統(tǒng)教學模式，建立以學生為主體的實驗教學模式。

二、建立合理的實驗教學內容結構

實驗內容安排要合理。實驗內容可以分為基礎性實驗和自主設計綜合實驗兩個部分。高校開設的實驗課程現(xiàn)多以這兩個層次為主，只是每類實驗安排的比例有所不同。一般實驗課程有多個實驗內容來構成，我們多會采取實驗內容由簡到繁的安排，內容設置按照難度進行階段性設置。通過一兩次的實驗內容讓學生掌握基礎的編程，這樣可以增加基礎知識的掌握并加強基本軟硬件操作技能的鍛煉，使之能夠熟練地對實驗進行調試和運行。逐步增加實驗難度，循序漸進地設立一些綜合題目，將理論課上接觸的芯片內容綜合靈活運用，并用以解決一些實際生活中的內容。學生可以對題目進行自主設計，從硬件選擇，實驗連線設計，進行程序流程圖制作到源程序的編寫等一系列設計。學生在自主設計過程中一定會遇到很多問題，教師可以對典型的共性問題進行集中講解，及時糾正設計中出現(xiàn)的錯誤。學生在編寫程序、調試、觀察實驗現(xiàn)象、分析實驗結果的過程中可以不斷進步，發(fā)現(xiàn)問題的同時提高自己解決問題的能力。目前接口實驗課程仍然以匯編語言指令為核心，圍繞8253芯片、8255芯片、8253芯片、8259、8279等芯片實現(xiàn)信息的輸入、輸出、定時、中斷、計數(shù)、顯示等操作，讓學生掌握匯編語言程序設計的調試方法，掌握接口芯片及其外圍電路的連接。

基礎性實驗為學生必做實驗內容，而綜合題目需要學生自主進行選擇。通常我們會設置10～20個題目供學生進行選擇，每個獨立的題目提出的要求都能夠解決一些具體問題。但是題目與題目之間在硬件選擇使用上也存在著一些共性，這樣的設計題目可以在鍛煉學生獨立處理問題的同時，也為學生提供共同探討和研究共性問題的空間。對于這些類別的實驗，重點考察學生分析和解決問題的能力。

三、建立多元考核評價體系

為了能夠讓學生在有限的時間內更好地完成實驗，并能充分發(fā)揮學生的學習潛能，我們實行了教學時間、教學內容和實驗元器件開放式管理。為了能夠更好地反應不同層次的學生的實驗能力，合理客觀地對其實驗成績進行評價，我們需要在傳統(tǒng)的實驗考勤、實驗結果和實驗報告為考核依據(jù)的基礎上，更加注重實驗過程的管理與考核。實驗內容的不同也要求教師要采用不同的方式和標準進行考核。例如一些驗證性實驗，實驗結果固定且唯一，這樣單純從實驗結果以及實驗報告無法真實地反映學生的實驗能力，需要教師在實驗過程中增加考核環(huán)節(jié)。首先針對基礎性實驗內容，盡量將實驗內容設置為兩個以上，這樣可以分階段對學生的實驗進度進行考核，比如對某個實驗內容環(huán)節(jié)，我們采用名額激勵制度。若一組實驗40人，設定10個名額，前十名學生獲得實驗結果的學生，對學生進行提問，考核內容涵蓋所使用相關芯片原理，實驗流程和源程序的具體語句，能夠準確回答問題的學生給予加分。提問環(huán)節(jié)可以提高學生的主觀能動性，激發(fā)學習動力，同時避免了學生照抄照搬的現(xiàn)象。學生多會為了加分名額加快做實驗的速度，但是很容易出現(xiàn)抄襲他人程序的現(xiàn)象，提問可以讓同學們在做實驗的同時，主動去研究每個步驟和過程，具體到每一條語句，在與教師對答的過程中，讓學生對知識點的掌握，更好地讓教師檢測了解學生實驗掌握程度進行把握。

實驗報告環(huán)節(jié)中，對于基礎性實驗內容來說，實驗報告更多局限于對實驗結果的觀察和記錄，以及相關程序的編寫整理。而對于綜合題目來說，由于學生選做不同的題目，因而需要依據(jù)自己的實驗內容來形成相關內容的實驗報告。針對綜合題目來說，它本身是一個開放的題目，學生從實驗流程設計，硬件選擇到軟件編程獨立完成，學生需要在報告中撰寫實驗題目的設計方案、實驗操作過程、程序設計、數(shù)據(jù)分析以及結論。并且通過學生講解、演示、結合教師提問和學生作答等步驟考核。為了能夠更好地反映學生的學習能力，在學生自主設計實驗并完成對其硬件接口和程序設計后，安排課堂討論環(huán)節(jié)，可以由學生對其設計進行講解，由學生對其進行點評和討論，讓學生們更好地投入到實驗課的教與學中。

最后采取期末實驗考核采用現(xiàn)場實驗操作的方式進行。實驗考核題目由教師在已完成實驗中選擇，學生現(xiàn)場隨機抽取，按要求在規(guī)定時間內獨立完成，教師主要側重考核學生的硬件連線、編程、軟硬件調試及結果分析等方面。這樣有效避免了學生之間照搬照抄現(xiàn)象的出現(xiàn)，同時為日后的畢業(yè)設計打下了良好的基礎。

四、結束語

我們針對接口實驗教學方法、實驗內容層次安排和實驗考核評價方式等多方面問題進行了探索教學。通過實際教學的應用，獲得了較好的教學效果，學生的學習主動性有所提高，同時也提高了學生分析問題、解決綜合問題的實踐創(chuàng)新能力。在接口實驗教學中要充分突出學生的主體地位，教師在教學過程中不斷總結經(jīng)驗，在實驗教學改革中進一步探索提高學生自主創(chuàng)新能力的教學模式，更好地為社會培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。

編輯/岳 鳳