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1、微机原理课程设计的改革与实践 摘 要：本文以天津高校电气与自动化工程学院开设的微机原理课程设计为例，将GPS（全球定位系统）、LCD（液晶显示系统）、LED（发光二极管）等紧密结合学科前沿和工程实际的技术引入课程设计，构建了多种新的微机接口综合设计系统；不断更新和优化课程设计内容，开发高水平的综合设计项目，增设综合设计扩展选题；创新教学方法和手段，注意引导，激发学生的创建激情和对学问的渴望；将创新性与工程规范纳入考核体系，改革考核和成果评定方法，注意课程设计过程考核，取得了较好的实践效果。 关键词：微机原理；课程设计；教学方法；考核体系 课程设计是一种课程形式，也是一种教学方法1，其基本教学目
2、的是加深学生对课程基础理论和基本学问的理解与驾驭，培育学生综合运用基础理论和技能分析与解决实际问题的实践实力以及勇于探究的创新精神。微型计算机原理与接口技术是计算机硬件基础的重要组成部分，是高等学校许多专业都开设的一门基础性课程，也是一门应用性、实践性很强的课程。由于其开设量大，受益面广，国内高校都加强了该课程的建设，深化课程改革。一方面，缩短了课堂授课学时，加大试验学时，特殊是加大课程设计学时；另一方面，加大课程设计的改革力度，不断更新设计内容，改革教学方法和考核方法，突出学生的自主性、主动性，激发学生的创新意识，注意学生设计实力的培育和工程实力的训练2。 天津高校电气与自动化工程学院开设的
3、微机原理课程设计，基于多个围绕微机原理课程设计的天津高校教改课题的实践成果，结合学科前沿和工程实际，创新微机原理课程设计平台，不断优化和更新设计内容。结合学生特点和爱好，注意引导、激发学生的创建激情和对学问的渴望，创新教学方法和手段。并且将创新性与工程规范纳入考核体系，改革考核和成果评定方法，引导学生从注意结果转变到注意过程，从注意成果转变到注意成效。 一、创新微机原理课程设计平台与内容 1.微机接口试验系统综合设计项目开发 基于“通用微机接口试验系统”，利用试验系统的外扩展接口，开发利用各种外扩展板，构建多种新的微机接口综合设计系统。主要包括以下几个方面： （1）开发了GPS（全球定位系统）
4、导航系统扩展试验板3，并与“通用微机接口试验系统”系统连接，以及与液晶显示系统或LED键盘限制试验板互联，构成全新的综合设计试验系统。设计并开设基于导航系统试验扩展板的综合设计性试验，与学科前沿相结合，增加了设计深度与广度，丰富了试验教学内容。 （2）实现了“通用微机接口试验系统”与LCD（液晶显示系统）连接4。新的试验系统可完成主要内容包括各种字符与图形的编程与显示、薄膜按键开关试验等。试验系统还可与电机等执行元件相连，通过编程在液晶显示器上显示输入输出及限制和执行信息等综合设计性试验内容。 （3）实现了“通用微机接口试验系统”与LED（发光二极管）键盘限制试验板的连接5。该试验系统通过82
5、79芯片等的应用完成了综合设计性试验题目的开发，主要包括总线限制以及对限制对象进行显示、管理和操作，使课程设计内容更符合电气与自动化专业对限制技术的要求。 （4）学生自主进行创新设计。试验室供应红外收发、温湿度或压力传感器等试验扩展板及相关技术资料，在课程设计中学生利用试验室的各种设备与“通用微机接口试验系统”相结合，自定课题进行创新设计与实践。 2.微机接口试验系统综合设计性试验应用 拓展设计内容，更新设计项目，做好设计试验之间的科学连接，使学生在课堂上更多地接触前沿技术，为他们将来接触工程实际奠定良好的基础。留意将本课程所学学问与“电子技术”、“自动限制原理”、“检测技术”和“机器人学”等
6、相关课程内容融会贯穿，提高学生综合运用和工程应用实力。 （1）课程设计内容的设立。依据微机原理课程设计的要求，不断进行试验系统选题的设计与开发，细心设计课程设计内容，注意先进性和开放性，并与学科的前沿技术相结合，在课程设计的综合性、设计性环节赐予学生更多的选择。设计课题包括基础性选题和扩展性选题两部分。 基础性选题主要包括：自定义字符显示编程，汉字字符显示编程，图形显示编程，特效显示编程，总线限制LED显示试验，微机接口、键盘、LED综合试验，GPS通讯试验，GPS编程试验，GPS手持机试验，各种外扩展板设计试验。这些设计内容与微机接口技术紧密相关，并具有肯定的深度与广度，同学们通过硬件连接、
7、软件设计，软硬件调试完成集采集、显示、存储等功能于一体的设计内容。 同时，我们还给出了多个综合设计性扩展选题。此类选题没有固定的要求，只是给出一些提示，学生可以依据自己的设想进行硬件选择、软件设计，达到自己的设计目标。极大地发挥了学生的主观能动性和创新性。 （2）课程设计教程的编写。微机原理课程设计综合设计性选题的主要学问点依托微机原理接口技术并结合与之相关的学科前沿。为此，依据课程设计要求，编写了相关的设计教程，供应参考文献与网站，使学生在试验前对相关的扩展学问有个初步了解。依据历届学生的详细状况，老师不断总牢固践教学阅历，逐步完善指导书的编写，使之更适应于学生的实践与创新。在指导书编写中按
8、学问点模块化编写，设计试验内容从易到难编排，每个设计试验都给出了预习要求和达到目标。对于创新性设计试验我们给出一部分选题，同时激励同学们结合系统，将扩展板进行多种组合，自己设计课题，进行实践创新。 二、探究新的实践教学方法和手段 1.加强引导与激励，激发学生的创建激情和对学问的渴望 在微机原理课程设计教学实践中，首先了解不同学生的特点和学习爱好，在此基础上有针对性地指导学生选题及团队组合。在设计过程中，激励学生独立思索，通过网络、图书馆、资料室等各种渠道进行信息检索和资料查询。老师在指导试验时，从实践应用的角度动身去引导学生的设计方法和技术路途，注意培育学生发觉问题、思索问题及解决问题的方法和
9、思路以及创新意识。 老师在课堂上注意学生课程设计过程，激励学生以敏捷多样的方式和不同的角度完成自己的选题，激发学生的创建激情和对学问的渴望，促使学生从“要我学、要我做”转变为“我要学、我要做”。 2.改革课程设计考核和成果评定方法 在课程设计的考核中将创新性与工程规范纳入考核体系。指导老师从出勤次数、软硬件设计、上机调试、预习（第一次试验时检查流程图、源程序）与总结报告、创新性等方面对学生进行综合考评。在课程设计的考核与评定过程中细化了预习、设计、创新、试验报告完成各个步骤的考核标准。课程设计过程中为每位同学建立考核表格，其中题目1是基础性选题，题目2是自选的综合设计性扩展选题。根据考核指标体
10、系，在课程设计过程中同步给出各环节考核成果，做到公允公正，激励学生更好地完成课程设计内容，更多地进行创新性设计。 三、教学效果 2022年以来，我们不断创新微机原理课程设计硬件平台，不断扩展和更新设计内容，边实践、边改革。目前已在电气与自动化工程学院自动化专业和电气自动化专业6届学生（平均每届学生12个班、380人）中进行了教学实践，取得了良好的教学成果。 微机原理课程设计教学过程中，学生付出了很大努力，他们要自学相关学问，查阅资料，进行试验设计、流程设计，搭建硬件平台；并通过软件设计、软硬件调试，完成整个设计，写出设计说明书和总结报告。大部分学生对扩展性选题具有极大爱好，有学生选用导航扩展板
11、试验系统，通过自学相关学问，实现了GPS地理信息的采集、显示、存储，取得了满足的效果；还有学生偏重理论探讨，例如08级的同学在80X86平台上完成了FFT（快速傅里叶变换）的汇编实现，具有较强的理论价值，能在本科阶段做出这样的课程设计成果，得到了师生的广泛好评。 参考文献： 1 曾开富，王孙愚. “工程创新人才”培育模式的大胆探究J. 高等工程教化探讨，2022（5）：20-31. 2 刘艳莉，孙雨耕，葛宝臻等. 符合工程专业人才培育模式试验教学体系的构建J. 中国高校教学，2022（4）：75-77. 3 金文，陈曦等. “微机原理与接口技术”综合设计性试验的探讨与探究GPS导航试验板的开发与应用J. 试验技术与管理，2022（10）：151-152. 4 金文，陈曦，张惠群. 液晶显示模块用于“微机接口技术”试验的教学探讨J. 试验探讨与探究，2022（9）：60-61. 5 陈曦，金文，张惠群. 微机接口试验板的开发与应用J. 电气电子教学学报，2022（4）：117-120. 第7页 共7页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页
