緒論:寫作既是個人情感的抒發,也是對學術真理的探索,歡迎閱讀由發表云整理的11篇計算機接口技術論文范文,希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。
中圖分類號:G642 文獻標識碼:B
文章編號:1672-5913 (2007) 20-0077-04
1引言
目前,我國計算機專業的教學模式主要還是從基礎理論到專業理論,實踐環節較少,這就導致了學生厭學,眼高手低,本科畢業連基本的編程技能都不具備,從而,在就業市場上一敗涂地。這些效果又使在校學生更加沮喪,進一步影響其學習的積極性。中國要發展IT產業,必須改革計算機專業的教學模式。
印度是一個貧窮落后的發展中國家,軟件業的成就卻舉世矚目。印度的軟件人才主要是通過職業教育而不是高等教育來培養的,從而大大降低了培養成本和使用成本,縮短了培養周期。其教學不是按從基礎理論到專業理論,再到實習的路徑,而是把順序顛倒過來,先從做開始,在做的過程中,學生如遇到問題,再以此問題為基點去學習專業理論。學員一入學,便要做項目,培訓中心把所承接的大項目分解成一個個小項目,然后要求每個學員完成一個小項目,讓學員在完成項目的過程中學習。培訓中心的學員最后一年都在公司實習,積累工作經驗,同時也給企業提供深入了解雇員的機會。
我們借鑒印度發展軟件業的成功經驗,結合多年從事計算機監控的項目經驗和從事教學的心得體會,提出一種“趣味實用程序的演示+知識點+趣味實用程序的模仿+綜合訓練+學術論文”的教學模式[1],引導學生充滿興趣地鉆研技術,最后逐漸成為計算機監控方面的專家,并熟練掌握計算機專業的基礎理論與編程語言。
2計算機監控技術的特點與主要技術
計算機監控系統是以監測控制計算機為主體,加上檢測裝置、執行機構與被監測控制的對象共同構成的整體。在這個系統中,計算機直接參與被監控對象的檢測、監督和控制。檢測主要是通過傳感器和相應的輸入模塊來取得被監控對象的狀態數據,監督主要是對狀態數據進行分析后給操作員提供手動操作的參考,控制則是手動或按照一定的策略自動地對被監控對象執行相應的操作。
傳統的檢測與控制所使用的模塊一般采用RS-232接口,因為該接口簡單可靠。隨著網絡技術的發展,采用網絡接口RJ-45的模塊逐漸增多。監控用的計算機一般稱為主控機(或上位機),各種檢測與控制模塊或嵌入式系統一般稱為受控機(或下位機)。主控機軟件一般采用高級語言(如Visual Basic 6.0,簡稱VB)進行開發;受控機軟件沒有軟件界面,僅實現相關的邏輯功能,一般采用C語言、匯編語言等進行開發,通過調試后,再下載到受控機系統中。主控機通過RS-232/RJ-45接口與受控機通信,進行數據的查詢與命令的發送。各種控制策略、設備的狀態等的保存,都需要使用數據庫技術。因而,實現一個計算機監控系統,需要綜合使用諸多計算機的基礎理論與編程語言:計算機接口技術、計算機網絡、數據庫系統、VB與C語言等,利用計算機監控技術作為計算機專業實踐訓練的主線,具有很高的操作性和極大的意義。
3仿真軟件的設計
學習計算機監控技術,需要購買相應的硬件模塊,從而在一定程度上制約了該技術的推廣。本文提出了一個基于RS-232的仿真模塊的可視化模型,在此基礎之上設計了可視化的仿真數字I/O模塊,模擬量輸入模塊,并設計了對應的通信協議。主控軟件與仿真模塊之間的通信通過虛擬串口實現,從而,達到在計算機房零成本搭建計算機監控系統平臺的效果。
RS-232/RJ-45協議轉換器可以用于實現計算機監控系統的遠程處理,也可以用于將普通的輸入模塊轉換為仿真的網絡傳感器。
3.1仿真模塊的可視化模型
基于RS-232接口的仿真模塊的可視化模型如圖1所示。模塊表示區用來模擬實際的模塊,對于數字量輸入模塊(Digital Input Module,DIM),輸入開關根據設定的時間隨機閉合/打開,并通過圖形表示;對于數字量輸出模塊(Digital Output Module,DOM),用有源電路回路表示輸出開關的狀態,例如,開關閉合,播放鈴聲或燈亮等;對于模擬量輸入模塊(Analog Input Module,AIM),用圖形表示檢測回路,并在檢測點旁邊顯示溫度的原始數據。每個模塊都設置數據接收和發送指示燈,顯示數據收發的狀態。
功能按鈕區為系統設置按鈕和關閉程序按鈕。系統設置主要完成串行通信的端口號、波特率、校驗碼、結尾碼、模塊地址等的設置,對于DIM模塊,還需要設置隨機切換輸入開關所需要的時間段。
協議描述區顯示本仿真模塊適用的通信協議,包括協議的格式及其具體的含義。
數據接收區顯示接收到的主控程序發送的原始數據包,以字節形式顯示;數據響應區則發送對應的響應數據包,也是以字節形式。
利用此可視化模型設計的軟件界面,使用方便,動態效果好,仿真模塊的開關狀態、溫度數據、數據收發狀態以及傳輸的數據均一目了然。與實物模塊相比,不需要物理連線,也不需要信號發生器與萬用表來產生信號和測量狀態與數據,對于通信協議,也不需翻閱手冊。
3.2通信協議的設計
相同類型(或廠家)的模塊一般采用相同的前導字符,EOT是一個特殊的ASCII字符(0x04),常被用做控制字符,這里的仿真模塊全部采用EOT作為前導字符。
計算機所連接的I/O模塊比較多,CPU為了與連接的設備相互溝通,必須給設備設置一個編號,從而使CPU可以通過每個設備獨一無二的編號與不同的設備進行溝通,這個設備編號就是地址,用ADD表示,地址占用一個字節。
功能碼主要包括讀功能碼(用RD表示)和寫功能碼(用WD表示)。RD用字符“R”(0x52)表示,WD用字符“W”(0x57)表示。
BCC為數據塊校驗碼,一般有Xor、Add、CRC、CheckSum幾種。Xor與Add分別是異或與累加和,占一個字節的長度;CRC與CheckSum分別是循環冗余校驗碼與TCP/IP協議簇中所使用的累加求補校驗碼,分別占兩個字節。這里的仿真模塊提供4種數據塊校驗方式,根據程序設置進行選擇。
不少模塊以回車CR(0x0d)作為結尾標志EM(End Message),而TCP/IP協議簇(如HTTP,POP3等)較多地采用CRLF(0x0d0a)作為結尾標志,這里的仿真模塊也提供這兩種結尾標志,根據程序設置進行選擇。
協議舉例。讀取仿真模塊狀態的命令協議如圖2所示,其中,ADD的范圍為1至255,可由程序進行設置,這樣,一臺主控設備可以連接多達255個虛擬模塊。BCC和EM的種類也可以根據需要由程序進行設置。
3.3RS-232/RJ-45協議轉換器
該協議轉換器的主要功能是用軟件轉換器來替代硬件轉換器,實現串口數據與網口數據的直接轉發,不涉及到協議的變換。串口只要進行常規的設置,與所連接設備的串口參數一致。由于主控機與嵌入式模塊之間一般采用串口進行連接,另外,數據采集模塊也大部分采用串口,因而,通過該協議轉換器,可以將此類串口設備連接到Internet,進行遠程處理。AIM模塊與該協議轉換器配合,可以轉換為一個開關量輸入的網絡傳感器。
3.4虛擬串口的使用
除了跟內置的Modem通信,一般地,進行串行通信的調試都需要RS-232連接線。參考文獻[2]提供了虛擬串口驅動程序,模擬實際的RS-232接口,可以在沒有物理RS-232接口和電纜的情況下,進行串行通信的調試,并且,還可以模擬硬件引腳信號的變化。
4教學模式的具體實現
重視教材建設和教學方法的研究,在教學過程中重視由實踐而激發學生對相關理論的興趣,再用提高了的理論水平來指導新的實驗和實踐活動。傳統的教學模式在實踐環節上的缺乏與不足也與今天社會人才市場急功近利的需求遠遠不能相適應。長期以來,我們培養的學生存在著“什么都學過,卻什么都不會”的尷尬局面,專業教育和教材與市場需求嚴重脫節。事實上,學生就業難并不是就業市場不需要人才,其根源還是教學的現狀所致[3]。
本文采用“趣味實用程序的演示+知識點+趣味實用程序的模仿+綜合訓練+學術論文”的教學模式,在講解新的課程的時候,首先演示程序,例如,用主控程序對仿真數字I/O模塊進行監控,讓學生觀察輸入開關量的變化,可以導致輸出開關量的變化,并可以看到指示燈的亮與滅,聽到電鈴的響與停,通過實物激發學生的興趣,為學生樹立一個目標:要實現該系統,需要掌握哪些技術?從而引出本課程中涉及的主要相關技術。
4.1C語言和匯編語言的應用
C語言是許多高校為計算機專業學生設置的第一門計算機程序設計語言。學習一門語言,不是學習其語法,而是要學習利用該語言去解決問題的方法,從而培養相關的能力。通信是計算機監控系統的關鍵技術,為了確保數據傳輸的可靠性,制訂了通信協議,引入了校驗碼與結尾碼,如果收到的數據,其頭字節、校驗碼或結尾碼錯誤,一般不進一步處理,而是直接丟棄該數據。
可以利用C語言設計異或校驗碼的生成程序,即對給定的一批字節,計算其異或校驗碼;對于含異或校驗碼的一批字節,編寫子程序檢查是否正確。同理,可以編寫其它校驗碼處理程序。在此基礎之上,進一步講解在一個C語言項目中集成子程序的方法。如果學生掌握了這些方法,就基本掌握了用C語言開發受控機軟件的80%以上的技術。
匯編語言是符號化了的面向機器的語言,比較枯燥。可以用匯編語言來生成校驗碼與檢查數據是否正確,通過調試,讓學生明確各個寄存器的作用。在字節處理方面,可以用0表示開關打開,1表示開關閉合,在置位和復位某位時,不能影響其它位的值。
4.2計算機接口技術的應用
在計算機接口中講解“串行通信技術”時,首先演示一個“支持來電顯示的多賬號撥號器”,可以讓學生一鍵撥號──201卡與IP卡及所撥打的長途電話,只要一鍵即可完成,還支持來電顯示。通過演示,激發學生的學習興趣,讓學習成為其需要;然后,講解知識點,讓學生模仿軟件的開發。
可以通過匯編語言設置串口參數,對串口進行初始化,然后,發送字節數據,控制仿真模塊的輸出開關,通過聲光效果觀察程序運行的結果,這比觀察單純的數據變化要形象直觀,對學生更有吸引力。
4.3計算機網絡的應用
在C語言、匯編語言,以及計算機接口技術中都涉及到字節數據流,這就是協議及主控機與受控機之間的約定。通過串行通信協議,可以自然過渡到TCP/IP協議,加深學生對協議的理解。
在網絡編程方面,可以演示一個充當客戶機的POP3密碼攻擊程序,讓學生在增強信息安全意識的同時,學習基于Socket的客戶機與服務器程序的設計。3.3節中的協議轉換器,就是通過客戶機/服務器編程,實現網絡數據與串行通信數據的無縫轉換。這個協議轉換器雖然功能簡單,代碼簡單,但是,作用非常大,可以用來對計算機監控系統進行遠程調試與維護。
4.4VB與數據庫的應用
有了仿真模塊,就可以采用VB開發主控程序。VB是一門快速語言,采用VB編程,學生可以很快入門,有利于增強學生學習編程的自信心。VB可以很方便地設計各種表單界面,通過MSComm32控件和Winsock控件,實現串行通信和網絡通信,從而與受控機或模塊建立通信,完成查詢和控制功能。VB也可以很方便地調用數據庫,用數據庫來存儲控制策略、通信協議及設備的狀態數據、報警記錄等,對數據庫進行各種操作。通過主控程序的開發,可以提高對計算機接口技術、計算機網絡技術與數據庫的感性認識,從而加深理論方面的理解。
5結束語
計算機監控系統廣泛應用于眾多領域。本文提出了“趣味實用程序的演示+知識點+趣味實用程序的模仿+綜合訓練+學術論文”的教學模式,通過程序演示,提高學生的學習興趣,為學生樹立一個學習目標,然后,講解知識點,讓學生模仿相應的程序,再進行綜合訓練。同樣是學習相同的課程,但是我們在其中融入了計算機監控技術,設計了仿真模塊,可以在計算機房零成本搭建計算機監控系統平臺,通過我們的教學,學生畢業后,可以直接作為項目負責人或技術骨干參加計算機監控系統項目的開發。進行深入學習后,學生也可以發表計算機監控方面的學術論文。
目前,我校已經開設了“計算機監控技術與系統開發”課程,實踐表明,該課程的開設,將計算機專業的若干專業平臺課有機地融合到一起,對提高學生的學習興趣,加強技能的培養,加深對理論的理解,提高就業率具有重要意義。
參考文獻
[1] 馬玉春. 計算機監控技術與系統開發[M]. 北京:清華大學出版社,2007.
[2] Virtual Serial Port[EB/OL]. /products /vspdxp/,2007-7.
[3] 周蘇,王文. 軟件工程實驗教學的設計與創新[J]. 計算機教育,2006,(10).
作者簡介
馬玉春(1969-),男(漢族),江蘇南京人,博士,東北大學秦皇島分校計算機工程系教學主任。
E-mail:
聯系方式:東北大學秦皇島分校計算機工程系,郵編066004
關鍵詞:CC2005;硬件與結構;課程群
中圖分類號:G642
文獻標識碼:B
1引 言
目前,隨著網絡化和信息化的發展,計算機軟件領域的課程,尤其是網絡和網絡應用類課程,越來越得到各個高校的重視,國內很多高校的計算機專業逐漸轉變為“軟件工程”和“計算機科學”方向,過分強調軟件與應用,而缺乏計算機體系結構、計算機組成與結構等硬件方向的培養。但是,從就業市場反饋的信息看,計算機軟件人才已經供大于求,而熟悉硬件開發應用或軟硬件結合的人才則供不應求。市場的需求驅使我們深思,如何構建符合市場需求、有一定市場競爭優勢的計算機人才培養模式。在CC2001和CC2005計算機本科教學參考計劃的啟迪下,在目前我校開展的教學內容課程體系改革實踐中,結合2005年在武漢大學召開的“全國計算機學院院長和系主任會議”和華中科技大學召開的“計算機硬件與實驗教學研討會”以及2006年1月在哈爾濱工業大學召開的“首屆全國計算機教育論壇”會議的有關精神,我們嘗試性地提出了基于CC2005的計算機專業“平臺+模塊”課程教學體系,并進行了課程群改革與建設,本文僅探討該課程教學體系中“硬件與結構”課程群。
2課程群的組織
根據CC2005和CC2001的體系結構,計算機硬件與結構方向知識點包括的核心內容包括:數字邏輯、數據在機器中的表示、匯編級機器組織、存儲組織與結構、人機交互、機器功能結構、多處理機技術等,而高性能系統、網絡與分布式系統結構是選修內容。這些知識在CC2005中定義為:
AR1. Digital logic and digital systems [core]
AR2. Machine level representation of data [core]
AR3. Assembly level machine organization [core]
AR4. Memory system organization and architecture [core]
AR5. Interfacing and communication [core]
AR6. Functional organization [core]
AR7. Multiprocessing and alternative architectures [core]
AR8. Performance enhancements [elective]
AR9. Architecture for networks and distributed systems [elective]
在目前國內的普通高校本科“計算機科學與技術”專業中,上述這些“計算機硬件與結構”方向的核心和普通知識點一般體現在以下幾門課程中:“數字邏輯(數字電子技術)”、“計算機組成原理”、“微機原理”、“微機接口技術”、“匯編語言”、“計算機系統結構”。在實際教學過程中,各門課程相互之間內容銜接較多,重復之處也比較多,各個學校一般是按照自己的教學大綱和計劃對各門課程的內容進行劃定,往往缺乏系統性和科學性。這些課程中普遍存在的一個問題是學生學習沒有興趣,教師上課缺乏激情的情況。很多高校在學生對教師的評價中,講授此類課程的教師往往得分比較低。究其原因,是現有的課程和教材內容陳舊,遠遠落后于現代計算機硬件技術的發展;課程組織缺乏系統性,某些知識點在多門課程中反復出現;而某些知識點缺乏前導,造成斷層。
對此,我們提出了以專業需求為基礎的“平臺+模塊”人才培養模式,以CC2005的五個知識層次中的核心內容構建學科平臺,以不同的專業需求方向構建專業模塊。下面重點討論CC2005構架下的計算機學科“硬件與結構”課程群。此課程群包括:計算機組成原理、硬件知識和系統結構方面的課程,核心課程為“計算機組成原理與結構”、 “匯編語言與微機接口技術”,選修課程為“計算機系統結構”、“單片計算機應用技術”、“分布式系統結構”、“嵌入式系統”、“VLSI設計”等課程。從“平臺+模塊”整體培養模式考慮,將“數字邏輯(數字電子技術)”歸入“數字技術與模擬技術”課程群。
2.1核心課程
在新的“硬件與結構”課程群中,根據CC2005精神,將“微機原理”、“匯編語言”、“微機接口技術”、“計算機組成原理”四門課程系統地整合為“計算機組成原理與結構”、“匯編語言與微機接口技術”兩門課程作為課程群內核心課程。新舊課程體系的邏輯關系如圖1所示。
圖1 新舊課程設置對應關系
“計算機組成原理與結構”課程重點介紹單處理器計算機的組成原理與結構體系,包括數據在機器中的表示、總線系統、設備接口、存儲器組織與結構、指令系統、中央處理器(含運算器與控制器)、流水與并行處理等內容。其中重點是數據在機器中的表示、總線系統、存儲器組織與結構、中央處理器等內容。
“匯編語言與微機接口技術”將匯編語言程序設計和微機接口技術融為一體。根據CC2005精神,本課程中先介紹微型計算機原理、匯編語言,在此基礎上講授匯編程序設計技術、微機接口技術(包括典型接口如并行、串行、定時、DMA、中斷、A/D及D/A)以及新型的USB和IEEE1394接口技術。
2.2選修課程
根據CC2005精神,“硬件與結構”課程群還應該包括“計算機系統結構”、“單片計算機應用技術”、“網絡與分布式系統”、“嵌入式系統”、“VLSI設計”等選修課程,整個課程群概貌如圖2所示。在本課程群建設中,首先對于各門選修課程的內容與組織進行系統地規劃,注意先導和后續,同時避免重復和脫節現象。在課程的教學中,采用靈活的教學方法和教學形式,包括小組討論、專題報告、大作業、專業論文等形式,注重學生學習的主體作用,重點培養學生的創新性與自主學習能力。
2.3一體化的實驗與課程設計改革
在“硬件與結構”課程群建設中,強調的是“實踐教學”的重要性。在本課程群建設中,不是以單一的課程為單位設計實驗,而是按照整個課程群來設計一體化的實驗環境與實驗內容,將匯編語言方向、微機接口方向、組成原理方向的實驗有機地結合在一起,創建良好的實驗環境,靈活運用實驗室、開放式實驗室、實習基地等多種手段,盡量多地為學生創造條件,同時通過實驗課程、開放實驗、大作業、課程設計、競賽等多種手段和形式培養學生的研究能力與團隊精神。
圖2 “計算機硬件與結構”課程群概貌
3進一步的思考
課程群設置與專業培養計劃的關系
課程群在構造和設置的時候,需要與整個專業人才培養計劃相適應,構建基于CC2005“平臺+模塊”的教學模式為課程群的教學改革奠定了基礎,在新的課程群設置中,以學科方向和模塊為核心,凝聚課程群的設置,同時將其與專業培養計劃相適應。在設置課程群的時候,打破“系、專業”的限制,使不同專業的教師根據學科課程方向凝聚一起。
不同課程群之間的銜接關系
在“計算機硬件與結構”課程群建設的過程中,另外一個重要的問題是各個課程群之間的銜接關系。正是因為課程群的設置和建設關系到整個專業的培養計劃,“計算機硬件與結構”的課程群在設置的時候,將計算機硬件方向另外一個專業基礎課程“數字邏輯”(或“數字電子技術”)劃入另外一個課程群“模擬與數字電子技術課程群”。因此不同的課程群在建設的時候,也需要注意課程群與課程群之間的銜接關系,考慮整個學科系統的有序、協調發展。
課程群內核心課程與選修課程之間的關系
“計算機硬件與結構”課程群在建設的時候,還必須注意內部核心課程“計算機組成原理與結構”、“匯編語言與微機接口技術”與其他選修課程群之間的內容銜接和側重點,既要保證核心課程的課時與內容,也同時需要根據學科方向的發展,及時開設反映最新技術成果的選修課程,這樣才可以培養符合社會需求的人才。
課程群內容的更新
如何根據計算機學科發展以及信息科技發展情況,及時、動態地調整課程群內核心課程、選修課程的設置,甚至每一門課程具體內容的設置,將是課程群建設的一個重要內容。
Research and Practice on Microcomputer Principle and Interface Technology in Independent College
Yu Guiling
【Abstract】Operating system course of computer science major is not only a main course of this specialty,but also it’s one of the important contents in Machinery and electronics,Numerical Control,electromechanical and so on. The course is an integrated curriculum, content is complex, involving a wide range of. It’s theoretical, practical, many concepts and algorithms are rather abstract, for beginners is not easy to understand. In this paper Independent College students' characteristics, on the basis of application type talents training target, combined with their own teaching practice, the teaching of the course a useful exploration and research.
【Key words】independent college;Microcomputer Principle and Interface Technology;application talent;teaching research and practice
隨著IT技術的飛速發展,互聯網技術日益成熟,微處理器的大量發展將計算機技術滲透嵌入到了各種儀表和控制系統中,特別是嵌入式技術的廣泛應用,智能化、物聯網技術的出現更是融合了傳感技術、通信技術、計算機技術及微電子技術、控制技術等,使得《微機原理與接口技術》課程的地位越來越重要。《微機原理與接口技術》課程本身就是一門綜合性課程,內容繁雜、知識點多,涉及面廣;其理論性、實踐性、應用性都較強,且軟硬件相結合,對培養學生在微型計算機基本構成與外界聯系(廣義輸入/輸出)的應用方面,建立微機系統的整機概念,具備微機系統軟硬件開發和應用的基本能力,提高分析問題、解決問題的思維能力和實際動手能力、工程設計能力、創新能力等,都具有極其重要的意義。因此越來越多的專業,如計算機應用、自控類、機電類、電子類、通信類等專業都將此課程列為必修的專業課或專業基礎課。該課程的先修課程有《電力與電子學》《數字電路與邏輯設計》《匯編語言程序設計》《計算機組成原理》《操作系統原理》等,并為《單片機原理及應用》《EDA技術》《嵌入式系統及應用》《計算機控制技術》《DSP器件原理及應用》《可編程器件原理及應用》《多媒體技術》等不同專業的后續課程打好基礎。
盡管本門課程如此重要,但是對于三本院校學生來說學好它實屬不易。首先,學生自身特點:基礎知識薄弱,自學能力欠缺;其次,高校中普遍存在“重軟輕硬” 的現象產生的影響,只注重軟件程序設計,針對硬件的設計開發很少;第三,針對三本院校應用型人才的培養目標,硬件課程學時也在不斷壓縮,造成學生對硬件課程的學習沒有熱情,動手能力差,出現只會讀書不會動手的局面。
基于上述原因,有必要在應用型人才的培養方案下對本課程的理論教學和實驗教學改革進行探索和實踐。
1 教學中存在的問題
《微機原理與接口技術》是計算機技術的硬件課程之一,通過該課程的學習使學生從理論和實踐上掌握微型計算機的工作原理和基本組成,熟悉微機的匯編指令體系及匯編程序設計方法,以及常用接口技術及其軟硬件設計方法,建立微機系統的整體概念,達到初步具有微機應用系統的軟硬件設計、開發能力。
本課程呈現的特點:內容繁雜,缺乏系統性,更新速度快,軟硬件相結合;這就要求我們要不斷調整理論教學和實踐方案,以適應新形勢的需要,促進學生學習,培養出合格的應用型人才。本課程的講授與學習的過程中存在以下的問題:
(1)教學方法方面:“灌輸式”的教學方法,以課堂講授為主,將學生置于被動接收知識的地位,忽略了學生主體地位的作用,對啟發式、討論式和研究式的教學方法采用得比較少。這樣的教學模式不利于學生創新能力的培養,學生缺少自己動手分析、設計具體系統接口實例的過程,導致他們只顧記憶知識點,忽略了對問題實質的理解和掌握,忽略了對各部分知識內容之間關系的把握。
(2)教學內容方面:本課程內容繁雜理論性強,看似缺少系統性,但又跟其他課程緊密相關,涉及到許多硬件技術和軟件實現技術,如計算機組成原理中的存儲器部分、總線I/O接口部分、中斷技術等,匯編語言的編程等,這些技術又往往交織在一起,是在原有基礎上再深入,這就要求處理好微機原理與接口技術課程和計算機組成原理、匯編語言程序設計、操作系統原理等課程之間的關系。
(3)實踐環節方面:大多數高校采用的是集成性實驗箱,對芯片功能進行驗證性實驗,即實驗箱提供一個集成環境,通過軟件將實驗箱上的芯片與PC機通訊,芯片接口及線路都是固定好的并封閉在實驗箱內;實驗中用到的全部數據結構、電路連線和代碼都有提供,學生真正自己動手設計的實驗很少,課程設計環節幾乎沒有,缺少課程學習小論文,學生參與研究性學習的機會少,不利于創新能力的培養。
(4)學生方面:學生本身基礎知識薄弱,學習主動性不強,計算機組成原理等前繼課程基礎不牢,加上集成性實驗箱的提供、電路連線和代碼的提供一定程度上助長了學生的惰性,影響了學生的創新能力和創新欲望。
(5)社會需求方面:高等院校尤其國家計算機專業一級學科過分強調了培養軟件大師,忽視了教給學生扎實的基礎知識,以及硬件開發能力的培養,以至于現在不論企業、社會還是學生本人多數只希望學習技術前沿的東西,即便是軟件編程也忽視了像匯編語言這樣的底層語言的學習。這實際上也是個體的當前利益和產業發展的長遠利益之間的矛盾。
2 理論課程改革的具體實施
微機原理與接口技術課程的主要內容包括微處理器基本概念、工作原理和硬件結構;匯編語言指令系統和程序設計方法與技巧;中斷系統、定時器/計數器和串行通訊的工作原理和應用;微機系統擴展、人機交互、A/D和D/A等接口技術,以及微機應用系統設計實例。理論課程改革首先從優化教學內容,改變教學方法入手。
2.1 優化教學內容,改變教學方法:由于微機原理與接口技術課程知識點多理論性強,所以在授課時,結合學生比較熟悉的身邊實例來進行講解,把原理知識與實際應用相結合,形成了新的教學方法:
(1)案例教學法:課程內容所涉及的基礎知識結合生活中的實例進行講解。采用實例教學,可以把我們身邊常見到的家用電器、智能交通、公共汽車報站系統、門鈴等常見設備展示給學生,通過比較實用又不太復雜的產品作為實例講解設計過程,把相對繁雜的課程內容變得相對有趣,從而啟發學生學習的欲望,認識到只要掌握相關的軟硬件知識,自己也能開發出實用的電子產品。例如,對于8086/8088系統原理采用原理性案例教學;對于8253、8255A等芯片接口采用樣例學習法的設計性案例教學;對于芯片的實際應用,采用結合性案例教學,如十字路通燈的設計、出租計價器的設計等。通過這種方式增強了學生的動手能力,充分調動了學生學習的積極性,將學生置于主要地位,提高學生自我學習的能力。
(2)互動式教學:培養學生的參與意識、動手能力和思維能力,并激發學生的學習興趣,是一種良好的教學方式。例如,“存儲器的連接”中的擴展方式在計算機組成原理課程中已經詳細講過,本課程中增加了總線連接、地址分配的問題。在講授這部分時,重新做了調整:首先回顧關于該內容的一些主要問題如擴展的方法有哪些,如何進行擴展、總線如何連接等.讓學生在上課前利用業余時間,帶著問題認真看書,然后回答;在開始上課時,先抽查學生答題情況,再讓學生提問;解答問題后,進行總結,引出存儲器內部地址如何分配、與CPU管腳如何連線。這樣學生是整個教學的主體,學習主動性強,課堂效率高。
(3)類比法教學:采用比喻的方法將抽象的、難以理解的知識點變得具體、易懂。如在講解存儲器及尋址方式時,首先說明指令操作要先尋找操作對象的操作數,為提高CPU的運行速度,CPU中設有寄存器可暫存數據,而大量數據主要存在存儲器中。若操作數在寄存器中可直接找到,就是直接尋址;若操作數在存儲器中不能直接找到,可通過寄存器中的有關信息找到,即寄存器間接尋址。我們可用去宿舍找學生作比喻,若知道學生的具體房間號,可以直接去找(直接尋址),不知道可以去宿舍值班室詢問,得知學生房間號后再找到學生,這就類似于寄存器的間接尋址。
又如中斷的引入解決了高速CPU與低速外設信息的交換問題,CPU由被動變為主動,采用分時操作,從而大大提高了效率。如何使學生理解中斷的執行過程,我們可用優秀售貨員或以教學講課中學生有問題舉手提問作比喻,教師允許學生提問并解答,即為響應中斷和執行教學中斷服務的程序過程。
(4)直觀教學法和啟發式教學法:課程中有很多難懂的知識點,講解時間較長。如果按照常規思路一步一步講解,學生很難長時間緊跟教師思路,勢必影響效果。若適當采用直觀教學法,利用圖片、動畫等進行直觀教學,就可以縮短學生學習時間,便于理解知識點;若適當采用啟發式教學法,就可以很好地調動學生的學習積極性。例如對于寄存器、存儲單元內容,由于微機內部芯片的高度集成化的結果,看不見、摸不著,傳統的教學方式效果不理想,我們可利用多媒體進行輔助教學,將抽象、復雜的內容采用直觀、形象的多媒體課件進行演示,化抽象為具體、化難為易,以利于學生理解和掌握,提高學生學習的興趣。
教材中各種圖比較多,如原理圖、時序圖以及流程圖等,采用傳統的教學方式,既費時又不規范;運用多媒體課件輔助教學,可很快直觀地展示給學生,對重點內容可用不同的顏色標注,需強調的內容可用閃爍方式顯示,FLASH動畫顯示漸變的過程進行啟發式教學,使學生緊跟老師的思路,既省去了大量的板書時間,又以整齊、美觀和可重現等方式展現課程內容,提高了教學效率。實踐證明,采用現代化的教學手段,可以把原本枯燥的硬件課程講解得生動易懂,加深學生對理論知識的理解,達到事半功倍的效果。
(5)項目教學法:將原有傳統學科體系中的知識進行整合,并轉化為若干個典型項目,教師作為指導者把相對獨立的項目交給學生,學生作為主體直接參與項目實踐過程,包括信息的收集、方案的設計、項目實施及最終評價等。項目教學法不再把教師掌握的現成知識技能傳遞給學生作為追求的目標,而是在教師的指導下,學生去尋找得到這個結果的途徑,最終得到這個結果,并進行展示和自我評價。項目教學通常安排在課堂、作業、實驗三個環節之后,以學生動手操作、完成項目為目標,分為項目選題、項目設計、項目實施、項目總結等環節。學習的重點在學習過程而非學習結束,通過這種方式學生在學習的過程中鍛煉各種能力,把學習課程時的被動聽課轉化為主動探索課程內容,不僅使學生掌握了課程知識,而且鍛煉了學生的實際工程應用能力,加強了綜合運用所學知識解決實際問題的能力,同時也調動了自我學習的積極性、主動性和創造性。
2.2 注重知識的連貫性:加強書本知識與新知識的聯系,加強理論知識與應用的聯系;加強本課程與其他課程相關知識的聯系。
(1)對教材中學生不易理解的內容,換成學生熟悉的知識,不僅可以鞏固學生所學的知識,而且有益于學生對新知識的學習和理解。如在講解匯編語言編程時,與C語言編程相結合,與C語言描述對比講解,先講解程序框架,再將用C語言編寫的程序用匯編語言實現,學生更易理解和接受。
(2)注意課程之間知識點的聯系,通過舉一反三,使學生對知識掌握得更牢固,并能靈活應用。如對于存儲器擴展、地址分配、中斷及其實現等知識點,都是在原有基礎上擴展和加深,既對學過知識溫故知新,又有新的擴展和提高,為后續課程做好鋪墊。
2.3 在有限的課堂教學中突出重點,增大信息容量:根據教育部有關精神,結合學分制的特點,近幾年來,經過幾次調整,本課程的課堂教學時數進行了壓縮,并將匯編語言課程撤銷,融入到本課程中。對于前繼后續課程需要做到理清相關課程之間的關系,與相關課程的教師溝通,劃分好各課程的邊界關系,掃清盲點,減少重復。要求教師在有限的課堂教學中,突出課程重點、講清課程難點、保證教學質量,精心制作電子課件,以增大課堂教學的信息量,拓展學生的知識范圍,是教師必須認真對待的重要課題。要求學生在課堂教學中掌握基本概念、基本思路、基本方法的基礎上,對重點的問題進行分析,對疑難點進行剖析,加強學生課前的預習和課后的復習,結合作業聯系、實驗等環節把握教學的要點。
2.4 充分利用網絡資源,實現網絡化教學:我們采用了moodle平臺,一個通用的網絡教學平臺是澳大利亞教師 Martin Dougiamas開發的基于因特網的課程管理系統,目前在各國已廣泛應用。Moodle平臺依據社會建構主義的教學思想,即教育者(老師)和學習者(學生)都是平等的主體,在教學活動中,他們相互協作,并根據自己已有的經驗共同建構知識,可以實現課程管理、作業模塊、測驗模塊、資源模塊、論壇模塊、問卷調查模塊等功能。
充分應用網絡信息化教學手段,在網絡平臺上向學生提供教學要求、電子教案、遠程答疑、應用資料等網絡教學資源;建立網上題庫,便于學生更好地消化書本知識;通過網絡進行專題討論、網絡釋疑、學生意見反饋等教學輔助工作。通過上傳一些最新的有關本課程的相關信息,讓學生對本專業以及與本專業有關知識的了解,擴大視野,豐富知識;打破傳統實踐教學在時間和空間上的限制,可以在任何時間、任何地點,通過網絡進行自主學習、交流討論。
3 實踐課程改革的具體實施
微機原理與接口技術課程是一門實踐性較強的技術基礎課,課堂講授的內容大都較為抽象,難于立即消化,掌握起來有一定的難度,這種情況迫切需要將理論和實踐結合起來,進一步加強實踐環節的教學。本課程的實驗環節是課程教學的重要方面,通過對實踐教師隊伍加強管理與培訓,讓實驗室老師參與指導學生實驗,任課教師參與實驗課程的編排、參與實驗課程的討論、指導,既有效地促進了實驗環節,又進一步提高了課堂教學的效果,保證了實驗教學的質量。
3.1 重視課程教學實踐環節,培養學生動手能力:本課程實驗包括兩部分:匯編語言程序上機調試和接口芯片的編程。實驗教學內容以單元實驗為主,緊跟理論教學進程,即在相關章節的課堂教學結束時進行上機調試、驗證。實驗內容分為認知階段、提高階段、創新階段三個層次,分別對應于驗證性實驗、設計性試驗和綜合性實驗。相對而言驗證性實驗難度不大,學生完全有能力靠自己去完成實驗,設計性和綜合性實驗需要自行設計硬件連線圖和軟件程序。通過實驗不僅可以鞏固所學的理論知識,還可以培養學生的動手能力。在實驗中給學生適當的指導,其余部分由學生自己動手進行硬件電路的連接,獨立完成實驗。做到學以致用,培養學生的開發能力。課程設計也是本課程整個教學過程中的一個重要的實踐環節,是面向實際應用而進行的一種設計,是對設計性和綜合性實驗的創新。本課程目前暫未安排課程設計,但作為重要環節,一旦條件成熟,它應獨立或與其它相關課程進行綜合設計,既實現“理論――驗證――實踐創新”的教學目標,還能讓學生感受到操作系統的實用性和趣味性,從而達到良好的教學效果,起到了理論指導實踐,實踐驗證理論的目的。
3.2 實踐教學開放化,開展多種形式的實踐活動:在系、院的統一安排下,逐步建立針對開放式實驗教學的教學環境,形成一套開放實驗室管理制度、教學指導方法和教學質量監控保證體系,使開放實驗教學不僅僅有形式,更有實質性內容,確保開放實驗教學的效果。學院建立了學生創新實驗環節,安排教師指導學生的實踐活動,以項目申報的形式、審批的方式確定選題,選拔學生參加電子設計小課題,而這與本課程的內容有密切的關系,也為課程的教學提供了提高的環節。
另外在開設本課程的各系之間,組織學生參加不同層次的電子設計競賽、各種創新競賽、畢業論文等環節,有針對性地提出一些題目,加強學生對有關硬件設計、接口技術方面的能力培養。
3.3 通過校企合作模式強化實踐教育,提高學生的實踐能力:盡管作為微機接口技術實驗平臺,集成實驗箱有完善的編程及調試環境、開放的系統擴展總線以及優越的系統擴展性能等,但是隨著計算機硬件技術的飛速發展,微機原理與接口技術課程的教與學都發生了質的變化。傳統的計算機接口技術課程著重介紹計算機各組成芯片的內部結構,初始化編程命令和在PC/AT機中的基本應用,并沒有系統的介紹各組成芯片的關聯工作情況以及和CPU系統的工作情況。當今Pentium PC機廣泛使用的并行接口標準IEEE 1394、通用串行接口標準USB、圖形顯示總線標準AGP、高速硬盤標準Ultra 100MB等等,都是最新接口技術應用的具體成果,實驗設備不可能跟上技術更新的步伐,讓學生感覺不到這門課的實際應用價值。
我們的做法是“請進來,走出去”,以人才需求為導向,充分利用校企合作,即學校和企業雙方共同參與人才培養過程,利用學校和企業不同的教育資源和教育環境,采用“課堂教學”和“學生參加實際工作”有機結合的教育模式,定期組織企業技術主管到學校進行講座,組織學生到實習基地或實習單位進行鍛煉,加強學生動手能力的培養,提高分析問題解決問題的能力,更好地培養應用型人才,以適合不同用人單位對人才的需求。
通過多渠道、多形式地建設校內外實習實訓基地,目前我院除了建有7個實驗教學中心,中心下設實驗室,全院共有公共實驗室、專業實驗室47個,其中工程教育訓練中心、數字媒體實驗教學中心先后被評為“北京高等學校實驗教學示范中心”;還建成了5個院級綜合實習實訓基地,59家校外實習實訓基地,其中1家被評為北京市高等教育校外人才培養基地,由企業的資深工程師授課和指導畢業設計(論文),不僅提高了學生的動手能力、分析問題解決問題的能力,而且向學生傳授了企業文化,提升了學生的職業化程度,增強了學生就業的競爭力。
4 其他輔手段的具體實施
微機原理與接口技術課程的教學改革應該說是多方面的,除了對其教育理念、教學內容、教學方法與教學實踐等進行改革外,同時還在師資隊伍建設、教材選用、考核方式等方面進了相應的改革。
4.1 注重師資隊伍建設:針對中青年教師人數較多的情況,制定相應的培訓計劃;與課程建設規劃相結合,要求青年教師每年走進企業實習;實行老教師傳幫帶、教師集體備課、評講教案、教師聽課等制度,促使中青年教師迅速成長。課程組進行定期或不定期的教研討論,形成良好的教學氛圍。
4.2 選用合理的教材:一本好的教材,是決定教學質量高低的重要因素之一。目前,微機原理與接口技術教材模式單一,大多數都分為8086微處理器、存儲器技術、8086指令系統、匯編語言程序設計、I/O接口芯片等五個部分,存在重基本原理、輕應用實例的問題。通常教材中都是先介紹產品的功能部件、存儲器,再介紹指令系統、程序設計,最后是一些常用接口部件的外部擴展等內容,特別是實驗教材跟不上新技術、新硬件的發展,使得初學者感到理論與實踐脫節,內容繁雜缺少系統性,無法形成微機應用的完整概念,更談不上能力的鍛煉和提高。因此我們計劃對教材內容進行重新整合,使其各知識點由淺入深、由易到難,緊密結合,順理成章。
4.3 考核方式的改革:微機原理與接口技術是一門理論聯系實際、實踐性很強的專業基礎課,它與一般的基礎理論課程特點不同,是以學生理論聯系實際能力、動手能力、綜合分析問題能力及創新能力為培養目標的。考試作為教學的一個重要環節,是對學生學習狀況進行必要檢查的手段,因此在考試環節中應該體現課程的培養目標。實際教學中,針對微機原理與接口技術課程的特點,對考試形式、考試內容進行了相應的改革,對考核模式也有相應調整,學期成績由平時成績和期末成績兩部分組成,其中平時成績占40%,包含出勤、筆記、作業、上課的狀況、實驗和小論文的完成情況、實驗報告、期中測試等;期末成績占60%,來自期末考試的卷面成績(閉卷筆試),做到全面、綜合考察學生對本課程的掌握和理解情況,利用理論知識分析問題、設計問題并解決問題的能力。
目前我們針對課程的教學大綱制定考試大綱,對教學體系進行系統化說明,對各知識點在章節中所占比例進行分配,充分利用網絡資源,建設試題庫,難易程度分為簡單、一般、復雜,題型做到多樣化,有填空、選擇、判斷、讀程序、編程、接口設計等,為后續考教分離做準備,從根本上改變學生的“要我學”為“我要學”的狀態 ,全面調動學生學習的積極性,提高學生的動手能力、理論聯系實際能力及應用所學理論分析問題和解決問題的能力。
5 結束語
通過微機原理與接口技術課程的教學改革與實踐,我們深刻認識到只有不斷進行教學改革才能不斷提高教學質量,教學改革是一個長期的不斷探索,不斷完善的過程。本文通過作者自身的教學實踐,提高了教學質量,改善了教學效果,提高學生的學習興趣和學習效率,充分調動了學生學習的積極性、主動性、創新性,培養應用型的高素質人才,保證本課程持續不斷地向前發展,也為后續精品課程的建設奠定了基礎。
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20世紀70年代大規模集成電路技術的發展促生了第一臺微型計算機,至今,微型計算機技術在短短三四十年的時間里已不可動搖地發展成為計算機技術領域的一個重要的分支,廣泛深入地滲透到工業控制、儀器儀表、消費產品、汽車、辦公自動化和通信等領域,從微控制器的品種、結構、功能、性能、價格、生產工藝到開發方式等都以迅猛的勢頭快速發展。這無疑對微型計算機人才的適應性提出了更高的要求。高校開設的“微機原理與接口技術”是電子、自動化、通信、計算機相關專業一門理論與實踐聯系很強的專業基礎課程,具有很高的實用價值,起到承上啟下的重要作用,其教學質量的好壞直接影響著學生綜合能力的培養與提高。為了更好地滿足社會和企業對具有高技能應用型人才的要求,減輕教師教學的壓力,結合自身教學和實踐,談幾點體會和改革的新思路。
一、安排好合理的教學計劃
“微機原理與接口技術”課程一般安排在大學二年級下學期或三年級上學期,由于內容多、難度大,初次接觸微機的大多數學生對其缺乏正確的認知,其心理上對之有一定的畏懼,所以制訂的授課計劃應重點突出、層次分明、由淺入深循序漸進。
1.重點突出、層次分明
從目前的教學培養方案來看,“微機原理與接口技術”課程的學時一般為60~70學時。在課時這么少的情況下要完成相對較多的內容,安排講授的重點就應放在實用性的理論知識上。為此應遵循以下兩個原則:首先是可行性。根據學生現有的理論儲備、企事業現階段對微機人才的要求和學院相應的設備條件等基礎環境,將有實用價值的內容合理地有重點地安排進課程或適度加強。其次是拓展性。為達到實用性強的特點,在教學計劃安排過程中,加入對知識縱向和橫向的延伸,引導學生積極思考,鼓勵學生對所學習內容在實際的應用中討論,進行更深層次的研究。只有這樣,書本上的知識才能真正成為自己的知識。
2.由淺入深、循序漸進
在“微機原理與接口技術”課程之前學生已進行了大學物理和電子技術的學習。為了更好地銜接,教師在制訂教學計劃時應從學生已經學習過的數制轉換、編碼、存儲器等知識入手逐漸深入到微機原理其他未知的領域,由淺入深地安排好課程計劃,慢慢地培養學生興趣。如此安排易于學生接受知識,起到了很好的承接作用。經過在集美大學信息工程學院、理學院和誠毅學院的實踐教學表明,這樣的課程安排很受學生歡迎。
二、選擇合適的課堂教學方法
理工學科的課程內容相對枯燥又難以理解,所以就更加要求理論教學應該針對性地尋求靈活的教學方法。適合“微機原理與接口技術”的課堂教學方法很多,如啟發式教學法、漸進式教學法、比較式教學法、歸納式教學法等。這些方法綜合應用在課堂教學中,對教學質量有很好的保證。但針對不同的學生也必須有各自的側重方法,才能達到最佳效果。下面以前兩種方法為例進行探討。
1.啟發式教學
理工課程內容的嚴謹性很容易造成課堂氛圍沉悶,形成填鴨式的教師一言堂。例如信息工程學院的學生特點是入學成績好,基礎知識比較扎實,但缺點是思維不夠活躍,最容易形成死氣沉沉的課堂。如何在教學中調動學生積極性,是改善課堂氛圍、提高學生學習效果的重要環節。所以針對信息工程學院的學生,更合適較多地采用啟發式教學,以調動學生學習熱情與興趣,促進學生個性發展。這就要求在教學中根據教學內容的鋪展由表及里循序漸進地不斷引出問題,啟迪學生去思考、分析問題,直到提出解決問題的方法或途徑。比如在教授算術運算指令時,首先引導學生回憶標志寄存器的結構和數制計算時的補碼運算,在此基礎上再仔細講解算術運算類指令的功能。有了良好的理論基礎,再舉一例題:十進制轉十六進制的轉換程序,用傳統的順序結構算法詳盡地講解轉換的過程。下一步就是引導學生思考傳統算法的不足,有的學生就提出計算太繁復、結構不合理,于是更深地引導如何解決這個問題,要求學生通過課堂練習、課后作業或上機實驗完成新的計算程序。反饋的結果是有的學生選擇使用循環結構、有的選擇過程調用,都大大地簡化了轉換程序,達到了預期的效果。最后引導學生應用后續的宏或中斷的知識完成相應的編程,進一步拓展學生思路,為學習后續的知識打下伏筆。
啟發式教學強調學生是教學的主體,調動學生的學習主動性。教師要淡化標準答案,鼓勵學生多向思維,弱化思維定勢。“微機原理與接口技術”教學中針對信息工程學院的學生采用啟發式教學,利用學生相對比較扎實的理論知識為基礎,對學生的疑問不作正面回答,啟發學生獨立思考,培養學生獨立解決問題的能力,發揚教學民主,用問題引導學生順應教師的思路不斷思考,主動分析問題,找到問題所在并最終找到解決辦法。
2.漸進式教學法
漸進式教學法是指利用已有的知識作為新知識的基礎和階梯,靈活利用知識點之問的橫向關聯和縱向層次,由淺入深、由易到難、循序漸進的教學方法。此方法在實踐中主要針對集美大學誠毅學院的學生,他們的特點是思維活躍、富有個性,但是基礎知識相對薄弱。例如在講解存儲器時先是從上學期學生剛剛學過的觸發器入手,進入到由觸發器構成的存儲器單元,將新知識鋪墊在學生已有的知識結構上,有了這個基礎再進一步講解CPU對存儲器的組織、如何尋址,學生自然而然進入所授新知識的環境中。這樣由淺入深,層層遞進,符合認知規律,有利于學生系統全面地理解學習內容。
三、改革傳統的實驗模式
在以往的實驗教學中,實驗內容往往以驗證理論知識為主要目的,這樣安排旨在讓學生通過實驗課程加深對理論知識的記憶和理解,使實驗教學成為課堂教學的有限延伸。在實驗課中,學生用統一的模式,無法將自己的創造性想法和實驗課程結合起來,也無法靈活地將所學的理論知識和實驗內容結合起來。由于實驗內容和課堂教學內容過多重復,無法激發學生對實驗課程的興趣;理論驗證性實驗過多,學生也很難去真正地思考、分析問題,失去了提高動手能力的機會。改變傳統實驗過程中以驗證性為主的實驗模式,以理論驗證為基礎,增加實驗的拓展性、挑戰性和綜合性,真正達到讓學生在實驗環節中提高動手能力、鍛煉思維能力的目的。
1.改驗證性實驗為引導性的試驗
教師僅提供實驗目的和要求,指出實驗的方向,學生提前到圖書館或者網上查閱相關資料,設計實驗方案,編寫相關的流程圖和預習程序。在實驗中的任務是發現問題并解決問題,最后得到實驗結果。學生應根據自己的實驗過程撰寫實驗報告,重要的環節是報告中一定要包括實驗中各自遇到的問題,解決方案是什么;如果最終也未能解決問題,要分析原因并考慮可能的解決方案。同時教師也可以組織學生交流,分組討論,對各組實驗結果與報告展開分析,從而提高學生的研究能力和科學實驗能力。
2.加強參與實踐的積極性
為了充分調動學生的積極性和主觀能動性,實踐中還引入激勵機制。每一個能提前完成實驗任務的學生都有機會從教師那里隨機的得到一道拓展性的題目,這個題目是教師根據學生前面完成任務的具體情況、遇到的問題和存在的不足或是希望其在某一方面有更深的思考而針對性地提出新任務,是本次試驗的鞏固和延伸。等學期結束后進行統計,完成拓展任務多的學生就有機會實驗考試免試。由于新任務是學生主動要求的,再加上激勵機制,故學生積極性非常高,解決問題的主動性很強,收獲也更大。
3.充分利用好課外時間
中圖分類號:G642 文獻標識碼:B
文章編號:1672-5913 (2007) 24-0008-02
在計算機科學與技術專業的課程體系中,無論是專業基礎課、專業課還是專業選修課,基本可以分為兩條主線:一是軟件課程體系;另一個就是硬件課程體系。一般來說,計算機軟件課程在計算機專業中基本能夠得到重視和加強。而計算機硬件課程體系相對比較薄弱。隨著電子技術和社會經濟建設的發展,計算機科學與技術與電子科學技術相互滲透和融合、硬件軟件化和軟件硬件化日益普遍,尤其是ARM、SOC、SOPC等技術的出現,計算機軟、硬件的融合日益顯著和成熟,加強計算機硬件課程的建設、硬件課程體系及新的實驗平臺的建設顯得越來越重要和必要。
1計算機硬件課程教學思路的改革
計算機硬件課程包括:數字邏輯電路設計、計算機組成原理、微機原理與接口技術、計算機系統結構、單片機原理與應用、嵌入式系統、計算機維護、EDA技術等。傳統的計算機硬件課程主要任務是講授計算機的工作原理,以配合計算機軟件課程的教學。而技術的發展需要軟硬結合、軟件硬件化或交融,硬件課程教學的任務不但要學生了解計算機結構、原理,而且要用硬件描述語言進行部件及應用系統的設計。結合軟件知識,能夠設計計算機應用系統,尤其是嵌入式系統的應用日益普及,應用范圍迅速擴大,要培養學生綜合設計能力。除此以外,計算機的維護也是學生能力的培養的一個方面。
本教學成果是對計算機硬件課程進行體系改革及教學內容的梳理,確定硬件課程系列中基礎層、系統層、應用層分別要講授的知識和學生應該掌握的能力,以及各層之間的銜接和關聯的內容,如圖1所示。制定教學大綱、實驗大綱、課程設計大綱等教學文件,教改項目的研究,教材、實驗指導書編寫,實驗室建設。教案、多媒體課件的制作。
圖1 計算機硬件課程結構
在基礎層,主要是“數字邏輯電路設計”課程的建設,從99年開始對該課程教學內容進行了改革,編寫出版了教材,引入可編程器件、ABEL語言,改造實驗設備,在2001年獲得江蘇省教學成果二等獎。2002年該課程獲得江蘇省二類優秀課程。在此基礎上,進一步對教學內容進行梳理,配合計算機組成原理的課程改革,將硬件描述語言從ABEL改為VHDL,引入FPGA技術的介紹及實驗項目,又更新了實驗設備,在2004年重修編寫出版了教材和編寫了實驗指導書。主要思路是讓學生掌握數字電路的基本知識和現代設計方法,能夠設計一般的數字邏輯部件及簡單的數字系統。所以在課程結束后安排了1.5周的課程設計,學生可以在FPGA芯片上運用VHDL語言設計如電子鐘、交通燈控制器、電梯控制器等簡單的數字系統。
在系統層,該層有“計算機組成原理”、“微機原理與接口技術”、“系統結構”。其中“計算機組成原理”課程是最主要的硬件課程,該課程一直是我們教研教改的重點。采用多媒體、網絡等多種教學方式,課件文字精煉、圖文結合、動畫豐富、重點突出,培養學生自我學習、自主學習的能力。實踐教學中突出設計能力和創新意識的培養。采用基于FPGA的實驗設備,通過設計與教材緊密結合的實驗教材和課程設計教材,形成了完整的相關課程教材系列,連貫性好。著重訓練學生的設計能力,激發學生學習興趣和創新思維。該課程在2006年被評為江蘇大學一類精品課程。課程的教學主頁(/subject/zcyl/)上的教學文檔、資料、課件、實驗指導等齊全。“微機原理與接口技術”課程原來以從16位CPU的機型講授,根據目前技術的發展,改成以32位CPU的機型講授,并且在2005年更新了實驗設備和實驗指導書。
在應用層,由前二層主要課程的課程設計及專業選修課、綜合課程設計組成,主要在3個方面的應用:數字系統的設計,運用硬件描述語言設計計算機接口及整個應用系統,如“EDA技術”;計算機應用系統設計,包括硬件電路、應用軟件。“單片機應用”、“嵌入式系統”課程就是培養學生系統設計能力,單片機教學采用了C8051F系列單片機芯片,他是在系統編程的SOC(system of chip)芯片, 編寫出版了專門的教材、設計了專用的實驗設備、編制了實驗指導書。“嵌入式系統”也專門定制了ARM7、ARM9、ARM10的試驗設備和編寫了實驗指導書;另外一個方面就是計算機的維護,根據目前的教學條件,開辟了專用的計算機維修實驗室,面向全校開設了計算機維護的選修課,2005年編寫出版了計算機維護的專用教材。
2特色教材建設
在明確了硬件課程教學目的和思路的基礎上,開展相關課程的教材建設,組織課程自編教材與選用精品教材相結合,近幾年出版了4本教材,由于大多數“數字邏輯”方面的教材是重點講授數字電路原理,作為后續課程的技術基礎。所有我們組織力量編寫了《數字邏輯電路設計》教材,增加了硬件描述語言的設計方法、在系統可編程器件的技術,精簡了傳統的設計部分,99年在東南大學出版所出版,2004年進行了修改,增加了VHDL硬件描述語言的設計內容、FPGA器件的內容以及VHDL語言設計數字系統的實例,在清華大學出版社出版,已經三次印刷,在全國范圍的高校中得到使用。在“單片機原理及應用”課程的教材方面,由于目前我們使用了最新的片上系統(SOC)型的單片機進行教學、實驗,所有實驗內容均可以直接運用到實際的工程項目中,傳統的單片機教材已不能滿足要求,2004年參編了《單片機原理與應用》,由機械工業出版社出版,加進了部分內容。我們自己又編寫了合適教學要求的教材《C8051F單片機原理及應用》,2006年在中國電力出版社出版。由于計算機技術發展太快,“計算機維護”課程一直沒有合適的教材,我們組織編寫了《計算機系統高級維護教程》,2005年在中國科技大學出版社出版。
3開放實驗平臺建設
2004年獲得中央與地方共建高校實驗室建設項目“計算機基礎實驗室建設”的支持,及時更新了相關課程的實驗設備,大部分的實驗設備都是任課老師根據技術的最新發展提出實驗設備的功能結構,由廠商定做的。幾款實驗設備目前已作為該生產廠家的定型產品銷售到很多其他學校。設計了實驗項目和實驗內容,編寫實驗指導書。2005年省高教所教改項目“開放實驗室信息查詢系統”通過省級鑒定。建設了實驗教學網站(202.195.167.4:8080)、教學專用的ftp,學生可以隨時隨地獲得教學資源。改革了學生做實驗的模式,集體實驗和分散預約相結合(學生可以在任何地點、時間通過網絡進入實驗網站進行預約),提前預習實驗內容,寫好實驗報告的“靜態”(實驗項目、實驗原理、內容、實驗設備等等)部分后,再到實驗室開始做實驗,在實驗過程中完成實驗報告的“動態”(實驗調試過程、出現的問題、解決方法、實驗結果、分析等)部分。提高了實驗效果,激發了學生實驗興趣。
4結束語
本文介紹了計算機硬件課程的教學思路的改革,通過近幾年的實踐,取得了成效。建立了老中青的課程教師梯隊,備課,出卷、改卷,有一支過硬的、每人能任2門以上主要硬件課程的主講教師隊伍。硬件課程中有2門獲省級2類優秀課程,一門獲校級一類優秀課程,有3項教研項目通過省級鑒定,多項相關科研項目通過省級鑒定并獲得省、市級科技進步獎。獲得多項校級教案、教學質量、優秀教師、講課比賽等獎項。出版教材4部,發表教研教改論文12篇。有2名本教學成果成員指導的07屆學生,所做的硬件應用的畢業設計論文被評為校優秀論文。
作者簡介:
鮑可進(1958-),男,江蘇靖江人,副教授。研究方向:嵌入式計算與應用
通信地址:江蘇鎮江學府路301號 江蘇大學計算機學院。郵編212013
1中小學計算機教育開始步人正軌。根據教育部的規定和部署,計算機文化基礎教育應在中學階段完成。因此,大學計算機基礎知識的教學內容應實施“非零起點”教育。
2社會信息化不斷向縱深發展,各行各業的信息化進程不斷加速。電子商務、電子政務、數字化校園、數字化圖書館等已向我們走來。
3社會用人單位對大學畢業生在計算機能力方面的要求與日俱增,較強的計算機的應用能力已成為大學畢業生擇業的必備條件[3]。
4計算機技術愈來愈多地融入了各專業科研工作和專業課的教學中。不同的專業對學生的計算機應用能力也有了更高和更加具體的要求[3]。
因此,高校計算機基礎教育教學工作應當如何展開?種類繁多的非計算機專業的授課內容如何確定?適應不同專業要求的計算機知識結構如何調整?這些均有待我們進一步研究。
二、計算機基礎教育知識結構的專業異同性
高等學校的計算機教育可以分為兩類:一種是面向計算機專業的學科教育即計算機專業教育,另一種是面向全體大學生的計算機教育,也就是計算機基礎教育。
在教學實踐中,我們應該注意到非計算機專業與計算機專業具有共性的一面,又有很大的差別。在教學內容上雖然有一部分重疊,但是不同的專業學習計算機的目的不同、基礎不同,因此,對不同類型的專業要提出不同的要求,采用不同的教學方式[4]。
對于大部分文科類專業來說,學生學習計算機的目的是使用計算機,因此,教學中應當要求學生熟練掌握各種相關軟件的使用,以及對計算機應用技術的簡單了解。對于非計算機專業的理工科學生來說,在此基礎上還要學習一些應用基礎知識,如程序設計等等,從而可以結合自己本專業領域來應用計算機。而對于計算機專業的學生來說,全面、系統地掌握計算機的專業理論知識是必需的,因此在計算機基礎教育上的要求也會更嚴格。計算機基礎教育知識結構的專業異同性主要體現如下:
1計算機專業的學生對同一門課的認識可能會有比較大的出入;而非計算機專業的學生對同一門課的認識基本一致。例如計算機專業的學生對計算機概論的認識,一年級學生認為較為重要的知識點如機器指令和匯編、系統軟件和應用軟件、計算機網絡等,而二年級的學生卻認為都不重要。
2無論是計算機專業還是理工科非計算機專業學生,學生普遍認為程序設計中最重要的知識點是指針。這和我們教學使用的編程語言有很大關系,因為目前教學實踐中程序設計采用的入門語言一般是C/C++,而C/C++中指針功能強大但是不容易掌握,所以多數學生認為指針是程序設計中最重要的知識點。
3計算機專業和非計算機專業的學生仍認為數據結構中最重要的知識點是快速排序、二叉樹、二叉樹的遍歷、圖的遍歷、最短路徑、B樹/B+樹等,這基本上和我們教學中重點講述的內容一致。
4文科學生對動畫的處理、演示文稿的制作、文字處理軟件的功能和用法、計算機安全與犯罪的有關常識最感興趣,而對計算機文化與信息化社會、與計算機應用相關的道德與法規介紹、計算機的概念和發展史、軟件與知識產權保護、計算機中的信息表示、網絡教學與遠程教育等內容沒有很大興趣。
5對于理工類非計算機專業的學生來說,他們需要結合自己的專業,應用計算機技術開展工作。如計算機技術應用于自動控制,計算機與通信技術的結合,計算機輔助設計,等等。
三、構建與專業相關的計算機基礎教育的課程體系
在調整與專業適應的計算機基礎教育知識結構的教學實踐工作中,針對學生特點和師資情況,湖南工程學院制定出了計算機基礎教學課程體系。本著以應用為主,重功能、輕原理,并根據學生的具體情況而建立[5]。該校將計算機基礎課程改革與建設定位在培養計算機應用人才上,注重培養學生的信息處理能力,和學生的專業學習中運用計算機的能力。新的課程體系初步方案包括以下幾個方面:
1計算機應用基礎。將“計算機文化基礎”定位為“計算機應用基礎”,并特別側重于實踐教學。計算機操作主要針對計算機基礎比較薄弱的學生開設,所有的學生通過相應的測試,可以獲得1個學分。課程主要包括微機操作系統Windows和Office系列辦公軟件的使用。由課程小組指定參考書、編制實驗指導書,采用學生上機自學、計算中心或計算機基礎實驗室教師輔導和考試的教學方式。
2軟件基礎課程。高級語言程序設計:原則上建議理工科學生必修C語言或VB,文科學生必修VFP或VB。同時,還規定開設了相應語言的課程設計,讓學生對程序設計有更深刻的理解和運用能力。
數據庫應用技術:分別為文科和理工科學生開設。建議文科學生開設基于Access的數據庫應用,而理工科學生開設基于SQLServer的數據庫應用課程。
3硬件基礎課程。該類課程包括計算機硬件基礎和網絡應用課程。計算機硬件基礎根據不同的專業按四個層次開設。這些課程相對獨立,其授課對象主要為理工科學生。
微機組成原理:以計算機組成原理為主要教學內容介紹計算機原理和接口技術,主要強調系統的外特性,讓學生掌握和了解一般的計算機硬件基礎知識,該課程適合一般工科學生。
微機接口技術:以接口技術為主要教學內容介紹計算機原理和接口技術,讓學生能夠自己完成各種外設的連接。
嵌入式技術:以接口和嵌入式技術為主要教學內容介紹計算機原理,讓學生能夠根據自己的應用需求使用控制芯片。
數字系統設計基礎:以現代硬件描述語言和平臺為基礎介紹數字邏輯描述、硬件描述語言和控制芯片,讓學生可以按照自己的需求生成數字電路芯片。該教學內容適合電控專業的學生。
計算機網絡應用:分別為文、理工科學生開設。面向文科學生的教學主要介紹網頁制作和網站的一般知識;面向理工科學生的教學主要介紹組網技術和網絡結構及少量的網頁制作技術。
4數字媒體及工程設計。該類課程適合工程類專業學生,如機械、建筑、應用數學、電工專業學生。這類課程有:平面設計及Photoshop、三維動畫設計及3DSMAX和計算機輔助設計及AutoCAD。
四、結束語
目前大部分高校都設有計算機專業與非計算機專業的計算機基礎教學和專業教學,由于各自的教學對象不同,其教學目標和教學內容不同。他們大多形成了教學基本分離狀念,這種情況對于學校的計算機應用教育、專業發展、專業間的溝通與融合是不利的[6]。湖南工程學院統籌學校的計算機教學資源,將全校的計算機教育作為一個整體來研究,并在此基礎上統籌規劃、協調組織,為融入各專業的計算機課程構筑一個良好的平臺。
當前,學生希望計算機應用課程能包含較全面的概念、先進的應用技術,并從中學到實實在在的應用技能。在一些專業中,該校注重計算機教學更加貼近專業適應社會,如藝術、建筑、工業設計、生物等。不同專業的人才培養計劃、教學大綱、實驗教學大綱都是由計算機和專業課老師共同規劃并具有專業特色。
實踐證明,湖南工程學院為適應不同專業對計算機知識、能力的不同要求,根據不同專業的專業要求調整授課內容,注重培養學生應用所學計算機知識解決本專業領域問題的方法,這種模式成效明顯、效果良好。
[參考文獻]
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[3]李.關于大學計算機基礎教育若干問題的分析[J].教育信息化,2006,(5):68-69.
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[5]湯穎,余文芳.計算機基礎課程教學內容與課程體系建設[J].計算機時代,2006,(6):56-58.
[6]潘紅,虞歌,詹國華.高校中與專業結合的“計算機應用教育"的思考與探索[J].計算機教育,2005,(12):38-38.
[摘要]高校非計算機專業的計算機基礎教育是高等教育中的重要組成部分。本文以湖南工程學院為例,通過對計算機基礎教育知識結構的專業差異性的分析,提出了與專業相關的計算機基礎教育的課程設置。實踐結果表明,專業相關的計算機基礎教育,對培養既掌握專業領域知識,又能熟練使用計算機的復合型人才具有良好的效果。
中圖分類號:G642文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2008)32-1158-02
Principles of Microcomputer and Interface Teaching Method are Discussed
ZHAO Jian-heng, MENG Fei
(School of Photoelectronic Engineering, Changzhou Institute of Technology, Changzhou 213002, China)
Abstract: It is very important that principles of microcomputer and interface course teaching in a college of engineering. From the character and characteristic of course, the papers suggested that theory contacts reality, traditional teaching methods and advanced teaching methods combined, the laboratory to play the important role of teaching, focus on capacity training, to diversify the teaching and assessment methods.
Key words: teaching method; principles of microcomputer; interface
1 引言
微機原理與接口是一門理論性與實踐性都非常突出的,在工科院校中,計算機、自動控制、機電一體化及測控技術等多個專業學生必修的一門重要的專業基礎課程,是所有與信息學科相結合的各相關專業后繼課程學習的重要基石之一。通過該課程的教學,應該使學生具備能夠利用微處理器件進行相關硬件電路設計與軟件程序開發的能力,其教學效果直接影響到學生后續課程的學習。教師的教學方法與手段直接影響教學的效果,教學方法恰當、手段適宜,無疑將收到事半功倍良好效果,同時還有助于學生對知識的系統理解和掌握,最大程度克服學生畏難與厭學的心理。這無疑對課程的教學內容及教學方法的研究與探索提出了較高的要求。
2 課程的主要教學內容與特點
目前我國高等院校中與信息學科相結合的各相關專業是將微機原理與接口課程作為專業基礎課來組織教學的,多數以Intel 8086/8088微處理器為主要講授對象。其主要教學內容包括:計算機硬件結構、匯編語言程序設計及接口技術三大組成部分。
課程的特點表現在:理論性強,概念抽象,難以把握;實踐性強,實際應用能力要求高。并且實際應用能力的提高,又取決與對抽象概念的理解與把握能力,較強的應用能力又能促進抽象概念的理解。這樣抽象概念與應用能力相互交織,對教師的教學與學生的學習都極具挑戰。
為了取得良好的教學效果,在教學中,應該不斷通過改革與實踐,研究和探索各種有利于調動學生學習積極性,提高教學質量,夯實學生的專業技能基礎,提高學生在市場經濟條件下的競爭實力的方法。
3 把握課程特點,尋找教改突破口
鑒于微機原理與接口課程在教學中的性質與地位,以及理論性與實踐性兼備的教學特點,不僅是能使學生掌握微機基本原理與接口技術,而且還能培養學生分析和解決接口電路設計能力的一個有效的教學環節,其教學活動在整個教學過程中起到了一個承前啟下的作用。
因此,本課程對計算機語言、模擬電子技術、數字電子技術、以及各種數制轉換等數學知識有較高要求。上述相關課程中涉及到微機原理與接口課程的先修知識點,絕大多數均為該課程的重點和難點,如果先修課程掌握得不扎實,將直接影響到微機原理與接口課程的教學效果。
另外,微機原理與接口課程具有軟硬件結合緊密的特點,內容復雜。與單純的軟件課程或硬件課程相比,教學難度明顯增大。在教學過程中,學生普遍反映該門課程內容復雜、概念抽象、缺乏感性認識,難懂、難學、難運用。教學效果也難以盡如人意。
根據課程本身所具有的特點,如何才能達到培養學生扎實的理論知識與良好的解決實際問題的動手能力的教學目的,應該積極調動教與學雙方面的因素,共同參與到教學實踐中,在教學內容、教學方法、教學手段,以及激發學生的學習興趣等方面進行系統全面的探索與改革。
4 聯系實際加強教學針對性
微機原理與接口涉及較多的計算機軟硬件知識,在實際中有很大用途。可以考慮在進行教學設計時,應盡可能的聯系實際,利用現處于信息化社會的當代學生,能較容易在日常生活中接觸到計算機等信息產品的優勢,引導學生充分了解所學知識的重要性,激發學生的學習興趣。
在組織教學的過程中,一方面,應該注意維護課程教學體系的完整性,以利學生自我總結,從整體上完整把握和理解知識體系;另一方面,應將知識點和教學目標的層次與教學手段相結合,并充分利用各種媒體盡可能進行情境的創設,充分發揮各種教學手段的優勢,化繁為簡,化難為易,以利學生對各知識點的正確理解,并進而融會貫通,以致靈活運用,最終提高教學質量。
5 注入式和啟發―聯想式相結合
教學形式上采取以從單純講授的注入式轉變到以講授為主的注入-啟發-聯想式的教學模式。并鼓勵學生課前預習課后復習。從單純的教師為主導的課堂教學向教師講授、啟發學生聯想與學生自學、課堂討論相結合的教學模式轉變, 即課堂講授――啟發――思考、自學――討論――總結、再講授――實驗驗證――討論總結。
例如,在講授地址、數據、控制三總線結構部分時,在交代清相關理論知識后,可以要求學生自己將三總線的數據信號管理方式與日常生活中的交通管理方式進行比較,引導學生聯想較為熟悉的交通道路中運動的機動車、非機動車與行人的分道、分時管理,通過實際生活中的體驗,有效理解三總線的數據、信號管理方式以及“地址/數據分時復用”、 “時序”等較生澀難懂的概念;
再如,講授定時器/計數器 8253A 一章時,在介紹了計數緩沖器、計數初始值、重載寄存器等的作用,以及定時器/計數器的工作原理后,不妨要求學生將其與人類古老的“沙漏計時方法”的工作原理進行比較,學生自然能夠將計數緩沖器與“沙漏”、計數初始值與“沙”等抽象概念與實際物體一一有機地聯系起來。
經過課堂討論、總結后,這些既抽象又很實際的相關概念變得形象、鮮活。不難使學生正確掌握又記憶深刻。在此基礎上,進一步引導學生自己總結出各類不同的可編程控制接口芯片,盡管用途不一,大致都有類似的控制使用方法。充分發揮學生的主體作用,增加教學的吸引力。
教學內容上,注意加強教學內容的應用環節,適當選擇一些實際工程應用例題,貼近日常生活,加強學生的分析實際問題、解決實際問題能力的訓練。
6 充分發揮實驗教學手段的作用, 注重學生綜合能力的培養
由于微機原理與接口課程的實踐性很強,課堂講授的內容大都較為抽象難于立即消化,掌握起來有一定的難度。因此在教學活動中,必須根據課程的進度和教學的需要合理地安排實驗環節,并在實驗教學中重視學生綜合能力的培養。在實驗中,應注意先易后難,軟硬搭配,驗證型實驗與綜合、設計型實驗相結合,對日常生活中會碰到的問題,設計一些較具有實用性的題目 (如利用并行接口 8255A 設計模擬的交通燈管理系統、定時器/計數器 8253A 設置秒表等)。同時安排學生以小組為單位,努力創造一個相互協作、相互學習的良好氛圍。使學生能夠根據實驗中獨立操作的反饋信息(如在實驗操作中碰到的各種問題等),通過學習交流,共享整個群體的思維和智慧,從而形成對客觀事物規律更全面的認識,培養解決實際問題的能力。
7 善于激發學生的好奇心與學習興趣
“興趣是最好的老師”,在教學過程中,沒有興趣的學習只能是教師單向的灌注式學習,學習的目的成了為完成學分而不得不為的苦差,沒有任何積極意義,更談不上達到培養學生在掌握基本理論的基礎上,具有較強實際運用能力的教學目標了。
有經驗的教師不難發現,學生在開始學習微機原理與接口課程之前,一般都有實際操作微型計算機的經驗,多少具備一些計算機的基礎知識,尤其是計算機軟件方面的知識。對計算機的硬件結構以及工作原理方面的知識,既好奇,又有些敬畏,對即將開始的學習往往躍躍欲試。
作為教師,應該善于保護學生對學習內容的好奇心,進一步激發學習興趣。使學生不至于一開始就攪入繁雜抽象的概念中無力自拔,迅速消退進一步學好的積極性。
講解知識的切入點上應該盡可能由淺入深,在講清“是什么”的基礎上,側重“為什么”,使學生更好地把握各知識點間的內在邏輯關系。在把握基本理論知識的基礎上,側重實際運用能力。例如,在學習CPU芯片各引腳部分時,應該側重到具體有什么用途,怎么使用。
盡可能利用多媒體教學等現代教學手段,通過視頻、音頻、圖像、動畫等,使抽象的知識具體化、形象化,利于學生生動、有效地掌握。在習題課中,利用多媒體投影設備,對學生典型匯編程序習題進行分析、討論、講解也能收到極好的教學效果。
8 考核方式多樣化
在我國現行的教育體制中,考試乃是督促學生學習、檢驗學習成果、檢查與評價教師教學效果的一種重要手段。近年來,隨著高等學校教學改革工作的進一步深入,針對傳統的考核方法,不利于素質教育的種種弊端,在考核改革方面進行了大量有益的探索與實踐。
強調變應試教育為素質教育,注重培養和考核學生的實踐應用能力和突破、創新意識,對改變學生的學習方法和思維方式起到舉足輕重的作用。加大平時考核力度(包括日常出勤、習題作業和課堂表現等)。考核形式多樣化(采取開卷與閉卷,小論文與大作業、期末考試與平時考查、實驗成績相的多種方式)。側重培養學生對知識的理解能力、綜合應用能力和解決問題的實踐能力的要求,能促使學生認真對待學習,有效杜絕考試突擊的現象。
9 結束語
雖然培養學生的綜合實踐能力是一個長期和復雜的過程,需要不斷積累經驗,進一步完善方法和措施。但在教學實踐中,通過上述方法的綜合運用,使得微機原理與接口課程中原本比較復雜的知識結構、抽象的名詞概念以及邏輯性較強的知識點變得相對淺顯、更易于理解,便于掌握,從而激發了學生們的學習熱情,提高了他們對本課程的學習積極性,也為他們進一步學好其它的相關專業課程打下了良好基礎。
參考文獻:
實驗教學在對學生能力培養方面起著理論教學不可替代的作用,是培養學生實驗技能、應用能力和科學作風的重要環節。《微機原理及應用》課程是計算機類及大多數電子類專業學生的必修課程。本門課程要求學生很好地掌握這門課程的內容并具備一定的實際電路設計和編程能力,使學生在深刻理解計算機軟、硬件關系及以后的計算機應用開發中打下必要的計算機硬件基礎。傳統實驗內容,僅僅是為了配合理論教學環節,主要是驗證理論課教學的內容。傳統實驗教學將匯編軟件上機、簡單的硬件實驗作為驗證性實驗,例如編程將輸入的字符個數分類統計,或在實驗箱上按實驗指導書上的接線要求完成實驗等,事實證明它在一定程度上幫助學生了解了課程,但是對于有限的實驗教學而言,這種教學的效率不高,學生學習的主動性無法調動。這種實驗內容無法使實踐能力跟上時代對知識的要求,無形中削弱了實踐教學和學生的主體性特點,使實驗成了理論教學的附屬,更無法滿足應用型人才培養的需求。
一、現狀分析
由于微機原理及應用屬于硬件類課程,課程內容抽象、枯燥乏味,多數學生學習興趣低,主動性差。學生匯編語言基礎差,對匯編語言程序設計的理解和掌握程度低,直接影響到微機原理和接口技術課程的教學。實驗系統老化,大多數院校采用的均為箱式實驗系統,所提供的實驗項目大多為對單個芯片的驗證性實驗,并且實驗系統中均固化有相應的實驗程序,部分學生實驗時直接調用程序就可以完成實驗內容。實驗項目設計不合理,實驗中需要學生動手的地方少,達不到實驗目的。實驗項目大多為驗證性實驗,缺乏設計性、綜合性的實驗項目。所用實驗系統與目前微機的發展使用現狀相距較遠,未能利用目前通用微機的資源。
二、建立開放實驗教學模式
實驗室是高等學校實施素質教育、培養本科學生創新精神與實踐能力的重要基地,實驗室應該對學生開放、為學生提供實踐學習條件。
1.增加實驗室開放時間。傳統的實驗室管理模式下,實驗室只在有課程安排的時間段開放,而大部分無課程安排的時間中是不開放的。在這種環境下,學生往往被限制在教師事先設定好的時間段進行實驗,學生發揮自身潛能的余地和空間很小。為了讓學生有更多的自主時間進入實驗室,就必須建立開放性的實驗環境。要允許學生結合課程學習以及自己的專業特點、時間安排或興趣愛好提出實驗題目、設計實驗方案,并可在一個較寬松的實驗環境內完成。實行實驗室開放不但能最大限度地利用實驗室資源,提高儀器設備利用率,而且能充分發揮實驗室在實施素質教育中的重要作用,為學生提供自主發展和實踐鍛煉的空間。
2.開放實驗內容。在課程計劃實驗外,實驗內容可進一步開放。開放的內容以適用性、趣味性的實驗項目為主。可以結合實際,將開放的項目在網上公布,學生可以選擇自己感興趣的實驗項目并填報申請單,經教師同意,實驗室主任審核,學院備案,便可進行。但在進行實驗之前,學生應自行查閱相關資料,并設計實驗方案,最后完成實驗,提交報告。這種完全開放的實驗環境有利于學生個性化發展,增強他們的自信心。 轉貼于
3.學生自主選題開展項目研究。開放實驗內容,可以讓學生根據自己的實際情況,選擇老師提供的實驗,鼓勵學生在此基礎上進行拓展或自主提出課題項目,向學校或學院申請立項資助。如學校組織的大學生創新計劃項目、全國大學生電子設計競賽及“挑戰杯”等全國大學生課外學術科技作品競賽活動。自選課題以不同專業不同年級的學生組成研究小組,除研究項目,還可參與教師的課題研究,為教師提供科研幫助。“要培養學生創新能力,首先教師要有創新意識”,因此在實驗教學組織中,采用多種形式的教學方法,引導學生進行創新性學習,通過這些訓練,使學生具備獨立思考、獨立操作與解決問題的能力。
三、實驗內容改革
微機原理實驗的主要內容是:計算機軟硬件的基本知識和基本設計方法,計算機軟硬件的應用技術和利用各種IC器件組建微機系統、進行系統接口設計、擴展微機系統的功能等。基于培養工程應用型人才的要求,對實驗教學內容應進行全面改革。豐富實驗內容,提高實驗難度,增加設計性和開發性實驗的份量。
1.基礎實驗改革。基礎實驗緊跟理論教學進程,以單元實驗為基礎,通過實驗使學生掌握計算機軟、硬件工作原理及常用接口芯片的功能和基本用法。由于學生剛剛接觸微機軟硬件,往往感到無從下手,此時學生遇到問題不知如何解決。因此,在實驗內容上,應安排一些驗證性實驗。主要讓學生熟悉編程和調試環境,練習常用指令的使用。在此階段,老師的主要作用應是對學生的扶持,以示范引導為主,從而使學生迅速掌握軟件的使用和程序的編寫方法,逐步鍛煉學生軟硬件調試的能力,也可以加深對基礎知識的理解。
2.一般設計性實驗。在較好完成單元實驗的基礎上,引入設計性實驗。要求采用單元電路模塊組合的方法,設計一個較復雜的接口電路和控制程序,實現多種功能。教師主要完成對學生的啟發引導,只提供基本的設計思想和設計方法,不提供具體的、詳細的電路與程序。學生自己查閱有關資料,自定設計方案,自行設計、調試接口電路和控制程序。對學生在實驗中遇到的問題,老師只做引導性提示,具體故障的排除由學生自己動手完成。通過此類設計性實驗,可以提高學生獨立分析問題、解決問題的能力。
3.綜合設計性實驗。對部分基礎較好的學生,在完成上述實驗后,可以鼓勵他們進行綜合設計實驗。在以前的綜合性實驗中,實驗類容有老師給出,而且基本有現成的指導資料,不能真正達到對學生綜合能力的培養。此類實驗應由學生根據工程實際,提出自己的想法,并與指導老師交流,然后形成具體的實施方案。在該類實驗中,老師主要把握學生提出的實驗可行性和難易程度,資料的收集整理、電路的設計、軟件的編寫全部由學生自己完成,由老師對最后的完成情況作綜合評價。
四、總結
對于應用型本科人才而言,微機原理與接口技術實驗的目標就應是培養學生解決工程實際問題的能力。在開放的實驗環境中,依托基礎實驗,深入一般設計性實驗,鼓勵學生只完成綜合設計性實驗,從而提高學生分析問題解決問題的能力,以達到應用型本科人才培養的目的。
參考文獻:
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一、以提高實踐能力為導向的課程規劃
在總結以往教學工作中的經驗和教訓基礎上,我們對新課程的規劃達成了共識,即堅持以提高學生實踐能力為導向的課程內容規劃方式。[1]
1.匯編語言要重視基礎知識的掌握和應用
匯編語言教學要加強對計算機體系結構的認識,重視基礎知識的掌握和應用,理解指令和硬件之間的互動關系,以便為后續課程的教學打下良好的基礎。
匯編語言僅靠書面作業是很難深入理解指令的內涵和掌握程序設計技巧的,要堅持理論、實踐、再理論、再實踐這個過程,盡快引導學生將理論與實踐結合。為達到此目的,我們在涉及指令的第一次課后就安排了匯編語言調試工具debug的實驗;并隨后要求學生對每條指令和課堂上講過的程序(包括作業)在debug或dos環境下進行測試,觀測變量和標志位的變化。通過理論學習和實驗驗證相結合的方法,學生很快掌握了匯編語言的基本內容和程序設計方法。
2.接口技術要堅持以案例驅動的教學方法
堅持以案例驅動的教學方法,就是在學生掌握必要基本概念的基礎上,以問題為核心、以案例為基礎設計教學過程的教學模式。[2]在教學中我們根據各章節的特點設計了很多教學案例,包括定時器控制蜂鳴器發聲案例、定時器產生日時鐘案例、定時器產生pwm波形案例、并口控制步進電機案例、并口在0或1方式下交換數據案例、中斷控本文由收集整理制器與并口或定時器結合的中斷控制案例、微機之間串口通信案例、rs485方式通信案例、ad0832多目標同時控制案例等。通過對以案例驅動的教學模式的實踐,感受到學生參與分析和討論問題的熱情提高了,掌握課程內容的能力增強了,同時學生對硬件課程的興趣和解決實際問題的能力也得到了提升。
3.課程內容要與時俱進
隨著計算機技術的高速發展,傳統的教學內容已不能滿足當今需求,而課程內容的更新也勢在必行。為此我們將新技術pci總線和usb總線引入到教學中來,使傳統的課程賦予了新的內涵。[3]
pci總線和usb總線的引入不能只停留在概念層面,要針對學生在理解時序控制和總線協議中存在的困難開展教學活動;重點加強對pci和usb總線協議的理解,并結合傳統的eisa總線分析pci總線與它們的區別和聯系,分析總線“橋”的作用和工作原理。雖然這部分內容沒有開展實驗,但它是研究性教學的重要部分。通過專題討論,學生對新技術有了更深入的認識。
二、接口教學要強化關鍵知識點的理解
幫助學生掌握重要的知識點是學好課程的關鍵,也是引導學生深入思維、提升創新能力的重要教學環節。
1.強調in和out指令與硬件的互動關系
在接口的控制中常用的兩條指令是in和out。很多學生并不知道這兩條指令執行過程中如何會引起接口信號的變化,從而引起cpu與io之間的數據交換。為使學生建立軟硬件之間的互動概念,應重點講清楚in和out指令的三個基本要素;即in和out指令在執行過程中,首先cpu會將指令中涉及到的端口地址送到地址總線上,譯碼后選定要操作的端口;同時會產生/ior或/iow有效控制信號,控制數據的流向;此時out指令會把數據送到數據總線上,而in指令會從數據總線上獲取數據。學生掌握了這些知識點就能深入理解軟硬件的互動機制,為接口的設計奠定基礎。
2.注重對中斷控制器8259端口尋址方式的理解
中斷控制器8259內涉及到了十多個端口,但片內地址只有一根線a0,如何用一根片內地址線尋到那么多的端口呢?學生很難理解這個問題。為了講清楚這些概念,可以結合8259采用的端口譯碼片內地址a0、特征位、初始化順序、先送地址后數據等多種尋址方法,并結合其他接口芯片的尋址方法進行歸納和總結,進而深入理解8259的端口尋址過程及特點。通過對該知識點展開分析和討論,使學生對接口中的所有尋址問題有更深刻的認識,同時對接口電路的設計也是有幫助的。
3.加深對dma主從模式下ior\、iow\、memr\、merw\信號的兩面性特征的認識
無論是cpu還是dma,都可以完成存儲器與io之間的數據傳輸。實際上,在存儲器與io交換數據時,作為當事的雙方并不關心誰在控制它們之間進行數據交換,只要滿足總線數據讀寫時序,存儲器和io就可以完成數據交換。從這個意義上講,如果dma能模仿cpu對總線的讀寫控制時序,自然也就能達到數據交換的目的,只不過cpu是通過軟件方法實現,而dma則是通過硬件方法實現。因此在教學中應強化對dma的四個信號(ior\、iow\、memr\、merw\)在主從模式中所表現出來的差異,仔細分析cpu控制下完成存儲器與io交換數據的機理以及dma模擬這些過程所必需的硬件信號和它們在不同模式下的作用。這不僅能使學生容易理解dma的工作原理,而且也能使學生加深對計算機設計中軟件和硬件互相替代規則的認識,為設計計算機系統中的主控器提供很多思路。
4.從ad轉換器的查詢和中斷方式來看軟硬件的相互配合
任何接口的數據交換都包含查詢和中斷兩種方式。查詢方式的本質是通過in指令來獲取ad轉換結束的狀態信息。由于ad轉換結束線一般是非三態的,所以需要在數據總線和ad轉換結束狀態線之間接入三態門。在用in指令查詢轉換結束狀態時,ad轉換結束的狀態與總線瞬間接通,從而可通過數據總線獲取ad轉換結束狀態的信息。中斷方式獲取轉換結束的狀態與查詢方式有著本質的不同,它需要通過一根硬信號連接到中斷控制器上,同時要解決中斷發生的隨機性問題,并按一定的格式編寫相應的中斷服務程序。
查詢和中斷方式在軟硬件設計上的差別清楚地說明了這兩種數據交互方式在原理上的差別,教學中應注重說明不同方式下軟硬件搭配問題,使學生掌握不同接口電路的設計方法。
5.挖掘接口芯片應用的潛能
接口技術可供挖掘的知識點很多,比如用定時器產生頻率和占空比可調的pwm波形,就是接口芯片的應用拓展問題。可根據定時器方式1和方式3的特點,將定時器0選用方式1,定時器1選用方式3,定時器1的輸出out接在定時器0的gate上,生成的pwm波的頻率由定時器1的輸出頻率決定,pwm波的低脈沖部分由定時器0的定時時間決定,只要改變定時器0和定時器1的時間常數就可以改變pwm波的頻率和占空比,從而輸出頻率和占空比可調的pwm的波形。通過類似知識點的擴展,開拓了學生的想象空間,也提升學生的創新意識。
三、全面開展研究性教學
全面開展研究性教學是課程建設和提高教學水平的重要環節。本課程的研究性教學包括研究性理論教學與研究性實驗教學。前者以專題報告、調研報告、研究報告和小論文為主,后者以研究性實驗為主。
在研究性理論教學方面,除了結合現有教學內容設計一些題目外,還結合新技術設計了另一些題目,例如i2c總線和spi總線時序的特點及時序產生方法、i2c總線的讀寫時序與pci總線的讀寫時序之間的特點分析、pci總線和usb總線應用技術的新進展、pci總線與傳統的系統總線的區別和相關的應用實例分析等。在研究性實驗教學方面,我們結合實驗平臺和擴展實驗平臺設計了許多實驗題目,例如i2c接口的存儲器訪問實驗、i2c接口的rct時鐘控制實驗、spi接口的eeprom訪問實驗、音樂播放器實驗、帶圖標顯示的交通信號燈實驗、競賽搶答器實驗、遠程電機控制實驗、恒溫控制實驗、風扇演示系統實驗、串口小鍵盤音樂通信實驗、定時猜數游戲實驗、基于采數計時控制的交通燈模擬系統實驗、基于串口的多功能播放器實驗、警報系統實驗、秒表設計實驗、數字鬧鐘實驗、電子琴實驗等。
研究性實驗給課程帶來了很多生機,在業余時間經常可以看到學生以組為單位在實驗室里討論和完成自己的實驗。學生對這些實驗內容有著濃厚的興趣,并不斷努力提升自己的綜合應用能力。
四、課程的考核與評價
云南2020年4月自學考試時間安排在4月11日星期六、4月12日星期日(上午9:00-11:30;下午14:30-17:00)舉行。
考試須知
(一)考場設置:由各州(市)招生考試機構確定。需在縣城以外設考場的,須報省招考院批準。“廣告”專科只在昆明設考點。
(二)考生應試時,須帶準考證、考試通知單和居民身份證(或其它能證明身份的有效證件),三證不全者不得進入考場。考生必須嚴格遵守考場規則,不得以任何形式作弊。凡違紀違法者,按2011年教育部第33號令和《刑九修正案》嚴肅查處。
(三)考試成績以百分計,六十分及格,不及格者可參加該門課程的下一次考試。考試成績公布在“云南省招考頻道(ynzs.cn)”網站上,考生自行登錄查詢。考生對成績有質疑的可在成績公布之日起10個工作日內到各州(市)招生考試機構辦理查分申請,由各州(市)招生考試機構匯總后統一到省招考院查分,查完后通知考生。省招考院不直接對考生查分。
(四)考試時,對需要使用計算器的科目,考生可攜帶沒有存儲功能的計算器,并且不得互相借用。不準使用有存儲、接收、發射功能的電子工具。考生進入考場考試嚴禁攜帶任何通訊工具,否則將視同作弊。
(五)同一考試時間段,一名考生只能參加一門課程的考試。
(六)全國計算機等級考試(NCRE)成績在自考系統中的使用:
根據全國考委辦函[2004]148號文件規定:
1.NCRE課程暫與高等教育自學考試的部分專科課程進行銜接。
2.凡獲得NCRE一級合格證書者,可以免考高等教育自學考試中的《計算機應用基礎》(課程代碼:00018)或《計算機應用技術》(課程代碼:02316)課程(包括理論考試和上機考試兩部分)。
3.凡獲得NCRE二級C語言程序設計(筆試和上機)合格證書者,可以免考高等教育自學考試中的《高級語言程序設計(一)》(課程代碼:00342)課程(包括理論考試和實踐考核兩部分)。
4.凡獲得NCRE三級PC技術(筆試和上機)合格證書者,可以免考高等教育自學考試中的《微型計算機及其接口技術》(課程代碼:02319)和《微型計算機原理及應用》(課程代碼:02277)課程(包括理論考試和實踐考核兩部分)。
(七)全國公共英語等級考試成績在自考系統中的使用:
高等教育自學考試的考生參加PETS二級或PETS三級考試,筆試合格者的成績可直接替代自考有關專業大專或本科公共英語〈即英語(一)(課程代碼:00012)、英語(二)(課程代碼:00015)〉的考試成績,并可獲得相應的學分(PETS二級替代專科英語(一)成績,PETS三級替代本科英語(二)成績,英語專業不能替代)。考生是否參加相應口試,則根據考生是否要求獲得PETS等級證書或高等教育自學考試的相關專業來定。
(八)漢語言文學本科專業的畢業論文答辯定于每年的5月和11月,分兩次舉行,考生可與云南師范大學文學院聯系進行答辯事宜。英語本科的“口譯與聽力”,專科的“聽力”、“口語”考試時間由云南師范大學外語學院安排,請考生與學校聯系。
目前,本學科已經形成了具有活力的學科方向及實力強且結構合理的學術隊伍,建立了高水平的教學、科研基礎平臺,形成了學、研、產協調發展的態勢,主要研究方向及其特色與前景如下:
1.數控技術與系統
此方向的研究與開發在國內處于水平,研究成果已轉化成有相當規模的產業,年產值超過5億元。現正在開發研究新一代的智能的、網絡化的數控系統。
2.先進裝備及其技術
結合國家支柱產業、國防、醫療等行業對關鍵裝備的需求,研制實用高水平裝備;參與企業重大關鍵裝備或重型機床的數控化改造;研制數值化基礎部件、先進功能部件及新型數字化裝備。
3.制造業信息化技術
此方向的研究與開發在國內處于前列,在CAD/CAM/CAPP方面的研究工作已形成較大規模的產業,其中CAD和CAPP所占國內市場超過70%。在數字化樣機、虛擬設計、多學科優化設計等方面的研究處于國內水平。
4.數字化制造
面向能源、運載、國防等領域的重大需求,在數字制造基礎理論研究方面國內并具有較大的國際影響,承擔了以我校為首席的973項目、國家自然科學基金重大、重點項目,研究工作具有國內水平。
5.現代設計理論與方法
以設計為主線,以機械、汽車等為載體,在機電系統動力學、動態、熱態設計理論與方法、智能設計、優化設計、振動噪聲及其控制、系統動力學與性能仿真、NVH分析與控制、測試與主動控制技術方面的研究具有特色。
6.液壓氣動技術
緊密結合國防需求,開展海、淡水液壓系統及其元件的研發及電液比例、伺服系統與控制技術的研究;以FESTO氣動中心為基地,開展氣動伺服技術的基礎理論、新型氣動元件、電液/電-氣伺服技術的研究。作為非國防口院校,此方向持續得到軍方重大項目及基地建設的支持。
7.測試技術與無損檢測
開展測量原理、實用儀器和自動檢測裝備以及評定理論與方法的研究;組建了教育部制造技術國際標準研究中心,開展GPS標準計量基礎理論與技術的研究;針對輸油、儲油及大型工程中安檢的需求,開展數字化無損檢測的理論研究和實用裝備開發,實現了學、研、產良性循環發展。
本學科較之國內同類學科的優勢主要表現在:
·學術隊伍:五位院士領銜,一批中青年骨干,包括長江學者9人,杰出青年基金4人,總裝備部先進制造領域專家組組長1人,國家863先進制造領域專家組成員1人,教育部創新團隊1個
·學科基地:數字制造與裝備技術國家重點實驗室
制造裝備數字化國家工程研究中心
國家數控系統工程技術研究中心
國家CAD支撐軟件工程技術研究中心
教育部制造技術國際標準研究中心
·學術地位:機械學科教學指導委員會主任委員單位
機械設計制造及其自動化教學指導分委員會主任委員單位
國家自然科學基金重大項目、民口軍口973項目牽頭單位
·學術成就:獎勵(國家科技進步二等獎四項)
全國百篇優秀博士論文三篇
獲得了國際SME大學獎
·學科產業:研究開發促進規模產業的形成(華中數控、天喻信息、天喻軟件、開目軟件)
學院在強化自身建設的同時,還先后與美、英、德、日、韓、俄、澳大利亞、新加坡、香港等多所大學、研發機構和企業建立了廣泛的合作辦學和合作研究關系,為引進和培養一流的國際型人才,積極參與國際競爭與合作奠定了基礎。近十年來,學院承擔并完成國家和企業的科研項目近千項,獲國家科技進步獎9項、國家技術發明4項、省部級科技進步獎100余項。1999年以機械學院為核心的華中科技大學CIMS中心,榮獲了國際制造工程師(SME)頒發的大學獎。今天的機械科學與工程學院形成了自己的學科優勢和辦學特色。它是國內高校同行中有競爭力的學院之一。
全日制博士研究生招生含直博生、碩博連讀生、提前攻博生和統考生,其中2014年博士碩博連讀比例約為45%,直博比例約為25%。
登陸華中科技大學機械學院網站:mse.hust.edu.cn,點擊“導師風采”欄目可查詢所有導師信息。
或登錄學校who.hust.edu.cn/readytoSearchAdv.action,查詢機械學院導師信息。
歡迎廣大考生報考機械科學與工程學院研究生!
學術學位招生目錄 學科專業名稱及代碼、
研究方向
招生
人數
考試科目
備注
100機械科學與工程學院
080201機械制造及其自動化
機械類考生考試科目:
①2213 控制理論
2215 優化設計
2201 高等工程數學(含矩陣論、數值計算方法與數理統計)
②1101 英語
③3311 電子技術(二)
3312 計算機圖形學及算法實現
3314 工程測試與信號分析
(2213、2215、2201選一) ( 3311、3312、3314選一)
光電子類、信息類考生考試科目:
①2201 高等工程數學(含矩陣論、數值計算方法與數理統計)
②1101 英語
③3355 半導體光電子學
3364 微機原理與接口技術)
(3355、3364 選一)
080202機械電子工程
機械類考生考試科目:
①2213 控制理論
2215 優化設計
2201 高等工程數學(含矩陣論、數值計算方法與數理統計)
②1101 英語
③3311 電子技術(二)
3312 計算機圖形學及算法實現
3314 工程測試與信號分析
(2213、2215、2201選一) ( 3311、3312、3314選一)
光電子類、信息類考生考試科目:
①2201 高等工程數學(含矩陣論、數值計算方法與數理統計)
②1101 英語
③3355 半導體光電子學
3364 微機原理與接口技術)
(3355、3364 選一)
080203機械設計及理論
機械類考生考試科目:
①2213 控制理論
2215 優化設計
2201 高等工程數學(含矩陣論、數值計算方法與數理統計)
②1101 英語
③3311 電子技術(二)
3312計算機圖形學及算法實現
3314 工程測試與信號分析
(2213、2215、2201選一) ( 3311、3312、3314選一)
光電子類、信息類考生考試科目:
①2201 高等工程數學(含矩陣論、數值計算方法與數理統計)
②1101 英語
③3355 半導體光電子學
3364 微機原理與接口技術)
(3355、3364 選一)
080204車輛工程
機械類考生考試科目:
①2213 控制理論
2215 優化設計
2201 高等工程數學(含矩陣論、數值計算方法與數理統計)
②1101 英語
③3311 電子技術(二)
3312計算機圖形學及算法實現
3314 工程測試與信號分析
(2213、2215、2201選一) ( 3311、3312、3314選一)
光電子類、信息類考生考試科目:
①2201 高等工程數學(含矩陣論、數值計算方法與數理統計)
②1101 英語
③3355 半導體光電子學
3364 微機原理與接口技術)
(3355、3364 選一)
0802Z1工業工程
機械類考生考試科目:
①2213 控制理論
2215 優化設計
2201 高等工程數學(含矩陣論、數值計算方法與數理統計)
2244運籌學(限工業工程專業考生選考)
②1101 英語
③3311 電子技術(二)
3312 計算機圖形學及算法實現
3314 工程測試與信號分析
3336 生產計劃與控制(限工業工程專業考生選考)
(2213、2215、2201、2244選一) ( 3311、3312、3314、3336選一)
光電子類、信息類考生考試科目:
①2201 高等工程數學(含矩陣論、數值計算方法與數理統計)
②1101 英語
③3355 半導體光電子學
3364 微機原理與接口技術)
(3355、3364 選一)
080402測試計量技術及儀器
①2201 高等工程數學(含矩陣論、數值計算方法與數理統計)
②1101 英語
③3314 工程測試與信號分析
3315 誤差理論與數據處理
3355 半導體光電子學
3364 微機原理與接口技術
3522 互換性與技術測量
( 3314、3315、3355、3364、3522選一)
專業學位招生目錄 學科專業名稱及代碼、
研究方向
招生
人數
考試科目
備注
100機械科學與工程學院
085272先進制造
①2309 專業基礎課
②1107 外語實際應用能力
③3546 專業素質和專業能力