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(1)激發學生對數控加工學習興趣。俗話說興趣是最好的老師。任何一門新的課程的學習學生總是會產生強烈的好奇心,當然數控實習也不例外,所以要“利用”學生的好奇心,充分發揮學生的學習興趣。現在許多高職院校數控專業都有校企合作單位,我院更是有一家校內企業,專門從事鋁件數控加工。學生可以在參加實習前到企業車間參觀,通過觀看零件加工過程再結合在課堂所學知識,能有一個相互深化認知的作用,同時追蹤某一零件的整個加工過程,便于了解數控機床零件加工工藝。提前進入企業對學生的個人能力培養也大有好處,老師講再多都不如他自己去觀察、去思考。有了這些作為鋪墊,更能激發學生參與數控實習積極性。沒有條件的高職院校也可以在網上收集一些數控機床加工視頻,讓學生對這門課程有一個直接的感觀印象。
(2)利用仿真軟件進行入門操作。數控機床操作面板上按鍵較多,在進行操作面板講解時如果將每個按鍵的功能講解一遍,需要花將近二十分鐘,但是效果卻不是很明顯,學生在聽課的當時可能記住了大部分按鍵的功能,過一段時間就有可能忘得差不多。甚至有些不認真聽的學生,轉身就忘得一干二凈了。同時作為初學者,面對一個不熟悉的東西,很多學生不敢動手,怕引起機床故障。在他們的潛意識里就覺得,這臺設備很貴,我還不熟練,我不能隨便操作。為了解決這一問題,我們利用數控仿真軟件來進行模擬操作。我院引進的是北京斐克的數控加工仿真與遠程教學系統。學生可以在電腦上認識操作面板上的每一個按鍵,并且進行一些簡單的操作,同時利用仿真軟件也可以進行程序的驗證,同時也可以完成零件的仿真加工。完全不用擔心學生把實習設備弄壞,從而影響后面的實習教學。
2理論聯系實際培養創新意識
(1)注重理論聯系實際,開展現場教學。數控實習過程中,需要先給學生講授基本的機床操作知識及加工理論,這樣學生才能真正駕馭機床。因此,安排適當的理論教學課必不可少。當然不是說單獨拿出幾節課或幾天來上理論課,而是在實習過程中將學生集合起來,現場講解操作、編程、加工工藝等方面的知識,講完后馬上進行實際操作。現階段高職院校的學生一般自學能力、知識拓展能力較差,理論課老師將他們帶入書本,他們很難在大量的內容中整理出頭緒來,反而采取這種教學方式學生的學習針對性更強效果更好。筆者在帶實習的過程中明顯感到在實習過程中采用講解演示加動手操作的教學方式學生學習起來明顯要輕松些。
(2)采取分小組模式,培養創新意識。由于機床數量有限,在實習過程中我們采取分小組模式,一個小組5~6人,給他們分配一臺機床。在這一過程中有的學生學習認真接受能力強,學的較好,那他就可以擔任該小組的組長,充分發揮“小老師”的角色,指導本小組內其他成員。同時如果小組內有成員完成了實習任務,機床可以讓給其他成員操作。而他可以進行比如自行設計零件、編寫加工工藝及程序等。2013屆畢業生中就有好幾個同學在三年一期實習過程中利用課余時間將自己的畢業設計作品加工了出來。這部分同學在畢業答辯的時候受到畢業設計答辯老師的好評。
3促進實習教師和學生共同提高
(1)注重實習教師自身素質提高。數控機床是典型的機電一體化產品,涉及液壓、電氣控制、機械傳動等各方面知識,不管在教學還是在日常設備管理中對實習指導教師提出了很高的要求。因此,利用寒暑假送實習教師到兄弟院校培訓或企業頂崗實習成了提高實習教師業務水平的重要途徑。我院每個學期都有計劃地安排實習指導教師外出參加培訓,取到很好提高師資的效果。
關鍵詞:教學方法;探討;微機原理與接口
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:
[1] 楊素行,劉慧銀,唐光榮,等.微型計算機系統原理及應用[M].北京:清華大學出版社,2004.