發布時間：2022-11-09 03:12:20
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們為您精選了8篇的微機原理實驗報告樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發，請盡情閱讀。
中圖分類號:G642文獻標識碼:A文章編號:1009-2374(2009)20-0187-03
《微機原理與接口技術》是工科學生必修的一門重要的專業基礎課,通過該課程的教學,使學生能夠利用單片微機器件進行硬件電路設計與軟件編程開發,為社會培養高素質的建設人才。該門課專業技術性極強,無論從課程本身的特點,還是從專業素質的培養來看,加強該課程的實驗教學都是很重要的。有關基礎知識、基本原理、基本方法,必須靠大量的上機實踐和動手實驗,才能加深理解并且較好地掌握。通過實驗可以培養學生利用計算機技術和編程手段分析、解決專業領域的各種問題的能力和意識,并進一步感受微機發展的新技術和新方法。因此微機實驗教學是整個微機教學中重要的環節,它與理論課程相得益彰,是課堂教學內容的補充、延伸和深化,通過與課堂教學的密切配合,使《微機原理與接口技術》真正成為專業的主干技術基礎課。
實驗教學環節作為《微機原理與接口技術》課程的重要組成部分,許多高校已把微機原理與接口技術實驗單獨列為一門課,緊隨理論課開設,并且單獨計算學分。然而實驗教學還存在著一些教材、教學內容、教學方法以及考核方式等方面的問題,不利于學生能力的培養及向素質教育的轉化,本文結合我校的實際情況,對微機原理課程的實驗教學改革進行了探討。
一、深化教學內容改革,實施高效教學
微機原理與接口技術實驗作為一門專業基礎課實驗,對培養學生今后從事信息系統設計、研究、開發和應用起著極其關鍵的作用,結合其課程特點,充實實驗內容,使之集知識性、設計性和綜合性于一體。微機原理與接口技術實驗內容主要包含以下幾部分:
(一)原理部分
包括8086/8088指令系統與匯編語言程序設計、存儲器與I/O機理的認知等內容,著重幫助學生熟練掌握計算機及其基本組成部分的工作原理和工作機制,訓練和培養學生運用匯編語言編寫應用程序,解決實際問題的能力。
(二)接口部分
包括典型的可編程接口芯片的擴展、性能驗證及輸入輸出應用等內容,主要包括可編程中斷控制器8259、可編程定時器8253、可編程接口芯片8255和8251以及模數(A/D)和數模(D/A)轉換等,著重培養學生應用典型可編程接口芯片和數字電路芯片進行I/O接口設計和擴展的能力。
(三)綜合應用
包括多種接口芯片的組合、自動實時控制等方面的內容,著重培養學生綜合應用微機原理和接口技術進行設計、調試微機應用系統的能力,解決實際問題。
參考以上實驗內容,我校編訂的實驗教材分為軟件部分和硬件部分兩部分實驗內容。軟件部分為匯編語言程序設計,主要讓學生熟悉8086的指令系統、DOS功能調用以及BIOS中斷調用,要求學生掌握基本的程序設計和調試方法,能熟練掌握基本的編程與調試技巧。硬件部分為接口部分,是根據學校購買的硬件接口實驗箱以及所配套的軟件等進行編制而成的,主要讓學生熟悉各種接口芯片的編程方法,實驗涵蓋了基本的接口技術,包含驗證性實驗以及綜合設計類實驗。驗證性實驗要求學生根據接口電路圖編寫實驗程序、驗證實驗功能。設計性實驗要求學生自己設計接口電路、畫出流程圖并編寫出接口程序,注重設計性。
二、合理選擇實驗內容,層次教學,從基礎到深入,循序漸進
微機原理與接口技術的實驗教學過程主要分為四個層次,循序漸進,逐漸提高學生的實驗分析能力以及創新能力。
(一)軟件基礎性實驗
軟件基礎性實驗主要是驗證性實驗和簡單的程序設計,目的是讓學生熟悉編程環境,學會利用不同的調試工具調試匯編語言程序,并學會根據流程圖編寫簡單程序。在這個過程中,主要是為了讓學生明確實驗的目的、步驟以及方法。以第一次實驗為例,該實驗的目的是:(1)讓學生掌握debug的常用命令,學會用debug和Emu8086調試程序;(2)讓學生深入了解數據在存儲器中的存取辦法,以及堆棧中數據的壓入和彈出;(3)讓學生掌握各種尋址辦法以及簡單指令的執行過程。在教學過程中,我們先讓學生在預習報告里通過理論分析寫好各個實驗內容的答案。然后在debug中完成這些實驗,讓他們熟悉在debug中如何利用R命令修改寄存器;熟悉如何利用E或者F命令修改內存單元;熟悉如何利用D命令或者單步執行命令T查看內存單元和單步運行程序并查看寄存器和標志位的值等。接下來再介紹另外一個調試工具Emu8086,并讓他們在Emu8086上完成剛才的實驗,然后比較Emu8086和debug在匯編語言程序調試方面的異同點以及各自的優缺點,為他們在后面的軟件設計實驗中可以充分熟悉利用不同的調試工具來進行調試做好準備,最后通過上面兩種不同的調試工具所得到的結果和理論分析的結果進行比較。
(二)軟件設計性實驗
軟件部分的設計性實驗主要是提高學生分析問題、解決問題的能力。在這個過程中學生需根據實驗內容要求,畫出實驗流程圖,并根據實驗流程編寫程序,然后進行調試驗證。在這個階段的實驗教學中,教師通過分析實驗目的和要求,啟發學生根據要求畫出流程圖,然后在教師的輔助下完成程序代碼的編寫。比如在做“兩個多位十進制數相加”的實驗時,由于要顯示被加數、加數和結果,這邊就可以提示學生利用DOS功能調用中的9號或者2號顯示功能。通過提示,讓學生回憶理論課堂中講過的這部分內容,并讓他們清楚9號和2號DOS顯示功能使用時的區別。當學生完成顯示部分程序之后,就可以開始編寫兩個數相加部分的程序了,但是因為題目中要求的是十進制數相加,而匯編語言中默認的是按十六進制數相加,所以這邊可以采用提問的方式對學生進行提示,這時候學生就會知道要將結果進行十進制調整轉化為十進制了。由于是多位相加,所以應該根據位數來定義循環相加的次數,并對進位位進行處理等。通過這樣的引導,學生就很容易畫出實驗流程圖,然后編寫出程序,完成這部分設計性實驗。
(三)硬件設計性實驗
硬件設計性實驗主要是讓學生熟悉各種接口芯片的程序編寫方法以及工作原理,包括可編程定時器8253、并行通信和可編程接口芯片8255、串行通信和可編程接口芯片8251、可編程中斷控制器8259、模數(A/D)和數模(D/A)轉換以及8237DMA控制器等。通過這部分實驗內容的學習,可以著重培養學生應用典型可編程接口芯片和數字電路芯片進行I/O接口設計和擴展的能力。比如通過“交通燈控制”實驗,可以讓學生明白如何設置控制字來控制各端口的工作方式、各個端口在不同工作方式下的狀態以及各端口的輸入和輸出等。
(四)硬件綜合性實驗
硬件綜合性實驗是運用所學知識構建具有一定意義的實用系統,學習和掌握微機中常用接口電路的應用和設計技術,充分認識理論知識對應用技術的指導性作用,進一步加強理論知識與應用相結合的實踐和鍛煉,通過綜合設計性實驗使學生的設計水平和對所學知識的應用能力以及分析問題解決問題的能力得到全面提高。
三、多種教學方法相結合,提高教學效率
教學方法是教師和學生為了實現共同的教學目標,完成共同的教學任務,在教學過程中運用的方式與手段的總稱。在微機原理與接口技術的實驗中,根據以上實驗程度的層次要求,我們采用不同的教學方法進行教學,這樣可以取得更好的教學效果。
(一)演示法在基礎實驗教學中的使用
演示法是指教師通過展示實物、教具,進行示范性實驗,或通過現代化教學手段,使學生獲取知識的教學方法。對于軟件基礎性實驗以及硬件設備基礎實驗我們可以采用演示法進行教學。由于學生在剛接觸微機原理與接口技術實驗課時,對匯編語言調試工具并不熟悉,所以在這一階段的教學過程中,我們可以適當的進行演示,以提高學生學習效率。比如在做“匯編語言的編寫與調試實驗”時,我們可以在教師電腦上對debug和Emu8086的程序書寫過程以及調試方法、步驟等進行演示,讓學生深入了解這些軟件的使用方法。對第一次接觸硬件基礎實驗時,我們同樣先向學生演示實驗室硬件配套實驗箱以及配套軟件的操作方式以及調試過程,比如我校采用的是清華大學科教儀器廠的TPC2003A實驗箱,其配套軟件為TPC-USB,在課堂上我們可以以一個簡單的實驗為例,接上導線,連上硬件,然后通過演示,可以讓學生熟悉實驗箱,并熟悉利用這個軟件進行編寫、調試、運行程序等實驗步驟,對后續的設計實驗中學生能熟練利用這些配套軟件來進行實驗設計起到了很大的幫助作用。
(二)啟發式教學在設計實驗教學中的使用
啟發式教學是指教師在教學過程中根據教學任務和學習的客觀規律,從學生的實際出發,采用多種方式,以啟發學生的思維為核心,調動學生的學習主動性和積極性,促使他們生動活潑地學習的一種教學指導思想。在匯編語言軟件和接口硬件設計實驗中,我們可以采用啟發式教學的方法。根據設計實驗要求,教師對學生進行適當的啟發和引導,讓學生在教師的幫助下獨立完成實驗的設計和調試,發揮自己的主動性和創造性。
(三)討論法在綜合實驗教學中的使用
討論法就是學生根據教師所提出的問題,在集體中相互交流小組的觀點或個人的看法,相互啟發、相互學習的一種教學方法。在綜合設計實驗這一階段,學生2～3人為一個小組,通過學生之間的討論以及資料查詢等,取長補短以完成整個設計。這樣不僅可以引發學生的學習興趣,使學生感到自我存在的價值,激發學生的智慧,也可以讓學生進行積極的思維活動。況且某些學生的獨特見解許多時候更勝于教師循規蹈矩的講解,有利于學生鞏固和加強對基本概念和理論的理解和掌握。
四、嚴格要求學生,培養學生積極的學習態度
實驗教學是課堂教學的補充、延伸和深化,是課程教學的重要組成部分。實驗教學的目的就是通過與課堂教學的密切配合,鞏固和擴充課堂講授的理論知識,加深對課堂教學內容的理解;訓練科學實驗的基本技能和方法,養成嚴謹的科學態度和工作作風,培養運用所學理論知識獨立分析、解決實際問題的能力和實際動手能力。為了完成以上的實驗目的,我們要求學生在進行微機原理與接口實驗過程中完成以下任務要求:
(一)實驗預習
在每一次實驗課之前,學生都必須寫好預習報告。要明確實驗目的和要求,在實驗報告上畫出程序流程圖并編寫出程序(硬件設計實驗還需要畫出電路圖)。
(二)課堂實驗驗證
在實驗課堂上學生通過對預習報告中的設計方案進行調試和修改,直至符合實驗要求為止。
(三)完成實驗報告
實驗結束之后,學生都必須完成實驗報告,并對實驗內容進行總結,對實驗結果進行分析和討論。
五、完善實驗課程考核方式
對學生進行實驗考核是驗證學生掌握所學知識的一種手段,也是督促學生鉆研基本理論和提高基本技能的重要措施。為了有效提高微機原理與接口技術實驗教學的質量,更好的檢驗實驗教學的效果,我們采用現場實驗操作的方式進行期末考核。考核的題目由教師在考試之前準備若干份,然后由學生現場抽簽決定。考試的成績由教師在學生的操作過程中,根據學生對所涉及題目要求的設計方案、程序設計代碼、動手驗證操作以及故障排除等方面進行給分。學生最后的綜合成績包括其期末實驗考核成績、實驗報告成績、平時完成實驗情況及出勤表現等來進行綜合評定。制定一個嚴格的考核方式有利于提高學生的學習積極性及主動性,并能在平時實驗過程中以及期末考核中了解學生掌握實驗的情況,對于今后改進實驗教學有很大的幫助。
六、結語
微機原理與接口技術的實驗教學是一個長期的過程,只有不斷總結實驗教學經驗,改善實驗環境,探索實驗教學新方法,提高自身業務素質與管理水平,才能培養出滿足社會需求的高素質的人才。
參考文獻
[1]周荷琴,吳秀清.微型計算機原理與接口技術(第三版)[M].合肥:中國科學技術大學出版社,2004.
[2]陶龍芳.微機原理與應用實驗(第一版)[M].北京:中央廣播電視大學出版社,1998.
[3]洪金明.對《微機原理與接口技術》實驗教學改革的探討[J].長沙通信職業技術學院學報,2005,(4).
關鍵詞：計算機接口技術；教學改革；proteus
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）05-0112-02
Abstract： Computer interface technology is an important professional course to the major of medical information engineering. With the course theoretical and Strong practical， a series of reform measures such as applying software of proteus，Optimizing experimental teaching content and improving the examination system are put forword to achieve the goals of inspiring students' enthusiasm for learning， and improving the effect of teaching.
Key words： computer interface technology； teaching reform； proteus
1引言
《算機接口技術》課程是計算機科學與技術專業的一門專業主干課程，是大學本科生掌握計算機硬件基礎知識和常用接口技術的入門課程[1]。課程由微型計算機工作原理和微處理器、匯編語言程序設計、常用接口技術三個部分組成。該課程目的使學生通過本門課程的學習，掌握計算機系統的構成，建立起整機概念，并培養學生具有一定的獨立分析和解決問題的能力，為后續課程的學習以及將來的工作奠定堅實的基礎。但由于本門課程是一門實踐性很強的課程，并且具有知識點多、概念抽象、理論性強等特點，學生掌握起來并非易事，就以往學生的反應，此門課程學習難度大，知識不易理解，普遍存在“重軟件、輕硬件”的現象，大大降低了學生的學習熱情，動手實踐能力的培養也受到很大的限制，如何能夠提高學生學習熱情，激發學生的學習欲望，是需要解決的問題，筆者結合多年的教學經驗和教學實踐，在實驗教學過程中進行了一些教學改革的初步探索。
2 引用proteus仿真軟件
Proteus嵌入式系統仿真與開發平臺是英國labcenter electronics公司開發，是目前世界上最先進、最完整的嵌入式系統設計與仿真平臺。它包括原理圖編輯與仿真軟件包isis和布線編輯軟件包ares兩部分組成。Proteus 7.5SP3及其以上版本新增對8086CPU及其相關接口芯片的仿真。硬件實驗設備由于結構固定、資源有限且成本高、損耗大以及壽命低等缺點，proteus的引用對于改善教學實驗環境，激發學生學習知識的求知欲，以及學習興趣，提高教學效果，是一個不錯的選擇，此外，學生只要在自己的電腦上安裝proteus軟件后，可以不受時間和空間的限制，進行設計仿真操作，既節約了成本，又能充分發揮學生自己的思維和想象，對實驗教學來說是一個課堂的延伸[2]。
對于8086來說，將其編寫好的源程序可通過外加EMU8086編譯器生成.exe文件，然后在proteus上進行仿真，達到教學目的。Proteus的引用不僅可在實驗教學上使用，也可在理論教學中使用，教師可以在課堂上邊講理論知識，邊進行教學演示，直觀形象，使學生對生澀難懂的知識進行有效的消化、吸收，是教學的有力的輔助工具。實踐證明，引用proteus，達到了提高教學效果的目的，更加利于學生學習興趣的培養。
Proteus是教學的一個有利的補充，但它只是一個仿真軟件，不能完全代替實物實踐，仿真實驗和實驗箱上的實驗還是有區別的，由于實際電路運行時表現的各種電氣特性等，使在proteus上調通的，在硬件上不一定能夠成功的實現，基于以上認知，采取proteus仿真實驗和實物實驗相結合的方法進行教學。要求學生先課下通過proteus軟件進行仿真，模擬實驗效果，再到實驗室進行實際硬件電路的操作，查看實驗效果，這種教學搭配，充分利用proteus仿真軟件的形象直觀性，增強學生好奇心，激發學生學習熱情，同時提高學生的學習效率，達到更好的學習效果。
3課時安排
計算機接口技術課程主要分為微機原理、匯編語言程序設計和接口技術三大模塊，共64學時，為兼顧各個模塊之間的承上啟下以及知識的連續性，主要分配學時如下表1：
微機原理主要講授微機基本知識，如微處理器、微型計算機、微機系統的概念以及微機的結構和工作原理、時序知識、指令系統等，匯編語言程序設計涉及內容有匯編語言源程序的格式、變量屬性、分支結構、循環結構和子程序設計，接口技術涉及內容有存儲器、輸入輸出接口、常用I/O接口芯片等。
實踐教學在整個課程中起著重要作用，通過實踐，對理論知識進行消化和理解，同時學生的動手能力能夠得到很好的鍛煉，培養學生分析解決問題的能力，做到理論與實踐有效的結合，實踐教學總學時16學時，具體分配如下表2，其中匯編語言程序設計部分安排4學時，由于此部分上機實踐只需計算機即可，不需其他硬件，學生在課上學習好程序的設計和調試方法后，可以利用課下時間在圖書館或宿舍完成作業和上機實踐，節約課上學時，為其他內容的講授提供充足的時間。
接口技術實驗共分為6次實驗，分別為proteus的使用、8259中斷控制器、8255并行接口芯片、8253定時計數器以及A/D、D/A轉換。每次實驗安排2學時，要求學生課下提前預習，為下次實驗做充分的準備，保證每次實驗順利地進行，完成相應的實驗任務。其中proteus的使用這一實驗安排1次，是因為在本門課程學習之先，學生已學習過《電路制圖與仿真》這門課程，此門課程主要介紹proteus軟件的使用，因此在proteus的實驗主要介紹EMU8086編譯器的使用，學會使用proteus進行8086的仿真。
常用接口芯片部分的5次實驗均設置了基本實驗部分和提高部分兩個層次，其中基本部分要求每一個學生必須完成，按照電路原理圖進行連線，編寫實驗程序，完成實驗效果。提高部分要求學生在完成基本部分后，有余力的學生可對電路進行設計并編寫相應的程序改善接口的性能。每一個層次的實驗，要求學生進行現場演示。
4實驗考核
實驗評分標準分為實驗操作部分、現場提問環節以及實驗報告三個部分組成。學生抽簽決定實驗考核內容，并進行現場演示，教師根據學生實驗操作過程、結果以及對現場的提問回答情況等形式進行現場評分，以激勵學生學習主動性，達到教學目的。
實驗操作部分占實驗總成績的比例為50%，現場提問環節所占比例為30%，實驗報告占20%，其中實驗報告要求學生重點報告在實驗過程中遇到什么問題，以及解決此問題的思路和方法以及實驗的心得體會，避免抄襲和實驗報告的形式化。
5充分利用多媒體
在進行實驗教學過程中，充分利用多媒體，提升教學效果。為提高學生學習的熱情，對于在實驗過程中難懂的知識點，可以采用動畫進行直觀形象的演示，使學生更加能蛄旎崾笛櫚哪諶鶯湍康模便于理解和記憶。
6結論
《計算機接口技術》是一門理論性和實踐性都很強的課程，對于此門課程的教學也是一個不斷學習和探索的過程。對于本門課程的改革實踐，實驗教學效果有了很大改善，學生主動性、學習熱情有所提高。此課程是一門公認的教師難教、學生難學的課程[3]。隨著時代的發展，計算機接口技術課程也應與時俱進，需要不斷完善教學體系，更新教學內容，尋求新的教學方法，提高教學效果，充分調動學生的學習積極性和主動性，提高學生的綜合能力、科學素質，為社會培養更多高素質的復合型人才。本課程的改革是一項長期艱巨的任務，需要不斷探索和完善。
參考文獻：
[1] 王志軍，楊延軍，王道憲.微機原理實驗課程內容的層次化設計[J].實驗室研究與探索，2012，31（1）：105-106.
關鍵詞：微機原理 接口技術 教學現狀 教學嘗試
中圖分類號：G4 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）08（c）-0175-02
《微機原理與接口技術》是計算機及相關專業非常重要的一門基礎課，教學內容涉及微機的硬件結構和軟件編程兩方面，同時還要與實踐相結合，要求學生建立微機系統與整機概念，邏輯嚴密，動靜結合，內容繁雜，在課程體系中處于承上啟下的位置。高職高專院校的計算機類專業均設有這門課。
1 高職高專《微機原理與接口技術》課程的教學現狀
1.1 《微機原理與接口技術》學習難度大，學生易產生畏難情緒
對于初學者而言，本課程入門難度非常大。因其課程內容涵蓋面廣，涉及的專有名詞多、概念多、接口芯片多，同時涉及硬件和軟件兩方面的知識，知識記憶點多且抽象，學生在學習過程中常有力不從心的感覺，稍有松懈就可能掉隊，容易產生畏難乃至厭學情緒。隨著授課內容的深入，有些學生會感覺到越學越亂，思路難以理清，經常顧此失彼，窮于應付，甚至越學越糊涂，最后為了考試過關而不得不死記硬背，更談不上理解并加以應用了。
微機與接口設備之間的軟件編程多采用匯編語言編寫，該語言指令豐富，程序書寫量大，編程枯燥復雜，程序可讀性和移植性較差。雖然不少高職高專院校在開設《微機原理與接口技術》課程之前，已專門開設了《匯編語言》課程的學習，但相對于高級語言（如C語言、VB語言等）而言，能真正學好匯編語言的學生并不多。加上各類接口芯片的編程要求各有不同，記憶量大，學生接觸的芯片一多，相互之間容易混淆，加大了學習難度。如果匯編語言掌握不好，將直接影響到后期接口技術的學習進度和教學效果。
1.2 課程教學內容與本專業培養目標脫節，學生缺乏學習興趣
隨著計算機技術的不斷進步，與之相關的《微機原理與接口技術》課程也不斷涌現出新概念、新技術。而教學內容往往滯后于現實科技的發展，來不及更新和補充，造成了教學和實際的脫節。
計算機科學高速發展與本課程教學內容陳舊落后相矛盾。目前教材中多數以16位的8086/8088CPU為核心介紹計算機的工作原理。之所以這樣選擇主要是因為這兩類CPU結構簡單，充分體現了馮諾依曼計算機的體系結構特點，是目前CPU的基礎。在教學中采用結構相對比較簡單的CPU和接口芯片能降低學習難度，幫助學生快速掌握其基本工作原理。但現在主流的CPU采用的是64位技術，多核CPU已成微機的基本配置；傳統教材中介紹的各類接口芯片多是早期結構比較簡單的，但現實生產生活中多已被淘汰。由于與現實脫節較嚴重，很多學生對這門課程的用途深有疑慮，感覺對未來就業幫助不大，因此也降低了學習興趣，無法體會該課程在整體知識體系中的重要位置。
高職高專院校主要培養應用型人才，而本課程教學內容與計算機專業的培養目標聯系不夠緊密，就業應用面相對較窄。現在就業形式嚴峻，加之軟件類課程應用面廣，學習實踐起來要比硬件類課程容易得多。因此高職高專計算機專業的學生“重軟輕硬”的現象比較普遍。一些高職高專院校根據市場需求，在制訂人才培養方案時，不得不逐步縮減硬件類課程，增加就業使用面較廣的應用類軟件課程。
1.3 實踐課主要進行驗證性實驗，設計性實驗所占比例很低
在實踐課堂上，學生大多照本宣科，參照現有的程序，在實驗中按部就班地錄入程序，僅觀察和分析實驗運行及結果，沒有充分發揮學生的主觀能動性，學生的創新思維和設計能力得不到很好的鍛煉。
本課程的許多實驗需要特定的配套軟硬件環境，需要前期投資購買大量硬件設備及相關支持軟件，后期設備零部件更新維護保養也較復雜。部分高職高專院校沒有足夠條件提供良好的實驗環境讓學生進行實踐，因而學生往往難以通過實驗得到很好的實操鍛煉和加深對理論知識的理解。個別缺乏條件的高職高專院校甚至取消了實驗，全盤進行理論教學。
1.4 學生自身素質和接受能力
高職高專院校生源在高考中錄取批次相對較后，且有相當一部分是由中職升學而來。學生普遍文化基礎較薄弱，抽象思維較差，參加各項活動積極性較高，樂于動手實踐。他們學習較為情緒化，對感興趣的內容或工作中應用面較廣的課程，如網頁制作、圖像處理等應用軟件，學習積極性相對較高，而對內容枯燥的理論課程學習動力則相應降低。
2 高職高專《微機原理與接口技術》課程的教學嘗試與方法探討
2.1 針對高職高專學生的學習特點，有針對性地選擇教學內容
根據高職高專學生的學習特點，《微機原理與接口技術》在組織教學時必須充分調查了解學生的實際水平，在盡可能降低教學坡度的前提下，對教學內容進行適當地增補和刪改，使學生能比較輕松地理解和接受新知識。
從8088/8086開始，發展到80286，80386，80486，再到Pentium等系列，這些CPU采用了IA-32架構，在基本結構上是向前兼容的，保持了程序設計與運行的連續性，便于我們進行相關課程的教學；但另一方面，隨著多核CPU的出現，微機升級換代速度越來越快，操作越來越簡便，功能越來越強大，64位新技術的大量應用，使得本課程必須及時補充相關的知識內容。
盡管微機性能提高很快，但其內部組成與外部接口的基本工作原理多數是沒有變化的。就存儲器而言，雖然容量呈幾何級數增加，但基本存儲元的工作原理沒有變，存儲器構成的基本原理沒有變，CPU與存儲器的連接方法也沒有變。對于外設而言，微機與外設的I/O接口的基本連接方法沒有多大的變化，中斷原理及中斷處理也沒有變。在具體教學中，還是以Intel 8086為主線，系統介紹微機的基本組成、IA-32體系結構；介紹處理器與總線技術，這里穿插介紹流水線技術、多核CPU、PCI-Express總線技術和串行通用總線USB等以及它們在工程實踐中的應用和實現；存儲器的組成是重點，要求學生學會獨立設計簡單的存儲器系統，這里穿插介紹閃存、固態硬盤等新型存儲器技術；中斷技術與應用是重難點，以8259芯片為中心講授中斷程序設計；I/0接口原理和應用也是重點內容，主要是讓學生能針對不同功能的芯片如8237、8253/8254、8255、8251等進行設計和編程。將硬件實現與匯編語言編程相結合，重點突出8088和8086，著眼于對Intel Architecture-32結構微處理器的系統理解，使學生正確建立微機系統的整體概念。
2.2 改革教學方法
高職學生素質參差不齊，有些學生善于聽課，能夠抓住老師講的重點內容，積極向老師請教各種問題，自學能力較強；而有些學生一上課就昏昏欲睡，心不在焉，得過且過，需要老師不停地督促學習。針對學生的這些心理特點，首先應樹立以學生為中心的思想，教師在各個教學環節上要注意調動學生的學習積極性。除教學內容改革外，教師還應對教學內容進行精心組織和安排，仔細教研，改革教學方法，盡可能解決學生學習能力和分析理解能力兩極分化的問題。
在課堂教學中，針對高職高專學生缺乏抽象思維的特點，在講解CPU內部結構、操作時序、尋址方式、指令的執行過程、總線結構、存儲原理、通信接口等抽象的內容時，可制作相應的多媒體CAI動畫課件和電子教案。通過文字、圖片和動畫流程來演示和講解，將抽象的難以理解的內容形象化、具體化、直觀化。這樣不僅能幫助學生理解教學內容，激發學生的學習興趣，還能增加課堂教學的信息量，拓展學生的知識范圍，加快教學進度，彌補教學課時數的不足。
現代多媒體教學手段非常實用，它讓教師從粉筆+黑板中解放出來，減輕了教師的工作量。但其中一個明顯的不足在于講解的速度很快，短時間向學生灌輸大量知識，導致學生沒有足夠時間來理解和消化所學內容。因此，在教學過程中應該結合傳統板書教學。特別是在講授存儲器系統設計、存儲器地址范圍計算、各類芯片的使用及相關匯編程序設計等知識點時，在講解案例時，通過板書可逐步展現例題的分析步驟、解題思路，增加學生理解的時間，給學生思考的空間，也可畫一些簡單示意圖，幫助學生理清學習頭緒，從而達到掌握新知識并能夠靈活運用的目的。
對于學生在學習過程中遇到枯燥無味、難度較大又十分重要的內容時，可嘗試采用類比教學法，將其與學生熟悉的生活實踐相聯系，就能收到事半功倍的效果。例如，我們在講解內存地址的時候，可以以教學樓做類比，每間課室都有一個編號，對應的是內存單元應該也有編號，這個編號就是它的地址；我們還可以將樓層號比作段地址，將課室房間號比作有效地址或偏移地址。只要我們能將課本中許多枯燥抽象的問題與現實中的事物聯系起來，比喻恰當，學生就容易理解，還能提高學生的學習興趣。
2.3 改革考核方法
考核方式對學生的學習有著非常明確的指導性作用。閉卷考試由于其種種限制，難以全面考查學生對知識整體掌握的程度和綜合應用的能力。相當一部分學生采取死記硬背的方法進行考前沖刺，考試結束后卻感覺自己對這門課沒有什么深刻的印象。
考核方式應側重學生綜合能力培養，盡量脫離應試教育的模式。考試命題盡量科學合理，應有利于培養學生創新思維及分析解決問題的能力。考核成績應從平時上課、作業情況，實驗操作、實驗報告書寫，期末考試成績三部分來考慮。在總評成績里，平時成績占10%，實驗占30%（其中實驗操作占20%，實驗報告占10%），期末考試占60%，三者綜合起來，能比較客觀地反映出學生對這門課程掌握的情況。
參考文獻
[1] 侯寶生.“微機原理與接口技術”課程教學改革創新探討，教改縱橫，2009（2）.
關鍵詞： 微機原理 接口技術 實驗教學 教學改革
計算機基礎教育是面向計算機專業和非計算機專業學生的教學，其教學的基本目標是培養學生具備一定的計算機基礎知識，掌握相關的軟硬件技術，以及利用計算機解決本專業領域中的問題的能力。達到這個目標的關鍵是要按照“以人為本，傳授知識，培養能力，提高素質，協調發展”的教育理念來組織教學。我們以為，要使學生的計算機知識、能力、素質協調發展，關鍵要抓住能力培養，它既是知識的活化，又是素質的原生態。計算機基礎教學所開設的課程都是實踐性很強的課程，計算機知識的掌握與能力的培養在很大程度上有賴于學生的上機實驗。加強實驗教學環節，有利于培養學生上機動手能力、解決實際問題能力及知識綜合運用能力等。實驗教學在計算機基礎教學中起著不可替代作用。在計算機基礎教學中，理論教學與實驗教學互為依存條件。不能簡單地認為計算機基礎實驗教學只是輔的教學，是配合理論教學的，這就大錯特錯了。計算機基礎實驗教學實際上有著豐富的內涵和作用。計算機基礎實驗教學對于培養學生的兩個能力，尤其是在研究創新能力和意識的培養方面有著不可取代的作用。實驗教學是整個計算機基礎教學的“綱”和“靈魂”，只有它才能使整個計算機基礎教學做到“授人以魚，更要授人以漁”。實驗教學對于每個大學生的終身學習和主動應用計算機起著至關重要的作用。因此還可以說，實驗教學決定了某些課程或整個計算機基礎教學的成敗。
目前，計算機基礎實驗教學中還存在許多問題，如師生對實驗教學的認識不足，考核重知識、輕能力，習慣于紙上談兵；教學內容選擇脫離各個專業領域應用方向，實用性較差；教學組織過于模仿計算機專業教學，實驗教學與理論教學比重不適合計算機基礎教學的特征與目標；教學方法手段簡單老套，上課和實驗照“片”宣科，師生交流、網絡化教學、各種不同類型數字資源利用等都有不同層次的減弱；教學內容更新緩慢，講授的技術方法往往不是當時的主流技術方法；實驗教學隊伍建設相對偏弱，重使用、輕培養，教師的素質遠遠不能適應計算機基礎教學；實驗教學環境建設普遍存在重硬件、輕軟件和資源問題，等等。實驗教學改革相對滯后，嚴重影響了學生能力的培養。教育部高等教育司張堯學司長在實驗教學示范中心工作會議上說：“學生動手實踐能力培養是弱項，也是提高高等教育教學質量的重中之重。”
《微機原理與接口技術》是我院計算機科學與技術、電子信息工程、電氣工程、機械電子工程等多個專業的專業基礎課，它是一門實用性和動手性很強的計算機硬件類課程。在以往的教學中，微機原理實驗教學以教師講課為主，學生以驗證的實驗為主，無法提高學生在該課程實驗的積極性和創造性，造成學生的動手能力和創新思維能力下降。
我院結合自身的實際情況，對微機原理的實驗教學進行了改革，逐漸探索并總結出了一套獨特的實驗教學方法及手段，取得了良好的效果。
一、改革實驗教學內容，強化學生能力的培養
《微機原理與接口技術》課程是實踐性很強的專業基礎課，設置本課程的目的是使學生從理論和實踐上掌握微型計算機的基本組成結構、工作原理及典型接口技術，建立微機系統整體概念，使學生具有運用現代微機技術進行軟、硬件開發的初步能力。精心選擇和更新實驗教學內容，本著將驗證性、設計性和綜合性實驗有機結合的原則編寫實驗教材。我校根據各專業的特點和理論教學的情況，將實驗內容分成3個層次。
1.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使用方法。在內容上主要安排了一些驗證性和簡單的設計性實驗。比如流水燈顯示實驗，通過對8255A芯片實現LED燈的流水顯示，從而使學生了解和掌握8255A芯片的編程方法。在此基礎上，讓學生進一步設計一些簡單的功能，如8255A芯片的選通輸入/輸出方式及雙向輸入/輸出方式操作，從而鞏固學生對8255A芯片的理解。其他還有接口電路譯碼、中斷、串行接口、A/D和D/A轉換等實驗。通過這些基礎實驗，學生加深了對所學知識的理解。
2.設計性實驗
在較好地完成基礎性實驗的基礎上，開展設計性實驗。設計性實驗是指教師給定實驗目的和實驗要求，讓學生自己設計實驗方案和編寫程序，并最終實現相應功能。比如在學生完成8255A并行接口實驗和8255A中斷控制器實驗的基礎上，讓學生實現通過中斷來控制8255A的輸入和輸出。要實現這樣的功能必須將8255A并行接口芯片和8259A中斷控制器芯片組合使用，讓學生自行搭建線路并編寫相應的程序。這樣既能鞏固學生前面所學的知識，又可以培養學生的獨立設計能力。
3.綜合性實驗
綜合性實驗的目的是要將學生學過的主要功能部件有機地結合進來，形成一個有意義的整體，使學生掌握微機系統整合的基本方法。該類實驗一般較復雜，也比較難實現，因此我院該類實驗安排在課程設計階段。綜合性實驗是由教師給出實驗目的，學生根據所掌握的知識，通過不同的方法和不同的途徑來完成實驗。例如溫度監控系統、交通燈控制系統等。通過這類綜合性實驗能夠使得學生對微機原理與接口技術這門課程有一個全新的認識。
在綜合性實驗和設計性實驗中，學生必須運用自己掌握的知識進行分析和探討，學習主動、目的明確，通過不同的途徑和方法來達到實驗目的，有利于創新能力的培養。
二、教學方法的改革
實驗教學內容的調整要求實驗教學與指導方法也要相應地進行調整。傳統的實驗教學大體上都是“課堂預習―課堂實驗―課后完成實驗報告”的模式，在這樣的模式中教師始終處于主導地位，學生總是按教師的指導或實驗指導書走，機械地照搬實驗指導書上的連線圖和程序，這樣無法發揮學生的想象力和主觀能力性。
筆者在實際教學中，采用了“精講―示例―設問―點撥”的四個環節教學方法，發現效果良好。精講就是在實驗前教師要充分給學生講清楚實驗的相關知識，讓學生心中有數；示例就是針對實驗問題引導學生應該怎么走，盡量減少走彎路的現象；設問就是要引導學生提出問題、分析問題，最終解決問題，增強學生的好奇心；點撥就是針對不同的學生在實驗中提出的問題及暴露的問題，給予必要的提示。這四個環節是緊密相連的，它改變了原來學生完成任務了事的被動模式，通過系統而有計劃的實驗教學培養了學生的學習興趣，激發了學生的原創力。
三、提供先進的實驗設備，提高實驗效率
提供先進的實驗設備是實驗教學改革成功的保證。我院于2007年購買了西安唐都科教儀器有限公司的TD―PITC32位微機原理與接口技術教學實驗系統40套，它是基于PCI總線擴展的32位微機原理與接口技術教學實驗系統，通過PCI總線擴展卡將32位PCI擴展總線連接到實驗平臺上，通過邏輯電路轉換為準32位系統總線，可以完成32位微機原理、32位微機接口技術、PCI總線技術與Windows下驅動程序開發技術的實驗教學。在具體開展實驗課時，我院實行小班制，即40人為一班，保證每人一臺實驗設備。良好的實驗環境既增加了學生鍛煉的機會，同時也培養了他們獨立解決問題的能力。
四、改進考核方式，調動學生積極性
考核方式是教學過程中一個重要輔助手段，發揮考核方式的導向和監督作用是保證實驗教學順利進行的有力保證。為了調動學生學習的主動性和積極性，讓學生重視微機原理與接口技術實驗課，我院將考核方式作了相應改進。
實驗結束后，由指導教師對學生進行全面考核，按5分制（優、良、中、及格、不及格）評定成績。評分依據包括以下幾個方面：
1.平時成績。包括平時考勤、遵守紀律、學習中的工作態度、預習情況、實驗程序的編寫情況、提問、實驗報告完成等。
2.考試成績。包括完成依次隨機抽取的實驗的操作能力、完成能力、完成結果及總結報告等。
3.實驗總成績。70%平時成績+30%實驗考試成績。
其他注意事項：教師要把關，確認實驗結果確實是由實驗者做出的。對弄虛作假者給予不及格的成績。
五、提供開放式的實驗環境，增加學生實踐機會
良好的實驗環境不僅要滿足內教學的需要，還要為一些優等生進一步學習提供方便。因此，我院實行開放性的實驗環境，每周實驗室開放3天，并且配備專業教師值班。建立開放性的實驗環境，包括教學時間開放、教學內容開放、實驗元器件開放。在傳統的實驗教學模式下，學生被教師限制在多個限定條件下，不能發揮自己的才能和創造性，我院允許學生結合課程學習和自己的時間安排，根據自己的興趣提出實驗題目和實驗設計方便，并可在一個較寬松的實驗環境中完成。教師積極鼓勵學生大膽提出自己的思路和實驗構想，盡力創造條件引導和支持他們開展有意義的實驗研究，對于學生創造性的實驗成果給予獎勵。設置這樣的實驗環境和條件，有利于培養學生主動學習的意識和創造能力。
綜合前面的觀點，我們認為，實驗教學的建設是一項系統工程。提高實驗教學質量的關鍵是不斷加強自身建設，深化實驗教學改革的核心是培養學生實踐和創新能力，推進實驗教學改革的基礎是建立計算機實驗教學大環境，實施實驗教學的載體是實驗教學體系和內容，加速實驗教學改革的催化劑是實驗教學手段和方法的改革，實驗教學改革的重要標志是出版高水平的實驗教材。
高職院校實驗教學的目標是培養學生的實踐能力和創造能力，掌握科學的方法和培養學生嚴謹的科學態度至關重要。只有不斷總結經驗教學經驗，改善實驗環境，探索實驗教學新方法，提高自身業務素質與管理水平，才能培養出滿足社會需求的高素質的人才來。
參考文獻：
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一、教學現狀
該課程包含理論課堂教學和實驗教學兩個部分。由于理論課堂教學部分的內容比較抽象，加上學生匯編語言程序設計課程的基礎不扎實，導致學生系統開發能力不強。在實踐教學環節，甚至出現學生無法獨立完成實驗任務的現象。筆者認為主要原因大致有以下幾點：
1.課程內容涵蓋的知識面廣導致學生對它失去信心、耐心和興趣
表面上看來，《微機原理與接口技術》課程屬于硬件課程范疇，而實質上它的教學內容綜合了微型計算機軟、硬件的理論知識，既要有良好的硬件基礎，還要有扎實的能面向機器語言進行程序設計的能力的同學，才能真正理解課程內容的含義。這對于大多數沒有實踐經驗，特別是基礎又不是很扎實的同學而言，就會覺得這門課程很難懂、枯燥，從而導致興趣下降，主動性、積極性也受到了影響。
2.太多的驗證性實驗內容阻礙了發散性的思維
目前的教學大綱在實驗教學環節上規定了太多的驗證性實驗。這使得學生不用上實驗室也知道實驗結論是什么，結果數據是什么，實驗報告在宿舍里就可以完成了。久而久之，使學生有了惰性，原本強烈的好奇心和動手、動腦欲望在必須要完成的作業中消失了。
鑒于這些原因，必須進行《微機原理與接口技術》課程的教學方法的改革。
二、新的教學方法改革
1.從理論課堂教學內容入手，改變傳統的教學模式和手段
（1）重新整合教學內容，使得教學內容重點突出，言簡意賅，化繁為簡。例如一些計算機基礎知識，進制之間的轉換、數的表示、數的算術邏輯運算可以略去不講。一方面，這些內容與理解微機系統的整體概念和培養學生應用開發能力關系不大，另一方面，可以減少和先修課程內容上的重復，造成課時浪費。而雖然計算機組成原理課程中講解過尋址方式，匯編語言程序設計課上學過機器指令，C或C++課程上涉及到程序設計思想，先修課程中接觸過中斷、DMA等概念，但在《微機原理與接口技術》這門課程中卻仍然要重點講解，因為這些概念和設計思想是理解課程內容的基礎，是開發設計思路的源泉。
（2）改變先理論再實踐的教學模式，增強學生的興趣和信心。原本的教學中是老師的一味灌輸，學生只能被動接收。造成考試前死記硬背，考完試了，也不知道學了啥。現在的教學模式采用先給出問題，再回到理論；先從個別現象，再到一般情況；先從零散知識的積累，再到系統的學習。例如：在講授總線和接口技術部分時，在課堂教學中先讓同學講述自己生活中感覺到新鮮的電子產品，并闡述之所以引起他興趣的原因。然后一邊讓學生思考他感興趣的部分都采用了哪些先進技術，一邊告訴同學目前大多數的電子產品都采用了嵌入式的單片機技術，甚至有些是實時的嵌入式系統，最后引導學生在系統中如何進行總線和接口的設計，最終實現了接口技術這一章節的內容講解。
（3）先進的教學手段的應用，可以將枯燥、晦澀難懂的課堂內容變得生動、一目了然。現代化的多媒體技術在課堂上的采用，使得同學耳目一新。當動態的畫面配以同步的解說，真實而直觀地將程序的流程、指令的執行過程或者微型計算機內部呈現在學生面前時，學生有身臨其境的感覺。這樣生動的教學手段，將幫助學生將教學內容化難為易、化繁為簡。
2.從實驗教學部分入手，改變傳統的實驗模式
（1）設計不同程度和類型的實驗供學生選擇，使得實驗內容因人而異，因材施教。首先將教學大綱中要求的實驗內容分成兩部分，一部分在課堂上配合課堂教學內容演示給同學，這部分大多是驗證性的實驗。剩下的一部分，屬于基礎性的，是幫助同學理解基本教學內容的，留給同學自己在實驗室完成。另外，實驗教學中，還設計有一些創造性的實驗可供同學選擇，例如，8255A和8253A芯片組合實驗等。這部分適合有了一定的理論和實踐基礎的同學做，若同學們選擇了做這個實驗，就可以代替基礎實驗中8255A和8253A芯片設計的兩個實驗。最后一部分是創新性實驗，也是最具挑戰性和誘惑力的部分。學生可以選擇已有的可參考的實驗題目，可以是在課堂上討論過的、自己看到過的、曾經吸引自己注意力的產品的部分功能，也可以是經過自己獨立思考、自己設計并完成的系統。目前，我們給出可以參照的實驗有：路口紅綠燈語音提示系統、私家車出入驗證系統等。這些實驗比較實用但又不是很復雜，學生選擇了這些實驗并最終能夠實現基本功能的，便可以免做所有的實驗。將實驗教學部分按難易程度分成基礎性、創新性和創造性的實驗，有利于實現實驗內容因人而異、教育因材施教。
（2）實驗室全天對學生開放，讓學生隨時能設計、思考并驗證自己的想法。以前學生要進實驗室要任課老師安排，老師準備好實驗器材，規定好時間，全部同學做同樣的一個實驗。現在，選擇做創造性實驗的學生可以自己在網上向實驗室老師登記使用實驗室的時間，自己和實驗室老師聯系需要的器材和元件，也可以自己帶設備和元器件進實驗室，有問題可以隨時和任課老師電話或當面交流。這樣，經過自己的努力完成實驗時，學生的創造力、成就感、滿足感增強。
(華北理工大學理學院，河北唐山063009)摘要：分析地方高校大學計算機基礎課程的現狀，以培養學生的計算思維能力為目標，提出將虛擬實驗體系融入實踐教學環節，構建集虛擬實驗平臺、實踐訓練平臺、網絡作業平臺和綜合測試平臺為一體的虛實融合的實驗平臺，為學生提供豐富的課內外實踐訓練，在培養學生計算思維的同時提高其應用技能和創新素質。
關鍵詞 ：大學計算機；虛實融合；實驗平臺；教學改革
基金項目：全國高等院校計算機基礎教育研究會( 201448；201449)。
第一作者簡介：張春英，女，教授，研究方向為數據挖掘、社會網絡、計算機教育，zchunying@ncst．edu．cn。
1 地方高校的計算機基礎課程現狀
隨著計算機技術的發展和社會對計算機能力需求的變化，大學計算機基礎課程面臨嚴峻考驗，教學過程中也凸顯出各種問題。尤其在地方高校，各種條件的制約讓計算機基礎課程面臨一系列問題。
(1)學生的學習意識不強。大學計算機基礎課程是大學生入學后的第一門計算機課程，大部分學生沒有意識到課程的重要性，他們的學習意識仍停留在簡單操作上，沒有對計算機原理性知識的渴求，沒有意識到計算機知識的系統性，沒有深入理解計算機處理事務的過程，缺乏“計算思維”。遇到陌生、復雜的問題時，不知從何下手，不能用計算機知識對問題進行分析解決。
(2)教師對改革認識不深。課程改革一直是授課教師考慮的重要課題。大學計算機基礎課程也經歷了多次的改革，從一開始的“文化技術基礎”到后來的“信息技術基礎”，再到現在的“大學計算機基礎”，每次變革主要體現為形式的變化，而不是內容的變革。教師因受諸多因素（如教學大綱、社會需求、固化的教學模式等）的制約，思維被長期禁錮于軟件訓練和操作培養方面，對于實質內容的改革認識深度不夠。
(3)管理層的重視程度不夠。越來越多的人會簡單使用計算機，這就造成很多教育管理層的人員懷疑大學計算機基礎這門課程的重要性，甚至其存在的必要性。目前在很多學校，這門課程的課時已被縮減，教學設施配備也顯得匱乏；部分學校甚至已停止該課程的開設。
2 大學計算機基礎課程改革勢在必行
目前，各大高校積極開展將“計算思維”納人大學計算機基礎課程的相關教學改革中，但效果并不明顯。究其根源，在于高校對計算思維的認識還不夠成熟，沒有形成完整的指導體系，思路不清晰。
我國高校教育有著明顯的層次關系，各級院校的人才培養目標是不同的，基于計算思維能力培養的大學計算機基礎教育改革必須分類型、分層次進行。地方院校既不能完全放棄現有的教學大綱和教學內容，搞“一刀切”；也不能完全沿用以前的內容，任由課程形勢惡化。在此背景下，華北理工大學計算機課程改革如何實施，是任課教師需要思考的關鍵問題。
3 構建“虛實融合”實驗平臺
3.1 引入虛擬實驗，訓練學生計算思維
2014年3月，我們走訪了北京理工大學計算機基礎教學部，李鳳霞教授介紹了由她的教學團隊研究開發的計算機虛擬實驗體系，以及“以虛擬實驗方法促進計算思維落地的教學研究”的整個實施過程。經過深度交流討論，我們體會到，虛擬實驗技術對計算機基礎課程教學內容和方法的改革起到很大的推動作用，將虛擬實驗引入實踐教學過程，在深化理論基礎知識的同時兼顧應用能力的培養。結合學校地方特色和計算機基礎教學改革現狀，我們制定了一套基于計算思維能力培養的虛實融合教學模式：從北京理工大學開發的18個虛擬實驗中，選取其中6個實驗融入到實踐教學環節，并為此重新制定了教學日歷，調整了教學內容，見表1。該模式于2014年9月正式實施。
3.2 構建虛實融合實驗平臺，實現思維落地
針對大學計算機基礎實踐性強的特點，為了培養學生的實踐操作能力和創新能力，我們構建了虛實融合實驗平臺，將課程的實踐教學分為虛擬實驗平臺、實踐訓練平臺、網絡作業平臺和綜合測試平臺，如圖1所示。
虛擬實驗平臺旨在通過仿真軟件的交互演示使學生真實體會計算機的思維模式。平臺部分實踐了計算思維在大學計算機課程中的表達問題，如“圖靈機模型與計算機硬件系統虛擬拆裝”“字符編碼與信息交換”等實驗，不同程度地展示了基于計算機的問題求解的優勢和限制，說明了形式化方法的基本理論和概貌。
實踐訓練平臺旨在提高學生的計算機實際操作技能。平臺共設計了16個實驗和8個綜合能力訓練，主要內容包括操作系統基礎、文字處理基礎、計算機網絡基礎、網絡信息安全、多媒體技術基礎和數據庫技術基礎。每個實驗含實驗指導，分為驗證性實驗和設計性實驗；綜合能力訓練共包括26個題目。
網絡作業平臺旨在跟蹤檢驗學生的實驗水平和知識掌握情況。平臺針對每個章節設計了選擇題、填空題、判斷題、問答題和操作題；章節學習結束后將題目通過系統到網絡上，學生可登錄平臺隨時完成作業，在作業截止日期前，對該項作業學生可多次提交，平臺以最后一次為準。在作業評判后，學生可查看作業成績和作業中的錯誤。
綜合測試平臺旨在檢驗并激勵學生提高自己的知識水平和計算機操作能力。其中設計了分章節的試題庫，引入了其他高校的多套大學計算機課程試卷。每學期組織學生進行1～2次階段測驗，我們采取按一定的難易度比例隨機抽題的策略，題目來自多所大學，如此可以使學生緊跟全國高校學生的水平。
4 新實驗平臺下的教學改革實踐
我們在原有的“平臺+軟件”框架下，引入新的教學模式，具體表現為：
1)虛擬實驗平臺部分實踐了計算思維的表達問題。
引入的6個虛擬實驗側重于計算機原理性、基礎性、系統性的教學內容展示。虛擬實驗的演示、交互和驗證，使得抽象、枯燥的原理變得生動并易于理解；虛擬實驗深度剖析計算機的基本原理，讓學生在分析實際問題時能夠站在計算機的角度思考，從而利用計算機解決問題，引導學生建立計算思維的方式。
“圖靈機模型與計算機硬件系統虛擬拆裝”實驗，采用動畫形式展示了圖靈機模型和馮·諾依曼體系結構，使學生更深刻地理解計算機科學的核心問題，真正認識計算的本質；通過對實際微機的虛擬拆裝，學生可以從系統級的角度直觀地了解微機的硬件系統組成及各部件的作用。該實驗解決了地方院校計算機硬件教學資源缺乏的問題，能促進學生對計算機硬件系統的認識，加深對可計算問題和可計算系統的深刻理解。
“計算機中的數據表示與計算”實驗，結合二進制數據的表示、存儲、計算和處理來說明計算機中的數據表示與計算規則，使學生理解并掌握數據在計算機中的表示方法及特性。通過數的精度、溢出等概念演示，學生可以了解計算機中的數據所具有的優勢及所受的限制，在運用計算機時就會考慮數據的約束。
“字符編碼與信息交換”實驗，主要涉及字符型數據在計算機中的編碼表示與輸入輸出的信息交換。通過對西文字符和漢字字符的輸入、查找與顯示的過程演示，學生可以了解AsciI碼、漢字輸入碼、國標碼、機內碼、字形碼等多種編碼的作用及編碼方法，加深對編碼方法、信息交換等技術的理解，進而掌握計算機信息處理的基本原理。
“一條指令的執行過程”實驗模擬演示指令執行的過程，展示計算機有關部件的工作方式及各類信息的流動方式。通過該實驗的學習，學生以最簡單的方式體驗微指令的作用以及計算機各主要部件協調工作的過程；加深對指令、微指令以及指令系統的理解，了解指令執行的3個重要階段：取指令、譯碼、執行；進一步認識計算機工作原理，體會硬件的支持和限制，將計算思維運用到問題求解中。
每個實驗演示結束后，學生必須填寫實驗報告，以深入理解和掌握實驗所涉及的知識點。報告以提問的方式記錄了實驗的整個過程。通過填寫虛擬實驗中每一步驟所引發的部件變化和運行結果，學生將實驗過程再現，深度思考計算機工作的原理，了解計算機解決問題的機制，建立計算思維的思考過程。
2)實踐訓練平臺提高了學生的計算機操作技能。
將實踐訓練平臺中的實驗內容分為課內指導與課外強化。課內實驗由教師布置并指導學生進行，訓練基本操作技能。課外實驗拓展知識學習、強化綜合應用和課程設計，旨在培養學生的創新能力。實踐訓練平臺中涉及的部分實驗見表2。
課內實驗包括基礎實驗內容、驗證性實驗和設計性實驗。學生首先按照實驗步驟要求進行簡單練習，達到掌握基本操作技能的水平；然后在沒有提示的情況下獨立完成實驗，以驗證之前的操作方法；最后根據要求自行設計作品，使其操作能力得到鞏固提高。
拓展學習實驗不局限于課程大綱要求，以問題或專題導向為主，設計的內容反映當前的新技術和新問題，強調自主學習和創新能力培養，使教和學都能有自主空間。
綜合應用實驗相當于教學環節中的大作業，適合小組協作完成，可以和相應的實驗配合作為實驗實踐教學環節的內容，強調與實際結合，培養創新思維，激發學生學習興趣與探究精神。
課程設計是針對某個知識模塊設計的綜合性應用案例，兼顧基礎內容和拓展知識，為學生提供更自由、更主動的發揮空間，鍛煉學生的知識綜合運用能力和創新能力。
3)調整綜合評價機制，體現虛實融合的實踐效果。
課程考核方式采用過程考核與終結考核相結合的方式進行：最終成績=平時成績(30%)+階段成績(30%)+期末成績(40%)。
(1)平時成績。由出勤(5%)、模塊成績(15%)和實驗報告(10%)組成。模塊成績指每個模塊結束之后的綜合練習成績，學生利用課外時間來完成，可根據自己實際情況練習多次，以最后一次成績為準。實驗報告就是6個虛擬實驗內容，每個實驗必須在l學時內完成。學生在課堂內一邊做實驗一邊填寫報告內容，這讓他們有思考和探討空間，但課堂結束前必須提交報告。
(2)階段成績。每部分內容結束后，設定一次隨堂測驗，在規定時間完成規定內容，當堂記錄成績。這是對每個模塊學習效果的一個驗收，以此考核學生掌握知識的情況。
(3)期末成績。期末考試采用上機考試，題型包括選擇題和操作題。選擇題不是簡單的概念考核，而是從計算機系統知識角度設定合理題目，體現計算思維；操作題仍是對應用軟件的綜合考核。
綜合考核方式符合既定的教學大綱要求，能真實體現虛擬實驗融合后的教學效果。
5 結語
在以培養計算思維能力為目標的大學計算機基礎課程改革中，構建虛實融合實驗平臺，將北京理工大學的虛擬實驗體系融人實踐教學環節，采用虛擬現實、圖形圖像、可視化、人機交互等多種技術，將難以表達的概念、理論和方法以虛擬軟件方式呈現，既方便了實驗內容設計，又形象直觀地展示了計算機原理性內容，激發了學生的學習興趣，有助于學生對知識的理解掌握。今后我們還要進一步改革教學內容的設置，充分體現計算思維能力培養的目標。
參考文獻：
[1]李鳳霞，陳宇峰，李仲君，等．大學計算機實驗[M]．北京：高等教育出版社，2013.
關鍵詞：單片機實驗；實驗教學；教學改革
中圖分類號：TP368.2 文獻標識碼：A
文章編號：1672-5913（2007）08-0028-03
The Teaching Reform and Exploration of Single Chip Computer Experiment
ZHANG Xin, ZHANG Yan, YANG Li, GAO Qun
(School of Information and Electronics Engineering, Shandong Institute of Business and Technology, Shandong, Yantai, 264005, China)
Abstract: The necessity of experiment teaching reform of " Single chip computer Principle and Application" curriculum has been analyzed in the paper. the new experiment educational reform plan has be proposed, which’s goal lies in to stimulate the enthusiasm which the student studies, to train the project consciousness and the ability to analysis question and solves question and to enhance student's innovation ability and comprehensive quality.
Keywords: single chip computer experiment; experimental teaching;teaching reform
1 引言
作為典型代表，單片機推動了嵌入式系統的發展，成為現代電子系統中重要的智能化工具。無論是尖端科技，如軍事、通信、能源、機器人、交通、IT，還是現代工業、農業、儀器儀表、汽車電子系統、家用電器、玩具及個人信息終端等諸多領域，都離不開單片機，其使用率和普及率遠遠超過了其他類型的計算機。因此“單片機原理及應用”課程也在高校的計算機類、電子類、電氣類、機械類等專業的教學計劃中有著特殊的地位。這些專業除了單獨設課程外，在涉及的許多實踐環節，如課程設計、畢業設計乃至研究生論文課題中，單片機系統都是應用最廣泛的手段之一。近年來，在高校中大力推行的各種電子設計競賽中，單片機已成為主要方法。
2 單片機實驗改革的必要性
“單片機原理及應用”是一門理論性和實踐性都很強的課程，在重視理論教學的同時，必須重視實驗教學。學生通過設計硬件電路、編制軟件程序、仿真調試等實驗過程，才能更好地掌握單片機的理論知識和應用技能。
傳統的實驗教學形式單一、方法呆板，實驗課一直以教師為中心，學生在規定的時間內，用統一的模式，按照指導書上規定的步驟做相同的實驗。實驗技術、手段相對較落后，效率不高。這種實驗教學方法不利于培養學生的動手能力、創新能力和綜合運用知識的能力，也不能進一步激發學生的學習興趣和主觀能動性，為了適應當今社會對單片機行業人才的需求，必須對單片機實驗教學進行改革。
3 單片機實驗教學的改革與探索
要使學生真正掌握知識，學會運用知識，必須通過學生的親身實踐。如何通過實驗教學使學生進一步鞏固和消化課堂上所學知識，掌握單片機應用技術，同時又培養學生的動手能力、創新能力和綜合運用知識的能力，造就綜合型、創新型、復合型人才，具有重要的意義。
3.1 實驗教學內容的改革
根據單片機課程的特點，將實驗教學內容分為基礎實驗、基本接口實驗、綜合設計實驗三個部分。
基礎實驗主要有硬件的認知、指令系統實驗、匯編語言程序設計實驗。考慮到學生已學習了一些相關的課程，掌握了一定的硬件知識、軟件知識以及編程方法，基于學時的限制，這部分的內容可讓學生利用課外時間自行完成。
基本接口實驗安排在課堂進行，是實驗教學的重點。它包括硬件接線與軟件編程兩部分。學生在進行實驗時，首先要根據實驗任務完成硬件設計、搭建主體電路，然后編寫程序，最后調試。
實踐環節應充分發揮學生的自主性。傳統的單片機教學中，實驗內容通常是理論知識的驗證，很少有應用理論知識去解決實際問題的綜合設計性實驗。綜合設計實驗旨在幫助學生全面掌握所學內容，提高綜合運用所學知識解決實際問題的能力。安排的內容主要是簡單電子產品的設計。在進行綜合設計實驗時，指導書只給出了任務、要求和原理性說明，學生必須根據實驗的目的和要求，獨立完成軟硬件設計和調試。學生要自己分析解決實驗中出現的問題，在解決問題的過程中進一步加深對單片機系統軟硬件設計的理解。觀察實驗現象，分析實驗結果，寫出實驗報告。
正確處理好三類實驗關系。基礎實驗、基本接口實驗是綜合型實驗的基礎。必要的基本實驗是不可缺少的，學生可以通過基本實驗掌握單片機的基本原理。綜合設計型實驗可以培養學生的動手能力和綜合應用知識的能力，充分發揮學生的主觀能動性，激發學生的學習興趣。基本實驗可安排在教學環節的前期，其目的在于在教學開始之初幫助學生熟悉單片機軟硬件環境。而綜合設計實驗是為了培養學生綜合運用所學知識的能力，使學生受到更為實際、更加全面的科學研究訓練，沒有現成的模式可循，主要利用實驗后期、開放實驗室結合課程設計、課外興趣小組、大學生電子設計大賽、畢業設計進行。綜合設計實驗和課程設計雖然有一定難度和深度，但對學生很有吸引力，能使學生從被動應付實驗變成主動實驗，不僅提高了基本操作技能，也發揮了學生的學習自主性和創造性。
3.2 精選實驗內容
實驗內容的選取要做到典型的芯片都安排有相關的實驗內容，要適應不同層次學生的需要，將單純的驗證性實驗逐步向綜合應用實驗和創新實驗類型發展，增強學生的參與意識，提高學生的動手能力，增加以設計性、系統性為主的實驗內容。
單片機實驗既要進行硬件接線，又要編寫程序，且程序的準確編寫是實驗成功的前提條件；有些實驗，學生要在有限的時間內完成任務是不容易的。因此，編寫實驗指導書時，要精心設計，對程序比較復雜的實驗，給出部分的程序，并將其中的關鍵語句刪去或是用錯誤的語句來取代，由學生去完善。這樣可以縮短學生編寫程序的時間，又能使學生掌握其中的關鍵。重視思考分析題的設計，使學生通過完成思考分析題，拓寬知識面、提高分析問題和解決問題的能力。
3.3 改進實驗教學方法
3.3.1 要求學生進行實驗預習.
實驗預習是提高實驗效果的一個重要環節。在每次實驗完成后，就布置下一個實驗的內容，并在上實驗課時通過提問、檢查預習報告等形式進行檢查。學生通過預習并聽了教師的講授之后，在做實驗時就能做到心中有數，實驗操作的過程也比較容易實現，還能提出一些問題與指導教師探討，效果較好。
3.3.2 啟發式教學
在實驗過程中，積極對學生進行引導，最大限度地調動和發揮學生在實驗中的主體作用。對學生在實驗過程中提出的問題，不做正面的回答，而是圍繞問題引導學生積極地對待實驗中出現的問題，并自己動手獨立解決問題。將傳統的以教師和課堂教學為主的教學模式，逐步演變成基礎實驗以教師為主導，綜合實驗教師與學生并重，創新實驗以學生為主的多種形式。鼓勵學生結合實際自己立項，獨立完成項目。
在實驗過程中啟發學生尋找解決方法，就能訓練學生遇到問題（提出問題）─尋找方法（分析問題）─解決問題的方法和技巧，培養獨立工作能力，使實驗更具有實踐性和實用性。
3.3.3 通過多種渠道實現實踐教學
教學過程中要與學生的實踐活動緊密結合；通過課堂實踐教學、課外科研訓練實踐、大學生電子設計競賽等多種渠道實現真正的創新型實踐教學。利用課程設計進行系統設計級綜合實驗，使學生將各章學到的知識進行綜合歸納，提高學生對單片機應用系統的認識和應用水平。以全國大學生電子設計競賽、山東省大學生電子設計競賽為契機，充分調動學生學習的積極性。
3.3.4 鼓勵學生利用課外時間到開放實驗室進行實驗
開放實驗室是由教師組織學生利用課余時間開展的教學活動，它是對課堂教學的補充和完善，是學生獨立思考、親自動手的實驗環節，也是解決學時少與內容多這一矛盾的重要手段。指導教師可以結合課堂上的內容，提出一些設計性題目或學生自行設計實驗題目與方案，由學生獨立操作調試，最后寫出實驗報告及收獲。基礎好的同學得到了施展才能的機會，可以設計出頗有特色的實驗方案，寫出很好的實驗報告，一般同學也會感到有壓力，增強了實驗的自覺性。
3.3.5 充分利用多媒體進行實驗教學，建立網上虛擬實驗室
充分運用現代信息技術手段輔助實驗教學，結合實驗項目的內容和教學大綱的要求，將相應的實驗原理、實驗步驟、實驗設備和儀器、實驗所用到的芯片工作原理和外形通過多媒體技術設計制作出將文字、圖形、圖像、聲音、視頻、動畫等集于一體的多媒體虛擬實驗軟件。形象逼真地將相關的實驗內容展現在學生面前，產生動靜結合的畫面和智能性啟發誘導功能，使學生身臨其境，直接去感受、體驗，便于學生進一步鞏固課堂上所學的基礎理論，同時了解實驗基本技能，使學生在較短的時間內獲得較多的信息量，為教學提供高效、交互、實時的操作環境和良好的服務。大大提高了實驗教學效率，保證了實驗教學效果。
3.4 在專業課程設計中融入單片機內容
為了進一步加強單片機的應用，在專業課程設計中融入單片機應用內容，使之成為專業課程設計的重要組成部分，從而使學生通過專業課程設計獲得綜合培養和鍛煉，具備單片機應用系統的設計、開發能力。
3.5 規范實驗報告，改革考核模式
實驗完成后，要求學生按規范寫出實驗報告。實驗報告的規范完成，是實驗效果的綜合反映。
改革考核模式，從理論和實踐兩方面進行，重點考核和評價學生的實際應用和創新能力。考試成績采用百分制：期末考試占60%、平時成績（作業、答疑、課堂提問）占10%、實驗占30%，加大實驗成績在整個課程成績的比重，以促進學生應用創新能力的培養與提高。若實驗成績不合格，則取消其筆試資格。實驗成績的評定方法為：預習報告占10%，硬件電路連接占25%，軟件設計占25%，系統調試占25%，實驗報告占15%。另外，對實驗中出現的問題，根據解決的情況可獎勵0～50分（百分制）。
為了充分發揮學生的主動性、創造性，全天開放實驗室。保證學生在規定的學時內順利完成相關實驗，并對實驗結果當面考核。
3.6 注重實驗教學隊伍的培養，提高教師素質
實驗教學離不開實驗教師，由于加強了綜合設計型實驗項目，使得學生進行同一項目的實驗時，實驗程序和實驗電路有所不同，這就對實驗教師提出了更高的要求。必須加強對實驗人員的培訓，造就一支穩定的、高素質的實驗教師隊伍。
4 結束語
通過對單片機課程的實驗教學進行改革，提高了學生的創新能力和綜合素質，激發學生的學習積極性、主動性；使學生能夠學到更多的知識，實際操作能力也得到了一定程度的提高。同時也更新了教師知識，提高了教師的綜合能力。
實驗教學的改革是一項長期而復雜的任務。我們只有立足單片機實驗教學的實際，逐步深入，取長補短，推陳出新，才能建立起一套完整的實驗教學體系，新的教學方法才能日趨完善，也才能更好地適應時展的需要。
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作者簡介：
張鑫（1965.5-），女，黑龍江省慶安縣人，山東工商學院信電學院教師，副教授，系副主任。主要從事單片機原理及應用、微機原理及應用教學，單片機應用技術和智能控制系統的開發工作。
通信方式：山東煙臺山東工商學院信電學院，264005
關鍵詞：多媒體CAI；化學實驗；教學
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A
文章編號：1009-0118（2012）10-0159-02
化學是以實驗為基礎的學科，化學實驗貫穿于整個化學的學習過程，也是培養化學創新人才的重要途徑。目前，許多高校都致力于實驗課程體系、實驗內容和實驗管理體制方面的改革，并取得了一定成效，但實驗教學的形式和手段卻變化不大。在化學實驗中運用多媒體CAI（Computer Aided Instruction簡稱CAI），改進教學手段，能增強實驗的可視性、可聽性、直觀性、可控性，加強動態感、形象感、立體感，自然會激發學生動手做實驗的濃厚興趣，營造實驗教學活動良好的氛圍。本文結合一些化學實驗教學的現狀，就多媒體CAI輔助化學實驗教學方面作一些探索和思考。
一、利用多媒體CAI模擬化學實驗
通過計算機模擬為學生建立一個全新的實驗場景，在這種實驗場景中，學生可以進入互動、三維局面，直觀地了解設備的結構、了解實驗目的和實驗原理，選擇正確的儀器組裝實驗裝置，模擬實驗操作，觀察現象，得出結論。
（一）模擬微觀運動世界
現代教育教學技術具有豐富的表現能力，可以沖破時間和空間的限制，為學生提供豐富的感知對象，創設教學情景，再現各種事物的細節和物體的運動，明確展示客觀事物的本質屬性和內在聯系，提高教學效果。運用多媒體模擬微觀，以“宏觀”透視“微觀”，以“動”示“靜”，展示實驗現象的內在變化原因，促進學生的認知活動，促使認識過程從感性到理性產生飛躍，達以優化實驗教學之目的。例如物理化學中對于化學反應的動力學研究，有碰撞理論和過渡態理論兩種模型，教師可以通過多媒體課件形象生動的表示這兩種理論的具體內涵，化抽象為具體，使學生在大腦中對這兩個具體的過程有一個直觀的認識，以便于學生更快更好地掌握。
（二）模擬儀器分析實驗
目前儀器分析已作為化學專業基礎課開設，但面臨的問題是學生對分析儀器的了解較少，儀器原理抽象，結構復雜，學生多而一些大型儀器的數量不足和短缺，如核磁共振譜、X射線熒光光譜、電子能譜、質譜儀等。即便對現有的紅外光譜儀、高壓液相色譜儀、氣相色譜儀等儀器，學生的使用和操作也非常有限，沒有足夠的動手機會。借助計算機三維圖像和軟件技術，可以對儀器原理和實驗進行智能化仿真模擬，展現各種儀器內部結構，動態演示微觀分析過程，通過仿真圖形界面操作儀器，完成分析任務，處理實驗數據。學生在實驗前若能首先在計算機上熟悉這些模擬裝置和使用方法，在實際實驗時，就會更加輕松自信，也有利于儀器設備的維護、延長儀器使用壽命。
（三）模擬現象模糊或不明顯或操作失敗的實驗
在基礎化學實驗中，元素性質實驗對元素單質及化合物性質和反應的掌握非常重要。但在學生實驗中，常出現觀察到的現象與理論不符或現象不明顯等情況，而影響學生對物質性質的感性認識。采用CAI動畫模擬，可以使學生清晰而形象地看到加入試劑發生反應后正確的顏色狀態變化，了解試劑用量、濃度及試劑加入順序，掌握正確的操作，分析實際實驗中現象與理論不符的原因，提高思維分析能力。
實驗中有時也因種種因素導致實驗失敗，而由于實驗時間、試劑所限不能重復進行，在學生心里留下缺憾。采用CAI模擬可以再現整個實驗過程，模擬真實的操作，使操作者身臨其境地觀察反應、記錄結果；同時可對比自身的操作，找出問題所在，提高實驗技能。
（四）模擬一些特殊的實驗
化學實驗中常涉及到一些有毒有害物質的反應，如二氧化氮、氯氣、二氧化硫、硫化氫等等。由于實驗室通風設備限制及對有毒氣體的恐懼，實驗時忙中出亂的情況時有發生，結果造成空氣污染，影響學生情緒而不能正常進行實驗。采用CAI模擬，不僅可以達到與實際操作相同的逼真效果也可以減少環境污染，有利于學生樹立綠色化學實驗的理念，增強環保意識。
實驗課時少、實驗經費不足等因素限制了一些儀器和試劑昂貴、操作復雜的實驗的開出。另外，實驗操作危險性較大的實驗也不便在實驗室讓學生進行。采用CAI模擬則可以彌補以上不足，而且可以多次重復，有助于加深學生對知識的理解，拓寬學生的實驗視野。
一些實驗操作不當會引起不良后果，甚至釀成事故。用CAI模擬違規操作，將產生的后果展示給學生，讓學生看到錯誤操作產生后果的嚴重性，可有效地防止錯誤操作的發生。例如，模擬停止減壓過濾時模擬先關水結果導致水倒吸至吸濾瓶的現象；用氫還原氧化銅的實驗中應先通氫氣后加熱，利用CAI模擬先加熱后通氫氣即發生爆炸的現象；再如模擬高錳酸鉀與濃鹽酸反應制取氯氣時誤加濃硫酸的現象,經過反向實驗模擬，形成強烈的視覺反差效果，從而突出一些特殊性質和特殊操作，達到激活思維強化記憶的目的，增強實驗效果。
（五）模擬一些反應時間較長或較短的實驗
有些反應反應時間較長，而課堂教學時間有限，無法直接觀察結果，學生情緒受到干擾，不利于教學。如鐵的吸氧腐蝕和析氫腐蝕問題，可將二根鐵釘放在盛有水的水槽內，鐵釘上罩有試管，打出字幕“一段時間后”，通過電腦模擬存在的變化、有無色氣體產生，啟發學生思考原因。這樣的模擬使學生如臨其境，更易發現問題的本質，提高分析問題的能力。
有些反應反應時間較短，學生無法捕捉到反應的具體細節。一方面使學生的好奇心無法得到滿足，另一方面使學生知識掌握的不夠牢固。如氯水分解反應速度非常慢，課堂上難以演示；再如濃H2SO4的稀釋時錯誤地將水倒入濃H2SO4，會帶來什么后果呢？這是不能用實驗來演示的，但都可通過動畫模擬及加配音得到解決。
二、利用多媒體CAI建立實驗習題、資料庫
利用微機存儲信息量大的特點，可以建立實驗習題庫，并配備相應答案，為解答學生的疑難問題提供方便。充分利用微機文字處理系統的功能，實現多機分配和多窗口分配，使學生可以根據自身問題或興趣進行選擇，既能發揮學生的參與性和主動性，增強學生的學習興趣，又能鞏固實驗知識。
利用微機多媒體還可以建立各類資料庫。如元素原子量、常用酸堿常數、無機物溶解度、有機溶劑數據、干燥劑類型等。學生在完成模擬仿真實驗的同時也能方便地查閱有關數據資料。也可以在資料庫中設立各類實驗報告格式樣本，根據不同類別的實驗給出不同要求的實驗報告格式，供學生學習參考，使學生較快地掌握完成實驗報告的方法，有利于提高學生處理實驗數據、歸納總結實驗結果的能力。
三、學生實驗中產生逆反心理時運用CAI
在做中教法實驗時，有些實驗如：在稀釋濃硫酸時，將水倒入濃硫酸中；撤消制取氧氣的裝置時先撤去酒精燈等錯誤操作導致的后果，雖然老師作了強調，但單靠教師口頭講解，學生憑空想象，學生心理很難滿足，個別學生反其道而行之，偏偏錯誤的進行操作，等看到實驗后果方肯罷休，學生的這種做法，往往給實驗帶來較大的危險性。
如何使學生既能順利完成實驗，又能消除他們的逆反心理呢？等學生正確的做完實驗后，教師可以利用錄像或計算機課件等多媒體材料演示錯誤的操作及造成的后果，這樣做，既不會造成儀器、藥品的不必要浪費，又能讓學生從另一個方面來加深對實驗的印象。
四、對多媒體CAI輔助實驗教學的思考
計算機多媒體在教學中的作用是不容置疑的，但它是為教學服務的，是輔助教學。在現代教學中，多媒體教學仍是從屬地位，所以不能用多媒體完全代替化學實驗操作，只能作為化學實驗的補充和延伸。
目前，現有的化學實驗多媒體CAI教學軟件中模擬的實驗項目還很有限，與實際實驗教學差距較大。因此，一方面應加大經費投入，購置一些相關的優秀實驗軟件來充實多媒體CAI輔助系統，以滿足教學需要；另一方面應組織實驗教學經驗豐富的教師與熟悉軟件應用的人員共同協作，根據實驗類型和內容特點精心設計，盡快研制出內容豐富、制作水平較高的模擬軟件包。在軟件制作中還應溶入先進的教學思想和教學方法，畫面設計既要給人以美感，又要避免過多的修飾分散學生注意力，使重點突出；同時還應合理設計框架，給學生留下思考和觀察的空間。
五、結論
教師要熟練使用多媒體輔助教學，就必須有創新精神、科研意識、樹立終生學習的觀念和不斷進取的精神，這正是教學改革的動力源泉。綜上所述，應用多媒體課件輔助化學教學，具有其它手段無法替代的功能。只要善于將這種現代化教學手段與傳統教學相結合、互相滲透、互相補充和完善，必將大大優化化學實驗教學。實驗多媒體CAI輔助系統既可用于教師實驗教學，又可用于學生課前預習，也可作為學生實驗后的補充，使學生進入“虛擬實驗室”，激發學生對課程學習的興趣和熱情，使教和學在時空上得到突破和延伸。在實驗教學中，只有明確目標，注意多媒體CAI與傳統實驗教學的優化組合，才能相得益彰，達到提高化學實驗教學質量的目的。
參考文獻：
［1］徐占林,賈樹勇,任玉榮.高師化學實驗教學體系的改革與實踐［J］.大學化學,2004,19（5）：11-14.
