潘仕彬 何為民

[摘要] 本論文論述了在省級精品課程“計算機組成及嵌入式系統(tǒng)”的建設(shè)過程中,如何對傳統(tǒng)“計算機組成”和“單片微機的原理及應(yīng)用”的教學(xué)體系進行改造,推出新的“計算機組成及嵌入式系統(tǒng)”教學(xué)體系,并和企業(yè)一起開發(fā)出與新體系配套的開放式實驗、實訓(xùn)體系,大力采用現(xiàn)代化的教學(xué)方法和技術(shù),使精品課的建設(shè)取得了好的成效。

[關(guān)鍵詞] 計算機組成 嵌入式系統(tǒng) 教學(xué)體系改革 開放實驗室

“計算機組成及嵌入式系統(tǒng)”是“安全防范技術(shù)”專業(yè)的三門核心專業(yè)課之一,是“安全防范技術(shù)”專業(yè)國家職業(yè)崗位“三級安全防范設(shè)計評估師”職業(yè)資格培訓(xùn)重點要求的內(nèi)容之一。

所有院校的“安全防范技術(shù)”專業(yè)都有“計算機組成”和“單片微機”這兩門課。但近年來出現(xiàn)了三個情況:

1.“計算機組成”中學(xué)習(xí)的X86匯編在實際工作中很少應(yīng)用。安防器材、設(shè)備幾乎全是嵌入式設(shè)備。

2.近年來單片微機已迅速向嵌入式系統(tǒng)發(fā)展,所以,“單片微機應(yīng)用”必須增加嵌入式內(nèi)容。

3.安防設(shè)備向“個性化”、“遠程維護”發(fā)展,計算機組成中的“程序運行”概念、“程序下載”操作已成為本門課程的重要內(nèi)容之一。

通過在行業(yè)及生產(chǎn)企業(yè)的調(diào)研,我們將這兩門課程教學(xué)體系的改革作為這兩門課程建設(shè)的核心。將“單片微機”課程改為“計算機組成及嵌入式系統(tǒng)”,把計算機組成和單片微機兩門課結(jié)合起來,作為我院“安全防范技術(shù)”專業(yè)的核心專業(yè)課和重點建設(shè)的精品課程。

一、抓好課程體系的改革

將“單片微機”課程改為“計算機組成及嵌入式系統(tǒng)”,把計算機組成和單片微機兩門課結(jié)合起來,并不是簡單的把兩門課程疊加,而是根據(jù)學(xué)科的發(fā)展,行業(yè)的需求,高職教育的特點而對舊教材體系重組。

1.從“單片機”上來學(xué)習(xí)計算機組成。多年來,高校《計算機組成》這門課都按照傳統(tǒng)的《計算機組成》教材體系進行講課和實驗。這種體系最大的缺點是遠離行業(yè)實際應(yīng)用。因此,為了形象、直觀和實用,我們在分析計算機外部組成時,以通用計算機為主,在分析內(nèi)部計算機組成和實驗驗證時,以嵌入式計算機為主。摒棄傳統(tǒng)的8088、80286、80386處理器,以單片微機為核心,將“計算機組成”和“單片微機”兩門課結(jié)合起來,建立起新的“計算機組成及嵌入式系統(tǒng)”教材體系。編寫出版了新的教材。

2.按照行業(yè)需求,剪裁、融合教學(xué)內(nèi)容。在從“單片機”上來學(xué)習(xí)計算機組成,將“計算機組成”和“單片微機”兩門課結(jié)合起來,建立起新的“計算機組成及嵌入式系統(tǒng)”教材體系,重要的是按照行業(yè)需求,剪裁、融合教學(xué)內(nèi)容。

我們將教學(xué)體系分為課堂教學(xué)和實訓(xùn)兩大部份。課堂教學(xué)緊密結(jié)合生產(chǎn)實際,采用“教—學(xué)—做”一體的方式,以15個實驗為中心,將教學(xué)內(nèi)容分為六章:“緒論”、“運算基礎(chǔ)”、“中央處理器及計算機的體系結(jié)構(gòu)”、“存儲器結(jié)構(gòu)”、“匯編語言設(shè)計”、“輸入輸出系統(tǒng)”。在實訓(xùn)部份則以任務(wù)為核心,以“過程帶教學(xué)”。

教學(xué)內(nèi)容讓學(xué)生掌握嵌入式計算機概念,存儲運行概念,介紹在安防報警控制器中出現(xiàn)的各種數(shù)制及轉(zhuǎn)換、邏輯關(guān)系、代碼及校驗。介紹在“嵌入式安防報警控制器”中大量使用的MCS-51微處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及發(fā)展、存儲器結(jié)構(gòu)、尋址方式、指令系統(tǒng),端口操作原理、方法,使學(xué)生掌握今后、調(diào)試、維修和安裝使用“嵌入式安防報警控制器”所必備的基礎(chǔ)知識和業(yè)務(wù)知識也為今后學(xué)生持續(xù)發(fā)展殿定基礎(chǔ)

實訓(xùn)36學(xué)時,圍繞制作簡單的“嵌入式安防報警控制器”任務(wù),按照開發(fā)安防產(chǎn)品的過程,培養(yǎng)學(xué)生制作簡單的“嵌入式安防報警控制器”的能力。

二、建立配套的開放實驗體系

1.確定新的實驗體系。摒棄了昂貴的實驗箱和仿真器,采用全新的ISP技術(shù),建立了廉價實用的嵌入式計算機實驗體系,該體系不僅可完成教學(xué)任務(wù),而且可用于學(xué)生的課余創(chuàng)新活動,為徹底開放實驗室提供了基礎(chǔ)。

2.和生產(chǎn)企業(yè)合作開發(fā)實驗器材。我們自己設(shè)計廉價的“嵌入式系統(tǒng)學(xué)習(xí)實驗系統(tǒng)”,并在聯(lián)合辦學(xué)單位“海南海華信計算機技術(shù)有限公司”合作加工生產(chǎn)了130臺,總共才化了不到4萬元錢,為每一個學(xué)生都提供了一套廉價、小巧的實驗裝置,該裝置在任何有電源的地方都可進行實驗。

3.全方位地開放實驗室。每學(xué)期一開學(xué),我們給開有這門課的學(xué)生每人借給一套“計算機組成及嵌入式系統(tǒng)學(xué)習(xí)實驗板”,電子技術(shù)課外活動小組的同學(xué)則在校期間始終借給一套“計算機組成及嵌入式系統(tǒng)學(xué)習(xí)實驗板”。學(xué)生不再局限于實驗室和課堂,在課后,在宿舍等任何有桌面計算機的地方都可進行實驗。真正做到實驗室的開放,將實驗從實驗室(擴展)開放到學(xué)生宿舍等其它場所,開放到課后的任意環(huán)節(jié)。

在課堂教學(xué)中,頭節(jié)課,老師做好實驗分析,課后學(xué)生自主實驗,下節(jié)課學(xué)生說明并演示實驗成果,老師點評或引伸講課。

三、采用現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)手段

根據(jù)高職的特點,采用現(xiàn)代化教學(xué)技術(shù)手段,加強動手能力的培養(yǎng)。

1.課堂教學(xué)采用“教—學(xué)—做”的模式。課程全部采用“教-學(xué)-做”的模式,學(xué)生每人每節(jié)課都帶“學(xué)習(xí)實驗板”在多媒體計算機房上課。每一節(jié)課開始可讓學(xué)生先演示自己的課后實驗,老師點評。也可在講課過程中,結(jié)合課堂要求,即說即做,當堂讓學(xué)生自己操作實驗。

2.網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。利用“海南政法職業(yè)學(xué)院辦公網(wǎng)”、“信息技術(shù)系教學(xué)平臺”以及聯(lián)合辦學(xué)單位“海華信計算機技術(shù)有限公司”的企業(yè)網(wǎng)站作為本門課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源,將本門課程的全部教學(xué)資源(教學(xué)大綱、教案、課件、教學(xué)錄像、學(xué)習(xí)實驗板的電路、使用說明、下載軟件、子程序庫等教學(xué)、生產(chǎn)、開發(fā)包資源)全都發(fā)布到網(wǎng)上,供學(xué)生下載。

在“信息技術(shù)系教學(xué)平臺”的“計算機組成及嵌入式系統(tǒng)版塊”中師生討論答疑、布置作業(yè)、批改作業(yè)。

3.將“安全防范技術(shù)實驗室”和“計算機組成及嵌入式計算機實驗室”組建在一起,將嵌入式學(xué)習(xí)實驗板成為安全防范技術(shù)設(shè)備的控制器,而安全防范技術(shù)的各種報警探測器、喇叭、警燈則成為嵌入式計算機實驗的各種前端、后端設(shè)備。

四、結(jié)束語

針對高職高專人才培養(yǎng)模式,緊緊圍繞學(xué)生的就業(yè)能力培養(yǎng)、學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)和實踐能力培養(yǎng)三個中心,我們在《計算機組成》這一門專業(yè)課的教學(xué)上,實施了教材改革、實驗?zāi)Ｊ礁母锖涂己朔绞礁母?目前出版教材一本,自行開發(fā)便攜實驗設(shè)備一套,發(fā)表論文2篇,完成了300余名?？普n程的210學(xué)時的授課和實踐。

通過本教改模式訓(xùn)練的學(xué)生中,有12名學(xué)生被選派參加2007和2008年度全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽(海南賽區(qū))比賽,都獲得一等獎和二等獎的佳績。通過本次大賽的檢驗,精品課程建設(shè)過程不僅促進了實踐教學(xué),也成功探索了一條通往高職高專能力培養(yǎng)模式改革的道路。

參考文獻:

[1]何為民,潘仕彬.計算機組成與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用.北京:北航出版社,2007,1

[2]《計算機組成》重點課程建設(shè)情況.2007.

[3]王愛英.計算機組成與結(jié)構(gòu)(第3版).清華大學(xué)出版社,2001.

[4]倪志蓮.《微機原理及應(yīng)用技術(shù)》課程教學(xué)改革探討.河南科技,2005.