在《微机原理》实验中应用研究型教学模式

赵元黎，刘爱玲，杨海彬

(郑州大学 a.物理工程学院;b.教务处，郑州 450001)

在《微机原理》实验中应用研究型教学模式

赵元黎a，刘爱玲b，杨海彬a

(郑州大学 a.物理工程学院;b.教务处，郑州 450001)

论述了基于研究型教学的实验教学、提升学生的研究能力和科研思维的教学实践。在《微机原理》实验教学中，运用研究型教学，可对学生进行动手能力、研究能力、创新能力、创新意识的训练，培养学生分析问题、解决问题的能力。基于研究型教学模式，重新审视了实验题目，将实验题目分为基础实验：主要围绕微型机的基本概念设置；综合实验：以训练学生动手能力为主要教学目的；开放研究型实验：以训练、提升学生研究能力、创新能力、创新意识为主要教学目的。根据实验室条件，学生可以自己选择实验题目、时间。并对实验考核方式进行了改革探索。

研究型教学；微机原理；实验教学；教学模式

在大学的课程教学中应用研究型教学模式，通过课程教学，培养、训练学生的研究能力、创新能力是当前教学研究的热点之一。在课程教学中实践研究型教学模式不仅是教学方法的问题，也是重要的教学理念问题，是高素质人才培养模式的探索、研究过程。进一步深化研究型教学，需要在一线教学的教师去做深层次的探究。例如：提高任课教师的研究型教学水平、诱导学生自觉进行研究型学习、克服教学的时空限制、考试方式的多元化等，都是深化研究型教学所急需解决的课题[1_3]。

研究型教学模式，把培养学生的研究意识、创新思维和创新能力作为教育教学目标，发展学生不同层次的创造性品质和创造力，为未来社会培养出适应能力强的高质量人才。在课程教学、实验教学中实践研究型教学，使学生在学习中得到发展研究能力、创新能力的训练是社会赋予教育的职责。

本文结合《微型计算机原理实验》(以下简称《微机原理》)课程的教学实践，对在实验课程教学中如何实践研究型教学模式略述拙见。

1 基于研究型教学，设置微机原理实验题目

研究型教学模式教学目的是培养学生以科学研究的方式获取科学知识的能力与习惯，是一种研究式的教育与学习方式，是在传统教学方式的基础上进行的创新探索与改造。

在研究型教学模式中，教师更多地要起“教练”的作用。课程教学不是单纯地传授知识，而是遵循科学知识的认知规律，以学生为中心，设计多元化的教学过程、提供教学资源、提出学习建议，在教学的关键环节上对学生进行启发、引导、激励和指导，并科学地评价学习效果。

《微机原理》是电子、通信、计算机、自动化、测控技术、仪器仪表、机械等专业的专业基础课。该课程对上述专业学生的专业能力教育、创新教育起着承上启下的作用。《微机原理》是一门实践性较强的课程，教学内容软件、硬件结合，学生必须通过实验环节加深和提高对课程内容的理解。加深和提高学生对微处理器功能、存储器和I/O接口的理解、掌握、训练学生的汇编语言编程能力，是《微机原理》实验课程的教学目的。而在实验教学中运用研究型教学，能更好地对学生进行动手能力、研究能力、创新能力、创新意识的训练，培养学生分析问题、解决问题的能力。

基于上述的实验教学目的及研究型教学模式，笔者重新审视了微型计算机原理实验题目，对原有的实验题目进行了调整、修正。

《微机原理》实验内容分软件实验、硬件实验。调整后的微机原理实验题目由基础实验(20个)、综合实验(8个)与开放研究型实验(10个)等构成。

(1)基础实验题目主要围绕微型机的基本概念设置。如CPU的内部结构、汇编语言编程的基本技术、中断的基本概念等。

(2)综合实验题目以训练学生动手能力为主要教学目的。如存储器扩展、微型机常用接口芯片的应用等微型机基本系统构成实验。

(3)开放研究型实验以训练、提升学生研究能力、创新能力、创新意识为主要教学目的。如结合计算机控制课程设计及大学生创新课题，以微型计算机控制为主要实验教学内容，设置直流电机、步进电机、水位、流量、温度、位置、红外传感等微型机测控实验题目。

2 基于研究型模式，开放实验教学

调整后的实验教学不突破教学计划所限定的课时。但在实验题目、实验时间上给学生充分的选择空间。

2.1 实验题目开放

具体的作法是，结合课程教学进展，指导学生选择实验题目。规定本课程实验题目个数，但不规定具体实验题目。例如，开课学期内，学生可在实验指导书所提供的所有实验题目(基础实验20个、综合实验8个与开放研究型实验10个)中共选做8～10个。学生根据自己的情况选择题目，“以我为主”，进行实验、分析等方面的独立能力训练。允许学生结合实际自己设计实验题目，并经实验指导老师同意，完成实验。这样，在实验教学内容上，实现了开放式的教学方式。

2.2 实验时间开放

由于受实验室设备、教学计划实验课时、实验指导老师人力的限制，不易做到实验室全天候开放。可以在计划实验课时内，由学生自由选择本次课时是否做实验、及做几个实验。指导老师以学期为单位检查学生的实验情况。有了这样的实验课控制规则，学生课前预习、准备实验的意识增强了，课前预习、准备实验的主动性被启动了。动手能力较强的学生在做基础实验时，一个课时可以做2～3个实验题目;而动手能力较弱的学生，至少也能完成1个题目。这样，动手能力较强的学生，就有时间、精力选做开放研究型实验题目;而动手能力较弱的学生，就集中精力做基础实验，强化课程教学内容的理解。采用了以学期为单位检查学生实验情况后，在不增加设备、人力的前提下，在实验时间上，实现了开放式的教学方式，并做到了因人施教。

在上述开放实验内容、实验时间的实验教学中，教师引导学生在实验中发现问题、分析问题、解决问题的同时获取知识、训练能力。

3 基于研究型模式，改革实验考核方式

研究型教学模式是要建立一种基于探索式的学习模式，使学生在学习过程中拥有挖掘知识、探索科学的宽松环境，激发学生的创新欲望。考试不是教学目的，考核方式应能激发学生的学习兴趣、学习欲望。

基于上述理由，我们在《微机原理》实验教学中，采用了按实验题目检查实验质量，并给出实验评价的考核方式。学生在实验课时内，随时可向指导老师提出查验实验的申请。可以一次查验一个实验，也可以一次查验多个实验，由学生根据自己做实验情况选择。在实验查验过程中，指导老师结合实验题目，提出相关问题，请学生结合实验回答。并根据学生掌握知识的情况，每个实验均给出等级评价。期末将根据每个实验的评价等级，按“就高不就低”原则，综合给出总成绩。如果学生对指导老师的综合实验评价不满意，可申请进行实验考试，取得实验期末成绩。对于有创造性的实验结果，在实验质量评价上要给予鼓励。

指导教师通过查验实验质量过程，引导学生围绕“问题、解决方案、结果或结论”来撰写实验报告，进行提出科学问题、设计解决方案、归纳、总结科学结论的训练，引导学生深入理解课程教学内容，从研究的角度掌握知识，掌握科研的方法。

结合教学内容，为学生准备问题是研究型教学的一个重要环节。联系实际的问题，在教学过程中能激发学生的兴趣，引导学生进行高层次的思维。从某种意义上说，研究方法比研究本身更重要。正如前卡内基教育促进会主席的Ernest Boyer博士在《学术的反思》一文中所指出的，“教学是教育和塑造未来的学者，优秀教师能营造一个氛围，激励主动而非被动式的学习，鼓励学生成为批判性和创造性的思考者，在大学学习结束后，具有继续学习的能力”[4]。笔者进行上述实验教学考核方式的尝试，其目的就在于此。

4 积极实践研究型教学，为学生打开研究之门

科学研究的灵魂是探索和创造，在教学的过程中溶入科学研究的元素是研究型教学的特点。研究型教学是引导学生学习一门学科而不仅仅是修读一门课[5]。在教学过程中使学生对学科发生兴趣，从而超越课堂、教材的约束，是一种值得追求的境界，也是研究型教学的最高境界[6_7]。作为教师，积极实践研究型教学，为学生打开研究之门，是社会赋予教师的职责。

在实践研究型教学的过程中，我们有以下几点体会：

(1)教学必须抓住本质、揭示本质。研究型教学多是采取集成教学的模式，将知识点组合为例、表达科学思想。实质上是以知识点为载体表达科学思想，科学方法，尤其是研究者的思想、方法。

(2)教师要有坚实的专业基础和宽阔的知识面，有驾驭场面的能力。应该鼓励学生提问、质疑、探究、评价，鼓励学生独立思考。在课堂上、下实施互动，对于学生“无意识”的提问，教师要有敏感性，要和同学一起追踪求源。

(3)以研究为基础的教学，要充分考虑学科交叉、渗透的发展趋势。要尽可能多地展示研究者的思想、语言和方法，让初学者理解、接受科学研究的本质。

(4)开发学生的创造潜力是教师的职责。通过评价学习效果，确认学生的创造性，重要的是及时鼓励学生去质疑、去寻找科学真理。教师要创造机会去挖掘学生的内在潜力。

5 结束语

在《微机原理》实验教学中实践研究型教学模式，调动了学生自觉学习的主观因素、学习兴趣。不少同学利用课余时间设计实验方案，和同学开展问题讨论，主动对课程教学内容进行深入的讨论和研究。尽管采用逐个查验实验题目的考核方式增加了指导教师的工作量，但调动了学生学习的积极性，实现了培养学生的研究能力、创新意识、创新精神、创新思维的教育目标。

研究型教学使得教学方法、教学理念、考核结构发生了变化，采用多元化考核方式，分离基础内容考核和创造性的考核，有利于发展学生的创造性[8_9]。

[1]孙宏斌，孙元章，陈永亭，等.电力系统本科专业课的研究型教学模式[J].中国高教研究，2006(3)：P90 _91.

[2]华成英，王红，叶朝辉.电子技术基础课程研究型教学模式的探索与实践[J].北华航天工业学院学报，2011，21(4)：41_43.

[3]李树涛，章兢，黎福海，等.电子信息类专业课研究型教学模式的改革与创新[J].高等教育研究学报，2011，34(4)：77_79.

[4]赵韩强，赵树凯，余沛明.浅谈研究型大学的研究型教学模式[J].高等理科教育，2007(3)：101_104.

[5]赵元黎，杨海彬.研究型教学模式在“微型计算机原理”课程教学中的应用[J].中国电力教育，2011 (13)：71_72.

[6]胡新根，何道法，李新华，等.研究型物理化学实验教学模式的探索与实践[J].实验室研究与探索，2009，28(10)：133_135.

[7]张文娜，熊飞丽.研究型教学模式实践与探讨——基于《传感器与测试技术》[J].当代教育论坛，2011 (3)：50_52.

[8]季毅.试析研究型教学模式内涵及其应用[J].中国科教创新导刊，2009(20)：57_58.

[9]彭善琼，魏鹏，肖龙.研究型教学模式与实施方法的探讨——基于《微机原理与接口技术课程》[J].教育论坛，2009(10)：118_120.

Practicing the Research-oriented Teaching M ode to M icrocomputer Principle EXperimentation

ZHAO Yuanlia，LIU Ailingb，YANG Haibina
(a.College of Physical Science and Engineering;b.Academic Affairs Office，Zhengzhou University，Zhengzhou 450001，China)

This paper introduced the research-oriented teaching to Microcomputer Principle experimentation.It ismobilized for study desire of student.It is trained for inaugurating of student.Based on research-oriented teaching，we have been investigated the experiment subject over again.Basic：It is set for basis idea of Microcomputer.Colligation：It is set for power trained.Study：It is set for advance study.Students can choose the subject and time.We have a new appraising system for student.

research-oriented teaching;microcomputer principle;experiment teaching;teachingmodel

G642.423；TP338.1

A

10.3969/j.issn.1672_4550.2014.01.023

2012_12_12；修改日期：2013_01_17

赵元黎（1957_），女，博士，教授，研究方向：测控技术。