“微机原理”成绩统计分析与教学方法改革

王 强,兰长林，钱湘萍，方开洪

(兰州大学,甘肃 兰州 730000)

“微机原理”成绩统计分析与教学方法改革

王 强,兰长林，钱湘萍，方开洪

(兰州大学,甘肃 兰州 730000)

对于核科学类专业，“微机原理”是一门重要的专业基础课，其知识点多，内容抽象，学生理解难度较高。以兰州大学核科学与技术学院核科学类专业学生“微机原理”考试成绩为样本进行分析统计。发现目前的教学方法在课程教学中硬件与接口扩展部分不够理想。针对教学中存在的问题，课程组在教学方法上进行了新的尝试，在课堂上增加了学生动手编程的部分；在实验上增设了项目性探索实验供同学们选做。实践表明，新的教学方法的实施效果良好，学生应用动手能量增强，掌握知识能力有所提高，课程考试成绩也有提升。

微机原理；成绩分析；教学方法改革

“微机原理”是信息类专业的一门专业必修课[1]，也是非信息类专业诸如核科学类、物理类等专业的重要的基础课程。该课程的特点是内容抽象，其理论性、实践性都很强[2-4]。课程要求学生掌握微机系统的基本知识、汇编语言程序设计和基本硬件接口技术[5,6]，该课程在专业知识及技术能力结构中举足轻重，在人才培养方案中起着承前启后的重要作用[7,8]。

兰州大学除了信息类专业开设了“微机原理”专业课外，核科学类各专业也开设了此课程。根据专业不同，课程的教学大纲制定也有各自的特点，教学内容和重点难点不尽相同[9-10]。近年来，兰州大学核科学与技术学院建立了教学实验中心改善教学实验条件。微机原理课程的教学质量和实验室条件得到很大改善。

基于兰州大学本科教学质量提升计划，对核科学与技术学院“微机原理”课程进行教学方法改革试点。本文对比分析了教学方法改革试点前后2012级和2013级学生的“微机原理”课程考试成绩，寻找该课程教学体系中的薄弱点，发现学生学习过程中的困难之处，进行教学方法改革，并总结其成功与失败，以进一步提高教学质量。教学实践表明，所提出的教学改革方案行之有效，提高了教学质量，调动了学生的学习积极性，学生的动手实践能力得到了提高，课程考试成绩也有提升。

1 研究样本

兰州大学核科学与技术学院的微机原理课程名为“微机原理及实验”，授课专业为核物理、核技术和辐射防护三个专业，根据自身专业特点，选用教材为胡汉才老师编著的“单片机原理及其接口技术”(第三版)。课程安排在三年级上学期。此阶段学生已经学习了“电磁学”、“计算机基本原理”、“电子线路”(包括模拟部分和数字部分)等基础课程，也学习了“C语言及程序设计”等编程课。因此具备了一定的基础知识和高级语言编程能力。

成绩样本来自于兰州大学核科学与技术学院2012级和2013级三个专业学生的“微机原理与实验”课程的期末考试成绩，并且两套试题的难易程度相当。他们的授课时间分别为2014和2015年秋。本课程考试满分为100分，在成绩分析中，将题目按知识点内容分为3个部分，即微机基础知识部分、汇编语言与程序设计部分和硬件及接口扩展部分。

2 成绩分析

2012级和2013级应考人数均为87人，除去留级、重修、补考和缺考，实际参加统计分析的有效试卷样本共计148份，其中2012级74份，2013级74份。

首先对两个年级学生的成绩进行分析与归纳。学生成绩分布如图1所示，分数主要集中在50到100之间。2012级的平均成绩为70.2分，51.4%的考生(38人)成绩在平均分以上。

图1 2012级和2013级学生成绩分布

分析各分数段的成绩分布情况，如表1所示，2012级的优秀率为13.5%，有28.4%的学生不及格。

表1 各分数段人数所占的百分比

对试卷进行知识点分段分析。微机原理课大致分为微机基础知识、汇编语言与程序设计和硬件及接口扩展3个部分。这3个部分的得分率情况如表2所示。从表2明显可以看出，2012级学生对基础知识的掌握比较好，平均得分率为81.1%；对汇编语言与程序设计部分的得分率为68.3%；而对硬件及接口扩展部分的掌握较差，得分率仅为44.3%，部分同学得分为0。这也就说明，目前的教学方法在课程教学最重要的硬件扩展应用部分并不理想。教学方法改革的重点应放在第三部分上。

表2 各知识点的得分率

3 分析问题与对策

通过对2012级学生的成绩分析，发现硬件与接口部分的得分较低，这表明，微机原理课程的实践教学环节中存在一定的问题。在汇编语言方面，由于实验教学内容侧重于算法，与汇编语言的主要实际应用脱节。

在实验教学方面，学院于2012年投资更换了新的实验教学器材，采用上海星研公司的SUN ES59PA单片机实验仪，改善了实践教学条件。但是，在实验任务设计上，任务比较单一，为了照顾到所有的同学，难度设定为中等，然而这种“平均主义”的思想并没有起到促进后进的同学，而限制了优秀学生的发展。

面对存在的问题，2015年秋季，在2013级学生的“微机原理”课程的教学过程中，课程组有针对性的采取一定的措施，改革教学方法，提升教学质量。在课堂教学中，更加注重基础理论与硬件接口的结合，相对减少汇编算法的讲解，在课堂上预留一定时间，让学生自己动手编写一段程序，以加深对知识的理解和记忆。在实践教学方面，除了开设和2012级同学相同的实验内容外，专门增设了自由选做的项目性实验，项目性实验的涉及面较广，需要更多的综合知识和能力，为学习成绩较好的学生留下了发挥的空间。这样，就可以改变以往“一刀切”的状况，让不同层次的学生能够根据自己的实际情况进行学习[9]。

3 改革效果分析

项目性实验采取自由自愿的选做原则，部分学习较好的同学参与了项目性实验。由代课老师提出几个可做到实验题目，学生自由选做，学生与老师随时沟通，对出现的问题予以及时解答。经过一个学期的努力，2013级学生的微机原理课程成绩有了一定的提高。学生的得分情况汇总在图1中。各分数段得分人数比例在表1中列出。比较发现，相对2012级学生，优秀率由13.5%提高到16.2%；超过80分的人数比率由35.1%提高到43.2%。各知识点分段的结果也列在表2中，与2012级的结果比较分析，发现硬件与接口部分的得分率有较大的提升，由44.3%提升到56.7%。说明项目性实验的教学方法有一定的实用性，有助于学生对所学知识的深入理解与掌握。

为了进一步分析学生的得分情况，图2给出了2013级74名参加考试的学生的硬件与接口部分的得分率与各自成绩之间的关系(图中为了显示简单明了，硬件得分率简化为5的倍数)。大体上看，硬件部分的得分率随卷面分数的增加而增加，即，卷面分数高的同学，他的硬件部分的成绩相应较高。

图2 2013级学生的硬件与接口部分的得分率与试卷分数关系图

同时从表1看出，虽然2013级学生的成绩，优秀率及80分以上人数所占比例有所提升，但是，仍然有25.7%的学生不及格，他们的分数主要集中在40～59之间。图2也反映出这一现象：硬件部分得分在80以上的人数占37.8%，而低于40的也高达33.8%。说明，教学期间，由于是自由选做实验，老师对这部分同学的督促监督力度不够，使得这部分同学学习浮躁，对知识的掌握不够。

4 结 论

本文依托兰州大学本科教学质量提升计划，对比分析了2012级和2013级核科学与技术学院“微机原理”课程理论考试成绩。讨论了项目性实验教学方法实施前后学生考试成绩的变化情况。改革了教学环节中一些不合理、与实际应用脱节、缺乏激励机制的陈旧方法。在教学中增加了在课堂上学生自己练习内容；在实验方面，除了常规实验外，增加了自由选做的项目性实验，课堂与实验环节的结合，提高学生的学习积极性。在采用新的教学方法后，学生的学习效果有显著的提高，实现了良好的教学效果。

[1] 曹华，苏曙光，陈亨斌.“微机原理与接口技术”课程教学改革探索[J]．电气电子教学学报，2015(37)：0018-0022．

[2] 叶爱芹，卞真稳，徐朝胜，等．微机原理与接口技术课程综合设计性实验初探[J]．中国科技信息，2009(22)：263-264．

[3] 李艳玲，吴昂，朱娟花，等．“微机原理与接口技术”教学方式探讨[J]．中国电力教育：上，2013(2)：67-68．

[4] 武英．“微机原理”课程教学体系的改革与实践[J]．中国电力教育，2013(6)：55-56．

[5] 胡汉才.单片机原理及其接口技术[M].北京：清华大学出版社，2010.

[6] 丁保华，张有忠，陈军，等.单片机原理与接口技术实验教改革与实践[J].实验技术与管理，2010(27): 117-119.

[7] 李珍香，李全福．基于CDIO模式的微机原理与接口技术课程实验教学改革与实践[J]．实验室科学，2013(1)：65-68．

[8] 赵月静，陈继荣，张永弟．单片机原理及应用课程创新实践教学改革[J]．实验技术与管理，2013(30): 176-179.

[9] 章其林.浅谈工科院校大学物理实验教学改革[J].大学物理实验，2014(3)：45-47.

Score Analysis and Teaching Method Reform for the Course of “Microcomputer Principle”

WANG Qiang,LAN Chang-lin,QIAN Xiang-ping,FANG Kai-hong

(Lanzhou University,Gansu Lanzhou 730000)

For nuclear science majors,“Microcomputer principle” is an important professional basic course.The knowledge points are very abstract and difficult to understand.In this paper,the test scores were statistical analyzed for “microcomputer principle” course of the school of Nuclear Science and Technology,Lanzhou University.Some problems were found for the teaching methods in the part of hardware interface.In order to improve the teaching quality,some reforms were employed,i.e.Classroom Training,free exploration experiment,etc.Practice shows that the new teaching method is good for the students to grasp knowledge and improve learning skills.The course test scores are also improved.

microcomputer principle；analysis of the score；reform of teaching method

2016-08-17

兰州大学教学研究项目(201515)

1007-2934(2016)06-0131-03

G 40-051

A

10.14139/j.cnki.cn22-1228.2016.006.036