導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇組成原理課程設計總結，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

關鍵詞：實驗；課程設計；實踐教學

中國分類號：G642

文獻標識碼：B

“計算機組成原理與系統(tǒng)結構”課程綜合了“計算機組成原理”和“計算機系統(tǒng)結構”兩門課程的要求，是應用型本科計算機專業(yè)的專業(yè)基礎課、計算機硬件與結構方向非常重要的一門課程。其實踐課主要是為了讓學生建立計算機的整機概念，加深對計算機“時空”概念的理解和對計算機系統(tǒng)性能評測的應用，提高應用集成電路的基本技能，培養(yǎng)和提高獨立工作能力、實際動手能力、分析和解決問題的能力。

1實驗設備

2003年初我院加大實驗室建設投入，全面改善實驗室條件，添加了30臺西安唐都科教儀器公司推出TDN-CM++計算機組成原理與系統(tǒng)結構教學實驗系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過對各計算機部件和多種模型計算機的設計及實現(xiàn)而高水平地支持“計算機組成原理”課程的實驗教學，并通過對指令設計方法、時空并行性、指令并行性等多種計算機體系結構的設計和研究來開展“計算機系統(tǒng)結構”課程的實驗教學。

2實驗目標和內容

運算器組成實驗目標是要求學生加深理解運算器的基本組成、工作原理，熟悉簡單運算器的數(shù)據(jù)傳送通路；掌握算術邏輯部件的功能原理及74LS181的功能；掌握移位電路的工作原理和使用方法；掌握運算器中通用寄存器的工作原理和使用方法；掌握運算器中運算結果判斷電路的工作原理和實現(xiàn)方法。實驗內容主要是驗證運算器的8位加、減、與、移位、進位、直通功能；驗證4位乘4位功能。按給定的數(shù)據(jù)，完成幾種指定的算術和邏輯運算。其中大部分屬于簡單的驗證式實驗。還可以讓學生自行探索實驗步驟和任務。比如，學生驗證完運算器的加運算之后，再讓學生自行探索減法的實驗步驟并完成相應任務。

存儲系統(tǒng)實驗目標是要求學生理解計算機主存儲的作用，掌握存儲器的構成；掌握半導體靜態(tài)隨機存取存儲器(RAM)的工作原理及讀寫方法；掌握用存儲器芯片構成主存儲器時，如何進行字/片選技術，了解使用半導體存儲器電路時的定時要求。實驗內容主要是對存儲器存儲單元進行先寫后讀，屬于簡單的驗證式實驗。還可以讓學生自行設計實現(xiàn)存儲器容量的擴展。

控制器實驗目標是要求學生加深理解計算機控制器中時序控制部件、指令部件、地址部件、操作控制部件的基本組成和工作原理；掌握微程序控制器的基本組成、微指令格式、設計方法、寫入過程、執(zhí)行過程；掌握硬布線控制器的組成原理和設計方法。實驗內容主要是微程序控制器中微指令編制、寫入、執(zhí)行過程；硬布線控制器的指令執(zhí)行過程。屬于有一定難度的驗證式實驗。還可以讓學生根據(jù)設備本身的系統(tǒng)結構設計微程序、寫入并運行。

總線控制實驗目標是要求學生熟悉總線的概念、作用及特性；掌握用總線傳輸數(shù)據(jù)的控制原理和方法；掌握總線仲裁的方式及方法。實驗內容主要是控制總線實現(xiàn)數(shù)據(jù)由輸入設備通過總線向通用寄存器或者存儲器傳送。屬于驗證和設計式實驗。

模型計算機實驗目標是要求學生通過模型計算機實驗理解計算機的工作原理、性能評價標準和方法，以及計算機的“時空”概念。建立計算機的整機概念，為后邊的模型計算機的設計打下基礎。實驗內容主要是基本模型計算機實驗，復雜模型計算機實驗，用CPLD實現(xiàn)模型計算機實驗，基于RISC處理器的模型計算機實驗，基于重疊技術的模型計算機實驗，基于流水線技術的模型計算機實驗。屬于驗證式實驗。

3課程設計的目標和內容

在學期快要結束的時候，專門留出來一兩周時間讓學生進行“計算機組成原理和系統(tǒng)結構”的課程設計，主要內容是模型計算機的設計。要求根據(jù)設備情況，自行設計指令系統(tǒng)(包括算術邏輯運算指令、訪存指令、轉移控制指令、I/O指令和停機指令)的微程序來控制模型計算機實現(xiàn)功能。并且要求各組課程實踐人員設計的指令系統(tǒng)各不相同，基于的設備或技術也不相同。比如設計指令系統(tǒng)實現(xiàn)基本模型計算機、基于CPLD的模型計算機、基于RISC處理器的模型計算機、基于重疊技術的模型計算機、基于流水線技術的模型計算機。

4考核方法

實驗報告主要包含預習報告、原始記錄和總結報告三部分。學生在做實驗之前自己組織時間查詢資料書寫實驗預習報告(包括實驗的目的、要求、內容和步驟)。在實驗室做實驗前，指導教師根據(jù)預習報告書寫情況給出相應等級的成績并記錄在實驗報告上(包括教師簽名和日期)，然后指導教師講解本次實驗的目的、步驟及注意事項。實驗過程中，要求學生認真填寫實驗記錄(包括實踐/調試過程，實驗結果)，在實驗結束前10分鐘由指導教師在實驗報告上給出成績(包括教師簽名和日期)。實驗結束后學生在實驗報告上寫出本次實驗的總結報告(包括實驗結論，實驗討論，實驗清單)，下次做實驗時再交上實驗報告，由指導教師填寫學生該次實驗的最終成績(包括教師簽名和日期)。實驗成績占本課程最終成績的20%。

課程設計的考核內容分四大項。系統(tǒng)程序設計情況(占20%)，主要是針對系統(tǒng)程序的可用性、實用性、通用性和可擴充性。學生動手能力(占20%)，主要是針對學生設計思路的開擴性和創(chuàng)新能力。報告總結(占10%)，主要是針對學生資料完成、條理清晰情況。答辯情況(占50%)，主要是程序能正確運行情況(10%)，設計錯誤的改正情況或按要求改變執(zhí)行結果(20%)，問題回答情況(20%)。由至少兩位課程設計指導教師同時參與答辯，并對答辯情況量化。課程設計單獨另算一個學分。

參考文獻

[1] 鐘榮柏. 應用型本科計算機專業(yè)課程體系的探討[J]． 科教文匯,2007,(4).

[2] 柴志雷． “計算機組成與體系結構”教學初探[J]． 考試周刊,2007,(27).

篇2

中圖分類號：G642文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2011)17-4122-02

The Study of Experiment Teaching Reform Based on Computer Organization Principle

ZHENG Geng-zhong1, LIU Qiu-mei2

(1.Department of Mathematic and Information Technology, HanShan Normal University, Chaozhou 521041, China; 2.Library, HanShan Normal University, Chaozhou 521041, China)

Abstract: Computer Organization principle is the core leading course in speciality of computer science. In the paper, we study the experiment teaching reform of computer organization principle from the teaching task and teaching method. The studies can deepen experiment teaching reform, and giving valuable references to improve the experimental quality of computer organization principle.

Key words: computer organization principle; experimental teaching; teaching reform; teaching quality

“計算機組成原理”是計算機專業(yè)的一門核心專業(yè)必修課,從課程地位來看,它在先導課和后繼課之間起著承上啟下的作用。該門課程的理論性、工程性、技術性、實踐性都十分強。因此，在搞好課堂教學的同時，必須對實驗教學環(huán)節(jié)給予足夠的重視，把實驗教學看作是提高學生動手能力和實施素質教育的一個途徑。在教學的過程中，根據(jù)該課程的特點，我們從以下幾方面對實驗課教學進行了改革探索，并取得了一定成效。

1 制定實驗教學任務和要求

1.1 計算機組成原理實驗教學的任務

隨著市場經(jīng)濟體制的建立，未來的工程技術人員既要有扎實的理論基礎，又必須有較強的動手和獨立分析問題、解決問題的能力，而實踐教學環(huán)節(jié)則是培養(yǎng)獲得這些能力的關鍵。因此，計算機組成原理實驗教學的教學任務是：通過試驗，讓同學在深化理解計算機各功能部件的同時，加強對計算機整機硬件子系統(tǒng)組成與運行原理的認識。在完成實驗課的過程中，鞏固和擴充理論知識，學習研究方法和實驗技能，培養(yǎng)學生獨立從事科學研究的基本技能和分析問題、解決問題的能力，并逐漸養(yǎng)成嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。實踐證明，只有轉變教育觀念，制定切實可行的教學任務，明確教學目的，充分調動學生學習科學知識的積極性，才能有效地提高教學質量。

1.2 計算機組成原理實驗教學的要求

在實驗教學任務確定之后，我們把每一個實驗都以任務書的形式給出，任務書主要對實驗目的、實驗內容、實驗要求做了相應說明，在做實驗之前，提前兩周交給學生，學生在接到任務書之后，則根據(jù)實驗的具體要求事先做好預習。這樣一來可以使學生將對待實驗課的態(tài)度由被動轉變?yōu)橹鲃印Ｔ谧鰧嶒灥倪^程中，我們對學生的實驗基本操作從嚴要求，因為實驗基本操作的準確與否是檢查學生對實驗基本技能掌握程度最基本的指標，也是培養(yǎng)學生熟練掌握科學儀器及技術應用能力的重要手段。為了提高學生的實驗科研總結能力，我們除了要求課后撰寫實驗報告之外，還要求學生做完實驗后能當場對整個實驗過程進行綜述，并由教師提出相關問題，由學生回答。這樣不僅能提高學生的實驗研究總結能力，同時也能提高學生的語言組織表達能力，為今后從事教學研究打下基礎。

2 改革實驗教學內容，突出能力培養(yǎng)

2.1 分解實驗和綜合實驗

在實驗內容的安排上，我們的第一個環(huán)節(jié)是6個分解實驗，第二個環(huán)節(jié)是1個綜合實驗，第三個環(huán)節(jié)是學生自己進行實驗設計,最后環(huán)節(jié)為課程設計。6個分解實驗分別是運算器實驗、微程序控制器實驗、TEC-2機匯編語言程序設計實驗、主存儲器擴展實驗、并行接口電路I/O實驗、多級中斷實驗，這些實驗一般在該部分知識的課堂教學完成后第三周進行，這樣安排可以使學生及時消化課堂知識，加強對計算機每一個組成部分的深入了解。綜合實驗為整機調試實驗,是整個實驗教學的重點,它的實用價值很高,是綜合運用所學的計算機組成原理全面知識的實驗。

2.2 自行設計實驗

在掌握好基礎和綜合實驗的基礎上，我們鼓勵學生自己進行實驗設計。實驗設計的內容可以包括：

1）根據(jù)教學內容進行實驗設計，主要是設計一些驗證性實驗，以鞏固和驗證新知識。例如在做微程序控制器實驗時，為進一步加強學生對微程序設計的理解和認識，我們除了要求學生進行加法指令的設計之外，還要求設計除此之外的其它指令，同學們也都能夠根據(jù)自己所掌握的知識，自行設計出不同功能的新指令，如整數(shù)的開方指令、轉移指令、轉子指令。

2）結合生產(chǎn)實踐進行實驗設計。作為新時代的大學生，我們應該充分培養(yǎng)他們的創(chuàng)造能力。比如，我們可以利用計算機組成原理實驗系統(tǒng)、單片機等器件來設計一個使用微處理器控制的路通燈管理系統(tǒng)，通過這樣的實驗可以培養(yǎng)學生系統(tǒng)設計的實踐和經(jīng)驗，鍛煉硬件設計、軟件設計及調試能力，為今后從事科研工作打下基礎。

2.3 課程設計

高等學校的教學工作,不僅是傳授理論知識,更重要的是對學生綜合素質及工作能力的培養(yǎng)。針對計算機組成原理課程應用性、實踐性很強的特點，我們特別開設了該課程的課程設計。在課程設計的選題上我們從理論教學與實踐緊密聯(lián)系的特點出發(fā)，選擇了微型計算機的設計與調試作為課程設計的課題。實踐證明，通過課程設計這一教學環(huán)節(jié)，讓學生開展綜合性題目的設計鍛煉，既可鞏固所學的理論知識，也可提高對專業(yè)課程的應用能力，并為今后的畢業(yè)設計打下堅實的基礎。

3 開放計算機組成原理實驗室

實驗內容改革以后，該課程的實驗數(shù)目、實驗難度有了很大程度的提高，開放計算機組成原理實驗室，學生有足夠時間完成每一項實驗，而不會象以前那樣只看不動或極少動手，一些教學未安排的實驗也可進行。動手的機會多了，動手能力也隨之得到提高。此外，開放實驗室，學生可分批進行實驗，緩解了儀器設備不足的困難，提高了儀器的使用率。在我校參加教育部師范院校評估的過程中，為了進一步提高學生的動手實踐能力，我們采取了開放實驗室的做法，取得了很好的實效。

4 充分運用電教手段和多媒體輔助教學技術

計算機組成原理課由于具有較高的抽象性及技術性，在一定程度上,其教學內容難以通過課堂講授和硬件實驗被理解掌握。為解決理論授課和實驗輔導中的教學難點，在教學的過程中，我們注重應用電教媒體和多媒體CAI技術，并使用AUTHORWARE軟件開發(fā)了計算機組成原理多媒體輔助教學軟件。通過多媒體技術，以動畫演示、配音講解的手段詳細說明運算器、存儲器和控制器三大組成部分的動態(tài)數(shù)據(jù)通路、工作原理和工作過程，很好的解決了現(xiàn)有傳統(tǒng)教學手段無法直觀、形象的描述計算機內部組成原理以及由它帶來的教學難點的問題。為了提高學生系統(tǒng)分析能力、實驗完成率及完成質量，我們在CAI軟件中提供了實驗輔導與講解演示系統(tǒng)。此外，還提供了良好的交互式學習環(huán)境，配有多種方式的習題和測驗系統(tǒng)，解決了教學輔導不足和集體教學模式下不能很好的因材施教的問題。實踐證明，通過利用多媒體技術進行教學，打破了以往以黑板、粉筆、教科書為主要教學媒體的教學形式，綜合利用學習者的多種感官接受信息，大大提高了學習效率，取得了良好的教學效果。

5 因材施教，注重實效，調動學生的學習積極性

計算機組成原理的主要內容包括計算機各主要功能部件的組成、設計方法及邏輯實現(xiàn)。具有較高的抽象性，如果僅憑教師解說是很難體會的，即使學生能夠明白，也會感到索然寡味。為此，在實驗教學的過程中，我們把學生最熟悉的個人電腦拿來做實驗，將個人電腦進行分解，把分解后的部件與計算機組成的各個部件進行對比。例如，在講運算器和控制器這一部分內容時，我們將個人電腦的CPU拿來作比較，在講存儲器這一部分內容時，我們將個人電腦的硬盤、軟驅、光盤、內存拿來作比較。通過對比，分析它們的異同點和相互聯(lián)系，這樣可以把抽象的知識具體化，對提高學生的學習積極性，讓學生進一步明確該課程的學習目的，靈活運用所學的知識，解決身邊所遇到的問題具有很大幫助。

6 結論

在計算機組成原理實驗教學的過程中，我們深刻體會到，實驗教學工作應該有目的、有要求、有針對性，循序漸進的逐步開展，深化實驗教學改革是我們每一個教學工作者的責任，只有不斷探索與革新，教學工作才能不斷得到進步。

參考文獻：

[1] 白中英.計算機組成原理[M].北京.科學出版社,1994:1-30.

[2] 王愛英.計算機組成與結構[M].北京.清華大學出版社,1995:1-55.

[3] 趙靈鍇,郭紅霞.高校計算機組成原理教學改革教學探討[J].福建電腦,2005(10):12-13.

篇3

[摘 要]針對高職（光電探測與處理技術）課程，編寫適合高職教學的教材，以典型實用電路作為項目引導，以學生動手完成實踐項目作為學習任務，并將課程知識重點貫穿其中。學生分組完成實踐項目，學習項目對應的課程知識點，達到知識與技能雙提高的人才培養(yǎng)要求，同時鍛煉學生的團隊合作能力。

[

關鍵詞 ]項目化教學；光電探測；分組實踐；課程設計

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A文章編號：1671-0568(2014)35-0077-02

基金項目：本文系2011年武漢市市屬高校科研課題“光電子技術專業(yè)核心課程‘光電探測與處理技術’的項目化課程改革” (編號：2011102)的科研成果。

《光電探測與處理技術》課程是高職院校光電子技術專業(yè)的職業(yè)核心課程。該課程圍繞各種光電探測器件的工作原理，介紹各種器件的特性參數(shù)和使用方法。以往在講授這門課程時，任課教師一般會著重講解理論知識，并輔以課內實踐教學。由于課程講授內容與企業(yè)生產(chǎn)實際脫節(jié)，學生實踐技能鍛煉有限，這種教學方式已無法適應當前職業(yè)教育的要求。因此，筆者與教學團隊的教師在承擔該課程教學時，大膽采用項目驅動、分組教學的方式，編寫了適合高職教學使用的教材，搭建了實踐教學平臺，同時增大實踐技能學習在課程中所占比例，取得了較好的教學效果。

一、項目教學，教材先導

高職光電子技術專業(yè)辦學歷程較短，很多專業(yè)課程沒有匹配教材，只能選用本科教材?！豆怆娞綔y與處理技術》課程的本科教材都是大篇幅地介紹器件工作原理，相關參數(shù)的計算等，而對于器件實際應用的內容比較少，高職學生在學習時往往感覺內容枯燥、理解困難，導致學習效果較差。

為適應職業(yè)教育的要求，筆者與教學團隊的教師編寫了一本適合高職教學、以實踐項目為引導的項目化教學教材——《光電探測技術及應用》。教材以使用各種光電探測器件組成的實用型電路為項目，見圖1，針對各個項目中使用的光電探測器件展開課程教學。

選取教材中項目二內容進行具體說明：

項目名稱：光敏電阻控制的夜明燈電路

項目分析：完成光敏電阻控制的夜明燈電路，了解光敏電阻在電路中的作用及控制方法。

相關知識：光敏電阻的工作原理、檢測方法、特性參數(shù)。由光敏電阻組成的其他電路及分析。

在該項目中，首先以常見的夜明燈電路為例，介紹了光敏電阻在電路中所起到的控制作用。學生通過完成該電路的制作，可掌握光敏電阻在受光照與不受光照時對整個電路起到的作用。教材中選取的實踐項目都是由易到難，突出實用效果。例如，在項目二中以直流控制的夜明燈介紹到交流電控制的夜明燈，并給學生留下開發(fā)空間，如何加入聲控和溫控的裝置改進電路。學生在完善電路的過程中，既掌握了光敏電阻的工作原理，又掌握了其使用方法，還會在使用過程中對其進行檢測，參數(shù)測量，將枯燥的理論教學融入實踐教學，讓學生更容易接受和掌握。

目前，教學團隊還在開發(fā)與本教材配套的實踐平臺，將一些常見的電路集成化、模塊化，讓學生能夠用最短的時間掌握器件使用方法，并且能夠在該平臺的基礎上擴展其他的功能，將課本知識融會貫通，牢固掌握。

二、分組實踐，小組測評

在課堂上以具體的實踐項目作為課程學習引導，可以極大限度地調動學生的學習積極性，同時也可以將枯燥的光電探測器件工作原理的知識融入各種光控電路之中?！豆怆娞綔y與處理技術》這門課程本來就是研究各種光電探測器件的實用性，以實現(xiàn)光控制電路和光測量電路。學生就業(yè)的對口企業(yè)大多以生產(chǎn)光電探測器件為主，而生產(chǎn)制造光控制電路和光測量電路的企業(yè)則比較分散，難以從對口企業(yè)中尋找合適的實踐項目。教師在教學過程中，以光控制電路和光測量電路的基礎電路為起點，并要求學生在實踐平臺的基礎上擴展電路，實現(xiàn)其他的功能。表1為課程教學中建議學生完成的幾組拓展性課程設計項目。

這八個拓展性課程設計項目使用了常見的光電探測器件，并實現(xiàn)了光控、測量、機械控制、顯示等實用的功能。教師在課程初期將學生進行分組，要求學生根據(jù)課內實踐項目，自主選取合適的課程設計，并自主完成電路。在實踐的過程中，可參考教材中光電探測器件的選取規(guī)則及特性參數(shù)，并加以應用及功能擴展。

教師在課上僅給出課程設計項目的要求及達到的效果，不提供具體的電路圖和器件參數(shù)，要求小組成員自己查找相關電路并進行設計。例如，第三個項目光控自動跟蹤玩具小車電路，教師僅提出電路的設計指標，要求使用光敏三極管，完成小車行進過程中循跡功能。學生在自己設計電路的過程中，根據(jù)課上內容和相關資料中的光電探測器件特性參數(shù)的列表，選取合適的材料，實現(xiàn)電路功能。完成課程設計項目的過程，實際上就設計了一個小型光控電路，了解光控電路的基本組成和功能。有的小組還在教師要求的基礎電路上實現(xiàn)創(chuàng)新功能，如有的小組還加上了熱釋電器件，做出了小車避人功能等，如圖2所示為學生自主完成的一個智能小車，他們發(fā)揮自己想想象力，在小車上添加了各種功能，由簡單的項目中做出創(chuàng)新，從復雜的項目中領會新知，極大限度地調動了學生的積極性，并能夠全局把握，靈活運用各種光電探測器件。

由于現(xiàn)在課程教學仍然實行的是大班教學，教師將班級人員劃分成四到五個小組，每個小組七至八名成員。每個小組每次理論課完成后要自行進行討論，總結學到知識和遇到的問題，并由組長負責總結。課堂實踐時，也是以小組為單位，每次完成相應的實踐項目，并記錄數(shù)據(jù)。課程設計項目由小組成員討論，選擇自己所要完成的設計項目。小組長進行分工，安排成員負責采購器件、查閱相關資料、完成電路設計及制作、檢測的工作，最后以小組為單位進行總結報告。完成課內實踐項目及課程設計項目必須由小組成員互相合作，每個成員必須按時完成自己的任務。

實踐類項目的最終結果作為小組各個成員總評成績的重要考核指標。每個實踐類項目最終是否完成，或者是否實現(xiàn)全部的功能并不能作為最重要的考核標準。學生選擇的課程設計項目有難有易，關鍵要看學生能否掌握光電探測器件的應用，是否有一定的創(chuàng)新與創(chuàng)造能力。同時，團隊協(xié)作的能力也非常重要。

課程設計項目完成后，最重要的環(huán)節(jié)是要求學生以小組為單位進行討論，并對自己完成的項目成功與否、成敗關鍵在全班同學面前做出匯報總結。任課教師及其他小組的同學，針對其匯報內容及課程設計項目的完成情況為每個小組打分。每個小組的成員都要以背靠背的形式為自己組的成員進行評分。最終的評分成績作為小組成員的平時成績、實踐成績的參考依據(jù)。小組的每個成員對課程設計項目所做的貢獻多少，付出多少，都會在小組互評之中得到體現(xiàn)。在完成課程設計項目的同時，鞏固了在課堂上學習的理論知識，也鍛煉了團隊協(xié)作能力。

三、課程延伸，學生受益

通過課程中大量實踐的鍛煉，學生逐漸掌握了各種光電探測器件的應用方法，并且具備了一定的自主設計電路、制造電路的能力。有的學生將課堂上課程設計的熱情延續(xù)到課后，自己在完成本組課程設計項目后，還做出了不少其他的光控電路，在日后完成畢業(yè)設計的過程中更為得心應手。圖3為學生將課程中完成的智能小車進行改造，添加藍牙無線遙控功能后的新型智能小車。在完成畢業(yè)設計的過程中，學生還自主學習了各種機械控制方法及編程語言，將本課程中并未涉及的知識，全方位的綜合性進行應用。有的學生將自己完成的光控電路設計作品在自己的求職簡歷中進行展示，作為他們自主動手能力的佐證，這為

另外，在小組分工合作的過程中，鍛煉了學生的團隊協(xié)作能力，各取所長，努力完成實踐項目的過程中增進了學生之間的感情，同時讓他們知道自己在小組中承擔的責任，這為他們將來走上工作崗位，如何與工作伙伴協(xié)作共處，打下了基礎。

四、初見成效，持續(xù)改進

篇4

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

Reform Experiments and Design Training and Promote Innovative

Teaching of Machinery Basic Courses

HAN Shangyun

（Guangzhou Public Utility Technician College， Guangzhou， Guangdong 510100）

Abstract Machinery foundation course as a professional basic course of machinery professional， has a strong theoretical and practical， is the successor of students studying professional courses necessary theoretical foundation courses， mechanical foundation courses on innovative teaching mechanical engineering training innovative talents with important effect. Based on the mechanical basis for curriculum reform experiment with design， develop and improve students' innovative design and practical ability， so as to promote innovative teaching mechanical foundation courses.

Key words machinery basic course； innovative teaching； experiment； design

1 在教學中增加研究性實驗和創(chuàng)新性實驗

我國的機械工程技工教育的教學目標就是為了培養(yǎng)具備工程實踐能力和創(chuàng)新能力的技術人才，根據(jù)這一目標就可以發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的機械基礎教學實驗注重于課程基本原理的演示、理論驗證以及實驗操作技術的掌握方面，而忽視了對學生的實驗設計、實驗技術、創(chuàng)新能力等培養(yǎng)，因此在教學中關于工程實踐環(huán)節(jié)方面相對比較薄弱，而要培養(yǎng)和提高學生的動手能力和創(chuàng)新能力就需要各種試驗進行配合。實驗不僅僅只是對教材知識的驗證和演示，而應該更加關注實驗是否能夠激發(fā)學生的創(chuàng)新思維和提高學生的動手能力。

因此，就可以在以往的實驗項目基礎上增加一些具有創(chuàng)新性與綜合性的實驗項目，如3DMC機構組合與創(chuàng)新實驗、JPCC平面機構組裝實驗、軸線結構創(chuàng)意設計實驗等。通過這些實驗讓學生親自動手進行組裝、調試、設計、研究，從而培養(yǎng)學生的綜合能力。如在3DMC試驗臺的開發(fā)和研制中，就是按照機構組成原理和創(chuàng)造性思維原理進行設計的，它是具有綜合性較強的智能化實驗測試設備。這個試驗臺可以對學生在機械原理、機械設計學習中所萌發(fā)的各種創(chuàng)新性思維進行實現(xiàn)。試驗臺不僅包括了組成機構的高、低副桿組，組成這些桿組的各種構件、機架以及其它的輔助連接件等，也包括了關于機械轉動方面的內容，有凸輪機構、齒輪機構、帶傳動、蝸輪蝸桿傳動，通過對實驗臺的研究提高學生的機械傳動方案的設計能力。通關試驗臺還可以對執(zhí)行構件和中間任意構件的速度、位移、加速度進行測試通過進行實驗，讓學生將教材中的知識與自身的思維、動手能力相結合，對實驗題目進行分析，對實驗方案進行構思和優(yōu)化，對試驗設備進行拆裝等，從而逐漸培養(yǎng)和提高學生的分析能力和解決問題的能力，將理論與實踐相結合，通過實踐讓理論知識得到驗證、延伸和創(chuàng)新。

2 對課程設計模式進行改革，使設計內容更具創(chuàng)新性

機械基礎設計訓練一般有課程設計和機械設計創(chuàng)新活動。在機械課程體系中，課程實踐是一個非常重要的實踐環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的課程設計模式與設計內容已經(jīng)不符合對創(chuàng)新人才培養(yǎng)的要求，因此需要改變課程設計。如在機械原理課程設計中，將原來使用解析法和圖解法在做機構的運動分析改成了機械系統(tǒng)的運動方案設計?？梢栽谕瓿衫碚摻虒W后進行課程設計任務，也可以在理論教學完成一定程度就與其同步進行。提前將任務告訴學生，讓學生做好準備，查閱資料。這樣就可以發(fā)現(xiàn)問題，如果遇到不懂的問題就可以自己查閱資料進行解決，或者是教師在進行教學時，就可以針對性地去解決問題，從而提高學生的自學能力以及加深他們對知識的理解。在進行課程設計時，要本著學生是主體，而教師只是輔導的思想進行，提高學生的主觀能動性。同時課程內容的設計要具有靈活性，可以讓教師給出，也可以讓學生自己擬定題目，而學生自定題目就要求他們要進行更多的調研工作，這樣就可以了解更多的設計內容。在進行機械系統(tǒng)運動方案的設計時，可以分小組進行，這樣學生通過交流合作發(fā)揮出集體的力量，同時學生個人也能夠發(fā)揮出自己的獨特見解，這樣有利于學生綜合素質和創(chuàng)新能力的提高。又如在機械設計中改變課程設計模式時，利用CAD編程代替原來的減速器傳統(tǒng)設計模式，這樣不僅可以讓學生熟悉現(xiàn)代設計理論，同時也可以提高他們的計算機編程水平。在課程設計環(huán)節(jié)利用計算機仿真軟件，可以輔助學生制作虛擬樣機操作等。 （下轉第107頁）（上接第103頁）

3 開展創(chuàng)新設計活動與創(chuàng)新型實驗開發(fā)

在課程設計與創(chuàng)新設計中將實驗裝置作為相關載體，是課程改革的一項重要任務。在實驗室中進行課程設計或創(chuàng)新設計，如通過對3DMC試驗臺的開發(fā)和研制中，完成一些學生的課程設計，通過試驗臺將學生在機械原理、機械設計學習中所萌發(fā)的各種創(chuàng)新性思維進行實現(xiàn)。對于各個基本結構，它們的性能是非常有限的，只是針對基本結構進行創(chuàng)新也是不容易的，如果將多個基本結構進行聯(lián)合使其成為一個組合機構再進行利用，這樣就能夠滿足人們對機械性能、運動規(guī)律和形式的需要。通過利用試驗臺提供的組合機構供拼裝置，對組合機構進行創(chuàng)造和研究，從而讓學生認識到各種組合結構的各種性能，為以后的機械創(chuàng)新和工程設計創(chuàng)造良好的條件。可以利用“黑箱”的形式來體現(xiàn)出課程設計內容中對機構的功能要求，在給出的機構創(chuàng)新設計題目中，要求學生對機構的功能要求進行仔細具體的研究，用多個子功能來表現(xiàn)總體功能，并對各個子功能的功能元解進行有效選擇和確定實現(xiàn)對機構的功能設計。運用的方案需要具有靈活性，符合對題目的要求，對各個方案進行對比分析并進行交流，不斷促進學習的提高。同時學生也可以自己給出題目，但關于構件方面做好要求控制在試驗臺配置范圍內。在進行題目的設計時，要不斷地研究，從中找到問題，并從中設計出具有創(chuàng)新性的實驗，實現(xiàn)設計與試驗的有效結合。

同時開展一些形式多樣的機械創(chuàng)新設計活動，來激發(fā)學生對創(chuàng)新設計的積極性和主動性。將一些好的作品設計拿到機械創(chuàng)新設計比賽中進行評比，有利于驗證設計的成果，同時可以加強技術的交流 。創(chuàng)新設計活動的開展為學生提供了一個展示自我、提升自我的良好平臺。在實驗室中也可以進行一些創(chuàng)新設計，將一些實驗對學生開放，讓他們對試驗內容進行自主選擇，并安排好設計步驟，通過老師的指導下，發(fā)揮自己的創(chuàng)造性思維和動手能力獨立完成設計。通過這種實驗設計，來提高學生的創(chuàng)造能力和實踐能力。

4 總結

通過對機械基礎課程教學的改革，不斷加強實踐環(huán)節(jié)教學，激發(fā)學生對學習的興趣，調動他們對學習的積極性和主動性，這樣提高了教學質量，同時也讓學生得到了各種機械工程的實踐訓練，從而有利于培養(yǎng)和提高學生的工程實踐能力、動手能力及創(chuàng)新能力等綜合素質。

參考文獻

[1] 徐建生，呂亞清，張志.基于項目制的《機械基礎》課程創(chuàng)新模式[J].教育教學論壇，2013.27：46-48.

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以往課程設計的開展，分別在各課程結束時，作為一個總結性和綜合性的教學環(huán)節(jié)來進行，不同學期、不同設計內容、不同課程間獨立開展，導致相互之間缺乏必要的聯(lián)系，學生進行的只是局部的訓練，缺乏一個整體的概念。比如在化工原理課程設計時，學生對化工制圖、材料、設備的強度計算、各設備元件的選擇與設計及標準不是特別清晰，最后所得的工藝及工藝尺寸計算數(shù)據(jù)甚至被棄之一旁;而在化工設備課程設計時，則需要對化工工藝問題有一個整體把握，依據(jù)計算所得工藝參數(shù)及工藝尺寸來指導設備設計與選型，這些都要用到化工原理和化工工藝學的知識。

1.2各課程設計的時間安排較短，學生倉促而就

這四門課程作為化工類課程的重要組成，其教學內容繁重，在課程結束時留給課程設計的時間就顯得極為有限。而每門課程設計對學生來說其工作量都是極大的，且對于化工類學生來說又都是極其重要的，是學以致用、理論結合工程實際的重要一環(huán)。在短短的1～2周的課程設計期間，教師首先要下達設計任務書(布置設計任務)，而后進行設計課程的專題指導和答疑工作。接著學生要查閱、搜集相關文獻資料及實際工程信息，準備相關化工標準、手冊以備隨時查閱。設計期間學生要完成的工藝流程圖和主設備圖各一張、復雜設備的不同視圖、若干零件圖及一份詳細的設計說明書(包括設計工藝核算、設備設計及各零件計算)。學生要在短期內完成這一系列任務，時間倉促，難以對設計內容整體把握和系統(tǒng)思考，對于設計細節(jié)考慮不周，導致略微改動已有圖樣的情況有之，原圖照抄照搬情況亦有之，完全沒有達到課程設計與實際結合的訓練目的。

1.3獨立課程設計內容單薄，系統(tǒng)綜合性差

由于要考慮時間安排的限制，以往的課程設計會選取化工單元操作的一小部分作為設計任務，以達到任務量與時間安排的匹配。這往往影響了學生對于化工生產(chǎn)過程整體性與系統(tǒng)性的掌握，在設計過程中難免會“一葉障目不見泰山”，難以加強學生在化工生產(chǎn)基本原理、工藝流程設計、單元操作設備及核算方法等方面的綜合素質。以上問題影響了實際教學效果的強化提高，難以達到化工課程設計學以致用、由理論入實際化工生產(chǎn)過程、培養(yǎng)創(chuàng)新型化工人才的目的。

2整合四門課程設計，設立化工專業(yè)綜合課程設計的可行性

2.1設立化工專業(yè)綜合課程的必要性

化工原理、化工設備、化工制圖和化工工藝學作為化工專業(yè)的重要專業(yè)基礎課程，其側重點不同，但在實際設計中緊密聯(lián)系。化工工藝學主要研究原料化學反應的過程和方法［4］，從化工熱力學、動力學的角度分析反應原理、反應影響因素，據(jù)此確定其工藝條件;并據(jù)反應特點設計工藝流程?；ぴ韯t是以單元操作為對象，講述其能量傳遞、動量傳遞、物質傳遞的基本原理，以及其操作過程對管道、容器設備等的條件要求，為設計部門提供參考依據(jù)。這兩門課講述的是化工工藝方面的知識。化工設備課程的主要內容是介紹單元操作中所用設備及其設計過程［5］、設計方法，這些設備的結構、形式、尺寸直接決定了它們是否能達到工藝設計中所要求的條件參數(shù)。也就是說工藝設計以及工藝核算是化工設備設計的前提，化工設備設計又是保障工藝條件實現(xiàn)的基礎，而化工制圖是化工設備設計的直接手段。首先根據(jù)化工工藝學確定生產(chǎn)工藝，再由化工原理的知識進行選型論證后，經(jīng)過工藝核算確定設備的型號，最后依據(jù)化工設備的知識并借助化工制圖的手段拿出設備圖。由此可看出，四門課程的緊密聯(lián)系及其不可分割性，完成任何一個獨立的課程設計都要交叉運用這四門課程所學知識，這就為整合四門課程設計提供了基礎。

2.2時間安排集中，各科教師聯(lián)合指導，避免短板，可極大提高教學實踐效果

本校慣例，課程設計一般安排在每門課程結束之時，結課考試之前，時間短而分散，各科任課老師“各自為戰(zhàn)”，如此倉促的開展課程設計其教學效果大打折扣。整合四門課程，設置化工綜合課程設計后，時間可由原來的2周改為6周。課程設計時間大大延長，學生有充足的時間和精力來認真、從容、細致地對所學四門課程用課程設計的方式做一次有系統(tǒng)、有目的的大總結，避免了學生因時間緊而倉促開始草草收場的應付現(xiàn)象。整合開展化工類專業(yè)綜合課程設計還便于四門課程教師開展協(xié)同教學、互補教學，彌補了化工原理、化工工藝老師對設備、制圖方面的不足，化工設備、制圖老師對工藝設計的生疏。在學生遇到問題時可及時有效地給予更專業(yè)、更全面的解答，極大的提高課程設計的效率和教學效果，真正地實現(xiàn)在課程設計實踐中提高學生能力的目的。

2.3課程設計選題的針對性更強，學生課程設計訓練的系統(tǒng)性更強

整合后，課程設計任務書的編寫與下達可由四科教師共同討論，綜合考慮來完成?？梢杂心康牡倪x取設計對象，對學生進行側重訓練;也可根據(jù)實際應用，靈活設置課題。在設計中引導學生深入思考，綜合考量自己所做設計的可靠性、經(jīng)濟性和實際可行性。指導學生正確使用設計行業(yè)的規(guī)范和標準，準確查閱設計手冊和資料。這可有效的避免以前課程設計選題的隨意性與設計過程的不完整性，使學生在了解生產(chǎn)工藝流程的基礎上，進行塔設備的設計和換熱器(泵)選型，然后立即對該塔設備和換熱器(泵)進行強度校核及圖紙繪制，同時引入計算機編程、AutoCAD等軟件鍛煉學生利用計算機解決問題的能力，使學生經(jīng)歷一次完整的化工單元操作設計的全過程，有機會將所學知識得以實際綜合應用，為后續(xù)畢業(yè)設計及走上工作崗位打下堅實的實踐基礎，并使學生深刻理解化工原理課程的工程性、實踐性和應用價值。

2.4可協(xié)調四門課程與其它課程的開設時間及授課內容的關聯(lián)性

考慮到學生對課程知識的遺忘性，有必要協(xié)調四門課程的開設時間，將四門課程調整到同一個學期來開設，在該學期結束時統(tǒng)一時間開展課程設計，這對于化工專業(yè)的課程設置來說是完全可行的。在授課內容上，平時的授課中可有意強化課程間的聯(lián)系，增強學生的綜合思考意識。

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二、基于專題作業(yè)和課程設計的實踐性教學

在模電課程中，除了布置與理論教學同步的習題作業(yè)外，根據(jù)教學進度擬定若干專題作業(yè)和課程設計題目，專題作業(yè)和課程設計與理論教學同步，并注意這兩方面在教學進度上的配合。本文以2013學年模電課程的實踐教學環(huán)節(jié)設計為例，介紹該實踐教學方法的基本內容和教學體會。

1.電路仿真專題作業(yè)模電課程的第一次課用1學時左右介紹電子電路仿真軟件的使用。目前很多電路仿真軟件提供了大量虛擬儀器，有一般實驗室配備的電壓表、電流表、萬用表、雙通道示波器、信號源等，此外還提供一些虛擬儀器，如波特儀等，學生在使用該軟件的同時也對電子測量儀器有了全面的了解，擴展了知識面。教師可以現(xiàn)場演示，完成一個簡單電路的原理圖繪制、仿真和結果輸出。模電課程有較多結論可由仿真實驗驗證，如放大電路靜態(tài)工作點、輸入電阻、輸出電阻、電壓增益等。在課程前期，講解了二極管應用電路之后，布置一個電路仿真專題作業(yè)，將書內的內容用軟件進行驗證。要求學生上交電路原理圖，以及電路仿真輸出和結果分析。經(jīng)過這個專題作業(yè)的訓練，學生們基本掌握了仿真軟件的使用，并可以用于之后的課程學習中。

2.單元電路分析與設計在期中階段，學生已經(jīng)掌握了多級放大電路、功率放大電路等理論知識，但書本知識限于篇幅，主要講解直流分析、交流分析及各種參數(shù)，以分析為主，這時布置一個單元電路分析與設計的課程設計題目，如設計一個多級電壓放大器，滿足電壓增益、輸入阻抗、最大輸出電壓、截止頻率等指標，要求學生提交設計報告。學生們先進行電腦仿真設計，然后在模電實驗箱上搭建電路，確定無誤后選擇電子元器件和萬用電路板，然后進行調試和修改，撰寫設計報告。這個課程設計可由幾名學生組成小組合作完成，在相互交流中得到知識理解和動手能力的提升。

3.功能電路設計及制作在模電課程的后半期，布置一個綜合性的功能電路設計與制作題目，包含模電課程的重要知識點（放大器、濾波器、信號發(fā)生和處理電路、穩(wěn)壓電源），給出一些題目供學生選擇，如變調門鈴、直流穩(wěn)壓電源、函數(shù)發(fā)生器、數(shù)字萬用電表、音樂彩燈“模擬電子技術”課程實踐性教學改革探索控制器，要求學生組成項目團隊，將該設計與制作作為一個項目進行。該項目完成后，安排時間讓各位同學以小組為單位上臺展示自己的設計和實物作品，總結在設計制作過程中遇到的問題以及解決辦法，鼓勵同學對演講的同學進行提問，教師負責掌控課堂秩序和提出問題，把學生解決問題的思路和方法進行歸納總結，把敘述不充分的部分從理論的高度進行闡述完整。在這個課程設計中，學生完成了電路仿真設計、制作、撰寫報告、答辯等一系列內容。

三、需要注意的問題

1.學時安排問題在總學時不變的情況下，增加實踐性教學內容必然會占用理論教學學時，如果處理不好會顧此失彼。在理論教學中，應以理論夠用為度。對于一門課程，總是可以分出主干部分和細枝末節(jié)部分。對主干部分應詳細講解，對枝節(jié)部分則引導學生自學，在實踐中鞏固理論，用理論指導實踐，使學生掌握理論知識的同時，提高實踐能力和創(chuàng)新能力。

2.傳統(tǒng)教學手段與多媒體設備的合理運用對于理論難度大而需要詳細講解的部分，應采用傳統(tǒng)的板書方式，教師和學生一起努力，完成數(shù)學公式的推導、難點的理解，使學生聽后印象深刻，思維節(jié)奏也容易跟上老師的節(jié)奏；而對于難度較小的內容，可以充分利用多媒體課件講授，使用課件可以使講課內容形象生動，并且可以提高授課的效率。傳統(tǒng)教學手段與多媒體課件各有所長，二者合理搭配可以解決教學信息量大、課時有限的矛盾，并可以收到良好的教學效果。

3.專題作業(yè)和課程設計的選題由于教學時間有限，在專題作業(yè)和課程設計的選題方面應緊貼理論教學內容，注意控制題目的難度。由于學生處于大二階段，學生的專業(yè)知識較少，選題除了要緊密結合理論教學內容外，還要注意趣味性，難度以學生們適當擴展知識就可以實現(xiàn)為度。否則不僅難以調動學生的學習興趣和積極性，反而會起到相反的作用。

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中圖分類號：G642 文獻標識碼：B

1計算機網(wǎng)絡課程設計的目的

一個完整的計算機網(wǎng)絡教學應該包括三個環(huán)節(jié)：課堂教學、實驗和課程設計。課堂教學、實驗和課程設計三者是相輔相成的。計算機網(wǎng)絡課程設計作為計算機網(wǎng)絡教學的最后一個環(huán)節(jié)，在鞏固學生理論知識學習成果，鍛煉學生動手實踐能力方面具有重要的作用。

安排計算機網(wǎng)絡課程設計的目的有兩個，一是引導學生將書本上抽象的概念和具體實現(xiàn)技術結合起來，使學習深化；二是消除學生對協(xié)議的神秘感，調動學生學習的積極性與主動性。

2計算機網(wǎng)絡課程設計的任務編制

我院在2007年由作者執(zhí)筆，編寫了新一版的計算機網(wǎng)絡課程設計指導書，對課程設計的任務進行了編制。課程設計基本上按照計算機網(wǎng)絡教學大綱安排，安排了5個具有一定代表性的課程設計題目。

實驗一，簡單網(wǎng)絡程序設計。本實驗選擇了幾個簡單的網(wǎng)絡程序，這幾個網(wǎng)絡程序或者是我們經(jīng)常使用的網(wǎng)絡命令，或者是網(wǎng)絡程序設計中的基礎內容。通過從幾個簡單的網(wǎng)絡程序中選取其中的兩個實現(xiàn)，目的是希望同學們了解網(wǎng)絡編程的基本流程和基本方法，能初步掌握TCP/IP網(wǎng)絡協(xié)議的基本實現(xiàn)方法，對網(wǎng)絡的實現(xiàn)機制有進一步的認識。本實驗的幾個簡單的程序都可以采用Java的網(wǎng)絡編程包java.io中提供的編程接口實現(xiàn)，但是因為Java的網(wǎng)絡包提供了較高層次的封裝，屏蔽了網(wǎng)絡編程中需要處理的細節(jié)問題，所以采用Java作為實現(xiàn)語言的同學需要把Java的網(wǎng)絡包源碼加入到自己編寫的程序源碼中，對Java網(wǎng)絡包中相關代碼的實現(xiàn)細節(jié)進行分析，并在實驗報告中得到體現(xiàn)。這幾個簡單的程序是：(1)Ping程序設計；(2)Echo程序設計；(3)HTTP客戶端程序，不要求解釋HTML語言；(4)端口掃描程序。

實驗二，數(shù)據(jù)包捕獲與分析。網(wǎng)卡的缺省工作模式包含廣播模式和直接模式，即它只接收廣播幀和發(fā)給自己的幀。如果采用混雜模式，一個站點的網(wǎng)卡將接受同一網(wǎng)絡內所有站點所發(fā)送的數(shù)據(jù)包，這樣就可以到達對網(wǎng)絡信息監(jiān)視捕獲的目的。Ethreal是一種開源的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包的捕獲和分析軟件，本實驗通過Ethreal軟件的安裝使用，監(jiān)控局域網(wǎng)的狀態(tài)，捕獲在局域網(wǎng)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包，并結合在計算機網(wǎng)絡課程中學習到的理論知識，對常用網(wǎng)絡協(xié)議的數(shù)據(jù)包做出分析，加深網(wǎng)絡課程知識的理解和掌握。

實驗三，Web服務器的簡單設計與實現(xiàn)。本實驗要求了解Web服務器的工作原理，設計并實現(xiàn)一個簡單的Web服務器，并通過測試。

實驗四，聊天程序的簡單設計與實現(xiàn)。聊天程序是上網(wǎng)時經(jīng)常使用的網(wǎng)絡程序，本實驗要求完成一個聊天程序的簡單設計與實現(xiàn)。

實驗五，動態(tài)網(wǎng)站的簡單設計與實現(xiàn)。動態(tài)網(wǎng)站的構建已經(jīng)成為計算機專業(yè)學生的一項基本技能，本實驗要求學生構建一個動態(tài)網(wǎng)站，掌握網(wǎng)站構建的流程、編程方法以及部署、運行等基本技能。

上述實驗中，實驗一和實驗二是必做的內容，而實驗三、實驗四和實驗五只需要選做一個即可。

3計算機網(wǎng)絡課程設計的實踐

作者從2006年畢業(yè)入校以來已經(jīng)指導了2屆學生進行計算機網(wǎng)絡的課程設計，在指導課程設計的過程中，總結了普遍存在的以下幾個現(xiàn)象，并有針對性地采取了應對的措施。

[1] 學生人數(shù)眾多。高校擴招使在校學生的數(shù)量大大增加，針對這樣的現(xiàn)象，我們對參加課程設計的學生進行了分組，每組由3～4名學生組成，課程設計只對組做要求，但是要求明確組內成員的分工。這樣既解決了學生人數(shù)眾多和教學資源相對不足之間的矛盾，又起到了鍛煉每一個參與學生能力的目的。

[2] 個體之間差異大。為解決學生個體之間差異很大的問題，我們在小組的組成上做了要求，要求一個組內既有成績比較好、動手能力比較強的學生，同時也有一些成績比較差、動手能力相對弱一些的同學，這樣通過組內的交流就能共同提高、共同進步。

[3] 懶于動手。相當數(shù)量的學生在做課程設計的時候不愿自己親自動手編寫程序，而是通過在網(wǎng)上搜索，尋找相關程序或者從上一屆學生手里拷貝。針對這個現(xiàn)象，我們增加了考核措施和激勵機制，在驗收程序時不僅看實驗的結果，而且要讓學生講解程序的原理和設計思路，在課程設計實驗報告中也增加相關的內容。在考核的時候，親自動手做實驗、編程序的學生的成績要遠遠高于通過下載、拷貝程序的學生的成績，達到激勵學生勤于動手的目的。

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TN929.11-4

一、“光纖通信”實踐教學現(xiàn)狀與問題

光纖通信課程[1-4]是適應當代通信技術發(fā)展應用所開設的，是通信工程專業(yè)的專業(yè)必修課程，具有很強的專業(yè)實用性和實踐性。隨著社會技術發(fā)展和企業(yè)對從業(yè)人員的專業(yè)能力提出了更高的要求，傳統(tǒng)的實踐教學[5-7]內容和方法已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代企業(yè)對學生專業(yè)能力培養(yǎng)的要求。結合我?！凹夹g立校，應用為本”的辦學方針，本文結合在光纖通信課程中的教學和科研以及當前學生的就業(yè)現(xiàn)狀，進行一系列的實踐教學改革和探索，從實踐教學內容、教學方法、成績考核等方面進行相關探討和研究。

二、“光纖通信”實踐教學改革思路與舉措

（一）改革思路

光纖通信實踐教學主要由光纖通信實驗、光纖通信課程設計、光纖通信設備應用實踐三大模塊構成。每個模塊側重點各有不同，三大塊模塊一起構成了與理論知識緊密聯(lián)系，貼合光纖通信實際應用，以應用為基礎，提高學生實踐能力的實踐教學體系。

1.光纖通信實驗與理論內容緊密聯(lián)系，進一步鞏固了理論內容。

光纖通信實驗課程是結合理論課程《光纖通信》安排的實踐課程，教學目標是通過本課程的教學和實踐，進一步鞏固和加深光纖通信原理理論知識的理解，提高綜合運用所學知識來驗證光纖通信原理的能力，理論與實踐密切結合，相輔相成。實驗著眼于提高學生的動手能力，要求學生通過實驗環(huán)節(jié)，能正確使用儀器設備，掌握測試原理；掌握光纖器件和光纖系統(tǒng)的工作原理；提高學生分析問題和解決問題的能力。

目前，光纖通信實驗課程課時是16課時，主要在光纖通信實驗箱上來完成。在實驗內容設置中，側重對光纖通信及光器件的基本原理、光纖傳輸系統(tǒng)構成及性能指標等進行實踐操作。實驗內容從光源P-I曲線，到光纖通信傳輸系統(tǒng)構建，由局部到系統(tǒng)，層次分明，重點突出，注重培養(yǎng)學生對理論知識的鞏固和理解。

2.光纖通信課程設計著重培養(yǎng)光纖通信的軟件設計能力

光纖通信課程設計是在完成光纖通信實驗課程的基礎上開展的，是進一步實踐后續(xù)課程，主要訓練學生在一種通用光纖通信軟件設計平臺（如OptiSystem）上進行光纖通信系統(tǒng)設計的能力，培養(yǎng)學生光器件設計和各類光網(wǎng)絡構建及分析能力，培養(yǎng)利用設計軟件工具對設計任務進行總體設計和分析、完成的能力，進一步提高和深化學生對光纖通信的實踐能力。

課程設計提供8個以上設計題目，設計課題有光纖器件的分析、系統(tǒng)構建、系統(tǒng)優(yōu)化，內容分布廣泛，層次分明。整個設計流程按照課題分析、設計方案論證、設計調試、撰寫課程設計報告、答辯五個環(huán)節(jié)進行。

3.光纖通信設備實踐與通信行業(yè)緊密貼合，增強對光纖通信設備的實踐操作應用能力

隨著光纖通信的發(fā)展，光同步網(wǎng)（SDH）網(wǎng)絡在寬帶網(wǎng)絡的建設中發(fā)揮著重要的作用。光纖通信課程引進中興通信的光纖傳輸平臺，開設專門的光纖通信工程實踐訓練課程，通過中興工程師和專業(yè)教師共同授課的方法，在光纖通信實驗和課程設計基礎上，進一步深層次加強學生的實踐能力培養(yǎng)。

光纖通信工程實踐訓練內容包括SDH光傳輸設備實踐，實踐設置貼合通信行業(yè)實際應用，加深學生對光通信設備的構成和原理的理解和認識，培養(yǎng)學生對光通信設備的連接、設置、調試、運行、維護能力，提高學生對大型光通信設備實踐操作能力。

（二）具體實施舉措

在光纖通信三大模塊的實踐教學中，要求學生通過每個模塊的實踐過程，進行詳細的學習、觀察、體驗、思考，使得理論和實踐能夠緊密結合。在O置實踐項目過程中，突出重點，結合課程內容，盡量充實安排實踐內容。在學生的實踐過程中，要求學生能夠綜合運用了所學的理論知識，提高實踐技能，熟悉完整的系統(tǒng)設計和實現(xiàn)過程，掌握大型設備的配置和調試過程，對于今后從事相關領域的系統(tǒng)設計、開發(fā)和維護提供了寶貴的經(jīng)驗。

1.光纖通信實驗內容和課程內容緊密結合，并且從基礎驗證、綜合性、設計性三方面進行了設置，完成實驗內容的優(yōu)化。實驗設備包括微機、光功率計、光纖、光無源器件、示波器、數(shù)字萬用表、圖像顯示器、電源模塊、信號源模塊、光發(fā)送模塊、光接收模塊、電話接口模塊、誤碼模塊、圖像接口模塊、PCM 編譯碼模塊、CMI編譯碼模塊、HDB3編譯碼模塊、CPLD下載模塊等組成，可以應用不同的模塊來組成不同的光纖通信系統(tǒng)，如：模擬光纖通信系統(tǒng)、數(shù)字光纖通信系統(tǒng)、光波分復用傳輸系統(tǒng)、圖像光纖傳輸系統(tǒng)等。

在實驗講授教學過程中，采取結合課程內容，回顧相關理論知識的教學方法，介紹實驗原理，講解實驗步驟，分析實驗結果。如：在實驗“半導體光源P-I特性曲線測試”中，首先帶領學生回顧理論課中講解的公式兩種光源LED和LD的工作原理及其區(qū)別，回顧P-I曲線的表現(xiàn)有何區(qū)別，并介紹兩種光源的特性，進一步回顧半導體光源閾值電流Ith的概念和物理意義。并指導學生完成相應的測試工作。這樣講解之后，學生既鞏固了理論知識又明確了實驗內容，通過對比加深了對理論知識和實驗原理的掌握。

2.光纖通信課程設計主要充分通過光纖通信系統(tǒng)仿真軟件，如Optisystem，使得學生能夠模擬仿真光纖元器件及系統(tǒng)的設計和整個過程。在系統(tǒng)仿真實驗中，學生可以隨意調整波形參數(shù)等，對一個光學元器件甚至整個通信系統(tǒng)進行優(yōu)化設計和性能仿真，直觀地模擬信息在光纖通信系統(tǒng)中的整個傳輸過程。要求學生能夠分析原理，設計軟件流程，能夠搭建整個過程，并通過光譜儀等儀器器件對結果進行觀察和分析。

如設計“PIN光電二極管的噪聲分析”，要求學生首先分析影響光接收機性能的主要因素，即接收機內的各種噪聲源。并能分析計算接收機中的放大器本身電阻產(chǎn)生的熱噪聲和放大器的晶體管引入的散粒噪聲。要求學生完成設計整個軟件流程，并搭建實現(xiàn)，如圖1所示。要求學生根據(jù)數(shù)據(jù)模擬得到定量的分析和計算，觀察熱噪聲和散粒噪聲對最終傳輸?shù)男盘栙|量的影響，觀測不同噪聲對整個系統(tǒng)性能的影響程度的大小。

3.光纖設備實踐要求在SDH課程知識基礎上，在行業(yè)大型設備中能夠根據(jù)理論知識進行配置、調試，進行數(shù)據(jù)通信。這就要求學生對SDH的基礎知識、SDH網(wǎng)絡的自愈能力、SDH環(huán)型組網(wǎng)、通道層或者復用段層的自愈環(huán)等要理解透徹。我們以中興通信公司的SDH光傳輸設備為實驗平臺，使學生可以接觸到包括光傳輸、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡和智能業(yè)務平臺等方面先進的光通信技術。要求學生熟悉ZXMPS325傳輸設備的整機和單板硬件，并掌握SDH 的部分測試方法； 要求學生能夠基于網(wǎng)管E300軟件，自主完成對網(wǎng)元業(yè)務的設置、數(shù)據(jù)修改和監(jiān)視，實現(xiàn)SDH通道保護鏈和復用段保護等配置及性能測試。

如，對“二纖雙向通道保護的配置原理和實踐”，首先要求學生理解掌握SDH的復用結構和過程，掌握二纖雙向通道保護的工作原理，要求學生能夠根據(jù)業(yè)務，分析網(wǎng)絡拓撲結構，分析I務傳輸過程，掌握通道保護配置方法。如圖2所示：

三、“光纖通信”實踐教學考核與評價

目前，光纖通信實踐課程的三大模塊采用不同的考評機制，主要側重學生的實踐操作能力和過程，強調學生對實踐結果的分析能力，注重學生的創(chuàng)新能力。

在光纖通信實驗的實踐環(huán)節(jié)中，實驗成績考評是由平時實踐操作和實驗報告組成。在實驗報告中，注重學生對實驗及設計結果的分析及現(xiàn)象總結、實驗中產(chǎn)生問題的解決辦法、對實驗的新設想等。

課程設計實踐環(huán)節(jié)的成績考評由課程設計過程、測試（獨立演示）課程設計結果、課程設計報告和答辯成績組成。教師根據(jù)學生實際操作情況給出過程成績，根據(jù)演示過程和結果，給出相應的設計結果成績；根據(jù)設計報告的內容和格式規(guī)范，要求課程設計報告格式按照科技論文要求撰寫，為學生將來做好畢業(yè)論文打下一定的基礎，并給出相應的設計報告成績；在答辯過程中，側重考查學生的思考和創(chuàng)新能力，以及對整體系統(tǒng)的設計能力，并給出相應的答辯成績。

光纖通信設備實踐訓練的成績考評由實踐操作，答辯環(huán)節(jié)和實踐報告構成。注重學生的實踐操作能力，對原理的理解能力，報告撰寫的規(guī)范性。提高學生在實踐中理解理論知識的能力。

四、“光纖通信”實踐教學改革成效

通過對光纖通信的實踐體系的結構、教學內容、教學手段、考核方式進行了一系列的改革，學生的實踐效果和質量明顯得到了提升。在今后光纖通信的實踐教學過程中，只有進一步突出工程應用實踐操作能力、強化創(chuàng)新培養(yǎng)特色，不斷提高學生的學習興趣，激發(fā)學生的學習主動性，提高相關領域從業(yè)的綜合職業(yè)能力，才能達到培養(yǎng)高素質通信專業(yè)人才的目的。

參考文獻

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[2] 顧婉儀， 李國瑞. 光纖通信[M].北京： 人民郵電出版社，2006.

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[4] 《光纖通信》（第五版）.[美]Joseph C.Palais著，電子工業(yè)出版社.

[5] 李書旗， 朱昌平， 陳小剛. 光纖通信實驗教學的改革與探索. 中國電力教育，2010， （36）：132-133.

篇9

編譯原理是軟件工程專業(yè)的一門重要專業(yè)課程,與其他計算機學科關系緊密,其相關技術在很多領域都有廣泛的應用,如軟件工程、逆向工程、軟件再工程等。這門課主要內容是程序設計語言編譯程序的構造原理,包括形式語言、有限自動機、自上而下和自下而上的語法分析、LR分析方法、屬性文法和語法制導翻譯、語義分析和中間代碼產(chǎn)生、存儲器的動態(tài)分配與管理、符號表的組織與管理、優(yōu)化問題、代碼生成等內容。在軟件工程專業(yè)設置本課程的目的,在于系統(tǒng)地向學生介紹編譯系統(tǒng)的結構、工作原理以及編譯程序各組成部分的設計原理和實現(xiàn)技術,使學生通過本課程的學習之后,既掌握編譯理論和方法的基本知識,也具有設計、實現(xiàn)、分析和移植編譯程序等方面的初步能力,為從事計算機軟件開發(fā)工作及理論研究工作打下堅實的基礎[1]。

由于編譯原理課程本身邏輯性強、理論性強、理論實現(xiàn)偏難,學生普遍存在畏難情緒,教學效果不理想。本文就編譯原理課程教學中的問題,結合軟件工程專業(yè)的特點,就教學方式展開深入的討論。

1編譯原理課程教學存在的主要問題

1.1學生前期課程學習不足

編譯原理課程的先修課程包括程序設計語言、離散數(shù)學、匯編語言、數(shù)據(jù)結構、計算機組成原理等。其中某一門課程的基礎沒打好,就會影響編譯原理課程的學習。

1.2課程本身理論性強

本課程涉及不少理論知識,如形式語言和自動機理論、語法制導的理論等,內容抽象,學生學習與理解有一定的難度,特別是語法制導定義(或翻譯方案)的設計。由于課程的理論性太強,難以激發(fā)及調動學生學習的興趣,甚至致使部分學生放棄本門課程的學習[2]。

1.3實踐性環(huán)節(jié)薄弱

編譯程序是大型復雜的軟件系統(tǒng),在教學中要把它拆開成各個部分,分階段地講解,以便減低學習難度,但這樣做常常導致學生不清楚各部分是怎樣在整個系統(tǒng)中協(xié)調工作的。因此,上機編程時,大部分學生沒有思路,無從下手,一部分同學還產(chǎn)生依賴思想,并出現(xiàn)抄襲別人程序的現(xiàn)象。

1.4教學手段單一

傳統(tǒng)教學手段主要是以課堂教授為主的“灌輸式”教學,很少采用啟發(fā)式、討論式教學方法。編譯原理理論性強,學生上課時感覺聽懂了,但在課后作業(yè)和實驗環(huán)節(jié),學生的表現(xiàn)說明他們沒有真正理解。

此外,由于課程本身具有一定的理論深度和難度,而且學生普遍認為學習該課程僅僅是為了構造編譯程序,認識不到其在培養(yǎng)科學方法和嚴謹思維方面的重大潛在價值,學生缺乏學習的積極性[2]。

2具有軟件工程專業(yè)特色的教學方式

欲改善上述局面,就應結合學生的專業(yè)特色,即在軟件工程專業(yè)教學過程中,把工程化的思想納入到本課程中來,增加學生對課程目的性的認識,提高學生的積極性。

2.1在思想上提高學生的學習興趣

為了消除學生對編譯原理課程的畏難心理,教師的第一堂課非常重要。在第一堂課的組織中,教師應以引導性為主,比如把“編譯”和兩門語言間的“筆譯”相類比,“解釋”和“口譯”相類比,這樣可以增強學生的理解的記憶。然后,需要強調課程在軟件工程專業(yè)開設的重要性,避免部分學生對本課程認識不足,投入精力不夠。在語言組織上,盡量把復雜的問題簡單化,可以添加些有趣的實例,增加學生的興趣。讓學生在第一堂課就減少一些抵觸情緒,建立學好編譯原理的信心。

2.2教學上采用軟件項目開發(fā)小組的方式

為了更好地和軟件工程專業(yè)相融合,在本課程的教學中,建議采用軟件項目開發(fā)小組的方式。首先對學生進行分組或學生自行組織隊伍,一個小組以6~8人為宜,固定一個組長作為項目經(jīng)理,項目經(jīng)理的職責是與老師溝通,是小組的領導者、決策者。教學過程中,老師除了教學外,還要承擔項目委托方(需方)的角色,管理時多數(shù)時間與小組的項目經(jīng)理溝通。在理論學習過程中,教師對每個章節(jié)的內容學習以及課后作業(yè)提出要求,各個小組給出解決方案,小組之間競爭,選出最好結果作為中標的供方,以提高學生的學習興趣。在實驗教學過程中,教師負責提出需求,并給出解題思路;小組的項目經(jīng)理負責給組內成員分配角色,主要包括系統(tǒng)分析員、系統(tǒng)設計員、程序員、質量保證工程師、測試人員等,針對類似算法,要求小組內人員輪流執(zhí)行不同的職責,保證每個學生都能訓練到;實驗課結果的提交采用項目答辯的形式,由各個組長和老師組成評審團,進行評審。在課程設計階段,在小組內不同基礎的同學分配不同的職責,以減少困難度,具體操作與實驗類似。這種學生組織形式,有利于提升學生之間的團隊合作精神,并且能很好地提高學生學習興趣,團隊之間的競爭大大激發(fā)學生的學習動力。

2.3理論教學采用實例教學

實例教學的依據(jù)是學習的一般規(guī)律。對編譯原理這種理論性強的課程來說,采用實例教學是一種非常有效的方法[3]。其實際操作方式為:首先,教師通讀教材多遍,并做完每章后習題;其次,參考其他同類教材,在此基礎上選擇在時量和知識影射方面最佳的例子;最后,強調學生自主學習,上課時教師只是快速的“過一遍”相關定義,而不是照本宣科地講。接下來,課堂上的大多數(shù)時間用來講解實例(這里的實例主要是相關知識點的應用例題,比如分析某個給定文法的二義性),讓學生聽懂例子、理解例子,學生再實踐。最后,教師對課堂內容進行小結,歸納出一般性規(guī)律(理論知識),并讓學生與前面的定義對比,這有助于其鞏固對理論的理解,另外,可以讓學生去看前面的定義、定理,這樣回過頭讀這些理論知識要輕松很多、容易很多[3]。實際授課時,建議相關定義采用幻燈片形式,加大知識點的容量;而實例的講授建議采用板書形式,思路更清晰。

2.4實驗課有層次化,主要針對算法

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引言：自動化儀表與過程控制這門課程是電氣工程及其自動化的專業(yè)課。教學目標是使學生掌握工業(yè)過程控制系統(tǒng)的基本構成、工作原理、一般的分析設計方法和基本的實訓技能。了解過程控制新技術，基本掌握現(xiàn)場總線、遠程監(jiān)控及組態(tài)軟件等技術，理解先進的控制策略等[1]。與其相對應的過程控制課程設計則是檢驗學生學習過程控制這門課程理論與實踐成果的重要環(huán)節(jié)。先從系統(tǒng)測試，系統(tǒng)建模，再到系統(tǒng)仿真。從單容對象的單回路控制到串級控制。從傳統(tǒng)PID控制到先進控制策略。根據(jù)控制系統(tǒng)的特性，通過Matlab進行參數(shù)整定，并進行設計與仿真調試，最后進行系統(tǒng)實際調試。讓學生具有一定的分析問題和解決問題的能力，為從事與本專業(yè)相關的科學研究和工程技術等工作打下一定的基礎[2]。

一、學情分析

獨立學院的學生由于基礎一般較差，上課時往往處于聽不懂的邊緣，久而久之就會產(chǎn)生厭學情緒，直接放棄聽課，這種例子屢見不鮮。通過課后與學生交流后了解到，獨立學院的學生大多對于動手實踐類課程更為感興趣，尤其是實驗環(huán)節(jié)類課程。而自動化儀表與過程控制這門課程就屬于應用實踐類課程，所以本課程的某些章節(jié)內容就能吸引學生的注意力。但是也僅僅局限于學習了，了解了這門課程的部分內容，并沒有達到能使同學們舉一反三的目標。

二、改革與探索

（一）教學方法。以往的教學方法均是通過PPT及板書的方式進行授課，較為枯燥乏味，不能營造良好的課堂氣氛，學生無法融入其中。為了調動學生的學習興趣，項目驅動的教學方法就是必不可少的。例如：講解第一章過程控制系統(tǒng)的組成，這章節(jié)的內容是全書的基礎，也是全書的引論；以鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)為例闡述出過程控制系統(tǒng)的四大要素，被控對象，調節(jié)器，執(zhí)行器及反饋裝置。讓5名學生為一組進行小組討論，分析出各組成部分的作用，并由1名學生進行解說，另外4名學生進行角色扮演，完成對該過程控制系統(tǒng)工作原理的分析與闡述。

讓學生參與其中后，由小組之間互相提出問題，進行分組討論與演練，達到讓同學們主動能動的去學習，去思考問題。除了上述方法外，還可以布置學生自習的內容，第二次上課時以作匯報的方式，讓學生自行上臺講解今天的課程內容，最后結束由老師做總結，肯定正確的，糾正錯誤的觀點，并給予相應的評分，作為期末考核的附加分。由此，鍛煉了學生的演講及文獻搜集與整理的能力，也激勵學生養(yǎng)成自我求真的好品質。

（二）教學手段。所謂教學手段，老師用來教授知識的媒體、設備或是工具?，F(xiàn)今大學校園里常見的手段有：黑板，多媒體投影系統(tǒng)及實驗教學裝置。如何結合這幾種設備來更好的完成教學成了重中之重。例如：講解第二章自動化儀表，多媒體投影系統(tǒng)能將儀表細部進行放大，并能將儀表使用過程通過影片的方式放映出來，直觀地讓學生了解到儀表的構成及工作原理。但是，學生在學習的當下，學會了相應的課程內容，當學期末或是實驗開課時，又需要重頭教授課程內容，沒有起到直觀的教學效果。而將教學視頻改為實際的儀表，將普通教室改為實驗室，在實驗室講解儀表組成，并立即指導學生進行實訓項目，并不斷練習，加以鞏固，效果立竿見影。對于被控對象建模這章內容，將課堂搬到Matlab機房，通過實訓達到學習的目的。

最后，通過課程設計類綜合實驗，讓學生將課本知識與實踐知識得到應用，將PLC原理及應用、工業(yè)組態(tài)軟件等課程融會貫通。首先，根據(jù)被控對象反應曲線得出其數(shù)學模型。然后，通過Matlab/Simulink組件搭建系統(tǒng)模型，通過PID參數(shù)整定方法，得出最佳控制參數(shù)；最后，將實際設備集成，通過PLC完成系統(tǒng)硬件組態(tài)，編寫相應的梯形圖，根據(jù)仿真所得PID參數(shù)，實現(xiàn)PID控制，并利用相應的工業(yè)組態(tài)軟件繪制相應組態(tài)界面。從工程的角度出發(fā)，使學生能具有一定的動手能力，分析和解決問題的能力。

三、結束語

通過對教學方法及教學手段的分析與改革，使學生能積極主動地去學習自己感興趣的前沿知識以及實踐類知識。尤其是課程設計類綜合實驗，讓學生將所學過的相關知識聯(lián)系起來，從設計的最初到項目的實施，到最后的調試與投用。每一個環(huán)節(jié)都由相應的組員參與完成，訓練學生的團隊協(xié)作能力，工程實踐能力，把學生培養(yǎng)成為更具競爭力的創(chuàng)新型應用技術技能型人才。