该系列教材的作者不仅具有丰富的教学经验，也具有丰富的科研经验，是浙江大学计算机科学与技术学院和软件学院的教学核心力量。这支队伍目前已经获得了四门国家精品课程(C语言程序设计基础及实验、操作系统、嵌入式系统、计算机辅助工业设计)以及六门省部级精品课程，出版了几十部教材。该系列教材涵盖了计算机和软件专业绝大部分专业必修课程和部分选修课程，是一部比较完整的专业课程设计系列教材，也是国内首部由研究型大学计算机学科独立组织编写的专业课程设计系列教材。
下面举例介绍其中几本教材的主要内容及特点。
《C程序设计基础课程设计》：在分析C语言高级编程技术的基础上，通过对“通讯录”、“计算器”、“俄罗斯方块”等3个完整案例的解析，指导读者按照软件工程的生命周期开发过程，从问题分析、设计、编码到测试，循序渐进地完成大型程序的开发。教材还提供了9个大型程序训练的题目及简要分析，供读者练习。本教材还针对教学需要，提供了可参考的实施过程说明、开发文档模版、考核方法和评价标准，特别强调学生团队合作精神的培养。
《数据结构课程设计》：针对堆栈、树、图、排序、哈希查找、算法设计等方面的内容提供了8个课程设计案例，分别从基本知识回顾、设计题目、设计分析、设计实现、测试方法、评分要点等几个方面进行分析。教材还提供了8个课程设计习题，并对实现要点进行了简要的分析。
《计算机组成课程设计》：要求实验者用硬件描述语言(VerilogHDL)设计单元电路、功能部件和指令条数有限而功能较齐全的单时与多时钟CPU。在计算机功能单元仿真模拟正确后,实验者能把自己设计的结果写入到Spartan-3StarterKitBoard开发板的FPGA可编程芯片上,并能直接实验自己的设计(芯片)是否达到预期目标。实验设计由浅入深,内容丰富。
关键词：机械原理课程设计；机械系统运动方案设计；机构尺度综合；机构仿真
《机械原理》是高等工科院校机械专业必修的一门重要的专业技术基础课[1，2]，《机械原理课程设计》则是使学生较全面系统地掌握及深化机械原理课程的基本原理和方法，培养学生综合运用所学知识，提高分析和解决工程实际问题的能力的重要实践环节。
一、问题的提出
我校《机械原理课程设计》所选用的设计题目以往多为针对不同类型的连杆机构进行运动分析及动态静力分析。机构的类型机构及尺寸由教师指定，一般为平面六杆机构。班级各学生所需分析的机构类型或机构的尺寸不同。
随着科技的进步与发展，对高等教育的要求也在不断提高。培养具有创新精神和实践能力的人才，提高工科学生的综合能力已成为机械工程教育工作者的共识。在此大环境下，对《机械原理课程设计》进行改革，将以分析为主的《机械原理课程设计》改变为“机械系统运动方案设计[3，4]——型综合——尺度综合——运动动力分析”的设计型《机械原理课程设计》，势在必行。
二、设计型《机械原理课程设计》
课题组首次在大三詹天佑班及车辆专业部分学生中试点，进行了设计型《机械原理课程设计》的探索与实践。
课题组在充分调研查阅的基础上，选用文献[5]作为主要参考教材，并自编了与之配套的任务书等教学资料。
1.设计的目的及任务。设计型《机械原理课程设计》的目的在于：使学生巩固理论知识，并使其对于机械的组成结构、运动学以及动力学的分析与设计建立较完整的概念；掌握机械运动方案设计的内容、方法和步骤，培养机构选型与组合和确定运动方案的能力；培养学生表达、归纳、总结和独立思考与分析的能力。其任务为：针对某种简单机器（它的工艺动作过程比较简单）进行机械运动简图设计，包括机械系统运动方案的设计与评定，机构尺度综合等。
2.设计题目。本次《机械原理课程设计》选择了“圆盘型自动包本机进本系统”、“水稻插秧机”等六种机械系统作为设计与分析的对象。各个机械系统由多个能够完成具体工作的机构组成，其各组成机构必须动作协调，方能实现预期要求的功能。教师根据各机械系统所包含的具体工作机构的数目，将学生分为2～4人一组，每位学生在完成所要求的整体机械系统运动方案设计的前提下，还须独立完成该机械系统中的指定工作机构的型综合、尺度综合及其运动分析（动力分析部分为选作）。因此，任意一名学生的工作均需各自完成，不可能“拷贝”他人成果。
3.设计内容及要求。设计型《机械原理课程设计》要求学生根据教师下达的任务书完成：①全组讨论及提出两个以上系统设计方案；②经比较、选优，确定系统最终方案；③每个学生设计分析总体系统中的一个机构；④每个学生对自己设计的机构运用解析法完成机构运动分析；运用解析法选作机构受力分析；⑤每个学生运用软件选作机构的仿真与验证；⑥完成设计说明书。
三、《机械原理课程设计》指导方法的改革
2.集思广益，确定机械系统运动方案。各组学生拟定出两个以上机械系统运动设计方案。所有参加设计型《机械原理课程设计》的六十多名学生一起进行讨论，集思广益，优选机械系统运动方案。具体做法为：每组选派一名学生主讲，其他学生补充，借助PPT介绍本组初定的几种设计方案，指出各方案的优缺点及筛选原因，其他学生提出问题及建议。通过讨论，学生对许多概念、基本理论有了新的认识和理解，巩固了课堂教学中学到的知识，并且各组学生取长补短，相互学习，开阔了思路，对本组原有的设计方案又有了许多新的设想。
3.理论联系实际，完成机构设计。由于所承担的任务不同，每个学生必须独立完成总体系统中一个机构的设计，难度较大。指导教师与实验室老师一道，带领学生参观各类机构模型，演示各类机构动画，讲解各类机构的优缺点及适用场合，一一解答学生的各种问题。指导学生运用solidworks软件对自己设计的机构进行仿真与验证。
4.综合运用知识，对机构进行运动分析和力分析。教师对运用解析法对机构进行运动分析和动态静力分析进行了较为详细的讲解，对运用solidworks软件和ADAMS软件进行机构的运动分析和力分析的方法及常见问题的解决进行了辅导，使得学生在求解机构的运动过程中即“知其然”又“知其所以然”。
5.在课程设计的各环节中强化学生综合素质的培养。教师在课程设计整个过程中注重对学生查阅文献、基础理论知识的掌握、各科知识的融会贯通、理论联系实际、独立思考、综合运用所学知识解决实际问题、动手能力、克服困难、创新意识、团队协作精神等多方面的能力进行培养，并在对每位学生单独进行答辩的过程中加以考核。强化了对学生综合素质的培养，效果较为理想。许多学生感慨，这次课设虽经历了许多困难，但收获了知识，获得了成功的喜悦。
四、结束语
开展“设计型《机械原理课程设计》”，收效明显：
1.使学生进一步巩固和加深了对理论知识的理解，并逐步掌握了工科学生应具备的理论联系实际的学习方法。
2.调动了学生学习的主动性和积极性，使学生动手实践能力、创新设计能力、团结协作精神和综合素质得到了提高。
3.促进了师资的培养，教师自身的业务水平得到提高，队伍得到了锻炼。
参考文献：
[1]孙桓，陈作模，葛文杰.机械原理[M].第七版.北京：高等教育出版社，2006.
[2]谢进，万朝燕，杜立杰.机械原理[M].第二版.北京：高等教育出版社，2010.
[3]孟宪源，姜琪.机构构型与应用[M].北京：机械工业出版社，2004.
[4]邹慧君.机械原理课程设计手册[M].北京：高等教育出版社，1998.
关键词：计算机组成原理；实验教学；教学改革；教学质量
TheStudyofExperimentTeachingReformBasedonComputerOrganizationPrinciple
ZHENGGeng-zhong1,LIUQiu-mei2
(1.DepartmentofMathematicandInformationTechnology,HanShanNormalUniversity,Chaozhou521041,China;2.Library,HanShanNormalUniversity,Chaozhou521041,China)
Abstract:ComputerOrganizationprincipleisthecoreleadingcourseinspecialityofcomputerscience.Inthepaper,westudytheexperimentteachingreformofcomputerorganizationprinciplefromtheteachingtaskandteachingmethod.Thestudiescandeepenexperimentteachingreform,andgivingvaluablereferencestoimprovetheexperimentalqualityofcomputerorganizationprinciple.
Keywords:computerorganizationprinciple;experimentalteaching;teachingreform;teachingquality
“计算机组成原理”是计算机专业的一门核心专业必修课,从课程地位来看,它在先导课和后继课之间起着承上启下的作用。该门课程的理论性、工程性、技术性、实践性都十分强。因此，在搞好课堂教学的同时，必须对实验教学环节给予足够的重视，把实验教学看作是提高学生动手能力和实施素质教育的一个途径。在教学的过程中，根据该课程的特点，我们从以下几方面对实验课教学进行了改革探索，并取得了一定成效。
1制定实验教学任务和要求
1.1计算机组成原理实验教学的任务
随着市场经济体制的建立，未来的工程技术人员既要有扎实的理论基础，又必须有较强的动手和独立分析问题、解决问题的能力，而实践教学环节则是培养获得这些能力的关键。因此，计算机组成原理实验教学的教学任务是：通过试验，让同学在深化理解计算机各功能部件的同时，加强对计算机整机硬件子系统组成与运行原理的认识。在完成实验课的过程中，巩固和扩充理论知识，学习研究方法和实验技能，培养学生独立从事科学研究的基本技能和分析问题、解决问题的能力，并逐渐养成严谨的科学态度。实践证明，只有转变教育观念，制定切实可行的教学任务，明确教学目的，充分调动学生学习科学知识的积极性，才能有效地提高教学质量。
1.2计算机组成原理实验教学的要求
2改革实验教学内容，突出能力培养
2.1分解实验和综合实验
在实验内容的安排上，我们的第一个环节是6个分解实验，第二个环节是1个综合实验，第三个环节是学生自己进行实验设计,最后环节为课程设计。6个分解实验分别是运算器实验、微程序控制器实验、TEC-2机汇编语言程序设计实验、主存储器扩展实验、并行接口电路I/O实验、多级中断实验，这些实验一般在该部分知识的课堂教学完成后第三周进行，这样安排可以使学生及时消化课堂知识，加强对计算机每一个组成部分的深入了解。综合实验为整机调试实验,是整个实验教学的重点,它的实用价值很高,是综合运用所学的计算机组成原理全面知识的实验。
2.2自行设计实验
在掌握好基础和综合实验的基础上，我们鼓励学生自己进行实验设计。实验设计的内容可以包括：
1）根据教学内容进行实验设计，主要是设计一些验证性实验，以巩固和验证新知识。例如在做微程序控制器实验时，为进一步加强学生对微程序设计的理解和认识，我们除了要求学生进行加法指令的设计之外，还要求设计除此之外的其它指令，同学们也都能够根据自己所掌握的知识，自行设计出不同功能的新指令，如整数的开方指令、转移指令、转子指令。
2）结合生产实践进行实验设计。作为新时代的大学生，我们应该充分培养他们的创造能力。比如，我们可以利用计算机组成原理实验系统、单片机等器件来设计一个使用微处理器控制的路通灯管理系统，通过这样的实验可以培养学生系统设计的实践和经验，锻炼硬件设计、软件设计及调试能力，为今后从事科研工作打下基础。
2.3课程设计
高等学校的教学工作,不仅是传授理论知识,更重要的是对学生综合素质及工作能力的培养。针对计算机组成原理课程应用性、实践性很强的特点，我们特别开设了该课程的课程设计。在课程设计的选题上我们从理论教学与实践紧密联系的特点出发，选择了微型计算机的设计与调试作为课程设计的课题。实践证明，通过课程设计这一教学环节，让学生开展综合性题目的设计锻炼，既可巩固所学的理论知识，也可提高对专业课程的应用能力，并为今后的毕业设计打下坚实的基础。
3开放计算机组成原理实验室
4充分运用电教手段和多媒体辅助教学技术
计算机组成原理课由于具有较高的抽象性及技术性，在一定程度上,其教学内容难以通过课堂讲授和硬件实验被理解掌握。为解决理论授课和实验辅导中的教学难点，在教学的过程中，我们注重应用电教媒体和多媒体CAI技术，并使用AUTHORWARE软件开发了计算机组成原理多媒体辅助教学软件。通过多媒体技术，以动画演示、配音讲解的手段详细说明运算器、存储器和控制器三大组成部分的动态数据通路、工作原理和工作过程，很好的解决了现有传统教学手段无法直观、形象的描述计算机内部组成原理以及由它带来的教学难点的问题。为了提高学生系统分析能力、实验完成率及完成质量，我们在CAI软件中提供了实验辅导与讲解演示系统。此外，还提供了良好的交互式学习环境，配有多种方式的习题和测验系统，解决了教学辅导不足和集体教学模式下不能很好的因材施教的问题。实践证明，通过利用多媒体技术进行教学，打破了以往以黑板、粉笔、教科书为主要教学媒体的教学形式，综合利用学习者的多种感官接受信息，大大提高了学习效率，取得了良好的教学效果。
5因材施教，注重实效，调动学生的学习积极性
计算机组成原理的主要内容包括计算机各主要功能部件的组成、设计方法及逻辑实现。具有较高的抽象性，如果仅凭教师解说是很难体会的，即使学生能够明白，也会感到索然寡味。为此，在实验教学的过程中，我们把学生最熟悉的个人电脑拿来做实验，将个人电脑进行分解，把分解后的部件与计算机组成的各个部件进行对比。例如，在讲运算器和控制器这一部分内容时，我们将个人电脑的CPU拿来作比较，在讲存储器这一部分内容时，我们将个人电脑的硬盘、软驱、光盘、内存拿来作比较。通过对比，分析它们的异同点和相互联系，这样可以把抽象的知识具体化，对提高学生的学习积极性，让学生进一步明确该课程的学习目的，灵活运用所学的知识，解决身边所遇到的问题具有很大帮助。
6结论
在计算机组成原理实验教学的过程中，我们深刻体会到，实验教学工作应该有目的、有要求、有针对性，循序渐进的逐步开展，深化实验教学改革是我们每一个教学工作者的责任，只有不断探索与革新，教学工作才能不断得到进步。
[1]白中英.计算机组成原理[M].北京.科学出版社,1994:1-30.
[2]王爱英.计算机组成与结构[M].北京.清华大学出版社,1995:1-55.
[3]赵灵锴,郭红霞.高校计算机组成原理教学改革教学探讨[J].福建电脑,2005(10):12-13.
[4]海林鹏,陈峰.浅谈计算机组成原理实验课程的教学[J].电脑知识与技术,2007(12):22-32.
一、教学目标分析
中等职业技术学校计算机专业的《数据库原理与应用》课程的任务是：介绍数据库技术的基本概念，熟悉数据库管理软件xBASE系列的基本操作，掌握程序设计的基本方法，初步掌握交互式开发工具，通过课程实习掌握小型应用软件的开发过程。
因此，本课程的教学目标是：使学生掌握数据库技术和数据库管理软件的基础知识和基本技能，掌握程序设计方法，具有开发小型应用系统的能力。为实现这一教学目标，要进行相应的教学改革，主要是课程的教学由传统“理论教学+笔试”模式改为“基础（包括基本理论和基本技能）教学+课程设计”模式。课程设计的目标是：培养学生利用各种媒体（包括传统媒体和Internet技术等）获取、加工、处理信息的能力，能够完成小型软件的开发。
二、活动目的
通过课程设计教学活动，让学生在已掌握数据库原理的基础上，通过对社会或生活需要的调查、分析，做出规划、设计，培养学生搜集信息的能力，开发小型应用软件，从而使学生掌握数据库知识意义和信息技能，提高自学能力和知识的综合能力和信息素养。
三、活动内容
四、教学设想
课程设计采取以学生学习活动为主体的教学活动，学生在教师的要求和指导下，自主地确定设计的课题，确定软件的内容和表现方式，通过各种媒体进行自学。因此，在课程设计教学中教师是教学过程的组织者、指导者、意义建构的帮助者、促进者。
五、教学对象
2000级计算机应用专业全体学生。
2001年5月～6月。
七、教学过程
共分为五个阶段：
1.动员布置阶段
强调进行课程设计的意义，鼓励学生积极参与课程设计，激发学生的学习热情，培养良好学习环境。印发《〈数据库原理与应用〉课程设计说明》，详细地布置设计内容，完成工作，并推荐一些设计项目供学生参考，提高学生参与的积极性，动员更多的学生参与其中。
2.指导学生收集资料阶段
指导学生收集原始资料，初步确定课程设计项目，并上报指导教师，再由指导教师汇总，教师再根据情况进行个别或集中指导。
3.协助学生对资料进行分析、归纳阶段
对学生所收集到的资料进行分析，提出所要解决的问题，研究解决该问题的可行性。通过论证，确定课程设计项目。在这个阶段，教师要对学生所要解决的问题及解决问题的方法的科学性、合理性、可行性进行分析归纳。
4.指导规划设计阶段
学生根据所选课题，进行系统规划设计。包括确定软件（课题）功能、系统结构（数据流程）、程序流程、编写代码、调试程序。这是课程设计的主体部分，这个阶段我们对学生的指导原则是严格要求、规范设计、耐心指导、发扬个性、鼓励创新。
5.总结评价阶段
八、指导学生学习
九、课程设计结果统计
课程设计结果统计是完整教学活动的组成部分，主要包括：
1.课题分布
2.课程设计评价统计
如何科学地进行课程设计的评价，主要考虑下列因素：（1）学生的综合能力；（2）学生应用信息的能力；（3）学生对教学之外知识的汲取能力；（4）学生的创造能力。具体从软件作品（包括所有要求上交的内容）的外观、软件说明书的编写、软件界面和使用方法、软件的结构、编写程序的算法和创新精神等方面进行评价。
十、问题思考
如何理解课程设计的目的和如何给学生进行科学的评价，是课程设计教学的重要问题。
摘要：本文介绍了我校对计算机硬件实验课程体系及实践教学环节进行的改革，建立了“基础层－应用层－提高层”三层体系结构的硬件课程群实验体系，并对多层次、系列化的硬件实践教学模式及训练模式进行了探讨。
关键词：硬件课程群；实验体系；实验内容；实践能力
中图分类号：G642
文献标识码：B
1构建科学完整的硬件课程群实验体系
在原有的课程体系下，我院为本科生开设的硬件实验教学课程有“数字逻辑实验”、“计算机组成实验”、“微机接口实验”、“单片机实验”。由于实验条件的限制，各课程实验内容相对独立，综合性、系统性较差；尚有部分硬件主干课程没有对应的实验课程，如系统结构。实验课程体系存在诸多问题。
(1)缺乏对学生系统设计能力的培养。传统的硬件设计和软件设计相分离的设计方法成为阻碍设计和实现复杂、大规模系统的关键因素。系统平台的搭建、软硬件的协同设计验证和软硬件功能模块的可重用性已成为现阶段设计方法的热点。培养学生具有系统设计的思想成为当务之急。
(2)缺乏对学生可编程芯片设计能力及EDA技术的培养。可编程芯片与EDA技术是现代电子设计的发展趋势，将可编程芯片设计及EDA技术引入实验教学中是时展的需要。
(3)缺乏综合性的实践课程，学生的创新能力发挥受限。由于实验条件限制，原有的多数实验是基于纯硬件逻辑设计的，只是在面包板上用器件构建小系统，功能扩展性差；并且只能开设数量有限、技术含量较低的实验，学生无法开展自主的综合性设计，无法进行创新能力的培养。
为此，经过充分调研和论证，我院首先从修改03级教学计划入手，对课程体系中的多门课程进行了调整，同时理顺各门课程间的关系，构建起了新的硬件课程体系。该课程体系由必修课程、选修课程及配套实践三部分组成。必修课包括“组成原理”、“接口技术”、“系统结构”等基础课程。为适应社会需求，在选修课中删去原有的“诊断与容错”等一些过时的课程，增加“数据采集”、“计算机控制技术”、“嵌入式系统”等社会需求较强、实用价值高的应用性课程，同时新开了“模型机设计与组装”、“硬件综合实践”等实践课程。在07版教学计划中，又新增了“DSP原理与应用”、“嵌入式系统实践”等新课程，保证课程体系的实用性与先进性。
在硬件课程群实验体系建设过程中，突出强调课程体系的系统性和完备性。从第1学期到第7学期硬件实验不断线，层次逐步提高，实验内容衔接连贯。注意各硬件实践的相互次序和互补，使硬件实践训练层次化、系列化，以此来系统强化学生的硬件动手能力。同时调整各课程的开设顺序，理顺每门课与前导课和后续课之间的关系，从而保证硬件课程体系的系统性和完备性。
注：所有必修课程与选修课程均开设课内实验，包括验证实验(20%)、设计实验(80%)；实践课程单独开设，包括综合实验(80%)、探索实验(20%)。
2改革实验教学内容与模式
计算机硬件系列课程的重要特点之一是工程性、实践性强。为了使学生在学过该系列课程后具备较强的实际动手能力和计算机应用系统的开发能力，应在实验教学内容的设置上体现出基础性、系统性、实用性和先进性，既要重视计算机硬件的基础内容，又要结合当今电子与计算机的最新发展。为此，我们对该硬件系列课程的实验教学内容和教学模式进行了改革创新。
2.1优化实验内容，引进实验新技术，提高硬件设计的效率和兴趣
随着计算机硬件技术的日益发展，各种各样的微处理器不断更新，功能不断增强，以FPGA为代表的数字系统现场集成技术取得了惊人的发展，嵌入式系统设计也逐步成为主流。为了使学生跟上时代潮流，了解最新技术，需要不断引入新设备、新技术，提高硬件设计的效率和兴趣。如更新的“组成原理”和“系统结构”实验台，通过RS232串口与PC机相连，可在PC机上编程并向系统装载实验程序，还可在PC机的图形界面下进行动态调试并观察实验的运行，使学生像设计软件一样来设计硬件，做到了硬件设计软件化，大大提高了硬件设计的效率和兴趣。“模型机设计与组装”，将CPLD和FPGA等技术引入，用CPLD来设计复杂模型机。“汇编语言”和“接口技术”补充Windows下设备驱动程序的设计与实现，增加PCI、USB的应用等内容。“系统结构”通过局域网组建小型的微机机群，研究探索多处理机操作系统，试验并行程序的运行与任务分配调控等功能。为适应当前嵌入式芯片的迅速普及应用，新开设了“嵌入式系统设计”课程设计。针对学生已学过多门硬件课程，但仍不能完成一个完整的、可独立工作的计算机系统设计问题，新开设了“硬件综合实践”，使同学亲自体会设计一台微型计算机系统的全过程。
2.2建立“验证型－设计型－综合型－探索型”的多层次实践教学模式
在实验教学内容的改革上，本着“加强基础、拓宽专业、注重实践、提高素质”的方针，将实验项目分为4类，即验证型、设计型、综合型、探索型,实验项目由浅入深，循序渐进。在所有硬件必修和选修课程中，全部开设课内实验。课内实验由验证实验(20%)、设计实验(80%)组成。所有实践课程都单独开设实验，包括综合实验(80%)、探索实验(20%)。这样，课内课程中开设“验证型”和“设计型”的实验，在后续课程设计中，开设“综合型”和“探索型”的实验，形成“验证型－设计型－综合型－探索型”的多层次实践教学模式，系统强化学生的综合设计和硬件动手能力。
2.3确立“系列化硬件实践训练”方案
3结束语
参考文献
[1]罗家奇,李云,葛桂萍等.计算机硬件系统实验教学改革的研究[J].实验室研究与探索,2007,26(8):98-99.
[2]武俊鹏,孟昭林.计算机硬件实验课程体系的改革探索[J].实验技术与管理,2005,22,(10):107-109.
1.1各课程设计单独开展，之间缺乏必要的联系
以往课程设计的开展，分别在各课程结束时，作为一个总结性和综合性的教学环节来进行，不同学期、不同设计内容、不同课程间独立开展，导致相互之间缺乏必要的联系，学生进行的只是局部的训练，缺乏一个整体的概念。比如在化工原理课程设计时，学生对化工制图、材料、设备的强度计算、各设备元件的选择与设计及标准不是特别清晰，最后所得的工艺及工艺尺寸计算数据甚至被弃之一旁;而在化工设备课程设计时，则需要对化工工艺问题有一个整体把握，依据计算所得工艺参数及工艺尺寸来指导设备设计与选型，这些都要用到化工原理和化工工艺学的知识。
1.3独立课程设计内容单薄，系统综合性差
2整合四门课程设计，设立化工专业综合课程设计的可行性
2.1设立化工专业综合课程的必要性
2.3课程设计选题的针对性更强，学生课程设计训练的系统性更强
整合后，课程设计任务书的编写与下达可由四科教师共同讨论，综合考虑来完成。可以有目的的选取设计对象，对学生进行侧重训练;也可根据实际应用，灵活设置课题。在设计中引导学生深入思考，综合考量自己所做设计的可靠性、经济性和实际可行性。指导学生正确使用设计行业的规范和标准，准确查阅设计手册和资料。这可有效的避免以前课程设计选题的随意性与设计过程的不完整性，使学生在了解生产工艺流程的基础上，进行塔设备的设计和换热器(泵)选型，然后立即对该塔设备和换热器(泵)进行强度校核及图纸绘制，同时引入计算机编程、AutoCAD等软件锻炼学生利用计算机解决问题的能力，使学生经历一次完整的化工单元操作设计的全过程，有机会将所学知识得以实际综合应用，为后续毕业设计及走上工作岗位打下坚实的实践基础，并使学生深刻理解化工原理课程的工程性、实践性和应用价值。
3结语
（重庆三峡学院重庆404000）
关键词：单片机实训课程；教学改革；应用型人才
作者简介：谢辉（1969—），女，硕士，重庆三峡学院教授，研究方向为工业测控系统的教学和研究。
基金项目：重庆市教委教改项目“单片机课程‘项目导向型’教学模式的研究与实践”（项目编号：113013）；重庆三峡学院教改项目“应用本科单片机课程实训体系的教学改革”（项目编号：JG120668）
一、现代工程对应用型人才的要求及现行教学模式的不足
现代工程对应用型人才的工程素质与实践能力的要求不断提高。工程素质是一个技术人员创新意识、团队意识及知识技能等的内化表现，实践能力则体现为一个技术人员分析问题、解决问题的外在执行力，二者相辅相成，是应用型人才培养的重要指标。高等院校工程教育是培养造就合格工程师的主渠道，需要每门专业课程理论与实践的有机联动，特别是实训课程的系统化培养。
单片机是现代测控的核心。“单片机原理及应用”是电子、机电等专业的一门重要的专业基础课，同时也是一门软硬件技术结合紧密、理论性与实践性强的课程。特别是单片机实训课程，是对学生进行专业的技能训练，巩固和加强所学理论知识，培养学生动手能力和工程素质的重要环节，与单片机理论课程具有同样重要的地位。
“单片机原理及应用”课程在我院开设多年，虽实践教学经验较丰富，但单片机实训课程体系还存在着很多问题，主要体现在以下几个方面：
第一，单片机实训课程与理论教学结合不够紧密。目前的单片机课程教学仍主要注重理论知识的传授，课堂教学以单元章节划分知识体系，课内实训以验证性实验为主，学生无法将理论知识与实训有机地结合起来。到了课程设计阶段，学生很难对实训课题有一个整体性的认识，不知道软硬件如何分工，如何开展模块化程序的编写。许多时候课程设计变成了教师做课题，学生只能做简单的电路焊接、程序录入等工作，没有达到培养学生应用能力的效果。
第二，实训课题与生产实际结合不够紧密。课程设计是学习单片机系统设计与开发的综合过程的重要环节，实训项目应该与生产实际紧密联系。但目前绝大多数的实训项目都主要停留在理论分析、绘制原理图、编写程序及电路板焊接等方面，对单片机系统在生产实际中可能遇到的重要问题如故障排查、系统优化、抗干扰、性价比等很少涉及。
总体来说，现行单片机实训课程任务较单一、考核不够全面，对学生应用能力的培养还停留在较低的层面上。为促进学生实践动手能力的培养及工程素质的提高，单片机实训课程改革十分必要。
二、单片机实训课程体系的改革
单片机课程实训体系的改革，最重要的是通过理论课程学习及实践项目训练，使学生能站在工程应用的角度，更深入地理解单片机的理论知识，掌握单片机系统的开发流程，提高分析问题解决问题的能力，最根本的目的是培养良好的职业应用能力。为此，实训课程的改革主要做了如下几个方面的工作。
（一）项目化教学模式的构建
打破传统的理论教学与实践教学相分离的教学模式，将单片机课程规划为基础知识、单元技能及综合能力三个层次，采用项目化教学模式组织理论与实践教学。
根据电子信息应用本科的人才培养定位将课程内容进行优化重组，精心编选了6个非常贴近实际的工程项目，编写出版了相应的单片机项目化教材。每个项目就是一个相对独立的单片机应用系统，包含单片机的一个或若干个知识模块，从实现实用性、能力化的教学目标；每个模块又由一个或多个任务组成，将单片机应用技术的知识点、能力点加以整合和重组，贯穿在以职业能力培养为核心的工程项目中。
（二）工程实践型课程设计的开展
课程设计是工科专业培养应用型人才的重要手段，也是单片机实训体系改革的重要环节，其主旨就是加强实训课题与工程实践的紧密联系，真正培养学生具备单片机系统设计开发的基础能力。课程设计改革主要做了课题论证宣讲、过程指导改革、规范设计报告及答辩验收等几个方面的工作。
1.实训课题论证与方案宣讲
课题论证是工程项目开发的一个重要环节，方案的优劣直接关系到后续开发难度、售后维护及产品性价比。在前期项目化教学的同时就有意识地引导学生开展横向与纵向的知识扩展，为课程设计做准备。如“数字电压表设计”横向的知识扩展包括不同种类A/D转换器的选择、显示器及键盘设计方案的比较，纵向的知识扩展包扩电压表量程的切换、电压表到万用表的转换，其他非电量，如温度、流量、湿度、压力的检测，从单机仪表到组网仪表的扩展等。在学生具备一定理论知识水平与实践能力的基础上，教师提出课程设计的要求，并给出相应的实训指导书，鼓励学生开始项目化小组筹备，寻找感兴趣的课题。教师指导学生到专业网站查阅资料、下载模块。必要的时候，还可以思考题的形式让学生写一份相应的文献综述。
课程设计阶段的第一个任务就是实训课题方案论证，要求以小组为单位充分讨论，进行一次公开的课题论证宣讲。宣讲内容主要包括设计方案选择、设计框图、系统原理说明、拟达到的技术指标及及拟解决的关键问题等。教师会在此过程中检查学生的前期准备工作，包括相应芯片数据手册、设计参考范例等，指出设计方案的优点及不足，对可能遇到的设计问题给出参考意见，要求针对方案宣讲中发现的问题再修改整理。如常做的“温度控制系统设计”，要求每个课题组明确控制背景、控制精度，进而选择合适的温度传感器与A/D转换器，鼓励学生选择性价比高的芯片，如内置A/D转换器的单片机，串行总线传输的小尺寸贴片封装的芯片，或一体化的数字温度传感器等，提示学生注意温度是大惯性控制量，需要一定的算法处理以提高控制精度。通过课题论证宣讲过程的训练，可让学生切实感受到工程项目开发的严肃性及系统性，意识到前期准备及系统规划的重要性，从而更全面深入地思考与解决问题。
2.项目化小组的开发过程训练
课程设计以贴近实际的项目化小组的方式开展。根据课题工作量的大小及各自的兴趣爱好，3~4人组成一个项目小组进行系统设计，包括硬件原理图设计、控制程序编写及调试、系统仿真验证及实物制作等。项目小组的形式既能发挥不同学生的能力优势，又有利于锻炼学生的团结协作及产品竞争意识。课程设计强调系统的整合及实践能力的培养，如管理程序编写、系统调试、故障排查、性能优化等，使其更贴近工程实践的开发过程。整个课程设计过程给予学生充分的自主学习与实践探索的机会，从而最大限度地调动学生的学习积极性，教师主要起到启发、把关和解决一些棘手问题的作用。对学生解决不了的难题，教师提出自己的观点和看法，必要时指导学生进行软硬件调试，观察实验现象，从而引导学生向正确的方向发展。如所做的“16×64点阵控制屏”，最先驱动方式是采用串行移位寄存器控制。当做16×16点阵实验时，一切正常，但扩展到16×64点阵，进行字幕左右移动时，会出现重影，通过教师指导及实验验证，确定是串行驱动方式带来的问题，改为并行驱动方式后，很好地解决了该问题。
3.规范设计报告及验收答辩
课程设计后期主要完成设计报告写作及实物验收和答辩。通过这些手段促进学生更全面深入地掌握项目开发各方面的技能。
（1）设计报告写作。进行设计报告写作培训，指导学生从课题任务、设计方案论证、设计内容、硬件及软件工作原理、系统调试、仿真及实物展示等几个方面进行阐述，并要求做实训总结，最后的附录按照规范格式附上完整的硬件原理图、元器件清单表、程序清单及实物照片，成为一份有价值的技术文档。通过培训，学生课程设计报告整体质量较好，报告言之有物、条理清晰、结构合理、描述完整，杜绝了原来抄袭芯片手册，缺乏实质内容的假大空形式。
（三）实训过程的考核改革
考核方式改革是实训体系改革的重要方面。以往的实训课程考核形式相对单一，主要以实训产品及设计报告为考核对象，没有细致地考核实训过程及团队成员知识水平的真实情况。改革的重要理念是重视创新思维与实践能力的培养，采用形成性考核与终结性考核相结合，以能力考核为主的方式进行实训成绩的评定。考核内容主要由“综合能力考核”（30%）、“实训过程考核”（40%）及“总结与答辩”（30%）三部分组成。“综合能力考核”主要包括文献查阅、设计方案论证及课程设计报告等部分，重点考核学生对单片机理论知识及应用能力。“实训过程考核”主要考察学生实训过程的软硬件设计、编程及仿真、实验仪器设备的使用熟练程度、系统的查错与纠正等多方面的实践能力。“总结与答辩”也是实训考核的重要环节。通过课题总结，让学生明白系统设计性价比的重要性，实验室方案与工程实用方案的区别，课题存在的不足与可能的改进措施；验收答辩可以让学生对课题做全面的总结反思，端正学习态度、重视实践过程，重视知识点的细节学习。单片机课程考核方式的改革可以从根本上杜绝“高分低能”现象的发生，是促进学生创新思维和应用能力提高的重要手段。
（四）课外科技实践活动的有机结合
一些综合性的项目开发仅靠课内实验实训环节的训练是远远不够的，将课内实训与大学生课外科技实践活动及电子竞赛等环节有机结合，是培养专业技能、提高综合素质的一个重要途径。
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“模拟电子技术”课程是电子信息、电气工程、通信工程、自动化等专业本科生的一门重要的专业基础课，也是学生知识体系结构的重要组成部分。该课程通过介绍二极管、三极管、场效应管、运算放大器等常用半导体器件的一般物理机制和外特性，研究由这些电子器件构成的各种模拟电路的基本原理和分析与设计方法。学好该课程对熟悉和掌握电路与系统、通信系统、信号处理方面的基本概念和技术，以及学好信号与系统、自动控制原理、高频电路、电力电子技术等后续课程有着十分重要的作用。
但是，这门课程知识点多，理论部分抽象，尤对学生来说这是第一门接触工程实际的课程，其工程思维方法难以被学生们适应和掌握，因此学生们普遍感觉这门课学习难度大，甚至被很多学生称为“魔电”。
传统的模电课程讲授是以书本理论知识讲授为主并进行习题训练的教学模式，学生被动接受教师课堂讲授的内容，这在客观上弱化了该课程的实践性和趣味性，学生接触电路符号和数学公式多，接触实际少。传统教学方式容易使学生感到课程枯燥乏味，甚至产生厌学情绪。
教师的价值首先在于使学生对学习产生兴趣，兴趣是最好的老师，没有兴趣就难以将一件事情做好。笔者尝试将基于专题作业和课程设计的实践性教学环节引入模电课程的教学中，经过几年的实践性教学探索，发现实践性教学环节可以提高学生学习的兴趣，使抽象枯燥的知识更容易被接受，同时也培养了学生的团队协作精神，收到了良好的教学效果。
一、实践性教学可以激发学生的学习兴趣
西方发达国家从中小学教育开始就注重培养学生们的学习兴趣和动手能力。在美国，家庭常备有用做实验室的房间，父母从小就注重培养孩子的实践能力和兴趣爱好，在这方面有投资预算，给孩子们一个认识自我、发现自己兴趣所在的平台。在英国，课堂的教学内容经常延伸到教室外，比如上植物学课程就带领学生们去观察各种植物；上历史课，就几个学生组成一个组演绎历史剧情，每次课的内容是充满实践的，学生们也并不感到疲惫，教师在必要的讲解后主要是学生在完成实验或者项目，让学生用所学知识解决实际问题，在用中学习。这些先进的教学理念值得中国教育工作者们借鉴。
二、基于专题作业和课程设计的实践性教学
在模电课程中，除了布置与理论教学同步的习题作业外，根据教学进度拟定若干专题作业和课程设计题目，专题作业和课程设计与理论教学同步，并注意这两方面在教学进度上的配合。本文以2013学年模电课程的实践教学环节设计为例，介绍该实践教学方法的基本内容和教学体会。
1.电路仿真专题作业
模电课程的第一次课用1学时左右介绍电子电路仿真软件的使用。目前很多电路仿真软件提供了大量虚拟仪器，有一般实验室配备的电压表、电流表、万用表、双通道示波器、信号源等，此外还提供一些虚拟仪器，如波特仪等，学生在使用该软件的同时也对电子测量仪器有了全面的了解，扩展了知识面。教师可以现场演示，完成一个简单电路的原理图绘制、仿真和结果输出。模电课程有较多结论可由仿真实验验证，如放大电路静态工作点、输入电阻、输出电阻、电压增益等。在课程前期，讲解了二极管应用电路之后，布置一个电路仿真专题作业，将书内的内容用软件进行验证。要求学生上交电路原理图，以及电路仿真输出和结果分析。经过这个专题作业的训练，学生们基本掌握了仿真软件的使用，并可以用于之后的课程学习中。
2.单元电路分析与设计
在期中阶段，学生已经掌握了多级放大电路、功率放大电路等理论知识，但书本知识限于篇幅，主要讲解直流分析、交流分析及各种参数，以分析为主，这时布置一个单元电路分析与设计的课程设计题目，如设计一个多级电压放大器，满足电压增益、输入阻抗、最大输出电压、截止频率等指标，要求学生提交设计报告。学生们先进行电脑仿真设计，然后在模电实验箱上搭建电路，确定无误后选择电子元器件和万用电路板，然后进行调试和修改，撰写设计报告。这个课程设计可由几名学生组成小组合作完成，在相互交流中得到知识理解和动手能力的提升。
3.功能电路设计及制作
三、需要注意的问题
1.学时安排问题
在总学时不变的情况下，增加实践性教学内容必然会占用理论教学学时，如果处理不好会顾此失彼。在理论教学中，应以理论够用为度。对于一门课程，总是可以分出主干部分和细枝末节部分。对主干部分应详细讲解，对枝节部分则引导学生自学，在实践中巩固理论，用理论指导实践，使学生掌握理论知识的同时，提高实践能力和创新能力。
2.传统教学手段与多媒体设备的合理运用
对于理论难度大而需要详细讲解的部分，应采用传统的板书方式，教师和学生一起努力，完成数学公式的推导、难点的理解，使学生听后印象深刻，思维节奏也容易跟上老师的节奏；而对于难度较小的内容，可以充分利用多媒体课件讲授，使用课件可以使讲课内容形象生动，并且可以提高授课的效率。传统教学手段与多媒体课件各有所长，二者合理搭配可以解决教学信息量大、课时有限的矛盾，并可以收到良好的教学效果。
3.专题作业和课程设计的选题
四、总结
基于专题作业和课程设计的实践教学摆脱了传统的模电课程教学模式，在授课的过程中加入电路仿真软件、电子测量仪器、电路基本制作工艺等结合实际的讲解，扩展了课程内容。