《微機(jī)原理與應(yīng)用》課程成績(jī)的統(tǒng)計(jì)分析及對(duì)策

劉劍橋, 金國(guó)華, 翟朝霞

(大連海事大學(xué) 信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院, 遼寧 大連 116026)

《微機(jī)原理與應(yīng)用》課程成績(jī)的統(tǒng)計(jì)分析及對(duì)策

劉劍橋, 金國(guó)華, 翟朝霞

(大連海事大學(xué) 信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院, 遼寧 大連 116026)

《微機(jī)原理與應(yīng)用》是信息大類專業(yè)的一門極其重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,其知識(shí)點(diǎn)多,內(nèi)容抽象,學(xué)生理解難度高,是諸多專業(yè)課中最難的課程之一。以大連海事大學(xué)信息類專業(yè)學(xué)生考試成績(jī)?yōu)闃颖?對(duì)各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的得分率進(jìn)行深入統(tǒng)計(jì)分析。分析表明,目前的教學(xué)方法在課程教學(xué)最重要的硬件擴(kuò)展應(yīng)用部分以及匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)部分并不理想。針對(duì)教學(xué)中存在的問題,課程組在“十二五”國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)的支持下,提出了詳盡的對(duì)策,包括更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)器材、改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容以及建立教學(xué)環(huán)節(jié)中的激勵(lì)機(jī)制。實(shí)踐表明,教學(xué)改革方案實(shí)施效果良好,學(xué)生學(xué)習(xí)效果有明顯改善,掌握知識(shí)能力有較大幅度提高,課程考試成績(jī)也有較大提升。

微機(jī)原理; 成績(jī)分析; 硬件擴(kuò)展; 教學(xué)改革

《微機(jī)原理與應(yīng)用》是信息大類專業(yè)的一門專業(yè)必修課[1-2],其課程知識(shí)點(diǎn)較多,要同時(shí)兼顧軟硬件2個(gè)方面,學(xué)生理解難度高[3],是諸多專業(yè)課中最難的課程之一[4-5]。課程的特點(diǎn)是內(nèi)容較抽象,其理論性、實(shí)踐性都很強(qiáng)[6-7]。課程要求學(xué)生掌握微機(jī)系統(tǒng)的基本知識(shí)、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)和基本的硬件接口技術(shù)[8-9]該課程在人才培養(yǎng)方案中起著承前啟后的重要作用[10-12]。為了進(jìn)一步推動(dòng)高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源整合與共享,教育部2005年啟動(dòng)了國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)和評(píng)審工作[13],并取得了顯著成果[14]。近年來,大連海事大學(xué)電子信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心通過不斷的努力,被教育部遴選為“十二五”國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心。在示范中心建設(shè)的帶動(dòng)下,微機(jī)原理與應(yīng)用課程教學(xué)質(zhì)量和實(shí)驗(yàn)室條件也逐步提升。

本文通過對(duì)《微機(jī)原理與應(yīng)用》課程學(xué)生理論考試成績(jī)的分析,尋找課程教學(xué)體系中的薄弱點(diǎn),發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的困難之處,并給出了相應(yīng)的對(duì)策。教學(xué)實(shí)踐表明,所提出的教學(xué)改革方案可以有效的提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,化解教學(xué)過程中的難題。

1 研究樣本

本文所采取的學(xué)生成績(jī)樣本,來自于大連海事大學(xué)信息類專業(yè)2010級(jí)和2011級(jí)學(xué)生的《微機(jī)原理與應(yīng)用》課程期末考試成績(jī)。有效樣本共計(jì)250份,其中2010級(jí)103份,2011級(jí)147份。本課程考試滿分為100分,在成績(jī)分析中,將題目按知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容分為3個(gè)部分,即微機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)部分、匯編語(yǔ)言與程序設(shè)計(jì)部分和硬件及芯片擴(kuò)展部分。

2 研究?jī)?nèi)容

2.1成績(jī)分析

圖1 2010級(jí)學(xué)生考試成績(jī)分布

為尋找課程教學(xué)中存在的問題,筆者對(duì)2010級(jí)學(xué)生的考試成績(jī)進(jìn)行了詳盡分析。宏觀上看,實(shí)際參加考試的103名學(xué)生的平均成績(jī)?yōu)?5.0分。學(xué)生成績(jī)分布如圖1所示,49.5%的考生(53人)成績(jī)?cè)谄骄忠陨?成績(jī)及格率(60分及以上)為44.7%。若將試卷按照知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分析,可以大致分為微機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)、匯編語(yǔ)言與程序設(shè)計(jì)和硬件及芯片擴(kuò)展3個(gè)部分[15-16],這3個(gè)部分的得分率如表1所示。在考核的幾種芯片擴(kuò)展題目中,學(xué)生也展現(xiàn)出不同的掌握水平。在存儲(chǔ)器擴(kuò)展部分,試卷的平均得分率較高,達(dá)到57%,而對(duì)于首次接觸的8251和8259芯片,平均得分率僅為48%～49%。

表1 試卷各部分的平均得分率

如果對(duì)全體學(xué)生在這2個(gè)知識(shí)點(diǎn)上的成績(jī)進(jìn)行進(jìn)一步分析,可以發(fā)現(xiàn),大多數(shù)學(xué)生的成績(jī)分布在分界線以下,這意味著他們?cè)谶@兩個(gè)部分的得分率低于試卷整體得分率,如圖2和圖3所示。更有個(gè)別高分學(xué)生在這兩個(gè)部分失分較多。這也就說明,目前的教學(xué)方法在課程教學(xué)最重要的硬件擴(kuò)展應(yīng)用部分并不理想。圖2和圖3也用虛線給出了成績(jī)分布的線性回歸方程。方程根據(jù)有效成績(jī)樣本依據(jù)式(1)～式(3)計(jì)算得出,其中a是方程的斜率,b是截距?？梢钥闯?高分?jǐn)?shù)段的學(xué)生在8251芯片擴(kuò)展的得分率上表現(xiàn)不佳。

圖2 2010級(jí)學(xué)生的8251芯片擴(kuò)展得分率與試卷得分分布關(guān)系

圖3 2010級(jí)學(xué)生的8259芯片擴(kuò)展得分率與試卷得分分布關(guān)系

2.2問題分析

通過以上的分析,意識(shí)到在《微機(jī)原理與應(yīng)用》課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中存在一定的問題。首先在匯編語(yǔ)言方面,由于實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容更側(cè)重于算法,與匯編語(yǔ)言的主要實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)。其次,在硬件與芯片擴(kuò)展的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容方面,在實(shí)驗(yàn)任務(wù)設(shè)計(jì)上,將任務(wù)難度設(shè)定為中等。然而在實(shí)際教學(xué)中發(fā)現(xiàn),這種“平均主義”的思想會(huì)導(dǎo)致一系列的問題。第三,在實(shí)驗(yàn)器材上,本課程教學(xué)采用的TDN86/88實(shí)驗(yàn)儀,其的優(yōu)勢(shì)在于將教學(xué)所涉及到的各個(gè)芯片單元化和模塊化,8086CPU與接口芯片之間的總線大多數(shù)已經(jīng)在儀器內(nèi)部連接,學(xué)生只需要連接很少的外圍電路即可完成實(shí)驗(yàn)。但是,這種操作上的便捷性容易讓學(xué)生誤認(rèn)為芯片間只需要幾根線就可以組成一個(gè)微機(jī)系統(tǒng)。最后,課程使用的TDN86/88實(shí)驗(yàn)儀是于2002年購(gòu)置的,經(jīng)過十余年的使用,儀器的接口損壞較多,導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)效率的降低。

2.3尋找對(duì)策

面對(duì)存在的問題,在下一年度的教學(xué)過程中,課程組有針對(duì)性的采取了一系列的措施,以提升教學(xué)質(zhì)量。

首先,在“十二五”國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)的資助下,實(shí)驗(yàn)室更換了新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)器材----STAR ES598PCI實(shí)驗(yàn)儀。該實(shí)驗(yàn)儀能滿足微機(jī)原理和單片機(jī)原理等課程的教學(xué)需求,提供了完整的教學(xué)平臺(tái)。另外,該實(shí)驗(yàn)儀采用通用串行總線USB與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信,使通信更加可靠,提升了實(shí)驗(yàn)效率和教學(xué)效果。該實(shí)驗(yàn)儀附帶的學(xué)習(xí)資料中還具有CPU與各個(gè)接口芯片間的電氣連接圖,課程組將其制作成電子課件,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中因地制宜的進(jìn)行講解,這樣就能夠清晰的反應(yīng)出CPU與接口芯片間的信號(hào)傳遞過程,極大的增強(qiáng)了微機(jī)系統(tǒng)的直觀性,教學(xué)質(zhì)量顯著提高。

其次,改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,在內(nèi)容上更加注重與硬件的結(jié)合,減少對(duì)算法的要求。雖然教學(xué)時(shí)間減少,但內(nèi)容上更加有的放矢,將剩余的教學(xué)時(shí)間應(yīng)用在提高學(xué)生主動(dòng)進(jìn)行程序設(shè)計(jì)上,確保每個(gè)學(xué)生能親手編寫一段完整的程序。此外,在教學(xué)過程中注重理論與實(shí)踐的結(jié)合,在理論教學(xué)中穿插實(shí)際應(yīng)用的講解,在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中加入理論課堂的知識(shí),使學(xué)生在不斷的重復(fù)中加深對(duì)知識(shí)的理解和記憶。

最后,建立實(shí)驗(yàn)教學(xué)的激勵(lì)機(jī)制。將每次實(shí)驗(yàn)分為基礎(chǔ)部分和提高部分?；A(chǔ)部分為所有學(xué)生必須完成的部分,而提高部分則為學(xué)習(xí)成績(jī)較好的學(xué)生留下了發(fā)揮的空間,而完成這一部分將可以得到一定分值的獎(jiǎng)勵(lì)。這樣,就可以改變以往“一刀切”的狀況,讓不同層次的學(xué)生能夠根據(jù)自己的情況進(jìn)行學(xué)習(xí)。

2.4實(shí)施效果

表2 教學(xué)改革后各部分知識(shí)點(diǎn)得分率和提高率

課程組將以上改革內(nèi)容應(yīng)用到新學(xué)期的教學(xué)當(dāng)中。經(jīng)過一個(gè)學(xué)期的努力,2011級(jí)學(xué)生的微機(jī)原理課程成績(jī)有了顯著的提高,試卷各部分得分率及提升效果如表2所示。在試卷難易程度基本相同的情況下,參加考試的147名學(xué)生的卷面平均成績(jī)?yōu)?6.7,提高了3%。其中,匯編語(yǔ)言部分平均得分率達(dá)到61%,提高了22個(gè)百分點(diǎn);8251和8259芯片擴(kuò)展部分平均得分率分別達(dá)到53%和59%,提高了10%和20%。

圖4和圖5給出了147名參加考試的學(xué)生的8251和8259芯片擴(kuò)展題的得分率與各自成績(jī)的關(guān)系。與圖2和圖3相比,學(xué)生的成績(jī)整體向分界線上方偏移,說明大多數(shù)學(xué)生在這兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)上能夠達(dá)到或高于自己的試卷整體得分率。同樣,圖4和圖5也給出了成績(jī)分布的線性回歸方程。與圖2和圖3相比,方程斜率都有不同程度的提升。這也說明,學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握水平有了很好的提高。

圖4 2011級(jí)學(xué)生的8251芯片擴(kuò)展得分率與試卷得分分布關(guān)系

圖5 2010級(jí)學(xué)生的8259芯片擴(kuò)展得分率與試卷得分分布關(guān)系

3 結(jié) 論

本文以“十二五”國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)為背景,對(duì)學(xué)生《微機(jī)原理與應(yīng)用》課程理論考試成績(jī)進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中的諸多問題,例如實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排不合理、與實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)、缺乏激勵(lì)機(jī)制、儀器老舊等。為此,在示范中心建設(shè)的支持下,實(shí)驗(yàn)室更換了教學(xué)設(shè)備,從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容等方面入手,加強(qiáng)理論課堂與實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的結(jié)合,并建立激勵(lì)機(jī)制,滿足不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。在采用新的教學(xué)方法后,學(xué)生的學(xué)習(xí)效果有顯著的提高,實(shí)現(xiàn)了良好的教學(xué)效果。

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Statisticalanalysisandstrategyoncourseof“MicrocomputerPrincipleandApplications”

LIUJianqiao,JINGuohua,ZHAIZhaoxia

(College of Information Science and Technology, Dalian Maritime University, Dalian 116026, China)

Microcomputer Principle and Applications is one of the most fundamental courses in the major of Information Science. It consists of a large quantity of knowledge points, which are abstract and difficult to understand. These characteristics bring the course to be one of the most difficult courses. The present work takes the exam results from students of Information Science and Engineering College, Dalian Maritime University as the sample, analyzed them in a statistical manner. The analysis shows that the teaching methods are insufficient for the sections of hardware expansion and program design. Therefore, strategies are proposed under the support of national experimental teaching illustration center, including updating of teaching devices, teaching contents and establishing the stimulating mechanism. The results reveal that the effects of teaching reformation are of excellence. The students are benefited in effective learning effects and improvement of knowledge. Their results of examination are also improved.

microcomputer principle; result analysis; hardware expansion; teaching reformation

2014-08-02。

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(61301131); 國(guó)家級(jí)電工電子教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心教改項(xiàng)目(BCA060016); 大連海事大學(xué)教學(xué)改革項(xiàng)目(2013Q08)。

劉劍橋(1984-),河北豐寧人,大連海事大學(xué)博士研究生,講師。

1673-5862(2014)04-0541-04

G40-051

: A

10.3969/ j.issn.1673-5862.2014.04.018