《微机原理与应用》课程成绩的统计分析及对策

刘剑桥, 金国华, 翟朝霞

(大连海事大学 信息科学技术学院, 辽宁 大连 116026)

《微机原理与应用》课程成绩的统计分析及对策

刘剑桥, 金国华, 翟朝霞

(大连海事大学 信息科学技术学院, 辽宁 大连 116026)

《微机原理与应用》是信息大类专业的一门极其重要的专业基础课,其知识点多,内容抽象,学生理解难度高,是诸多专业课中最难的课程之一。以大连海事大学信息类专业学生考试成绩为样本,对各个知识点的得分率进行深入统计分析。分析表明,目前的教学方法在课程教学最重要的硬件扩展应用部分以及汇编语言程序设计部分并不理想。针对教学中存在的问题,课程组在“十二五”国家级实验教学示范中心建设的支持下,提出了详尽的对策,包括更新实验教学器材、改革实验教学内容以及建立教学环节中的激励机制。实践表明,教学改革方案实施效果良好,学生学习效果有明显改善,掌握知识能力有较大幅度提高,课程考试成绩也有较大提升。

微机原理; 成绩分析; 硬件扩展; 教学改革

《微机原理与应用》是信息大类专业的一门专业必修课[1-2],其课程知识点较多,要同时兼顾软硬件2个方面,学生理解难度高[3],是诸多专业课中最难的课程之一[4-5]。课程的特点是内容较抽象,其理论性、实践性都很强[6-7]。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的硬件接口技术[8-9]该课程在人才培养方案中起着承前启后的重要作用[10-12]。为了进一步推动高等学校实验教学改革,促进优质教学资源整合与共享,教育部2005年启动了国家级实验教学示范中心建设和评审工作[13],并取得了显著成果[14]。近年来,大连海事大学电子信息技术实验教学中心通过不断的努力,被教育部遴选为“十二五”国家级实验教学示范中心。在示范中心建设的带动下,微机原理与应用课程教学质量和实验室条件也逐步提升。

本文通过对《微机原理与应用》课程学生理论考试成绩的分析,寻找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,并给出了相应的对策。教学实践表明,所提出的教学改革方案可以有效的提高学生的学习效果,化解教学过程中的难题。

1 研究样本

本文所采取的学生成绩样本,来自于大连海事大学信息类专业2010级和2011级学生的《微机原理与应用》课程期末考试成绩。有效样本共计250份,其中2010级103份,2011级147份。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芯片扩展部分。

2 研究内容

2.1成绩分析

图1 2010级学生考试成绩分布

为寻找课程教学中存在的问题,笔者对2010级学生的考试成绩进行了详尽分析。宏观上看,实际参加考试的103名学生的平均成绩为55.0分。学生成绩分布如图1所示,49.5%的考生(53人)成绩在平均分以上,成绩及格率(60分及以上)为44.7%。若将试卷按照知识点进行分析,可以大致分为微机基础知识、汇编语言与程序设计和硬件及芯片扩展3个部分[15-16],这3个部分的得分率如表1所示。在考核的几种芯片扩展题目中,学生也展现出不同的掌握水平。在存储器扩展部分,试卷的平均得分率较高,达到57%,而对于首次接触的8251和8259芯片,平均得分率仅为48%～49%。

表1 试卷各部分的平均得分率

如果对全体学生在这2个知识点上的成绩进行进一步分析,可以发现,大多数学生的成绩分布在分界线以下,这意味着他们在这两个部分的得分率低于试卷整体得分率,如图2和图3所示。更有个别高分学生在这两个部分失分较多。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。图2和图3也用虚线给出了成绩分布的线性回归方程。方程根据有效成绩样本依据式(1)～式(3)计算得出,其中a是方程的斜率,b是截距。可以看出,高分数段的学生在8251芯片扩展的得分率上表现不佳。

图2 2010级学生的8251芯片扩展得分率与试卷得分分布关系

图3 2010级学生的8259芯片扩展得分率与试卷得分分布关系

2.2问题分析

通过以上的分析,意识到在《微机原理与应用》课程实践教学环节中存在一定的问题。首先在汇编语言方面,由于实验教学内容更侧重于算法,与汇编语言的主要实际应用脱节。其次,在硬件与芯片扩展的实验内容方面,在实验任务设计上,将任务难度设定为中等。然而在实际教学中发现,这种“平均主义”的思想会导致一系列的问题。第三,在实验器材上,本课程教学采用的TDN86/88实验仪,其的优势在于将教学所涉及到的各个芯片单元化和模块化,8086CPU与接口芯片之间的总线大多数已经在仪器内部连接,学生只需要连接很少的外围电路即可完成实验。但是,这种操作上的便捷性容易让学生误认为芯片间只需要几根线就可以组成一个微机系统。最后,课程使用的TDN86/88实验仪是于2002年购置的,经过十余年的使用,仪器的接口损坏较多,导致学生的学习效率的降低。

2.3寻找对策

面对存在的问题,在下一年度的教学过程中,课程组有针对性的采取了一系列的措施,以提升教学质量。

首先,在“十二五”国家级实验教学示范中心建设的资助下,实验室更换了新的实验教学器材----STAR ES598PCI实验仪。该实验仪能满足微机原理和单片机原理等课程的教学需求,提供了完整的教学平台。另外,该实验仪采用通用串行总线USB与计算机进行通信,使通信更加可靠,提升了实验效率和教学效果。该实验仪附带的学习资料中还具有CPU与各个接口芯片间的电气连接图,课程组将其制作成电子课件,在实验教学中因地制宜的进行讲解,这样就能够清晰的反应出CPU与接口芯片间的信号传递过程,极大的增强了微机系统的直观性,教学质量显著提高。

其次,改革实验教学内容,在内容上更加注重与硬件的结合,减少对算法的要求。虽然教学时间减少,但内容上更加有的放矢,将剩余的教学时间应用在提高学生主动进行程序设计上,确保每个学生能亲手编写一段完整的程序。此外,在教学过程中注重理论与实践的结合,在理论教学中穿插实际应用的讲解,在实验环节中加入理论课堂的知识,使学生在不断的重复中加深对知识的理解和记忆。

最后,建立实验教学的激励机制。将每次实验分为基础部分和提高部分。基础部分为所有学生必须完成的部分,而提高部分则为学习成绩较好的学生留下了发挥的空间,而完成这一部分将可以得到一定分值的奖励。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情况进行学习。

2.4实施效果

表2 教学改革后各部分知识点得分率和提高率

课程组将以上改革内容应用到新学期的教学当中。经过一个学期的努力,2011级学生的微机原理课程成绩有了显著的提高,试卷各部分得分率及提升效果如表2所示。在试卷难易程度基本相同的情况下,参加考试的147名学生的卷面平均成绩为56.7,提高了3%。其中,汇编语言部分平均得分率达到61%,提高了22个百分点;8251和8259芯片扩展部分平均得分率分别达到53%和59%,提高了10%和20%。

图4和图5给出了147名参加考试的学生的8251和8259芯片扩展题的得分率与各自成绩的关系。与图2和图3相比,学生的成绩整体向分界线上方偏移,说明大多数学生在这两个知识点上能够达到或高于自己的试卷整体得分率。同样,图4和图5也给出了成绩分布的线性回归方程。与图2和图3相比,方程斜率都有不同程度的提升。这也说明,学生对知识的掌握水平有了很好的提高。

图4 2011级学生的8251芯片扩展得分率与试卷得分分布关系

图5 2010级学生的8259芯片扩展得分率与试卷得分分布关系

3 结 论

本文以“十二五”国家级实验教学示范中心建设为背景,对学生《微机原理与应用》课程理论考试成绩进行了分析,发现在实验教学环节中的诸多问题,例如实验内容安排不合理、与实际应用脱节、缺乏激励机制、仪器老旧等。为此,在示范中心建设的支持下,实验室更换了教学设备,从实验内容等方面入手,加强理论课堂与实验环节的结合,并建立激励机制,满足不同层次学生的学习需求。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 ]汪丽华,王泽梁. 微机原理与接口技术课程教学改革的思考[J]. 科技信息, 2010(17):I0034-I0035.

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[ 5 ]王影.《微机原理与接口技术》课程教学方法探讨[J]. 职业教育研究, 2009(8):77-78.

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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。

国家自然科学基金资助项目(61301131); 国家级电工电子教学实验中心教改项目(BCA060016); 大连海事大学教学改革项目(2013Q08)。

刘剑桥(1984-),河北丰宁人,大连海事大学博士研究生,讲师。

1673-5862(2014)04-0541-04

G40-051

: A

10.3969/ j.issn.1673-5862.2014.04.018