微机原理论文十篇

  微机原理论文篇1

  【论文摘要《微机原理和接口技术》是高职高专计算机及相关专业必修的一门专业基础课,同时也是一门实践性和应用性很强的课程。本文针对该课程在教学过程中存在的一些新问题,根据笔者多年的教学实践提出了一些改进的方法和建议,以期提高该门课程的教学效果。

  《微机原理和接口技术》是高职高专计算机及相关专业必修的一门专业基础课,同时也是一门实践性和应用性很强的课程。经过理论和实验两方面的教学,使学生把握微型计算机的基本工作原理,汇编语言程序设计的基本方法,微机系统和输入输出设备的典型接口电路和接口技术,并能综合运用软、硬件技术分析实际新问题。《微机原理和接口技术》这门课程的学习涉及到很多先行课程,比如《模拟电子技术》、《数字电路》等,这些课程的学习效果往往对本课程的学习有一定影响,加之本课程的教学内容较多,各个知识点之间相互交叉又造成理解上的困难,需要学生记忆的内容太多,导致学生学起来较困难,从而失去了学习的信心,达不到预期的教学效果。针对这样的目前状况,作者结合自己的教学实践,谈谈对于该课程教学的思索。

  一、让学生充分熟悉到该课程的重要性,提高学生的学习动力及喜好

  随着高校的扩招,就业压力的增大,学生密切的关注所学的知识是否能够促进自己未来的就业和发展,高职学生尤是如此,所以在教学过程中经常有学生提问说《微机原理和接口技术》这门课程晦涩难懂,学习它有什么实际意义,对我今后的学习和发展有什么功能。对于学生的提问我思索摘要:其实在教学过程中第一节课是非常关键的,在第一节课里教师应该将本课程的内容进行整体的介绍并且要告诉学生学习该课程的意义。《微机原理和接口技术》主要讲述微型计算机的基本工作原理,汇编语言程序设计的基本方法,微机系统和输入输出设备的典型接口电路和接口技术三部分内容。第一部分内容的学习有利于学生对微机工作原理有深入地了解,直接地应用在嵌入式计算机、自动控制等方面,把握它也有利于对后续课程的学习,比如《操作系统》、《编译原理》等,并且这一部分内容中介绍到的计算机内部各部件的结构又是汇编语言程序设计的基础。第二部分介绍的汇编语言程序设计是我们和计算机沟通最直接的方式,假如我们想从事计算机科学方面的工作的话,汇编语言的基础是必不可缺的,因为我们的工作平台、探究对象都是机器,我们通过汇编语言和机器交流,尤其在和硬件关系非常密切的程序或要提高运算速度的程序,即使是C语言也会有些力不从心,而汇编语言则能够很好扬长避短,最大限度地发挥硬件的性能。由于汇编语言和硬件密切相关,所以第一部分内容的学习一定要打好基础。第三部分内容是一些常用且典型的芯片,使学生能深层次的理解微机系统,为以后学习其他芯片打下基础。只有让学生熟悉到本课程的学习确实能对自己的就业和未来发展有用,才能激起学生学习的喜好和动力,提高主动学习的热情。

  二、改进教学方法,提高教学效果

  《微机原理和接口技术》这门课程中有一些内容确实比较抽象,难于理解,又有很多知识点需要学生记忆,所以光有学习的热情还不够,正确的学习方法才能有事半功倍的学习效果。

  1、在学生学习过程当中,要不断鼓励学生

  《微机原理和接口技术》这门课程会分章节讲述构成微机的中心处理器,系统总线,存储器,输入输出设备和一些典型的接口电路以及它们的工作原理。我们知道微机是一个有机的整体,要讲清楚任何一个部件的工作原理都不可能只单独将这一部件拿出来讲,必然涉及到其他新部件,而其他新部件我们还没接触到,所以经常出现一个知识点还没讲清楚,又出现新的疑问,在整个课程的学习当中疑问会一直存在,直至该课程结束,也就是说只有到学期末所有的疑问才能搞清楚。还有这门课中最难的地方在第二章,本章知识理解起来困难,并且有大量内容(几乎全部内容)要求在理解的基础上记忆以便为后续的学习奠定基础,而这时学生刚刚开始接触这门课程便一下子觉得很难,轻易产生放弃的思想。所以教师在整个学期中非凡是学期初一定要不断鼓励学生摘要:学习中存在新问题是很正常的,随着进一步学习新问题会得到解决,关键是坚持,树立学习信心。

  2、对于抽象的概念和工作原理,老师要精心设计课堂教学,使晦涩难懂的知识变得浅显易懂

  课堂教学是使学生获得知识最有效最快捷的方式。在教学过程中,真正做到“以学生为本”,提高课堂效率,我的心得是精心的进行合理、有效的课堂教学设计。合理、有效的课堂教学设计可以在最短的时间得到最好的教学效果。比如,本课程的教学布置中,先讲cpu内部寄存器后讲存储器分段,讲cpu内部寄存器时就要涉及到存储器分段,这样一来知识点前后交叉多,学生听不明白,老师也会觉得讲不清楚。换种思路,重新调整一下次序,先介绍存储器分段,讲清楚四种段、段地址和偏移地址以及物理地址的形成,再介绍cpu内部寄存器,4个段寄存器分别存放4个段的段地址,地址指针寄存器和指令指针寄存器用来存放偏移地址,这样讲符合学生接受知识的规律,用时较少而且教学效果好。

  3、采用多媒体教学手段,更高效地完成课堂教学任务

  随着信息技术的发展,多媒体技术在课堂教学中得到了广泛的应用。多媒体计算机使图、文、声、像集于一体,使教学内容形象生动富有感染力,使抽象新问题形象化。一些抽象概念在单纯语言讲解的情况下,感性材料不足,说服力不强,通过多媒体可以把抽象的理论和抽象的模型具体形象地展示在屏幕上帮助学生理解。比如讲存储器分段时,说到存储单元物理地址唯一而逻辑地址不唯一时很多学生感到很困惑“逻辑地址不唯一”,传统教学手段凭教师一张嘴、一根粉笔、一块黑板有时很难讲清楚,这时采用多媒体动画的形式将存储器分段进行演示,它能够直观形象地让学生看出段和段之间的一种重叠关系,某个存储单元既属于A段又属于B段,从而得出这一存储单元逻辑地址不唯一,既记住了结论又很好的理解了结论推导的整个过程。

  4、注重实践环节

  首先,高职教育的培养目标是培养重点面向基层的中高级工程技术人才,因此,加强实践教学,具有重要意义。其次,本门课程的实践性和应用性非常强,对于大多学生来说,许多知识只有通过实践教学才能真正的理解,这就要求我们必须重视实践教学的功能,改进教学内容,把实践课教学放到和理论教学同等重要的位置。高职学生综合运用知识的能力较差,所以实验基本上以验证性的实验为主,学生只需输入现成的程序,连接较少的导线,客观上为缺乏自觉性的学生提供了偷懒的机会,结果实验虽然做了,学生却没有多少收获,所以指导教师的要求往往不能得到很好的落实。针对验证性实验许多学生完成以后不愿深入思索和理解的现象,教师根据实验情况,设计实验思索题,这些实验思索题需要仔细思索对实验程序和连接线作出修改后才能得到实验结果,从而引导学生去思索完成。通过这样的做法,在以后的实验和实训中逐步培养学生的分析能力、综合运用知识的能力。近些年来,学校每年要组织学生参加大学生挑战杯竞赛,竞赛的许多题目涉及到微机应用系统设计,学生通过参加竞赛的培训和参赛,能深入理解微机原理和接口技术的知识,并能将其运用到实际中去。

  微机原理论文篇2

  关键词:微机原理;接口技术;教学方法

  中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2011)20-4924-02

  On the Principle of the Computer to Interface with Our Technology Course Teaching Method Reform

  XIAO Hong-ju, WANG Fei

  (PLA Artillery Academy, Hefei 230031, China)

  Abstract: This article in view of the principle of the computer and interface technology course and the present situation of the problem in the teaching process, based on the author's teaching practice, the theoretical teaching and experimental teaching from two aspects of the course teaching method, in order to improve the teaching effect of the course.

  Key words: microcomputer principle; interface technology; teaching method

  《微机原理与接口技术》是我院计算机专业学生的一门必修课,是计算机学科之中实践性和理论性孝很强的专业基础课,学好这门课程,笔者认为可以达到以下三个教学目标:1)使学生理解和掌握微机系统的基本结构和工作原理;2)使学生能够熟练的掌握汇编语言的基本指令,使用汇编语言编写简单的应用程序;3)为后续的课程学习和以后的单片机系统设计与嵌入式系统开发打下坚实的基础。该课程的教学内容可分为理论教学和实验教学两个部分,理论教学的主要内容有微机原理、汇编语言程序与设计、接口技术和一些具体芯片的介绍。但这门课程内容比较抽象、指令枯燥、程序设计难度大,加上近两年来,课程的总学时已减少至40学时(包括6学时的实验)。为了使学生在有限的学时里学到必备的专业基础知识,在实践教学中调动学生的积极性和创造性,必须要对该课程教学方法进行新的探索。

  1 《微机原理与接口技术》课程教学现状

  就目前学院的教学情况来看,学生对于课程中的理论知识掌握和实际动手能力都不太理想,普遍反应这门课程比较难学。笔者认人其原因大概有以下几个方面:

  1)课程本身的问题。《微机原理与接口技术》这门课程内容综合了微机原理、汇编语言程序与设计、接口技术及数字电路等知识,覆盖的知识面广,且对大多数学生而言,这门课程的内容抽象、枯燥、不易学习,从而导致学生的学习兴趣下降、主动性差等一系列问题。

  2)传统教学模式存在的问题。传统教学方法是偏重于理论知识的传授,偏重于讲解具体芯片的性能原理等生硬知识,并且教师怕学生不理解,尽可能对每个知识点讲细、讲透、面面俱到,这种教学方法就造成了学生听课不需要思考,只需接受,最后学生为了应付考试对课本的知识死记硬背,造成知识的不理解。实验课也是按教师设计好的实验方案要求去做,按部就班,学生基本上不用动脑思考,造成了知其然不知所以然的现象。这样的话,学生对教学内容不能很好理解,严重影响了教学效果。鉴于以上原因,我们必须要对课程教学进行新的探索。

  2 《微机原理与接口技术》课程新的教学探索

  2.1 理论教学方面的改革

  1)合理调整教学内容,培养学生自主学习的主动性

  学时减少后,必须相应调整教学内容,理顺它与先修课程及后续课程之间的关系,即必须改变过去内容前后重叠的现象。比如第一章的数制与编码,就可以作为简单复习,避免重复讲解造成学时的浪费;第二章8086的体系结构和第三章8086的寻址方式和指令系统是后续章节的基础,需要重点讲解;第四章的汇编语言程序设计可放在实验课和课后进行。这样调整的话,既优化了教学内容,又培养了学生的自主学习能力。第五章存储器重点讲解下主存储器的设计;中断里主要讲解CPU的中断系统,对于其它内容可作选择性的提纲介绍。

  在调整教学内容的同时,也要考虑到学生基础不同,对重难点作相应调整,使不同基础的学生都能达到教学目标的要求。

  2)采用对比教学方法来提高学生学习的兴趣

  目前《微机原理与接口技术》课程大多是以8086CPU(X86体系结构)为主要内容进行教学。然而,大量高性能、采用新技术的嵌入式系统CPU的出现,给传统的X86带来了较大的冲击,不同体系结构的CPU其工作原理和方法都有各自的特点。在教学过程中,及时补充一些目前市场上应用比较多的嵌入式新技术,采用对比教学法,使学生对微机原理与接口技术的最新发展有概念上的理解,为今后的进一步学习打下了基础。

  3)制作生动形象的PPT课件

  《微机原理与接口技术》课程中有许多知识比较抽象,学生不易理解和掌握。为了将抽象的理论讲明白,必须认真准备教学课件,做到简明易懂,充分利用图像和动画手段将抽象的理论变成动态的画面,以增强学生的感性认识。

  2.2 实验课方面的改革

  由于《微机原理与接口技术》这门课程的理论性、实践性、应用性都很强,因此在重视理论教学的同时也要加强实验课的动手操作。

  以前的实验课学生一般都是按照教师事先设计好的实验方案去做,这样的话学生的学习兴致不是太高,对课堂讲授知识不能加深理解,更不能运用于实际中,就达不到事先预定的教学目标。针对这样的现象,笔者认为在实验课方面应做如下几点改革:

  1)秉承打牢基础侧重应用的原则来设计实验内容,且针对我院学时少的情况,我们只选做一些基础型和设计型的实验,像基础的汇编语言程序设计,在接口技术这块我们选做一个学生感兴趣且联系实际紧密的内容作为设计型的实验内容,如果条件允许的话,最好安排有实战经验的教师来指导学生实验。当然这些实验可能在教学时间内完不成,需要学生在课余时间内加强实验的学习,如果学生有兴趣的话可以尝试一个综合应用型的实验来巩固所学的内容。

  2)针对不同的学生可采用演示法、参观法、模拟法或练习法等多种实验方法相结合的手段,让每个学生都能掌握一些基础的操作知识,并让学生在实验课结束后及时做总结以发现问题。有些实验可以让学生多次练习并鼓励学生做一些创新型的实验。

  3 结束语

  《微机原理与接口技术》是一门理论性、实践性、应用性都很强的课程,对于计算机专业学生而言,在学时减少的情况下,通过合理调整教学内容,采用多种教学法,课堂教学中采用形象生动的PPT课件及强化实验教学等教学改革,可大大提高《微机原理与接口技术》课程的教学质量,使学生具有一定的软硬件开发能力,为以后的学习和工作打下基础。在改革教学方法的同时,也要求我们讲授这门课程的教师具有相当强的实战经验和科研能力,要不断地学习,及时更新新的教学内容。最后,我们也将会在今后的教学实践中不断地总结经验教训,进一步深化我们的教学改革,完善我们的课程建设。

  参考文献:

  [1] 左韬,熊庆国.微机原理实践教学方法研究[J].科技信息:学术研究,2007(34).

  [2] 张臣.提高《微机原理与应用》课程教学质量的研究和探讨[J].中国科技信息,2007(19).

  微机原理论文篇3

  【关键词】微机原理;教学困境;改革

  《微机原理》是高等院校理工科专业的一门重要的专业基础课,也是一门核心课程,是其他相关专业课程如《单片机原理与技术》、《嵌入式系统》、《ARM技术》学习的纽带和桥梁。《微机原理》课程学习目的是让学生掌握微型计算机各主要芯片的功能、布线方法、控制方法,能针对具体的硬件电路编写汇编程序,使学生建立微机系统的整体概念,具有应用接口芯片软硬件开发的初步能力。

  在《微机原理》教学过程中,由于目前学生入学门槛较低,学生总体素质也有所下降,教师深深的体会是学生对于这门课程的学习兴趣前高后低,爱学习的学生数量前多后少,能学懂的学生数量前多后少,课堂学习气氛前浓后淡。而《微机原理》课程理论性很强,技术原理很抽象,知识点多,学生普遍感到这门课程难学、难懂、概念抽象、感性认识差,学习目标不明确。学生学习完了这门课程后,总体概念建立不起来,思路不清晰,再加上大量汇编语言编写的初始化程序和应用程序,学生对于接口芯片工作原理和在计算机中的实际应用模糊不清,更谈不上创新设计。

  一、教学困境产生的原因

  1.学习目标不明确

  微机原理课程一般选择以Intel x86CPU为基础,系统介绍了微机系统、存储器系统、外设接口的工作原理和应用技术以及汇编语言程序设计等内容。 但由于计算机技术及器件的进步,教材中出现的大部分器件也已很少在工程实践中采用。而实际的设计采用单片机或嵌入式系统,或基于板卡的设计,这使得微机原理重实用教学目的变得模糊,学生觉得课程不实用,学习积极性不高。

  2.内容繁杂抽象,学习兴趣低

  《微机原理》的先修课是数字电路、高级语言设计等,其后续课程有单片机、ARM应用等,起到承上启下的作用。《微机原理》作为衔接基础课与专业课的一门课程,课程中的硬件电路内容需要数字电路知识,汇编语言程序设计需要C语言基础。但目前学生入学门槛低,学生素质总体下降,若学生先修课知识不足,而课程的很多概念内容又是初次接触,学生对微机系统整体概念无法明确把握,学习就有一定的难度。并且教师主要进行《微机原理》理论讲析,单纯的理论学习使学生觉得学习内容枯燥乏味,降低了学生学习的积极性。

  3.课时减少

  《微机原理》课程覆盖知识面比较广泛,课程内容包含:基本组成电路触发器、寄存器等;微机基本结构和工作原理;汇编指令和程序设计;各种I/O接口等。课程教学内容信息量多, 知识点零碎,记忆的内容多,电路不可见的,逻辑原理抽象难学,而微机原理的课时的减少也增加了教学难度。

  4.课程功能内容相对陈旧

  目前很多教材以Intel x86CPU为基础,根本不提及32位CPU和新技术,或者仅简要阐述32位CPU。所以新技术新知识基本无法涉及,学生感觉课程与社会生产脱节,学习时就带有一定的排斥性。

  5.实践环节薄弱

  目前,高校《微机原理》课程的实践教学只能流于表象,与实践教学应重视实际应用的教学思路严重脱离。学生通过实验箱仅操作一些验证性实验,在实验箱上连接几根连线就可以获得实验结果,没有发挥学生的自主创新能力;即使综合设计性实验,也是实验教师给出连线图和程序。这样的实践环节对学生的课程学习起不到太大作用。

  二、改革教学的思路

  1.以 Proteus仿真软件为基础,结合理论教学,活学活用

  《微机原理》是一门软硬件结合的课程,硬件电路图多,线路复杂,采用传统板书教学画图会占用很多课堂时间,或者利用挂图或使用幻灯片教学效果也不理想。

  在讲授存储器扩展、接口电路的教学可以利用Proteus软件绘制出电路图,对一些重要的控制线和状态线做出标注并在课堂上进行讲授,这样可以使学生对Proteus软件有了初步的认识,对他们日后学习和了解完整电子产品研发过程有所帮助。

  2.改变教学方法

  采用传统的教学方式,由于器件的高度集成化,器件看不见也摸不着,教学内容抽象,教学效果差。而采用多媒体进行辅助教学,可以将抽象的内容直观化、形象化的演示,这既省去板书的时间,又能形象、美观的展示教学内容,有利于提高了教学效率,和学生的学习兴趣。讲解汇编指令可以借助汇编语言的调试工具DEBUG软件。通过DEBUG软件调试程序,可以让学生直观了解指令执行结果,使学生快速了解指令的功能,提高学生学习效率。

  3.加强实践教学环节

  实践教学在《微机原理》教学过程中应该是非常重要的,是培养创新性人才的关键环节。但是大多数高等院校的实践课程沦为了理论课程的附属课,只是作为验证理论教学的工具,不与社会生产结合,无法促进学生向高层次发展。应将实验教学分为基础实验教学和开放性实验教学。通过基础实验教学巩固学生对基础理论知识的理解,使学生掌握实验的基本技能、方法。在开放性实验教学中,在教师的指导下学生应在实验环境中自主发挥,训练的学生综合创新能力。

  4.教学内容的安排

  对于教学内容的安排,教师可以采用采取“重点讲授、引导自学”的教学方法。对教学重点内容,教师在课堂上要详细讲解、仔细分析;对教学了解内容,教师可引导学生自学完成。通过这种教学方式,可以简化教学内容,突破教学难点。

  三、总结

  《微机原理》是一门实践性较强的课程,教师只有掌握并运用富有特色的课程教学理论,加强学生的实践应用,提高学生的创新性,使学生真正掌握微机系统的设计能力,这样才能提高学生对于这门课程的认知度。

  参考文献:

  [1]李振宇.数学专业“微机原理”课程教学探讨[J].计算机教育,2008(6):69-71

  [2]梅开乡.应用型本科电子信息工程专业建设的研究[J].黄石理工学院学报,2008,24(1):53-56

  微机原理论文篇4

  〖关键词〗波义耳,机械论哲学,机械论化学,17世纪,化学史

  1 对“波义耳把化学确立为科学”的传统解释

  “波义耳把化学确立为科学”,是恩格斯的著名论断之一,语出恩格斯《自然辩证法》第2、3节“自然科学各个部门的循序发展”(〖1〗,p.28) 。奇怪的是,恩格斯在谈到生理学、比较形态学和比较生理学等学科成为科学时,都说明了原因,但是,恩格斯没有对“波义耳把化学确立为科学”作出任何解释。持马克思主义观点研究化学史和化学哲学的学者,经常引用和注释这条经典,其基本观点是:波义耳提出了科学的元素定义,从而“把化学确立为科学” 。

  现以在国内颇有影响的化学史书籍《化学发展简史》为例:

  在化学领域,十七世纪英国资产阶级早期活动家波义耳(robert boyle1627-1691)对一系列新的实践经验,进行了总结,为化学元素作了一个科学的定义,为使化学发展成为真正的科学做出了一项重大的贡献,为人们研究万物的组成指明了方向,因而它是化学发展中的一个转折点。对此恩格斯给予了高度的评价,他曾指出:“波义耳把化学确立为科学”。(〖11〗,p.72)

  然而,据对波义耳原著的研究,发现波义耳根本就没有提出过什么“科学的”、“近代的”元素定义(〖5〗,pp.95-98;〖6〗,p.380;〖7〗,p.17;〖8〗,p.76;〖9〗,pp.240-242)。波义耳从根本上怀疑元素的存在;波义耳除了批判元素概念以外,绝不给元素概念在化学研究中留下一点地位。

  如果波义耳果真没有提出“科学的元素定义”,那么,恩格斯的论断“波义耳把化学确立为科学”是否就不能成立了呢?我们究竟应该在何种意义上理解“波义耳把化学确立为科学”这一论断呢?

  2 对波义耳元素定义的误读

  人们常常引用的波义耳关于化学元素的定义,出自波义耳《怀疑的化学家》一书。在研究波义耳关于化学元素的定义之前,我们简要地介绍一下《怀疑的化学家》的主要内容。

  波义耳《怀疑的化学家》(the sceptical chymist),出版于1661年 ,其实这本书几年前就写好了,并且私下流传着(〖12〗,p.386)。波义耳著述甚丰 ,在今天的人们看来,《怀疑的化学家》是波义耳著作中最著名的一部,但是,在波义耳那个时代,这部书并不比他的其他著作更出名,也不比他的其他著作更重要(〖4〗,p.465;〖7〗,p.19)。这一事实丝毫无损于《怀疑的化学家》对化学发展的意义。

  《怀疑的化学家》在机械论哲学的指导下,以实验为基础,试图彻底清除亚里士多德的四元素说(即一切物体皆由土、水、空气和火四种元素组成)和帕拉塞尔苏斯的三要素说(即盐、硫、汞是构成一切事物的要素)。波义耳把四元素说和三要素说视为“难兄难弟”,波义耳决定一剑双雕,彻底斩断它们。他说:“••••••我所要提出的许多东西,••••••都可不分彼此地适用于逍遥学派的四元素说和化学家们的三要素说,尽管我的某些反对意见可能更多地偏重于后列出的三要素说,但这不过是因为化学家们的假说看起来似乎更要比另一个得到了更多的经验支持,因此,着重围绕这一学说进行反驳才是当务之急,尤其还要看到,绝大多数的被用来反驳该学说的论据,只须略作变更,即可被用之于反对亚里士多德学派的学说,并足以强有力地驳倒这个缺乏根据的学说。”(〖2〗,p.29;〖3〗,p.33)

  此书以对话体写成,也许波义耳是想效仿伽利略《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》一书的手法。书中的卡尼阿德斯(carneades),是波义耳的代言人,波义耳借他之口提出自己的疑问,表达自己的观点; 弥修斯(themistius),是亚里士多德学说或逍遥学派的信徒;菲洛波努斯(philoponus)是三要素说的代言人;埃留提利乌斯(eleutherius)是一位中立者;书中还有一个“我”,充当书记员。

  在《怀疑的化学家》中,波义耳主要讨论元素的数量及其对物体性质的影响,以及火术分析的机制。

  针对四元素说和三要素说,波义耳提出了三个疑问:

  第一,那些被逍遥学派和医药化学家、炼金术士认为是元素或要素的东西,真的是原始的、简单的物质吗?

  第二,是不是每一种混合物体都包含有全部四种元素或三种要素?

  第三,元素或要素的数量,是否真的仅限于亚里士多德学派所说的那四种,或者帕拉塞尔苏斯学派认为的那三种?

  这里讨论的核心概念是元素或要素。为了避免“为空洞的词或术语或概念而争吵”,讨论的各方决定在讨论的开始就必须对元素或要素的概念达成一致的理解,“对要素或元素这两个词自始自终应如何理解作出规定”。他们异口同声地欣然同意在辩论时将元素和要素当着等同语加以使用,“都是指那些原始而简单的物体,而结合物则可说成是由它们组成的,并将最终分解成它们。”(〖2〗,p.13;〖3〗,p.19)这是元素的概念在《怀疑的化学家》中第一次出现。

  经过了严密的有根有据的讨论,波义耳对上述三个问题给出了否定性的答案。这里我们看看波义耳针对第二个问题所做的部分回答。

  “虽然化学家们宣称他们从某些物体中提取了盐,从另一些中得到了汞,又从一些中得到了硫;但他们却从未告诉我们运用其中的何种方法能够从一切种类的矿物中毫无例外地分离出来任何一种要素,无论是盐,还是硫或汞。因此,应该允许我下出这样一个结论,在这些元素中,没有哪种可作为一切物体的某种普适组分,倒是有些元素并不能成为其为这样一种组分。”(〖2〗,p.196;〖3〗,p.212; 〖15〗,p.55)

  “我从未发现从金或银(暂时不列上其他金属)中能够分离出我们通常所说的那种土或水,因此,我可以给出以下结论以反驳我的论敌们的论点,这就是,土和水这两者绝非所有的那些被当作是完全结合物的物体所共有的组分。”(〖2〗,p.197;〖3〗,p.213;〖15〗,p.55)”

  在波义耳认为他已经摧毁了四元素说或三要素说的时候,他继而开始怀疑元素究竟是否存在的问题。于是,波义耳第二次给元素下了一个定义。这就是人们“频繁地引用而又同样频繁地误解”(〖8〗,p.76)的那个定义。

  现在我们来推敲波义耳关于元素的定义。为准确起见,现将原文和中译文一道抄录如下:

  and,to prevent mistakes,i must advertise you,that i now mean by elements,as chymists that speak plainest do by their principles,certain primitive and simple,or perfectly unmingled bodies;which not being made of any other bodies,or of one another,are the ingredients of which all those called perfectly mixt bodies are immediately compounded,and into which they are ultimately resolved:now whether there be any one such body to be constantly met with in all ,and each,of those that are said to be elemented bodies,is the thing i now question.(〖2〗,p.187)

  而且,为避免误解,我必须事先声明,我现在所谈的元素,如同那些谈吐最为明确的化学家们所谈的要素,是指某些原始的、简单的物体,或者说完全没有混杂的物体,它们由于既不能由其他任何物体混成,也不能由它们自身相互混成,所以它们只能是我们所说的完全结合物的组分,是它们直接复合成完全结合物,而完全结合物最终也将分解成它们:然而,究竟是否存在这样的物体,即它们在所有的物体中总能找得到,而且它们都是所谓元素化的物体,则是我现在要怀疑的事情。(〖3〗,p.202;下划线为本文作者所加,此处译文与中译本略有改动。——刘立注)

  仔细分析这段文字,可以发现:

  第一,波义耳清楚地定义了“元素”概念。这里波义耳对元素作如是定义:“是指某些原始的、简单的物体,或者说完全没有混杂的物体,它们由于既不能由其他任何物体混成,也不能由它们自身相互混成,所以它们只能是我们所说的完全结合物的组分,是它们直接复合成完全结合物,而完全结合物最终也将分解成它们。”著名化学史家j•p•帕廷顿(partington)将元素的定义从上段文字中“剥离”出来,断章取义,以为这个元素定义就是波义耳所要提出的元素定义(〖11〗,pp.77-78;〖3〗,汉译者前言),并且认为这是“把波义耳称为近代化学奠基者”的三个理由之一。(〖11〗,p.74)后来许多学者据此以为波义耳提出了近代的、科学的元素定义。这实在是一种误读。问题主要出在包括帕廷顿在内的许多学者都忽视了波义耳元素定义中的两个重要从句。

  第二,波义耳的元素定义并非具有原创性。波义耳用一个从句说,他所谈的元素跟化学家明明白白所讲的要素,其意思是相同的。早在1641年,巴黎皇家学院的克拉夫(e.d.clave)就给元素下了很好的定义,即元素是“简单的物体,混合体最初由它们组成,并且最终将分解成它们或者可以分解成它们。”(〖5〗,p.85;〖13〗,p.38)其他化学家对元素也做过类似的定义。波义耳的元素定义与前人的定义本质上是一致的,因此我们认为波义耳的元素定义并不是原创的。著名科学史家r.s.westfall亦指出,波义耳“只是重复了元素的传统定义”。(〖7〗,p.19;〖8〗,p.76)

  第三,波义耳的元素定义并非具有近代性。波义耳的元素定义与近代的化学元素定义有着显著的区别,其区别是如此之大,使得我们看不出该定义具有任何现代性:该定义假设,我们在任何物体中都能找到那几个屈指可数的元素,而且任何物体都应该分解成同样数目的元素,因此任何物体都是由同样数目的元素按不同的方式排列而成的。波义耳的元素定义丝毫没有这样的意思,即可能有某种物质(元素本身除外),其组成元素会少于四种(按四元素说的观点)或三种(按三要素说的观点)。显然,这跟近代化学元素定义有着本质的区别 。研究波义耳的权威化学史家marie boas hall在她为《科学家传记辞典》(dsb)撰写的波义耳条目中指出,“波义耳没有提出过近代的元素定义,但是他(特别地、故意地)给他那个时代化学家所理解的元素下了一定清楚的定义。”“波义耳从来就没有接近于提出近代的元素定义。”(〖6〗,p.380)

  第四,波义耳从根本上怀疑元素的存在。上述文字中最后一个从句“究竟是否存在这样的物体,即在所有的物体中总能找到它们,而且它们都是所谓的元素化的物体,则是我现在要怀疑的事情”,表明波义耳对元素的存在持怀疑的态度。波义耳在《怀疑的化学家》中有多处表示对元素的存在表示怀疑。如波义耳说:“我就实在看不出有什么理由非要相信存在着这样的一些原始而简单的物体,说大自然正是用这些作为先在的元素才得以复合出一切其他物体。”(〖2〗,p.224;〖3〗,p.238)其实,《怀疑的化学家》这整部书乃是致力于否认元素存在的可能性。(〖7〗,p.19)在波义耳看来,元素是一个“错误的、使人误入歧途的概念”。(〖6〗,p.380)

  综上所述,波义耳实际上并没有提出科学的、近代的元素定义,而且波义耳明确否定元素的存在。那种认为波义耳提出了科学的元素定义而“把化学确立为科学”的观点肯定是站不脚的。既然如此,恩格斯的论断“波义耳把化学确立为科学”是不是也站不脚了呢?看来,有必要对这一论断进行再认识。

  3 1661年前的化学:炼金术、医药技艺和冶金技艺

  “波义耳把化学确立为科学”,这句话本身提示我们,要分析波义耳之前的化学状态,波义耳的化学活动及其产生的影响,才能搞清楚化学经波义耳之手后变成了什么样子。

  在近代之初,化学沿着三个主要趋势发展。首先,炼金术研究仍然盛行;其次,化学知识转用于医药;第三,化学同矿业密切结合。炼金术士、冶金家以及医药化学的活动,无疑产生了各种可以作科学解释的结果,但是他们的目标均属实用性质,而不属于科学;他们的实验旨在产生实际利益,而不是促进对化学现象的科学理解。他们的思维受到四元素说或三要素说的支配,即认为这些有限的元素或要素按不同的比例结合,构成世上万物。虽然亚里士多德的四元素说(土、水、气和火)似乎可以为化学提供一个可能的理论基础,但是,亚里士多德的信徒们从来就没有搞出一个亚里士多德化学体系出来。帕拉塞尔苏斯反对亚里士多德的四要素说,提出了三要素说:任何物体都是由盐、硫和汞组成的,它们分别对应于身体、心灵和灵魂。这一物质理论部分可以用来解释化学现象,当作化学理论。迄至17世纪中叶,化学领域中一直是帕拉塞尔苏斯化学占主导地位。

  17世纪中叶以前的化学,与其说是自然哲学,倒不如说是实验哲学。试比较力学与化学研究的方式之不同。力学研究者以笔和纸作为工具伏案工作,而化学研究者则是在火炉上架起坩埚和蒸馏器在那里辛勤工作。自然哲学家、绅士派的学者们常常轻蔑地称化学家是“被浓烟薰得漆黑的经验主义者”,说“他们都谈不上是哲学家(虽然他们自己喜欢以此自称),因为他们被他们自己炉子里的烟雾蒙住了双眼,搅昏了心智”(〖3〗p.23)。化学家笃信火是无经不克的分析工具,可以将混合物分解成他们的元素或要素,揭示事物的本质。正如帕那塞尔苏斯的一个信徒告诫他的读者们:“购置煤炭,建造炉台,不厌其烦地注视并用火操作。用这种方法而非其他方法,你们将获得对事物及其性质的认识。”(〖17〗)那些炼金术士和医药化学家、冶金化学家,在某种意义上可以说是一批“用火操作的哲学家”。

  这种重视实验的化学研究带来了经验知识的急剧增长,但是,当时的化学由于缺乏合理的理论结构,无法把握零碎散乱的经验知识,也无法为经验研究提供理论指导。

  1661年以前,化学远离自然哲学的主流,尚未确立为一门独立的学科。

  4 波义耳与机械论哲学、微粒哲学和机械论化学

  统治了西方自然哲学达2000年之久的亚里士多德学说,终于在17世纪被一种新的自然哲学所推翻,致使关于自然的研究发生了一场深刻的革命,这就是机械论哲学(mechanical philosophy)。机械论哲学后来成为科学家的“工作假定”,到牛顿的《自然哲学的数学原理》(1687年)发表时,机械论哲学已经在欧洲科学中占统治地位。(〖16〗,p.154)

  笛卡尔(rene descartes)是十七世纪机械论哲学的主要建筑师。笛卡尔不仅对力学、光学、几何学做出了巨大的贡献,而且对机械论哲学的建立也做出了杰出的贡献。笛卡尔在他的《哲学原理》(principia philosophiae,1644年)详细阐述了机械论哲学。

  笛卡尔认为,自然是由物质构成的一架机器,它的运行跟机器一样,服从力学规律。物质由不连续的微粒组成,这些处于运动的微粒相互碰撞,就产生了自然现象。尽管单个微粒在相互作用中可能会改变其运动状态,或停顿,或加速,或改变方向,但是宇宙中运动的总量却是保持恒定不变的。这是笛卡尔机械论宇宙的基本法则。自然界中任何活动现象都可以用物质和运动来解释,无需引入任何非机械论的动因来解释。

  机械论哲学试图把物体的性质和活动,都归结于组成该物体的微粒,它的运动、形状和广延。笛卡尔反对用终极原因或目的论来解释物体的性质和活动,他强烈抨击当时占统治地位的亚里士多德学派或经院学派解释自然现象的方式,他们到处用“实体形式”和“隐秘属性”等词语。笛卡尔宣称,整个宇宙中的任何现象,无一不可用“纯物质的原因——即完全独立于人的心灵和思维的原因”来解释。笛卡尔甚至应用机械论哲学解释了磁现象(〖8〗,pp.36-38)、动物和人体的生理现象以及心理现象(〖16〗,p.157)。

  笛卡尔创建机械论哲学,是对17世纪科学改革的一个巨大贡献。但是,需要指出的是,笛卡尔的机械论哲学虽然是机械论哲学中最突出的,但并不是唯一的。在英国,霍布斯(thomas hobbes)提出了类似的哲学,不过没有笛卡尔的那么精致;在法国,原子论的主要复兴者伽桑狄(pierre gassendi)也提出了相似的观点。各种版本的机械论哲学大同小异,我们求同存异,可以发现他们在以下观点上是一致的:

  1 要将“隐秘动因”(如爱、憎、亲和力)从自然界中彻底清除出去,任何自然现象都是物质过程的必然结果。

  2 自然界是由物质组成的,物质是中性的,区别在于构成物质的微粒在尺寸、形状、运动等方面存在着差异。

  3 自然哲学的纲领,就是要说明所有的自然现象都是微粒之间直接地相互作用而产生的。

  机械论哲学犹如一阵清风,感召着那些对研究自然有兴趣的人们。他们相信,惟有从机械论哲学的观点,才能达到对自然的真正理解;相比之下,亚里士多德的自然哲学显得太浅薄,它对自然的解释总是用那些陈词滥调。他们还相信,任何新的发现,都可以从机械论哲学的观点来解释,整个世界都可以囊括在机械论哲学的范围之内。无怪乎,荷兰的惠更斯、英国的波义耳等人都对痴迷于机械论哲学;事实上,十七世纪下半叶欧洲任何一个重要的科学人物,无一不信奉机械论哲学。(〖7〗,p.17)“机械论”(mechanical)对波义耳和他的同时代人来说,是与“亚里士多德主义”和“神秘主义”针锋相对的一个概念;在他们看来,惟有机械论的解释才是理性的解释,这样的解释与力学原理相符合。

  在英国,波义耳被同时代的人们称为“机械论哲学的重建者”(restorer of the mechanical philosophy)(〖4〗,p.414)。孩提时代起,波义耳就熟悉伊壁鸠鲁的原子论;他广泛阅读机械论哲学的代表人物的著作,如培根的《新工具》(1620年)、笛卡尔的《哲学原理》(1644年)。波义耳博采众家,不仅掌握了机械论哲学的要义,而且创建了自己的机械论哲学,即微粒哲学(corpuscular philosophy)。波义耳之所以要用“微粒”这个中性词汇来表达的机械论哲学,是因为,第一,波义耳既拒斥伊壁鸠鲁的原子,又拒斥笛卡尔机械论所说的粒子那复杂的等级结构;第二,波义耳希望,使用“微粒”这个中性词汇来谈论问题,可以为所有的机械论哲学家所接受和信服,不管他们信奉何种物质理论(〖4〗,p.467;〖6〗,p.379)。波义耳在1666年出版的《形式和质料的起源,根据微粒哲学》完整地阐述了他的微粒哲学。该书的出版者指出,波义耳的理论,虽然与伊壁鸠鲁的理论和笛卡尔的理论有类似之处,但是,它实际上是一个崭新的假说,“是作者独有的,是根据日常观察、严密的论证和实验,以及精确且容易操作的化学过程提出来的。”(转引自〖4〗,p.467)marie boas指出,此言极是。波义耳在《形式和质料的起源》中提出的微粒哲学,是彻底的机械论,牢固地建立在实验的基础之上,论证周密详尽;波义耳想把《形式和质料的起源》做成微粒哲学的指南(〖4〗,p.467),想一劳永逸地确立地物质内在结构的原理。

  波义耳的微粒哲学,可以概括如下:

  1 微粒哲学的基础是普遍质料(universal matter),这是一种“广延的、可分的、不可穿透的”物质,物质是运动的,运动乃是上帝赋予的。宇宙是一架自身包含运动的大机器,是一架“巨大的时钟”(〖4〗,p.486)。

  2 物性不外乎“物质和运动”。“物质和运动”是所有东西的基本属性(primary qualities),“物体的两个最伟大的、最普遍的原理”(〖4〗,p.468)。这里可以看到微粒哲学与原子论的不同:对经典的原子论来说,运动是感觉、性质变更的原因,而在波义耳的粒子哲学里,运动就是“性质自身的起因”。托马斯•s•库恩研究指出 ,波义耳一方面大力批判各种“原子论”,一方面发展了这种理论,其最重要的就是加上了“运动”的概念(〖14〗,p.47)。“运动”在波义耳的理论中具有极端重要的意义。

  3 物质由大小、形状和运动各异的粒子构成。具有运动禀赋的物质,起初以粒子形态存在;这些粒子具有大小、形状和运动。虽然从理论上将粒子无限可分,但是,由于粒子细微又坚固,实际上是不可分的。这些细微的、坚固的、不可分的粒子,即第一自然质(prima naturalia),是构成物质的基本组分。粒子结合生成原始凝聚体或簇状物(primitive concretions or clusters),虽然它们可以还原为第一自然质,但是,在化学反应过程中表现为不可分解的单位,因而它们是可以检测到的最小粒子,是简单物体的基本化学组分。第一簇状物(primary clusters)之间相互结合,或者与第一自然质结合,即形成微粒(corpuscle),它们是物体的基本物理组分。物体的各种物理性质即是由微粒的大小、形状和运动决定的。

  4 任何物体的现象和性质,均取决于微粒及其运动,并可以微粒及其运动来解释。波义耳将物体的性质分为四类(〖4〗,p.470):第一类是第一性(primary qualities),如热、冷;第二类是可感知性(sensible qualities),如味道、气味;第三类是第二性或化学性(secondary or chemical qualities),如流动性、稳固性、挥发性、溶解性;最后一类是隐秘性(occult qualities),如电性、磁性。波义耳认为,任何混合体的本性,都取决于组成该物体的组分,微粒或原始凝聚体;组分之间的大小和形状;更重要的是,给定时刻组分的运动状态。波义耳运用他的微粒哲学,对上述四类性质全都做出了合理的机械论解释(〖4〗,pp.469-484),不给那些隐秘的解释留下任何空间。

  试以结合性(cohension)为例,看波义耳运用微粒哲学对物体性质的解释。

  “关于物体的组成部分何以联合起来组成该物体的问题,人们曾信心十足地且合情合理地假定,物体中必定存在着某种实体形式,这是物体的组成部分之构成物体所必需的,否则,就不可能成之为物体。我的回答是,那些具有特定形状的组分,它们拼接配置,这样足以解释它们何以结合成物体,而无需借助于实体形式这种东西来解释。”(〖4〗,p.474)

  波义耳的微粒哲学主要体现在《形式和质料的起源》一书中,但在《怀疑的化学家》中也不无阐述。我们来看《怀疑的化学家》中的两个命题。波义耳所讲的“命题”,相当于公理,它们是“明晰的命题,对于这些命题,我不作任何保证”。(〖3〗,p.33;〖2〗,p.29)

  命题1 在结合物最初形成之时,普遍质料——结合物以及宇宙中其他物体均由它们所构成——实际上是那些被分割成了大小、形状和运动方式各异的细小微粒。此观点似乎并不荒谬。( 〖2〗,pp.30-31;〖3〗, pp.33-34,此处译文与中译本上的译文有所改动。——刘立注)

  命题2 在细小微粒中,那些极小且相邻的微粒在各处联结成细小的团状物或簇状物,并且正是通过这些团状物或簇状物之间的结合,形成了大量的第一(primary)凝结物或团状物,它们很难再分解成组成它们的微粒。出现这种情况不是不可能的。(〖2〗,pp30-31;〖3〗,pp.34-35 ,此处译文与中译本上的译文有所改动。——刘立注)

  波义耳对第一个命题作了的如下说明:

  要证明微粒的存在,有两个途径:一是可以看物体的生长、腐败、滋养和毁灭,二是通过显微镜可以观察到这些微小的粒子;或者看结合物(complex bodies)分解后的生成物;或者采用炼金术士的火术,对结合物进行操作。通过这些途径,“似乎足以表明,结合物的组成部分极其微小,而且具有不同的形状。”(〖3〗,p.34;〖2〗,p.30)。波义耳指出,伊壁鸠鲁(epicurus)或摩西(moses)是微粒概念的滥觞。伊壁鸠鲁证明,世界是由原子组成的,原子由于内在的原因在虚空中运动不息;关于摩西,据波义耳讲:

  “伟大而明智的万物创造者并不是直接创造出那些植物、兽类、鸟类及其他生物,而是利用原先就存在着的、虽然也是被创造出来的物质造出来的,他将这些物质称为水和土,是他使我们能够设想这些新的凝结物赖以形成的组成粒子,被置于各种各样的运动中,从而使得它们能够联结起来,以种种结合方式和结构,组成它们所要组成的物体。”(〖3〗,p.34;〖2〗,p.30)

  波义耳在《怀疑的化学家》中还谈论了微粒的结合方式,如:

  “在我看来,物体的各个微小组分只是通过相互接触和依附聚在一起,然而,也有极少数的物体,其微小组分是极为紧密地结合在一起的,应将这种紧密结合归之于何种原因,我们尚不清楚。”(〖3〗,p.92;〖2〗,p.87 )波义耳提出了几种猜测,如甲粒子可能“钻入”乙粒子;或甲粒子与乙粒子发生极为紧密的结合,以致于火,或者其他不无效力的化学分析工具,都不能将它们分开。

  波义耳指出,即使元素也是由微粒组成的,而且元素远不止三五个:

  “如果我们姑且认为下述假定是合理的,这一假定我就像我当时曾作过的假定一样,是说一种元素是由彼此完全相同的众多的微粒构成的,而这种微粒又是由质料的极其微小的粒子所构成的某种微小的第一凝结物组成的。那么,我们设想第一聚集体的种数可能远远不止三个或五个便绝无荒谬可言。因此,我们便无须假定,在我们所谈论的每一复合物中,都恰好能够找出三种如上所述的原始凝结物。”(〖3〗,p.103 ;〖2〗,p.96)

  波义耳在明确抛弃元素概念后写道:

  “我实在看不出我们为什么不能设想,造物主只须以各种方式对那些被认作是结合物的物体的微小部分施行改造作用,即可以令这些物体相互造成它们自己,而勿须将质料化作那些所谓的简单物质或均匀物质。”(〖2〗,p.224;〖3〗,p.238)

  波义耳相信元素“嬗变”,即一种元素可以变为另一种元素。嬗变被认为是炼金术的思想“残余”,可是波义耳为什么要相信金属嬗变,甚至相信世间任何一种物质,都可是变成任何一种另外的物质?波义耳的观点并不是建立在实验的基础上,而且实验在当时化学家的心目中,还没有重要到超过“哲学”的地步。波义耳的结论,恰恰是由他的微粒哲学提出来的:既然万物由粒子组成,粒子的排列结构当然决定性地构造了万物。从这里我们可以看到波义耳不同于他同时代化学家的地方。一方面,波义耳是他那个时代化学家的一员:相信嬗变,即使没有实验依据也相信这一先验的结论;但他又不是这时代化学家的一员:他对嬗变的建立是建立在他自己的“微粒哲学”之上的。

  波义耳的微粒哲学影响很大。牛顿是波义耳的一个坚定的追随者,他仔细认真地攻读波义耳的著作,深受波义耳微粒哲学的影响,并且接受了波义耳的化学思想,当然他后来也发展了波义耳的理论,如关于吸引力的观点(〖4〗,pp.505-520)。牛顿的化学研究和物质理论在《疑问31》 中得到了充分的体现,其主要内容是对物质本性的沉思、揣想和假说,托马斯•s•库恩对此进行过专门的研究 。牛顿从“微粒说”的观点对化学现象进行解释。17世纪最流行的化学教科书《化学教程》 对化学现象的解释,也采取了微粒哲学的观点。

  17世纪的化学家假定,组成物质的微粒,上面带有“钩”、“环”、“孔”,以及类似锁匙锁眼的结构,这些微观结构决定了不同的粒子,亦即不同物质的物理、化学性质。比如酸,被认为是带有针尖的微粒构成的。何以知之?以舌尝任何一种酸,即有一种被刺痛的感觉,正如皮肤被任何尖锐的东西刺痛一样。再如,甲物质能与乙物质发生化学反应,而不能与丙物质发生类似的反应,这是为什么?因为甲物质的微观结构与乙相合,而不与丙相合,一如一把钥匙可以开一把锁而不能开另一把锁一样(〖14〗,pp.41-42)。

  波义耳运用机械论哲学(微粒哲学)研究化学,使得17世纪下半叶的化学变成了机械论化学,进入了自然哲学的主流。

  5 对“波义耳把化学确立为科学”的新理解

  波义耳是这样一个人,一方面,他了解化学家(广义的,包括炼金术士、医药化学家)的工作,并亲自从事化学实验;另一方面,他了解最新的自然哲学即机械论哲学,并创立了微粒哲学。这样的人在17世纪寥寥无几,是波义耳架起了化学和自然哲学之间的桥梁,实现了他为自己确立的目标:“促进化学家和机械论哲学家之间的相互理解”。

  t•s•库恩高度评价波义耳的工作,说:波义耳所做“仅此二端”:“粒子哲学”和“系统地运用实验方法”来发展“哲学”,即我们今天所谓的自然科学。还说,波义耳“并不是一个孤独的‘先驱者’,而是一个极大限度地发展了化学的概念体系,使之与他当时的科学思潮主流相协调一致的人。”(转引自〖14〗,p.47,p.48)

  marie boas研究指出,波义耳工作的一大创新是,他不仅证明了化学对医药和实用技艺是有用的,而且证明了化学对自然哲学也是有用的;波义耳利用化学来阐述自然哲学,在当时是非常激进的做法;波义耳从机械论哲学的观点解释物体的化学性质,在这方面取得了非凡的成功。波义耳可能是第一个把化学当作自然哲学的一个分支来处理的人(〖4〗,p.493,p.494,p.497)。

  westfall也有类似的观点:波义耳通过将化学机械化,成功地拆除了阻碍化学进入自然哲学领域的壁垒(〖7〗,p.19)。“机械论化学确实取得了一个成就。它把化学引进了自然科学的领域。十七世纪肇始时,化学一般不被看作是自然科学的一个部分。在最坏的情况下,它是玄妙的秘术;在最好的情况下,它是为医药服务的技艺。但是,在史七世纪结束之际,化学家在欧洲科学组织中占有令人尊敬的席位。毫无疑问,机械论化学在这个转变过程中发挥了重要的作用。机械论化学用科学共同体可以接受的术语讲述化学,使化学获得了前所未有的尊敬。”(〖8〗,p.81)

  综上所述,波义耳将机械论哲学应用到化学研究,创建了机械论化学,把化学带到了自然哲学的领域,并随着自然哲学向自然科学的转型而成为科学。正是在这个意义上,我们说,“波义耳把化学确立为科学”。

  参考文献

  1 恩格斯著,于光远等编译,《自然辩证法》,人民出版社,1984年。

  2 robert boyle,the sceptical chymist,everyman*s library,vol.559,1911年印行,1964年重印本。

  3 罗伯特•波义耳著,袁江洋译,《怀疑的科学家》(任定成主编,《科学名著文库》),武汉出版社,1993年。

  4 marie boas,the establishment of the mechanical philosophy,osiris,10(1952),pp.412-541.

  5 marie boas,robert boyle and the seventeenth century chemistry,cambridge university press,1958.

  6 marie boas,robert boyle, in c.c.gillispie ed.,dictionary of scientific biography,vol.2,pp.377-382.

  7 r.s.westfall,never at rest:a biography of isaac newton,cambridge university press,1980.

  8 r.s.westfall,the construction of modern science,the cambridge history of science series,cambridge university press,1977.《近代科学的建构》已由彭万华翻译成中文,复旦大学出版社2000年出版。

  9 曾敬民,“近代化学元素概念的建立”,《自然科学史研究》,1989年第8卷,第3期,pp.240-247.

  10 r.mierzecki,the historical development of chemical concept,kluwer academic publishers,1991.

  11 《化学发展简史》编写组 编著,《化学发展简史》,科学出版社,1980年。

  12 亚•沃尔夫 著,周昌忠等译,《十六、十七世纪科学、技术和哲学史》,商务印书馆,1985年。

  13 袁江洋,“探索自然与颂扬上帝——波义耳的自然哲学与自然神学思想”,《自然辩证法通讯》,1991年第6期。

  14 吴以义 著,《库恩》,东大图书公司,1996年。

  15 r.mierzecki,the historical development of chemical concepts,kluwer academic publishers,1991.

  微机原理论文篇5

  【关键词】学习兴趣;教学内容;教学方法;教学手段

  随着我国微型计算机事业的发展,目前微型计算机在我国工业智能化控制、通信技术、电子信息技术等领域已得到迅速发展。为培养高技能应用型人才,各类高职院校的计算机及相关专业相继开设了《微机原理与接口技术》课,并把它作为一门重要的专业基础课程。由于本课程实践性强,涉及的内容多、知识面广,在高职教育教学过程中普遍存在难教、难学的问题。针对以上问题,根据本人的教学经验,就本门课程做如下探讨。

  一、培养学生的学习兴趣

  1.学习该课程的重要性和实用性

  在教学过程中经常有学生谈到《微机原理与接口技术》这门课程难学难懂,学习它有什么实际意义?对我今后的发展有什么作用?对于学生的疑问,其实在教学过程中的首次理论课是非常关键的,教师除了介绍学习微型计算机的内部结构、系统构成、指令系统、输入输出接口、存储器和接口的知识对我们今后进行大规模程序设计的重要性外[1],还要告诉学生,学好该课程对将来从事微型计算机技术是十分有用的。

  2.结合实例促进学习

  在培养学生应用能力的教学过程中,教师不仅仅是知识的传授者、讲解者,还是指导者、解惑者。在教学过程中,要培养学生独立思考的能力,在面对实践问题上能积极主动去亲自实践,做到理论于实践相结合。教师应在教学中应积极培养学生的学习兴趣为重要目标,让学生边学边用,以用促学,学以致用,以激发学生的学习兴趣。在教学中可经常向学生展示或分析一些我们身边微机产品,通过剖析系统的结构功能并与授课内容联系起来以培养学生的兴趣。比如分析广场上的电子大屏幕显示系统讲解微机的LED显示;如何用微机控制电机的正反转及如何进行调速,十字交叉路口的红绿灯控制等方式激发学生学习兴趣和科研精神。

  3.理论联系实际

  教学过程中带领学生到自动化程度较高的工厂参观,使学生们了解当前微机在工业生产自动化控制中的作用,并讲述微机技术在企业的需求及未来就业的前景等,增强同学们学好这门课程的决心与信心。在教学的过程中不断地培养学生学习《微机原理与接口技术》课程的兴趣和能力。

  二、优化课程的教学内容,改进教学方法和教学手段

  《微机原理与接口技术》这门课程比较抽象,特别是对于没有学过汇编语言的学生难于理解,所以学生仅有学习的热情还不够,正确的引导学生学习才是最有效的。

  1.选择合适的教材,合理取舍教学内容

  《微机原理与接口技术》课程的教材很多,选择合适的教材是提高教学效果的关键。在教学过程中,尽量选用一些与大规模程序设计相关案例较多的教材。

  《微机原理与接口技术》课程内容具有很多的共性知识,其重复面比较大。例如:本课程在讲解计算机基础知识的内容时,对于微型计算机概述的内容因在计算机文化基础或计算机应用基础课里已经讲过,所以就不再重复讲述。为了避免课程内容的重复,应合理取舍教学内容,更多地注重对学生能力的培养,在教学过程中可适当地给学生补充汇编语言的知识。

  2.增加课程的实践教学环节

  学习微型计算机知识一种是从原理入手,注重理论和概念;另一种是从实际入手,注重把握其应用方法和技能[2]。不同的人应根据其具体情况选择不同的学习方法,对于高职学生显然应采用后一种学习方法。为了学生能够真正地理解和掌握理论知识,必须把书本知识与实验乃至生产实践结合起来,因此在确保理论教学同时,开放实验室,多给学生实践机会,使学生可以在实验室反复实践,从而加深对课堂内容的理解。

  3.利用图表归纳法教学以优化教学内容

  由于本课程内容多、细、零散、前后内容交错且涉及到的知识面广,学生初次接触时往往觉得难学,特别是随着所学内容的增多,学生感觉所接收到的知识比较散,理不出头绪来,更谈不上运用。所以在教学中可利用图表归纳法对课程内容进行科学地归纳组合,即将相关的内容组合到同一个模块中,然后抓住课程内容的主脉用连线将模块之间的联系标识出来并加以说明,从而使课本上那些分散、零碎的知识点一一串起来,形成一个层次清晰、结构明朗、联系紧密的图表。有了这结构清晰的图表,学生即可以对相关内容进行总体上的把握又可对某一个具体的知识点进行纵向的扩展和横向的比较,学生学习起来也不会感到混乱,且会激发学习的兴趣。

  4.采用动态多媒体课件辅助教学

  《微机原理与接口技术》课程内容庞杂,其中存在大量指令流程和CPU操作时序的讲解。如果上课仍是传统的板书教学,必将浪费宝贵的课堂时间,降低教学效率。为了达到良好的教学效果,利用多媒体教学课件,把声音、动画、图形、文字等媒体有机地组合在一起,把在课堂中讲述的内容形象、逼真地演示出来,使学生深入地认识和了解微型计算机的内部构造。在课件中可用动画效果来模拟原本无法看到的指令执行过程和数据流动方向、过去在课堂用语言表达的许多功能单元的控制方法、使用技巧等;以往学生只有在实践中慢慢消化掌握,现在通过课堂多媒体演示,不仅知道了系统设计,开发的基本步骤,而且对以往学习的难点也理解得比较透彻,课堂的学习效果自然就提高了。比如讲存储器分段时,说到存储单元物理地址唯一而逻辑地址不唯一时,很多学生感到难理解“逻辑地址不唯一”,这时采用多媒体动画的形式将存储器分段进行演示,它能够直观形象地让学生看出段与段之间的一种重叠关系。既让学生记住了结论,又让学生很好的理解了结论推导的整个过程。

  《微机原理与接口技术》课程是一门实践性、应用性很强的课程,传统的教学方法和教学手段已不适应高职教学的要求。作为一名高校教师,我们应根据社会发展的需要,不断调整教学内容,改进教学方法,丰富教学手段,加强实践教学环节,认真总结教学经验,在今后的高职教育中探究出更加适合新时期的教学方法,培养出适应社会发展需要的应用型人才。

  参考文献:

  [1]邵鸿余编著.微机原理与接口技术[M].北京:北京航天大学出版社,1999.

  微机原理论文篇6

  关键词:《计算机网络》课程;微课教学;实践能力

  中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)19-0185-02

  一、引言

  《计算机网络》课程是计算机科学与技术专业学生必修的专业基础课之一。课程涉及计算机、通信、电子等多个学科领域,理论性强,概念抽象。同时,课程对学生的实践能力提出了较高的要求。目前,对该课程的教学,很多高校仍采用传统的以知识传授为主的教学方式,辅助以模拟实验和实训。从实践效果看,这种方式难以培养学生的实践能力。

  二、《计算机网络》课程实践能力培养存在的问题

  1.理论知识抽象,理论掌握难以深入。《计算机网络》主要内容以比较成熟的网络技术为主,系统地向学生讲授有关概念、原理和应用技术。通常按照计算机网络的体系结构依次分析各层功能及协议的工作原理,从而使学生形成对网络各层及网络体系的系统认识。但是这些理论内容较为抽象、枯燥,很难通过理论讲清楚,学生很难通过理论知识来形象地构建网络模型,从而出现学其而不知其所用的问题,影响最终的学习效果。

  2.操作环节欠缺,实践能力培养不足。目前,受传统教学模式影响,《计算机网络》实践教学部分大多依靠普通的课堂教学或者实验教学实施。学生在理论教学环境中接受实践训练,难以产生真实环境所带来的特殊感受,且操作遗忘率高,难以体现学习自主性,教学效果不好。同时,学校为学生提供的用以进行专业实习、实训的实验设备数量不能满足教学需要,而且因为计算机网络设备发展很快,新型设备不断推出,受经费影响,学校也很难追随网络设备发展的步伐,不断购置新型网络设备,导致实践能力培养的环境与计算机网络技术发展,以及学生就业技能培养需求的差距不断拉大,无法帮助学生构建完备的实践技能体系。

  三、微课教学应用于《计算机网络》课程的优势

  微课是基于网络多媒体技术及信息处理技术,将“课”微处理化形成了一段短小生动展示并陈述、解决一个核心重点问题的教学音视频。将微课教学应用于《计算机网络》课程,不仅是课堂教学的有效补充,还适合移动学习时代知识的传播,也适合学习者个性化、深度学习的需求,并且对教师的专业发展具有长远的作用和意义。

  1.时间短、内容精、容量小、易传播,适合学生自主化学习。教学视频是微课的核心组成内容,时长一般为5~8分钟左右,最长不宜超过10分钟。相对于较宽泛的传统课堂,微课突出了课堂教学中某个学科知识点中的重点、难点、疑点内容。相对于传统一节课要完成的复杂教学内容,微课内容更加精简。微课视频及配套辅助资源一般在几十兆左右,视频格式以支持网络在线播放的rm、wmv、flv等流媒体格式为主,可流畅地在线观摩,也可灵活方便地下载保存到笔记本电脑、手机、MP4等终端设备,实现移动学习,适合学生自主化学习。

  2.可为学习者提供丰富的学习资源。微课的提供者可以来自本校教师,教师在教学过程中将学生难以理解的内容制作成微课给学生,为学生提供学习资源。互联网上还有许多其他教师制作的微课,学生也可以下载。此外,在互联网上,许多从事计算机网络工作的工程技术人员也制作了许多小视频,比如水晶头的连接、网络配置等方面的内容也可以当做微课来使用。

  3.可有效弥补师资数量不足、教学质量不高的问题。长期以来,优秀教师始终是最宝贵的教学资源,是影响教学质量的核心因素。而受传统教学模式的影响,优质师资资源的受众只是小部分,这也是一些优秀教师的课爆满的根本原因。优质师资资源的价值没有得到更大的发挥,影响了《计算机网络》教学质量进一步提升,也造成了极大的浪费。利用微课,可以组织优秀教师将《计算机网络》课程中的核心知识点制作成微课,可以扩大优质师资资源的受众,有利于教学质量的提升。

  4.有利于构建教师成长进步的新途径。网络技术发展速度很快,教师必须不断学习新技术,才能跟上技术前沿。同时,《计算机网络》课程教师还应具备丰富的网络工程实践经验。在传统教学模式下,教师也提高这两方面的能力是比较困难的。利用微课,对传统的教学与教研方法进行革新,突破传统的听评课模式,可以推动教师专业素质的发展。一方面,通过微课的制作,可以使教师全面梳理《计算机网络》课程的知识点,增强对教学重点、难点问题的理解。另一方面,为了制作好微课,教师需要对教学内容的设计,教学重点的把握以及课程的讲述等方面,不断地进行反思,将理论与实践融会贯通,才能让学生在掌握理论的同时学习到主流和先进的实用技术,达到预期的教学效果。

  四、《计算机网络》课程微课教学设计原则

  1.清晰定位原则。微课教学设计必须有清晰的定位,这样制作的微课才有更强的针对性。教师需要清楚微课受众的情况,需要了解的知识点是什么,关注的问题是什么,才能准确确定微课内容。同时,微课教学应定位为对一些上课没听懂的同学进行课后的解惑辅导,而不是代替课堂教学。就是说,微课制作不能像课堂上讲解新知识一样,它应是解惑而非授业。教师应以此为基点构思《计算机网络》微课的设计。

  2.突出重点原则。微课时间短,不可能像课堂视频一样讲授一个完整的单元,只能是针对某个知识点或者某道习题或某个学习环节进行重点讲解。《计算机网络》微课内容的选取,应侧重于两类:一是重点、难点、理论知识点,即针对学习过程中存在困惑,或者学生自己看不明白的地方,制作微课进行讲解或引导学生完成认知过程。二是实践操作知识点。《计算机网络》课程有很多实践性知识点,对于学生而言,不具备进行课后实践的条件,而这些内容又非常重要,对于提高学生解决实际问题的能力具有关键意义。

  3.多媒体呈现原则。在传统课堂上,教师与学生面对面,可以与学生之间有神态和眼神的交流,微课只是视频,更容易使学生产生疲倦感。因此,制作微课需要特别注意吸引学生的注意力,需要多使用多媒体,提升学习积极性,激发学习动力,保持学习兴趣。具体而言,要做到动静结合,给人以动态感、空间感。要注重图文并茂,增强表现亲和力,要注重颜色搭配,通常除了黑色和白色外,最多搭配3种颜色。总之,要利用好多媒体技术吸引学生的注意力。

  五、《计算机网络》课程微课教学设计

  1.教学目标――生成和提高实践能力。教学目标即明确教学是为培养什么类型人才而服务的。准确的教学目标是《计算机网络》课程微课教学设计成败的首要因素。计算机网络的教学目标可分为三个层次,分别为网络基本应用、网络管理员或网络工程师、网络相关科学研究。着眼实践能力的《计算机网络》课程教学目标应以第二层次为主要目标,着力培养学生掌握网络集成、网络管理、网络安全、网络编程等知识和技能,并对其中一项或若干项有所专长,可以胜任如网络规划设计、网络管理与维护、架设各种服务器和网络软硬件产品的开发等工作,使其成为基础扎实、知识面宽、能力强、素质高,可以直接解决实际问题的应用型人才。

  2.教学内容――围绕重难点问题确定。要紧扣培养学生实践能力提出的需求,客观分析影响学生实践能力生成的难点,结合学生的认知水平,接受知识能力的高低,突出专业技能培养,培养学生的核心技能。按照《计算机网络》课程的实际构成,可制作以下教学内容的微课:网络组建,包括局域网组建、无线局域网组建、城域网组建、广域网组建等微课。网络互连,包括LAN-LAN互连、LAN-WLAN网互连、WLAN-WLAN网互连、LAN-WAN-LAN网互连、WAN-WAN网互连等微课。网络规化设计与网络施工,包括做网线、布线、安装网卡、安装模块与设备等,安装各种系统软件、管理软件及系统配置等微课。

  3.教学手段――合理运用媒体技术。微课媒体技术,通常包括课堂实录型视频和内容演示型视频两种。对于《计算机网络》课程中知识较抽象、难理解,如分组交换、IP多播、TCP与UDP等理论知识,可使用课堂实录型视频,在讲授过程中,将之与日常生活进行类比,加深学生对理论知识的理解。对于网络中一些复杂工作原理,如分组交换、IP层分组转发、RIP工作原理、滑动窗口机制、TCP连接管理等知识应采用多媒体演示教学制作微课。对于实践性教学内容应以内容演示型视频为主制作微课。一方面,直接拍摄网线制作、网络布线、网卡安装、模块安装与设备调试等视频内容制作微课。另一方面,利用Packet Tracer等软件录制IP地址划分、域名规划、IP地址分配等知识点的示范教学,提高微课教学的效益。

  六、结论

  提高学生实践能力是《计算机网络》课程教学的必然要求。本文提出利用微课教学提高学生实践能力培养,研究了《计算机网络》课程微课教学设计应遵循的原则,提出了《计算机网络》课程微课教学设计应注意的问题,希望可以给《计算机网络》教学提供一些参考。

  参考文献:

  [1]王吉,邱海斌.浅析计算机技术在微课程开发中的实践[J].计算机光盘软件与应用,2013,(17):205-205,207.

  微机原理论文篇7

  [关键词] 微机原理与接口技术 教学质量 教学方法 教学手段

  一、引言

  《微机原理与接口技术》是工科,特别是电子、电气、电工、自动化和机械类等专业最重要的专业基础课之一,也是工科各专业学生学习后续专业课程,如《单片机原理与应用》、《基于ARM的嵌入式技术》、《DSP技术》等课程的重要技术基础课程之一。通过本课程的学习,学生可以获得微机软、硬件方面的基本理论、基本知识和基本技能,从而使学生具备软、硬件开发的初步能力,同时在此基础上学生能够了解当今计算机硬件的新技术、新理论和新方法。在国家通信工程优秀教学团队项目支持下,武汉理工大学信息工程学院针对《微机原理与接口技术》课程进行了多项改革,包括更新课程内容、调整教学大纲、出版新教材、制作多媒体网络课件、配套例题与习题指导书的编写、编写考试与模拟考试题库等,这在很大程度上增强了学生学习兴趣,提高了教学质量和效率。

  然而,《微机原理与接口技术》课程教学内容多、涉及面广、信息量大、实践性强,学时数却有限,是学生普遍反应的难学课程之一。课程内容的改革、教学大纲的调整、新教材的出版、多媒体网络课件的制作,都是配合教师进一步提高教学质量的“武器”,作为在教与学的过程中起主导作用的老师,在配备这些优良“武器”的基础上,如何采用适当、有效的教学方法和手段,引导学生自主学习,调动学生学习的主动性和积极性,是提高《微机原理与接口技术》课程教学质量的关键因素。笔者在多年教学中通过不断实践思考,总结了一些方法和经验,希望能起到抛砖引玉的作用。

  二、《微机原理与接口技术》教学方法探讨

  1.提高教师个人素质

  教师个人素质的提高,可以让学生尊重、佩服、信赖,从而以最大的热情投入到本门课程的学习中。个人素质的提高,包括思想道德素质和专业教学素质。教师工作是教书育人,而育人首先要正己。这就需要教师全身心的投入所热爱的教育事业,树立为学生服务、为家长服务、为集体服务的服务意识,耐心、细心、热心地对待每一个同学的每一个问题。同时,教师应该用亲切、风趣、幽默的语言和体态,创造一种轻松愉快、宽松和谐的课堂学习气氛,不仅仅对学习认真、成绩好的同学恩爱有加,对一些学习懒散、成绩一般的同学也积极引导。

  在教学方面,教师应该紧跟时代步伐,在学术上和业务上努力进取,永不停息地探寻知识、丰富自己,不断提高专业能力,以传授更多有用的知识给学生,以严谨和认真负责的态度对待自己的工作,从而赢得学生的亲近和尊敬。

  2.教学内容上有取有舍

  《微机原理与接口技术》课程取名原理,要求学生掌握的是微机的基本原理。因此,本课程的主要目的就是让学生掌握微机的基本原理、概念和方法。在历届招聘会上,笔者从来没有见到要求毕业生用8086芯片去做硬件、用8086的汇编语言去编写程序,因此,在本课程的教学内容上,教师要精选教学内容,重点讲授基本概念、基本原理和基本方法,对于一些简单的非重点的内容则少讲甚至让学生自学。例如,有关寻址方式、堆栈、中断等章节,是学习《单片机原理与应用》、《基于ARM的嵌入式技术》、《DSP技术》等后续课程的基础,其基本概念和原理的理解非常重要,讲课时应进行重点阐述并通过例题和练习题加深学生理解;而关于80386、80486微处理器、DOS功能调用、数学协处理器、高速缓冲存储器等章节,属于拓宽知识面、只需了解即可的内容,在讲解时可以让学生自学,甚至像看小说一样阅读即可。这样学生知道每一章节的重点、难点,学习有了目标,大大提高了学习效率。

  3.教学与现实相结合,实施情景教学

  在具体教学时候,要求教师能把教学内容与现实相结合,实施情景教学。情景教学是愉快教学法中的核心策略之一。传统教学中,无论是教师的分析讲解,还是学生的单项练习以至机械的背诵,所调动的主要是逻辑的、无感情的大脑左半球的活动。而情境教学往往是让学生先感受而后用语言表达,通过恰当的比喻使深奥的道理形象化、通俗化,帮助学生加深理解。学生可以在轻松愉快的气氛中学习。比如,笔者在给学生上《微机原理与接口技术》课时,经常把8086体系结构跟现在几乎人手一只的手机结合起来,告诉他们手机也是一种计算机,手机与8086微机和家用PC机原理完全是一样的,只不过手机是嵌入式计算机,麻雀虽小却五脏俱全,如手机中的短信、通讯录等,也和家用PC机一样是文件系统存储的,也是在操作系统的计算机的基础上建立的。而通用PC机之所以通用,是因为它是基于8086架构和通用操作系统的基础上的,但它稳定性和抗干扰能力差,所以只能放在室内使用,无法跟嵌入式计算机一样做那么小巧,用于手持式设备中。又如,笔者在上《微机原理与接口技术》课时,第1节课下课10分钟后,第2节课开始上课,我已走上讲台,有些学生还昏昏欲睡,我风趣地说:“我们的8086芯片处于“节能模式”,现在开始上课了,让我们重新按“Reset键”让它复位吧!”学生立刻乐了,坐得端端正正。

  4.宏观着眼、微观着手

  《微机原理与接口技术》课程内容杂、细节多、零散且抽象、枯燥不易理解,所以要求老师做到宏观着眼,微观着手。首先,站到一个宏观的较高的位置把握全局,帮助学生树立系统的概念。具体为:在讲解细节前注意引出问题的背景,并从宏观上指引解决问题的思路、步骤和方法,以突出教学内容的总体轮廓和主干内容;然后再仔细深入细节、逐一讲解;在讲解完细节后需要多注意归纳、总结和前后比较。比如,笔者在讲解“寻址方式”章节时,首先从宏观上引导学生,为什么要有寻址方式呢?是因为微机在工作时总是对“数”进行操作,而“数”不是天上掉下来的,需要去寻找“作的数”放在什么位置,“数”存放在不同的地方,便有了不同的寻址方式,这就是“面”。然后,进一步引导学生,“数”可能在指令中直接给出来,就是“立即数寻址”;也可能存放在通用寄存器中,就是“寄存器寻址”;可能存放在内存中,就是“存储器寻址”,这就是“线”。在“面”和“线”的基础上,笔者对学生进一步引导。“数”存放在存储器中,一定有个存放的地址,因此,“存储器寻址”的过程就是先找到“数”的存放地址,然后在该地址处把“数”提出来。然而“数”的存放地址的表达有很多种方式,这就引申到其他寻址方式,如“寄存器间接寻址”、“相对寻址”、“变址寻址”等,这就是“点”。这样“面”、“线”、“点”相结合,学生既明白了寻址是什么概念、为什么要寻址,又明白了各种寻址的区别和联系。在此基础上再深入各种寻址方式的细节,学生就更容易理解和记忆本章节的内容。

  同时,《微机原理与接口技术》课程各章节内容相互依存、相互连接,但教材的安排却是线性结构,需要教师前后关联、灵活贯通,紧跟教材却又不必拘泥于教材。

  5.与前期课程纵向交叉

  让学生弄清楚《微机原理与接口技术》课程在整个大学4年的地位和角色非常重要。大学一年级时学习了《模拟电子技术》、《数字电子技术》等课程后,学生总觉得做了很多习题,考试成绩也不错,但都是一些看不见摸不着的理论知识,学生认为没有什么实际应用价值。在学习《微机原理与接口技术》课程时,教师有必要将该课程与大一的前期课程相结合起来。比如,笔者在上课时曾经举一个例子。在学习模拟电子时,学习了P-N结,然后,学习了半导体三极管的工作特性。当三极管处于放大状态时,在三极管基础上形成各种形式的放大电路;当三极管处于开关状态时,在三极管的基础上构成各种门电路,然后,在各种门电路的基础上构成触发器。最后,在模拟电子的放大电路和数字电子的门电路、触发器的基础上,构成集成芯片,如我们正在学习的8086芯片等。8086芯片内部也是由各种触发器、门电路和放大电路构成的,所以《模拟电子技术》、《数字电子技术》是《微机原理与接口技术》的基础,而《微机原理与接口技术》又是《单片机原理与应用》、《基于ARM的嵌入式技术》、《DSP技术》等后续课程的基础。这样就把《微机原理与接口技术》课程与前期的《模拟电子技术》、《数字电子技术》课程和后续的《单片机原理与应用》、《基于ARM的嵌入式技术》、《DSP技术》等课程结合起来了。

  6.让所有同学都有学习本课程的兴趣

  当今的社会,是一个多元化的社会,允许学生在共性的基础上充分突出和发挥个性发展,不同的学生有不同的需求。比如,有的学生偏爱硬件、有的学生有软件开发的天赋、有的学生适合做管理、有的学生喜欢从事销售,如此等等。笔者经常在课堂上告诫学生,大学4年结束时,如果很多课程都没有及格而学位没拿到、踢球也没踢出个“系脚”“院脚”、爱情也没有停泊的港湾、工作也不理想,那就是失败的4年。如何避免4年彻底失败呢,那么首先要像你们的老师我一样,要学会做人,做谦虚、踏实、勤奋的人,然后根据自己的特点、兴趣爱好等选择好方向。但现在上我的《微机原理与接口技术》课,第一步是要把目前的课学好,对考研的同学要做到不怕有关微机原理的考研试题;对找技术方面工作的同学而言要不怕有关微机原理的笔试、面试;对以后立志创业做老总的同学,要具备一定的专业素质,至少不要连我们正在学的8086芯片的特点和价格都不知道,否则,你的下属根本不会服你;对准备踢球踢出亚洲走向世界的同学而言,不要连自己的手机的芯片跟我们正在学习的8086芯片有什么区别这些常识性的东西都不知道等等。这样,让全班同学在学习《微机原理与接口技术》课程时,都能找到自己感兴趣的知识点,都愿意积极主动的学习。

  7.充分利用多媒体教学手段

  多媒体技术是以数字化为基础的集通信技术、传播技术和计算机技术为一体的综合技术,是文字、图形和图像、声音等物理媒体的组合。在讲解《微机原理与接口技术》课程时,可以利用多媒体手段的生动性、趣味性帮助吸引学生的注意,加深学生对所学内容的理解。比如,笔者在介绍“数据传送指令”章节时,利用Flash制作动态画面,将指令的执行过程、地址和数据流动的方向等用箭头闪烁、变换色彩等动画效果生动形象地展现在学生面前。又如,笔者在讲授“汇编程序设计”章节时,在教室的多媒体上安装Masm6软件,现场编写程序、编译、链接,然后仿真、调试、模拟运行,在多媒体上展示出来,让学生观察各种指令运行后的结果,同时可以观察各个指令的指令周期、在程序存储器中占用的字节大小,等等,使学生从感性上充分认识各个指令的特色,从理解的基础上加以区别和记忆。这样,利用多媒体辅助教学优化了教学过程,达到了传统教学所达不到的效果。

  8.与实践课相结合

  《微机原理与接口技术》是一门基础性、理论性非常强的课程,复杂、抽象、难于理解,要让学生能够真正地理解和掌握该课程,教师必须把书本知识与上机实验乃至生产实践结合起来。比如,在做软件实验时,笔者经常亲自去实验室指导学生使用Masm6软件编程,使用debug上机调试。通过对典型程序的调试实例进行逐句逐段地解析,帮助学生学会如何在程序运行的过程中定位并排除错误。在做硬件实验时,笔者结合具体的实验项目―8255A控制LED数码管的显示,讲解其内部的结构、引脚、初始化编程等,然后在此基础上引导学生自己动手连接电路图,这样使学生对8255A的功能、工作原理、工作方式等更了解,加深了对理论知识的认识和掌握。通过将理论知识与实践相结合,可以让学生从根本上去熟悉、了解、掌握所学知识,达到进一步巩固和加深的效果。

  9.采取多种方式与学生交流

  《微机原理与接口技术》是一门内容杂、细节多、零散且抽象的专业基础课,学生在课堂45分钟的学习中,可望百分之百的消化理解课堂教学内容是不现实的。专业课教师在从事《微机原理与接口技术》教学时,应做到跟学生在讲台上是老师,在讲台下是朋友,加强课堂内外的师生交流。课堂测试、课后答疑、集中辅导、课程网站、教学博客、电子邮件、QQ群等形式都是笔者曾经用到过的。在有条件上网的教室,教师可以引导学生学会挖掘、运用网络资源,通过借鉴别人的成功方案,充实和提高自己。如微机爱好者论坛、水木清华、白云黄鹤上的微机原理论坛等,采取多种方式与学生交流,不但巩固了教学效果,还及时了解了学生的知识掌握、思维方式和基本能力等情况,进一步提高了《微机原理与接口技术》的教学质量。

  三、结论

  在教学设施和教学手段完备的情况下,作为在教学过程中起主导作用的教师如何采用适当、有效的教学方法和手段,引导学生自主学习,调动学生学习的主动性和积极性,是提高《微机原理与接口技术》课程教学质量的关键因素。笔者在本文的教学方法指引下,结合自己的多年实际教学经验,将其实施于本科教学中,积极引导学生学习的能动性,大大提高了教学质量。体现在《微机原理与接口技术》课堂到课率均在98%以上,学生对《微机原理与接口技术》课程的理论知识和实践知识都掌握得非常扎实,学习热情和学习成绩等都有了很大的提高。

  参考文献:

  [1]姚燕南,薛钧义.微型计算机原理 (第五版).西安电子科技大学出版社,2008.

  [2]焦纯,卢虹冰,张国鹏.微机原理课程的多方位教学改革.电子电气教学学报,2009,31(2):15-16.

  [3]刘兴明.《微机原理与接口技术》教学改革的探讨与研究.电脑知识与技术,2009,5(21):5831-5832.

  [4]孙绵涛,纪登训,王大凯等.成功愉快教育模式方法案例全集.新华出版社, 2001.

  [5]《微机原理》课程的教学实践与教学体会.2004.

  微机原理论文篇8

  [摘 要] 当下,国内影视研究领域虽然对于“微电影”的艺术形态已达成普遍共识,但对其进行深入的电影理论研究还较为鲜见。本文旨在对电影发展史的观照下,从媒介文化角度来考量、探析微电影类型化的美