《微机原理与接口技术》课程教学模式探索

周媛　麦云飞

【摘 要】《微机原理与接口技术》是工科专业计算机硬件课程体系中的一门专业选修课，但从目前的教学效果来看，还存在着很多问题。针对如何改善教学效果、提高学生的学习兴趣、培养学生的创新能力，从理论教学、实验实践、上机实践三方面同时进行一系列的改革探索。经过多方面的尝试，取得良好的改革效果。

【关键词】微机原理与接口技术；教学效果；教学改革

【Abstract】The course of Microcomputer Principle and Interface Technology is elective course in majors in computer hardware course system for engineering. We find that there are a lot of problems in the current teaching effect of this course. In order to improve the students` learning interest and innovation ability， we take a series of teaching reform exploration on the theory teaching， experiment practices and computer practice. Application results show that the teaching reform plays a good effect.

【Key words】Microcomputer Principle and Interface Technology； Teaching effect； Teaching reform

0 引言

《微机原理与接口技术》是高等院校工科专业计算机硬件课程体系中的一门专业选修课，是我校机械电子教学模块中的主干课程之一。它是一门综合性、应用性很强的课程，涉及的知识面广，对于培养机电专业人才具有重要的作用。为工科各专业学生学习后续机电类和控制类专业课程，如《单片机原理与应用》、《嵌入式技术》、《DSP技术》、《计算机测控技术》等课程打好基础，并且是毕业设计及今后工作的重要技术基础。通过本课程的学习，学生可以从理论和实践上掌握微型计算机系统的基本组成、工作原理、接口连接以及编程技术，获得微机软硬件方面的基本理论知识和基本技能，从而使学生具备软、硬件开发和应用的初步能力，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，为微型计算机在工程技术领域的应用打下坚实的基础。

但当前在“微机原理与接口技术”课程教学过程中还存在诸多问题。问题一，本课程的理论教学内容比较多，硬件方面涉及到微处理器CPU、存储器、输入和输出、中断处理、定时计数器，并行通信、串行通信、模数/数模转换芯片的结构和原理；软件方面涉及到可编程外围设备的汇编语言编程，其中的概念多、专有名词多、接口芯片多，包含的信息量非常大。问题二，微机与接口设备将的接口编程属于底层编程技术，使用的是汇编语言，它包含的指令系统丰富，编程过程复杂，课程的软硬件系统关系非常紧密，使得大多数同学感觉该课程内容抽象、枯燥乏味、难学，学习兴趣不高。问题三，硬件和软件学习具有一定的逻辑性和连贯性，各部分知识前后紧密相连，需将理论与实践紧密结合。问题四，该课程中包含的示意图多，应用程序举例多，其中包括各种芯片内部结构图、工作时序图、硬件连接图和应用程序流程图和源程序等等。另外这么复杂难懂的课程，分配的学时数却比较有限。

本文针对以上分析的课程教学过程中存在的问题，为提高学生的学习积极性，改善教学效果，采用了理论教学，实验实践，上机实践三部分结合的教学方式，准备从课堂教学内容组织、教学模式、考核方式等方面进行一系列有益的改革探索，以达到开发学生潜能、培养创新思维和能力的最终目的。

1 课程教学模式的改革方案探索

1.1 案例教学

案例教学[1-2]是基于理论教师的指导，根据教学目的要求，组织学生对教学内容中现实案例进行调查、查阅、思考、分析、讨论和交流等活动，教给他们分析问题和解决问题的方法或步骤，进而提高分析问题和解决问题的能力，加深学生对基本原理和概念的理解的一种特定的教学方法。“微机原理与接口技术”课程中有些重要的原理，既复杂，又难以讲解清晰，而且有很多要点还在不断发展。这样的课程内容如果结合案例教学将会达到事半功倍的效果。例如如何让学生真正理解存储器的工作原理和与CPU的连接是一个课程难点。我们通过对存储芯片与CPU的数据线、地址线、片选端读写控制线的连接学习之后，基于各种存储器不同的存储容量在实际应用中连线情况具体分析和讲解，并让学生主动地学习分析和连线。这种基于具体问题的案例教学将充分发挥学生的学习主动性，经过细致的分析思考，再结合实践中解决方案后加深了理解，学会了在方案设计中能考虑更多的因素，各种方案都具体分析比对，逐步培养科研素质。

1.2 任务驱动教学

任务驱动[3-4]是指建立针对教学内容的学习任务来驱动学生自主学习。任务驱动教学方法的目标是实现学生自己主动地学习，在完成老师布置的任务的过程中发现所掌握的知识点不足并主动学习补充，并通过该过程实现知识的熟练掌握和灵活应用，同时能提高实践技能。在微机原理与接口技术课程中采用任务驱动方法对实验和上机两部分进行教学改革，充分调动学生积极参与实验和上机实践。例如上机实践主要是让学生掌握汇编语言程序架构、编程方法并能自行调试。我们会给每个同学都布置一道难度相似但执行结果不同的编程任务，不提供完整的汇编语言源程序，只是告知需要实现的目标。学生必须自己完成自己分配的程序的编写，一个程序从无到有，必须要设计程序的结构，熟知编程的格式和各种汇编指令和伪指令，调用各种有效的调试方法。因此应用任务驱动法能能有效防止学生间相互抄袭，有效地对学生进行考核，培养学生查找问题及实际动手的能力。

1.3 多与学生交流

由于《微机原理与接口技术》这门课的内容繁多、前后连贯性强但又零散抽象的专业基础课，仅靠课堂的有限的时间学习，很难完全理解课堂教学的内容。专业课教师在从事《微机原理与接口技术》教学时，应加强课堂内外的与学生多方面的交流。每周安排专门的课后答疑时间和地点，方便学生主动和老师联系集中辅导相关知识点。利用学校的教室都可上网的有利条件，引导学生学会运用各种网络资源，借鉴现有的成功方案，拓宽自己的知识面，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。另外还需要注意和学生交流的方式，多注意学生学习的心情状态，调整教学方法，多使用比喻的手法使教学中遇到的抽象内容形象化。例如在讲解8088系统中CPU的内部结果和工作原理时，我们可以将其比喻成机械加工工厂，将其分配为主要的三个部分：将“BIU”总线接口部件比喻成原料间，将“EU”执行部件比喻成加工间，将“指令队列”比喻成配料间，这样就能形象地把其中的功能解释清楚。

1.4 考核方式改革

为培养学生自主学习的能力、创新精神和实践能力，考核方式的改革从四个方面进行[5]：①平时成绩的考核：一是上课的出勤情况，另一方面为了拓展学生的知识面，提高学生的前瞻性，鼓励学生阅读与本课程相关的知识，了解一些学科前沿知识，教师在课堂上多与学生进行问答形式的互动，并将答题情况作为平时成绩的一部分。②实验考试：一是，实验课出勤情况和实验报告完成情况；二是，实验技能的完成情况；三是，考核学生的创新和分析问题、解决问题的综合设计应用能力。③上机考试：学生能在规定的时间内，按照汇编语言的格式要求，完成编程过程，并且能得到需要的正确的执行结果。④闭卷考试：由于学生在“微机原理与接口技术”这门课程中呈现出不同程度的兴趣、观念、思维方式和知识结构，考虑到学生们中存在这些差异性，根据差异性培养原则设计考试内容，考核学生对理论知识的理解程度。

我们的考核贯穿理论授课、实验和上机实践过程的始终，学生可以在不同阶段提出授课过程中的不合理和不完善处，教师可以根据学生实际操作能力和探究问题能力，对理论授课和各实践环节做出相应的调整。拟定考核方式为平时出勤占总成绩的20%，课程实验占20%，上机编程占20%，理论考试占40%。

2 结束语

为了提高学生学习的自主性，提高教学效果，上海理工大学机械工程学院机电专业根据应用型创新性人才培养需要，对微机原理与接口技术这门课进行了一系列的改革探索，从理论教学、上机编程、实验实践三方面进行，采用案例教学、任务驱动教学等多种教学改革方法，通过不断的尝试，教学质量和教学效果有了明显的改善。

【参考文献】

[1]王秀之.案例教学中需要研究的几个问题[J].中国高等教育，2006（12）：44-45.

[2]陈效兰.以案例教学调动学生学习的积极性[J].中国高等教育，2006（1）：35-36.

[3]李晓东，吴永烽，张济龙.任务驱动方法在微机原理与接口技术实验课程中的应用[J].西南师范大学学报，2013，2（38）：133-137.

[4]李群，廖丽.基于任务驱动模式在网络安全教学中的探究[J].北京电力高等专科学校学报，2011，28（21）：112-112.

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

[责任编辑：王楠]