《微机原理与接口技术》实验教学改革

摘要：针对目前微机原理与接口技术课程实验教学存在的问题，结合多年来教学经验以及市场需求，对微机原理与接口技术课程实验教学进行改革。结果表明新的实验教学改革，激发了学生的学习兴趣，提高学生独立思考和解决问题能力，教学效果明显。

关键词：教学改革;微机原理与接口;实验;2016-XB-020

一、《微机原理与接口技术》实验教学模式面临的问题

《微机原理与接口技术》是我校生物医学工程、计算机以及电子等专业的核心课程，要求学生掌握微机系统 CPU的工作原理，各种接口芯片的特点并熟练运用汇编语言编写指令系统。该门课程应用性和实践性较强，实验教学相当重要。通过实验课程学习，理论与实践相结合，对8086为核心的16位微机系统工作原理、接口芯片的应用和汇编语言设计有更加深入的理解，为后续课程的学习以及从事相关工作开发和研究打下坚实的基础。目前传统的实验课程教学面临一些问题，主要有以下几个原因：^[1]

（1）实验课时严重不足。该门课程理论内容抽象难懂，实验内容范围涉及较广，主要由微机系统操作、汇编程序设计和接口电路芯片三大部分组成。由于实验课时有限，从而加大学生学习难度。

（2）实验内容主要是学生在实验箱上开展验证性实验，综合性实验和创新性实验较少。实验箱的芯片以及线路固定，扩展性较差。电路的连接方法以及源代码一般都有提供，学生按照固定实验步骤操作，不能自由灵活地设计实验。另外实验在实验箱上完成，造成学生对微机系统的应用与设计没有系统整体的概念，仍然停留在实验箱上进行开发和研究。^[2]

（3）实验箱由于时间和操作不当等原因容易出现故障，维修时间较长，学生有时很难一人一台实验箱，给学生实验造成了一定的影响。

（4）实验教学在讲授上仍然停留在以教师为主体的灌输方式，教学单一，学生的主动性和积极性未得到充分的发挥。

针对目前《微机原理与接口技术》实验课程存在的教学问题，根据该门课程的特点，对现有的实验教学模式进行改革。^[3]

二、《微机原理与接口技术》实验改革

1.Proteus仿真

Proteus软件是英国Labcenter公司开发的一款电子设计自动化工具软件，它为用户提供了大量的模拟数字元器件、外部设备以及虚拟仪器，真正实现了从概念到产品的设计，其处理器模型支持8086、8051以及HC11等各种类型。除了采用传统的实验箱开展实验外，引入Proteus仿真软件，有效地降低了实验成本，并且不用受到实验场地和实验时间的限制。学生可以在Proteus上开展可编程/计数器8253实验、可编程并行接口8255A实验、可编程的中断控制器8259、存储器扩展以及模数和数模转换等微机原理接口技术实验。通过对电路图的绘制，加深对微机原理以及接口芯片硬件电路的理解。Proteus资源丰富，学生按照自己实验的需求自由添加电路和程序代码，培养了学生的创新能力。另外对于有的实验项目，由Proteus仿真完成后，再利用实验箱进行实物验证，仿真和实物相结合，多元化教学大大提高了教学效果。同时将Proteus引入到微机原理与接口实验教学中，充分认识到仿真和实物之间的差异。

2.項目驱动教学方式

传统的实验教学由教师提供本节课实验课内容，实验内容里提供硬件电路图的连接和源代码，每个学生实验内容均是相同。由教师讲授实验目的、实验目标以及实验步骤，并做相关演示。学生阅读电路图和源程序，按照实验步骤在实验箱进行硬件连接，输入提供的源代码，编译运行观看实验结果，记录实验结果，有时实验内容要求对源程序进行简单的修改。整个实验过程中学生被动的吸收占主体，注重观看实验结果，对电路以及源代码尝试修改较少，电路设计和软件设计能力都未得到培养，对实验的目标和实验的意义理解不透彻，更谈不上对知识的综合应用以及灵活创新。

引入项目驱动实验课程设计，每个项目基本涉及8086的系统的结构，接口芯片以及汇编程序设计等子项目。一个项目大概由5个左右成员负责，每个成员负责的内容不相同，每个组之间的项目也不同，避免了大家相互模仿。实验课程以小组为单位进行讨论，讲出自己的设计思路，互相学习;动手完成自己的项目，配合小组整个项目完成。项目驱动实验课程改变传统教师为主导的地位，以学生为主导，每个学生独立思考自主地完成自己的子项目，激发了学生的学习热情，同时也锻炼了学生表达能力、沟通能力和合作能力，学生的综合素质得到了大大的提高。

传统实验内容的考核方式比较单一，除了最后一次实验设计考核外，主要根据平时的实验操作、演示结果和实验报告来进行评分。由于实验内容相同，造成实验结果和实验报告有时候千篇一律，不能体现个体化差异，采用项目驱动教学方式可以有效地避免这种现象发生。

微机原理与接口技术实验室管理采用传统的管理方式，学生必须在有限的时间完成自己的实验，实验室不再对外开放。有时候实验时间结束，学生才刚进入实验状态，不能深入地探索自己的实验和项目。因此实验室有必要采取开放管理模式，给学生提供良好的实验环境，让学生能有更多的时间和实验场所去自由学习和钻研。

结语

本文针对我校微机原理与接口技术课程教学过程出现的问题，提出了相应了改革措施。实践证明微机原理与接口技术课程实验改革实施，提高了学生微型计算机系统硬件和软件的设计能力，锻炼学生独立思考能力和解决问题的能力，增强了团队意识。

参考文献

[1]张妍.“微机原理及应用”研究性教学模式探索与实践[J].天津：实验室科学：2017（4）：117-120.

[2]顾晖，陈越，梁惺彦.微机原理与接口技术：基于8086和Proteus仿真[M].北京：电子工业出版社2011.

[3]陈越，顾晖，梁惺彦.Proteus虚拟仿真在微机原理教学中的应用[J].北京：电子技术应用，2012（1）.

作者简介

龚惠红（1979—），女，湖北，汉，硕士，讲师，研究方向：嵌入式系统。