微機原理與接口技術理論和實驗教學改革的探索

賀 杰，何高明，郭 慧

（1.2.3.梧州學院，廣西 梧州 543002）

微機原理與接口技術理論和實驗教學改革的探索

賀 杰1，何高明2，郭 慧3

（1.2.3.梧州學院，廣西 梧州 543002）

分析梧州學院微機原理與接口技術課程在教學方面存在的問題。在理論教學方面，對教學內容做了調整，設計了較為科學的多媒體教學課件；在實驗教學方面，根據學生實際水平編寫了院內專用實驗教材；在考核形式上采用理論和實驗并重的方法，促使學生真正學到知識。實際教學效果表明改革效果較好。

理論教學 實驗教學 考核形式

“微機原理與接口技術”課程是計算機專業和電子類專業的一門專業基礎課，在我國電氣信息類專業的教學計劃中，它是核心課程之一，在人才培養方案中起著承前啟后的重要作用，因此該課程在計算機類和電子類課程中占有非常重要的地位[1-2]。目前，在我國的計算機學科各專業中，該課程都是核心課程之一，它是學好其他專業課程的基礎和保證。隨著計算機應用的發展，該課程的應用范圍逐步擴大，在其他非計算機專業的相關專業方向中也開設了這門課程。

梧州學院計算機科學系、電子信息工程系和數理系都開設了 “微機原理與接口技術”課程。作為高等院校中相應專業的主要課程之一，如何提高教學質量，使得學生能學好這門課程，并能進行創新設計是本課程的教學改革重點之一。從往年梧州學院計算機科學系的學生學習情況來看，部分學生在學習該課程的時候，會感到該課程難學，主要體現在對匯編語言編寫的語言不熟悉，加上對芯片的工作原理不清楚，覺得學起來枯燥乏味，更談不上使用學到的知識進行設計了。出現這些問題的主要原因有如下這幾個方面。

1.理論教學方面。該課程的理論性較強，在講述的時候主要通過黑板板書，學生在聽課的時候會覺得很枯燥，提不起興趣，對主要芯片的原理更是記不住。

2.實驗教學方面。由于梧州學院微機原理實驗室的設備比較落后，很多設備都不能正常使用，并且該課程的實驗課時相對來說較少。在實驗課程中，往往很多學生共用一臺實驗設備，導致學生自主參加實驗的機會大大減少。另外，由于理論學習時對該課程的主要內容掌握不好，也嚴重地影響了實驗的教學。

3.考試形式方面。該課程的考核方式主要是試卷的形式。這樣會促使學生通過死記硬背的方法來學習，導致總體的教學效果下降。

筆者在近幾年的微機原理與接口技術課程的教學中，經過不斷探索，努力尋求一種更好的方法，來提高該課程的教學效果，使得學生能有興趣去學，能為所用。鑒于以上的問題，為了提高該課程的教學效果和學生的實踐動手能力，在以下幾個方面進行改革。

一、理論教學的改革

自從上世紀70年代，微機技術有著突飛猛進的發展，應用也滲透到各行各業。雖然微機接口方面各種接口芯片的應用技術發展很快，但是該課程總的體系結構和基本理論仍然沒有變化。目前在廣西區乃至我國很多高校開設這門課程主要側重對基本理論知識的講解，而忽視了學生的實踐動手能力和綜合思維能力，為了提高學生的理論聯系實際能力、自主動手能力和創新能力，需要在理論知識的講授中進行適當調整。

針對本門課程的理論教學，設計了一套較為科學的多媒體教學課件，嘗試加入新的元素，將該課程分為基礎知識、核心知識和案例知識三個部分。基礎知識部分主要介紹微機的基本工作原理和特性結構等，讓學生對這些基本知識有所掌握，并為后面的實驗教學做好準備和奠定基礎。核心知識部分則主要介紹接口技術部分內容。該部分內容主要是一些常見的接口芯片的工作原理與特性，筆者在講授時，還根據實際的應用需要，增加一些較為先進的技術。在學習了前面兩個部分內容后，學生對微機原理與接口技術的內容有了解，再介紹案例知識。案例知識主要用在實驗教學中，可以提高學生的動手能力和思考問題的積極性。將所學到的內容用在實際的案例中，鞏固前面的基礎知識和核心知識，并進行創新性實驗，提高所學知識的綜合運用能力，進一步解決了理論與實際應用脫節的問題[3]。

二、實驗教學改革

在實驗教學方面，根據計算機科學系學生課程體系偏軟件的特點，除了注重軟件設計能力，還要把硬件知識和軟件設計結合起來[4]。因此，把實驗內容分為三個層次，分別是驗證性實驗、設計性實驗和綜合實驗。根據梧州學院學生的實際情況，結合目前使用的實驗系統，編寫了學院內部使用的實驗教材，把實驗教學按驗證性實驗、設計性實驗和綜合性實驗進行合理的調整。

驗證性實驗主要以基礎實驗為主，實驗目的主要讓學生理解硬件芯片的基本工作原理，對軟件方面要求相對輕。實驗內容以單元實驗為基礎，主要包括譯碼器實驗、數碼管驅動實驗、計數器實驗、并行接口實驗和串行接口實驗。通過實驗使學生掌握計算機軟、硬件工作原理及常用接口芯片的功能和基本用法。實驗一般安排在相關章節的理論教學結束時進行，讓學生加深對相關硬件工作原理的理解。

設計性實驗以某個接口芯片為中心，主要實現與該芯片相關的一些基本應用。應用領域主要是學生日常生活熟悉的方面，從而讓學生體會到該課程的實際應用價值，提高學生的學習積極性。該部分使用除了要求學生掌握硬件芯片的工作原理之外，重點還要結合硬件的連接方法，通過軟件編程來實現相應的功能，因此對軟件方面的要求相對較高。綜合實驗是在前面實驗的基礎上進行的，在學生了解各種芯片的基本原理和應用后，要求學生能把多個芯片結合起來，設計出一個功能較為復雜的應用系統。實驗實施的方法可以是以小項目的形式或者課程設計的形式進行。學生主要以小組為單位，實驗時間安排除了在實驗教學時進行，還可以讓學生自己在課余時間進入實驗室自行安排。設計過程中，指導教師隨時檢查并掌握學生的設計情況，解答疑難問題，指導學生完成設計內容。

三、考核形式的改革

為更好地檢驗教學的效果，全面、客觀、公正地反映學生的學習情況及實際能力，實驗考試成績應體現出學生動手能力、分析解決問題能力及創新能力，改變過去以筆試考試成績和出勤率為基礎的做法，而將實驗成績和筆試成績相結合，在實驗成績根據各實驗的難度設置不同的評分標準，這樣有助于督促學生自覺地提高自己的動手能力，以改變學生死記硬背的學習方法。調整總評成績中理論知識分數與實際操作分數的比重，從只考理論知識，到注重過程考核和綜合能力測試，促進學生知識的積累，避免學生考前突擊和死記硬背，使學生真正學到知識。

四、改革效果分析

用以上的改革方法，對試行教改的2006-2008級的計算機本科5班、6班學生的微機原理與接口 技術課程考核成績分析如表1和圖1所示。

表1 2006-2008級計算機本科5班、6班學生考核分析表

圖1 2006-2008級計算機本科5班、6班微機原理與接口技術成績分析圖

對以上數據比較可以看出，學習該課程學生的整體水平有所提高，及格率保持在較高的水平，隨教改的進展逐年提高，表明改革效果較為良好。

[1]王亭嶺,熊軍華.“微機原理與接口技術”教學方法研究[J].中國電力教育,2010 （1）：99-100.

[2]馬旭東,顧群,陳正綱,戴先中.32位環境下微機原理與接口實踐教學改革探討[J].電氣電子教學學報,2006（4）：5-9.

[3]湯曉安,王文惠,郝建新,鄒江威.“精講多練”打造《微機原理與接口技術》精品課程[J].高等教育研究學報,2007（2）：58-59,87.

[4]謝勤嵐.微機原理課程教學改革的探討[J].理工高教研究,2009 （4）：135-136.

G642.4

A

1673-8535（2012）03-0086-03

2012-04-21

梧州學院教育教學改革工程項目（wyjg2008C003）

賀杰（1982-），男，湖南益陽人，梧州學院講師，碩士，研究方向：計算機網絡、多媒體技術方面的教學與科研。

何高明（1980-），男，湖北咸寧人，梧州學院講師，碩士，研究方向：嵌入式系統、物聯網方面的教學與科研。

郭慧（1981-），女，廣西梧州人，梧州學院講師，碩士，研究方向：無線傳感器網絡、圖像壓縮方面的教學與科研。