“微機原理及應用”課程的教學改革探討

摘要：“微機原理及應用”是一門理論豐富、實用性強、學生難學的專業基礎課程。分析了重慶科技學院“微機原理及應用”課程在教學方面存在的問題，分別從理論教學、實驗教學和考核方式上進行了研究和探索，旨在激發學生學習的主動性和積極性，培養學生分析和解決問題的能力。

關鍵詞：微機原理及應用；理論教學；實驗教學

作者簡介：張元濤（1977-），男，重慶人，重慶科技學院電氣與信息工程學院，講師。（重慶 401331）

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）05-0084-02

“微機原理及應用”是高校自動化、電子、計算機等專業的一門理論性和實踐性都很強的專業基礎課程，本課程的任務是通過教學使學生掌握微機系統的基本知識、匯編語言的程序設計方法和基本接口技術（包括存儲器組織、中斷技術和常見接口技術等），為學生學習后續相關課程和將來從事微機硬件及接口技術方面的工作打下一定的理論和實踐基礎。該課程在人才培養方案中起著承前啟后的重要作用，其完成效果直接影響專業人才的培養質量。[1]

一、“微機原理及應用”教學中存在的問題

重慶科技學院電氣與信息工程學院的自動化系、測控系和電氣工程系都開設了“微機原理及應用”課程，學時為48個學時。由于該課程知識點繁雜，理論性和實踐性都較強，學生在有限學時內學好這門課程非常困難。從近幾年的情況來看，學生普遍學習積極性不高，更不會運用知識進行設計。筆者認為造成這種現象的原因主要有以幾方面。

1.理論教學存在的問題

首先是教學內容成舊，與其他相關課程的教學脫節，同時，由于學時有限，教師在教學中也不會涉及32位CPU以及目前CPU的最新技術，因此學生覺得該課程跟現實脫節，實用性差，學習時帶有排斥性。其次是教學內容理論性強、互動性差，教師授課時通常采用PPT和板書進行講解，但PPT多半采用教材上的內容，制作粗糙不生動，教師講到CPU結構、指令系統、總線時序等知識點時，這種單純的理論分析讓學生覺得枯燥乏味，因而學習缺乏積極性和主動性。

2.實驗教學存在的問題

實驗教學中采用的是唐都TD-PIT32位微機原理實驗箱。這些試驗箱裝置主要實現芯片功能的驗證性實驗，學生無需編程只需照著連線圖連接幾根重要的連線即可得出結果，完全沒有發揮學生的自主創新能力，沒有做到理論知識和實踐操作的結合。

3.考核方式存在的問題

考核方式通常采用“6+2+2-出勤”的方式，即期末考試占60%，作業和實驗報告各占20%， 再考慮平時出勤情況。這種考核方式的缺點是作業和實驗報告抄襲情況特別嚴重，學生認為只要交了就能得分，無法檢驗學生掌握知識的程度。同時，由于上課學生人數較多，教師通常采用隨機點名的方式，部分學生存在僥幸心理。

鑒于以上情況，為了提高教學質量，培養學生學習積極性和實踐動手能力，筆者結合近幾年“微機原理及應用”課程的教學實踐，從改革理論教學、實驗教學和考核方式這幾方面進行了探討。

二、理論教學改革

1.教學內容改革

首先教師要精簡教學內容，嚴格按照教育部對該課程的教學基本要求，通過國內外優秀教材的比較研究，確定該課程分為7個知識單元，即微型計算機基礎、微機指令系統、匯編語言程序設計、半導體存儲器、基本輸入輸出技術、中斷系統和常用接口芯片。在明確教學內容的基礎上，在第一次課就應該給學生用圖示表明7個知識單元之間的內在聯系，同時還應說明該課程與相關先行課及后續課之間的關系，可結合一些具體的控制系統實例來激發學生的積極性，體現該課程的重要性。其次在把握教學內容的基礎上，要體現具體知識單元的層次化，[2]分別按照識記、理解、掌握和運用四個由淺入深的層次分類，教師在每章節的課前都應把這些分類給學生說明，章節結束時要總結，這樣可以使學生做到心中有數，主動地去掌握知識要點。最后在保證基本教學內容不受影響的基礎上，應盡量講授一些微機發展的新技術，擴展學生的知識面，使學生覺得這門課程有實用性。比如講解8086功能結構、指令系統、存儲器系統等章節時，可增加32位CPU、雙核、四核等微機最新發展技術和趨勢的內容，簡要說明其與8086的異同，并給出相關參考資料，激發學生的學習興趣。

2.教學方法改革

由于該課程內容的嚴謹性容易造成課堂氣氛沉悶，傳統填鴨式的教學方法往往是教師在講臺上講，學生在下面聽，缺乏互動，無法調動學生的積極性。因此教師在課堂教學中可采用多種教學方法，如案例教學法、形象化教學法、啟發式教學法、歸納式教學法、討論式教學法等，[3]改善課堂氛圍，提高教學效果。同時，應該在制作PPT上多花工夫，使其盡量生動、形象、直觀，能夠抓住學生的眼球，結合教師生動的表達，進一步調動學生的學習主動性。[4]而且對適當章節可借各種軟件進行講授，比如講授存儲器擴展和接口電路章節時，可利用protel來繪制電路圖，并標注數據線、控制線、地址線，這樣除了授課更加形象外，還可以讓學生提前了解protel軟件，為以后設計電路和繪制PCB圖打下基礎。

三、實驗教學改革

實驗教學的目的是在理論教學的基礎上，培養學生實踐動手能力和創新意識，按照教學大綱要求，實驗教學學時僅分配8個學時，要在有限的學時內達到較好的教學效果，筆者認為可以從以下三個層次進行改革。

1.精簡實驗內容

在實驗學時有限的情況下，必須精簡實驗內容，保留核心關鍵實驗。本校采用8086簡單程序設計、8255并口應用實驗、8253定時器/計數器應用實驗和波形發生器應用實驗作為課堂實驗，采用一個綜合實驗作為課后考查實驗。8086簡單程序設計實驗主要讓學生熟悉匯編語言開發環境和簡單順序、分支和循環程序的運用，后面三個實驗主要讓學生分別掌握并行接口芯片8255、定時器/計數器芯片8253和模數轉換芯片DAC0832的運用，最后的綜合實驗則讓學生結合各種芯片運用來設計一個簡單控制系統。

2.擴展驗證性實驗為創意設計性實驗

傳統的驗證性實驗無法鍛煉學生的實踐動手能力。首先在上實驗課之前，教師要求學生按實驗指導書內容進行實驗預習。[5]然后上課時教師進行實驗演示，教師應說明實驗線路如何連接，為什么這么連接，重點說明程序的執行流程，實驗結果如何得到，學生再自己親自動手操作。在完成基本驗證性實驗的基礎上，教師可將學生分成不同組，對每組提出一個不同的創意設計性實驗題目，[6]要求學生運用已有知識發揮創造性思維，選用不同電路和編程方法，啟發學生從不同的角度掌握知識，同時培養學生的團隊協作能力。教師在實驗過程中適當給予指導，最后進行分析總結。

3.合理安排綜合實驗的選題

綜合實驗著重考查學生綜合運用知識的能力，教師應選擇接近生活、學生感興趣的數據采集和處理系統，比如交通燈控制系統、智力測驗搶答器、數字收音機等。還是教師將學生分組，為每組提出一個不同的題目，要求學生課后自行查詢資料，在規定的時間內完成綜合實驗設計任務。

四、考核方式改革

考核方式要求能全面、客觀、公正地反映學生的學習情況，如實際動手能力、分析解決問題能力和創新能力，才能真正檢驗教學效果。改變原來以期末考試、作業和實驗報告成績為基礎的“6+2+2-出勤”考核方式，采用“6+1+2+1-出勤”的考核方式。期末考試成績占60%，作業占10%，但為了避免作業抄襲情況的發生，評講作業時改變原來由教師講解的方式，變為每道題由教師隨機點名來決定是由哪一位學生講解，把講解情況作為該次作業的評分標準。如果學生沒有講解清楚再由教師講解，教師可以多抽幾個學生講解，對那些沒有抽到的學生則依據作業評分，缺勤的學生即使交了作業該次作業也記為零分。課堂實驗占20%，課后綜合實驗占10%，成績每次由各個創意設計性實驗題目和綜合實驗題目的答辯情況和報告情況綜合評分，教師采取每組隨機點名的形式讓學生進行答辯并評分，評分成績作為整個小組答辯成績，缺勤的學生即使交了報告該次實驗總成績也記為零分。出勤考核仍然采用隨機點名的方式，但教師應著重點名出勤情況較差的同學。這種考核方式有助于調動學生的學習積極性和主動性，培養學生實踐動手能力、創造性思維能力、集體榮譽感，同時間接提高了學生的出勤率。

五、結束語

“微機原理及應用”這門課程的理論性和實踐性都很強、知識點繁雜、概念抽象、學生學習難度大，考慮到該門課程在專業培養體系中的重要地位，為了提高教學質量，探討其教學改革是當前重要的任務。本文針對重慶科技學院該門課程在教學過程中存在的問題，分別從理論教學、實驗教學和考核方式方面提出了一些自己的見解和策略，目的是調動學生的學習積極性，提高學生的綜合素質，改善教學效果，在今后的教學實踐中會逐步運用這些方法來檢驗其可行性。

參考文獻：

[1]賀杰，何高明，郭慧.微機原理與接口技術理論和實驗教學改革的探索[J].梧州學院學報，2012，22（3）：86-88.

[2]盧清平，蘇守寶.《微機原理與接口》課程的教學思考與實踐[J].實驗科學與技術，2012，10（2）：94-96，99.

[3]韓松.“微機原理與接口技術”教學改革與探討[J].中國電力教育，2012，（10）：79-80.

[4]郭福洲.《微機原理與接口技術》課程教學設計[J]，電子世界，

2012，（2）：74-75.

[5]龍祖強，張登玉，許岳兵，等.微機原理與接口技術的實驗教學現狀與改革[J].軟件導刊，2011，10（12）：193-194.

[6]鄒琦萍，阮忠.《微機原理及接口技術》的教學改革探討[J].福建電腦，2012，（3）：199，189.

（責任編輯：宋秀麗）