《微機原理與接口技術》課程教改研究

葉彥斐　李志華　陳蓉

【摘 要】針對微機原理及接口技術課程知識點繁雜、易被人為割裂、匯編語言不易掌握等問題，結合卓越工程師培養要求，本文提出案例導入式、問題式及與C語言對比教學等新的教學模式，可以充分激發學生學習主動性、創造性，有效提升創新能力。

【關鍵詞】微機原理及接口技術；教學改革；案例導入；對比教學

0 引言

《微機原理及接口技術》課程是電氣信息類、自動化類、機械類等專業學生的重要專業基礎課程，是學好后續課程，如單片機、ARM、DSP 等的必備基礎和重要前提。[1]“卓越工程師教育培養計劃”旨在培養創新能力強、適應經濟社會發展需要的各種類型的優秀工程師后備軍。[2]這就要求高校調整人才培養目標定位、改革人才培養模式，強化培養學生的自主學習能力、創新意識和探索未知領域的興趣，提高學生解決工程實際問題的能力。開展課程案例導入式及與C 語言對比教學改革與研究，對學生加深微機系統整體理論概念理解，提高采用微機設計開發實際測控系統的能力具有重要意義。

1 教改思路

教學改革的指導思想是：“寓學于用，學以致用，學用結合，以用促學，用中提高”，提高學生學習、研發微機應用系統的創新應用能力。

開展案例導入教學模式改革和研究，為學生建立微機應用系統設計與開發的整體概念，避免目前知識點被人為割裂、學生在學習后感覺各章節孤立、無法融會貫通的問題。強調講學交互、學思結合，學習結束即完成了一個微機應用系統的設計，激發學生學習主動性、創造性。

C語言是大部分工科自動化相關專業的一門基礎課，并且學生在參加計算機等級考試時多選考C語言，大多數同學對C語言比較重視，掌握得也比較好。因此通過C語言與匯編語言的比較式啟發教學，使學生能借C語言基礎促進匯編學習，加深對匯編語言的理解，更快地掌握匯編語言，做到事半功倍；反過來也可促進他們從更深層次深入理解C語言，提高C語言編程能力，提升在嵌入式系統開發時經常采用的C語言嵌入匯編語言進行混合編程的實際應用水平。

2 教改內容

2.1 案例導入式和問題式教學模式研究

《微機原理及接口技術》課程教學中的一大難題是局部和整體的矛盾解決，即微型計算機系統是一個整體，一旦系統運行各部分都同時工作，各部分對應的知識點本身不存在誰先誰后，而教學中內容的講解只能一部分一部分進行，如何讓學生先建立整體概念再逐一講解，最后回到整體并有升華，是微型計算機老師不停探索的問題。[3]對大模塊（CPU、存儲器、總線、指令系統）的整體觀一般是通過模型機來解決。我們建立了如圖1所示的典型微機測控案例，通過案例和問題導入相融合，通過教學內容的模塊化組合解決這一難題。8253、8255、8251、ADC、DAC單一問題討論并不困難，但它們在微機應用系統中的作用及與接口概念的聯系，采用傳統教學方法效果不好；通過建立典型微機測控系統案例，能夠讓學生先居高臨下，再各個擊破，最后回到整體并有升華。

設計的微機測控系統案例，可以導入課程中的所有常規可編程芯片和A＼D、D＼A轉換功能，是一個十分具有代表性且有專業特色的案例——根據實際自動氣象測控系統的功能要求，提出要解決的問題，然后逐一推進解決，達到知識由易到難，由簡到繁，由局部到全局的知識傳授過程和自主思考過程。提出問題后，首先由學生思考和查閱資料，明確要解決的問題，理清解決問題的思路和最終目標，在學習中做到問題清楚，思路清晰，目標明確。

圖1 典型自動氣象測控系統原理框圖

設計的案例既能很好地體現和融合將要學習的各個芯片的功能和應用，又能了解測控自動化系統要求。在分析系統的功能以及實現這些功能需要哪些可編程芯片的基礎上提出問題，展開對這些問題的討論，提出解決辦法，引出常規芯片，然后逐一解決，最后自然形成整體理念和設計思想。

2.2 匯編語言與C語言比較教學研究

學生在學習匯編語言時，需要依據計算機的處理方式， “設身處地”地從計算機的角度思考問題，這往往是學習匯編語言的最大障礙。如果不能克服，即使掌握了各種尋址方式和指令系統，也很難寫出功能稍復雜的程序，甚至產生厭學、抵觸情緒，給課程學習帶來困難。

由于C語言是大部分工科自動化相關專業的一門基礎課，并且學生在參加計算機等級考試時多選考C語言，大多數同學對C語言比較重視，掌握得也比較好。因此通過C語言與匯編語言的比較教學，使學生能借C語言基礎促進匯編學習，提高學生對匯編語言的理解，快速掌握匯編語言，做到事半功倍。

對比教學的內容包括：

1）基于高級語言對匯編語言的數據訪問進行理解

如從常量、變量、數組等數據的訪問來對比兩種語言；以C語言為參照，列出各種控制結構對應的匯編語言框架，采用一些與C語言關鍵字如else，default等接近的標識符定義，讓學生比較容易看清楚語句之間的跳轉關系和程序的邏輯結構。

2）匯編語言與C語言程序結構比較

不同語言程序結構是相通的，但實現方法不同，通過比較教學可以快速切入，還具有溫故而知新的效果。

3）對于匯編語言中的一些關鍵知識點，如DOS功能調用可以與C語言中輸入輸出函數進行類比等等。

比較教學有助于學生較快地掌握匯編語言，并且反過來也會加深對C語言的理解，不僅提高C語言的編程能力，而且對在嵌入式系統開發中經常用到的在C語言中嵌入匯編的應用問題有了實質性提高。

3 教改特色

教學改革把培養創新型應用人才作為首要目標，注重學生解決問題的能力、探究的精神和個性品質，強調啟發式教學、發現式學習和互動合作式學習，充分利用現代教育技術，強調學生的創新能動性和個性化發展。[4]

強調講學交互、學思結合，學習結束即完成了一個微機應用系統的設計，激發學生學習主動性、創造性，提高學生學習、研發微機應用系統的創新應用能力。

對比教學有助于學生較快地掌握匯編語言，反過來也可促進他們從更深層次深入理解C語言，提高C語言編程能力，提升在嵌入式系統開發時經常采用的C語言嵌入匯編語言進行混合編程的實際應用水平。

4 結語

教學實踐證明，本文提出的案例導入式、問題式教學模式，可以解決《微機原理與接口技術》課程知識點繁雜、易被人為割裂等問題，幫助學生融會貫通、熟練掌握課程知識體系；比較式啟發教學，使學生能借C語言基礎促進匯編學習，加深對匯編語言的理解和掌握，做到事半功倍?？傊窘谈姆椒梢猿浞旨ぐl學生學習主動性、創造性，有效提升創新能力。

【參考文獻】

[1]張紅民，王艷.微機原理及應用教材與教學內容改革思考[J].理工高教研究，2009，28（5）：105-108.

[2]教育部關于實施“卓越工程師教育培養計劃”的若干意見（征求意見稿）[Z].2010，6.

[3]張穎超，葉彥斐.微機原理與接口技術[M].北京：電子工業出版社，2012，2.

[4]張敏，鞠春花.大學生創新能力的培養的研究[J].教育探索，2013（9）：105-106.

[責任編輯：田吉捷]