“微機原理與接口技術”課程教學改革探索

邱應強

摘 要：為了提高教學效果，我校電子信息類專業將“微機原理與接口技術”和“單片機原理與應用”課程合二為一。本文從課程教學內容、教學方法和教學目標三方面探索“微機原理與接口技術”課程教學改革。

關鍵詞：微機原理；教學改革；教學內容；教學方法；教學目標

“微機原理與接口技術”和“單片機原理與應用”是大多院校電子信息類的專業課程。微處理器日新月異，早已進入64位時代。對于本科生，如果直接學習32位、64位的微機系統原理，需要掌握的相關背景知識太多，容易陷入技術泥潭。傳統“微機原理”偏重于系統理論，講授的16位8086/8088 CPU早已退出應用舞臺，而“單片機”側重于應用，講授的51系列單片機仍在應用中占有一席之地。由于兩者在內容上、形式上有較大交叉，我校將兩門課程合二為一，安排45學時課堂教學，28學時實驗教學。下面將從教學內容、教學方法和教學目標三方面分別結合“教什么與學什么？”、“怎么教與怎么學？”和“教到什么程度與學到什么程度？”探討課程教學改革。

1課程教學內容探索

每個專業知識體系由知識領域、知識單元和知識點三個層次組成，專業知識體系分成學科基礎知識體系和專業方向知識體系。電子信息類學科基礎知識體系由電路與電子學知識領域、信號系統與控制知識體系、計算機知識領域和電磁場知識領域這四個基本知識領域構成。傳統的“微機原理”課程作為計算機知識領域的專業基礎課，與計算機基礎、C語言、數字電子技術等先導課程緊密相聯，同時又是單片機原理與應用、嵌入式系統與應用、現代計算機體系結構等后續課程的理論基礎。該課程在上述學科前三個基礎知識領域與電子信息類各專業方向知識體系之間起承上啟下的作用。

由于各領域不同的應用需求，微機系統形成了以PC機為代表的通用微機系統和以單片機、ARM、SOC等為代表的嵌入式計算機系統兩大分支。盡管外形上有很大差異，兩分支由于“本是同根生”，都由基本的馮·諾依曼結構計算機工作原理演變而來，存在很多共性的知識點。因此，課堂教學應首先從硬件系統和軟件系統來把握微機系統架構及工作原理。51系列單片機“麻雀雖小五臟俱全”，包含了運算器、控制器、存儲器和輸入/輸出五大部件，容易理解和掌握，有廣泛的應用背景，易于開展實驗、實踐活動。因此，明確微機系統基本工作原理后，著重講授51系列單片機工作原理和實際應用開發方法。

教學是教師的教和學生的學所組成的一種人類特有的人才培養活動。站上講臺，教師要明確教什么，讓學生明白需要學什么，幫助學生建立學科體系。

2課程教學方法探索

該課程具有較強的理論性和應用性，課程內容比較抽象，如何提高課程教學效果，需要深入探索“怎么教與怎么學？”。

2.1課堂授課方式探索

隨著現代化多媒體教學方式的普及，傳統的純板書教學方式逐步被多媒體投影的教學方式所取代。現代化的教學方式可聲形結合、圖文并茂地給學生帶來不同的學習體驗，但也存在不少的弊端。對此，我們根據課程具體教學內容采用傳統板書與現代化多媒體相結合的方式進行授課，不僅給學生帶來圖文并茂的學習體驗，同時對于重點和難點知識，采用板書形式循序漸進地引導學生，以互動方式幫助學生更好地理解，提高教學效果。

本課程部分內容比較抽象，難于理解，在講授時可采用日常生活的例子來類比，將抽象內容形象化、生動化。如空操作指令“NOP”比作部分同學在課堂上打瞌睡，引起哄堂大笑，活躍課堂氣氛的同時，也提醒同學不要虛度光陰。由于課程內容自成完整體系，需注重課程前后知識點的連貫銜接，在授課過程一旦新知識點與學過的知識點相關時，引導學生通過回顧將前后知識點有機結合，形成完善的課程體系。此外，課程在學科專業體系中承上啟下，授課過程中要注重相關課程的銜接，幫助學生建立專業知識體系。

2.2注重實驗實踐環節

本課程實踐性、應用性強，僅通過課堂教學來掌握基本系統概念、工作原理、設計原則和方法是不夠的。尤其在當今大力提倡以培養創新能力為核心的素質教育中，必須將理論和實踐緊密結合起來，用理論來指導實踐，用實踐來強化理論。因此，要注重實驗、實踐教學環節，合理設計實驗課程內容，并采用探究式教學方法以教師為主導、學生為主體，調動學生的積極性，挖掘學生學習潛力，變被動接收為主動探求，“做中學，學中做”，做到學以致用、活學活用。

3課程教學目標探索

微機系統理論基礎是原理性的，盡管微處理器技術在不斷更新換代，但是從計算機面世以來其基本原理沒有太大的改變，依舊是馮·諾依曼體系結構。因此，課程先拋開具體的微處理器型號，把握通用微機系統和嵌入式計算機系統的共性，建立起微機系統軟、硬件體系架構，并了解微機技術的發展趨勢，為后續課程奠定好理論基礎。然后學習比較容易入手的51系列單片機工作原理和實際開發應用方法，掌握51系列單片機應用系統的軟、硬件設計開發調試方法，鍛煉提高工程實踐能力，同時夯實對微機系統軟、硬件體系架構的理解。對于“教到什么程度與學到什么程度？”，教學目標是讓學生掌握微機系統理論基礎并具備單片機系統的實際應用開發能力。

4結束語

本課程是高等院校電子信息類專業必修的專業基礎課。我校電子信息類專業將“微機原理與接口技術”和“單片機原理與應用”課程合二為一，結合“教什么與學什么？”、“怎么教與怎么學？”和“教到什么程度與學到什么程度？”從課程教學內容、教學方法和教學目標對課程教學改革進行了探索，讓學生更好地掌握微機系統理論基礎和單片機系統開發方法。

參考文獻：

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