案例教學法在微機接口技術課程設計實踐教學中的應用

徐永華

（金陵科技學院信息技術學院，南京 211169）

案例教學法在微機接口技術課程設計實踐教學中的應用

徐永華

（金陵科技學院信息技術學院，南京 211169）

微機接口技術課程是電子信息類專業的核心課程之一，根據其專業性較強，專業知識抽象的特點，進行了微機接口技術的課程設計實踐教學?；诖?，采用案例教學法對課程設計的實踐教學意義和內容加以介紹，并總結了實施中存在的問題和解決辦法，以期達到更好的教學效果。

微機接口技術;案例教學;綜合課程設計

微機接口技術［1～3］是一門原理性很強的課程，同時也是一門工程性很強的應用技術類課程。課程培養學生掌握計算機科學與應用技術中硬件技術基礎和軟硬件綜合的應用技術。它是計算機各專業的專業必修課。它的任務是學習以80x86微處理器為核心的微機的工作原理，主要是微機系統中各類接口芯片的結構和應用技術，使學生具備計算機硬件接口與匯編語言的綜合應用技術水平［4］，為計算機各專業的學習和應用奠定硬件技術基礎。但往往由于該門課程的專業理論知識較為抽象，學生理解和應用存在一定的困難，最終導致厭學，近年來，筆者在過去驗證性、應用性實驗的基礎上充分利用教育、教學資源采用案例教學法，開展微機接口技術的綜合課程設計的實踐教學，授課教師只提供基本的設計思路和設計的關鍵技術，不提供電路設計方案和完整的程序代碼，學生通過查閱相關資料，明確設計思路，完成方案設計，開發并且調試源程序，分析實驗現象，得出實驗結論，書寫實驗報告。學生通過綜合性課程設計這一環節，建立了通過編程控制芯片的設計流程，提高了實際的動手能力，收效較好。

一、案例教學法的方法和優勢

與傳統的教學方法相比，案例教學［5］是以案例為基本教學材料，通過討論或者研討來進行學習的一種教學方法。其特點是:1）鼓勵學生去思考、去創造;2）引導學生變注重知識為注重能力;3）注重師—生與生—生之間的雙向交流。通過學生從直接、間接兩種途徑去發現、學習、總結知識的過程，將學生被動“學”的學習過程轉為主動“發現”的探索過程。案例教學法改變了傳統的知識型教學模式，以開發學生潛能、培養學生創新的思維能力、實踐的動手能力為主要目標，教學方式從“教為中心”向“學為中心”轉變，教師授課從填鴨式教學改變為學生參與式學習。這類教學活動的開展主要目的在于啟發引導學生對案例涉及的問題進行思考、分析、設計和實現，促進學員學習方式的改變。以理論教學為主線，穿插案例教學，可以最大限度地提高學生的認知水平，從而有效地提高了學生的學習效率。

二、綜合性課程設計方案

案例教學法的設計思路一般是“教師提供教學目標與任務—學生查閱資料分析問題—學生提出解決方案—教師指點修正—學生最終實現，其中貫穿教師對學生的評價與學生的自我評價”。具體實施方案:

（一）確定案例

案例的選擇是實施案例教學的重要前提。選擇案例的幾個原則是:1）明確的任務;2）貼近現實生活;3）具有較強的實踐性和可操作性;4）案例的多元化，選擇各種類型的案例組合;5）案例材料要言簡意賅，便于學生閱讀和理解，使學生樂于去分析思考。最終確定微機接口技術課程設計的任務為以下八個課題:交通信號燈控制、電子鐘程序設計、基于PC機的電子琴設計、家用電風扇程序設計、競賽搶答器設計、轉速表設計、數據采集系統、洗衣機洗衣程序。學生按照需求從這八個課題中選擇一個結合偉福Lab8000系列通用微控制器實驗系統模擬實際的應用。

（二）設計分組，明確任務，下達任務書

分組管理中首先需要注意的是學生的實際水平和實際動手能力。由于學生的個體差異性，在知識掌握和運用方面可能存在一些差異。有些學生的分析、理解能力較強，但實際動手能力卻較差;而有些學生動手能力一般，但分析問題和解決問題的能力比較強，因此，進行小組劃分前，需要充分了解學生的各自優勢與弊端，把不同類型的學生劃分到一個小組中，最終人數每組確定在3—4個人，選出其中所有能力都較強的擔任小組組長，下達任務書，并由小組長給出分工，包含完成任務所需掌握的理論知識點、儀器設備、設計內容及要求，以20個學時的交通信號燈控制為例，說明任務書所含的基本內容。

1.課程設計的目的和要求

（1）了解交通燈管理的基本工作原理。

（2）熟悉8259A中斷控制器的工作原理和應用編程。

（3）熟悉8255A并行接口的各種工作方式和應用。

（4）熟悉8253計數器/定時器的工作方式及應用編程，掌握利用軟硬件相結合定時的方法。

（5）掌握多位LED顯示問題的解決。

2.課程設計的內容

設有一十字路口，其道路為南北方向和東西方向，南北、東西各用一組發光二極管表示，此路口的交通信號燈的亮滅的規律如下:

（1）東西方向車輛放行40秒鐘。即東西方向的綠燈點亮40秒，南北方向的紅燈同時點亮45秒。

（2）40秒后，東西方向的黃燈閃爍5秒鐘，以警示車輛將切換紅綠燈。此時南北方向仍維持紅燈點亮。

（3）東西方向的黃燈閃爍5秒鐘后，轉為南北方向放行30秒鐘。即東西方向的紅燈點亮35秒，南北方向的綠燈同時點亮30秒鐘。

（4）南北方向放行30秒鐘后，轉為南北方向的黃燈閃爍5秒鐘，以警示將切換紅綠燈。此時東西方向仍維持紅燈點亮。

（5）南北方向的黃燈閃爍5秒鐘后，再轉為東西方向車輛放行40秒。如此循環重復。

在東西、南北方向亮燈期間，在2位數碼管上顯示倒計時計數值（每秒減1）。

3.儀器設備

并行接口芯片8255A、定時計數器芯片8253、中斷控制器8259A、發光二極管（紅、綠、黃三色各兩個）、數碼管四只和若干導線等。

4.設計思路及流程圖

（1）交通信號燈（發光二極管）以及數碼管顯示可由8255A進行控制，南北方向和東西方向各安排一組發光二極管，每組有紅、綠、黃三色。每個方向各安排兩個數碼管，分別顯示南北向和東西向的相關信號燈亮的剩余時間，數碼管的段碼和位碼也由8255A的相應引腳控制，位碼主要控制由哪幾個數碼管顯示，段碼主要控制數碼管顯示的數字。

（2）交通信號燈亮滅延遲的時間以及數碼管顯示的時間由8253進行控制，數碼管在顯示的時候是每隔1秒更新一次，更新動作的觸發是由8259A實現的。

流程圖有三個方面:一個是主程序流程圖，一個是時間顯示子程序流程圖，一個是中斷服務程序流程圖。

（三）項目實施和指導

實施過程中，注意過程監控，定期檢查進展情況、召開團隊會議、討論所出現的問題及解決辦法，關注并檢查學生的工作情況。指導教師對設計過程中發現的問題給予指導，同時檢查學生的階段性成果。在學生遇到問題時及時予以解惑，但如果學生所提出的問題是一些共性問題，要匯總后給出專題指導，如編碼、調試、引腳含義、文檔寫作等等。

（四）考核和驗收

歷來，學生在課程設計中嚴重的抄襲行為導致成績差距不大，學生學習的積極性受挫，因此，制定行之有效的考核辦法也將使學生更加積極與努力地開展課程設計工作，考核依據是按照學生最終提交的電子產品和課程設計報告，但充分考慮到了學生是否實際動手做，因此，在評分時，要綜合考慮過程監控中的成績、考勤、演示產品的熟練程度、回答教師提問的準確程度、課程設計報告規范撰寫程度，以及是否具有創新性。具體來說，考核分為四個部分:第一部分為平時表現，占總成績的20%，主要包括平時出勤、態度，過程監控中的教師評分;第二部分為實驗的結果和代碼，占20%，根據每一個案例最終要完成的要求分解成若干小的模塊任務，按照最終完成的模塊任務單完成分值評定;第三部分是設計報告（說明書），占40%;第四部分是答辯情況，占20%，包含對自己設計的總結和對老師提問的解釋說明，如果提交的電子文檔或者答辯時被認為不是學生自己獨立完成的，或者雷同現象嚴重將視其情況扣分或記零分，這樣加大了教師課程設計過程中的監管力度。其中第一、第二和第四部分合在一起作為平時成績，第三部分作為期末成績。

三、實施中的問題與解決辦法

（一）充分準備，認真編寫課程設計指導書

課程設計是在以學習過該課程的基礎上完成，因此，在編寫設計指導書的時候要充分了解學情，分析學生已具備的知識和技能，找到切合的實際案例，針對實際案例，教師首先要非常熟悉案例所涉及的知識點，對于不理解或者有疑惑的，一定要查閱資料或者與同行討論來理解透徹。其次，教師對教學環節充分掌握，在備課過程中也要考慮到在案例教學實施過程中學生將出現的問題，這樣才能保障良好的教學效果。

（二）認真檢查，完善學生的解決方案

由于學生對知識的掌握程度和理解問題的能力具有差異，在最初設計解決方案時可能會不完善，因此要求指導教師認真檢查每組學生的設計方案，指出可能會帶來的問題和不足之處，便于學生在實現過程中更加流暢。此外，選擇一些優秀的設計方案，尤其是具有一定創新的思路，教師輔助，學生動手完成課程設計，最終評述所得創新工作的意義，通過這種自己設計方案、自己動手操作的方式，極大地喚起學生的學習興趣。

（三）鼓勵學生采用不同的形式展開實驗

在學生熟練掌握已有知識的基礎上，發揮其創造潛能，鼓勵學生大膽地嘗試，比如選用不同電路和不同編程方法都給予肯定。而教師每一項任務下發之前，首先要提出一些問題，解釋性地說明如何拓展思路，然后讓學生進行思考，重新設計符合的方案。通過這種模式極大地喚起學生的學習興趣，充分挖掘學生的創造能力，對開闊學生知識視野，培養學生分析問題的能力、解決問題的能力具有積極的作用。

（四）角色定位，教師主體變為學生主體

在實際教學指導中，要轉變傳統的理論教學模式，教師與學生的關系是“師生互補，教學相輔”，應充分發揮學生的主動性，以學生為主體，重視學生的參與，提高學生發現問題、檢索文獻、解決問題的能力，但需要強調的是教師對課堂的有效組織和控制能力，形成一個有利于提高學生動手能力、拓展學生的知識水平、提高學生的實際動手能力、激發學生創造力的良好氛圍。

四、結語

對于微機接口技術這門原理性較強的課程，如果采用傳統的教學方法，會使學生的創造性思維和學習的主動性受限，也不利于學生對理論知識進行融會貫通。因此，引入綜合課程設計實踐，以項目案例引入，由教師進行指導，學生主動查閱文獻知識完成，激發了學生的學習興趣，極大地提高了學生的動手能力和分析問題、解決問題的能力，調動了學生的主動性。

:

［1］崔文華，王寧，王宇，等.微機原理與接口技術實驗教學規劃與實踐［J］.實驗室研究與探索，2011，（9）:161－164.

［2］周明德.微型計算機系統原理及應用［M］.北京:清華大學出版社.

［3］邵鴻余.微機原理與接口技術［M］.北京:北京航空航天大學出版社.

［4］孫丹嶺，蔣方炎.匯編語言和微機接口技術實驗教學探討［J］.計算機教育，2011，（17）:43－45.

［5］張家軍，靳玉樂.論案例教學的本質與特點［J］.中國教育學刊，2004，（1）:48－50.

The Application of Case Teaching in Computer Interface Technology Class Design Practice

XU Yong-hua
（School of Information Technology，Jinlin Institute of Technology，Nanjing 211169，China）

Computer Interface Technology is one of the main courses of electronic information majors.According to its features of being highly professional and abstruse professional knowledge，Computer Interface Technology class design practice teaching is conducted.This paper introduces the significance and contents of the application of case teaching in class design practice teaching and summarizes problems and solutions in its implementation process in order to gain better teaching effect.

Computer Interface Technology;case teaching;comprehensive course design

G642

A

1001－7836（2012）12－0085－03

10.3969/j.issn.1001－7836.2012.12.036

2012－11－05

徐永華（1971－），男，江蘇如皋人，講師，軟件設計師，碩士，從事計算機網絡與數據挖掘研究。