“微機原理與接口技術”實踐教學改革與探索

舒秀蘭 李驍龍 葉偉慧

（廣東海洋大學寸金學院，廣東 湛江 524000）

0 前言

“微機原理與接口技術”是計算機類、電子電氣類、機械自動化類等理工專業的一門專業基礎課。它是一門理論性和實踐性都很強的課程，課程內容涵蓋匯編語言程序設計、8086微型計算機原理以及接口技術及其應用三大部分，課程內容寬泛且具有較強的綜合性。

傳統的授課方式采用以理論為主，實驗教學為輔的教學方式，加之實驗環境等的限制，學生很難通過為數不多的淺層次實驗達到理解抽象概念，靈活運用知識，提高創新能力的目的和要求，因此實踐教學的改革顯得尤為重要。

1 實踐教學改革和探索

1.1 理論鋪墊

1.1.1 指引學生學習方向，建立學生自信師生互信

近年來，高校主流是90后互聯網全民信息一代。他們表面上很有主張、對很多事物態度不屑一顧；獲取信息的速度和質量甚至超過部分教師，但實際很大部分學習生活目標不明確，對于學習的興趣普遍低下，給老師和社會留下不好的印象。究其原因，存在很嚴重的學生自信、師生互信問題。多與學生溝通，盡早發現和解決相關問題是很有必要的。比喻教師要合理引導其對中國應試教育、高校、高等教育、社會競爭等的理解，跟學生討論科技熱點、生活熱點問題，正確指引方向，建立學生自信以及形成良好的師生互動和依賴關系[1]。

1.1.2 以應用為導向，用生活實例入手，深入淺出引導學生學習興趣

微機接口課程本身是一門學生難學、老師難教的課程，很多學生起初很感興趣，但是隨著理論的深入和內容的增加、存在知識點斷層面斷鏈接的情況。教師要始終用較為深入淺出的方式將教學內容聯系生活實際，以應用為導向引導學生將知識點串起來。比喻，在講解“存儲器”相關章節時，以學生宿舍樓做比方：一棟宿舍樓相當于一塊存儲器，里面分樓層分房間、每個房間可以放8張床；相當于一個存儲器體系分塊分單元、每個基本單元里面可以放一個8位的二進制數。以此加深印象、通俗理解、鞏固記憶，使得學生在最短的時間內能弄懂并感覺有收獲，提高學習興趣。

1.2.3 任務驅動、讓學生有事可做、做事有章可循

理論畢竟是抽象的，理論聯系實際，每幾個知識點后，給學生布置一些實習任務，讓學生有事可做、學習有章可循。比喻學習微處理器章節時，鼓勵學生自己課下在網上搜索計算機拆機維護維修的相關圖片和視頻，并且在實驗課上動手搭建模型、進行探討總結，教學實踐配合，互為印證，互為統一。

1.2 實驗的層次設計

實驗課主要目的是驗證理論知識并加深理解，在此基礎上學以致用觸類旁通。想要達到很好的實驗效果，有幾點基本要求。其一，實驗的課時要足夠；其二，實驗的環境和實驗室的管理要到位、實驗設備設施必須滿足實驗基本需求；其三，實驗的設置必須有層次安排精心設計，老師要做到心中有數，以講授、提問、引導等方式幫助學生完成實驗提升能力；其四、實驗的總結和應用。因此，實驗的層次化設計很有必要[2]。

1.2.1 認知、驗證實驗

認知、驗證實驗是較為簡單直觀的實驗。如首次實驗課之前，老師可以先以交通燈的模擬實驗，電子琴實驗（按鍵即可發出1234567音調）等的演示，給學生一個宏觀印象，并介紹微機的硬件部件如CPU、存儲器、接口和編程應用軟件及程序在這些實驗中所起的作用和重要性，讓學生對這門課程所學內容有個基本認識。透過現象看本質，讓學生了解到簡單的現象背后微機的工作過程，適當加入相關熱點技術、如流水線技術、虛擬存儲器管理等，從有限的實驗資源挖掘無限的知識點，帶學生入門的同時增加他們的學習興趣。

認知、驗證實驗一般選取基礎性的內容，用較為簡單的硬件電路、編寫簡單的匯編控制程序，達到直觀的實驗效果，看似簡單卻是非常重要的入門環節，教師要注重實驗內容的編排，實驗細節的引導，動手能力的培養，實驗過程的監督管理和實驗效果的總結，步步為營。通過基礎的實驗，以達到理解基礎知識點及其關聯的目的，一方面能夠增強對相關理論基礎的理解，并使知識點連貫；另一方面，使學生能夠很好的將理論和實踐結合起來，為后續的綜合應用做準備。

1.2.2 提高、綜合實驗

提高、綜合實驗主要是在了解基本理論知識，并且完成認知、驗證實驗的基礎上，進一步加強對知識點的深入理解和實際應用，主要是基礎性實驗的更高要求和綜合性的實驗。如數碼管顯示實驗，在簡單驗證后，還可以深入理清微處理器8086、接口器件8255A、外設數碼管等的聯系和各自的工作原理，并繼續探討他們在實際中應用情況（如電子時鐘），和以此類推的小型微機系統的應用和完善等。

提高、綜合實驗是一個反復論證和應用知識的過程，對知識體系的建立和應用有著重要的作用，學生在完成此類實驗的過程中可能會遇到很多硬件和軟件的相關問題，教師的引導和對問題的分析解決對于學生的學習來說至關重要，在這個過程中學生能遇到很多基礎的問題并能逐步熟練并解決問題。

1.2.3 創新實驗

創新實驗是對知識掌握后的靈活運用和創新。一般給出一些方向，然后學生自主發揮，在基礎要求的基礎上，做出某些創造性的較為新穎的效果。比喻，讓學生用微處理器8086、8255并口，紅黃綠各10個或更多LED燈，制作出節日彩燈的效果。要求學生畫硬件電路、連線并且編寫匯編和C的控制程序，并在這個基礎上自行創新。在這個例程中，學生實現相關內容后，再引導他們改進創新。

創新實驗是在理解基礎，靈活運用的基礎上的動手動腦，教師在這個過程中鼓勵學生在保證安全的情況下敢想敢做，不論成功失敗，要認真進行經驗總結和交流。這個階段的學生已經開始超越課本，自我實現，教師的能力也要跟著提升，以求給學生更廣闊的視野。

1.3 綜合創新能力提升

實踐教學方式將理論知識融于實踐，在大大提高學生的學習興趣、鍛煉他們的實際動手能力的同時，使得學生更容易理解和掌握相關內容[3]。當然，僅僅靠實驗教學的方式還是遠遠不夠的，所以為使得學生將掌握的理論知識更好的理解，必須得聯系實際。具體：（1）課程設計的方式；（2）大學生創新創業訓練項目的方式；（3）大學生課外學術作品、挑戰杯以及飛思卡爾等競賽的形式；（4）加入老師的相關項目得以達到創新訓練的目的。如在該課程教學改革項目中，要求學生設計實驗步驟，統計實驗數據總結實驗效果等，在參與的過程中，他們對知識點的理解和深入更進一層。

2 結論

經過理論鋪墊、實驗的層次設計以及綜合創新能力三個階段，將課程理論和實踐的關系層層遞進[4]。學生通過這些訓練，能摸索規律學有所獲。當然，與此同時實驗室的管理和實驗環境材料器具的配套跟進顯得尤為重要。在適當的時候，安排開放實驗室，也是非常有必要的。經過近幾年的實踐教學，對以上教學改革方式的開展應用，微機原理與接口技術課程的教學收獲明顯，學生興趣提高了。很多學生踴躍報名大學生創新創業訓練項目、參加飛思卡爾等各項競賽，多次獲獎為校爭光，學生的動手能力、創新能力都得到明顯的提升。

［1］葛桂萍，等.“微機原理及應用”實踐教學的改革與探索[J].實驗室研究與探索，2013，10.

［2］胡曉倩，等.基于卓越電氣工程師培養的實踐教學體系探索[J].中國電力教育，2013，05.

［3］王志軍，等.微機原理實驗課程內容的層次化設計[J].實驗室研究與探索，2012，01.

［4］鄧蕾蕾.微機原理與接口技術課程實踐教學改革對策性研究[J].長春師范學院學報：自然科學版，2011，10.