微機原理與接口技術實驗教學改革探索

王莉+陳岱

【摘 要】微機原理與接口課程是各種與電學相關專業的必修基礎課程，是硬件和軟件結合非常緊密的課程。本文主要針對實驗內容設置、教學方法以及實驗教學的考核方式進行探討，提出了一些改革措施，目的是提高學生的學習興趣和學習積極性，提高學生的學習效率。

【關鍵詞】微機原理與接口技術；實驗方法；教學改革

【Abstract】The microcomputer principle and interface technology is a required basic course for various electrical related specialties. It is a very close combination of hardware and software. This paper mainly discusses the content setting， teaching methods and assessment methods of experimental teaching， and puts forward some reform measures， aiming at improving students' interest in learning and learning enthusiasm， and improving students' learning efficiency.

【Key words】Microcomputer principles and interface Techniques； Experimental methods； Teaching reform

微機原理與接口技術是與電相關的各類專業的必修基礎課程，是學生首先接觸到的硬件和軟件相結合，且密切相聯的一門課程。對于計算機和信息安全專業的學生來說，本門課程算是一門硬件課程，學生開始接觸時有理解上的難度，感覺難懂、抽象、感性認識差。為了克服學生的畏難情緒，講課時盡量添加動畫提高形象顯示效果，利用元件實物配合教學，通過感觀，提高學生的認知能力，也促進了學生的學習興趣。實驗教學在整個課程教學中占據非常重要的位置，是對學生在該課程中所學知識的驗證、利用、發展提高，因此實驗教學的內容安排、實驗效果對課程的學習效果起到至關重要的作用。所以，本文依據實際教學情況，對實驗教學的幾個方面作了一些探索。

1 實驗教學內容改革

為了提高學生對微機原理與接口實驗教學的重視程度，將實驗教學單獨設課，單獨考核，小班授課。微機原理與接口課程的實驗部分主要包括基本的接口實驗和擴展接口實驗兩大部分，按照循序漸進、由易到難的順序安排教學進度，主要包括定時計數器8253，并行接口8255A，串行接口8251，A/D0809、D/A0832轉換等。實驗過程中，從預習實驗開始，對編程步驟，實驗操作，實驗成果等進行檢查。每個基礎實驗完成后，根據教學進度進行實驗內容的擴展，比如定時計數器。作為第一個可編程接口芯片的實驗，通過輔助簡單接口芯片74LS245、鎖存器74LS373和按鍵，可以實現一個可控的彩燈顯示，在熟悉8253編程和硬件的基礎上對輸入輸出有進一步的認識；學習了并行接口芯片8255A之后，將它與8253相結合，8255A替代了簡單接口芯片作為簡單的輸入輸出口使用實現彩燈的控制，學生通過編程實現多種彩燈方案，利用8255A實現了鍵盤功能，通過對8255A的應答式輸入輸出方式也進行了實驗安排；模數轉換器0809的簡單實驗是通過實驗箱上模擬輸入信號進行輸入，轉換結果通過8位LED等顯示，擴展實驗內容將模數轉換和數模轉換相結合利用模擬輸入信號控制直流電機的轉速，等等。對于程度較好的學生，教師鼓勵他們進行實驗擴展，實現更多芯片的結合，實現更復雜的功能。通過這些實驗內容的調整、革新，只要學生能夠按照實驗安排過程進行操作，對各個芯片都能夠掌握得很好。教學效果顯示，通過這些實驗內容的安排，絕大部分學生提高了學生的學習效率。

2 實驗教學方法改革

一般實驗教學包括安排實驗預習、實驗講解、實驗操作、實驗成果驗收和書寫實驗報告等幾個部分。本文實驗教學的實驗預習，要求學生對所用芯片功能、編程方法、芯片硬件連接都進行預習，并且要求學生畫出編程思路流程圖，在實驗結束后根據實驗內容進行修正流程圖。實驗內容由教師講解，從硬件連接圖，連接注意事項，編程思路及可擴展的其他實驗內容等等，使學生對實驗內容不盲目，不慌亂。講解完成后由學生開始實驗內容，為了方便學生連接電路，要求學生先畫出實驗連接圖后再開始連接電路。實驗成果的驗收是逐個學生進行的，根據編程思路的優劣，驗收成果作為學生學習成績的一個評價指標，在總成績中占有相當的分量。

實驗設備采取開放式管理，學生可以根據自己的學習情況申請使用實驗設備，進行知識鞏固或知識擴展。實驗箱中除了完成前面的實驗內容外，還配備了更高的實驗內容，學生可以根據興趣，提出相應的設計課題，完成更多功能、更高性能的綜合性實驗內容。學生也可以提出由老師帶領完成難度較大的設計課題。這些教學方法都對學生的學習興趣的提高有相當的促進作用。要求每個學生獨立完成實驗內容，學習較慢的學生可由教師單獨指導。

通過這樣的教學，很多學生可以完成更加復雜的綜合實驗內容，鼓勵了學生對于硬件課程的學習興趣，鍛煉了學生的系統開發的能力。

3 實驗教學考核方式改革

微機接口實驗的考核采取了幾個部分相結合的方式，包括課堂表現、實驗驗收、實驗報告和期末考試，改變了原來只憑實驗報告和成果驗收的方式。課堂表現體現了學生對實驗課程的重視程度、學習效果的好壞程度以及實驗預習的情況。期末安排實驗課考試，教師提前印制一定的實驗題目，提出相應的實驗任務、實驗要求。考試題目在不超綱的情況下，比實驗內容的難度略有提高，由學生隨機抽取一個題目，獨立完成考核任務。教師當堂嚴格檢查實驗考試的完成情況，包括硬件連接和軟件程序，給出期末考試成績。通過這種考核方式，學生的學習積極性被調動起來了，達到了很好的教學效果。

4 結論

實驗教學內容、教學方法和考核方式的改革，在實際的教學中取得了良好的效果。學習效果的提高也鼓舞了很多學生從事嵌入式軟件設計工作的熱情，學生參加機器人大賽，電子設計大賽，智能小車競賽都取得了良好的成績。微機原理與接口的學習為學生從事相關的工作打下了堅實的基礎。

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