進階式的微機原理課程教學改革研究

吳瓊 周昕 于茵

摘 要：微機原理課程是電子信息類學科的一門主干課程，其由理論課、實驗課、課程設計三個獨立的教學環節組成。針對微機原理課程理論抽象化、實驗獨立化、課程設計文字化的問題，提出了一種多層次的、階梯式的教學方法，提高微機原理課程教學的效果，增強學生自主學習的意識，提升學生創新創業的能力。

關鍵詞：進階式；微機原理；教學改革

一、 引言

信息技術的發展推動了電子產業的進步，電子類的課程在高等教育中日益重要。微機原理作為重要的電子類課程，具有理論性深、實踐性強的特點，傳統的微機原理課程教學模式無法適應應用型人才培養目標的需求。

二、 教學現狀分析

在傳統微機原理教學中，課堂教學與實驗操作教學獨立開來。課堂教學旨在理論知識教學，主要包括：匯編語言程序設計和硬件接口電路原理兩個方面。實驗環節安排在理論結束后，或與理論環節間插開設。實驗操作完成實驗箱既定實驗項目，硬件電路板集成，實驗程序直接下載運行。教師同時扮演了導演兼主演的角色，學生則是群眾演員。教師主宰課堂教學，灌輸理論知識，學生的參與度低，學習興趣不高，就會出現缺勤、睡覺、看手機等現象發生。因此，以學生為主體，吸引學生入課堂，改變傳統的理論教學方式方法，對微機原理教學至關重要。

三、 進階式教學模式構建

（一） 構建從板書到操作，從理論到案例的教學體系

板書作為原始的教學手段之一，是指教師在黑板上書寫授課綱要、重難點，演算計算過程的教學方式，其優勢體現在理論演算過程，有助于學生聽課進度與教師講解進度保持一致，充分理解演算原理；其劣勢體現在計算機操作過程，缺乏傳送高科技信息的有效途徑。多媒體教學手段適用于通過圖形、聲音、動畫等信息，直觀地展示課程教學內容，尤其是虛擬仿真教學，輔助效果非常顯著。在微機原理課程授課過程中，兼顧黑板板書和電腦操作兩種教學手段，取長補短、相輔相成，合理整合教學方式方法。

微機原理課程具有理論難度深和實踐應用強的特點。通過深入分析課程的理論知識體系，可以將知識劃分為：微機的工作原理、微處理器的結構、I/O接口電路功能及匯編語言程序設計。教師既要講解教科書的理論內容，又要緊密結合基本原理，設計并講解典型系統案例，強調由理論到實踐的遞進式教學過程，實現了微機原理課程的原理、技術與應用并重。進而，培養了學生軟硬件結合的思維方式，提高了學生動手實踐的設計能力。

課堂教學示例融合虛擬仿真技術與系統設計原理，以“實踐—課堂”的方式實現“理論—案例”的教學目標。

（二） 構建從簡單到復雜，從驗證到綜合的實踐體系

從微機原理硬件接口電路的應用出發，按照難易程度構建實驗項目。常用的I/O接口芯片包括：并行接口芯片8255、串行接口芯片8251、中斷接口芯片8259、鍵盤顯示接口芯片8279以及模數、數模轉換接口芯片，大多數的微機原理實驗箱均配置這些基本接口模塊電路。因此，簡單基礎的驗證性實驗采用硬件實驗箱來完成，使學生建立硬件電路板和硬件系統的直觀印象。

綜合設計性實驗是一種高層次的、啟發性的、自主性的實驗，側重于微機系統的開發與設計，有利于培養創新思維意識，提高學生工程應用能力。但是，綜合應用設計能力的培養不是一朝一夕就能完成的，需要有一個循序漸進的過程。首先，學生虛擬仿真已完成的硬件實驗箱實驗項目，建立模塊化的仿真接口電路系統，掌握硬件電路與仿真電路之間的內在聯系。然后，根據系統功能需要，將模塊化的接口電路進行組合及擴展，構成較大的應用系統，掌握“模塊-系統”的設計方法。最后，從應用需求出發，獨立開發新型的電路系統，掌握系統創新開發能力。

為了進一步系統擴展需要以及避免無意義重復設計，將系統模塊劃分基礎常用模塊和特定功能模塊。基礎常用模塊包括：8086CPU模塊、最小模式總線模塊、I/O地址譯碼模塊，這三種模塊是每種系統里必不可少的組成部分，具有廣泛的通用性。特定功能模塊包括：并行接口擴展模塊、串行接口模塊、定時計數模塊、中斷模塊等。

（三） 構建從出勤到作業，從理論到實踐的考核體系

期末考試成績是檢驗學生學習效果的主要手段，同時也是促進學生學習的主要途徑。為了提高學生的實踐主動性，加強應用創新能力的培養，改革期末成績的構成成分和分配比例，構建三層考核體系：“課堂出勤+小組作業”“實驗操作+小組設計”“理論重點+綜合設計”。

將整個班級同學按照2-3人一組的模式進行組合，小組討論產生“創新金點子”，提交金點子電路系統的論證報告，由教師給出小組作業成績。基于已論證過的設計報告，小組開展創新的課程設計項目開發，提交仿真項目或設計實物。為避免部分同學的“乘車”心理，建立“過篩子”式答辯機制，逐人考核參與程度和設計能力，并給出相應的評價成績。針對考核評分分數較高的課程設計項目，鼓勵學生申報國家實用新型項目，激發學生的創新熱情和提高學生的成就感。

期末試題題型除涵蓋重點、難點理論知識點外，融合實驗設計項目，加大分析綜合題型分值比例，同時弱化簡答類文字表述題型，以試卷考試為形式，以實踐能力培養為目標，進一步強化設計實踐的自主意識。

四、 結語

通過構建“理論-實踐-考試-創新”階梯式遞進的課程教學體系，著力轉變學生唯試卷成績論的思想，優化教育教學資源的整合，提高自主學習的意識，增強創新能力的引導，不斷推進微機原理課程的教學改革進程。

參考文獻：

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作者簡介：吳瓊，周昕，于茵，遼寧省沈陽市，沈陽大學信息工程學院。