微机接口技术课程教学改革探讨

摘要：针对“微机接口技术”课程，以提高学生的综合能力、加强素质教育为主线，根据教学要求和课程特点，在教学内容、教学方法和手段等方面进行了探索，提出了课程建设的目标、主要内容、教学模式和实践性教学环节的设计，开发了网上课程辅助教学系统。利用虚拟实验，可以达到真实实验的效果，实验可以随时随地进行，从而提高了学习效率并降低了设备成本。

关键词：微机接口；教学应用；CAI；虚拟实验；Web

0　引言

微机接口技术课程作为高等院校计算机、信息电子类专业的主要专业基础课程之一，是一门集芯片技术与实践于一体的课程。学生普遍感到微机接口技术这门课难学、难懂、概念抽象、感性认识差。学生学习完了这门课程后，对于接口芯片工作原理和在计算机中的实际应用模糊不清，更谈不上创新设计。

目前，我校多个专业开设了“微机接口技术”方面的课程。本文以电子信息、教育技术专业的教学为背景，以提高学生的综合能力、加强素质教育为主线，结合课程自身的特点和技术发展趋势，从实际出发，提出了该课程建设的目标和主要内容，开发了网上课程辅助教学系统，并取得了一定的成效。

1　课程教学现状

计算机技术已经成为21世纪科技创新和新技术应用的重要基础，给我们的工作和生活带来巨大的变化。本课程的教学目的是：培养学生掌握计算机硬件和软件的基础知识、基本技术与基本应用能力。本课程的教学现状总结起来，主要存在以下几个方面的问题。

(1)教学内容的选择

从计算机应用的需要出发，需要较好地处理先进性和教学适用性的关系。当今计算机世界占有主导地位和绝对优势是Intel Pentium系列计算机，但讲授难度较大，因此多数教材以8086为主要背景机。如何既系统地介

绍计算机的硬件技术和应用基础，又反映了微处理器最新技术的发展，如现代微型计算机系统流行实用的硬、软件技术，以及64位微处理器及应用?如何既注重实用性，又兼顾先进性?

(2)理论教学和实验教学的结合

学习这门课要通过足够的实验操作和一定数量的综合设计性实验，才能加深理解和掌握该课程的基础理论和应用技术，初步具备计算机硬件技术的开发应用能力。理论教学主要在课堂上用电子教案分析讲解，实验通过程序设计或通过实验机完成。那么，理论分析如何与实验教学更好的结合起来，统一和完善学生的知识结构体系?

(3)验证性实验教学扼杀了学生的创新能力和创新欲望

目前高校中对于该门课程的实验都采用实验箱，对芯片功能进行验证性实验就算了，学生没有自主的创新环节。在课程设计阶段，老师把程序编写好，学生照着老师的步骤连接好各种线路，再把程序录入、调试运行，观察结果写出实验报告就行了，因此学生不能真正了解实际工程中硬件设计的全部内容，造成硬件设计很简单的错觉，最后导致所有学生的实验报告都是一个结论。学生做实验的效果不尽人意，主要体现在：由于受到经费的限制，提供的实验设备有限，学生因仪器数量不够而不能在规定时间内完成实验，不能满足学生的要求；由于微型计算机发展飞速，实验设备更新换代跟不上微型计算机发展的速度，导致实验内容陈旧且不全面；实验扩充接口形式固定，难于开展USB、LCD、IrDA等新型器件和总线的实验，限制了学生开展新型实验的发挥空间和创新能力的提高。

因此，积极地对微机接口技术课程进行教学改革，有效提高教学质量是当前该门课程的重要任务。该门

课程作为汇编语言、计算机组成原理课程的后继专业课程，是电子信息、教育技术专业学生有效提高专业技能和动手、创性能力的一门重要课程。要有效提高该门课程教学质量，培养学生的动手能力和创新能力，就必须在教学指导思想、教学实验内容和实验组织方法等方面进行一系列改革。下面就这几个方面进行详细探讨。

2　教学方法与教学手段

2.1　理论教学内容的更新

在该课程内容的设置上应体现出“基础性、系统性、实用性和一定的先进性”。为此，教学的主要指导思想之一，是更好地处理先进性和教学适用性的关系，既要尽量反映国内外计算机系统及其接口技术发展的最新水平与趋势，又要重视遵循教学规律，更好地体现“基础性、系统性、实用性和先进性”的统一；主要指导思想之二，是努力体现素质教育与创新教育的思想，注重理论与实践的结合，原理、技术与应用的结合，硬件与软件的结合，将大量科研经验和应用实例融会于基础知识说明中，以更好地支持案例教学，培养和开发学生的创新思维和分析解决实际问题的能力；主要指导思想之三，是紧紧抓住非计算机专业人员学习计算机的目的是为了应用这一特点，坚持“淡内强外”的原则，即无论对微型计算机还是各种芯片、外部设备，都应适当淡化内部原理，而强化外部接口及应用，根据应用需要选择可编程接口芯片的工作方式和编写接口应用程序。

2.2　课堂教学模式的变化

如果说教学内容的改革是提高教学质量的重要保证，那么，恰当的教学模式是取得良好教学效果的桥梁。要正确处理传授知识与培养能力、提高素质之间的关系，根据学生水平的不同层次分级教学、因材施教。

(1)在课堂上力求以启发式讲授方法贯穿整个教学过程。通过不断提出问题、解决问题，引导学生积极思

考，调动他们的学习积极性，加深对问题的理解。结合教师的科研讲解实际应用，体现了先进性与实用性相结合的改革方向。

(2)采取多种教学形式，加强学生能力的培养。教学中，在强调知识“量”的同时更要重视知识的“质”，既要强调记忆又要注重思维，不但要求学会，而且要求会学，由教师单向的信息传递变为师生间双向的信息交流，注意传授知识与能力培养的有效结合。此外，还要组织学生积极参加各种形式的计算机知识与技能讲座与竞赛，充分发挥第二课堂的积极作用。

(3)运用现代化教学手段，提高教学质量。

教学手段是完成教学任务、实现教学目的的重要教学媒体，在教学过程中应灵活使用多种教学手段。在“微机接口技术”课程的教学过程中，我们充分利用了先进的计算机辅助教学手段，并且取得了较好的教学效果。现代多媒体的动画技术、动态模拟、图形等手段，使CAI课件能形象地表述教学内容而且极具吸引力，有助于学生更好地理解教学内容，提高教学质量。

2.3　实验教学环节的改革

实验教学是该课程教学的重要组成部分，它和课堂教学紧密配合、互为补充，才能达到课程教学的基本目的和要求。

实验课作为理工科教育的一个非常重要的手段，不仅要培养学生的动手能力，更重要的是要让学生掌握和理解科学实验的思想方法，培养解决实际问题的能力。“微机接口技术”是一门实践性很强的技术基础课程，在实验课程体系的总体规划上应遵循：既要培养学生分析问题和解决问题的能力，又要重视培养其思维能力和创新能力。为此，在实验教学中除常规的验证性实验外，要增加一定量的设计性和综合性实验内容，要求 学生具有多方面的知识，注重所学理论知识的综合应用，培养学生的实际动手能力、思维能力和创新能力。

3　课程辅助教学系统的实现

为了更好的满足学生的学习需求，我们设计了一个微机接口辅助教学系统。系统界面如图1所示。目前，系统安装在计算中心的实验室服务器上，供学生访问学习。

系统的基础知识部分包括：微机接口技术概述、并行输入输出端口、串行通信接口、中断技术、计数器定时器、DMA技术、D／A和A／D转换器接口。其中每一部分包含多个Flas文件。如中断控制器8259A中断响应过程演示，如图2所示。

多媒体计算机技术与仪器技术的结合构成了虚拟实验室实现的基础，使人们拥有自己实验室的幻想与愿望可以在计算机屏幕上通过场景式图形界面而得以实现。虚拟仪器技术与认知模拟方法的结合也赋予虚拟实验室的智能化特征，无论是学生还是教师，都可以自由地、无顾虑地随时进入虚拟实验室操作仪器，进行各种实验。虚拟实验室不但为实验类课程的教学改革及远程教育提供了条件和技术支持，还可以随时为学生提供更多、更新、更好的仪器。利用虚拟实验室能及时满足学生对实验的需求，增强并扩展了实验教学的功能，同时也加大实验教学的强度，提升实验教学对学员创新能力和实践能力培养的力度，降低实验教学对客观物质条件的依赖，突破了传统教学手段，为学生构建了一种全新的实验教学模式，也为实现开放式实验教学提供了强有力的支持。针对当前的教学存在的问题，我们对实验教学进行研究和实践，开发了具有交互功能的模拟实验软件。

主要实验有：实验一中断控制，实验二并行接口，实验三定时器计数器，实验四模数转换，实验五、六数模转换，实验七人机接口，实验八串行输入输出。如图3所示。每个实验包括实验目的、实验内容、程序、实验步骤。中断控制实验的操作界面如图4所示。

系统中补充了USB、LCD、红外线、蓝牙接口等知识，以及接口软件的编程方法，供学生课外学习，增加知识。提供警车显示屏RS232串口信息传输、红外接口程序设计、红外遥控电子密码锁设计、USB接口技术应用、基于HCI的蓝牙程序设计等的工程应用案例。可满足指导学生开展课程设计和课外创新实践活动的需要，或者满足部分学生在更宽的范围内选择实验题目的需要。

4　结束语

微机接口技术课程的教学改革是一个长期的过程，不可能一蹴而就，需要理论教学内容、实验内容以及实验组织方式和教学模式等多因素结合。本文通过作者自己的教学实践，就教学和实验环节的一些问题的进行了探讨。

在今后的教学改革和课程建设中，要坚持重视理论基础知识、培养实践综合能力、提高整体教学质量，真正实现理论和实际相结合，强化创新意识，强化能力培养，逐步建成反映现代教育思想和教育观念，适合培养现代复合型人才的计算机硬件技术课程新体系。

对于系统中存在的，如CAI系统实验内容还不够完善，交互性上面做的不够，课程立体化教学资源不足等问题，今后在教学中要加以补充和完善。