“微机原理与接口技术”教学改革探索与实践

摘要：针对“微机原理与接口技术”教学现状中存在的问题，进行了一些尝试性的教学改革。改革过程中，充分利用Emu8086和Proteus软件，紧抓课程理论讲解和学生实践能力培养，以期激发学生学习兴趣和提升学生软硬件开发能力。

关键词：微机原理；接口技术；教学改革

作者简介：王昊（1985-），男，江苏泰州人，南京理工大学泰州科技学院，助教。（江苏　泰州　225300）

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）31-0084-02

“微机原理与接口技术”是电子信息类专业的一门必修专业基础课程。课程内容涉及8086CPU工作原理及汇编语言设计、存储器工作原理及扩展设计、接口电路工作原理及应用设计三大方面，是一门兼有软件设计与硬件电路设计的综合应用性课程。[1]随着计算机科学的发展，微机的应用也愈加广泛，“微机原理与接口技术”课程在整个专业课程体系中也占据着越来越重要的地位，课程的教学质量好坏将直接影响学生后续课程的学习及毕业就业。因此，如何把握学生学习现状，激发学生学习热情，开拓学生思维，挖掘学生动手实践能力，成为教学工作的重中之重。

一、“微机原理与接口技术”教学现状

依据笔者所在学院“微机原理与接口技术”课程教学大纲安排，设定学分数为3，学时数为48，其中理论教学40学时，实验教学8学时。教材选用彭虎、周佩玲编著，电子工业出版社出版的《微机原理与接口技术》，并配以其编著的《微机原理与接口技术学习指导》作为参考书。课程需要学生掌握汇编语言、8086微处理器与接口电路，目的旨在培养学生软硬件开发能力。针对独立学院学生特点，并结合两届学生的教学效果分析，发现传统的教学过程中存在一些问题。

1.学生学习动力匮乏

现今微处理器已发展至64位，而本课程主讲16位的8086/8088微处理器。部分学生认为课程学习16位微处理器缺少实际意义，没有实际用处，从而导致学习能动性薄弱。

2.课程概念性强，记忆量大

“微机原理与接口技术”课程概念多、专用名词多、接口芯片多、内容抽象，相互之间缺少必要的关联和体系。学生面对大量的抽象概念，难以记牢，从而增加学习畏难情绪。

3.课程涉及软硬件，难度较高

“微机原理与接口技术”是学生学习的第一门涵盖软件设计与硬件设计两大方面的课程，其中软件设计采用汇编语言。汇编语言与C语言风格差异较大，编程复杂。硬件设计电路接口丰富，对数电、模电相关知识应用要求较高。学生往往很难真正掌握微机与其接口电路的内部结构，很难形成汇编程序设计的思维方式，对教学内容似懂非懂，更不用说软硬件开发能力的培养。同时，“微机原理与接口技术”也是一门教学难度较大的课程，存在学生基础差异大的问题，教师很难把握教学的进度与深度。

4.课程实验缺乏挑战性

课程实验基本为验证性实验。由教师给出汇编程序，给出电路接线图，学生只需要将程序烧入微处理器，按照接线图连接好各种线路，点击调试运行按钮，记录实验现象并撰写实验报告就可。整个实验过程中，学生只是处于一个低级的操作工角色，很难激发学生的动手热情。

二、“微机原理与接口技术”教学改革

针对上述教学现状中存在的问题，本文从理论教学、实验教学以及考核评价体系方面进行改革探索。

1.理论教学改革

“微机原理与接口技术”内容比较枯燥难懂，讲课过程中经常出现学生听课精神萎靡的现象。为了激发学生的学习兴趣，达到预期的教学效果，在讲课内容和讲课方法上进行改革，充分调动学生学习的积极性和主动性。

（1）讲解课程体系，提升学生课程认识。微机课程既是数电、模电的后续课程，又是单片机原理与应用、数字信号处理及嵌入式系统等课程的学习基础，具有极强的承接作用。课堂教学中，讲述微处理器从16位到64位的发展过程，梳理微机原理与接口技术、单片机、嵌入式系统的脉络关系。例如，讲述8086处理器结构，强调对单片机等处理器架构的影响；讲述8086汇编语言，强调汇编语言在单片机、嵌入式课程中的应用；讲述接口电路，复习数电、模电相关知识，同时涉及相同接口电路在单片机、嵌入式课程中的使用。通过对课程体系的讲解，加强学生对课程意义的认识，改变认为微机课程无用的错误观念。

（2）弱化抽象概念，突出重点、难点。微机课程只有40理论学时。在如此短的学时之内，要将各个知识点都讲到，做到面面俱到，显然是不现实的。因此，教学过程中，将概念进行筛选，舍去抽象、较冷僻的概念，只求学生重点掌握核心概念，从而消减其记忆量，将较多的课时安排到汇编程序编写、接口电路的设计章节中。

（3）运用多媒体动画，丰富讲课形式。讲课过程中，采用多媒体课件、FLASH动画等现代化教学手段进行教学，将图形、文字、动画有机地结合在一起，丰富讲课形式，增加学生学习兴趣。例如，在8086寻址方式的教学过程中，8086的寻址方式共有8种，并且每种寻址方式都涉及到8086内部存储器的相应操作，包括存储器地址的形成和存储器的读写，学生对此较难理解。为此，课堂上，利用FLASH，将存储器地址的形成以及数据在存储器中存入与取出的过程做成动画，动态演示，富有感染力，使学生得到更多的视觉与听觉的刺激，加速知识理解的过程。

（4）应用仿真专业软件，进一步提升课堂效果。课堂教学中，对汇编语言的学习，学生最感兴趣的是能够直观看到微处理器8086运行之后的程序结果；对接口电路的学习，同样能够直观看到电路现象。单纯利用多媒体、动画显然是不够的。为此，在课堂教学过程中引入了仿真软件Emu8086及Proteus，和多媒体动画结合起来教学，进一步提升课堂效果。

Emu8086软件基于Windows操作平台，能够进行汇编语言的编译、调试与仿真，其软件较小、便于安装，同时界面友好、操作简单。[2]在汇编语言的教学过程中，结合Emu8086讲解程序，让学生看到执行每条程序之后，相应寄存器的变化，直观形象，加深对8086 CPU功能结构、存储器结构、物理地址的形成以及对存储器控制作用的理解。