微機原理與接口技術(shù)理論和實驗教學(xué)改革的探索

賀 杰，何高明，郭 慧

（1.2.3.梧州學(xué)院，廣西 梧州 543002）

微機原理與接口技術(shù)理論和實驗教學(xué)改革的探索

賀 杰1，何高明2，郭 慧3

（1.2.3.梧州學(xué)院，廣西 梧州 543002）

分析梧州學(xué)院微機原理與接口技術(shù)課程在教學(xué)方面存在的問題。在理論教學(xué)方面，對教學(xué)內(nèi)容做了調(diào)整，設(shè)計了較為科學(xué)的多媒體教學(xué)課件；在實驗教學(xué)方面，根據(jù)學(xué)生實際水平編寫了院內(nèi)專用實驗教材；在考核形式上采用理論和實驗并重的方法，促使學(xué)生真正學(xué)到知識。實際教學(xué)效果表明改革效果較好。

理論教學(xué) 實驗教學(xué) 考核形式

“微機原理與接口技術(shù)”課程是計算機專業(yè)和電子類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，在我國電氣信息類專業(yè)的教學(xué)計劃中，它是核心課程之一，在人才培養(yǎng)方案中起著承前啟后的重要作用，因此該課程在計算機類和電子類課程中占有非常重要的地位[1-2]。目前，在我國的計算機學(xué)科各專業(yè)中，該課程都是核心課程之一，它是學(xué)好其他專業(yè)課程的基礎(chǔ)和保證。隨著計算機應(yīng)用的發(fā)展，該課程的應(yīng)用范圍逐步擴大，在其他非計算機專業(yè)的相關(guān)專業(yè)方向中也開設(shè)了這門課程。

梧州學(xué)院計算機科學(xué)系、電子信息工程系和數(shù)理系都開設(shè)了 “微機原理與接口技術(shù)”課程。作為高等院校中相應(yīng)專業(yè)的主要課程之一，如何提高教學(xué)質(zhì)量，使得學(xué)生能學(xué)好這門課程，并能進行創(chuàng)新設(shè)計是本課程的教學(xué)改革重點之一。從往年梧州學(xué)院計算機科學(xué)系的學(xué)生學(xué)習(xí)情況來看，部分學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程的時候，會感到該課程難學(xué)，主要體現(xiàn)在對匯編語言編寫的語言不熟悉，加上對芯片的工作原理不清楚，覺得學(xué)起來枯燥乏味，更談不上使用學(xué)到的知識進行設(shè)計了。出現(xiàn)這些問題的主要原因有如下這幾個方面。

1.理論教學(xué)方面。該課程的理論性較強，在講述的時候主要通過黑板板書，學(xué)生在聽課的時候會覺得很枯燥，提不起興趣，對主要芯片的原理更是記不住。

2.實驗教學(xué)方面。由于梧州學(xué)院微機原理實驗室的設(shè)備比較落后，很多設(shè)備都不能正常使用，并且該課程的實驗課時相對來說較少。在實驗課程中，往往很多學(xué)生共用一臺實驗設(shè)備，導(dǎo)致學(xué)生自主參加實驗的機會大大減少。另外，由于理論學(xué)習(xí)時對該課程的主要內(nèi)容掌握不好，也嚴(yán)重地影響了實驗的教學(xué)。

3.考試形式方面。該課程的考核方式主要是試卷的形式。這樣會促使學(xué)生通過死記硬背的方法來學(xué)習(xí)，導(dǎo)致總體的教學(xué)效果下降。

筆者在近幾年的微機原理與接口技術(shù)課程的教學(xué)中，經(jīng)過不斷探索，努力尋求一種更好的方法，來提高該課程的教學(xué)效果，使得學(xué)生能有興趣去學(xué)，能為所用。鑒于以上的問題，為了提高該課程的教學(xué)效果和學(xué)生的實踐動手能力，在以下幾個方面進行改革。

一、理論教學(xué)的改革

自從上世紀(jì)70年代，微機技術(shù)有著突飛猛進的發(fā)展，應(yīng)用也滲透到各行各業(yè)。雖然微機接口方面各種接口芯片的應(yīng)用技術(shù)發(fā)展很快，但是該課程總的體系結(jié)構(gòu)和基本理論仍然沒有變化。目前在廣西區(qū)乃至我國很多高校開設(shè)這門課程主要側(cè)重對基本理論知識的講解，而忽視了學(xué)生的實踐動手能力和綜合思維能力，為了提高學(xué)生的理論聯(lián)系實際能力、自主動手能力和創(chuàng)新能力，需要在理論知識的講授中進行適當(dāng)調(diào)整。

針對本門課程的理論教學(xué)，設(shè)計了一套較為科學(xué)的多媒體教學(xué)課件，嘗試加入新的元素，將該課程分為基礎(chǔ)知識、核心知識和案例知識三個部分?；A(chǔ)知識部分主要介紹微機的基本工作原理和特性結(jié)構(gòu)等，讓學(xué)生對這些基本知識有所掌握，并為后面的實驗教學(xué)做好準(zhǔn)備和奠定基礎(chǔ)。核心知識部分則主要介紹接口技術(shù)部分內(nèi)容。該部分內(nèi)容主要是一些常見的接口芯片的工作原理與特性，筆者在講授時，還根據(jù)實際的應(yīng)用需要，增加一些較為先進的技術(shù)。在學(xué)習(xí)了前面兩個部分內(nèi)容后，學(xué)生對微機原理與接口技術(shù)的內(nèi)容有了解，再介紹案例知識。案例知識主要用在實驗教學(xué)中，可以提高學(xué)生的動手能力和思考問題的積極性。將所學(xué)到的內(nèi)容用在實際的案例中，鞏固前面的基礎(chǔ)知識和核心知識，并進行創(chuàng)新性實驗，提高所學(xué)知識的綜合運用能力，進一步解決了理論與實際應(yīng)用脫節(jié)的問題[3]。

二、實驗教學(xué)改革

在實驗教學(xué)方面，根據(jù)計算機科學(xué)系學(xué)生課程體系偏軟件的特點，除了注重軟件設(shè)計能力，還要把硬件知識和軟件設(shè)計結(jié)合起來[4]。因此，把實驗內(nèi)容分為三個層次，分別是驗證性實驗、設(shè)計性實驗和綜合實驗。根據(jù)梧州學(xué)院學(xué)生的實際情況，結(jié)合目前使用的實驗系統(tǒng)，編寫了學(xué)院內(nèi)部使用的實驗教材，把實驗教學(xué)按驗證性實驗、設(shè)計性實驗和綜合性實驗進行合理的調(diào)整。

驗證性實驗主要以基礎(chǔ)實驗為主，實驗?zāi)康闹饕寣W(xué)生理解硬件芯片的基本工作原理，對軟件方面要求相對輕。實驗內(nèi)容以單元實驗為基礎(chǔ)，主要包括譯碼器實驗、數(shù)碼管驅(qū)動實驗、計數(shù)器實驗、并行接口實驗和串行接口實驗。通過實驗使學(xué)生掌握計算機軟、硬件工作原理及常用接口芯片的功能和基本用法。實驗一般安排在相關(guān)章節(jié)的理論教學(xué)結(jié)束時進行，讓學(xué)生加深對相關(guān)硬件工作原理的理解。

設(shè)計性實驗以某個接口芯片為中心，主要實現(xiàn)與該芯片相關(guān)的一些基本應(yīng)用。應(yīng)用領(lǐng)域主要是學(xué)生日常生活熟悉的方面，從而讓學(xué)生體會到該課程的實際應(yīng)用價值，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。該部分使用除了要求學(xué)生掌握硬件芯片的工作原理之外，重點還要結(jié)合硬件的連接方法，通過軟件編程來實現(xiàn)相應(yīng)的功能，因此對軟件方面的要求相對較高。綜合實驗是在前面實驗的基礎(chǔ)上進行的，在學(xué)生了解各種芯片的基本原理和應(yīng)用后，要求學(xué)生能把多個芯片結(jié)合起來，設(shè)計出一個功能較為復(fù)雜的應(yīng)用系統(tǒng)。實驗實施的方法可以是以小項目的形式或者課程設(shè)計的形式進行。學(xué)生主要以小組為單位，實驗時間安排除了在實驗教學(xué)時進行，還可以讓學(xué)生自己在課余時間進入實驗室自行安排。設(shè)計過程中，指導(dǎo)教師隨時檢查并掌握學(xué)生的設(shè)計情況，解答疑難問題，指導(dǎo)學(xué)生完成設(shè)計內(nèi)容。

三、考核形式的改革

為更好地檢驗教學(xué)的效果，全面、客觀、公正地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況及實際能力，實驗考試成績應(yīng)體現(xiàn)出學(xué)生動手能力、分析解決問題能力及創(chuàng)新能力，改變過去以筆試考試成績和出勤率為基礎(chǔ)的做法，而將實驗成績和筆試成績相結(jié)合，在實驗成績根據(jù)各實驗的難度設(shè)置不同的評分標(biāo)準(zhǔn)，這樣有助于督促學(xué)生自覺地提高自己的動手能力，以改變學(xué)生死記硬背的學(xué)習(xí)方法。調(diào)整總評成績中理論知識分?jǐn)?shù)與實際操作分?jǐn)?shù)的比重，從只考理論知識，到注重過程考核和綜合能力測試，促進學(xué)生知識的積累，避免學(xué)生考前突擊和死記硬背，使學(xué)生真正學(xué)到知識。

四、改革效果分析

用以上的改革方法，對試行教改的2006-2008級的計算機本科5班、6班學(xué)生的微機原理與接口 技術(shù)課程考核成績分析如表1和圖1所示。

表1 2006-2008級計算機本科5班、6班學(xué)生考核分析表

圖1 2006-2008級計算機本科5班、6班微機原理與接口技術(shù)成績分析圖

對以上數(shù)據(jù)比較可以看出，學(xué)習(xí)該課程學(xué)生的整體水平有所提高，及格率保持在較高的水平，隨教改的進展逐年提高，表明改革效果較為良好。

[1]王亭嶺,熊軍華.“微機原理與接口技術(shù)”教學(xué)方法研究[J].中國電力教育,2010 （1）：99-100.

[2]馬旭東,顧群,陳正綱,戴先中.32位環(huán)境下微機原理與接口實踐教學(xué)改革探討[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報,2006（4）：5-9.

[3]湯曉安,王文惠,郝建新,鄒江威.“精講多練”打造《微機原理與接口技術(shù)》精品課程[J].高等教育研究學(xué)報,2007（2）：58-59,87.

[4]謝勤嵐.微機原理課程教學(xué)改革的探討[J].理工高教研究,2009 （4）：135-136.

G642.4

A

1673-8535（2012）03-0086-03

2012-04-21

梧州學(xué)院教育教學(xué)改革工程項目（wyjg2008C003）

賀杰（1982-），男，湖南益陽人，梧州學(xué)院講師，碩士，研究方向：計算機網(wǎng)絡(luò)、多媒體技術(shù)方面的教學(xué)與科研。

何高明（1980-），男，湖北咸寧人，梧州學(xué)院講師，碩士，研究方向：嵌入式系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)方面的教學(xué)與科研。

郭慧（1981-），女，廣西梧州人，梧州學(xué)院講師，碩士，研究方向：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、圖像壓縮方面的教學(xué)與科研。