案例教學(xué)法在微機接口技術(shù)課程設(shè)計實踐教學(xué)中的應(yīng)用

徐永華

（金陵科技學(xué)院信息技術(shù)學(xué)院，南京 211169）

案例教學(xué)法在微機接口技術(shù)課程設(shè)計實踐教學(xué)中的應(yīng)用

徐永華

（金陵科技學(xué)院信息技術(shù)學(xué)院，南京 211169）

微機接口技術(shù)課程是電子信息類專業(yè)的核心課程之一，根據(jù)其專業(yè)性較強，專業(yè)知識抽象的特點，進行了微機接口技術(shù)的課程設(shè)計實踐教學(xué)?；诖耍捎冒咐虒W(xué)法對課程設(shè)計的實踐教學(xué)意義和內(nèi)容加以介紹，并總結(jié)了實施中存在的問題和解決辦法，以期達到更好的教學(xué)效果。

微機接口技術(shù);案例教學(xué);綜合課程設(shè)計

微機接口技術(shù)［1～3］是一門原理性很強的課程，同時也是一門工程性很強的應(yīng)用技術(shù)類課程。課程培養(yǎng)學(xué)生掌握計算機科學(xué)與應(yīng)用技術(shù)中硬件技術(shù)基礎(chǔ)和軟硬件綜合的應(yīng)用技術(shù)。它是計算機各專業(yè)的專業(yè)必修課。它的任務(wù)是學(xué)習(xí)以80x86微處理器為核心的微機的工作原理，主要是微機系統(tǒng)中各類接口芯片的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用技術(shù)，使學(xué)生具備計算機硬件接口與匯編語言的綜合應(yīng)用技術(shù)水平［4］，為計算機各專業(yè)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用奠定硬件技術(shù)基礎(chǔ)。但往往由于該門課程的專業(yè)理論知識較為抽象，學(xué)生理解和應(yīng)用存在一定的困難，最終導(dǎo)致厭學(xué)，近年來，筆者在過去驗證性、應(yīng)用性實驗的基礎(chǔ)上充分利用教育、教學(xué)資源采用案例教學(xué)法，開展微機接口技術(shù)的綜合課程設(shè)計的實踐教學(xué)，授課教師只提供基本的設(shè)計思路和設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)，不提供電路設(shè)計方案和完整的程序代碼，學(xué)生通過查閱相關(guān)資料，明確設(shè)計思路，完成方案設(shè)計，開發(fā)并且調(diào)試源程序，分析實驗現(xiàn)象，得出實驗結(jié)論，書寫實驗報告。學(xué)生通過綜合性課程設(shè)計這一環(huán)節(jié)，建立了通過編程控制芯片的設(shè)計流程，提高了實際的動手能力，收效較好。

一、案例教學(xué)法的方法和優(yōu)勢

與傳統(tǒng)的教學(xué)方法相比，案例教學(xué)［5］是以案例為基本教學(xué)材料，通過討論或者研討來進行學(xué)習(xí)的一種教學(xué)方法。其特點是:1）鼓勵學(xué)生去思考、去創(chuàng)造;2）引導(dǎo)學(xué)生變注重知識為注重能力;3）注重師—生與生—生之間的雙向交流。通過學(xué)生從直接、間接兩種途徑去發(fā)現(xiàn)、學(xué)習(xí)、總結(jié)知識的過程，將學(xué)生被動“學(xué)”的學(xué)習(xí)過程轉(zhuǎn)為主動“發(fā)現(xiàn)”的探索過程。案例教學(xué)法改變了傳統(tǒng)的知識型教學(xué)模式，以開發(fā)學(xué)生潛能、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新的思維能力、實踐的動手能力為主要目標，教學(xué)方式從“教為中心”向“學(xué)為中心”轉(zhuǎn)變，教師授課從填鴨式教學(xué)改變?yōu)閷W(xué)生參與式學(xué)習(xí)。這類教學(xué)活動的開展主要目的在于啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生對案例涉及的問題進行思考、分析、設(shè)計和實現(xiàn)，促進學(xué)員學(xué)習(xí)方式的改變。以理論教學(xué)為主線，穿插案例教學(xué)，可以最大限度地提高學(xué)生的認知水平，從而有效地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

二、綜合性課程設(shè)計方案

案例教學(xué)法的設(shè)計思路一般是“教師提供教學(xué)目標與任務(wù)—學(xué)生查閱資料分析問題—學(xué)生提出解決方案—教師指點修正—學(xué)生最終實現(xiàn)，其中貫穿教師對學(xué)生的評價與學(xué)生的自我評價”。具體實施方案:

（一）確定案例

案例的選擇是實施案例教學(xué)的重要前提。選擇案例的幾個原則是:1）明確的任務(wù);2）貼近現(xiàn)實生活;3）具有較強的實踐性和可操作性;4）案例的多元化，選擇各種類型的案例組合;5）案例材料要言簡意賅，便于學(xué)生閱讀和理解，使學(xué)生樂于去分析思考。最終確定微機接口技術(shù)課程設(shè)計的任務(wù)為以下八個課題:交通信號燈控制、電子鐘程序設(shè)計、基于PC機的電子琴設(shè)計、家用電風(fēng)扇程序設(shè)計、競賽搶答器設(shè)計、轉(zhuǎn)速表設(shè)計、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、洗衣機洗衣程序。學(xué)生按照需求從這八個課題中選擇一個結(jié)合偉福Lab8000系列通用微控制器實驗系統(tǒng)模擬實際的應(yīng)用。

（二）設(shè)計分組，明確任務(wù)，下達任務(wù)書

分組管理中首先需要注意的是學(xué)生的實際水平和實際動手能力。由于學(xué)生的個體差異性，在知識掌握和運用方面可能存在一些差異。有些學(xué)生的分析、理解能力較強，但實際動手能力卻較差;而有些學(xué)生動手能力一般，但分析問題和解決問題的能力比較強，因此，進行小組劃分前，需要充分了解學(xué)生的各自優(yōu)勢與弊端，把不同類型的學(xué)生劃分到一個小組中，最終人數(shù)每組確定在3—4個人，選出其中所有能力都較強的擔(dān)任小組組長，下達任務(wù)書，并由小組長給出分工，包含完成任務(wù)所需掌握的理論知識點、儀器設(shè)備、設(shè)計內(nèi)容及要求，以20個學(xué)時的交通信號燈控制為例，說明任務(wù)書所含的基本內(nèi)容。

1.課程設(shè)計的目的和要求

（1）了解交通燈管理的基本工作原理。

（2）熟悉8259A中斷控制器的工作原理和應(yīng)用編程。

（3）熟悉8255A并行接口的各種工作方式和應(yīng)用。

（4）熟悉8253計數(shù)器/定時器的工作方式及應(yīng)用編程，掌握利用軟硬件相結(jié)合定時的方法。

（5）掌握多位LED顯示問題的解決。

2.課程設(shè)計的內(nèi)容

設(shè)有一十字路口，其道路為南北方向和東西方向，南北、東西各用一組發(fā)光二極管表示，此路口的交通信號燈的亮滅的規(guī)律如下:

（1）東西方向車輛放行40秒鐘。即東西方向的綠燈點亮40秒，南北方向的紅燈同時點亮45秒。

（2）40秒后，東西方向的黃燈閃爍5秒鐘，以警示車輛將切換紅綠燈。此時南北方向仍維持紅燈點亮。

（3）東西方向的黃燈閃爍5秒鐘后，轉(zhuǎn)為南北方向放行30秒鐘。即東西方向的紅燈點亮35秒，南北方向的綠燈同時點亮30秒鐘。

（4）南北方向放行30秒鐘后，轉(zhuǎn)為南北方向的黃燈閃爍5秒鐘，以警示將切換紅綠燈。此時東西方向仍維持紅燈點亮。

（5）南北方向的黃燈閃爍5秒鐘后，再轉(zhuǎn)為東西方向車輛放行40秒。如此循環(huán)重復(fù)。

在東西、南北方向亮燈期間，在2位數(shù)碼管上顯示倒計時計數(shù)值（每秒減1）。

3.儀器設(shè)備

并行接口芯片8255A、定時計數(shù)器芯片8253、中斷控制器8259A、發(fā)光二極管（紅、綠、黃三色各兩個）、數(shù)碼管四只和若干導(dǎo)線等。

4.設(shè)計思路及流程圖

（1）交通信號燈（發(fā)光二極管）以及數(shù)碼管顯示可由8255A進行控制，南北方向和東西方向各安排一組發(fā)光二極管，每組有紅、綠、黃三色。每個方向各安排兩個數(shù)碼管，分別顯示南北向和東西向的相關(guān)信號燈亮的剩余時間，數(shù)碼管的段碼和位碼也由8255A的相應(yīng)引腳控制，位碼主要控制由哪幾個數(shù)碼管顯示，段碼主要控制數(shù)碼管顯示的數(shù)字。

（2）交通信號燈亮滅延遲的時間以及數(shù)碼管顯示的時間由8253進行控制，數(shù)碼管在顯示的時候是每隔1秒更新一次，更新動作的觸發(fā)是由8259A實現(xiàn)的。

流程圖有三個方面:一個是主程序流程圖，一個是時間顯示子程序流程圖，一個是中斷服務(wù)程序流程圖。

（三）項目實施和指導(dǎo)

實施過程中，注意過程監(jiān)控，定期檢查進展情況、召開團隊會議、討論所出現(xiàn)的問題及解決辦法，關(guān)注并檢查學(xué)生的工作情況。指導(dǎo)教師對設(shè)計過程中發(fā)現(xiàn)的問題給予指導(dǎo)，同時檢查學(xué)生的階段性成果。在學(xué)生遇到問題時及時予以解惑，但如果學(xué)生所提出的問題是一些共性問題，要匯總后給出專題指導(dǎo)，如編碼、調(diào)試、引腳含義、文檔寫作等等。

（四）考核和驗收

歷來，學(xué)生在課程設(shè)計中嚴重的抄襲行為導(dǎo)致成績差距不大，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性受挫，因此，制定行之有效的考核辦法也將使學(xué)生更加積極與努力地開展課程設(shè)計工作，考核依據(jù)是按照學(xué)生最終提交的電子產(chǎn)品和課程設(shè)計報告，但充分考慮到了學(xué)生是否實際動手做，因此，在評分時，要綜合考慮過程監(jiān)控中的成績、考勤、演示產(chǎn)品的熟練程度、回答教師提問的準確程度、課程設(shè)計報告規(guī)范撰寫程度，以及是否具有創(chuàng)新性。具體來說，考核分為四個部分:第一部分為平時表現(xiàn)，占總成績的20%，主要包括平時出勤、態(tài)度，過程監(jiān)控中的教師評分;第二部分為實驗的結(jié)果和代碼，占20%，根據(jù)每一個案例最終要完成的要求分解成若干小的模塊任務(wù)，按照最終完成的模塊任務(wù)單完成分值評定;第三部分是設(shè)計報告（說明書），占40%;第四部分是答辯情況，占20%，包含對自己設(shè)計的總結(jié)和對老師提問的解釋說明，如果提交的電子文檔或者答辯時被認為不是學(xué)生自己獨立完成的，或者雷同現(xiàn)象嚴重將視其情況扣分或記零分，這樣加大了教師課程設(shè)計過程中的監(jiān)管力度。其中第一、第二和第四部分合在一起作為平時成績，第三部分作為期末成績。

三、實施中的問題與解決辦法

（一）充分準備，認真編寫課程設(shè)計指導(dǎo)書

課程設(shè)計是在以學(xué)習(xí)過該課程的基礎(chǔ)上完成，因此，在編寫設(shè)計指導(dǎo)書的時候要充分了解學(xué)情，分析學(xué)生已具備的知識和技能，找到切合的實際案例，針對實際案例，教師首先要非常熟悉案例所涉及的知識點，對于不理解或者有疑惑的，一定要查閱資料或者與同行討論來理解透徹。其次，教師對教學(xué)環(huán)節(jié)充分掌握，在備課過程中也要考慮到在案例教學(xué)實施過程中學(xué)生將出現(xiàn)的問題，這樣才能保障良好的教學(xué)效果。

（二）認真檢查，完善學(xué)生的解決方案

由于學(xué)生對知識的掌握程度和理解問題的能力具有差異，在最初設(shè)計解決方案時可能會不完善，因此要求指導(dǎo)教師認真檢查每組學(xué)生的設(shè)計方案，指出可能會帶來的問題和不足之處，便于學(xué)生在實現(xiàn)過程中更加流暢。此外，選擇一些優(yōu)秀的設(shè)計方案，尤其是具有一定創(chuàng)新的思路，教師輔助，學(xué)生動手完成課程設(shè)計，最終評述所得創(chuàng)新工作的意義，通過這種自己設(shè)計方案、自己動手操作的方式，極大地喚起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（三）鼓勵學(xué)生采用不同的形式展開實驗

在學(xué)生熟練掌握已有知識的基礎(chǔ)上，發(fā)揮其創(chuàng)造潛能，鼓勵學(xué)生大膽地嘗試，比如選用不同電路和不同編程方法都給予肯定。而教師每一項任務(wù)下發(fā)之前，首先要提出一些問題，解釋性地說明如何拓展思路，然后讓學(xué)生進行思考，重新設(shè)計符合的方案。通過這種模式極大地喚起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分挖掘?qū)W生的創(chuàng)造能力，對開闊學(xué)生知識視野，培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力、解決問題的能力具有積極的作用。

（四）角色定位，教師主體變?yōu)閷W(xué)生主體

在實際教學(xué)指導(dǎo)中，要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的理論教學(xué)模式，教師與學(xué)生的關(guān)系是“師生互補，教學(xué)相輔”，應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)生的主動性，以學(xué)生為主體，重視學(xué)生的參與，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、檢索文獻、解決問題的能力，但需要強調(diào)的是教師對課堂的有效組織和控制能力，形成一個有利于提高學(xué)生動手能力、拓展學(xué)生的知識水平、提高學(xué)生的實際動手能力、激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造力的良好氛圍。

四、結(jié)語

對于微機接口技術(shù)這門原理性較強的課程，如果采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，會使學(xué)生的創(chuàng)造性思維和學(xué)習(xí)的主動性受限，也不利于學(xué)生對理論知識進行融會貫通。因此，引入綜合課程設(shè)計實踐，以項目案例引入，由教師進行指導(dǎo)，學(xué)生主動查閱文獻知識完成，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，極大地提高了學(xué)生的動手能力和分析問題、解決問題的能力，調(diào)動了學(xué)生的主動性。

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［1］崔文華，王寧，王宇，等.微機原理與接口技術(shù)實驗教學(xué)規(guī)劃與實踐［J］.實驗室研究與探索，2011，（9）:161－164.

［2］周明德.微型計算機系統(tǒng)原理及應(yīng)用［M］.北京:清華大學(xué)出版社.

［3］邵鴻余.微機原理與接口技術(shù)［M］.北京:北京航空航天大學(xué)出版社.

［4］孫丹嶺，蔣方炎.匯編語言和微機接口技術(shù)實驗教學(xué)探討［J］.計算機教育，2011，（17）:43－45.

［5］張家軍，靳玉樂.論案例教學(xué)的本質(zhì)與特點［J］.中國教育學(xué)刊，2004，（1）:48－50.

The Application of Case Teaching in Computer Interface Technology Class Design Practice

XU Yong-hua
（School of Information Technology，Jinlin Institute of Technology，Nanjing 211169，China）

Computer Interface Technology is one of the main courses of electronic information majors.According to its features of being highly professional and abstruse professional knowledge，Computer Interface Technology class design practice teaching is conducted.This paper introduces the significance and contents of the application of case teaching in class design practice teaching and summarizes problems and solutions in its implementation process in order to gain better teaching effect.

Computer Interface Technology;case teaching;comprehensive course design

G642

A

1001－7836（2012）12－0085－03

10.3969/j.issn.1001－7836.2012.12.036

2012－11－05

徐永華（1971－），男，江蘇如皋人，講師，軟件設(shè)計師，碩士，從事計算機網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)挖掘研究。