微型计算机技术教学改革
微型计算机技术教学改革【1】
摘要 微型计算机技术是电类专业本科学生的一门专业基础课，笔者根据微型计算机技术课程的重要性及微型计算机技术发展迅速的特点，适时对其教学改革进行思考，并做出了初步探索与研究。
关键词 微型计算机技术 教学改革 教学内容 教学方法
1 教学内容改革
1.1 精选教学内容
现在，大多数高校将微机原理、汇编语言、微机接口技术整合为一门微型计算机技术课程。
针对当前微型计算机技术课程内容繁多而学时数有限的实际情况，应精选教学内容，提高教学质量。
教学中注重重难点的处理，针对大纲要求、教材、教学目标及授课对象，设计每堂课的重点、难点的处理方法。
对重点内容侧重基本原理和方法的讲解。
对大纲中要求了解程度的内容可少讲或安排学生自学。
对课程中与先修课程重复的教学内容，如数制、码制、算术运算、A/D、D/A等以提示说明处理。
对学生的实际水平有充分的了解，以便在教学内容上做到有的放矢，删除一些非必要的内容后，可适当增补本领域的新技术、新产品，以增强学生学习兴趣并了解新知识。
1.2 理论联系实际
微型计算机技术涉及软硬件知识，在实际生产生活中应用广泛。
若沿袭一贯的“重理论、轻实践”的教育方法，显然是不可取的。
在进行教学设计时，应尽可能联系实际，使学生充分了解所学知识的作用及其重要性。
重视为社会培养应用型人才，提高学生的社会贡献力。
实验和课程设计充分利用学校的实验资源，开发基础和提高的成套系列实验。
在课程设计中，给出的课题应贴近生活，启发学生的创新意识和开发热情。
2 教学方法改革
2.1 教学形式设计
微型计算机技术课程教学的特点是知识面广、内容抽象，学生在学习过程中感到枯燥无味，并容易产生畏难情绪。
因此，在课堂教学中，应避免对学生采用全程灌输知识的教学方法，应以学生为主体，以培养学生的综合应用能力为目的，积极探索和实施各种各样的教学形式并充分发挥各种教学手段的优势，这一点尤为重要。
教学形式多样化如类比法、问题导向法、现场演示法、情景模拟法、多媒体技术应用等。
实践证明，多种教学形式的合理应用激发了学生的学习积极性，培养了学生自主性学习、创新性学习的习惯，提高了教学效果。
(1)类比法。
类比法是通过列举学生身边熟知的事情，借助这些事情与抽象概念之间具有的内在相似性，帮助学生形象地理解和记忆抽象难懂的概念。
如在讲授中断概念时，我们可以举这样一个典型的例子。
一个人正在做某一件事情(相当于CPU执行主程序)时，听到电话声响起(相当于有中断请求)，他暂时停下手边的事情(相当于中断主程序)，去接听电话(中断响应)，接听电话(执行中断服务程序)完毕，再返回(中断返回)来继续做原来事情(继续执行主程序)。
在教学过程中恰当使用类比方法是激发学生学习兴趣，减少畏难情绪的重要手段，也是帮助学生透彻理解，取得较好教学效果的一种切实可行的方法。
(2)问题导向法。
问题导向教学方法以问题为学习起点，激发学生学习兴趣，对知识逐步产生认知并最终使问题得以解决。
在该过程中，可激发学生的求知欲，锻炼学生的思维能力及解决实际问题能力。
使学生变被动的知识接受者为学习知识的主动者。
(3)现场演示及情景模拟方法。
授课时，教师用不多的时间现场演示(实物展示)或情景模拟(应用软件)实例，可以使学生先有了感性认识，激发了学生的学习热情，在此基础上，教师再讲授相关理论知识，并注重师生互动环节，可以有效地提高教学质量。
(4)多媒体技术应用。
多媒体技术的应用在现代教育中已成为一种良好的教学手段。
多媒体教学不仅提高了课堂效率，而且使抽象的知识形象化、直观化，有助于学生对学习内容的理解和记忆。
教师应当精心设计教学过程，精心设计教案课件，并且在教学过程中，将板书与多媒体教学有效结合。
例如可利用FLASH动画以实例展示CPU工作原理，促进学生对知识的掌握和理解;而程序设计比较适合用板书讲解的形式，便于给学生留有思索的空间。
(5)课程网站建设。
充分利用网络资源为课程教学提供服务。
课程的主要教学资源如教学大纲、电子教案、习题解答等全部上网。
实时介绍计算机应用的发展与最新技术，提供相关的课外设计课题供开放实验室选做，并介绍教师的科研项目。
建立网上师生教学交流、问题讨论平台，及时发现问题、解决问题，有效掌握学生学习动态，加强师生教与学互动，激发学生学习热情。
2.2 教学资源应用
科研资源转化为优质教学资源，促进教学质量提高。
其中包括：(1)科研成果促进理论教学内容优化。
精选科研过程和工程应用中与课程教学联系紧密的案例，介绍与重要知识点相关的科研内容和最新科研成果。
(2)科研成果丰富实践教学内容。
利用与课程内容相关联的科研成果，开发设计型、创新型实验，提升实验教学水平，同时拉近实验与工程实践的距离。
(3)实行导师制，努力培养优秀学生。
每年选出一些优秀学生进行重点培养，由教师提供高级技术难题或介入教师的科研课程中，并指导学生参加各种大学生创新制作比赛、电子设计竞赛等，通过促进学习与研究一体化使学生具备自主建立不断演进的知识体系的能力，适应终身学习的能力需要。
由此，使优秀学生的能力得以充分施展，同时给其他学生以激励，促进后进学生努力学习，调动学生的学习积极性。
3 教学考核改革
科学合理的考评体系能够激发学生的主观能动性和创造力。
传统的考核方法是笔试。
单纯笔试往往造学生考前突击和死记硬背的局面，无法全面反映教学成果。
目前，笔试始终占统治地位，值得思索。
对教学考核的研究与实践包括：(1)开卷考核形式。
开卷考核方法使学生的学习重心由原来的机械记忆学习内容转移到真正理解掌握。
(2)注重过程考核和综合能力测试。
提升实际动手测评在总评成绩中的比重，使学生的实践动手能力得到进一步培养和提高。
(3)针对性考核评价。
对擅长利用汇编语言实现算法设计的学生重点考核其逻辑思维能力，而对擅长硬件设计的学生重点考核其硬件接口设计与实现能力等，从而依据学生特点，建立个性化评价指标。
4 结语
微型计算机技术是电类及相关应用专业的专业基础课程，对学生从理论和实践上建立微机系统整体概念，了解当今计算机硬件的新技术和新理论，使学生具有微机应用系统的配置组装、硬件接口电路开发及汇编语言编程的初步能力至关重要。
本门课程教学改革的探索有较为实际的价值和意义。
教师在不断提升自身业务能力的同时，应注重提高教学质量，及时将最新成果引入教学实践，积极改革教学方法，探索新形势下的教学模式，顺应时代要求与科学发展趋势，将素质教育落到实处，培养出与时代同步、社会接轨的技术人才。
微机原理与接口技术实验教学改革【2】
摘要：针对目前微机原理与接口技术实验的教学现状，从实验内容、教材建设、教学方法、考核方式等方面进行有效的改革，以提高该课程的实验教学水平，培养社会真正需要的计算机人才。
关键词：微机原理;接口技术;实验教学;教学改革
《微机原理与接口技术》是工科学生必修的一门重要的专业基础课，通过该课程的教学，使学生能够利用单片微机器件进行硬件电路设计与软件编程开发，为社会培养高素质的建设人才。
该门课专业技术性极强，无论从课程本身的特点，还是从专业素质的培养来看，加强该课程的实验教学都是很重要的。
有关基础知识、基本原理、基本方法，必须靠大量的上机实践和动手实验，才能加深理解并且较好地掌握。
通过实验可以培养学生利用计算机技术和编程手段分析、解决专业领域的各种问题的能力和意识，并进一步感受微机发展的新技术和新方法。
因此微机实验教学是整个微机教学中重要的环节，它与理论课程相得益彰，是课堂教学内容的补充、延伸和深化，通过与课堂教学的密切配合，使《微机原理与接口技术》真正成为专业的主干技术基础课。
实验教学环节作为《微机原理与接口技术》课程的重要组成部分，许多高校已把微机原理与接口技术实验单独列为一门课，紧随理论课开设，并且单独计算学分。
然而实验教学还存在着一些教材、教学内容、教学方法以及考核方式等方面的问题，不利于学生能力的培养及向素质教育的转化，本文结合我校的实际情况，对微机原理课程的实验教学改革进行了探讨。
一、深化教学内容改革，实施高效教学
微机原理与接口技术实验作为一门专业基础课实验，对培养学生今后从事信息系统设计、研究、开发和应用起着极其关键的`作用，结合其课程特点，充实实验内容，使之集知识性、设计性和综合性于一体。
微机原理与接口技术实验内容主要包含以下几部分：
(一)原理部分
包括8086/8088指令系统与汇编语言程序设计、存储器与I/O机理的认知等内容，着重帮助学生熟练掌握计算机及其基本组成部分的工作原理和工作机制，训练和培养学生运用汇编语言编写应用程序，解决实际问题的能力。
(二)接口部分
包括典型的可编程接口芯片的扩展、性能验证及输入输出应用等内容，主要包括可编程中断控制器8259、可编程定时器8253、可编程外围接口芯片8255和8251以及模数(A/D)和数模(D/A)转换等，着重培养学生应用典型可编程接口芯片和数字电路芯片进行I/O接口设计和扩展的能力。
(三)综合应用
包括多种接口芯片的组合、自动实时控制等方面的内容，着重培养学生综合应用微机原理和接口技术进行设计、调试微机应用系统的能力，解决实际问题。
参考以上实验内容，我校编订的实验教材分为软件部分和硬件部分两部分实验内容。
软件部分为汇编语言程序设计，主要让学生熟悉8086的指令系统、DOS功能调用以及BIOS中断调用，要求学生掌握基本的程序设计和调试方法，能熟练掌握基本的编程与调试技巧。
硬件部分为接口部分，是根据学校购买的硬件接口实验箱以及所配套的软件等进行编制而成的，主要让学生熟悉各种接口芯片的编程方法，实验涵盖了基本的接口技术，包含验证性实验以及综合设计类实验。
验证性实验要求学生根据接口电路图编写实验程序、验证实验功能。
设计性实验要求学生自己设计接口电路、画出流程图并编写出接口程序，注重设计性。
二、合理选择实验内容，层次教学，从基础到深入，循序渐进
微机原理与接口技术的实验教学过程主要分为四个层次，循序渐进，逐渐提高学生的实验分析能力以及创新能力。
(一)软件基础性实验
软件基础性实验主要是验证性实验和简单的程序设计，目的是让学生熟悉编程环境，学会利用不同的调试工具调试汇编语言程序，并学会根据流程图编写简单程序。
在这个过程中，主要是为了让学生明确实验的目的、步骤以及方法。
以第一次实验为例，该实验的目的是：
(1)让学生掌握debug的常用命令，学会用debug和Emu8086调试程序;
(2)让学生深入了解数据在存储器中的存取办法，以及堆栈中数据的压入和弹出;
(3)让学生掌握各种寻址办法以及简单指令的执行过程。
在教学过程中，我们先让学生在预习报告里通过理论分析写好各个实验内容的答案。
然后在debug中完成这些实验，让他们熟悉在debug中如何利用R命令修改寄存器;熟悉如何利用E或者F命令修改内存单元;熟悉如何利用D命令或者单步执行命令T查看内存单元和单步运行程序并查看寄存器和标志位的值等。
接下来再介绍另外一个调试工具Emu8086，并让他们在Emu8086上完成刚才的实验，然后比较Emu8086和debug在汇编语言程序调试方面的异同点以及各自的优缺点，为他们在后面的软件设计实验中可以充分熟悉利用不同的调试工具来进行调试做好准备，最后通过上面两种不同的调试工具所得到的结果和理论分析的结果进行比较。
(二)软件设计性实验
软件部分的设计性实验主要是提高学生分析问题、解决问题的能力。
在这个过程中学生需根据实验内容要求，画出实验流程图，并根据实验流程编写程序，然后进行调试验证。
在这个阶段的实验教学中，教师通过分析实验目的和要求，启发学生根据要求画出流程图，然后在教师的辅助下完成程序代码的编写。
比如在做“两个多位十进制数相加”的实验时，由于要显示被加数、加数和结果，这边就可以提示学生利用DOS功能调用中的9号或者2号显示功能。
通过提示，让学生回忆理论课堂中讲过的这部分内容，并让他们清楚9号和2号DOS显示功能使用时的区别。
当学生完成显示部分程序之后，就可以开始编写两个数相加部分的程序了，但是因为题目中要求的是十进制数相加，而汇编语言中默认的是按十六进制数相加，所以这边可以采用提问的方式对学生进行提示，这时候学生就会知道要将结果进行十进制调整转化为十进制了。
由于是多位相加，所以应该根据位数来定义循环相加的次数，并对进位位进行处理等。
通过这样的引导，学生就很容易画出实验流程图，然后编写出程序，完成这部分设计性实验。
(三)硬件设计性实验
硬件设计性实验主要是让学生熟悉各种接口芯片的程序编写方法以及工作原理，包括可编程定时器8253、并行通信和可编程外围接口芯片8255、串行通信和可编程接口芯片8251、可编程中断控制器8259、模数(A/D)和数模(D/A)转换以及8237DMA控制器等。
通过这部分实验内容的学习，可以着重培养学生应用典型可编程接口芯片和数字电路芯片进行I/O接口设计和扩展的能力。
比如通过“交通灯控制”实验，可以让学生明白如何设置控制字来控制各端口的工作方式、各个端口在不同工作方式下的状态以及各端口的输入和输出等。
(四)硬件综合性实验
硬件综合性实验是运用所学知识构建具有一定意义的实用系统，学习和掌握微机中常用接口电路的应用和设计技术，充分认识理论知识对应用技术的指导性作用，进一步加强理论知识与应用相结合的实践和锻炼，通过综合设计性实验使学生的设计水平和对所学知识的应用能力以及分析问题解决问题的能力得到全面提高。
三、多种教学方法相结合，提高教学效率
教学方法是教师和学生为了实现共同的教学目标，完成共同的教学任务，在教学过程中运用的方式与手段的总称。
在微机原理与接口技术的实验中，根据以上实验程度的层次要求，我们采用不同的教学方法进行教学，这样可以取得更好的教学效果。
(一)演示法在基础实验教学中的使用
演示法是指教师通过展示实物、教具，进行示范性实验，或通过现代化教学手段，使学生获取知识的教学方法。
对于软件基础性实验以及硬件设备基础实验我们可以采用演示法进行教学。
由于学生在刚接触微机原理与接口技术实验课时，对汇编语言调试工具并不熟悉，所以在这一阶段的教学过程中，我们可以适当的进行演示，以提高学生学习效率。
比如在做“汇编语言的编写与调试实验”时，我们可以在教师电脑上对debug和Emu8086的程序书写过程以及调试方法、步骤等进行演示，让学生深入了解这些软件的使用方法。
对第一次接触硬件基础实验时，我们同样先向学生演示实验室硬件配套实验箱以及配套软件的操作方式以及调试过程，比如我校采用的是清华大学科教仪器厂的TPC2003A实验箱，其配套软件为TPC-USB，在课堂上我们可以以一个简单的实验为例，接上导线，连上硬件，然后通过演示，可以让学生熟悉实验箱，并熟悉利用这个软件进行编写、调试、运行程序等实验步骤，对后续的设计实验中学生能熟练利用这些配套软件来进行实验设计起到了很大的帮助作用。
(二)启发式教学在设计实验教学中的使用
启发式教学是指教师在教学过程中根据教学任务和学习的客观规律，从学生的实际出发，采用多种方式，以启发学生的思维为核心，调动学生的学习主动性和积极性，促使他们生动活泼地学习的一种教学指导思想。
在汇编语言软件和接口硬件设计实验中，我们可以采用启发式教学的方法。
根据设计实验要求，教师对学生进行适当的启发和引导，让学生在教师的帮助下独立完成实验的设计和调试，发挥自己的主动性和创造性。
(三)讨论法在综合实验教学中的使用
讨论法就是学生根据教师所提出的问题，在集体中相互交流小组的观点或个人的看法，相互启发、相互学习的一种教学方法。
在综合设计实验这一阶段，学生2～3人为一个小组，通过学生之间的讨论以及资料查询等，取长补短以完成整个设计。
这样不仅可以引发学生的学习兴趣，使学生感到自我存在的价值，激发学生的智慧，也可以让学生进行积极的思维活动。
况且某些学生的独特见解许多时候更胜于教师循规蹈矩的讲解，有利于学生巩固和加强对基本概念和理论的理解和掌握。
四、严格要求学生，培养学生积极的学习态度
实验教学是课堂教学的补充、延伸和深化，是课程教学的重要组成部分。
实验教学的目的就是通过与课堂教学的密切配合，巩固和扩充课堂讲授的理论知识，加深对课堂教学内容的理解;训练科学实验的基本技能和方法，养成严谨的科学态度和工作作风，培养运用所学理论知识独立分析、解决实际问题的能力和实际动手能力。
为了完成以上的实验目的，我们要求学生在进行微机原理与接口实验过程中完成以下任务要求：
(一)实验预习
在每一次实验课之前，学生都必须写好预习报告。
要明确实验目的和要求，在实验报告上画出程序流程图并编写出程序(硬件设计实验还需要画出电路图)。
(二)课堂实验验证
在实验课堂上学生通过对预习报告中的设计方案进行调试和修改，直至符合实验要求为止。
(三)完成实验报告
实验结束之后，学生都必须完成实验报告，并对实验内容进行总结，对实验结果进行分析和讨论。
五、完善实验课程考核方式
对学生进行实验考核是验证学生掌握所学知识的一种手段，也是督促学生钻研基本理论和提高基本技能的重要措施。
为了有效提高微机原理与接口技术实验教学的质量，更好的检验实验教学的效果，我们采用现场实验操作的方式进行期末考核。
考核的题目由教师在考试之前准备若干份，然后由学生现场抽签决定。
考试的成绩由教师在学生的操作过程中，根据学生对所涉及题目要求的设计方案、程序设计代码、动手验证操作以及故障排除等方面进行给分。
学生最后的综合成绩包括其期末实验考核成绩、实验报告成绩、平时完成实验情况及出勤表现等来进行综合评定。
制定一个严格的考核方式有利于提高学生的学习积极性及主动性，并能在平时实验过程中以及期末考核中了解学生掌握实验的情况，对于今后改进实验教学有很大的帮助。
六、结语
微机原理与接口技术的实验教学是一个长期的过程，只有不断总结实验教学经验，改善实验环境，探索实验教学新方法，提高自身业务素质与管理水平，才能培养出满足社会需求的高素质的人才。
参考文献:
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