導語：如何才能寫好一篇微機原理，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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[關鍵詞] 應用型本科；電子信息工程；微機原理

中國分類號：H191

電子信息工程專業是直接服務于我國通信、電子行業的重要工科專業。隨著通信業和電子工業的不斷發展，其中以計算機為核心的通信技術得到迅猛的發展。可以說只有充分掌握計算機技術的電子信息工程專業學生，才能夠適應時展的要求。

對于電子信息工程專業的學生而言，在大學四年中所學的知識是很有限的。為了讓學生在有限的時間內掌握更多的專業技術，那么人才的培養方案應著重培養學生的動手能力和創新能力，以符合應用技術型人才的培養要求。

《微機原理》對電子信息工程專業的學生在理解和掌握計算機本質和工作原理上有著不可替代的作用。并且對學生后續學習的單片機、DSP等課程起到十分重要的作用。因此，為了滿足電子信息工程專業人才培養的實際需求，要有針對性地強化《微機原理》課程中的學習內容。本文將從以下幾方面進行探討。

一、 應用型本科的教學目標

按照《中華人民中和國高等教育法》本科學業教學的規定：學生能系統地掌握本學科專業所必須的基礎理論知識，具有從事本專業實際工作和研究工作的初步能力[1]。但是應用型本科教育還要求所培養的學生符合高級工程的要求。因此所培養的畢業生必須具有較強的工程實踐能力。要在人才培養過程中，注重培養學生的動手能力并在實踐教學過程中逐步培養學生的創新能力。

二、 更新教學內容

傳統的《微機原理》教學內容要求學生重點掌握匯編指令，以及培養學生匯編語言的編程能力。但是8086系統早已淘汰不用，且匯編語言通用性不強，不同的系統匯編語言的結構不同。那么針對培養應用型本科人才的教學目的，在《微機原理》的教學當中應該是重點講解微型計算機的基本結構、工作原理以及外部接口的使用[2]。計算機的二進制運算是本門課程的基礎內容，是每個學生都要掌握的知識。當學生有了二進制運算的基礎之后再適當地講解CPU的內部結構，目前微型計算機的CPU都是采用了哈佛結構，而電子信息工程專業學生后期學習的DSP系統也是采用哈佛結構，因此這部分的內容也需要詳細地講解。考慮到電子信息工程專業的學生要具有電路設計的能力，特別是要掌握接口芯片的使用。那么在講解《微機原理》這一門課的時，要結合數字電路的知識，重點介紹微型計算機的接口芯片使用。例如：AD0809、8255、8253等這些常用的接口芯片，在電路設計上應用很廣泛。而且這一部分的內容是本門課程需要重點學習的內容。另外，尋址方式和存儲器也是《微機原理》的一個重要內容，這些知識為后續學習的單片機技術提供重要的理論基礎，在學習這部分內容時要從原理上掌握。

在計算機專業和控制類專業中，匯編語言這一部分的內容是《微機原理》學習的重點。但是考慮到電子信息工程專業的實際需要，這一部分的內容應當弱化處理。因為匯編語言作為一門低級的計算機語言，如果只通過課堂的講解學生是很難接受的，只有通過大量的操作實驗學生才能更好地理解。而且匯編語言通用性不強，學生在學了80x86系統的匯編語言之后，即使繼續從事本專業的研究工作也很少使用，因為不同的處理器芯片匯編語言的結構不同。在后期所學習的單片機、DSP系統等課程，普遍采用C語言編程。基于C語言的軟件開發平臺已經非常成熟，而且C語言的通用性強。因此在教學過程中，應少而精地講解匯編語言，同時要補充C語言的內容。

三、更新實驗教學

《微機原理》是一門具有很強的應用性的課程，很多內容都可以通過實驗來加以驗證和實現，也就是說，實驗在這一門課程的教學中發揮著重要的作用。如果學生每次實驗都能夠獨立正確地完成，那么將起到鞏固理論課堂中所學到知識的作用。既然教學內容上發生了改變，那么《微機原理》的實驗內容、實驗教學方法、實驗考核方式等也需要進行改革。

首先，在傳統的《微機原理》教學中，匯編語言實驗占據了大部分的課時，但是實際收效的效果并不理想。因此，在《微機原理》實驗中，匯編語言部分要壓縮課時量，讓學生掌握匯編語言的編寫和調試程序即可[3]。中斷和接口技術對于電子信息工程專業的學生而言，在今后的學習中會直接使用，是在實驗教學過程中應該加強學習的內容。芯片應用也是在實驗教學過程中應該增加課時量的內容，可以培訓學生對芯片使用，以增強學生設計電路板的能力。而且芯片的使用和電路的設計一直以來都是電子信息專業的學生應該要具備有的能力。并且在芯片應用實驗中可以讓學生學習怎么根據引腳定義進行電子線路的連接、怎樣根據控制字的格式定義給芯片進行初始化等。在實驗過程中不能僅僅局限于課本的幾款典型的可編程芯片，應該要包含有AD、DA等芯片的使用，這也是電子信息工程專業的學生必須掌握的知識。

其次，教師應該在實驗課前培養學生有預習的習慣與課后鼓勵學生學會思考總結實驗過程，使學生能夠在實驗過程中鞏固在理論課中所學到的知識[4]。待學生對實驗課程的內容和基本實驗步驟都熟練后，可以安排一些創新實驗，在教師的指導下獨立完成實驗，并對實驗數據進行整理、分析和討論，最終寫出實驗報告或研究論文。

最后，根據學生實驗的綜合能力進行評定。最終的成績評定，應當采取實驗成績與現場實驗考試成績相結合的方式進行測評[5]。在實驗過程中還應當開設與課程相關的課程設計。在規定的時間教師驗收學生的課程設計作品并要求學生答辯，學生成績采用答辯和檢查學生完成課題情況評定。

四、更新教學方法

在傳統的《微機原理》教學中，注重培養的是學生的理論知識，而往往忽略了學生的實踐能力。那么在《微機原理》這門課中應當積極探索工程實踐能力，注重培養學生的實踐能力[6]。但是傳統的教學方法中更多的是學習理論知識，往往忽略了學生工程實踐能力的培養，因此很難符合應用型本科的人才培養要求。那么新的教學方法應當是學習在理論知識的基礎上，引導學生參加社會實踐。隨著新的教學方法提出，那么考核手段也應該伴隨著提出，考核方式再也不能以期末考試的形式考核學生的成績。學生的期末總評成績應當包括考試的成績加上平時成績，平時成績所占的分量應該與考試成績占同等比重。更新的教學方法主要體現在以下幾個方面。

在《微機原理》教學中，在課堂上能學到的都是理論知識。為了提高學生的動手能力和實踐能力，教師應該除了課堂教學生理論知識，更應該指導學生設計與課程相關的作品。其中所設計的作品算入期末總評的一部分。

指導學生多閱讀相關的課外書籍和文獻資料。《微機原理》是一門理論知識多、技術性強、實驗技能要求高的專業課，如果只靠在課堂上所學得的知識是很難達到這一門課的要求，學生應當多閱讀查找相關的數據和文獻資料[7]。那么在教學中，教師應當根據課程內容設立問題，課后再讓學生查找資料并根據問題的內容撰寫報告。所撰寫的報告要明確寫出問題的解決方法，而且所提出的方法必須要有依據，標出方法的出處。最終學生所選的報告也應當算入期末總評的一部分。

五、結束語

本文在教學內容上提出了減少匯編語言的內容并增加接口芯片芯片應用這一部分內容以滿足電子信息工程專業的要求，在教學方法上提出工程訓練式教學培養學生的實踐能力。經過教學實踐證明新的教學內容、實驗方法以及教學方法的不斷應用，使學生具有更強的實踐能力和學習能力。

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【關鍵詞】微機原理與接口技術 教學設計

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2013）32-0054-02

一 教學起點分析

1.教學需要

微機原理與接口技術是我院本科學生必修的一門課程，是研究微機基本工作原理及接口電路設計方法的重要課程，對于培養學生綜合運用軟硬件知識解決實際問題的能力具有重要的意義，能為后續課程的學習打下堅實的基礎。

2.學生情況

本課程涉及相應的編程語言，根據實際情況，要求學生有一定的編程和讀程序的功底，但這部分對學生來說相對較難掌握，雖然在學習本課程之前，學生已經學習了大學計算機基礎、C語言程序設計課程，有了一定的計算機操作和編程基礎，但這部分對學生來說還存在底子薄弱、動手能力較低的問題。因此，需要針對實際存在的問題，制定滿足他們學習需求的教學內容。根據以往的教學經驗，雖然學習本門課程存在一定的困難，尤其是在指令系統和匯編語言學習部分，但只要態度認真，學習目標明確，預期的教學目標還是能夠實現。

3.教學內容

本課程由兩大模塊構成，第一部分主要是介紹微型計算機的各部分構件以及它們的使用方法；第二部分主要介紹了8088/8086的指令系統以及匯編語言的完整結構。

相對來說，第一部分主要是理論知識，而第二部分的學習過程中，實踐性較強。學生的薄弱環節在于第二個模塊的學習中，如果積極引導大部分學生，可以保持較高的學習積極性和學習興趣。

二 教學目標

1.總體目標

通過教學與實驗，學生能闡述微型計算機的基本工作原理、匯編語言程序設計的基本方法，設計并上機調試匯編語言程序，概括微機與I/O設備接口電路的工作原理，設計存儲器及I/O設備的接口電路，為進一步學習其他計算機知識和進行硬件開發奠定基礎。

2.分類目標

知識與技能：（1）解釋微機原理的基本概念。其中包括：數制及其編碼；微機的基本組成和工作原理；最小/最大模式和系統總線形成的概念。（2）會使用匯編語言編程及上機調試程序，提高學生的實際動手能力。其中包括：尋址方式；指令系統；順序、分支、循環及子程序結構。（3）設計接口電路。其中包括：CPU與存儲器的連接；接口芯片與微機總線的連接應用及初始化編程。

過程與方法：（1）通過課堂講授、分組討論等教學環節，理論聯系實際，學會具體問題具體分析，提高分析和解決問題的能力。（2）通過對實際需求的分析和討論，設計出可行的解決方案，學會微型計算機系統的電路設計方法和編程方法。（3）通過上機實驗環節，學會程序調試的方法，培養學生的實際動手能力。

情感態度與價值觀：通過本課程的學習，使學生能感受到計算機知識對生產、生活和工程技術的影響；關注計算機硬件發展的前沿動態；養成獨立思考、刻苦鉆研、善于質疑的良好習慣以及實事求是的科學態度。

三 教學內容設計

第一部分：微型計算機基礎知識。進行二進制運算；復述BCD、ASCII碼的編碼方法；闡述CPU寄存器的結構及作用、CPU引腳功能、存儲器分段與物理地址形成；闡述最小/最大模式的概念和系統組建、系統總線形成。

第二部分：8088/8086指令系統及匯編語言程序設計。區別8088尋址方式；解釋常用8088指令的功能；設計匯編語言程序；上機調試程序。

第三部分：存儲器系統。對存儲器進行分類；設計存儲器的譯碼電路；繪制存儲器電路連接圖。

第四部分：輸入與輸出和中斷技術。說明I/O端口編址方式；對I/O數據傳送方式進行分類；利用給定模塊設計I/O接口電路；對I/O電路進行初始化編程。

第五部分：常用外設及多媒體技術。說出鍵盤的基本工作原理；知道LCD、LED的原理。

四 教學策略

在教學中，嚴格按照課程標準的要求進行教學。采用溫故知新的方式，每次在講新課之前復習上節課內容，每章結束時復習本章重點、難點，詳細解答課后習題中出現的問題。在課程講授過程中，根據學生的實際情況適當調整教學進度，盡量滿足不同層次學生的學習要求。

將整個教學過程分為課堂講授、上機實習、綜合設計、考核評價等環節。根據教學內容的差異和學生的特點，以理論知識為根本，以實際應用為導向，從典型問題的解決入手，剖析現象，得出結論，指導應用。通過課堂講授使學生重點理解微型計算機系統的基本概念、組成原理、程序及電路設計方法；通過課堂討論，促進教學互動；通過上機實習加深學生對所學知識的理解，培養學生的實際應用能力和創新能力。

五 教學進程設計

根據課程特點和要求，課程教學由課堂理論教學和機房的講練結合教學兩部分組成。本課程共計70學時，課程內容分為八個部分，根據每個部分的教學內容和難易程度，具體的教學實施安排見附表。

六 實施建議

1.教材和參考資料

微機原理與接口技術教材要以課程標準規定的目標為選編指導思想。在滿足課程標準基本要求的前提下，教材內容應盡可能豐富，滿足不同學生的需要。

教材選編建議：適合本科學生的需要；突出實用性、前沿性；充分體現本課程的教學理念。

教材的使用建議：教師要善于結合實際教學需要，靈活地和創造性地使用教材，對教材的內容、編排順序等方面進行適當的取舍或調整。

2.考核評價的主要方式

采取理論考試與上機考試相結合的方式進行考核，理論

考試成績占70%，上機考試成績占30%。

3.教學保障條件建議

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關鍵詞：微機原理與接口技術；教學計劃；課堂教學方法；實驗教學改革

作者簡介：韓松（1971-），男，重慶人，集美大學信息工程學院，講師。（福建廈門361021）

中圖分類號：G642.0     文獻標識碼：A     文章編號：1007-0079（2012）10-0079-02

20世紀70年代大規模集成電路技術的發展促生了第一臺微型計算機，至今，微型計算機技術在短短三四十年的時間里已不可動搖地發展成為計算機技術領域的一個重要的分支，廣泛深入地滲透到工業控制、儀器儀表、消費產品、汽車、辦公自動化和通信等領域，從微控制器的品種、結構、功能、性能、價格、生產工藝到開發方式等都以迅猛的勢頭快速發展。這無疑對微型計算機人才的適應性提出了更高的要求。高校開設的“微機原理與接口技術”是電子、自動化、通信、計算機相關專業一門理論與實踐聯系很強的專業基礎課程，具有很高的實用價值，起到承上啟下的重要作用，其教學質量的好壞直接影響著學生綜合能力的培養與提高。為了更好地滿足社會和企業對具有高技能應用型人才的要求，減輕教師教學的壓力，結合自身教學和實踐，談幾點體會和改革的新思路。

一、安排好合理的教學計劃

“微機原理與接口技術”課程一般安排在大學二年級下學期或三年級上學期，由于內容多、難度大，初次接觸微機的大多數學生對其缺乏正確的認知，其心理上對之有一定的畏懼，所以制訂的授課計劃應重點突出、層次分明、由淺入深循序漸進。

1.重點突出、層次分明

從目前的教學培養方案來看，“微機原理與接口技術”課程的學時一般為60～70學時。在課時這么少的情況下要完成相對較多的內容，安排講授的重點就應放在實用性的理論知識上。為此應遵循以下兩個原則：首先是可行性。根據學生現有的理論儲備、企事業現階段對微機人才的要求和學院相應的設備條件等基礎環境，將有實用價值的內容合理地有重點地安排進課程或適度加強。其次是拓展性。為達到實用性強的特點，在教學計劃安排過程中，加入對知識縱向和橫向的延伸，引導學生積極思考，鼓勵學生對所學習內容在實際的應用中討論，進行更深層次的研究。只有這樣，書本上的知識才能真正成為自己的知識。

2.由淺入深、循序漸進

在“微機原理與接口技術”課程之前學生已進行了大學物理和電子技術的學習。為了更好地銜接，教師在制訂教學計劃時應從學生已經學習過的數制轉換、編碼、存儲器等知識入手逐漸深入到微機原理其他未知的領域，由淺入深地安排好課程計劃，慢慢地培養學生興趣。如此安排易于學生接受知識，起到了很好的承接作用。經過在集美大學信息工程學院、理學院和誠毅學院的實踐教學表明，這樣的課程安排很受學生歡迎。

二、選擇合適的課堂教學方法

理工學科的課程內容相對枯燥又難以理解，所以就更加要求理論教學應該針對性地尋求靈活的教學方法。適合“微機原理與接口技術”的課堂教學方法很多，如啟發式教學法、漸進式教學法、比較式教學法、歸納式教學法等。這些方法綜合應用在課堂教學中，對教學質量有很好的保證。但針對不同的學生也必須有各自的側重方法，才能達到最佳效果。下面以前兩種方法為例進行探討。

1.啟發式教學

理工課程內容的嚴謹性很容易造成課堂氛圍沉悶，形成填鴨式的教師一言堂。例如信息工程學院的學生特點是入學成績好，基礎知識比較扎實，但缺點是思維不夠活躍，最容易形成死氣沉沉的課堂。如何在教學中調動學生積極性，是改善課堂氛圍、提高學生學習效果的重要環節。所以針對信息工程學院的學生，更合適較多地采用啟發式教學，以調動學生學習熱情與興趣，促進學生個性發展。這就要求在教學中根據教學內容的鋪展由表及里循序漸進地不斷引出問題，啟迪學生去思考、分析問題，直到提出解決問題的方法或途徑。比如在教授算術運算指令時，首先引導學生回憶標志寄存器的結構和數制計算時的補碼運算，在此基礎上再仔細講解算術運算類指令的功能。有了良好的理論基礎，再舉一例題：十進制轉十六進制的轉換程序，用傳統的順序結構算法詳盡地講解轉換的過程。下一步就是引導學生思考傳統算法的不足，有的學生就提出計算太繁復、結構不合理，于是更深地引導如何解決這個問題，要求學生通過課堂練習、課后作業或上機實驗完成新的計算程序。反饋的結果是有的學生選擇使用循環結構、有的選擇過程調用，都大大地簡化了轉換程序，達到了預期的效果。最后引導學生應用后續的宏或中斷的知識完成相應的編程，進一步拓展學生思路，為學習后續的知識打下伏筆。

啟發式教學強調學生是教學的主體，調動學生的學習主動性。教師要淡化標準答案，鼓勵學生多向思維，弱化思維定勢。“微機原理與接口技術”教學中針對信息工程學院的學生采用啟發式教學，利用學生相對比較扎實的理論知識為基礎，對學生的疑問不作正面回答，啟發學生獨立思考，培養學生獨立解決問題的能力，發揚教學民主，用問題引導學生順應教師的思路不斷思考，主動分析問題，找到問題所在并最終找到解決辦法。

2.漸進式教學法

漸進式教學法是指利用已有的知識作為新知識的基礎和階梯，靈活利用知識點之問的橫向關聯和縱向層次，由淺入深、由易到難、循序漸進的教學方法。此方法在實踐中主要針對集美大學誠毅學院的學生，他們的特點是思維活躍、富有個性，但是基礎知識相對薄弱。例如在講解存儲器時先是從上學期學生剛剛學過的觸發器入手，進入到由觸發器構成的存儲器單元，將新知識鋪墊在學生已有的知識結構上，有了這個基礎再進一步講解CPU對存儲器的組織、如何尋址，學生自然而然進入所授新知識的環境中。這樣由淺入深，層層遞進，符合認知規律，有利于學生系統全面地理解學習內容。

三、改革傳統的實驗模式

在以往的實驗教學中，實驗內容往往以驗證理論知識為主要目的，這樣安排旨在讓學生通過實驗課程加深對理論知識的記憶和理解，使實驗教學成為課堂教學的有限延伸。在實驗課中，學生用統一的模式，無法將自己的創造性想法和實驗課程結合起來，也無法靈活地將所學的理論知識和實驗內容結合起來。由于實驗內容和課堂教學內容過多重復，無法激發學生對實驗課程的興趣；理論驗證性實驗過多，學生也很難去真正地思考、分析問題，失去了提高動手能力的機會。改變傳統實驗過程中以驗證性為主的實驗模式，以理論驗證為基礎，增加實驗的拓展性、挑戰性和綜合性，真正達到讓學生在實驗環節中提高動手能力、鍛煉思維能力的目的。

1.改驗證性實驗為引導性的試驗

教師僅提供實驗目的和要求，指出實驗的方向，學生提前到圖書館或者網上查閱相關資料，設計實驗方案，編寫相關的流程圖和預習程序。在實驗中的任務是發現問題并解決問題，最后得到實驗結果。學生應根據自己的實驗過程撰寫實驗報告，重要的環節是報告中一定要包括實驗中各自遇到的問題，解決方案是什么；如果最終也未能解決問題，要分析原因并考慮可能的解決方案。同時教師也可以組織學生交流，分組討論，對各組實驗結果與報告展開分析，從而提高學生的研究能力和科學實驗能力。

2.加強參與實踐的積極性

為了充分調動學生的積極性和主觀能動性，實踐中還引入激勵機制。每一個能提前完成實驗任務的學生都有機會從教師那里隨機的得到一道拓展性的題目，這個題目是教師根據學生前面完成任務的具體情況、遇到的問題和存在的不足或是希望其在某一方面有更深的思考而針對性地提出新任務，是本次試驗的鞏固和延伸。等學期結束后進行統計，完成拓展任務多的學生就有機會實驗考試免試。由于新任務是學生主動要求的，再加上激勵機制，故學生積極性非常高，解決問題的主動性很強，收獲也更大。

3.充分利用好課外時間

“微機原理與接口技術”課程的課外教學也是實踐教學中很重要的一個組成部分。學生往往對抽象的理論知識感覺枯燥難學，對實際動手比較有興趣。為此，可以通過組織興趣小組、參與教師的科研、參加各種講座、參與校內外組織的各種相關競賽活動等各種方式進行課外學習，激發學生的創新精神，開闊視野，增長才干，增強獨立解決實際問題的能力。逐步培養學生的研究能力、創新能力以及自我管理、相互學習、團隊合作等多方面的能力。

四、結束語

學生能力的提高，就是從眼（準確接受視覺信息、洞察事物的能力）、到腦（理解分析解決問題的思維模式）、最后到心（理解力、想象力和創造力）三方面的能力升華。在“微機原理與接口技術”課程中從教學計劃的制訂，到引入靈活的教學方法，合理地改革實踐環節，使學生對這門課的學習興趣和熱情有了不小的提高，能力大大加強，認為“微機原理與接口技術”課程并非那么難。總之，無論采取何種方式，在教學過程中，只要有助于提高學生學習興趣，增強學生的綜合能力，都值得教學工作者去借鑒、研究和實踐的。

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關鍵詞:OBE;微機原理;教學改革;工程教育認證

“微機原理與應用”課程是本科類院校測控、通信、電子信息類專業一門傳統且重要的專業基礎課，課程旨在使學生具備微機應用系統分析與軟硬件協同開發的能力，為從事微機測量與控制儀器和系統研發工作奠定技術基礎。隨著微處理器技術的不斷發展，微機系統已經廣泛滲透到人們生活中，從各種日常家電到工業生產，甚至是航空航天控制，微機系統的應用場景與市場需求不斷擴大，這也給從事微機測控儀表與系統開發的相關專業人才提出了更高的能力要求。對于行業特色院校及特色專業，如何既緊跟技術前沿觸角，又滿足行業與專業發展的特色需求進行“微機原理與應用”課程改革，是許多高校當下思考的問題［1-2］。另一方面，為適應我國經濟發展需要和國際標準的工程技術人才需求，很多高校把通過工程教育專業認證當成提高教育質量和人才培養水平的重要手段。以成果為導向的教育模式，即OBE(Outcome-basedEducation)，是工程教育認證的基本理念，不少高校也積極探索OBE理念下的人才培養和課程教學改革方法［3］。

1傳統微機原理教學在地震行業人才培養上的不足

傳統“微機原理與應用”課程教學內容包括Intel80x86系列CPU為核心的微機系統結構、指令系統、匯編語言程序設計及常用接口技術，強化接口設計和綜合應用能力培養。教學以集中理論講授和小型試驗并行方式進行，且實驗大多為驗證實驗，學生在實驗過程中只是按照實驗指導書步驟進行，忽略了理論與實踐間的內在聯系，無法培養學生以系統思想進行設計的能力，不利于學生創習微機指令系統時，通過emu8086仿真平臺演示各指令的作用和效果，結合仿真結果的觀察和原理講解，能更深入理解各指令的使用。在講授微機接口應用技術時，結合微機測控系統案例，通過emu8086與proteus的結合，將案例的設計原理和編程實現過程進行演示，將涉及的知識進行融合講解，加深學生對指令和接口應用技術的理解，提升課堂教學效果。對有學習能力的學生，引導其利用Multisum、Altiumdesign等軟件完成所涉及系統的硬件電路設計，提高學生綜合素質和工程實踐能力。

2雨課堂實時教學改進

由于課程內容多、難度大，傳統的講授方法學生難以一次性消化較多知識點，從而打擊其自信心，最終導致學習熱情大幅下降。以學生學習成果為導向，利用雨課堂將課前、課中、課后的教與學及互動完美融合起來。課前一些待講授知識點的學習小視頻，激活學生自學意識和學習熱情。結合學生的預習情況，在上課時可以針對課前不好理解的重點和難點再次強調，并結合一些小測驗實時檢測學習效果。實時根據學習過程中的問題進行教學反思，并有針對性地改善教與學上的不足，從而提升教學質量。

3課程考核優化

在傳統考核方式不能滿足OBE教學的情況下，探討了貫穿整個教學過程的多元化考核機制，從考核形式、考核內容、成績分配等方面進行優化，構建了“卷面考核+”多元化考核方式。設定平時成績占50%，不僅參考出勤、實驗報告和作業，還利用雨課堂的互動教學功能進行學習過程的全面衡量。期末成績占50%，主要通過閉卷考試檢驗學生知識掌握和應用的程度，并設置了地震前兆監測之等精度頻率計設計的課程大作業，讓教師對學生自主學習、分析解決問題、創新、小組間協作能力、完成質量等多方面進行綜合考核，以正確評估學生的學習效果。

4教學效果

經過一輪的教學實踐，面向地震特色的“微機原理與應用”向學生全面展示了在地震儀表系統設計中微機技術應用的相關知識點，并且通過實驗項目充分鍛煉了學生的動手能力，而分層級的實驗項目也能滿足不同層次學生的需求，得到了學生的肯定，激發了他們的學習興趣。從卷面成績來看，本屆學生得分比傳統教學方法的平均成績高8分，且課程大作業答辯時，學生能很好地掌握設計原理并進行編程實現，綜合能力有較好的提升。教學效果令人鼓舞，也為學生將來進行創新設計、畢業設計等奠定了基礎，對提高學生微機系統應用能力有較好的促進作用。在接下來的“微機原理與應用”教學中，將繼續以成果為導向，優化地震行業特色案例，并設置課程內容有關的開放實驗，讓有能力、有興趣的學生能進一步遨游在微機應用技術的海洋，提高其工程實踐能力，為將來繼續深造或者走上工作崗位奠定扎實的技術基礎。

結語

基于“微機原理與應用”課程綜合性、實踐性強的特點，結合本院防災減災特色人才培養目標及工程教育認證實際需求，進行了基于OBE為導向的課程教學改革，包括優選地震特色的微機和接口技術應用案例，以案例結合理論知識點進行講解學習;在實踐教學上，設置分層級、緊密結合行業應用需求的實踐項目，滿足不同學習能力的學生，也能激發其學習熱情;利用emu8086、proteus平臺創新教學方法和手段，幫助學生理解掌握重點難點，科學設置考核方式等。課程教學效果較好，能提升學生的微機應用與設計能力，學生的卷面成績和最終成績都有較大幅度提升，提高了學生的綜合素質，課程改革方法可為其他行業特色院校的“微機原理與應用”課程改革提供一定的思路和參考。

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［6］許雪林，蔡文培，楊騰．成果導向教育理念下的8086微機原理課程教學改革［J］．計算機教育，2020(07):152-156．

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一、材料準備

所需元器件：電機一個、輸入（電梯）鍵盤一個、AT89C51、7404、晶振12M各一、電容20P×2、10U×1、S8050（9013）×4、電阻2.2K×4。為減小開支，從手邊的廢舊產品著手，電機選用淘汰的5.25英寸軟驅上的步進電機。另需一塊4×3鍵盤，用廢舊電話座機鍵盤部分便可。其余是些常見器件，找來一些廢舊電路板拆一拆就能解決一半。用一多抽頭變壓器，配合整流電路，輸出直流5V一路，12V一路，電源也解決了。

在本例中，為了準確控制電梯，采用步進電機來帶動。讓學生掌握與學會使用步進電機也是這個實驗的目的之一。

二、制作原理

現將步進電機的特性說明如下。

電機必須加上驅動電路才能轉動，驅動電路的信號輸入端必須輸入脈沖信號。若無脈沖輸入時，轉子保持一定的位置，維持靜止狀態，若加入適當的脈沖信號時，轉子則會以一定的角度轉動。所以如果加入連續脈沖時，則旋轉角度與脈沖頻率成正比。步進電機的步進角一般為1.8度，即一周為360度，需要200個步進角度才能完成1轉。改變線圈勵磁的順序，則可改變電機的轉動方向。步進電機具有瞬間啟動與急速停止的優越特性。步進電機的勵磁的方式有1相勵磁、2相勵磁、1-2相勵磁三種。

本實驗選用的屬四相混合式步進電機，定子上有4個繞組，每個繞組阻值為75歐，可直接加12V電壓，但轉速較低，約300轉/分。電機有6根引出線，顏色相同的兩根線均為電源線（如為5根線，則有一根電源線），其余4根為繞組引出線。勵磁方式選用2相勵磁，這樣可獲得較大轉矩。

在本例中，鍵盤的控制采用鍵盤掃描法。鍵盤行掃描法的原理是：行設置低電平，在判斷有鍵被按下后，同時讀入列狀態。如果列狀態出現并非全部為1狀態，這時0狀態的行與列交點的鍵就是所按下的鍵。在單片機的應用中經常會用到鍵盤，但廢舊電話卻是很容易找到。這些“大哥大”一旦壞了便留之無用棄之可惜，這里它有了用武之地：用做輸入鍵盤，既節省了成本又免去了出力耗時。一部座機電話機拆開后，成為基座板和上面板兩部分。把連接兩塊板的數據線從接近基座端剪斷，帶鍵盤的上片就是實驗所要的部分。

程序實現功能：每次加電后先請按鍵給出電梯當前樓層號碼，之后就可以反復輸入欲去樓層號碼。程序將根據當前樓層號碼與欲去樓層號碼判斷電梯如何運動：當前樓層號碼大于欲去樓層號碼則電機反轉，這時電梯將按每層兩個電機周向下運動；若當前樓層號碼小于欲去樓層號碼則電機正轉，這時電梯將按每層兩個電機周向上運動。

三、硬件制作

明白程序后，就可以進行硬件制作了。制板、焊裝等自然不在話下，只有鍵盤部分的連接需要認真測量，找出其對應關系后再細心焊接。按要求接上電源、步進電機。將89c51放入編程器，將調試好的程序載入編程器隨機軟件，執行擦除、查空、下載、校驗，之后插入控制板，檢查無誤后接通電源進行調試。

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關鍵詞：微機原理；接口技術；教學改革

作者簡介：王昊（1985-），男，江蘇泰州人，南京理工大學泰州科技學院，助教。（江蘇　泰州　225300）

中圖分類號：G642.0?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）31-0084-02

“微機原理與接口技術”是電子信息類專業的一門必修專業基礎課程。課程內容涉及8086CPU工作原理及匯編語言設計、存儲器工作原理及擴展設計、接口電路工作原理及應用設計三大方面，是一門兼有軟件設計與硬件電路設計的綜合應用性課程。[1]隨著計算機科學的發展，微機的應用也愈加廣泛，“微機原理與接口技術”課程在整個專業課程體系中也占據著越來越重要的地位，課程的教學質量好壞將直接影響學生后續課程的學習及畢業就業。因此，如何把握學生學習現狀，激發學生學習熱情，開拓學生思維，挖掘學生動手實踐能力，成為教學工作的重中之重。

一、“微機原理與接口技術”教學現狀

依據筆者所在學院“微機原理與接口技術”課程教學大綱安排，設定學分數為3，學時數為48，其中理論教學40學時，實驗教學8學時。教材選用彭虎、周佩玲編著，電子工業出版社出版的《微機原理與接口技術》，并配以其編著的《微機原理與接口技術學習指導》作為參考書。課程需要學生掌握匯編語言、8086微處理器與接口電路，目的旨在培養學生軟硬件開發能力。針對獨立學院學生特點，并結合兩屆學生的教學效果分析，發現傳統的教學過程中存在一些問題。

1.學生學習動力匱乏

現今微處理器已發展至64位，而本課程主講16位的8086/8088微處理器。部分學生認為課程學習16位微處理器缺少實際意義，沒有實際用處，從而導致學習能動性薄弱。

2.課程概念性強，記憶量大

“微機原理與接口技術”課程概念多、專用名詞多、接口芯片多、內容抽象，相互之間缺少必要的關聯和體系。學生面對大量的抽象概念，難以記牢，從而增加學習畏難情緒。

3.課程涉及軟硬件，難度較高

“微機原理與接口技術”是學生學習的第一門涵蓋軟件設計與硬件設計兩大方面的課程，其中軟件設計采用匯編語言。匯編語言與C語言風格差異較大，編程復雜。硬件設計電路接口豐富，對數電、模電相關知識應用要求較高。學生往往很難真正掌握微機與其接口電路的內部結構，很難形成匯編程序設計的思維方式，對教學內容似懂非懂，更不用說軟硬件開發能力的培養。同時，“微機原理與接口技術”也是一門教學難度較大的課程，存在學生基礎差異大的問題，教師很難把握教學的進度與深度。

4.課程實驗缺乏挑戰性

課程實驗基本為驗證性實驗。由教師給出匯編程序，給出電路接線圖，學生只需要將程序燒入微處理器，按照接線圖連接好各種線路，點擊調試運行按鈕，記錄實驗現象并撰寫實驗報告就可。整個實驗過程中，學生只是處于一個低級的操作工角色，很難激發學生的動手熱情。

二、“微機原理與接口技術”教學改革

針對上述教學現狀中存在的問題，本文從理論教學、實驗教學以及考核評價體系方面進行改革探索。

1.理論教學改革

“微機原理與接口技術”內容比較枯燥難懂，講課過程中經常出現學生聽課精神萎靡的現象。為了激發學生的學習興趣，達到預期的教學效果，在講課內容和講課方法上進行改革，充分調動學生學習的積極性和主動性。

（1）講解課程體系，提升學生課程認識。微機課程既是數電、模電的后續課程，又是單片機原理與應用、數字信號處理及嵌入式系統等課程的學習基礎，具有極強的承接作用。課堂教學中，講述微處理器從16位到64位的發展過程，梳理微機原理與接口技術、單片機、嵌入式系統的脈絡關系。例如，講述8086處理器結構，強調對單片機等處理器架構的影響；講述8086匯編語言，強調匯編語言在單片機、嵌入式課程中的應用；講述接口電路，復習數電、模電相關知識，同時涉及相同接口電路在單片機、嵌入式課程中的使用。通過對課程體系的講解，加強學生對課程意義的認識，改變認為微機課程無用的錯誤觀念。

（2）弱化抽象概念，突出重點、難點。微機課程只有40理論學時。在如此短的學時之內，要將各個知識點都講到，做到面面俱到，顯然是不現實的。因此，教學過程中，將概念進行篩選，舍去抽象、較冷僻的概念，只求學生重點掌握核心概念，從而消減其記憶量，將較多的課時安排到匯編程序編寫、接口電路的設計章節中。

（3）運用多媒體動畫，豐富講課形式。講課過程中，采用多媒體課件、FLASH動畫等現代化教學手段進行教學，將圖形、文字、動畫有機地結合在一起，豐富講課形式，增加學生學習興趣。例如，在8086尋址方式的教學過程中，8086的尋址方式共有8種，并且每種尋址方式都涉及到8086內部存儲器的相應操作，包括存儲器地址的形成和存儲器的讀寫，學生對此較難理解。為此，課堂上，利用FLASH，將存儲器地址的形成以及數據在存儲器中存入與取出的過程做成動畫，動態演示，富有感染力，使學生得到更多的視覺與聽覺的刺激，加速知識理解的過程。

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《微機原理》這門課是學分制改革以來全國各高校重點建設的實踐性專業基礎課程之一，也是工科電子類及很多非計算機專業的專業基礎課。本課程主要講述目前國內外廣泛應用的INTEL 80X86系列微機原理及匯編語言程序設計，培養學生從理論和實踐上掌握微機的基本組成、工作原理，以及與常用外設的硬件連接等知識，是學生初步具有應用危機系統軟、硬件的能力，為更廣泛的計算機應用打下基礎，為學生將來進一步學習深造計算機相關專業或從事IT行業相關工作打下基礎。然而，在學習這門課程之初，一些非電類專業，如應用數學專業的學生，《程序設計語言》、《數字電子技術基礎》等先修課的基礎并不牢固，也未進行生產實習，大部分學生對計算機內部的構造還不十分了解。傳統的授課方式導致學生在學習微機原理理論性強，知識點多的基礎知識時略顯枯燥，無法理解內部指令流和數據流的工作過程，在接觸接口芯片應用系統分析及設計技術這部分知識點時，覺得難以理解；在學習匯編語言程序設計技術時，覺得指令晦澀難懂，無從下手。加之實驗項目設置死板，并且大多數是以實驗箱為主，學生只做簡單連線，使用實驗指導書上現有的程序敲入運行再根據實驗指導書寫出實驗報告即可，根本無法真正掌握用匯編語言設計硬件驅動和控制程序的方法。學生的學習主動型沒有的到發揮，實際動手能力也沒有得到鍛煉，后續再進行軟、硬件結合的綜合項目開發就會非常困難了。基于這些原因，進行《微機原理》這門課程的教學改革就顯得非常有必要了。近些年來，結合以上這些問題，并根據對不同專業學生課堂授課經驗和實驗輔導過程，我們從教案編排，授課方法和教學實踐幾方面進行了有益探索和改革，并取得了良好的效果。

1 結合專業特點，結合培養方案，重新編排、整合教案

《微機原理》這門課程，我們除了針對電氣與自動化控制、測控技術、信息工程專業開設外，還特別在應用物理和應用數學專業的第5學期作為必修的專業基礎課開設，目的是使學生掌握這門綜合專業基礎知識，提高學生認識硬件，開發硬件的能力，畢業后能在工業自動化、測控和信息通訊技術領域中進行綜合的應用。一般專業開課課時為56課時，可以根據所定教材依章節進行講授。但是像應用物理，特別是應用數學專業，我們對學生的綜合設計能力要求低于其他專業，所以一般課時安排為48課時。在較少的課時下，如何讓學生掌握整個課程對應的知識點，并深入理解重點內容進行綜合應用，在授課過程中就應該對教案進行適當的整合編排了。我們可以采取分散知識點[2]的方法，將學生必須掌握的內容整合為12個知識點，每次課講授一個知識點。例如，在以往的授課方案中，在介紹完8088CPU的引腳及功能后，緊接著會介紹CPU的功能結構包括內部EU及BIU和14個寄存器，以及存儲器組織，然后才介紹CPU作為芯片的工作時序。而在工作時序的講解過程中又會大量引用CPU的各個引腳介紹不同時鐘周期的工作過程[1]。由于學生第一次學習芯片，各引腳的名稱和作用掌握起來比較困難，如果授課進程較快，學生在還沒有完全掌握引腳功能的情況下，又要記憶寄存器名稱、作用和分段存儲的原理，這樣造成了知識點的記憶斷裂，最后在學習工作時序時就會完全想不起來各個引腳的功能，影響了學生對總線周期的理解。我們可以這樣進行整合：先介紹8086CPU的特點，再介紹功能結構和存儲器組織，讓學生對CPU的整體結構有一個了解，然后再講CPU芯片的引腳功能，再趁熱打鐵結合各引腳不同時鐘周期的工作講解CPU芯片的工作時序。再比如，操作數的尋址方式這個知識點也是很重要卻不容易理解的一部分內容，一般教材是將所有尋址方式混雜在一起不分類型的安排，我們可以這樣進行整合：先介紹計算機內部操作數的類型--立即數，寄存器操作數，存儲器操作數。接著分析計算機在執行指令時是如何尋找這些操作數的，也即操作數的尋址方式問題，所以由此就產生了立即數尋址、寄存器尋址，和存儲器尋址這三大類尋址方式，在存儲器尋址方式這一大類下，再講解直接尋址、寄存器間接尋址、寄存器相對尋址等尋址方式，這樣一體化安排，更容易理解和掌握。

2 通過生活實例，采用啟發式教學方法，提高學生興趣和主動性

在傳統的授課方法中，老師往往采取板書授課或者多媒體授課，在一堂課中，不停的在黑板上寫，占用了大部分時間；或者在講PPT過程中不斷地翻頁。單純的使用這兩種方法都會使學生難以集中思想去聽完完整的50分鐘，所以課堂效果不理想。我們可以采取板書和多媒體相結合的方法，在教師不斷地啟發下，詳細復雜的知識點和芯片結構圖等采用幻燈片放映，而各章節框架采用板書的形式，結合教師的設問和提問，不斷讓學生處于好奇和思考的學習過程中，這樣教師也擺脫了繁重的板書，學生也變得活躍而充滿求知欲望，課堂效果良好。

比如，在區分寄存器與存儲器時，我們可以把身體比作CPU，從生活中的儲物袋對學生進行啟發。要進行存儲，可以把距離身體很近的褲兜比作寄存器，而將手中的大量購物袋比作存儲器。當我們購物完畢，手中提著10個塑料袋，同時褲子上有四個口袋。當你有一塊零錢時，你會把它存放到哪？學生只要稍作想象，就會答出存進褲兜，也就是寄存器中，因為這里方便存取。倘若存入10個塑料袋中的某一個，你要上車投幣時，恐怕車走了，你的一元錢還沒找到。通過這個例子啟發學生，寄存器距離CPU近，雖然容量小，但是使用方便，存取速度快；而存儲器容量大，但是進行數據存儲時，存取速度慢，而且需要知道明確的地址。通過這個實例，不但加深了學生對寄存器和存儲器存取方法的認識，而且提高了學習相關知識點的興趣。再比如，CPU對存儲器的操作方式分為讀和寫兩種方式，很多學生分不清讀操作和寫操作的數據流向。如果將CPU比作大腦，當我們在讀書的時候，是把書上的數據往腦子里讀，同理從存儲器向CPU傳送數據時，稱為為存儲器讀；我們在寫字時，是把腦子里的事往書上寫，同理由CPU向存儲器傳輸數據時，稱為存儲器寫。通過這種實例啟發學生，還可以理解I/O指令中，IN輸入指令為讀外設，OUT輸出指令為寫外設指令。如果能把學生難以理解或記憶的知識用日常生活中的實例加以啟發講解，再抽象的問題學生也會產生濃厚的興趣，形成習慣后，學生會自發聯想生活實際去理解問題，從而變被動接受為主動學習，課堂效果良好。

3 調整實驗大綱，因材施教改變實踐教學模式，提高學生實際動手能力

理論是實踐的基礎，《微機原理》這門課程不但具有很強的理論性，而且具有很強的實踐性和應用性，很多理論知識只有通過實踐教學才能得以真正理解。如果只是單純的進行理論分析，就會讓學生覺得枯燥乏味，逐漸缺乏參與與學習的積極性[3]。傳統的實驗往往采用實驗箱，學生通過簡單連線和運行現有程序對芯片進行功能驗證，即使是綜合設計性實驗也是如此。在這種實驗氛圍下，學生對于較難的軟硬件問題不愿動腦筋思考，更加缺乏自主創新的意識，所以勢必要對實驗大綱和實驗模式加以改革。

3.1 成立學研小組，以小組為中心，開展各項實踐項目，達到實踐目的

以往的實驗往往將學生分為2人一組，學生按部就班照著教師，按照實驗指導書的步驟完成實驗，結果導致大部分同學的實驗報告是同一版本，沒有達到鍛煉學生動手能力的目的。在實踐教學改革中，我們打破以教師為核心的單一教學模式，讓學生自發成立學研小組，由教師指導，開展與課程相關知識內容的程序設計和芯片與電路相結合的應用設計創新，通過小組學習和討論、實踐，不斷深化理論知識，鍛煉動手能力增強創新意識；于此同時，新增一些綜合實驗和自主創新實驗，以學研小組為中心鼓勵學生獨立完成從實驗方案到芯片選擇及程序填寫的全過程；在畢業設計和生產實踐等實際動手環節環節適當增加與微機原理相關的課題，給學生適當的展示機會，切實達到實踐的目的。

3.2 結合課本知識，在實踐中擴充知識面，提高學生綜合開發能力和開發興趣

很多學生在學習過程中反映接口芯片應用系統分析及設計技術這部分知識點難以理解，只能死機硬背一些芯片的引腳功能和工作方式，實際應用起來覺得無從下手。而且很多課本上介紹的接口芯片在市面上實際應用已經很少，甚至不再生產了，這就導致在使用此類芯片時，只能靠實驗箱內部集成的現有設計，這樣大部分對理論知識理解都不夠透徹的學生就無法真正學會芯片的應用，自主創新就更難了。授課教師可以利用市面時下流行的系統開發工具，根據教學要求，針對學生接受能力設計具有實踐性的案例，拓寬學生知識面。

例如，在課本中定時器/計數器介紹的是8253A可編程定時器/計數器，教師在講解該芯片應用的同時，還利用實踐課為學生介紹了SONIX微控器開發系統，利用該開發系統就可以制做計時器了。微控制器開發系統根據應用系統的需求，可集硬件實際及軟件調試和修改的完成于一身，它實際上也是一種計算機系統，是專門用來開發微控制器應用系統的工具，它通常由一臺PC機、一個通用在線仿真器和一個編程器（也稱燒寫器）等組成，如圖1所示。設計人員借助于PC機上運行的系統開發軟件，就可以輸入、刪除、編輯用戶程序，也可以把用戶程序匯編成目標代碼通過LPT口傳送到仿真器，并通過仿真器在線運行和調試用戶程序。編程器可以對微控器片內ROM進行編程和校驗。教師利用課余時間購買相關硬件器材，焊接了硬件電路板，將所需的程序燒錄入芯片設計了時鐘定時器。并且在實驗課上給學生講解了SONIX開發工具及使用方法，詳細說明案例設計步驟及用到的相關硬件和內部的匯編程序，并讓同學們了解了計時器的設計方法和編譯原理，極大地提高了學生實驗開發的興趣及深入研究的積極性，綜合開發能力也通過該案例有了實質性提高。

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“微機原理與接口技術”是計算機類、電子電氣類、機械自動化類等理工專業的一門專業基礎課。它是一門理論性和實踐性都很強的課程，課程內容涵蓋匯編語言程序設計、8086微型計算機原理以及接口技術及其應用三大部分，課程內容寬泛且具有較強的綜合性。

傳統的授課方式采用以理論為主，實驗教學為輔的教學方式，加之實驗環境等的限制，學生很難通過為數不多的淺層次實驗達到理解抽象概念，靈活運用知識，提高創新能力的目的和要求，因此實踐教學的改革顯得尤為重要。

1 實踐教學改革和探索

1.1 理論鋪墊

1.1.1 指引學生學習方向，建立學生自信師生互信

近年來，高校主流是90后互聯網全民信息一代。他們表面上很有主張、對很多事物態度不屑一顧；獲取信息的速度和質量甚至超過部分教師，但實際很大部分學習生活目標不明確，對于學習的興趣普遍低下，給老師和社會留下不好的印象。究其原因，存在很嚴重的學生自信、師生互信問題。多與學生溝通，盡早發現和解決相關問題是很有必要的。比喻教師要合理引導其對中國應試教育、高校、高等教育、社會競爭等的理解，跟學生討論科技熱點、生活熱點問題，正確指引方向，建立學生自信以及形成良好的師生互動和依賴關系[1]。

1.1.2 以應用為導向，用生活實例入手，深入淺出引導學生學習興趣

微機接口課程本身是一門學生難學、老師難教的課程，很多學生起初很感興趣，但是隨著理論的深入和內容的增加、存在知識點斷層面斷鏈接的情況。教師要始終用較為深入淺出的方式將教學內容聯系生活實際，以應用為導向引導學生將知識點串起來。比喻，在講解“存儲器”相關章節時，以學生宿舍樓做比方：一棟宿舍樓相當于一塊存儲器，里面分樓層分房間、每個房間可以放8張床；相當于一個存儲器體系分塊分單元、每個基本單元里面可以放一個8位的二進制數。以此加深印象、通俗理解、鞏固記憶，使得學生在最短的時間內能弄懂并感覺有收獲，提高學習興趣。

1.2.3 任務驅動、讓學生有事可做、做事有章可循

理論畢竟是抽象的，理論聯系實際，每幾個知識點后，給學生布置一些實習任務，讓學生有事可做、學習有章可循。比喻學習微處理器章節時，鼓勵學生自己課下在網上搜索計算機拆機維護維修的相關圖片和視頻，并且在實驗課上動手搭建模型、進行探討總結，教學實踐配合，互為印證，互為統一。

1.2 實驗的層次設計

實驗課主要目的是驗證理論知識并加深理解，在此基礎上學以致用觸類旁通。想要達到很好的實驗效果，有幾點基本要求。其一，實驗的課時要足夠；其二，實驗的環境和實驗室的管理要到位、實驗設備設施必須滿足實驗基本需求；其三，實驗的設置必須有層次安排精心設計，老師要做到心中有數，以講授、提問、引導等方式幫助學生完成實驗提升能力；其四、實驗的總結和應用。因此，實驗的層次化設計很有必要[2]。

1.2.1 認知、驗證實驗

認知、驗證實驗是較為簡單直觀的實驗。如首次實驗課之前，老師可以先以交通燈的模擬實驗，電子琴實驗（按鍵即可發出1234567音調）等的演示，給學生一個宏觀印象，并介紹微機的硬件部件如CPU、存儲器、接口和編程應用軟件及程序在這些實驗中所起的作用和重要性，讓學生對這門課程所學內容有個基本認識。透過現象看本質，讓學生了解到簡單的現象背后微機的工作過程，適當加入相關熱點技術、如流水線技術、虛擬存儲器管理等，從有限的實驗資源挖掘無限的知識點，帶學生入門的同時增加他們的學習興趣。

認知、驗證實驗一般選取基礎性的內容，用較為簡單的硬件電路、編寫簡單的匯編控制程序，達到直觀的實驗效果，看似簡單卻是非常重要的入門環節，教師要注重實驗內容的編排，實驗細節的引導，動手能力的培養，實驗過程的監督管理和實驗效果的總結，步步為營。通過基礎的實驗，以達到理解基礎知識點及其關聯的目的，一方面能夠增強對相關理論基礎的理解，并使知識點連貫；另一方面，使學生能夠很好的將理論和實踐結合起來，為后續的綜合應用做準備。

1.2.2 提高、綜合實驗

提高、綜合實驗主要是在了解基本理論知識，并且完成認知、驗證實驗的基礎上，進一步加強對知識點的深入理解和實際應用，主要是基礎性實驗的更高要求和綜合性的實驗。如數碼管顯示實驗，在簡單驗證后，還可以深入理清微處理器8086、接口器件8255A、外設數碼管等的聯系和各自的工作原理，并繼續探討他們在實際中應用情況（如電子時鐘），和以此類推的小型微機系統的應用和完善等。

提高、綜合實驗是一個反復論證和應用知識的過程，對知識體系的建立和應用有著重要的作用，學生在完成此類實驗的過程中可能會遇到很多硬件和軟件的相關問題，教師的引導和對問題的分析解決對于學生的學習來說至關重要，在這個過程中學生能遇到很多基礎的問題并能逐步熟練并解決問題。

1.2.3 創新實驗

創新實驗是對知識掌握后的靈活運用和創新。一般給出一些方向，然后學生自主發揮，在基礎要求的基礎上，做出某些創造性的較為新穎的效果。比喻，讓學生用微處理器8086、8255并口，紅黃綠各10個或更多LED燈，制作出節日彩燈的效果。要求學生畫硬件電路、連線并且編寫匯編和C的控制程序，并在這個基礎上自行創新。在這個例程中，學生實現相關內容后，再引導他們改進創新。

創新實驗是在理解基礎，靈活運用的基礎上的動手動腦，教師在這個過程中鼓勵學生在保證安全的情況下敢想敢做，不論成功失敗，要認真進行經驗總結和交流。這個階段的學生已經開始超越課本，自我實現，教師的能力也要跟著提升，以求給學生更廣闊的視野。

1.3 綜合創新能力提升

實踐教學方式將理論知識融于實踐，在大大提高學生的學習興趣、鍛煉他們的實際動手能力的同時，使得學生更容易理解和掌握相關內容[3]。當然，僅僅靠實驗教學的方式還是遠遠不夠的，所以為使得學生將掌握的理論知識更好的理解，必須得聯系實際。具體：（1）課程設計的方式；（2）大學生創新創業訓練項目的方式；（3）大學生課外學術作品、挑戰杯以及飛思卡爾等競賽的形式；（4）加入老師的相關項目得以達到創新訓練的目的。如在該課程教學改革項目中，要求學生設計實驗步驟，統計實驗數據總結實驗效果等，在參與的過程中，他們對知識點的理解和深入更進一層。

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微型計算機原理課程是計算機類及大多數電類專業學生的必修課程，是一門實用性和實踐性都很強的計算機硬件類課程。掌握這門課程的內容將會使學生在深刻理解計算機軟、硬件關系及以后的計算機應用開發中打下必要的計算機硬件基礎。微機原理課程的內容包括微型機硬件系統的組成、匯編語言的設計方法及接口技術三大部分，涵蓋的知識點較多。微機原理課程的學習需要一定的電子電路基礎和較強的邏輯思維能力，僅依靠課堂上的理論教學學生很難理解。

微機原理設計性試驗教學模式實施思路

微機原理設計性試驗教學模式與老舊的理論教學體系不同，在微機原理課程教學中，我們強調了設計性實驗的重要性，并以設計性試驗為中心開展教學工作。首先普及能夠使學生完成實驗的知識，然后以設計性實驗本身作為目標，由學生自主進行探索，最后在對實驗結果的分析、驗證的過程中提升自我處理問題的能力，并完善理論知識，為接下來的課堂教學打下基礎，確保學生成為課堂的主人并且將老師從傳統的教授者的角色中解放出來，從不同的角度引導學生思考，使學生的自主學習能力大大提升。

設計性實驗為牽引的微機原理課程教學法分析

（一）新教學模式與傳統教學模式的區別所在

在傳統的教學模式當中，通常在理論教學之后再進行實驗，而在以設計性實驗為牽引的新教學模式中則充分凸顯了實驗的重要性，轉而在理論教學之前就安排實驗課程。由于傳統的理論教學過于強調了理論知識的重要性，為了避免學生走彎路，所以將實驗安排在理論教學之后，因此實驗的本質也由設計性試驗變成了驗證性試驗。雖然這樣的教學方法能夠最大限度的達到原有的教學目標，但是在不知不覺中使學生習慣于被動接受知識，降低了其自我思考的能力，并且很難普及工程方面的知識。

（二）新教學模式的特點

使用設計性試驗來引導教學，能夠在最大限度保留傳統理論知識教學優點的前提下，最大限度的發揮學生的主觀能動性，將驗證性試驗轉化為設計性試驗來普及理論知識，在實驗過程中充分暴露學生的不足之處，在理論教學的過程中進行補充。這種方法能引導學生臨場對問題進行分析，在不斷的探索之中完善原有的知識體系。

設計性實驗為牽引的微機原理課程教學模式的進一步思考

（一）設計性試驗與常規模式的區別

以設計性試驗為主的教學模式能更好地與實踐相結合，通過生動的實驗來增強實際的教學效果，學生與老師都能樂在其中。而設計性試驗教學模式卻無法適用于知識體系較復雜的科目。而常規的授課模式教學周期較長，能夠給與學生充分時間進行思考，適用于需要一定時間來貫徹落實的理論性課程教學之中。

（二）尚待修改的不足之處

目前，微機原理實驗課所用的實驗箱硬件電路一般是固定不能更改的，缺乏靈活性，不利于開展創新設計性實驗。通過使用EDA仿真軟件，就可以讓學生脫離實驗箱硬件，在EDA仿真軟件上進行創新設計性實驗項目的電子線路設計。教師在實驗的過程中即使仔細講解了實驗的內容，但是缺少配套的硬件設備來對實驗的成效進行考核，讓學生重視實驗的硬件選取。教師要要拋棄成品開發實驗板這樣的老舊設備，轉而使用更先進的面包板，同時訓練學生對軟件和硬件的操控能力。

總結

篇10

關鍵詞：微機原理；全程式考核；PBL教學法

作者簡介：張志偉（1977-），女，河北盧龍人，河北工業大學信息工程學院，講師；馬杰（1978-），男，回族，山東泰安人，河北工業大學信息工程學院，副教授。（天津?300410）

基金項目：本文系國家自然科學基金（項目編號：60972106）、天津市自然科學基金（項目編號：11JCYBJC00900）、河北工業大學2012年教研立項“模式識別雙語教學平臺建設”重點項目資助的研究成果。

中圖分類號：G642.0?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）20-0055-02

“微機原理”是電子信息及計算機專業一門非常重要的專業基礎課，該課程以Intelx86為主線，系統介紹了微型計算機的工作原理、硬件組成、匯編語言和接口技術等方面的內容，重點培養學生對微型計算機硬件系統的整體認識及軟硬件的分析設計能力。學生學好這門課不僅能為后續課程打好堅實基礎，更會提高他們的就業競爭力。

“微機原理”課程教學量大，實踐環節多，在教學實踐中學生普遍反映該門課程較難，因此，大力推進該課程的教學改革，著重培養學生的應用能力和創新能力，對于提高“微機原理”課程的教學質量和人才培養質量具有十分重要的意義。

一、教學中存在的問題

“微機原理與接口技術”是各高校電子信息、通信類專業的一門必修課程，也是一門具有近三十年歷史的課程，同時是一門技術更新快、應用范圍廣、信息量大，對基礎性、先進性和前沿性都有很高要求的課程。本課程以CPU為主線，系統介紹微型計算機的基本知識、匯編語言、存儲器以及一些常用的微機接口芯片。學習這門課程，學生能了解微機的結構與工作流程，具備一定的軟硬件開發能力。“微機原理”課程在整個專業課程中起到了承上啟下的作用——它是計算機文化基礎、計算機編程等先修課程的后續擴展，又是單片機、嵌入式系統、DSP等課程的必須基礎。通過教學現狀的分析和筆者多年的教學體會，該課程在實踐教學過程中還存在如下問題：

1.教學內容眾多，技術更新快，難以在有限的學時內完成全部教學內容的精講

“微機原理與接口技術”是計算機測試與控制系統的重要技術基礎，涵蓋的內容十分廣泛，且隨著計算機技術、微電子技術和大規模集成電路技術的高速發展，課程內容的更新與擴展十分迅速，傳統的教學方法和手段不可能在有限的課堂教學中對“微機原理與接口技術”講透講全，更不可能使學生透徹掌握與靈活運用。

2.缺乏具體應用和實踐互動環節，學生學習積極性受挫

微機原理與接口技術工程實踐性極強，然而傳統的微機原理采用的是以理論講解為主，實驗教學為輔的授課方式，缺乏在實際中的具體應用，學生弄不清學習該課程的目的及在實際中應該如何應用，從而挫傷學習積極性，學生難以真正成為教學的主體。如何讓學生在學習該課程過程中緊密結合工程實際，將枯燥的知識轉換為學生感興趣的工程實際問題，將成為該課程教學成敗的關鍵。

3.課程考核方式不合理

建立起一套科學規范的課程考核評價體系有助于衡量教學效果，目前微機原理課程采用的是傳統考核方式——?學生在規定的時間內完成一張考卷，教師根據得分判斷學生的學習效果。這種考核方式容易把學生引導到過分追求結果而忽略其學習過程的錯誤方向，甚至部分學生平時不認真學習而在考前突擊復習，極大地影響了教學效果。

二、教學改革的具體措施

針對上述問題，通過分析現有的課程培養體系，結合幾年的教學實際，本文從課程規劃、課堂授課、實驗教學、考核方式四方面對微機原理課程進行了改革，重點培養學生的應用能力和創新能力。

“微機原理與接口技術”是一門理論性實踐性都很強的專業基礎課，在專業課程中起到承上啟下的作用。擬從以下三個方面開展教學改革：調整教學大綱，構建基礎+方向+前沿性三個不同層次的教學體系；以工程實際問題為導向，綜合采用項目驅動式等多種課堂教學模式，激發學生的興趣；打造模塊化多層次的實驗平臺，提升學生綜合實踐能力；建立差異性、多方位的課程考核和評價體系，注重能力培養和素質考核。

1.教學內容的規劃

本課程是面向計算機、電子信息、通信等專業開設的一門重要專業基礎課程，課程緊扣通信與信息類專業的人才需求，在教學過程中遵循“必需、夠用”的原則，在教學內容上采用了“基礎+方向+前沿”的多層次結合的教學內容組織形式。

（1）基礎內容部分。根據微機原理與接口技術的內在特點，將各專業人才必須掌握的微型計算機原理、匯編語言、存儲器、I/O接口等計算機硬件知識作為基礎內容。

（2）方向內容部分。針對通信類、電子信息類等不同專業方向設置相應的特色內容。如通信專業側重于微機原理與接口技術在通信網絡和設備開發中的應用，將接口技術、總線技術和嵌入式技術應用于3G終端中，并讓學生參與開發3G無線上網卡；電子信息類專業側重于硬件開發能力和匯編語言編程能力的培養，為后續的嵌入式系統開發等能力的培養奠定基礎。

（3）前沿內容部分。隨著微機新技術的進一步發展，課程組緊跟技術前沿，將多核技術、浮體單元技術等新技術及時補充到教學內容之中。同時，積極邀請國內外專家教授，以及HP、Intel、IBM等大型IT企業技術工程師開設課內外講座，介紹硬件設計的新理念，新技術。

2.教學模式的改進

由于目前大部分高校微機原理教學都采用“自下而上”的教學方式，課程的重點都集中在微處理器及芯片的內部結構、工作原理及匯編語言程序設計等方面，這種教學模式不僅跟工程設計相違背，還導致學生在學習中只看到了樹木，看不到森林——只看到芯片，看不到系統，因此教學應按照一個自頂向下的進程，按模塊一次講解體系架構和各個抽象層，采用“自上而下”的教學模式。另外在課堂教學中需要綜合運用多種教學方法。

（1）啟發式和互動式。對于新引入的知識點和內容，首先介紹其重要性及其在整個課程中的作用，以激發學生學習該內容的欲望，吸引學生的聽課注意力和參與度。然后通過具體實例結合flas、板書等手段，講解新內容，注重突出重點、深入淺出；并隨時注意學生的表情，通過詢問、反問等方式，反饋學生掌握情況，實時調整講課進度。

（2）問題式和小結式。對于每章內容的教學以問題為引導，首先提出一些需要本章知識才能解決的問題，讓學生帶著問題聽課、思考和學習；課程結束前幾分鐘進行已講解內容的梳理和知識點的歸納總結，每章課件結束有2～3頁總結和思考，幫助學生掌握和鞏固階段性學習內容。

（3）項目驅動式。對于一些和工程實踐聯系緊密的內容，要留給學生足夠時間去思考實踐，培養學生自主學習能力；對于知識的綜合應用方面，采用項目驅動式教學，例如，課程組依托數據采集卡項目，講解A/D及總線技術，使學生可以直觀理解A/D的轉換原理以及總線的使用方法；又如，以交通信號燈控制為案例，講解可編程定時計數器芯片8253的原理與應用。

3.實驗平臺的搭建

為加強學生實踐能力和創新能力的培養，在模塊化多功能微機實驗系統的基礎上，設計了多層次遞進式的實驗內容；開展了課外實踐活動、學科競賽指導等多元化的實踐活動，以此提升學生的實踐能力和工程能力。

（1）實驗系統模塊化。將實驗內容分解成基本單元，然后將單元功能模塊化，最后形成實物化的功能模塊。通過模塊的取舍、更替，既滿足了多層次實驗內容的設計，同時也奠定了實驗內容與教材內容同步低成本靈活配置的可能性。

（2）實驗內容層次化。對每一類軟硬件實驗均設計了基礎型、設計型和綜合型三個層次、三個水平的實驗內容，努力做到由淺入深，從基礎知識理解到綜合能力培養，并與時俱進地增加實驗內容，更新實驗項目。

1）驗證性實驗。在學習微機原理的初級階段，學生還難以深入理解微機的內部結構，更別提利用匯編程序去控制微機系統了。驗證性實驗主要以具體內容的驗證為主，實驗的設計應該從學生的實踐經驗出發，在充分考慮學生理解、動手能力和專業特點的基礎上，設計若干個對理解課程內容有利的、學生付出一定努力能夠實現的實驗，以幫助學生理解課程內容。實驗時學生要去查閱資料，先設計硬件，再一步一步進行程序調試、匯編、連接、裝入、運行，觀察輸出，得出正確的實驗結果。這一層次的實驗目的主要是熟悉實驗裝置和實驗步驟，對接口芯片各個引腳信號的實際接線方法有一個初步的體會，逐步提高做實驗的興趣，通過實驗，學生對系統有一個初步的認識。

2）設計性實驗。設計性實驗是指教師給出設計任務，提供基本設計思想，學生自主設計硬件電路、獨立完成軟件程序的實驗。因為這時學生已經具備了一定的軟硬件知識，有能力自己做一些修改和設計，并且對做實驗有了一定的興趣。

例如在這個階段，給學生安排一個步進電機測速實驗，要求學生利用計算機控制步進電機的啟停、正反轉及轉速。此實驗中，要求學生自己查找步進電機的相關資料，了解步進電機的工作原理和特性及應用場合，在查找資料的基礎上，完成硬件選擇、硬件電路的搭建及軟件設計調試。

3）綜合性實驗。綜合應用實驗是在驗證性和設計性實驗的基礎，讓學生綜合運用微機原理及其他相關課程所學知識，結合工程實際綜合設計、獨立完成的實驗。綜合應用實驗由學生獨立進行方案設計、編程、調試，觀察實驗現象，分析實驗結果，寫出實驗報告。通過綜合實驗增強學生應用微機解決實際問題的能力、組裝與調試能力，培養了學生的科研能力和綜合應用能力。

（3）實踐活動多樣化。通過結合課外實踐活動與學科競賽，提升學生綜合實踐能力。近幾年課程組老師參與了全國大學生電子設計大賽和其他電子競賽等的指導工作，這些實踐活動使本課程實踐教學得以很好地延伸和發展，進一步全面提高學生的思維能力、動手能力和創新能力，并且令學生獲得學以致用的成就感。

4.采用全程式考核方式

為實施差異性培養和貫徹多元化評價體系，提出了“優生免考”和“綜合評價”兩個舉措。

（1）優生免考。針對課程教學過程中學生基礎和學習能力的差異，課程組提出并實施了基于“項目學習”的PBL（Project Based Learning）優生免考舉措，以研究性學習和項目實施的整個過程代替期末100分鐘的考試，將考核貫穿于整個教學過程，體現了“以人為本”、“因材施教”的教學思想。也充分發揮了優秀學生的潛能和創造力。

（2）綜合評價。采用過程和結果并重的評價體系，使學生注重學習過程和多方面能力的培養，有效避免了“期末考定終身”的情況，體現了過程重于結果的考核思想。課程學習成績從平時作業和表現、實踐環節、期中考試和期末考試幾方面進行評定。學生的期末綜合成績中，考試成績只占50%，其他為平時成績占20%，實驗成績占30%，這種考核方式既減輕學生在期末的心理、身體負擔，同時也督促他們注意平時對課程的復習，受到學生的歡迎。

三、結束語

實踐表明，工科信息類專業的“微機原理”課程不再是一門單純的理論課，課程的理論分析和應用意義并重，應該多強調理論對實際的指導作用，培養學生分析問題和解決問題的能力，激發學生的學習本課程的興趣。“微機原理”課程的教學改革必須從轉變教育觀念、整合教學內容、改善教學方式和優化教學手段等方面出發，培養學生具有較深的基礎理論和較強的綜合運用能力，提高課程的教學質量，為信息社會培養更多有用人才。

參考文獻：

[1]周明德.微機原理與接口技術[M].北京:人民郵電出版社,2007.

[2]李明.微機原理與接口技術課程實驗教學改革探究與實踐[J].南昌教育學院學報,2011,26,(2):50-54.

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