《微机原理与接口技术》课程教学研究

程宏斌

（常熟理工学院计算机科学与工程学院，江苏常熟 215500）

《微机原理与接口技术》课程教学研究

程宏斌

（常熟理工学院计算机科学与工程学院，江苏常熟 215500）

针对目前《微机原理与接口技术》课程存在的教学内容不适宜、硬件教学条件较差以及实验教学环节薄弱等问题，本文提出了提高教师个人素质，激发教与学的兴趣，合理选择教学内容，改善实践教学条件和丰富实践教学内容等改革措施，以期提高课程教学质量和学生的学习效果。

教学改革；教学内容；实验

《微机原理与接口技术》课程是理工科类各专业的专业基础课程之一，该课程是学生学习和掌握微机硬件知识和汇编语言程序设计的入门课程。课程任务是使学生从理论和实践上掌握微机的基本组成、工作原理、指令系统、汇编语言程序设计方法、接口电路及硬件连接，建立微机系统的整体概念。学会使用汇编语言来控制计算机，能通过微机接口完成简单微机应用系统的组建，使学生具有微机系统软硬件开发的初步能力，在此基础上了解当今计算机硬件的新技术、新理论和新方法。

该课程内容抽象、繁杂，基础性强、具有很强的工程实践性，并且学时有限，学起来艰涩难懂，是学生普遍反应难学的课程之一。目前大多数院校的《微机原理与接口技术》课程教学现状不容乐观，主要表现在重软轻硬、学生学习兴趣不高、教学内容不合理、实践教学环节薄弱等方面。

一、教学现状

（一）硬件教学条件普遍较差，教师与学生兴趣都不高

相对基础软件的教学，硬件课程的教学实施比较困难，通常每门课程需要配备专门的实验设备和相应的辅助设备（如仿真器、示波器等）。不仅设备价格昂贵，而且实验设备的损耗和维护工作量较大，对实验室教师的技术要求也较高。因此，国内大多数高校在硬件课程及实验条件建设方面都明显不足，这导致了计算机硬件课程在教学上的不足。

微机的硬件知识从客观上来说存在不直观、讲授抽象、枯燥等情况，学生学起来也困难。由于学生电子技术方面的基础较差，对硬件的分析理解能力受到一定限制，学习困难很大。另外，国内各高校大多以16位8086/8088CPU作为主要内容进行教学。而CPU已发展到64位，所以一些学生认为该课程没有实用性，学习目的不明确。还有一些学生认为微机原理复杂，要搞懂不容易，畏难情绪严重，学习主动性不够。硬件新知识的过快更新给教师带来了巨大的工作压力，熟悉并掌握新的教学知识和内容往往需要几年时间的摸索和实践，因此教师往往对本课程的教学缺乏足够的兴趣和信心［1］。

(二)教学内容不适宜

目前微机原理教学中使用的一般教材都与实际联系不紧密，课程的有些内容比较落后，阐述当前微机先进技术的微机原理教材很少，学生无法找到与教材上相对应的实物。再加上现有硬件实验设备的可视性不高、直观性差，不能激发学生的学习积极性，教学效果不佳。

相反，一些最新出版的教材是将16位的8086内容全部删掉，全面讲述32位Pentium系列微机原理知识。这是对《微机原理与接口技术》教学内容进行的彻底改革。虽然教材基本反映了微机技术的最新进展，摒弃了落后的内容。但是教学内容起点高，难度大，比如直接引入段描述符、保护模式下的分段分页机制和特权级保护等知识，但由于没有8086中的基础、没有存储器分段概念、16位寄存器寻址等基本概念作为根基，学生普遍反映知识难以理解，不能达到应有的教学效果。

（三）实践教学环节薄弱

《微机原理与接口技术》内容比较复杂、抽象，是一门基础性、理论性非常强的课程。但也是一门实践性很强的学科，学生要真正地理解和掌握硬件知识，必须把理论知识与课程实验甚至实际应用开发结合起来。而目前大多数高校的微机原理硬件实验环境简单，实际应用开发更是欠缺。例如，微机实验所用的配套微机陈旧老化，实验时接口损坏之类的故障频频发生，极大地影响了实验的正常进行，造成学生在潜意识里产生抵触情绪，对微机原理实验失去兴趣。另外，实践教学时间不足，学生没有条件进行基本的硬件电路设计、调试。

二、教学改革思路

（一）提高教师个人素质，激发教与学的兴趣

作为课程教学的主导，教师应该在学术专业和教学能力方面强化提高。应关注国外优秀计算机系列原版教材，并将其引入课程教学。另外，为了搞好课程教学，教师应该积极开展微机应用开发实践，个人尽力购置相关实验设备和应用开发工具，积极实践，在生产实际中增强动手能力和开发经验。

教师在教学中应做到严谨、认真和博学，热心地为学生解惑释疑。同时，教师应在教学中营造一个轻松、和谐的学习气氛，让学生愉快学习，应多通过形象的比喻来阐述剖析复杂的原理。

要尽快改变学生“重软轻硬”的现象，使学生的专业知识结构逐步完善。部分学生认为学习计算机就是学习软件使用、软件编程和软件开发，硬件课程对他们没有用处。要指导学生不要狭义地看待课程的作用，并不是没有直接的应用就是没有作用。微机原理课程主要是让学生深入学习通用微型计算机的工作原理，而不是表面的部件组装知识，它有助于学生理解其他后续课程，如操作系统、编译技术，为面向应用的单片机技术和嵌入式技术打下基础［2］。

老贾一摇手：“山不在高，有仙则灵。我老家那里的和尚很有名，据说都是反右时逃难躲进破庙里的，后来也不想还俗了，干脆当起了真和尚。村里有什么疑难杂症，反倒去找他的治好了。”

为了激发学生的学习兴趣，在本课程的第一次课上，教师应该对本课程做详细的介绍，向学生强调本课程在计算机专业课程学习中的地位，是单片机技术、嵌入式技术、DSP、计算机控制技术等后续课程学习的基础。再讲述该课程在社会各领域中的具体应用，给学生展示成熟的应用案例和优秀的微机应用系统开发实物、也可以介绍教师在微机应用开发方面的科研成果。教师也应实事求是地介绍一些课程的教与学的现状，提供一些学习方法和学习建议。使学生能够明确目标，树立信心。

（二）合理选择并改进教学内容

由于微机硬件技术发展日新月异，而多数高校的《微机原理与接口技术》的教学内容基本还是以8086/8088CPU为主体进行讲述，很少讲述最新的硬件技术和产品。

鉴于本课程的主要目的是让学生掌握微机的基本原理、概念和方法，所以教学中应该重点讲授微机基本概念、基本工作原理和基本实现方法，即在保证16位微机的基本教学内容的前提下，要适当引入32位微机的原理和技术，教学中要适当补充主流微机技术，加强微机外围接口芯片技术的介绍和应用，加强微机应用系统的实践开发。尤其对于普通本科院校学生，更应该立足于实际，以8086CPU为主进行微机课程教学。在此基础上再学习其他后续硬件课程和高档的微机技术。

例如，课程中重点讲授常规的16位微机8086CPU的知识内容，如有关寻址方式、8086内部结构、中断技术、存储器系统、基本接口技术等章节，在此教学基础上，介绍当前的一些新的微机技术，如Pentium、P4等新型CPU的技术和特点、现代微机硬件系统中的总线技术、超标量流水线、虚拟存储技术以及高速缓存技术等［3，4］。

课程教学之余，为了拓展学生的知识面，可以引导学生课外阅读一些当前新的实际微机技术，例如酷睿2双核CPU、PCI-E视频接口、SATA硬盘接口等内容，使学习与现实中的微机硬件产品实际接轨，让学生像看小说一样阅读即可，以丰富学生的微机新知识和新技术，激发其学习兴趣，调动其学习积极性。

为了更好地把课堂学习的硬件理论吸收消化，学生必须通过微机原理实验和实际应用设计开发才能巩固、加深知识。所以除了具备必备的微机原理与接口实验箱之外，实验教学中应需要基本的微机应用开发硬件设备和相应的工具，元器件耗材。另外配备动手能力强，实践经验丰富的实验教师也是必要的。

在此基础上，为提高实验教学效果，以验证性与设计性实验相结合为主，将实验教学与全国电子设计竞赛、机器人大赛等科技活动相结合，适当增加实际生产实践中的微机应用系统的介绍，不断丰富实验教学内容，完善实验教学环节。例如：一般的验证性实验应该有：①汇编语言程序设计实验；②存储器实验；③定时器/计数器实验；④中断控制器实验；⑤串行接口技术实验；⑥并行接口技术实验。设计性实验可以基于现有的实验范例对其进行改造来提高学生对知识的灵活应用能力。另外，可选择工矿企业中的一些微机控制系统实例作为教学案例，增加实用性微机技术的讲授。例如交通信号灯控制、自动化生产线工艺参数监控系统等，对这些实用的微机应用系统的需求分析、方案设计、译码电路、接口芯片初始化、硬件驱动程序和功能程序编写以及系统调试技术等内容进行完整的讲解［5］。

三、结语

为了应对当前大多数高校《微机原理与接口技术》课程教学面临的问题，本文提出了相关的改革思路：提高教师个人素质，激发教与学的兴趣、合理选择并改进教学内容、改善实践教学条件和完善实践教学环节，以期对《微机原理与接口技术》课程的教学改革提供参考。

［1］张红民.微机原理及应用教材与教学内容改革思考［J］.理工高教研究，2009，28（5）：105-107．

［2］赵若阳，李宁，库少平.计算机硬件课程体系及内容改革的思考［J］.计算机教育，2006（3）：47-49．

［3］谢勤岚.微机原理课程教学改革的探讨［J］.理工高教研究，2009，28（4）：136－138．

［4］马旭东.微机系统与接口课程教学改革思路与实践［J］.电气电子教学学报，2005，27（3）：7-9．

［5］艾德才.大学计算机硬件教学内容改革势在必行［J］.计算机教育，2005（3）：75-78．

Research on The Teaching of M icrocom puter Princip le and Interface Technology

CHENGHong-bin
(School of Computer Science and Engineering,Changshu Institute of Technology,Changshu 215500,China)

M icrocomputer princip le and interface technology is an integrated curriculum involving computer hardware and software technologies.The paper proposed some corresponding reform measures aimed at the problems of inappropriate teaching content,poor teaching hardware conditions and weak experiment.In the meantime,we put forward the method of improving the qualities of teachers,stimulating the interest of teaching and learning,choosing the teaching contents reasonably,and improving the conditions and enriching the content of practice teaching to improve the quality of teaching and learning.

teaching reform;teaching content;experiment

G642

A

1008-2794（2011）06-0110-03

2011-03-17

程宏斌（1975—），男，湖北黄冈人，常熟理工学院计算机科学与工程学院讲师，硕士，主要研究方向为无线传感网络协议。

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