微型计算机原理及接口技术课程教学实践研究

冯玉昌，门洪，关硕

(东北电力大学自动化工程学院，吉林吉林132012)

微型计算机原理及接口技术是一门理论联系实际、难度较大的课程，学生普遍感到这门课程难学、难懂［1］。为了满足社会对工科学生工程应用能力越来越高的要求，结合学校测控技术与仪器专业的教学工作，根据该课程的特点，在省教改项目和校教改项目的支持下，对该课程的教学和实践进行了改革，并取得了较好的效果。

1 课程内容的改革与设置

每个专业的教学内容和课程体系体现了学校对人才培养目标和模式的基本要求，它直接影响各个教学环节的教学质量［2］。根据学校建设特色测控技术与仪器专业的要求，对课程的教学内容和设置进行了改革，将传统的《微型计算机原理与接口技术》课程同《单片机原理及应用》课程相结合，两门课程合二为一，传统的微机主要以8088/8086为主讲机型，这里我们进行了改革，以MCS－51单片机为主讲机型，阐述了微机系统软硬件的开发。

大学生的动手操作能力和创新能力的培养，是许多高校瞄准的高端目标。单片机课程具有入门较简单、应用成本低、使用灵活广泛、综合性强的特点，在培养学生兴趣，开展学生课外科技活动已及就业及个人发展中起到了关键的作用［3］。如果按照教材的编写顺序进行授课，各知识点的学习相对独立，学生在学习结束后，仍然不了解单片机开发的完整过程，以及各部分之间的千丝万缕的联系，甚至不清楚编程器和仿真器的概念。因此，整合教学内容，安排教学顺序，将各部分合理组合，就显得至关重要，也是改变传统教学存在问题的关键所在［4］。

在教学过程中采取了整体结合部分的教学内容安排方法，始终贯穿着三主三辅的教学方式，即，三主线:

(1)以介绍单片机内外部资源贯穿单片机的基本原理［5］;

(2)以串行、并行扩展贯穿接口技术的扩展;

(3)汇编语言为主兼顾C语言开发。

三辅线:

(1)以实际电路为例介绍硬件基本结构和功能;

(2)以仿真软件为依托，培养电路设计及软件开发能力;

(3)以实验室为依托，培养整体设计能力。

通过对教学内容和授课顺序的改变，使学生建立起整体的概念，再细化各个部分内容，明确系统设计的思想，达到学以致用的目的。在测控05级、测控06级、测控07级，测控08级、测控09级的教学应用过程中，取得了良好的教学效果。

2 改革和强化实践教学，注重学生能力的培养

在实践教学的不断探索中，明确地制定了培养目标:以突出实践能力为导向，以“一实两创”为特色，以微型计算机原理及应用实验室、科技创新实验室为依托，以现代教学和传统教学相结合为手段，本着巩固理论，加强实践，服务应用的宗旨，紧跟课程改革的步伐不断更新课程教学内容和实验教学内容，使学生真正掌握单片机理论，提高实践应用能力，培养出、具有实践能力，创新意识，创业精神的高素质人才。

根据单片机课程的特点，将实验教学内容分为基础功能实验、基本接口实验、综合创新型实验三个部分。

基础功能实验主要有硬件的认知、指令系统实验、汇编语言程序设计实验。考虑到学生已学习了一些相关的课程，掌握了一定的硬件知识、软件知识以及编程方法，基于学时的限制，这部分的内容可让学生利用课外时间自行完成。

基本接口实验安排在实验课堂进行，是实验教学的重点部分。它包括硬件接线与软件编程两部分。学生在进行实验时，首先要根据实验任务完成硬件设计、搭建主体电路，然后编写程序，最后调试。

综合创新型实验主要以学院创新实验室为依托，充分发挥学生的自主能动性。综合创新型实验旨在帮助学生全面掌握所学内容，提高综合运用所学知识解决实际问题的能力。安排的内容主要是简单电子产品的设计。在进行综合设计实验时，指导书只给出了任务、要求和原理性说明，学生必须根据实验的目的和要求，独立完成软硬件设计和调试。学生要自己分析解决实验中出现的问题，在解决问题的过程中进一步加深对单片机系统软硬件设计的理解。

基础功能实验、基本接口实验是综合创新型实验的基础。必要的基础功能实验是不可缺少的，学生可以通过基础功能实验掌握单片机的基本原理。综合创新型实验可以培养学生的动手能力和综合应用知识的能力，充分发挥学生的主观能动性，激发学生的学习兴趣。

学院设有创新实验基地，为学生进行创新型实验提供了良好的工作环境，综合创新型实验虽然有一定难度和深度，但对学生很有吸引力，能使学生从被动应付实验变成主动实验，不仅提高了基本操作技能，也发挥了学生的学习自主性和创造性。经过创新型实验培养的学生具备一定的能力，可以参加学校举办的“长通杯”电子竞赛，吉林省电子竞赛，全国电子竞赛，全国智能车竞赛等。

经过课程建设和实践环节的改革，近两年学生在各类竞赛中取得了较好的成绩，在2010年吉林省电子竞赛中参赛6队，全部获奖，其中一等奖3队，二等奖2队，三等奖1队;在2010年飞思卡尔智能车竞赛中获三等奖2队，在2011年校“长通杯”竞赛中获一等奖2队。大大加强了学生的学习兴趣和综合能力的培养，目前形成了单片机实验、课程设计、实验立项、科技创新、大学生综合型设计型项目等一系列的实践教学。

3 教学方法和教学手段的多样性

在教学过程中采用课堂教学，实验室教学，创新实验室培养等教学方式。课堂教学主要采用多媒体和黑板相结合的方式进行，辅以实物电路模拟和软件仿真演示。课堂教学除了发挥教师的主导作用外，还要调动学生的主动学习的积极性，经常同学生交流，发现问题及时解决问题。例如:在介绍应用系统设计时，尤其要注意设计能力的培养，要有系统的概念。把具体的单片机应用系统的实物拿到课堂上，让学生对实际的应用系统有一个感性的认识。

随着信息技术的发展，网络教学越来越重要，已经成为辅助教学的必要手段，建立友好的教学网站，对于教师授课，学生自学，都会大有裨益。为此开发了一套较为完整的动态教学网站，可以很好地和学生进行沟通和交流。

4 考核方式的多元化

以突出实践能力为导向，以培养“一实两创”为特色的高素质人才的需要为目的，对学生的考核方式进行了改革。将考试成绩分成四部分:第一部分为理论试卷考试(占总成绩的60%)，主要是学生基础理论方面的考查，采取闭卷考试的形式，卷面满分100分，最后折成总成绩的60%，主要突出对知识的理解能力，达到理论教学的目的;第二部分为实验考试部分(占总成绩的30%)，主要采取教师出实验考试题，学生抽签选择试题(硬件试题1道，软件编程1题)，学生在规定的时间内上机完成试题，教师按实验操作、硬件连接、软件设计分三部分给出实验成绩;第三部分为平时考核(占总成绩的10%)，主要包括日常的出勤情况、作业和随堂测验等。

通过以上改革，改变了传统的一张试卷决定学生成绩的状况，能更加激励学生努力学习，真正的达到培养学生动手能力和实践能力的目的，教学过程的实践证明这次改革取得了很好的教学效果。

5 结论

目前教学工作都以突出学生实践能力为根本出发点。教学内容、教学方法以及考核形式也日趋合理，实验室以及创新实践基地为培养出高水平的人才提供了保证，近来的教学效果，各类别电子竞赛所取得的成绩，都有力地证明了相关改革与探索方向的正确性，同时也为的特色专业的建设提供了必要的、有益的铺垫。

［1］汪凤林，王东霞，温秀兰.微机原理及应用课程改革探索［J］.中国现代教育装备，2010(15):90－92.

［2］王莉.微机原理与接口技术系列课程教学改革的探讨与实践［J］.科技咨询导报，2007(4):245－246.

［3］杨明欣，郑郁正，赵建，等.结合电子设计竞赛进行单片机课程改革［J］.实验科学与技术，2007(8):94－96.

［4］冯玉昌，门洪，曹生现，等.《单片机原理及应用》课程教学改革的探索与实践［J］.东北电力大学学报，2009，29(5):19－21.

［5］桑宏强，张建业.测控专业单片机课程教学改革［J］.创新教育，2010(24):186－186.