《微机原理与接口技术》课程教改研究

叶彦斐　李志华　陈蓉

【摘 要】针对微机原理及接口技术课程知识点繁杂、易被人为割裂、汇编语言不易掌握等问题，结合卓越工程师培养要求，本文提出案例导入式、问题式及与C语言对比教学等新的教学模式，可以充分激发学生学习主动性、创造性，有效提升创新能力。

【关键词】微机原理及接口技术；教学改革；案例导入；对比教学

0 引言

《微机原理及接口技术》课程是电气信息类、自动化类、机械类等专业学生的重要专业基础课程，是学好后续课程，如单片机、ARM、DSP 等的必备基础和重要前提。[1]“卓越工程师教育培养计划”旨在培养创新能力强、适应经济社会发展需要的各种类型的优秀工程师后备军。[2]这就要求高校调整人才培养目标定位、改革人才培养模式，强化培养学生的自主学习能力、创新意识和探索未知领域的兴趣，提高学生解决工程实际问题的能力。开展课程案例导入式及与C 语言对比教学改革与研究，对学生加深微机系统整体理论概念理解，提高采用微机设计开发实际测控系统的能力具有重要意义。

1 教改思路

教学改革的指导思想是：“寓学于用，学以致用，学用结合，以用促学，用中提高”，提高学生学习、研发微机应用系统的创新应用能力。

开展案例导入教学模式改革和研究，为学生建立微机应用系统设计与开发的整体概念，避免目前知识点被人为割裂、学生在学习后感觉各章节孤立、无法融会贯通的问题。强调讲学交互、学思结合，学习结束即完成了一个微机应用系统的设计，激发学生学习主动性、创造性。

C语言是大部分工科自动化相关专业的一门基础课，并且学生在参加计算机等级考试时多选考C语言，大多数同学对C语言比较重视，掌握得也比较好。因此通过C语言与汇编语言的比较式启发教学，使学生能借C语言基础促进汇编学习，加深对汇编语言的理解，更快地掌握汇编语言，做到事半功倍；反过来也可促进他们从更深层次深入理解C语言，提高C语言编程能力，提升在嵌入式系统开发时经常采用的C语言嵌入汇编语言进行混合编程的实际应用水平。

2 教改内容

2.1 案例导入式和问题式教学模式研究

《微机原理及接口技术》课程教学中的一大难题是局部和整体的矛盾解决，即微型计算机系统是一个整体，一旦系统运行各部分都同时工作，各部分对应的知识点本身不存在谁先谁后，而教学中内容的讲解只能一部分一部分进行，如何让学生先建立整体概念再逐一讲解，最后回到整体并有升华，是微型计算机老师不停探索的问题。[3]对大模块（CPU、存储器、总线、指令系统）的整体观一般是通过模型机来解决。我们建立了如图1所示的典型微机测控案例，通过案例和问题导入相融合，通过教学内容的模块化组合解决这一难题。8253、8255、8251、ADC、DAC单一问题讨论并不困难，但它们在微机应用系统中的作用及与接口概念的联系，采用传统教学方法效果不好；通过建立典型微机测控系统案例，能够让学生先居高临下，再各个击破，最后回到整体并有升华。

设计的微机测控系统案例，可以导入课程中的所有常规可编程芯片和A＼D、D＼A转换功能，是一个十分具有代表性且有专业特色的案例——根据实际自动气象测控系统的功能要求，提出要解决的问题，然后逐一推进解决，达到知识由易到难，由简到繁，由局部到全局的知识传授过程和自主思考过程。提出问题后，首先由学生思考和查阅资料，明确要解决的问题，理清解决问题的思路和最终目标，在学习中做到问题清楚，思路清晰，目标明确。

图1 典型自动气象测控系统原理框图

设计的案例既能很好地体现和融合将要学习的各个芯片的功能和应用，又能了解测控自动化系统要求。在分析系统的功能以及实现这些功能需要哪些可编程芯片的基础上提出问题，展开对这些问题的讨论，提出解决办法，引出常规芯片，然后逐一解决，最后自然形成整体理念和设计思想。

2.2 汇编语言与C语言比较教学研究

学生在学习汇编语言时，需要依据计算机的处理方式， “设身处地”地从计算机的角度思考问题，这往往是学习汇编语言的最大障碍。如果不能克服，即使掌握了各种寻址方式和指令系统，也很难写出功能稍复杂的程序，甚至产生厌学、抵触情绪，给课程学习带来困难。

由于C语言是大部分工科自动化相关专业的一门基础课，并且学生在参加计算机等级考试时多选考C语言，大多数同学对C语言比较重视，掌握得也比较好。因此通过C语言与汇编语言的比较教学，使学生能借C语言基础促进汇编学习，提高学生对汇编语言的理解，快速掌握汇编语言，做到事半功倍。

对比教学的内容包括：

1）基于高级语言对汇编语言的数据访问进行理解

如从常量、变量、数组等数据的访问来对比两种语言；以C语言为参照，列出各种控制结构对应的汇编语言框架，采用一些与C语言关键字如else，default等接近的标识符定义，让学生比较容易看清楚语句之间的跳转关系和程序的逻辑结构。

2）汇编语言与C语言程序结构比较

不同语言程序结构是相通的，但实现方法不同，通过比较教学可以快速切入，还具有温故而知新的效果。

3）对于汇编语言中的一些关键知识点，如DOS功能调用可以与C语言中输入输出函数进行类比等等。

比较教学有助于学生较快地掌握汇编语言，并且反过来也会加深对C语言的理解，不仅提高C语言的编程能力，而且对在嵌入式系统开发中经常用到的在C语言中嵌入汇编的应用问题有了实质性提高。

3 教改特色

教学改革把培养创新型应用人才作为首要目标，注重学生解决问题的能力、探究的精神和个性品质，强调启发式教学、发现式学习和互动合作式学习，充分利用现代教育技术，强调学生的创新能动性和个性化发展。[4]

强调讲学交互、学思结合，学习结束即完成了一个微机应用系统的设计，激发学生学习主动性、创造性，提高学生学习、研发微机应用系统的创新应用能力。

对比教学有助于学生较快地掌握汇编语言，反过来也可促进他们从更深层次深入理解C语言，提高C语言编程能力，提升在嵌入式系统开发时经常采用的C语言嵌入汇编语言进行混合编程的实际应用水平。

4 结语

教学实践证明，本文提出的案例导入式、问题式教学模式，可以解决《微机原理与接口技术》课程知识点繁杂、易被人为割裂等问题，帮助学生融会贯通、熟练掌握课程知识体系；比较式启发教学，使学生能借C语言基础促进汇编学习，加深对汇编语言的理解和掌握，做到事半功倍。总之，本教改方法可以充分激发学生学习主动性、创造性，有效提升创新能力。

【参考文献】

[1]张红民，王艳.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）：105-108.

[2]教育部关于实施“卓越工程师教育培养计划”的若干意见（征求意见稿）[Z].2010，6.

[3]张颖超，叶彦斐.微机原理与接口技术[M].北京：电子工业出版社，2012，2.

[4]张敏，鞠春花.大学生创新能力的培养的研究[J].教育探索，2013（9）：105-106.

[责任编辑：田吉捷]