微机原理与接口技术实验教学改革及探讨

古丹

摘 要：微机原理与接口技术是电子信息类等工科专业普遍开设的一门专业基础课，改进这门课程的实验教学内容、教学方法、考核方式，使学生及时掌握当今更新的微机原理与接口技术知识，是十分必要的。该文针对实验教学中存在的问题进行分析，介绍了笔者学校对微机原理与接口技术实验教学的改革方法和思路。其中，虚拟仿真实验教学平台的使用可以让学生能在网上进行实验原理、实验内容、仪器设备使用方法和注意事项等内容的预习，利用Protues等仿真软件进行实验项目的虚拟实验，通过平台的预习测验后再进实验室开展真实的实验。这样的方式下学生能更好更快地掌握实验内容，验证实验结果，真实实验的效率得到较大的提高。

关键词：微机原理 实验教学 改革 虚拟实验

中图分类号：TP30 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）04（a）-0154-02

微机原理与接口技术是电子信息类等工科专业普遍开设的一门专业基础课，课程包括理论教学和实验教学，内容涵盖微机原理、汇编语言程序设计及接口技术，兼顾软件和硬件两个方面，具有实践性强、知识面广且抽象的特点。此外，由于课时压缩，教师教学信息量增大，学生普遍感觉难学，因此对学生在理论知识掌握不足的情况下进行实践性教学，效果更是欠佳。长期以来，微机原理与接口技术实验教学作为微机原理与接口技术教学重要组成部分，却普遍存在一些问题，制约着实验教学质量的提高。

1 目前微机原理与接口技术实验教学现状

笔者学校微机原理与接口技术实验课选用的实验设备是众友THTWK-2型32位微机原理与接口实验箱，它是一套基于PC机PCI总线的32位实验系统。实验系统可支持8位、16位和32位的总线宽度。用户在PC机上用汇编、C等工具对实验对象进行操作。实验系统可供实验的项目丰富，为学生和老师实验提供了很多方便，但是经过几年的教学实践，仍存在一些问题。

（1）微机原理与接口技术课程以理论讲解为主，实验教学课时少，难免造成对实验课程不够重视。有的学生上实验课就是走走过场，敷衍了事，没有很好地投入精力到实验过程中，造成实验效果不明显。

（2）学生虽然先修了汇编语言程序设计这门课，但是普遍理解掌握得不是很深入，有些同学甚至连基本指令和程序规范都不清楚，这直接影响了实验操作的教学。

（3）目前该校实验室的微机原理实验箱使用频繁，加之学生操作不规范，硬件老化严重，实验箱损坏率高，这也影响了学生的动手积极性。

（4）目前该校开设微机原理实验课的实验项目基本上是对每一个接口芯片的基本应用和设计实验，以验证性为主，缺少创新性、开放性的综合性实验项目，这很不利于学生独立思考和动手能力的培养，不利于开发学生的聪明才智。

（5）目前该校购买的实验系统平台集成度高，需要学生动手连接的导线较少，程序也基本是可以从硬盘中直接调用。因此对于很多学生来说，实验只照着电路图连线，调用源程序编译、链接、运行，在实验箱上观察实验结果，这就算完成了任务。这样的实验学生基本不需要学生动脑筋，不能真正达到实验的目的。

（6）目前实验课成绩的考核方式，主要是以“实验报告+考勤”作为依据，但是这样的考核方式并不能真正反映学生的学习情况。因为实验报告基本可以照抄实验指导书，涉及到的实验数据很少，同学之间抄袭实验报告的现象也比较严重，教师很难区分哪位同学是原创的。

（7）由于资金原因，实验设备没有及时更新，实验系统与目前微机发展使用现状相距甚远，造成实验教学内容与实际脱节的现象，不能培养学生理论联系实际及解决问题的能力和创新能力。

2 对微机原理与接口技术实验教学进行改革的探讨

针对目前该校微机原理与接口技术实验教学中存在的各种问题，笔者对改革传统微机原理与接口技术实验教学方式进行了探讨。

2.1 改革实验教学内容

（1）学时少，学生对实验课不重视，教师可以将课堂延伸到课外，实验课并不局限在课堂上的时间。学校建立了微机原理与接口技术虚拟实验平台，教师将一些基础性的验证性实验发布到平台上，实验课上安排一些综合性设计实验，这样一来学生在宿舍完成平台上的基础性虚拟实验，来实验室做真实的硬件实验时就不至于摸不着頭脑，也为难度较高的设计性综合实验打下基础。教师要求学生只有完成了平台上的实验才能到实验室完成硬件上的实验，这样无形中也督促了学生课前预习。虚拟实验平台的使用不仅扩展了实验内容也能提升学生实验的兴趣。

（2） 针对学生汇编语言基础不好的问题，教师在基础性实验项目中安排了汇编语言软件编程项目，使学生能巩固汇编指令、语法规则，更能巩固汇编语言程序设计的学习。

（3） 由于采用的实验箱比较陈旧，在实验系统里面开发新的设计性实验难度较大，因此只能在实验系统原有的设计性实验基础上做些改动。如：在D/A转换实验中，要求学生根据产生锯齿波的原理自行设计产生等腰三角波，或者实现方波和正弦波交替产生。

（4） 除了尽力发挥原有实验箱的功能外，利用PROTEUS软件对8086进行仿真，可以利用PROTEUS做一些综合性和设计性的实验，这样学生不仅能够利用微机原理与接口技术实验课学习PROTEUS软件的使用，为以后学习单片机等课程的仿真应用打下基础，可以增强学生对微机系统的整体概念的理解，提升设计能力和创新能力。

2.2 改革实验教学方法

传统的实验教学方式，课堂上老师发布实验任务，讲解实验原理，做演示实验，接着学生依据指导书上的步骤连线，调用芯片固化的源程序或者直接敲好老师给的程序，编译、链接、运行，课后完成实验报告，就算完成实验任务，整个过程中学生基本不用动脑筋思考。因此，我们的改革思路要将实验整个过程延展到课前的预习、课中的操作过程，以及课后的思考总结。

首先，要求学生做好实验预习工作，因为课堂上安排的大部分是综合设计性实验，有一定的难度，要想在有限的课堂时间内很好地完成实验任务，必须做好预习工作，教师会提前布置下次课堂实验的内容，要求学生在虚拟实验平台上完成与此次实验相关的预习实验和作业。

其次，课堂中也要改变以往授课方式，以往教师采取的方式是直接给出实验硬件原理图和源程序，仔细讲解电路和源代码。整个授课过程中知识是老师灌输给学生的，他们没有自己独立思考、开动脑筋的过程。改进后，课堂上教师布置的基本是综合设计性实验，需要学生自行完成硬件接口和程序的设计。然而学生的知识水平不同，同一个实验又可能有多种实现方法，这就要求教师必须认真检查学生的设计，并进行细心指导。对于一些差一点的学生，教师也要积极引导他们思考，尽最大的能力帮助他们自己完成实验。在微机实验教学中，鼓励学生大胆想象与创新，鼓励不同意见者阐述自己的观点，积极争论。这样才能发现自己的不足，深入思考，达到最佳的实验效果。

最后，采取分组实验，将动手能力强成绩较好的学生与相对较差的学生分成一组，两人一组，分组实验的做法营造和实现了学生之间的好带差、中向上、差转好的学习氛围。在实验中，根据每个小组实验进程，教师不时向各个小组提出有关问题，引导学生自己根据实验的过程及现象归纳实验结论，这样才能通过实验充分锻炼学生的思维能力。

2.3 改革实验考核方式

课程考核的目的主要是检验学生的学习效果和教师的教学效果，进而促进教学内容的完善和教学方法的改进。同时，科学的考核制度也是引导学生改进学习方法的有效途径。微机原理与接口技术实验课程考核在原有的“实验报告+考勤”模式的基础上，增加实验过程、实验结果考核以及虚拟实验完成情况的考核。实验过程考核：课堂实验过程中，学生对老师提出的实验相关问题的回答情况进行考核，占本次实验成绩的20%；实验结果考核：对学生本次实验的结果现象或者数据进行考核，占本次实验成绩的20%；虚拟实验考核：对学生在虚拟实验平台上完成的预习实验情况进行考核，占本次实验成绩的20%。学生每次实验成绩构成及比例为：每次实验成绩=考勤×10%+虚拟实验×20%+实验过程×20%+实验结果×20%+实验报告×30%。学生最终期末成绩取8次实验成绩的平均值。这样评定实验课的成绩虽然相对增加了教师的工作量，但是考核方式更加科学，更加公平合理地反映学生的学习情况。

3 结语

实验教学是培养学生动手能力和创新思维能力的重要教学手段，传统的微机原理与接口技术实验教学方法很难激发学生的创新动手能力。针对教学现状，文章主要分析了实验环节的问题并提出了改革对策，有助于提高教学质量、改善教学效果、提高學生的学习兴趣，初步达到改革目标。但是，发展进步的脚步并没有停下，笔者将继续推进下一阶段的教学改革，希望能与同行多多探讨。

参考文献

[1] 金微.微机原理与接口技术实验教学方法探讨[J].无线互联科技，2012（9）：165-166.

[2] 马旭东，顾群，陈正纲，等.32环境下微机原理与接口实践教学改革探讨[J].电气电子教学学报，2006，28（4）：5-9.

[3] 崔文华，王宁，王宇，等.微机原理与接口技术实验教学规划与实践[J].实验室研究与探索，2011，30（9）：161-164.

[4] 李晓东，吴永烽，张济龙.任务驱动方法在微机原理与接口技术实验课程中的应用[J].西南师范大学学报，2013，38（2）：133-137.

[5] 顾晖.微机原理与接口技术：基于8086和Protrus仿真[M].电子工业出版社，2011.