“微机原理与接口技术”课程教学改革探索

邱应强

摘 要：为了提高教学效果，我校电子信息类专业将“微机原理与接口技术”和“单片机原理与应用”课程合二为一。本文从课程教学内容、教学方法和教学目标三方面探索“微机原理与接口技术”课程教学改革。

关键词：微机原理；教学改革；教学内容；教学方法；教学目标

“微机原理与接口技术”和“单片机原理与应用”是大多院校电子信息类的专业课程。微处理器日新月异，早已进入64位时代。对于本科生，如果直接学习32位、64位的微机系统原理，需要掌握的相关背景知识太多，容易陷入技术泥潭。传统“微机原理”偏重于系统理论，讲授的16位8086/8088 CPU早已退出应用舞台，而“单片机”侧重于应用，讲授的51系列单片机仍在应用中占有一席之地。由于两者在内容上、形式上有较大交叉，我校将两门课程合二为一，安排45学时课堂教学，28学时实验教学。下面将从教学内容、教学方法和教学目标三方面分别结合“教什么与学什么？”、“怎么教与怎么学？”和“教到什么程度与学到什么程度？”探讨课程教学改革。

1课程教学内容探索

每个专业知识体系由知识领域、知识单元和知识点三个层次组成，专业知识体系分成学科基础知识体系和专业方向知识体系。电子信息类学科基础知识体系由电路与电子学知识领域、信号系统与控制知识体系、计算机知识领域和电磁场知识领域这四个基本知识领域构成。传统的“微机原理”课程作为计算机知识领域的专业基础课，与计算机基础、C语言、数字电子技术等先导课程紧密相联，同时又是单片机原理与应用、嵌入式系统与应用、现代计算机体系结构等后续课程的理论基础。该课程在上述学科前三个基础知识领域与电子信息类各专业方向知识体系之间起承上启下的作用。

由于各领域不同的应用需求，微机系统形成了以PC机为代表的通用微机系统和以单片机、ARM、SOC等为代表的嵌入式计算机系统两大分支。尽管外形上有很大差异，两分支由于“本是同根生”，都由基本的冯·诺依曼结构计算机工作原理演变而来，存在很多共性的知识点。因此，课堂教学应首先从硬件系统和软件系统来把握微机系统架构及工作原理。51系列单片机“麻雀虽小五脏俱全”，包含了运算器、控制器、存储器和输入/输出五大部件，容易理解和掌握，有广泛的应用背景，易于开展实验、实践活动。因此，明确微机系统基本工作原理后，着重讲授51系列单片机工作原理和实际应用开发方法。

教学是教师的教和学生的学所组成的一种人类特有的人才培养活动。站上讲台，教师要明确教什么，让学生明白需要学什么，帮助学生建立学科体系。

2课程教学方法探索

该课程具有较强的理論性和应用性，课程内容比较抽象，如何提高课程教学效果，需要深入探索“怎么教与怎么学？”。

2.1课堂授课方式探索

随着现代化多媒体教学方式的普及，传统的纯板书教学方式逐步被多媒体投影的教学方式所取代。现代化的教学方式可声形结合、图文并茂地给学生带来不同的学习体验，但也存在不少的弊端。对此，我们根据课程具体教学内容采用传统板书与现代化多媒体相结合的方式进行授课，不仅给学生带来图文并茂的学习体验，同时对于重点和难点知识，采用板书形式循序渐进地引导学生，以互动方式帮助学生更好地理解，提高教学效果。

本课程部分内容比较抽象，难于理解，在讲授时可采用日常生活的例子来类比，将抽象内容形象化、生动化。如空操作指令“NOP”比作部分同学在课堂上打瞌睡，引起哄堂大笑，活跃课堂气氛的同时，也提醒同学不要虚度光阴。由于课程内容自成完整体系，需注重课程前后知识点的连贯衔接，在授课过程一旦新知识点与学过的知识点相关时，引导学生通过回顾将前后知识点有机结合，形成完善的课程体系。此外，课程在学科专业体系中承上启下，授课过程中要注重相关课程的衔接，帮助学生建立专业知识体系。

2.2注重实验实践环节

本课程实践性、应用性强，仅通过课堂教学来掌握基本系统概念、工作原理、设计原则和方法是不够的。尤其在当今大力提倡以培养创新能力为核心的素质教育中，必须将理论和实践紧密结合起来，用理论来指导实践，用实践来强化理论。因此，要注重实验、实践教学环节，合理设计实验课程内容，并采用探究式教学方法以教师为主导、学生为主体，调动学生的积极性，挖掘学生学习潜力，变被动接收为主动探求，“做中学，学中做”，做到学以致用、活学活用。

3课程教学目标探索

微机系统理论基础是原理性的，尽管微处理器技术在不断更新换代，但是从计算机面世以来其基本原理没有太大的改变，依旧是冯·诺依曼体系结构。因此，课程先抛开具体的微处理器型号，把握通用微机系统和嵌入式计算机系统的共性，建立起微机系统软、硬件体系架构，并了解微机技术的发展趋势，为后续课程奠定好理论基础。然后学习比较容易入手的51系列单片机工作原理和实际开发应用方法，掌握51系列单片机应用系统的软、硬件设计开发调试方法，锻炼提高工程实践能力，同时夯实对微机系统软、硬件体系架构的理解。对于“教到什么程度与学到什么程度？”，教学目标是让学生掌握微机系统理论基础并具备单片机系统的实际应用开发能力。

4结束语

本课程是高等院校电子信息类专业必修的专业基础课。我校电子信息类专业将“微机原理与接口技术”和“单片机原理与应用”课程合二为一，结合“教什么与学什么？”、“怎么教与怎么学？”和“教到什么程度与学到什么程度？”从课程教学内容、教学方法和教学目标对课程教学改革进行了探索，让学生更好地掌握微机系统理论基础和单片机系统开发方法。

参考文献：

[1]张迎新，胡欣杰，赵立军.单片机与微机原理及应用[M].北京：电子工业出版社，2011.

[2]教育部高等学校电子信息科学与工程类专业教学指导委员会.高等学校电子信息科学与工程类本科指导性专业规范（试行）[M].北京高等教育出版社，2010.

[3]戴日光.现代化教学手段下微机原理课程教学改革探索[J].中国现代教育装备，2012，（11）：71-73.endprint