《微机原理与接口技术》课程教学内容及方法的改革

江涛　刘永平　申小芳　张心钰

摘 要：《微机原理与接口技术》是理论与实践紧密相结合的应用教学课程，本文将此课程的教学内容分为理论基础、接口芯片、技术延伸、考核四部分。在教学方法上，以三总线结构将CPU与各接口芯片相连接，总揽全课程；按芯片数据手册的内容对接口芯片进行讲解与总结；采用以赛代考的方式进行考核。通过教学改革，提升了学生在编程、硬件接口扩展应用方面的实践能力，达到学以致用的目的。

关键词：微机原理 接口技术 以赛代考

中图分类号： G642.0 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）02（c）-0164-02

《微机原理与接口技术》课程是一门涉及计算机硬件与软件技术的综合性课程。课程涉及的内容多且概念抽象不易理解，因此是教学和学习难度较大的一门课程。在实际的教学过程中发现现有的教材与教学内容存在一定的问题，为适应国家对应用性人才培养的要求，紧随新技术的步伐，对课程的教学内容、教学方法、考核方式进行改革，显得尤为重要。通过教学改革，可以帮助学生充分理解教学的内容，提高教学效率，激发学习兴趣，为其今后的计算机应用系统的开发打下良好的基础[1]。

1 现有课程教学内容弊端

我校《微机原理与接口技术》课程选用的教材是普通高等教育“十一五”国家级教材—《微机计算机原理与接口技术》（第5版），中国科学技术大学出版社出版，周荷琴、冯焕清编著。从教材的内容来看，教材虽然经过5版的修订与补充，但其内容远落后于计算机技术的发展水平，面对繁杂的接口芯片及接口技术的发展，教材知识水平、知识体系看起来还处于上世纪阶段。涉及实践性内容的应用，所举实例简单、且脱离了工程实际应用。从教材的编排上看，系统性差，没有真正体现该课程知识体系及技术构架。在实际教学过程中，教师往往要将前后知识与章节进行穿插，才能让学生明白前因后果。

2 学生学习课程应达到的目标

教师通过《微机原理与接口技术》课程讲授，需要传授给学生基本的知识点，指导学生构建课程的知识体系，运用在其专业方向上，并与其他课程的知识点衔接。更重要的是，通过课程的学习，学生应有一定的运用汇编语言进行编程的能力，如何选择合适的接口芯片与接口技术，扩展计算机与外部设备的连接，以完成设定的功能与任务，能应用于工程实际，学会解决工程实际问题的思想方法[2]。

2.1 把握课程的知识点，并建立微机原理与接口技术的知识体系

学生应掌握基本概念、原理、技术，特别是对技术难点、重点要有深刻的认识，为课程打下扎实的基础。硬件方面，由一台微型计算机、笔记本电脑、手机，就能联想到其外壳内所带有的部件，各部件之间的联系，工作过程。参照性能指标，就可评价计算机的优劣与适用范围。

2.2 熟练掌握与应用汇编语言及接口技术

计算机的应用在于软件，学会与掌握编程是课程学习的重中之重。编程是人类与计算机沟通的一座桥梁。学生通过不断编程练习，学会编程的技巧及应用软件的融会贯通，使学生的编程水平、技能、思维方式不断得到提升与完善。而计算机功能的延伸与拓展是由接口技术来完成的，也是应用于工程实际必需掌握的技术与技能。学生应掌握查阅接口芯片数据手册的方法，会阅读接口芯片数据手册，理解并掌握接口芯片功能及其参数，能将接口芯片管脚连接到计算机的CPU管脚，并能完成计算机与外设的地址分配、功能控制、信息交换等任务。

3 课程教学内容改革要点

3.1 课程的普惠性、趣味性

计算机原理与接口技术是一门普惠性课程，它的知识已潜移默化的运用在我们生产、生活的各个细节中。应让每个学生都能学习并掌握一些计算机原理与接口技术的知识与技术，针对学生的学习差异性、接受能力，教学内容，应由浅入深，让不同的学生接受到不同层次知识与技术[3]。此外，在课程内容的改革上，除了工程实际应用上的案例，也应介绍趣味性强、能吸引学生学习兴趣的案例，使编程的教学方法也充满趣味性。

3.2 建立完整的知识点与知识体系

课程的内容的改革应将计算机原理与接口技术的术语、知识要点讲透、讲深，让学生学会用专业的语言来描述所学课程，并将这些知识点构建成一个计算机原理与接口技术的知识体系，让知识点有机相连，让学生在将来工作、学术交流中不存在知识上的障碍或概念理解上的不规范。

3.3 应用与实践相结合

以工程应用为场景，开展实践教学活动。限于实验条件，即便是用简单的实验进行教学，也要明确工程上实际应用时应该如何考虑计算机应用的问题。同时，将课程教学活动拓展到学生课外活动，发动有兴趣的学生带动其他同学一起学习，通过成立研讨小组，兴趣小组，学生兴趣社团等，组织开展课程设计，指导学生参加竞赛活动。

4 改革后的课程内容及说明

《微机原理与接口技术》课程教学内容改革，是在现有教材的基础上，精简理论教学内容，完善课程各章节的结构设计，加强实践教学。改革后的教学内容由理论基础、接口芯片、技术延伸、考核四部分组成。课程总学时数为56，其中理论教学学时数是38，实践和实验学时数为18。提高实践课程比例，以提高学生的动手能力和发现问题与解决问题的能力。

5 整体教学方法

《微机原理与接口技术》的教学思路是CPU与各接口芯片通过三总线结构相连接，外部设备通过各接口芯片与8086CPU相联接，完成信息交换。在教学中，教师应明确三总线结构对各种接口芯片连接所起的共性作用，以及具体的接口芯片连接存在的特殊性，将各种接口芯片的不同功能进行展现，使学生对计算机系统有一个整体认识。

5.1 CPU部分

教学上简介微机原理、组成、寻址方式，让学生对微机的硬件与软件有一个整体认识，强调知识点，以便后续课程中的应用。

5.2 接口芯片部分

接口芯片的教学以芯片数据手册为主导，以课本为参考。首先教会学生如何在网上查找接口芯片的生产厂家，找到芯片数据手册。再分析数据手册的各个部分，教会学生如何看懂、看会芯片数据手册。教学的重点与難点是CPU与接口芯片的连接。首先按三总线结构的要求进行连接：1）数据总线为双向传送命令字、控制字等信息；2）地址总线给芯片分配接口地址，分配过程中，针对地址要选择合适的锁存器、译码器对地址进行锁存、译码；3）控制总线的连接较为复杂，应根据具体的应用要求进行分析后、再连接。

5.3 总线部分

课本上的总线技术比较繁杂，且过时的总线技术较多。在讲授过程中，结合实际应用情况，只需对总线的主要性能指标、总结标准、典型的USB总线进行讲授，以节约学时。

6 课程的考核方式

采用以赛代考的方式对课程考核进行改革。通过“以赛代考”学生对整个课程建立起了立体的概念，融会贯通了所学知识与要点，巩固提升了学生动手能力，基本上达到了应用教学效果。

7 结语

（1）课程教学内容改革上，提出了对课程内容、章节结构归纳为理论基础、接口芯片、技术延伸、考核四部分，提高了实践教学的学时数占到总学时数的三分之一；（2）教学方法上，以三总线结构将CPU与各接口芯片相连接，总揽全课程，让学生理解与分析每个接口芯片，能将整个课程的知识体系融合起来；（3）在考核方式上，通过“以赛代考”，提升了学生在编程、硬件接口扩展、应用方面的实践能力，达到学以致用的目的。

参考文献

[1] 王会林.《微机接口技术》课程改革对学生创新能力培养的探索[J].电脑知识与技术，2009，5（10）：2784-2785.

[2] 陈润，琚生根，师维，等.微机系统与接口技术实验课程改革研究[J].实验技术与管理，2015，32（5）：236-238，282.

[3] 马文斌，刘建花，刘忠.《微机接口技术》课程改革思考[J].教育教学论坛，2016，25（6）：244-245.