微机原理与接口技术实验教学改革探讨

张小红

湛江师范学院信息科学与技术学院 广东湛江 524048

微机原理与接口技术实验教学改革探讨

张小红

湛江师范学院信息科学与技术学院 广东湛江 524048

实验教学是课程教学中不可缺少的一个重要环节，针对微机原理与接口技术实验教学现状，从实验内容和方法、教材、考核方法、管理模式4个方面出发，提出一些改革思路。

微机原理与接口技术；实验；改革

Author’s address School of Informat ion Technology and Science, Zhanj iang Normal Col lege, Zhanj iang, Guangdong, China 524048

微机原理与接口技术是计算机、电子信息及电气类专业的一门专业课程，通过该课程的学习，可以深入了解微型计算机系统的组成、工作原理及常规接口技术，掌握系统和接口的程序设计，并为以后的开发和应用打下良好的基础[1]。该课程的特点是概念抽象，实践性强，因此在教学过程中，除了课堂的理论学习之外，还需要良好的实践性教学环节与之配合。通过实验不仅可以提高学生对本课程的学习兴趣，进一步加深对微机结构、汇编语言及各种指令系统等知识的理解，还使学生对计算机内部原理和一些芯片的工作流程有了更直接的感性认识。实验教学在对学生能力培养方面起着理论教学不可替代的作用，但由于种种原因，实验教学环节相对薄弱，存在一些问题，需要进行探索和改革。

1 实验教学现状分析

1.1 实验教学理念

实验教学依附于理论教学，处于辅助教学的位置。作为理论教学的附属品，没有在教学中起到相辅相成、承前启后的作用[2]。

1.2 实验教学内容及方式

湛江师范学院微机原理与接口技术实验课是面向全院计算机、电子信息、汽车、电气等工科类专业的学生，一般是根据教学大纲安排固定的实验教学时间和内容，实验均在统一固定的微机实验箱上进行。课前学生预习实验指导书，了解相关实验项目的内容、要求和目的等情况；课上听取教师的详细讲解，按照实验指导书按部就班地进行实验操作，记录、分析实验结果；课后完成报告，由教师批阅。整个实验教学过程中学生缺乏主观能动性，不利于学生解决问题的能力和创新能力的培养。

实验过程中侧重于基本内容、原理和实验操作的讲解，而实验内容中验证性实验比重大，设计性、综合应用性实验偏少。实验内容上主要分为汇编语言部分和接口两部分。其中汇编语言部分主要包括上机过程、分支程序、循环程序、子程序的编写与调试、中断调用等。接口部分主要包括串/并行口、中断控制、存储器扩展、定时/计数器、A/D转换等。由于验证型实验较多，又相对简单，学生实验时间减少，动手能力下降，提问和思考的机会也不多。这样导致学生要么认为实验很难，要么认为很简单，对实验的兴趣下降，实验报告也是千篇一律，对实验本身一知半解或根本不理解。

1.3 实验设备与教材

目前使用的湖北众友公司的实验箱，集成度高、设备老化、实验项目模块化，所提供的实验项目大多为对单个芯片的验证性实验，并且实验系统中都固化有相应的程序，学生直接调用程序就可以完成实验内容。同时，实验箱上的芯片引脚集中，学生实验时只需连接引线，对芯片封装形式、工作时序及片选地址的译码计算等丝毫不清楚。以上弊端使学生处于被动接受的地位，无法发挥积极性、主动性和创造性[3]。

实验教材采用实验箱配套的实验操作指导手册，缺乏对实验理论与特点的系统介绍，采取“示范型”的方式，实验形式固定、实验内容单一，达不到培养学生综合设计能力的目的。

1.4 学生现状

学生普遍存在理论与实践脱节现象，不少学生学完课程后，对于微机原理与接口技术的理论知识认识并不深刻，在实际应用中不能学以致用。微机原理与接口技术属于硬件类课程，内容抽象，多数学生学习兴趣低，主动性差。学生对实验内容缺乏选择权，所有学生都进行一样内容、一样要求、一样预期结果的实验。而实验考核方式主要参考学生实验报告，实验项目的测试及具体实验操作，并不能完全反映学生的真实水平。同时容易使学生在思想上产生重理论、轻实践，重操作、轻设计，重结论、轻分析的倾向[1]。

2 改革措施及方法

2.1 改革实验内容和方法

1）改革实验教学内容。克服传统实验内容的不足，必须重新审定实验课程的内容。既要保证实验课能够为理论教学提供支撑作用，又要实现培养学生设计能力的目的，从而使学生的综合实践能力在实验过程中得到有效的锻炼。适当加大设计性与综合性实验的比例，做到循序渐进，由浅到深，由简单到复杂。将实验内容分成3个层次。

①验证性实验。主要将各章节的教学内容以直观的形式演示出来，帮助学生理解和把握教学内容。同时实验课中产生的新问题，可以引导学生去探索新的知识，引导后续章节的学习。学生通过上机操作掌握计算机软、硬件工作原理及常用接口芯片的功能和基本用法，如DEBUG调试环境的熟悉，常规软件编写，并行接口8255，定时器/计数器8253，中断控制器8259，数模转换DAC0832和模数转换ADC0809等实验。

②设计性实验。在较好完成验证性实验的基础上，引入与专业知识结合性较强的设计性实验。根据教师给定的实验要求，学生自己设计电路，编写、调试程序。这样，学生在实践过程中不但学会应用汇编语言编写程序，而且掌握如何控制计算机各部件的运行方法。进一步锻炼了学生的动手能力，提高了独立分析问题、解决问题的能力。

③综合性实验。综合性实验的目的是要将学生学过的主要功能部件有机地结合起来，形成一个有意义的整体。该类实验可以安排在课程设计阶段。综合性实验是由教师根据不同专业给出实验项目，学生根据所掌握的知识，跳开实验仪器的限制，通过不同的方法和不同的途径来完成实验。例如，直流电机控制系统所用到的接口芯片8253、8255、8259和DAC0832在验证性实验阶段都进行了学习，但本系统中，学生需要将上述芯片综合在一起，这就需要学生能够从局部到整体，从简单到复杂，实现对微机原理及整个系统的理解和把握[4]。再如，步进电机驱动实验，利用8253定时/计数器进行定时，定时时间到则向8259申请中断，利用8255驱动步进电机，使步进电机按照准确的速度运转。通过实验，学生综合应用了8253、8259、8255芯片及汇编语言程序设计的诸多知识，独立完成硬件设计和程序设计[3]。

2）改革实验教学方法。在微机原理与接口技术的实验中，根据以上实验的层次要求，采用不同的教学方法进行教学，这样可以取得更好的教学效果。

①示范式。验证性实验阶段，采用示范的教学模式。学生由于刚接触微机软、硬件结合的实验，对汇编语言调试工具和实验箱并不熟悉，实验中遇到故障往往不知如何排除。在这一阶段的教学过程中，可以用—个简单的实验为例进行演示，让学生熟悉实验箱，熟悉利用软件进行编写、调试和运行程序等实验步骤，为其后续阶段的实验奠定基础。

②启发式。设计性实验阶段，教师以启发、引导为主，不进行示范，鼓励学生相互讨论。对实验中出现的问题，只作指导性提示，不作具体解释，更不动手排除。充分调动学生学习的积极性，发挥自己的主动性和创造性。

③开放式。综合性实验阶段，把主动权交给学生，2～3人成立一个小组，以小组的形式自行选题、自行设计、自行实验，互相之间取长补短，完成整个设计。实验时间为一学期到一年。教师只作技术上的咨询和结果上的考核验收。

2.2 改革实验教材

在整个实验教学改革过程中，实验教材应有利于培养学生的创新思维，取消具体的实验步骤、实验线路连接和实验程序，增加对实验目的、内容、原理、程序流程图及拓展思考等内容的描述，使学生在实验教材的指导下能够迅速进入角色，完成实验任务。

针对现有实验箱的弊端，鼓励学生自行开发实验板，利用实验箱上提供的8086CPU板，自己动手完成电路构建、硬件分配、程序编写调试等过程，大大提高学生的学习兴趣，同时增强学生的动手能力和创新能力。

2.3 建立科学的实验考核方法

对学生实验科学合理地考核评定，是实验教学中的重要环节。根据微机原理与接口技术实验教学的特点，从有利于激发学生实验兴趣出发，以提高独立实验、设计和创新能力为目的，确定实验考核方式。不同的实验内容，考核方式不同，综合评定学生的实验成绩[1]。

1）验证性实验的考核方式，主要考核学生在实验中动手动脑的能力，考核学生对实验原理的掌握情况。学生实验成绩由平时实验成绩、实验知识考核成绩和实验操作考核成绩三部分组成。

2）设计性实验考核方式，主要考核学生实验设计过程中，实验原理和技术的合理性，实验操作的可行性，实验结果的正确性。学生实验成绩由设计方案、实验过程、数据分析和实验报告几部分组成。

3）综合性实验考核方式，以学生自主设计的实验方案为主，重点考查学生分析问题、解决问题和创新的能力。实验成绩采用论文答辩的方式评定，学生要将选题报告、设计方案、实验过程、方法、分析及结论写成论文，指导教师评阅后组织答辩。

2.4 改革实验室管理模式

逐步建立开放性的实验环境，保证实验室的开放时间，可以使学生充分利用实验室资源，增加自主学习时间。例如，可以对实验内容做较好的预习，对程序做初步的调试，做一些创新性实验的开发和研究等，使学生的整体素质得到提高。

3 结语

微机原理及接口技术实验教学改革，有效地突出学生的主体地位，提高学生自主创新的能力。实验教学改革是一项任重道远的长期任务，只有立足实验教学的实际，不断总结经验、改革创新并加以完善，才能建立起一套完整的实验教学体系，更好地适应社会对创新人才的需要。

[1]马武刚.微机原理及接口技术实验教学改革探讨[J].大众科技,2007(7):37-38.

[2]李欣光.微机原理与接口实验教学改革与探索[J].实验室科学,2009(8):44-45.

[3]张俊梅,阚江明,郭文会.建立培养创新能力的微机原理综合设计性实验的研究与实践[J].中国现代教育装备, 2010(3):69-70.

[4]东野长磊,戚梅.提高微机原理实验教学水平 强化创新人才培养[J].福建电脑,2008(12):24.

Discussion on Teaching Reform of Microcomputer Principles and Inter face Technology Experiment//

Zhang Xiaohong

Experimental teaching is an indispensable impor tant l ink in the course teaching. In the l ight of the teaching situation of microcomputer principles and inter face technology experiment, this ar ticle points out some reform thoughts about the experimental contents and methods, the teaching materials, the assessment methods and the management mode.

microcomputer principles and interface technology; experiment; reform

G652

B

1671-489X(2012)21-0113-03

10.3969 /j.issn.1671-489X.2012.21.113

作者：张小红，硕士，通信工程师，研究方向为计算机技术。