微机原理与接口技术的设计、优化与实践探讨

陈德超

【摘 要】微机原理与接口技术是一门理论性和实践性都很强的课程，也是计算机、电子、机电、自动化等工科专业的基础性课程，是培养学生微机工程控制设计与应用能力、创新能力的一门必修课。由于该课程内容庞杂抽象，在教学过程中需要通过在维持基本内容稳定的基础上适当引入前沿内容，并充分利用网络手段、多媒体技术、仿真技术等手段来促进教学质量的提高。本文主要针对目前教学中存在的不足并结合该课程的特点，提出通过采用改革实实验内容和实践教学、优化课堂内容和教学方式等方法来提高教学效果，达到该课程的教学目的。

【关键词】微机原理与接口技术；教学改革；实践教学

0.引言

关于微机原理与接口设计这门课程的学习，学生需要以应用的角度出发，在理论和实践的基础上掌握微型计算机的基本组成、汇编语言程序设计、工作原理、接口电路及硬件的连接等方面，同时在一定程度上还需要具备微机应用系软件和硬件开发的能力。由此可见，应用性强、内容丰富、教与学难度大、技术更新快是该课程的特点，加之计算机技术于微型计算机系统的迅速发展，新的微机接口技术也在不断涌现，所以有必要对这门课程进行教学改革和优化，起到教学相长的目的。

1.课堂内容与结构的优化

微机原理与接口技术课程中因为概念多、接口芯片多、专有名词多导致课程内容比较抽象，学生学习起来会有一定的困难。随着高新技术的层出不穷和计算机科学的迅猛发展，微机课程的教学在基础性、前沿性、先进性方面有很高的要求，需要对课程内容中的传统内容和现代内容进行合理的协调。大学专业课程教学与职业技术培训不同，学生的专业基础和分析能力必须是教学中的重点，不能盲目追求与最新技术的讲解。在微机原理与接口技术的教学中需要遵循从熟悉基本原理和概念着手，注意引用计算机中的新技术，及时更新课程内容，保持其先进性和时代性。具体做法如下：

第一，针对课程概念多、内容枯燥的问题，在具体实施课堂内容的组织时，教师可以采取重点讲解Intel的16位微处理器8086，对于其中相对重要的知识点包括部件结构BIU架构、执行部件EU、管脚定义与作用、指令系统、汇编程序设计方法等在内的知识实行详细的讲解。由于在8086CUP讲授上的方法和内容都比较成熟，所以对基本原理和概念的引用相对比较方便，而若是采用将教学内容的讲解全面提升到32位，就会加大学习难度，很容易导致概念和技术成为没有根基的东西，学生也就很难理解微机硬件结构和接口技术发展的过程，从而难以收到好的教学效果。第二，关注计算机的新技术，将一些最新的微机技术适当的补充到教学内容中，借鉴和吸收国外计算机教材中的优秀理念。

2.课堂教学方式优化

2.1合理应用多媒体教学辅助手段

在课堂的传授中合理应用良好的教学方式和手段可以有效提高学生的学习能力和素质。在微机原理与接口的课堂教学中，大部分的内容都只是用文字进行描述和定义，学生对于这种看不见摸不着的知识很容易产生厌烦的心理，学习时大多也只是知其然而不知其所以然。对于这种现象，我们需要摒弃那种照本宣科的授课方式，合理引用多媒体技术进行教学辅助以帮助学生更有效的学习。多媒体教学中包含了文字、图形、声音、动画在内的多种形式，能让抽象知识变得具体化和形象化，对学生的记忆和理解上有很大帮助。例如，在讲授指令系统的寻址方式时，教师可以将不同的寻址方式EU、BIU等部件做成Flash课件的方式。

2.2灵活引入现代仿真技术来加强教学

目前，虚拟仪器和仿真技术已经成为了现代科学研究和技术开发中的一大利器。而将这些仿真技术灵活引入到课堂教学中，同样也能发挥很大的作用，强化了课堂教学中的实际操作能力，提高了课堂教学质量。就EMU8086仿真软件来说，它不仅能模拟真实微处理器中的每一个步骤，显示出存储器、寄存器、变量、标志寄存器、堆栈，而且能虚拟外设，如交通红绿灯、LED、微机显示器等。可以称得上是一款极佳的辅助微机原理教学的仿真软件。

2.3强化网络教学平台的应用

加强网络教学平台的应用可以打破课堂教学时间和空间上的限制，对课堂教学进行延伸。关于这一点，可以实施建立网络教室，而网络教室的建立具备三方面的优势。第一，将课堂教学中的每个课件和多媒体动画传入网络教室中，学生可以通过下载后进行课前预习和课后温习的工作。第二，在网络教室中还可以提供一些国内外课堂的优秀讲课录像和工程项目技术资料等，帮助学生轻松获取国内外相关技术知识。第三，网络教室为教师和学生提供了一个资源共享的平台，利用网上交流、网上提问、网上授课等方式能有效提高师生间的互动和交流。

3.教学实验改革与实践

一直强调微机原理与接口技术是一门实践性很强的课程，所以在实际的教学中需要根据教学内容和进度，合理安排实验教学，让理论和实践实现统一。在实验教学中，对于教学内容要结合实用性和创新性原则来进行合理的选择，让学生在熟悉基础知识和理论的基础上，分析问题和解决问题的能力也得到进一步提高。根据难度和循序渐进的原则，实验内容可以划分为验证性实验、设计性实验、创新性实验三部分。

3.1验证性实验

验证性实验的内容包含基本汇编程序设计、可编程并行接口、中断与定时等。验证性实验包括基础部分和提高部分，验证性实验不仅要求学生按照书中的要求、步骤完成实验的基础部分，还要求学生在有效完成实验基础部分的基础上作出小的改进，达到提高部分的要求。这样一来，学生通过验证性实验的学生能对微机原理和接口芯片的相关工作原理有一个更深层次的认识，既提高了学生学习的积极性，又帮助学生提高了分析问题和解决问题的能力。

3.2设计性实验

设计性实验是对验证性实验的一次深入，有利于培养学生综合运用所学知识的能力。设计性实验的内容包含D/A转换、A/D转换、键盘与显示等方面的硬件和软件设计。在设计性实验中，要求学生运用所学知识对软件编程、软硬件调试、硬件电路设计。

3.3创新设计实验

创新性设计实验是这三种实验内容中难度最大的一个，在进行实验的时候，教师需根据学生的学习能力将学生进行小组的划分，教师提供多方面的实验课题让学生自行选择，并依据每小组的实际情况下达不同的任务，并在实验的过程中，及时解决学生的疑难问题，打开学生创作思维，指导学生有效完成实验。创新性实验不仅让学生深入了解了微机系统的设计开发过程，而且还培养了学生的团结协作能力和创新能力。

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