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摘要：在微机原理与接口技术课程改革中，重新组织教学内容，引入专题化组合式教学；注重实践，以项目贯穿整个教学过程。在实施过程中，每次授课4学时以配和专题教学。重视实践，相关内容机房授课，引入Proteus仿真环境并配合实验室内实验箱，先在微机中仿真、然后在实验箱上最终实现项目。经过实践，学生对微机系统、汇编语言、接口构成都具有良好的掌握，对微机系统结构及工作原理有了整体和深入的理解。
关键词：微机原理与接口技术；课程改革；专题化组合式教学；项目驱动
本文引用格式：王桂兰,秦金磊,朱有产.微机原理与接口技术课程改革研究[J].教育现代化,2019,6(12):74-76+102.
《微机原理与接口技术》课程作为计算机基础课，旨在使学生进一步掌握微型计算机工作原理及接口应用技术，为后续课程相关计算机应用打下坚实的理论基础。
课程包含40个学时的理论学时和24个学时的实践课程，教学内容包括微机工作原理、微机硬件（CPU、存储器、接口及总线）结构、汇编语言程序设计。其中，微机工作原理部分内容繁多、抽象。在学习过程中往往感觉学时偏少、内容晦涩、枯燥乏味，逐渐失去了兴趣及信心。要熟练掌握汇编语言程序编写，提高动手能力，则需要进行较多上机练习。同时，为了对微机工作原理有较深入、深刻的理解，提高学习兴趣，重新设计了教学方案，引入了仿真软件Proteus，加强了教学过程控制，对课程进行了多项改革，取得了良好的教学效果。下面从几个方面来进行介绍。
一 传统教学与课程设置的弊端
微机原理与接口技术课程主要涉及计算机原理、程序设计、汇编指令以及接口技术等内容，目前，高等院校的课程设置与实际教学存在以下几方面问题亟需解决。
（一）以学生为教学客体
部分高等院校在实际教学过程中，仍然以传统的教学模式为主，思想观念守旧、教师方法单一，以讲解为主的教学模式无法激发学生的学习兴趣，对于一些深奥的微机原理理念与概念，只是借助于教材，采取生硬的灌输方式，忽略了学生的感受，在课堂教学中，学生只是被动的接受专业知识，没有发挥主观能动力的空间，久而久之就会使学生对这门课程产生厌烦心理。
（二）教学内容没有创新
教师在教学课堂往往不能营造课堂的活跃气氛，教学内容也不能与新出单片机有效衔接,依然停留在微机概念和原理的表层认知上面，不能深入挖掘有意义，能激发学生学习兴趣的教学内容，最终导致学生对微机开发研制的整个过程不甚了解，甚至连最基本的仿真器与编程器都认知模糊。
（三）实验方式单，内容枯燥
接口技术主要以课堂实验为主，但是目前，课堂的实验过程往往过于单一，通常情况下依然以实验箱为主，部分学生已经对实验箱原理有了更深刻的认知，反复灌输反而会事则其反，这种生硬的教学方法与实验课程的设置对提升学生的专业技能与知识水平意义不大。
（四）考核方式局限性大
试卷考试作为主要的考核方式已经无益于学生综合能力的提升，学生在平时的学习过程中，大多以教材为出发点，对教材知识能够牢固掌握，可是到了实践环节却知之甚少。学生只重视最终的考试分数，而忽略了学习效果的检验与实际适用能力。
二 课程改革方向与策略
针对以上存在的问题，应结合计算机系的特点，在教学方向、教学方法、课程设置等方面实行有效的改革策略，以构建一个优化完善的教学及学习格局。
（一）拓展微机原理与接口课程内容
微机原理与接口技术课程涉及的内容较为抽象，学生在学习过程中难免遇到瓶颈或者陷入学习误区，因此，在课程设置方面，应结合同类课程的内容，使其与微机原理与接口技术课程有机的融合到一起，在确定教学方向的同时，加入嵌入式系统、FPGA和DSP等课程，以激发学生的学习兴趣。此外，可以将不同体系构架的计算机系统的实现方式作为教学内容融入到现行的教材当中或者课堂教学当中，使其充分发挥承上启下的作用，为后续学习嵌入式系统课程打下坚实基础。
（二）重视C语言开发内容的讲解
随着现代计算机编译技术的进步，在微机系统的开发过程中，已经很少用到汇编语言的编写，因此，在课程设置方面，应尽量减少汇编语言的内容，进一步细化微机的基本工作原理内容，而C语言作为一种通用编程语言，教学在实际讲授时，应进一步充实C语言的讲解内容，使学生能够熟练掌握C语言的编程技巧，为学好微机原理提供基础保障。
（三）有效利用多媒体机房
学好微机原理与接口技术课程必须坚持以讲授、学习与实践为一体的原则，建立健全“教、学、做一体化教学格局。当教师结束课堂知识的讲授时，应引领学生利用多媒体机房进行实践操作，通过对实验箱、开发板的调试，使理论知识与实践技能有机的结合到一起，这样既能加深学生对微机原理与接口技术知识的印象，同时也能够夯实学生的应用基础，提升学生的主观能动力。
（四）编制实验教材，整合教学资源
针对软件开发、电路图资料、教学课件、设计程序以及实验资料等，应切合实际的对教学计划与方案大纳进行修订，以满足学生学习基础课程与实验课程的需要。教师应不断创新教学方法，采用拍摄制作教学视频的方法，将其引入到课堂教学过程，以激发学生的学习兴趣。此外，教育机构也应将实验内容纳入到教材之中，并予以实际应用，使学生在实验环节能够有章可循。
（五）提升学生的自主创新能力
高等院校应着力加大开放实验室的建设力度，对于微机原理与接口技术的课外实验环节要予以高度重视。在实验过程中，教师应正确引导学生充分利用实验室现有的设备仪器等资源，正确对待教师布置的设计任务，以拓展思维、创新思维有效指导实验过程。学校还可以利用这些实验资源，为学生们提供一些比赛项目，通过竞技比赛来提升学生的专业技能水准。学生们在实验过程中，可以及时回顾温习以往学过的专业知识内容，并将其融入到实验过程当中，解开微机原理的某一个谜团，熟练掌握接口技术，发挥自身优势，坚持创新理念，开发出更多的创新项目，为以后拓宽就业渠道打下坚实基础。
三 专题化组合式教学、讲练结合形式多样
（一）专题化组合式教学
专题化组合式教学模式[1]是一种针对培训对象的层次和特点，按照培训目标，把课堂教学内容和其它教学内容划分为若干有机联系而又相对独立的专题，然后再把它们组合成完整的教学内容体系，并以多样化的教学方法加以实施的新的教学模式。经过多年的摸索实践，在多种课程中有着广泛的应用[2-3]，并取得了较好的教学效果。
专题化，是指在课堂和其他形式的教学上，围绕培养目标，以教学大纲中的若干专门问题（或课题）进行讲授或组织教学活动。它包含两方面内容：一是课堂教学内容专题化。把教学内容划分成若干独立的既有联系又相对独立的专题，专题讲授可以是新知识的“浓缩”，也可以是综合性的专题讲座或专题研究报告。二是其它教学内容的专题化，把结合课堂讲授而进行的专题讨论、案例分析、调查研究、模拟项目实习也设计成专题，有目的、有计划地进行。
组合式，是指在专题化设计的基础上，通过科学地分配各专题的教学时间，合理地安排教学专题的先后顺序，精选各种教学方法、教学手段，从而组合成一个完整的教学体系。
采用专题化组合式教学模式具有如下特点：1.按需施教，提高培训的针对性、适应性。2.学用结合，提高培训的质量和效果。3.师生互动，调动教与学的积极性。
（二）在课程中的应用
遵循以上原则并结合课程教学大纲要求，将本课程划分为10个专题：基础知识、8086CPU及总线概述、汇编语言（一、二、三）、I/O接口、存储器、8255A接口、8253接口、中断及8259接口。
在具体实施过程中，为配合以上10个专题教学，课时分配由原每周2次、每次2学时，调整为每周1次、每次4学时。这样，每次教学形成独立的一个小教学单元，教学内容明确、重点突出，学生对每次授课及整体教学内容都有较好的整体把握。每个授课单元重点介绍一到三个学生必须掌握的重点问题，且通过适当练习使学生争取在本堂课上能够理解并基本掌握本次教学内容。由于每次教学重点突出，专为解决某一、两个重点问题，学生课后复习也会有的放矢，避免其感觉无从下手，克服学生对教学内容枯燥、乏味、冗长、难理解的感觉。同时，4个学时连起来上，会使得一个教学单元能够较完整的完成单独一个较完整章节（教学单元）的讲解；避免2个学时一次，出现多次切断教学单元、形成碎片，而为了接上上次的内容，则不得不首先复习、回忆上次的内容，使得学生不能形成完整的教学把握，浪费宝贵的教学时间；而同时学生如在跑一个马拉松，难以坚持一个学期学习，容易出现中途掉队、不能完成所有教学内容的学习的状况。
四 项目主导、注重实践
（一）项目驱动教学及应用
项目驱动教学是一种建立在建构主义学习理论基础上的教学法，它将以往以传授知识为主的传统教学理念，转变为以解决问题、完成任务为主的多维互动式的教学理念；将再现式教学转变为探究式学习，使学生处于积极的学习状态，每一位学生都能根据自己对当前问题的理解，运用共有的知识和自己特有的经验提出方案、解决问题。学生的学习活动必须与任务或问题相结合，以探索问题来引导和维持学习者的学习兴趣和动机，创建真实的教学环境，让学生带着真实的任务学习，使学生拥有学习的主动权。学生的学习不单是知识由外到内的转移和传递，更应该是学生主动建构自己的知识经验过程，通过新经验和原有知识经验的相互作用，充实和丰富自身的知识、能力。
结合微机原理教学内容，本次改革将项目驱动理论应用到课程中。从第一堂课开始，即引入一个小型微机应用系统，首先说明其可实现的功能，使学生有一个整体的印象；然后在各个章节中具体介绍各部分的工作原理，并通过Proteus软件分步骤、一部分一部分的将此系统搭建起来。则在课程结束时，学生得到完整的微机系统，实现从整体到局部，最后再回到整体的过程。
（二）实践活动
本次教学改革非常注重实践，包含三部分内容：利用汇编软件进行汇编程序的设计、调试（在第三、四、五专题进行）；使用Proteus仿真软件对系统硬件进行仿真，利用各种芯片搭建简单的微机系统；在实验箱上实现Proteus仿真系统的硬件设计（在Proteus仿真实现后进行实现）。在第三至十次课堂教学中学生可搭建起基本系统，但常常会出现各种问题，因此在每次课堂教学后，即安排另外的上机课时进行辅导，则可帮助学生解决遇到的各种问题，加深对各硬件工作原理的理解、掌握其应用方法、提高学生动手解决问题的能力，使学生顺利完成学习任务。
在全部十次授课中，除前两次为基本理论介绍在教室中完成以外，另外的八次授课均涉及到上机实践，则这些内容的授课均安排在机房内完成。对于汇编程序的编写需要学生反复上机练习，以掌握汇编程序编写方法并具备解决实际问题的能力，所以在机房授课时，在教师使用红蜘蛛软件简要完成基本内容、方法介绍后，经过教师演示或简单提示后，即展开重点习题课堂练环节，使学生进入动手操作环节，推动学生主动理解、掌握教学内容并独立完成教学内容。
五 课堂学习形式多样化、加强过程控制
由于每次授课为4个学时，所以本课程根据不同教学内容以多种形式展开教学。如安排小测验及分组讨论，将本次教学中重点内容让学生进行练习；既可以调节课堂气氛，调动学生积极性，也使学生对学习内容有一个巩固、消化的过程，辅之以当堂讲解，可强化理解，学生有一个清晰的概念。同时，在机房进行授课时有着更加灵活的教学节奏。教师在讲授环节结束后，在学生练习过程中遇到问题时，可随时进行单个辅导或向全体同学提出建议，及时解决学生遇到的问题。
由于每次教学均安排有当堂测验或课后作业，所以可及时掌握学生的学习情况。另外，通过教学入机房，给每个学生安排固定的机位，无形中极大降低了学生缺勤的情况，教师对所有同学是否来上课一目了然，对学生起到很好的督促作用。
六 效果改进方向及考核方法
（一）效果改进方向
本次授课人数为120人，到课率持续在95%以上，使得整体的教学效果及质量得到有效保证。经过一个学期的学习，及格率达到97.5%，优秀率为11.9%，良好率45.8%，通过率为39.8%,不及格率为2.5%。从以上分析来看，通过率、及良好率明显好于往年，说明成效显著。学生学完该课程，能掌握微机原理与接口技术的基本概念、理论，并具有一定的汇编编程能力、利用Proteus软件进行硬件仿真、设计能力，并对微机系统结构有了较深的认识。
在本次课程改革过程中，部分学生在课堂上无法完成教师布置的实践任务，需要在以后的教学中调整教师讲授、学生实践活动的时间安排，继续控制教师讲授时间以增加学生实践时间、作业布置分层次等办法，以使绝大部分学生都能更顺利的完成学习。
（二）制订科学合理的考核方案
科学合理的考核方案是检验学生学习效果的最直接有效的途径，通过考核能够帮助学生优化学习方法、强化对专业技能知识的认知度、进一步提升学习效果。具体的考核流程如下：
课程考核可以分为理论试卷考核与实验考核两方面，在针对理论课程进行考核时，采取闭卷考试方式，其中理论课的综合成绩包括60%的期末考试成绩、20%的期中考试成绩以及20%的平时学习成绩，虽然平时的成绩只占据20%，但是在整个考核体系当中却占据着重要位置，因此，教师应督促学生，对这一环节要格外重视，在平时的学习过程中，不断积累丰富的专业知识，以收获满意的考核结果。在实验考核阶段，考核成绩主要包括40%的实验过程、25%的日常考勤、25%的实验报告以及10%的综合测试。最后将理论考核与实验考核的成绩相加就得到了最终的考核成绩。
参考文献
[1]朱立民,潘开标.专题化组合式教学模式研究[J].教育评论,1994,(06):36-37.
[2]丁匡一.论专题化教学模式在“原理”课教学中的运用[J].兰州教育学院学报,2010,26(06):252-254.
[3]刘秋平,强根荣,王海滨,等.专题式教学方法在有机化学实验教学中的应用探索[J].高等理科教育,2014,(05):98-102.
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