“微机原理与接口技术”教学改革与探讨

李兴

（柳州工学院电气与计算机工程系，广西 柳州 545006）

摘要：“微机原理与接口技术”是电子信息工程专业的核心课程，并且课程的理论性非常强，其所授内容为微机系统的基础理论知识，学生普遍反映比较难理解，大部分学生只能采用死记硬背的方法进行学习。本文主要分析了本门课程理论教学和考核办法等方面的不足，提出了运用多媒体教学和在线信息化教学系统等多元化教学手段解决以上问题。

关键词：微机原理 信息化教学 雨课堂 教学内容改革

一、课程现状与背景

“微机原理与接口技术”是电子信息工程和计算机等专业的一门理论性很强的专业课程，通过本课程的教学使学生基本掌握微机系统的内部结构、指令系统和基本接口技术（包括存储器系统组成、计数器、外部中断和模数转换器等），为学生理解51单片机内部各模块的原理和嵌入式系统等相关课程打下一定的理论基础[1]。

“微机原理与接口技术”是一门需要综合应用大量理论知识到实践中的课程，主要包括了8086CPU内部结构和工作原理、8086指令系统、中断技术、存储器的结构、存储器的扩展、数据输入与输出技术、常用接口芯片的结构与使用方法等内容，学生需要掌握和记忆的知识点比较多，学生要理解本课程部分概念有一定难度，容易失去学习的兴趣与热情[2-3]。

二、“微机原理与接口技术”课程在教学中出现的问题

该课程强调理论和实践相结合，知识点多且杂，学生要在有限课时内学好这门课程难度非常大。从学生学习的情况来看，学生的学习积极性普遍不高，更不会灵活运用所学知识进行设计。造成这种现象的原因主要有以下几方面。

1.理论教学存在的问题

首先，本课程是基础理论知识，教学内容不会更新，所讲的CPU为8086和8088等已经淘汰的产品，因此学生感到该课程跟现实脱节，实用不强，学习时不感兴趣，厌学。其次，本课程教学内容理论性强、互动性又不强，教师授课时通常采用多媒体教学和板书进行讲解，但PPT课件大多是采用教材上的内容，制作又不够精美，教师讲授到指令系统、CPU结构、总线时序等知识点时，这些单纯的理论分析让学生觉得枯燥乏味，因而学习缺乏积极性和主动性[4]。

其次，在讲解软件编程时主要以汇编语言为主，但学生学习汇编语言时感觉晦涩难懂，对刚开始涉及硬件及汇编的学生来说，是很难接受的，这就让学生逐渐对本课程内容不理解，最终失去对本课程的兴趣。

在传统教学过程中，若不能及时了解学生对已学知识点的掌握情况，就会造成教师只能按照原定教学计划进行课程内容的讲解，最终会出现学生完全听不懂的情况。

2.考核方式存在的问题

考核方式通常采用“6+4”的方式，即期末考试占60% ，平时成绩占40%即作业和考勤各占20%。这种考核方式的缺点是平时作业抄袭严重，学生只要交了作业就能得分，没有办法检验学生对该知识点的掌握程度。同时，由于集中上课，上课学生人数比较多，教师通常采用随机点名的方式，部分学生存在侥幸心理。

鉴于以上情况，为了提高本课程教学质量，培养学生学习积极性、主动性和实践动手能力，笔者结合所教授的 “微机原理与接口技术”课程的教学实践，从改革理论教学方法和考核方式这两方面进行了探讨。

三、“微机原理与接口技术”课程的教学内容改革

1.教学内容改革

首先，要精简教学内容，严格按照教育部对该课程的教学标准，通过对比多本优秀教材，确定该课程分为9个知识单元进行教学，即微型计算机概述、8086微处理器的结构和功能、微机指令系统、汇编语言程序设计、并行接口技术、计数器、中断系统、存储器系统和模拟量接口。在首次课上应该给学生用思维导图标识出11个知识单元之间的内在联系。同时还应说明该课程与后续单片机原理和嵌入式系统等课程的关系，使学生明白本课程的重要性。让学生知道单片机和嵌入式系统实际就是微机系统的精简版，如果学生还没有单片机和嵌入式系统的概念，可以通过手机来举例，这样可以更贴近学生的日常生活，提高他们的学习积极性。其次，在完成基本教学内容的基础上，尽量拓展微处理器发展现代新技术，拓宽学生知识面，让学生学到有用知识，觉得这门课程有实用性，增强学习兴趣。比如讲解8086功能结构和指令系统时，可增加对最新的i5和i7等CPU的介绍、让学生知道最新的CPU具备多个核心和多级缓冲器有何优势和作用，并给参考资料，激发学生的学习兴趣。在讲解存储器系统时，可结合手机的内存进行介绍，让学生明白手机的RAM和ROM的作用各是什么，如何来选择它们的大小，这样学生会对身边的各种嵌入式系统有一个基本的认识。

2.教学方法改革

由于该课程内容的理论性非常强，知识点严谨，授课时课堂氛围较为沉闷，传统的教学方式以教师讲和学生听为主，缺少互动和交流，无法充分调动学生的积极性。因此教师在本课程的课堂教学时，应多采用其他教学方法，活跃课堂的气氛，提高学生的参与度。同时，应充分利用微课资源和多媒体教学工具，在课前布置一些微课视频让学生提前观看，提前了解每节课的知识点，课堂上以启发性教学为主，让学生进行针对性的讨论；在课中可穿插一些视频影像资料，例如介绍CPU生产工艺和芯片IC制作过程的内容，同时还可以融入一些思政内容，让学生明白当前我国在芯片制造方面的短板，大家应该好好学习，争取在这些方面贡献自己的力量。在制作PPT时应使其尽量少用文字，多用图表与图片，插入视频等，这样比较生动、形象、直观，能快速抓住学生眼球，结合教师易于理解的表达，可进一步提高学生的学习主动性。而且对某些章节可借各种软件进行讲解，比如讲授8086微处理器的指令系统时，可以通过emu8086模拟器软件让学生直观的看到每条指令操作前和操作后CPU内部各个寄存器的变化，从而使学生更好的理解它们的作用。

课堂上采用雨课堂等先进的在线教学工具，在讲授完某个知识点后，立刻发送相应的测试题对学生的掌握情况进行收集。学生只要在手机上进行答题，教师立刻可以在ppt上显示出答题的正确率，及时的对学生进行查缺补漏。同时每次课的课堂测试也可以作为平时成绩的一部分，大大提高学生听课的专注度，让学生知道不光是签到就行，还得认真听课随时准备答题。

课后还可以通过雨课堂推送课后小测试和期中单元测验，随时掌握学生每个阶段的学习情况，教师也可以对数据进行分析及时反思每个知识点的教学效果，为后续教学提供有效的数据支撑。由于雨课堂具备填空和选择题的自动修改功能，教师获取以上数据非常简单快速，大大减轻了教师收集数据的工作量，特别是在大班教学时，这个功能尤其重要。另外还可以通过导出EXCLE数据表格，了解每个学生的学习情况。主观题的布置可以采用QQ群进行布置，QQ作业功能能让学生做一些设计类的题目，例如存储器寻址电路的设计等内容，学生手机拍照后上传手写的电路设计图，教师可以直接圈改内容，如果不合格还可以退回给学生，学生在QQ上就会收到是否通过的消息。

3.考核方式改革

考核方式要求能全面、客观、公正地反映学生的学习情况，如果考勤采用点名费时费力，采用随机点名又容易出现学生报侥幸心理不来上课。采用雨课堂的微信扫码签到功能，或在黑板写签到码，实现每次都全员签到，并留下记录。课上进行随机出题考核也是一种变相点名考勤，如果学生没到现场很难在短时间内完成答题。课堂出题可以限定答题时间，同时设置选择题的答案顺序随机，这样可以减少学生的抄袭现象。每次课系统会对学生的课堂学习情况进行排名，答题最快和正确率最高的学生可以进行平时成绩加分奖励，这样可以进一步提高学生上课的专注度和积极性。

四、结束语

“微机原理与接口技术”这门课程的抽象概念比较多、对数字逻辑电路等理论知识要求较高、学生学习的难度比较大，为了让学生真正学到知识，改革本课程教学方法是当前重要任务。本文针对该门课程在教学过程中常出现的问题，分别从教学内容、教学方法和考核方式方面提出了一些新思路和新方法。通过对以上教学方法和教学手段的尝试，提高学生学习的积极性与主动性，改善教学效果，在以后的教学中逐步运用上述方法来检验其可行性。

参考文献：

[1] 邹国平,彭梅香. 微机原理及应用课程教学改革探索[J].软件导刊,2012(9):190-191.

[2] 姜庆标 《微机原理及应用》课程教学改革探索[J].科技视界,2015(5):70+277.

[3] 艾红 《微机原理与接口技术》教学方法研究与课程建设探析[J].中国电力教育, 014(15):99-100.

[4] 张元涛 《微机原理及应用》课程的教学改革探讨[J].中国电力教育, 2013.05.040.

作者简介：李兴（1981-），男，高级工程师，主要研究方向为嵌入式系统及人工智能。