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摘要：微机原理与接口技术是一门应用性很强的课程，实践教学是该课程教学工作的重要环节。该文主要探讨了微机原理与接口技术实践教学模式的改革尝试。制定了四层实践教学模式，从而使课程实践教学环节在培养学生综合能力和创新能力的过程中发挥更大的作用。
关键词：微机原理与接口技术；实践教学；四层实践教学模式
中文分类号：G623文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2011)01-0240-02
Reacher on the Reform on the Practical Teaching Mode of The Principle and Interface Technology of Microcomputer
WANG Wei1,2, ZHOU Ning-ning1,3
(1.Tongda College, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210003, China; 2.College of Continuing Education, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210003, China; 3.College of Computer, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210003, China)
Abstract: The Principle and Interface Technology of Microcomputer is a course with great applicability and practical teaching is an essential part in the whole teaching process. In this article we mainly disscuss the reforming attempt in the pattern of this course and come to the conclusion that we can fully cultivate the comprehensive ability and innovative ability of the students with the four layers of practical teaching mode.
Key words: the principle and interface technology of microcomputer; practical teaching; the four layers of practical teaching mode
微机原理与接口技术是计算机、电子信息类等工科专业计算机硬件课程体系中的一门专业基础课。内容涵盖微机原理、汇编语言程序设计及微机接口技术，兼顾硬件和软件2个方面，具有实践性强、涉及知识面广的特点。因此实践教学在该课程中占有很重要的地位。学生只有通过实践环节的学习和操作，才能够掌握微机系统的工作原理、常规接口技术及其应用，加深基本概念的理解。
1 微机原理与接口技术实践教学现状
1）课时安排上重理论、轻实践
目前，该课程共安排四次实践课，内容包括两次汇编语言程序设计，运用定时/计数器8254设计流光发生器以及利用系统定时源设计定时中断程序。实践课时过少。两次汇编语言程序设计的实践，根本没办法达到“深入理解机器工作基本原理和培养低层编程意识及思想”的汇编语言学习目的。[1]而汇编语言理解的不透彻，会直接影响接口部分的实现能力。
2）教学内容上重软件、轻硬件
大部分的实验都是在PC机上，编写一些汇编程序，只有设计流光发生器这个实验，学生能真正动手参与硬件电路的连接，但这基本上也是一个芯片功能验证性实验，在实验课上，老师把程序编写好，学生照着老师的步骤连接好各种线路，再把程序录入、调试运行，观察结果写出实验报告就行了。最后导致所有学生的实验报告都是一个结论。基本上学生没有自主的创新环节。
此外，本课程理论课主要学习了8254定时/计数器、8259中断控制器、8250串行接口芯片和8255并行接口芯片等典型芯片的工作原理，但由于实践学时较少，在实践操作中并没有全部涉及到。实践环节的欠缺，导致很多同学尤其是通达学生普遍感到“微机原理与接口技术”这门课难学、难懂、概念抽象、感性认识差。学生学习完了这门课程后，对于接口芯片工作原理和在计算机中的实际应用模糊不清，更谈不上创新设计。这和学院“培养应用型创新人才”的目标是不相符的。
2 微机原理与接口技术实践教学模式改革
当今实践教学目的除了验证基本理论和掌握基本应用外，更主要的是培养学生研究能力、创新能力和和思维方式以及工程实践能力。[2]为此南京邮电大学通达学院在微机原理与接口技术实践教学内容设置上充分考虑上述能力的培养，进一步加强理论与实践的结合，培养学生的创新能力和思维方式，提高学生的动手能力和综合素质。以适应“应用型创新人才”的培养要求。
为适应“应用型创新人才”的培养要求，我们将实践教学体系分为四个层次。形成软件实验、硬件基础实验、实训和课外科研的结构模式。
前两个阶段主要进行汇编语言软件实验和硬件验证型实验。主要是加深巩固基础理论知识，以培养学生理解机器工作基本原理和培养低层编程意识的基本能力以及书写规范实验报告的能力。本阶段的实验要紧扣实验指导书和实验教学大纲。要求实验指导书有详细的实验目的、实验内容、实验要求、实验原理、实验资源配置、实验的硬件连接与软件编程和实现功能等。使得学生快速学习和理解实验内容。
实训是综合性和研究性的实践。可以分为必做和选做两部分。必做题每个学生都必须完成的实验，主要进行简单硬件设计实验。选做部分主要进行硬件综合型实验，学生每5-7人一组，在教师指导下自由选题，不完全受课堂教学内容限制，合作完成实验。从而进一步拓宽学生的知识面，提高学生的思维能力和创新实践能力。[3]
在本阶段可以引入PBL教学法。基于问题学习(prob lem2based learning, PBL)的教学方法是由美国神经病学教授Barrows在加拿大McMaster大学医学院首先试行的一种教学模式。此种教学模式以问题为基础展开教学，以学生为中心，学生的自学能力得到培养，并且发展学生解决实际问题能力、综合思考能力和团队协作能力。大致分为问题提出、资料查阅、讨论研究和总结反思4个主要步骤。每个问题没有固定的解决方法，学生之间互相合作、共同探究，逐步寻找问题的解决方法。以学生自主学习和自我探究为主，作为合作者的教师仅在关键时刻起到点拨和引导作用[4]。
微机原理与接口技术实训必做题阶段表现突出的同学可以担任组长，由其选择组员并确定题目。在教师指导下分工合作，查阅资料、小组讨论，提出合理的实验方案。实验室采用开放式教学模式，在实验时间和空间上开放。给学生充分的自主学习和自我研究的空间。此阶段以培养学生的创新实践能力为主。要鼓励学生求新、求异，在成绩评定时，不要过于强调实验结果的成功，防止学生为追求成绩而选择过于保守的方案。
课外科研活动利用学生的课外时间，采取学生自愿报名，与学生会科协合作的方式，成立若干个课外创新小组。课程组的老师根据自己研究的课题带领创新小组与研究生相结合进行一些科研活动。如课题组的老师设计完成的“PD-32开放式微型计算机教学实验装置”，该装置真正体现了32位微机的特点，学生通过在该装置上的实验操作，能进一步加深对接口原理的理解。已广泛的应用在本科实验教学中。
3 结束语
通过本课程实践内容的改革与尝试，提高了学生发现问题和解决问题的能力，培养了学生良好的学习行为和团队协作精神，提高了学生的综合能力和创新能力。我们将在实践中不断总结经验和不足。随着微机技术的进步，不断更新实验内容使实验内容更贴近工程实际，并结合科研项目开发实验内容。只有这样才能更好的培养出符合现代社会需求的应用型创新人才。
参考文献：
[1] 王爽.汇编语言[M].2版.北京:清华大学出版社,2008:2-3.
[2] 吕淑平,朱齐丹,曾薄文.微机原理及应用实验教学设计与实践[J].实验科学与技术,2010,8(3):91-92.
[3] 卢萍,陈进才,周功业.微机接口技术课程创新性实践教学改革[J].电气电子教学学报,2010,32(1):67-68.
[4] 王海波,王建治,苏俊鹏.基于PBL教学法的微机原理及应用实验课改革[J].中国医学教育技术,2010,24(4):26-28.
关键词：微机原理与接口技术；实践教学；四层实践教学模式
中文分类号：G623文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2011)01-0240-02
Reacher on the Reform on the Practical Teaching Mode of The Principle and Interface Technology of Microcomputer
WANG Wei1,2, ZHOU Ning-ning1,3
(1.Tongda College, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210003, China; 2.College of Continuing Education, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210003, China; 3.College of Computer, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210003, China)
Abstract: The Principle and Interface Technology of Microcomputer is a course with great applicability and practical teaching is an essential part in the whole teaching process. In this article we mainly disscuss the reforming attempt in the pattern of this course and come to the conclusion that we can fully cultivate the comprehensive ability and innovative ability of the students with the four layers of practical teaching mode.
Key words: the principle and interface technology of microcomputer; practical teaching; the four layers of practical teaching mode
微机原理与接口技术是计算机、电子信息类等工科专业计算机硬件课程体系中的一门专业基础课。内容涵盖微机原理、汇编语言程序设计及微机接口技术，兼顾硬件和软件2个方面，具有实践性强、涉及知识面广的特点。因此实践教学在该课程中占有很重要的地位。学生只有通过实践环节的学习和操作，才能够掌握微机系统的工作原理、常规接口技术及其应用，加深基本概念的理解。
1 微机原理与接口技术实践教学现状
1）课时安排上重理论、轻实践
目前，该课程共安排四次实践课，内容包括两次汇编语言程序设计，运用定时/计数器8254设计流光发生器以及利用系统定时源设计定时中断程序。实践课时过少。两次汇编语言程序设计的实践，根本没办法达到“深入理解机器工作基本原理和培养低层编程意识及思想”的汇编语言学习目的。[1]而汇编语言理解的不透彻，会直接影响接口部分的实现能力。
2）教学内容上重软件、轻硬件
大部分的实验都是在PC机上，编写一些汇编程序，只有设计流光发生器这个实验，学生能真正动手参与硬件电路的连接，但这基本上也是一个芯片功能验证性实验，在实验课上，老师把程序编写好，学生照着老师的步骤连接好各种线路，再把程序录入、调试运行，观察结果写出实验报告就行了。最后导致所有学生的实验报告都是一个结论。基本上学生没有自主的创新环节。
此外，本课程理论课主要学习了8254定时/计数器、8259中断控制器、8250串行接口芯片和8255并行接口芯片等典型芯片的工作原理，但由于实践学时较少，在实践操作中并没有全部涉及到。实践环节的欠缺，导致很多同学尤其是通达学生普遍感到“微机原理与接口技术”这门课难学、难懂、概念抽象、感性认识差。学生学习完了这门课程后，对于接口芯片工作原理和在计算机中的实际应用模糊不清，更谈不上创新设计。这和学院“培养应用型创新人才”的目标是不相符的。
2 微机原理与接口技术实践教学模式改革
当今实践教学目的除了验证基本理论和掌握基本应用外，更主要的是培养学生研究能力、创新能力和和思维方式以及工程实践能力。[2]为此南京邮电大学通达学院在微机原理与接口技术实践教学内容设置上充分考虑上述能力的培养，进一步加强理论与实践的结合，培养学生的创新能力和思维方式，提高学生的动手能力和综合素质。以适应“应用型创新人才”的培养要求。
为适应“应用型创新人才”的培养要求，我们将实践教学体系分为四个层次。形成软件实验、硬件基础实验、实训和课外科研的结构模式。
前两个阶段主要进行汇编语言软件实验和硬件验证型实验。主要是加深巩固基础理论知识，以培养学生理解机器工作基本原理和培养低层编程意识的基本能力以及书写规范实验报告的能力。本阶段的实验要紧扣实验指导书和实验教学大纲。要求实验指导书有详细的实验目的、实验内容、实验要求、实验原理、实验资源配置、实验的硬件连接与软件编程和实现功能等。使得学生快速学习和理解实验内容。
实训是综合性和研究性的实践。可以分为必做和选做两部分。必做题每个学生都必须完成的实验，主要进行简单硬件设计实验。选做部分主要进行硬件综合型实验，学生每5-7人一组，在教师指导下自由选题，不完全受课堂教学内容限制，合作完成实验。从而进一步拓宽学生的知识面，提高学生的思维能力和创新实践能力。[3]
在本阶段可以引入PBL教学法。基于问题学习(prob lem2based learning, PBL)的教学方法是由美国神经病学教授Barrows在加拿大McMaster大学医学院首先试行的一种教学模式。此种教学模式以问题为基础展开教学，以学生为中心，学生的自学能力得到培养，并且发展学生解决实际问题能力、综合思考能力和团队协作能力。大致分为问题提出、资料查阅、讨论研究和总结反思4个主要步骤。每个问题没有固定的解决方法，学生之间互相合作、共同探究，逐步寻找问题的解决方法。以学生自主学习和自我探究为主，作为合作者的教师仅在关键时刻起到点拨和引导作用[4]。
微机原理与接口技术实训必做题阶段表现突出的同学可以担任组长，由其选择组员并确定题目。在教师指导下分工合作，查阅资料、小组讨论，提出合理的实验方案。实验室采用开放式教学模式，在实验时间和空间上开放。给学生充分的自主学习和自我研究的空间。此阶段以培养学生的创新实践能力为主。要鼓励学生求新、求异，在成绩评定时，不要过于强调实验结果的成功，防止学生为追求成绩而选择过于保守的方案。
课外科研活动利用学生的课外时间，采取学生自愿报名，与学生会科协合作的方式，成立若干个课外创新小组。课程组的老师根据自己研究的课题带领创新小组与研究生相结合进行一些科研活动。如课题组的老师设计完成的“PD-32开放式微型计算机教学实验装置”，该装置真正体现了32位微机的特点，学生通过在该装置上的实验操作，能进一步加深对接口原理的理解。已广泛的应用在本科实验教学中。
3 结束语
通过本课程实践内容的改革与尝试，提高了学生发现问题和解决问题的能力，培养了学生良好的学习行为和团队协作精神，提高了学生的综合能力和创新能力。我们将在实践中不断总结经验和不足。随着微机技术的进步，不断更新实验内容使实验内容更贴近工程实际，并结合科研项目开发实验内容。只有这样才能更好的培养出符合现代社会需求的应用型创新人才。
参考文献：
[1] 王爽.汇编语言[M].2版.北京:清华大学出版社,2008:2-3.
[2] 吕淑平,朱齐丹,曾薄文.微机原理及应用实验教学设计与实践[J].实验科学与技术,2010,8(3):91-92.
[3] 卢萍,陈进才,周功业.微机接口技术课程创新性实践教学改革[J].电气电子教学学报,2010,32(1):67-68.
[4] 王海波,王建治,苏俊鹏.基于PBL教学法的微机原理及应用实验课改革[J].中国医学教育技术,2010,24(4):26-28.