摘要：針對目前微機原理與接口技術(shù)實(shí)驗的教學(xué)現狀，從實(shí)驗內容、教材建設、教學(xué)方法、考核方式等方面進(jìn)行有效的改革，以提高該課程的實(shí)驗教學(xué)水平，培養社會(huì )真正需要的計算機人才。

　　關(guān)鍵詞：微機原理；接口技術(shù)；實(shí)驗教學(xué)；教學(xué)改革

　　《微機原理與接口技術(shù)》是工科學(xué)生必修的一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎課，通過(guò)該課程的教學(xué)，使學(xué)生能夠利用單片微機器件進(jìn)行硬件電路設計與軟件編程開(kāi)發(fā)，為社會(huì )培養高素質(zhì)的建設人才。該門(mén)課專(zhuān)業(yè)技術(shù)性極強，無(wú)論從課程本身的特點(diǎn)，還是從專(zhuān)業(yè)素質(zhì)的培養來(lái)看，加強該課程的實(shí)驗教學(xué)都是很重要的。有關(guān)基礎知識、基本原理、基本方法，必須靠大量的上機實(shí)踐和動(dòng)手實(shí)驗，才能加深理解并且較好地掌握。通過(guò)實(shí)驗可以培養學(xué)生利用計算機技術(shù)和編程手段分析、解決專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的各種問(wèn)題的能力和意識，并進(jìn)一步感受微機發(fā)展的新技術(shù)和新方法。因此微機實(shí)驗教學(xué)是整個(gè)微機教學(xué)中重要的環(huán)節，它與理論課程相得益彰，是課堂教學(xué)內容的補充、延伸和深化，通過(guò)與課堂教學(xué)的密切配合，使《微機原理與接口技術(shù)》真正成為專(zhuān)業(yè)的主干技術(shù)基礎課。

　　實(shí)驗教學(xué)環(huán)節作為《微機原理與接口技術(shù)》課程的重要組成部分，許多高校已把微機原理與接口技術(shù)實(shí)驗單獨列為一門(mén)課，緊隨理論課開(kāi)設，并且單獨計算學(xué)分。然而實(shí)驗教學(xué)還存在著(zhù)一些教材、教學(xué)內容、教學(xué)方法以及考核方式等方面的問(wèn)題，不利于學(xué)生能力的培養及向素質(zhì)教育的轉化，本文結合我校的實(shí)際情況，對微機原理課程的實(shí)驗教學(xué)改革進(jìn)行了探討。

　　一、深化教學(xué)內容改革，實(shí)施高效教學(xué)

　　微機原理與接口技術(shù)實(shí)驗作為一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎課實(shí)驗，對培養學(xué)生今后從事信息系統設計、研究、開(kāi)發(fā)和應用起著(zhù)極其關(guān)鍵的作用，結合其課程特點(diǎn)，充實(shí)實(shí)驗內容，使之集知識性、設計性和綜合性于一體。微機原理與接口技術(shù)實(shí)驗內容主要包含以下幾部分：

　�。ㄒ唬┰�理部分

　　包括8086/8088指令系統與匯編語(yǔ)言程序設計、存儲器與I/O機理的認知等內容，著(zhù)重幫助學(xué)生熟練掌握計算機及其基本組成部分的工作原理和工作機制，訓練和培養學(xué)生運用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)應用程序，解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

　�。ǘ�）接口部分

　　包括典型的可編程接口芯片的擴展、性能驗證及輸入輸出應用等內容，主要包括可編程中斷控制器8259、可編程定時(shí)器8253、可編程外圍接口芯片8255和8251以及模數（A/D）和數模（D/A）轉換等，著(zhù)重培養學(xué)生應用典型可編程接口芯片和數字電路芯片進(jìn)行I/O接口設計和擴展的能力。

　�。ㄈ�）綜合應用

　　包括多種接口芯片的組合、自動(dòng)實(shí)時(shí)控制等方面的內容，著(zhù)重培養學(xué)生綜合應用微機原理和接口技術(shù)進(jìn)行設計、調試微機應用系統的能力，解決實(shí)際問(wèn)題。

　　參考以上實(shí)驗內容，我校編訂的實(shí)驗教材分為軟件部分和硬件部分兩部分實(shí)驗內容。軟件部分為匯編語(yǔ)言程序設計，主要讓學(xué)生熟悉8086的指令系統、DOS功能調用以及BIOS中斷調用，要求學(xué)生掌握基本的程序設計和調試方法，能熟練掌握基本的編程與調試技巧。硬件部分為接口部分，是根據學(xué)校購買(mǎi)的硬件接口實(shí)驗箱以及所配套的軟件等進(jìn)行編制而成的，主要讓學(xué)生熟悉各種接口芯片的編程方法，實(shí)驗涵蓋了基本的接口技術(shù)，包含驗證性實(shí)驗以及綜合設計類(lèi)實(shí)驗。驗證性實(shí)驗要求學(xué)生根據接口電路圖編寫(xiě)實(shí)驗程序、驗證實(shí)驗功能。設計性實(shí)驗要求學(xué)生自己設計接口電路、畫(huà)出流程圖并編寫(xiě)出接口程序，注重設計性。

　　二、合理選擇實(shí)驗內容，層次教學(xué)，從基礎到深入，循序漸進(jìn)

　　微機原理與接口技術(shù)的實(shí)驗教學(xué)過(guò)程主要分為四個(gè)層次，循序漸進(jìn)，逐漸提高學(xué)生的實(shí)驗分析能力以及創(chuàng )新能力。

　�。ㄒ唬┸浖�基礎性實(shí)驗

　　軟件基礎性實(shí)驗主要是驗證性實(shí)驗和簡(jiǎn)單的程序設計，目的是讓學(xué)生熟悉編程環(huán)境，學(xué)會(huì )利用不同的調試工具調試匯編語(yǔ)言程序，并學(xué)會(huì )根據流程圖編寫(xiě)簡(jiǎn)單程序。在這個(gè)過(guò)程中，主要是為了讓學(xué)生明確實(shí)驗的目的、步驟以及方法。以第一次實(shí)驗為例，該實(shí)驗的目的是：

　�。�1）讓學(xué)生掌握debug的常用命令，學(xué)會(huì )用debug和Emu8086調試程序；

　�。�2）讓學(xué)生深入了解數據在存儲器中的存取辦法，以及堆棧中數據的壓入和彈出；

　�。�3）讓學(xué)生掌握各種尋址辦法以及簡(jiǎn)單指令的執行過(guò)程。在教學(xué)過(guò)程中，我們先讓學(xué)生在預習報告里通過(guò)理論分析寫(xiě)好各個(gè)實(shí)驗內容的答案。然后在debug中完成這些實(shí)驗，讓他們熟悉在debug中如何利用R命令修改寄存器；熟悉如何利用E或者F命令修改內存單元；熟悉如何利用D命令或者單步執行命令T查看內存單元和單步運行程序并查看寄存器和標志位的值等。接下來(lái)再介紹另外一個(gè)調試工具Emu8086，并讓他們在Emu8086上完成剛才的實(shí)驗，然后比較Emu8086和debug在匯編語(yǔ)言程序調試方面的異同點(diǎn)以及各自的優(yōu)缺點(diǎn)，為他們在后面的軟件設計實(shí)驗中可以充分熟悉利用不同的調試工具來(lái)進(jìn)行調試做好準備，最后通過(guò)上面兩種不同的調試工具所得到的結果和理論分析的結果進(jìn)行比較。

　�。ǘ�）軟件設計性實(shí)驗

　　軟件部分的設計性實(shí)驗主要是提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。在這個(gè)過(guò)程中學(xué)生需根據實(shí)驗內容要求，畫(huà)出實(shí)驗流程圖，并根據實(shí)驗流程編寫(xiě)程序，然后進(jìn)行調試驗證。在這個(gè)階段的實(shí)驗教學(xué)中，教師通過(guò)分析實(shí)驗目的和要求，啟發(fā)學(xué)生根據要求畫(huà)出流程圖，然后在教師的輔助下完成程序代碼的編寫(xiě)。比如在做“兩個(gè)多位十進(jìn)制數相加”的實(shí)驗時(shí)，由于要顯示被加數、加數和結果，這邊就可以提示學(xué)生利用DOS功能調用中的9號或者2號顯示功能。通過(guò)提示，讓學(xué)生回憶理論課堂中講過(guò)的這部分內容，并讓他們清楚9號和2號DOS顯示功能使用時(shí)的區別。當學(xué)生完成顯示部分程序之后，就可以開(kāi)始編寫(xiě)兩個(gè)數相加部分的程序了，但是因為題目中要求的是十進(jìn)制數相加，而匯編語(yǔ)言中默認的是按十六進(jìn)制數相加，所以這邊可以采用提問(wèn)的方式對學(xué)生進(jìn)行提示，這時(shí)候學(xué)生就會(huì )知道要將結果進(jìn)行十進(jìn)制調整轉化為十進(jìn)制了。由于是多位相加，所以應該根據位數來(lái)定義循環(huán)相加的次數，并對進(jìn)位位進(jìn)行處理等。通過(guò)這樣的引導，學(xué)生就很容易畫(huà)出實(shí)驗流程圖，然后編寫(xiě)出程序，完成這部分設計性實(shí)驗。

　�。ㄈ�）硬件設計性實(shí)驗

　　硬件設計性實(shí)驗主要是讓學(xué)生熟悉各種接口芯片的程序編寫(xiě)方法以及工作原理，包括可編程定時(shí)器8253、并行通信和可編程外圍接口芯片8255、串行通信和可編程接口芯片8251、可編程中斷控制器8259、模數（A/D）和數模（D/A）轉換以及8237DMA控制器等。通過(guò)這部分實(shí)驗內容的學(xué)習，可以著(zhù)重培養學(xué)生應用典型可編程接口芯片和數字電路芯片進(jìn)行I/O接口設計和擴展的能力。比如通過(guò)“交通燈控制”實(shí)驗，可以讓學(xué)生明白如何設置控制字來(lái)控制各端口的工作方式、各個(gè)端口在不同工作方式下的狀態(tài)以及各端口的輸入和輸出等。

　�。ㄋ模┯布�綜合性實(shí)驗

　　硬件綜合性實(shí)驗是運用所學(xué)知識構建具有一定意義的實(shí)用系統，學(xué)習和掌握微機中常用接口電路的應用和設計技術(shù)，充分認識理論知識對應用技術(shù)的指導性作用，進(jìn)一步加強理論知識與應用相結合的實(shí)踐和鍛煉，通過(guò)綜合設計性實(shí)驗使學(xué)生的設計水平和對所學(xué)知識的應用能力以及分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力得到全面提高。

　　三、多種教學(xué)方法相結合，提高教學(xué)效率

　　教學(xué)方法是教師和學(xué)生為了實(shí)現共同的教學(xué)目標，完成共同的教學(xué)任務(wù)，在教學(xué)過(guò)程中運用的方式與手段的總稱(chēng)。在微機原理與接口技術(shù)的實(shí)驗中，根據以上實(shí)驗程度的層次要求，我們采用不同的教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)，這樣可以取得更好的教學(xué)效果。

　�。ㄒ唬┭菔痉ㄔ诨�礎實(shí)驗教學(xué)中的使用

　　演示法是指教師通過(guò)展示實(shí)物、教具，進(jìn)行示范性實(shí)驗，或通過(guò)現代化教學(xué)手段，使學(xué)生獲取知識的教學(xué)方法。對于軟件基礎性實(shí)驗以及硬件設備基礎實(shí)驗我們可以采用演示法進(jìn)行教學(xué)。由于學(xué)生在剛接觸微機原理與接口技術(shù)實(shí)驗課時(shí)，對匯編語(yǔ)言調試工具并不熟悉，所以在這一階段的教學(xué)過(guò)程中，我們可以適當的進(jìn)行演示，以提高學(xué)生學(xué)習效率。比如在做“匯編語(yǔ)言的編寫(xiě)與調試實(shí)驗”時(shí)，我們可以在教師電腦上對debug和Emu8086的程序書(shū)寫(xiě)過(guò)程以及調試方法、步驟等進(jìn)行演示，讓學(xué)生深入了解這些軟件的使用方法。對第一次接觸硬件基礎實(shí)驗時(shí)，我們同樣先向學(xué)生演示實(shí)驗室硬件配套實(shí)驗箱以及配套軟件的操作方式以及調試過(guò)程，比如我校采用的是清華大學(xué)科教儀器廠(chǎng)的TPC2003A實(shí)驗箱，其配套軟件為T(mén)PC-USB，在課堂上我們可以以一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗為例，接上導線(xiàn)，連上硬件，然后通過(guò)演示，可以讓學(xué)生熟悉實(shí)驗箱，并熟悉利用這個(gè)軟件進(jìn)行編寫(xiě)、調試、運行程序等實(shí)驗步驟，對后續的設計實(shí)驗中學(xué)生能熟練利用這些配套軟件來(lái)進(jìn)行實(shí)驗設計起到了很大的幫助作用。

　�。ǘ�）啟發(fā)式教學(xué)在設計實(shí)驗教學(xué)中的使用

　　啟發(fā)式教學(xué)是指教師在教學(xué)過(guò)程中根據教學(xué)任務(wù)和學(xué)習的客觀(guān)規律，從學(xué)生的實(shí)際出發(fā)，采用多種方式，以啟發(fā)學(xué)生的思維為核心，調動(dòng)學(xué)生的學(xué)習主動(dòng)性和積極性，促使他們生動(dòng)活潑地學(xué)習的一種教學(xué)指導思想。在匯編語(yǔ)言軟件和接口硬件設計實(shí)驗中，我們可以采用啟發(fā)式教學(xué)的方法。根據設計實(shí)驗要求，教師對學(xué)生進(jìn)行適當的啟發(fā)和引導，讓學(xué)生在教師的幫助下獨立完成實(shí)驗的設計和調試，發(fā)揮自己的主動(dòng)性和創(chuàng )造性。

　�。ㄈ�）討論法在綜合實(shí)驗教學(xué)中的使用

　　討論法就是學(xué)生根據教師所提出的問(wèn)題，在集體中相互交流小組的觀(guān)點(diǎn)或個(gè)人的看法，相互啟發(fā)、相互學(xué)習的一種教學(xué)方法。在綜合設計實(shí)驗這一階段，學(xué)生2～3人為一個(gè)小組，通過(guò)學(xué)生之間的討論以及資料查詢(xún)等，取長(cháng)補短以完成整個(gè)設計。這樣不僅可以引發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，使學(xué)生感到自我存在的價(jià)值，激發(fā)學(xué)生的智慧，也可以讓學(xué)生進(jìn)行積極的思維活動(dòng)。況且某些學(xué)生的獨特見(jiàn)解許多時(shí)候更勝于教師循規蹈矩的講解，有利于學(xué)生鞏固和加強對基本概念和理論的理解和掌握。

　　四、嚴格要求學(xué)生，培養學(xué)生積極的學(xué)習態(tài)度

　　實(shí)驗教學(xué)是課堂教學(xué)的補充、延伸和深化，是課程教學(xué)的重要組成部分。實(shí)驗教學(xué)的目的就是通過(guò)與課堂教學(xué)的密切配合，鞏固和擴充課堂講授的理論知識，加深對課堂教學(xué)內容的理解；訓練科學(xué)實(shí)驗的基本技能和方法，養成嚴謹的科學(xué)態(tài)度和工作作風(fēng)，培養運用所學(xué)理論知識獨立分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力和實(shí)際動(dòng)手能力。為了完成以上的實(shí)驗目的，我們要求學(xué)生在進(jìn)行微機原理與接口實(shí)驗過(guò)程中完成以下任務(wù)要求：

　�。ㄒ唬�實(shí)驗預習

　　在每一次實(shí)驗課之前，學(xué)生都必須寫(xiě)好預習報告。要明確實(shí)驗目的和要求，在實(shí)驗報告上畫(huà)出程序流程圖并編寫(xiě)出程序（硬件設計實(shí)驗還需要畫(huà)出電路圖）。

　�。ǘ�）課堂實(shí)驗驗證

　　在實(shí)驗課堂上學(xué)生通過(guò)對預習報告中的設計方案進(jìn)行調試和修改，直至符合實(shí)驗要求為止。

　�。ㄈ�）完成實(shí)驗報告

　　實(shí)驗結束之后，學(xué)生都必須完成實(shí)驗報告，并對實(shí)驗內容進(jìn)行總結，對實(shí)驗結果進(jìn)行分析和討論。

　　五、完善實(shí)驗課程考核方式

　　對學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗考核是驗證學(xué)生掌握所學(xué)知識的一種手段，也是督促學(xué)生鉆研基本理論和提高基本技能的重要措施。為了有效提高微機原理與接口技術(shù)實(shí)驗教學(xué)的質(zhì)量，更好的檢驗實(shí)驗教學(xué)的效果，我們采用現場(chǎng)實(shí)驗操作的方式進(jìn)行期末考核�？己说念}目由教師在考試之前準備若干份，然后由學(xué)生現場(chǎng)抽簽決定�？荚嚨某煽�(jì)由教師在學(xué)生的操作過(guò)程中，根據學(xué)生對所涉及題目要求的設計方案、程序設計代碼、動(dòng)手驗證操作以及故障排除等方面進(jìn)行給分。學(xué)生最后的綜合成績(jì)包括其期末實(shí)驗考核成績(jì)、實(shí)驗報告成績(jì)、平時(shí)完成實(shí)驗情況及出勤表現等來(lái)進(jìn)行綜合評定。制定一個(gè)嚴格的考核方式有利于提高學(xué)生的學(xué)習積極性及主動(dòng)性，并能在平時(shí)實(shí)驗過(guò)程中以及期末考核中了解學(xué)生掌握實(shí)驗的情況，對于今后改進(jìn)實(shí)驗教學(xué)有很大的幫助。

　　六、結語(yǔ)

　　微機原理與接口技術(shù)的實(shí)驗教學(xué)是一個(gè)長(cháng)期的過(guò)程，只有不斷總結實(shí)驗教學(xué)經(jīng)驗，改善實(shí)驗環(huán)境，探索實(shí)驗教學(xué)新方法，提高自身業(yè)務(wù)素質(zhì)與管理水平，才能培養出滿(mǎn)足社會(huì )需求的高素質(zhì)的人才。

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　　作者簡(jiǎn)介：彭文竹（1982－），男，集美大學(xué)誠毅學(xué)院教師，助理實(shí)驗師，廈門(mén)大學(xué)電子與通信工程專(zhuān)業(yè)碩士，研究方向：圖像處理。