時間：2023-05-30 10:44:50
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇口技教學，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
摘要：本文總結了作者多年來對“接口技術”理論與實驗的教學經驗，從理論與實踐教學的高度融合方面進行了一系列的探討與研究，提出了在教學環節中應該注意的一些問題。
關鍵詞：接口技術；教學方法；實踐教學；
中圖分類號：G642
文獻標識碼：B
1引言
接口技術是計算機學院的一門專業基礎課，它的工程性和實踐性都很強，在整個教學環境中起著較為重要的作用。因此，解決好理論與實踐教學相結合的問題是提高接口技術教學水平的關鍵。通過幾年的教學實踐，我們注重教學內容的人性化教學方法，注重理論結合實際，強化實踐教學的內容，使很多同學恢復了對硬件課程的學習信心。下面分別從教學內容和教學方法等方面進行分析和介紹。
2集中精力搞好教學
我們認為要搞好本科教學，首先要真心喜歡教學工作，其次愿意投入更多的精力和時間對教學內容進行研究和研討，最后要積極參與科研，特別是一些與教學內容有關的科研工作。這聽起來也許很簡單，做起來卻比較困難。當前人們的工作和生活節奏都很快，涉及到的工作內容很多，教師難以拿出更多的時間投入到教學工作中，但我們認為只要你愿意投入更多的時間和精力，認真準備每一堂課的內容，耐心和負責任地對待每個學生，服務于他們，將教學工作作為自己的神圣職責，你一定能做好本科生的教學工作，這一點是不可懷疑的。
隨著信息技術的發展，大學生們獲得知識和信息的渠道越來越多。這個年齡段的學生世界觀正在形成過程中，他們的思想非常活躍，見識也很廣，對待任何事情都要求比較高，因此，這就對我們的教學工作提出了挑戰。教學工作能否滿足學生的需求，他們是否認可我們，都成為我們在教學研究和研討中需要解決的問題。近年來學生曠課的現象逐年增多，嚴重影響了本科生的教學次序和水平；這從一方面反應了某些學生學習態度不端正，另一方面也反應了學生對我們的教學工作不夠滿意。除了對某些學生的批評外，是否應該檢討我們在教學上的不足呢？這是我們每個教師都應該思考的問題。因此教師應該拿出更多的時間進行教學研究和教學改革，從教學內容和教學形式上來增強課堂教學的吸引力，增加課堂的活力，盡量將那部分學生吸引到課堂中來，這是每個教師應該考慮和探討的問題。
教師對學生的影響是非常深遠的，也許幾年后他所學的知識忘記了很多，但對老師的印象卻是揮之不去。因此教書育人是每位老師不可推卸的責任。教師在上課的同時，也要幫助學生樹立正確的人生觀，要強化他們的社會、家庭責任感和競爭意識。每位教師應該在提高教學水平的同時，嚴于律己，在學生中樹立起良好的形象，使學生從內心中真正感受到這是一位負責任的老師。總而言之，對得起每位學生是我們每個教育工作者不可推卸的社會責任和道德義務。
3盡快幫助學生擺脫學習中的困境
計算機學院的學生大部分對電腦感興趣，但他們對計算機的認識僅僅停留在表面上。比如喜歡玩游戲、愿意熟悉一些陌生的軟件等，但缺乏對計算機內在知識的認識和了解。眾所周知，計算機在處理復雜運算時非常容易，而在做一些識別工作時就顯得不那么容易，而人腦正好相反。因此計算機在處理某一個事件與人腦處理同一事件的方法上是有區別的，這就造成了學生在深入課程的學習時感到越來越困難，特別對硬件課程的學習感到更加吃力，甚至難于理解和接受，這往往會導致學生失去學習專業課的興趣，而接口技術課程正處于這種困境之中。我們進行了多次教學研討并與很多學生討論后認識到，其原因是學生習慣于用人腦的思維方式和解決問題的手段直接當作計算機處理問題的方式和手段，學生缺乏對計算機解決問題的基本方法和技巧的掌握，特別缺乏思維方式的升華過程。比如在解決某個具體問題時，在人腦的思維中也許某些條件是已知甚至是相關聯的，但在計算機的方法中它們可能是無關甚至是未知的。由于條件的不同，其解決方法會有差別，而學生很難區別。例如，人的視聽觸覺所獲取的資料與其識別的結果具有相當大的關聯性，甚至認為結果是必然的，沒有意識到獲取資料與識別結果之間存在著處理過程；而計算機則不同，它在獲取資料與得到結果之間需要進行大量的數據處理，這個過程對人腦是顯然的，而對計算機是不顯然的。如果在教學中教師不注重對人腦思維方式與計算機處理問題的方式的區別與聯系的深入講解，不重視對各課程之間知識點的連貫性講解，就會使學生陷入困境。因此在教學中幫助學生認識它們的差別，掌握計算機處理問題的方法，使學生盡快走出學習中的困境，是每位任課教師應當承擔的最基本的責任。
4堅持人性化教學方法
課堂內容的人性化教學能使學生較容易地接受知識的難點，這是幫助學生理解課程內容的有效方法之一。接口技術中涉及到的大部分可編程芯片都具有人性化設計的特點，即用人性化的思維方式借助于計算機的設計方法來設計芯片。如果我們能在課堂上將它們的人性化設計特點講清楚，學生聽起來會感到較為容易理解和接受。比如在講8259A中斷控制器與CPU的互動關系時，就可引入醫院中病人看病的過程，在這里醫生就相當于CPU，管理病人的護士相當于8259A中斷控制器，而等候的病人就相當于中斷源，一旦他們掛了號就相當于中斷登記，而掛號的先后就相當于各自的優先級。護士臺上顯示的號碼表示醫生看到的病人(這個號碼被鎖存在8259A控制器中的正在服務寄存器中)由于護士只管理病人，而醫生僅給病人看病，因此醫生和護士是兩個相互獨立的體系，他們各自的狀態是相互不知的，這是問題的關鍵；在這里必須給學生講清楚醫生和護士是如何互動才能保證整個中斷系統的有效進行。比如醫生給病人看完病后，一定要以某種方式告知護士去顯示下一個號碼(即清除正在服務寄存器中的相應位)，目的是能讓下一個病人進去看病，這個過程就相當于中斷結束命令。另外，當一個危重病人來看病時，護士容許他打斷醫生對現行病人的治療，優先對他治病，這就相當于中斷嵌套。還比如并行通信和串行通信所涉及到的握手信號的互動關系，就相當于兩人在確定一個事件的過程一樣，握手信號之間的互鎖關系是為了保證信號之間的交換是可靠的。總之通過對教學內容的人性化教學可使學生比較容易地理解很多概念，我們應該盡量多地掌握一些人性化教學內容，以便在教學工作中獲得主動權。
5歸納與總結以強化知識體系
接口技術課程涉及到的知識點很多，某些類型的知識具有特殊含義，教學過程中要注重本質內容的講解，注重軟硬件關聯性的講解。比如涉及到的輸入輸出指令(IN和OUT指令)時，要使學生明白它們不僅僅是兩條匯編語言，而是與硬件信號有著密切關系的指令。當CPU執行這兩條指令時，它們會涉及到三個硬件信號，即讀寫信號、地址信號和數據信號。理解輸入輸出指令與這三個硬信號之間的關系是學好接口技術課程的重要基礎，也是靈活設計各種接口電路的基礎，而這些軟硬結合的知識點往往不易引起學生的注意和重視。
接口技術的譯碼方法也非常有特點，通過歸納和總結要使學生理解尋址不是僅與地址信號和相關的控制信號有關，而且還有可能與命令字中的特征位及其個數有關{一位特征位就相當于一根特殊的地址線}，也有可能與命令字出現的順序有關，甚至有可能需要先發送尋址命令，然后再對數據操作，這些特點在接口技術中都體現的淋漓盡致。但重要的是能將這些特點用數字電路原理圖的形式畫出來，使學生們能意識到接口芯片內部譯碼電路的設計原理，為接口電路的靈活設計打下基礎。
接口技術是軟件和硬件的結合，它有很多模版化的編程方式。比如基于微機的中斷程序的編寫方式，基于非微機的中斷程序的編寫方式，全雙工和半雙工的通信程序的編寫方式等，都具有固定的編程模式，這類問題在接口技術中有一定的代表性，也要幫助學生歸納和總結。
要幫助學生歸納出哪些接口芯片在完成初始化程序后就可以使用，而不需要另外的程序支持(比如定時器/計數器和DMA控制器)；哪些芯片不僅需要初始化，而且還要有相關的程序運行才能進行數據交換，這類問題要通過理論教學和實踐教學的互動才能使學生更好地掌握。
復位信號對接口芯片也是很重要的，要使學生明白接口芯片復位的目的和復位之后的狀態是什么？哪些芯片沒有復位？哪些芯片是軟復位？哪些芯片是硬復位？復位對芯片的運行會產生什么影響？這些問題需要總結，并通過實驗現象給予驗證。
總之，歸納與總結能使學生的知識體系更加強化。
6加強實踐教學力度
實踐教學是對理論教學的補充，通過實驗課學生進一步加深了對理論知識的理解，在實踐教學中我們特別注意以下幾個方面：
(1) 承擔理論課教學的教師盡量承擔實驗課教學，這能幫助教師在理論教學中盡可能與實驗現象相聯系，同時可以幫助教師總結和改進課堂教學的內容，減少理論與實踐相脫離的可能性，因為實踐教學可以反映出學生對知識的掌握程度。
(2) 增加理論教學與實踐教學的互動力度，在每個實驗之后要對實驗過程和實驗現象的理論根據進行歸納和總結，使學生深入認識實驗結果的必然性，因此教學過程應遵循理論講授實驗教學理論深化的過程。
(3) 補充實驗內容使學生根據個人興趣選做實驗。我們的實驗平臺是前年購置的，其實驗內容非常有限，為此我們在新的實驗平臺上設計了很多新實驗，其內容緊扣每章的重要知識點，注重工程應用，并加大綜合性實驗的設計，這樣既給學生提供了豐富的實驗內容，又可減少相互抄襲實驗的現象。另外我們又開發了若干個實驗擴展板，設計了若干個擴展板實驗，供學生選做。
(4) 鼓勵學生設計實驗，以強化硬件設計能力。學生做實驗是被動行為，他只考慮如何根據所學的知識去完成實驗，做實驗前，他們認為實驗過程和所采取的電路都是正確的，而缺乏對實驗設計和實驗方法的思考，這種實驗教學模式不利于培養創造性人才。因此我們鼓勵學生自主設計并完成實驗，使其掌握設計思路、方法和過程，這樣他們所考慮的問題要復雜得多，有利于培養學生獨立工作的能力。
7課程的考核與評價
考能力而不是考記憶是我們引導學生注重能力培養的重要方面。幾年來，我們都采用開卷考試，始終保持部分試題來自于實際應用，強調基礎和應用相結合。這樣就克服了以簡單客觀題為主的考試弊端，考試能較好的反應考生的實踐能力和對知識的綜合應用能力。這種教學和考核方式在剛開學時就給學生交代清楚了，因此學生在平時學習時就注重實際綜合能力的訓練，從而使該課程取得了較好的教學效果，得到了學生的認可。
參考文獻
關鍵詞：微機原理；接口技術；教學改革
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）04-0127-02
“微機原理及接口技術”是一門關于計算機硬件基礎知識、匯編語言程序設計及常用接口技術等知識的課程。是通信、電子、信息工程、自動化等非計算機專業的一門重要專業基礎課。該課程軟硬件并重，知識點豐富，具有很強的理論性、實踐性與應用性。筆者所在的自動化系為該課程分配64學時，其中課堂教學58學時，實驗6學時。如何在有限的學時內，盡快引導學生入門，激發學生的學習主動性和積極性，讓學生了解和掌握授課重點是該門課程教學的關鍵。本文結合實際情況，從教學內容、教學方法、實驗環節三個方面對該門課程的教學進行了探討。
一、教學內容
“微機原理及接口技術”涉及的知識面較廣，包含計算機預備知識、微處理器、指令系統、匯編語言程序設計、存儲系統、輸入/輸出技術、常用接口芯片及應用等幾大部分。[1]在對教學內容的把握上，堅持循序漸進的原則，從微機的基本概念、基本原理入手，逐漸過渡到匯編語言、微機接口，并在內容上把微機系統軟硬件技術有機結合起來。整個教學內容分為七大章。
1.預備知識。本章重點講授二進制、十進制、十六進制的相互轉換及符號數的補碼表示，強調“溢出”這一概念及其判斷方法。使學生通過本章的學習深刻地認識到計算機內部所有信息都以二進制數的形式表示，從而為指令系統及匯編語言的學習打下基礎。
2.微型計算機概述。本章重點講授微型計算機內部的基本結構、8086CPU的外部引線及14個內部寄存器、存儲器尋址。由于后續章節均以8088CPU為例講授CPU與存儲器、接口芯片的連接，因此在本章最后簡要介紹了8088CPU系統總線結構。
3.指令系統。本章重點介紹操作數尋址方式以及七大類基本指令――傳送指令、算術運算指令、邏輯運算和移位指令、串操作指令、程序控制指令、處理器控制指令、輸入/輸出指令。在講授過程中和第2章結合，強調CPU內部14個寄存器的特殊用途。
4.匯編語言程序設計。本章重點講授匯編語言源程序的結構及程序設計的基本方法，介紹順序、分支及循環三種程序形式，并進行程序設計舉例。
5.存儲系統。本章重點介紹存儲器的分類和基本性能指標，并以SRAM 6264為例介紹存儲器芯片的連接使用，使學生掌握全地址譯碼方式下存儲器與系統總線的連接方法。
6.輸入輸出技術。本章介紹接口的編址方式及無條件傳送、查詢傳送、中斷、DMA四種數據傳輸方式。其中，重點介紹中斷傳輸方式。
7.常用接口芯片及應用。本章介紹三態門、鎖存器等簡單接口芯片及8255、8253等可編程接口芯片，重點講授接口芯片的引線功能、工作方式、控制字、尋址及連接、初始化和應用。
由于計算機技術發展迅速，需要在原有教材基礎上及時補充新的實用技術，如現代微機系統的總線技術、高速緩存技術、流水線技術、并行技術、虛擬存儲器技術、閃存技術等。整個教學過程既注重基本知識和技術的講解，又注重新技術、新芯片的發展動向和應用介紹，這樣的教學內容既具有學科教學的完整性、系統性，又具有項目教學的目的性、實用性，設置得先進、合理。
二、教學方法
該課程使學生接觸到較多硬件方面的知識，匯編語言的編程也直接與系統硬件相關，指令多且煩瑣，容易給學生造成難學、枯燥的感覺，因此需要對教學方法進行改進完善，以提高學生的學習興趣。針對上述問題，主要采取以下措施。
1.注重基本原理、方法的介紹。挖掘知識點背后涵蓋的基本原理和方法，使學生深刻理解并掌握所學內容。計算機知識涉及不少英文縮寫，如芯片引腳、指令系統等，在介紹時需讓學生了解英文全稱，從而記住引腳或指令的含義。如芯片引腳中，R通常為讀（Read），W通常為寫（Write），E通常為使能（Enable），A通常為地址（Address），D通常為數據（Data），CS為片選（Chip Selection），等等。如此一來，學生在學習8086/8088CPU、存儲器、接口等不同硬件芯片時，能根據引線名稱推測出其含義，了解其作用。在介紹操作數的不同尋址方式時，不要求學生記住每種尋址方式的具體名稱，而是讓學生掌握操作數可能存放的幾種位置。在介紹A/D變換芯片時，重點介紹芯片的輸入動態范圍及轉換精度等性能指標，讓學生知道怎樣根據不同需求選擇合適的A/D變換芯片。此外，芯片的工作時序在8086 CPU、接口技術部分均有涉及，需要重點介紹，理解時序才能真正理解計算機硬件的工作方式，才有可能針對具體芯片進行編程。
2.重視課程內容間的橫向比較和縱向連貫性。在介紹指令系統時，重點強調8086CPU內部14個寄存器的特殊用途，使學生在編程時能正確、靈活運用不同的寄存器。在介紹常用接口芯片及應用時，結合前章輸入輸出技術，將8255可編程并行接口與三態門、鎖存器等構成的接口電路進行比較，讓學生直觀感受可編程芯片使用的便捷性。在介紹接口技術時，詳細講解查詢這一數據傳輸方式的軟件實現，便于學生加強對時序的理解，并學會正確運用輸入輸出指令。
3.利用學生求知欲，激發學習興趣。大學電腦普及程度高，在教學中要有效利用學生對于計算機軟硬件的求知欲望，激發他們的學習興趣。例如，為了使學生理解計算機內部所有數據都以二進制數的形式表示，以圖像為例，采用畫圖工具打開一幅圖像，每個像素點的顏色可分解為紅、綠、藍三個值，取值范圍均是0～255，在計算機內部用8位二進制數表示。又例如，在介紹微型計算機內部基本結構時，采用提問法，讓學生說說他們買電腦時會考慮哪些方面，從而引出CPU、內存、接口、系統總線等微型計算機基本組成模塊。
4.化解知識難點，變抽象為具象。[2]在講授較難理解的內容時，可采用類比法，將其與生活實例相結合，化抽象為具象。在介紹補碼時，將其與時鐘系統類比，調整時間可采用正撥、反撥兩種方法，正如補碼運算能將減法化為加法。介紹存儲器尋址時，以小區門牌號為例，假設小區有10棟樓，每棟樓有10個住戶，為能夠識別每一個住戶，需要100個門牌號。若直接分配門牌號，則需用一個二位數（0～99）表示；若以“樓號+樓內門牌號”的方式分配，則只需要兩個一位數。此外，介紹存儲器芯片連接使用時，可把高位地址與存儲器芯片片選芯號間的譯碼電路看作是單元門上的門鈴系統，按下一個門牌號，對應房間內的門鈴就會響。
5.完善電子教案，重視多媒體課件研發。通過將多媒體技術引入課堂，把抽象、枯燥、難以理解的知識點變為形式活潑、生動形象的動畫演示，實現了互動教學，解決了傳統教學中無法表現的問題。例如，在講解移位指令時，通過動畫可將移位過程反映出來，加深學生對不同移位指令用途的理解。在多媒體課件研發過程中，避免泛，力求精，控制每頁字數和字體大小，注意提煉關鍵知識點，對難點做出直觀講解。
三、實驗環節
筆者所在的自動化系統為該課程分配6學時實驗，需要最大化利用這6學時，培養學生編程興趣，通過實驗對理論知識有更深刻的認識。筆者在教學過程中發現，由于該課程需要記憶的知識點太多，單純的書本講授無法讓學生將這些知識點完全聯系起來，因此，大部分學生在一開始接觸時對該門課程比較感興趣，但到了學期中間，有一部分學生因為難以跟上教學進度，沒有學習成就感，學習興趣就逐漸喪失了。通過與學生交流，向有經驗的教師請教，以及個人體驗等三個途徑，筆者發現實驗環節的內容和時間安排起著非常重要的作用。為了激發學生的學習積極性，教師應將實驗課程適時穿理論教學當中，幫助學生熟悉實驗的硬件和軟件環境，引導學生在實驗過程中驗證課堂上講授的理論知識，掌握程序閱讀和編寫的方法和技巧，指導學生舉一反三、觸類旁通地去學習并掌握實驗內容，進而鞏固理論知識。此外，為了在實驗中培養學生分析問題和解決問題的能力，教師在實驗檢查時不能只關注實驗結果，而是應該重視實驗過程。為了解學生對實驗的理解程度，可人為設置故障，讓學生分析故障產生原因，提出解決方案，對程序進行修改和調試。為實現上述目標，筆者設計了三個實驗。[3]
1.編程實現求最大數。通過該實驗，學生能掌握匯編語言源程序的結構，會進行匯編程序的簡單查錯和調試，能正確使用傳送指令、算術運算指令、程序控制指令以及循環程序結構。在該實驗基礎上，可讓學生編程實現求最小數，也可改變數據格式，如將8位數換成16位數，將無符號數換成有符號數，通過這些變化加強學生對算法的理解。
2.8255可編程并行接口實驗。該實驗以8255為接口芯片，要求學生編程實現若干開關對若干LED的控制。通過該實驗，讓學生掌握8255工作方式。同時，為了讓學生靈活運用不同指令，可改變開關的控制策略，如部分開關撥上對應LED亮，反之滅；部分開關撥下對應LED亮，反之滅。
3.8253可編程定時器實驗。通過該實驗讓學生掌握8253的編程原理，同時，學會用示波器觀察不同模式下的輸出波形。
參考文獻：
[1]李伯成，侯伯亨，等.微型計算機原理及應用[M].第2版.西安電子科技大學出版社，2008.
關鍵詞：微機原理；教學改革；能力培養
中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編識碼：1006-4311(2012)02-0228-01
0 引言
《微機原理及接口技術》是電子信息類專業的核心課程，也是其相關專業后續課程：《單片機原理與技術》、《嵌入式系統》、《ARM技術》、《微機式醫學儀器》學習的紐帶和橋梁。該課程涉及內容繁多，理論性強，概念抽象不易理解，而且面臨CPU更新速度快的發展現狀，無論是從教師的教或學生的學上來說，都是難度較大的一門課程。本文結合目前傳統教學中存在的問題，從改革教學內容、教學手段以及實驗內容等方面進行了探討。
1 目前教學實踐中存在的問題
1.1教學內容陳舊，與其他相關課程的教學脫節《微機原理及接口技術》課程的主要內容包括CPU的結構及功能介紹、指令系統和匯編語言程序設計、存儲系統、接口技術等。
目前有關微機原理及接口技術的教材很多，但提到該課程與后續課程之間聯系的甚少，而且有些教材或者不提及32位GPU以及目前CPU的最新技術，或者在教材后面部分從較高層次對32位CPU中的進行闡述。由于學時有限，在實際教學中這些知識基本上無法涉及，學生普遍感覺該課程離現實太遠，將來用不上，因此學習時就帶有一定的排斥性。
1.2教學內容理論性強，互動性羞 該課程覆蓋的知識面廣，課程的軟硬件系統關系非常緊密，而且該課程的理論學習很重要，是實踐教學的基礎。實際中理論教學主要靠教師在課堂上用電子教案結合板書進行講析，而這種單純的理論分析，讓學生覺得枯燥乏味，尤其是講到CPU結構、指令系統、總線時序等知識點時，由于缺乏互動，降低了學生學習的積極性。
1.3實驗環節與教學環節脫離目前高校《微機原理與接口技術》課程的實驗，大都采用實驗箱，這些試驗箱裝置主要實現芯片功能的驗證性實驗，學生只需若干連接幾根重要的連線即可出結果，基本上沒有發揮學生的自主創新能力；即使是在最后的設計性實驗中，也是由實驗教師給出實驗線路和程序，學生按線路連接，按程序敲入即可。這樣的實驗環節對學生學習后續課程和進行應用型畢業設計起不到太大作用。
2 加強學生能力培養的教學改革
2.1教學內容的改革為了強調該課程的重要性，從第一章開始，就將該課程與相關先行課及后續課之間的關系用圖示進行說明，并給出一些以往畢業生做過的控制系統實例，使學生對該課程在整個課程體系中的作用有一定的了解。另外課程安排上，在講解8086功能結構、8086指令系統、存儲器系統等章節時，可將32位CPU及雙核酷睿等最新技術糅合其中，簡要介紹80386的內部結構、指令系統、存儲器系統與8086的異同，并給出相關網址或文檔。提高學生的學習興趣。
2.2教學方法的改革由于該課程理論知識繁多抽象，不易于理解，因此在課堂教學中可采用多種教學方法，充分利用多媒體工具，借助于各種軟件進行講授。
尋址方式和指令系統是該課程的難點，尋址方式靈活多樣，指令繁多且不易記憶，對剛剛接觸該課程的學生而言，要想很快掌握尋址方式及各條指令的功能并非易事。為了加深記憶，使學生在理解的基礎上記憶，在講授存儲器尋址方式時，可利用多媒體的動畫效果，給學生演示出各種尋址方式下數據的流動情況，讓學生能很清晰直觀地看到內存的數據傳遞；在講授指令系統時，首先將各條指令的英文進行解釋，例如ADD、DAA、AAD這三條指令各自的含義用英文解釋后再加以記憶就要比單純記憶容易得多。
傳統教學將匯編語言中非常重要的調試工具一DEBUG放到匯編語言程序設計部分進行講授，其實對該工具的介紹完全可以提前到尋址方式和指令系統的講授中。
該課程是一門軟硬件結合的課程，硬件電路圖多，線路復雜，用掛圖或幻燈片均難以達到預想的效果，在講授存儲器擴展、各類接口電路的教學中可以利用專門繪制電路圖的軟件protel繪制出電路圖，對一些重要的控制線和狀態線做出標注并在課堂上進行講授，這樣可以使學生對protel軟件有了初步的認識，對他們日后設計電路、繪制PCB圖打下基礎，起到事半功倍的作用。
2.3采用開放性實驗，最大程度開發學生潛能和創新性微機原理及接口技術是一門實踐性很強的課程，在實驗課上，學生不僅能掌握課堂上所學的指令系統、匯編語言的編程技術，更重要的是，通過安排一些卓有成效的設計性實驗，可以提高學生的動手能力和獨立思考的能力，并能在一定程度上訓練學生的糾錯和硬件調試能力，為學習后續課程和自行設計系統打下基礎。
傳統的微機原理實驗采用實驗箱的方法，將程序固化在試驗箱中，學生只需連幾根線，調出程序運行，看見預期結果即可，這種枯燥的實驗非但不能提高學生的自主創新能力，反而會使學生對實驗產生厭倦，從而失去開設實驗課的意義。
為了避免以上結果，在實驗課中可采取以下措施：做軟件實驗時，授課教師也參與實驗，在課堂上講授指令系統、匯編語言程序設計等知識時，給學生留出實驗作業題目，讓學生下去先嘗試編寫源程序，在實驗課上主要學習程序的調試方法以及熟練使用DEBUG這個調試工具，并進一步掌握匯編語言和機器語言的關系、各種尋址方式的差異等以前學過的知識。做硬件實驗時，實驗教師可先在黑板上給出試驗線路圖，并予以講授，使學生明白硬件線路的整體配置方案及各個連線的意義；再對相應的接口程序做一簡單說明，使學生了解接口程序中各類信號之間的配合關系，并再次鞏固自己的編程能力。
作為電子信息類的專業基礎課，《微機原理與接口技術》課程的教學質量和教學效果對學生學習后續課程、提高學生動手能力和設計能力具有重要意義。
參考文獻：
[1]樓順天，周佳社.微機原理及接口技術[M].北京：科學出版社，2006，8
自2010年開始，北京交通大學計算機學院將“匯編語言”和“接口技術”課程合并成“匯編與接口技術”，要求在原有兩門課程內容基本不變的情況下，重新優化新課程的教學方案，并要體現出課程的先進性。因此如何規劃課程內容，促進理論與實踐教學緊密結合，提高課程的教學水平就成了設計和規劃新課的關鍵。通過兩年多的教學實踐證實所采用的教學方案是有效的。
一、以提高實踐能力為導向的課程規劃
在總結以往教學工作中的經驗和教訓基礎上，我們對新課程的規劃達成了共識，即堅持以提高學生實踐能力為導向的課程內容規劃方式。[1]
1.匯編語言要重視基礎知識的掌握和應用
匯編語言教學要加強對計算機體系結構的認識，重視基礎知識的掌握和應用，理解指令和硬件之間的互動關系，以便為后續課程的教學打下良好的基礎。
匯編語言僅靠書面作業是很難深入理解指令的內涵和掌握程序設計技巧的，要堅持理論、實踐、再理論、再實踐這個過程，盡快引導學生將理論與實踐結合。為達到此目的，我們在涉及指令的第一次課后就安排了匯編語言調試工具debug的實驗；并隨后要求學生對每條指令和課堂上講過的程序（包括作業）在debug或dos環境下進行測試，觀測變量和標志位的變化。通過理論學習和實驗驗證相結合的方法，學生很快掌握了匯編語言的基本內容和程序設計方法。
2.接口技術要堅持以案例驅動的教學方法
堅持以案例驅動的教學方法，就是在學生掌握必要基本概念的基礎上，以問題為核心、以案例為基礎設計教學過程的教學模式。[2]在教學中我們根據各章節的特點設計了很多教學案例，包括定時器控制蜂鳴器發聲案例、定時器產生日時鐘案例、定時器產生pwm波形案例、并口控制步進電機案例、并口在0或1方式下交換數據案例、中斷控本文由收集整理制器與并口或定時器結合的中斷控制案例、微機之間串口通信案例、rs485方式通信案例、ad0832多目標同時控制案例等。通過對以案例驅動的教學模式的實踐，感受到學生參與分析和討論問題的熱情提高了，掌握課程內容的能力增強了，同時學生對硬件課程的興趣和解決實際問題的能力也得到了提升。
3.課程內容要與時俱進
隨著計算機技術的高速發展，傳統的教學內容已不能滿足當今需求，而課程內容的更新也勢在必行。為此我們將新技術pci總線和usb總線引入到教學中來，使傳統的課程賦予了新的內涵。[3]
pci總線和usb總線的引入不能只停留在概念層面，要針對學生在理解時序控制和總線協議中存在的困難開展教學活動；重點加強對pci和usb總線協議的理解，并結合傳統的eisa總線分析pci總線與它們的區別和聯系，分析總線“橋”的作用和工作原理。雖然這部分內容沒有開展實驗，但它是研究性教學的重要部分。通過專題討論，學生對新技術有了更深入的認識。
二、接口教學要強化關鍵知識點的理解
幫助學生掌握重要的知識點是學好課程的關鍵，也是引導學生深入思維、提升創新能力的重要教學環節。
1.強調in和out指令與硬件的互動關系
在接口的控制中常用的兩條指令是in和out。很多學生并不知道這兩條指令執行過程中如何會引起接口信號的變化，從而引起cpu與io之間的數據交換。為使學生建立軟硬件之間的互動概念，應重點講清楚in和out指令的三個基本要素；即in和out指令在執行過程中，首先cpu會將指令中涉及到的端口地址送到地址總線上，譯碼后選定要操作的端口；同時會產生/ior或/iow有效控制信號，控制數據的流向；此時out指令會把數據送到數據總線上，而in指令會從數據總線上獲取數據。學生掌握了這些知識點就能深入理解軟硬件的互動機制，為接口的設計奠定基礎。
2.注重對中斷控制器8259端口尋址方式的理解
中斷控制器8259內涉及到了十多個端口，但片內地址只有一根線a0，如何用一根片內地址線尋到那么多的端口呢？學生很難理解這個問題。為了講清楚這些概念，可以結合8259采用的端口譯碼片內地址a0、特征位、初始化順序、先送地址后數據等多種尋址方法，并結合其他接口芯片的尋址方法進行歸納和總結，進而深入理解8259的端口尋址過程及特點。通過對該知識點展開分析和討論，使學生對接口中的所有尋址問題有更深刻的認識，同時對接口電路的設計也是有幫助的。
3.加深對dma主從模式下ior＼、iow＼、memr＼、merw＼信號的兩面性特征的認識
無論是cpu還是dma，都可以完成存儲器與io之間的數據傳輸。實際上，在存儲器與io交換數據時，作為當事的雙方并不關心誰在控制它們之間進行數據交換，只要滿足總線數據讀寫時序，存儲器和io就可以完成數據交換。從這個意義上講，如果dma能模仿cpu對總線的讀寫控制時序，自然也就能達到數據交換的目的，只不過cpu是通過軟件方法實現，而dma則是通過硬件方法實現。因此在教學中應強化對dma的四個信號（ior＼、iow＼、memr＼、merw＼）在主從模式中所表現出來的差異，仔細分析cpu控制下完成存儲器與io交換數據的機理以及dma模擬這些過程所必需的硬件信號和它們在不同模式下的作用。這不僅能使學生容易理解dma的工作原理，而且也能使學生加深對計算機設計中軟件和硬件互相替代規則的認識，為設計計算機系統中的主控器提供很多思路。
4.從ad轉換器的查詢和中斷方式來看軟硬件的相互配合
任何接口的數據交換都包含查詢和中斷兩種方式。查詢方式的本質是通過in指令來獲取ad轉換結束的狀態信息。由于ad轉換結束線一般是非三態的，所以需要在數據總線和ad轉換結束狀態線之間接入三態門。在用in指令查詢轉換結束狀態時，ad轉換結束的狀態與總線瞬間接通，從而可通過數據總線獲取ad轉換結束狀態的信息。中斷方式獲取轉換結束的狀態與查詢方式有著本質的不同，它需要通過一根硬信號連接到中斷控制器上，同時要解決中斷發生的隨機性問題，并按一定的格式編寫相應的中斷服務程序。
查詢和中斷方式在軟硬件設計上的差別清楚地說明了這兩種數據交互方式在原理上的差別，教學中應注重說明不同方式下軟硬件搭配問題，使學生掌握不同接口電路的設計方法。
5.挖掘接口芯片應用的潛能
接口技術可供挖掘的知識點很多，比如用定時器產生頻率和占空比可調的pwm波形，就是接口芯片的應用拓展問題。可根據定時器方式1和方式3的特點，將定時器0選用方式1，定時器1選用方式3，定時器1的輸出out接在定時器0的gate上，生成的pwm波的頻率由定時器1的輸出頻率決定，pwm波的低脈沖部分由定時器0的定時時間決定，只要改變定時器0和定時器1的時間常數就可以改變pwm波的頻率和占空比，從而輸出頻率和占空比可調的pwm的波形。通過類似知識點的擴展，開拓了學生的想象空間，也提升學生的創新意識。
三、全面開展研究性教學
全面開展研究性教學是課程建設和提高教學水平的重要環節。本課程的研究性教學包括研究性理論教學與研究性實驗教學。前者以專題報告、調研報告、研究報告和小論文為主，后者以研究性實驗為主。
在研究性理論教學方面，除了結合現有教學內容設計一些題目外，還結合新技術設計了另一些題目，例如i2c總線和spi總線時序的特點及時序產生方法、i2c總線的讀寫時序與pci總線的讀寫時序之間的特點分析、pci總線和usb總線應用技術的新進展、pci總線與傳統的系統總線的區別和相關的應用實例分析等。在研究性實驗教學方面，我們結合實驗平臺和擴展實驗平臺設計了許多實驗題目，例如i2c接口的存儲器訪問實驗、i2c接口的rct時鐘控制實驗、spi接口的eeprom訪問實驗、音樂播放器實驗、帶圖標顯示的交通信號燈實驗、競賽搶答器實驗、遠程電機控制實驗、恒溫控制實驗、風扇演示系統實驗、串口小鍵盤音樂通信實驗、定時猜數游戲實驗、基于采數計時控制的交通燈模擬系統實驗、基于串口的多功能播放器實驗、警報系統實驗、秒表設計實驗、數字鬧鐘實驗、電子琴實驗等。
研究性實驗給課程帶來了很多生機，在業余時間經常可以看到學生以組為單位在實驗室里討論和完成自己的實驗。學生對這些實驗內容有著濃厚的興趣，并不斷努力提升自己的綜合應用能力。
四、課程的考核與評價
多年來學校一直采用開卷考試，強調以應用為導向的試題內容，并加大學生平時成績的比例，使平時努力得到認可。課程的考核與評價比例是：考試成績占50%，平時作業占15%，平時實驗占15%，研究性實驗占15%，專題研究報告占5%。采用這種考核與評價機制促使學生平時就注重對自身綜合應用能力的培養，取得了較好的效果，同時也得到了學生的認可。
關鍵詞：微機原理；三本院校；接口技術
中圖分類號：F49 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3198（2014）15-0166-01
1 引言
“微機原理與接口技術”是電氣大類學科的主要專業基礎課程之一，是學習和掌握計算機硬件知識的入門課程。三本院校的學生基礎相對薄弱，而本課程具有知識點多，概念抽象難懂的特點，這就進一步增加了三本院校學生學習本課程的難度。為了解決這一問題，對本課程教學進行了一系列改革探索。
2 改革課程體系
課程團隊在充分調研的基礎上，結合三本院校培養目標及不同專業的特點對本課程在不同專業的開課設置和授課內容進行調整，完成各專業培養方案的調整以及教學大綱的修訂，根據專業特點完善課程體系。
3 完善教學手段及方法
為了解決學生反映的本門課程較抽象、難理解的問題，本課程采用多媒體方式授課，制作完善的課件和電子教案，在授課過程中教師更是突出學生的主體地位，采用引導式、互動式、討論式等多種教學方法，調動學生的積極性，提高教學效果。
4 加強實驗、實踐教學環節
為了學生更好地理解本課程的相關知識以及提高實際動手能力，課程團隊加大力度，完善微機原理與接口技術實驗室的建設工作。建立較完善和先進的軟、硬件實驗平臺。同時，教學團隊根據應用型人才培養目標組織課程團隊教師編寫《微機原理與接口技術實驗指導書》，指導書內容突出理論與創新的結合，更加注重學生的能力培養，每部分實驗內容分為基礎型實驗和創新型實驗兩部分，從而提高學生獨立解決問題的能力。課外開展學科競賽、大學生實踐創新（創業）訓練項目等不同層次的實踐環節逐步提高實際動手能力。
5 改革考試模式和考試內容
根據本門課程實踐性較強的特點，課程團隊對本課程考試模式和考試內容進行改革。加大了實驗和實踐環節在總成績中的比重，平時考核方式也采用測試、習題、作業、專題討論、實驗和實踐等多種形式開展，重在突出能力培養目標。
參考文獻
關鍵詞 汽車電子 電子控制 單片機 啟發式
中圖分類號：G424 文獻標識碼：A
0 前言
應用型本科教育的培養目標就是培養具有一定理論知識和較強工程實踐能力，著重掌握某一領域的專門技術的應用型人才，它的興起和發展就是為了滿足社會對高層次技術型人才的需求。汽車電控系統已廣泛應用于汽車的發動機控制、底盤控制、車身控制、故障診斷以及音響、通信、導航等各個方面。汽車控制系統的電子化程度逐年增加，被認為是汽車技術發展進程中的一次革命。為了給企業輸送合格的專業技術人才，汽車相關專業的本科生都要開設汽車電控方面的專業課，在此方面進行系統的學習。
汽車電控單元與接口技術是車輛工程和汽車服務工程兩個專業本科生的專業核心課程，是學生將來從事汽車電子與控制技術工作的基礎理論。該課程主要介紹汽車電子控制系統的結構及控制原理，以及故障診斷等內容。通過對本課程的學習，使學生熟悉目前國內外汽車電控系統發展的最新動態，掌握汽車電控系統的基本結構、工作原理和故障形式，培養學生運用檢測儀器對汽車電控系統進行故障檢測、診斷和維修等的實踐能力。因此，在有限的課時中如何讓學生既掌握汽車電控單元特點、工作原理、設計方法，同時還要使學生具備一定的實踐能力，如分析問題、解決問題的能力，這些都是該課程在教學過程中必須思考和努力去實現的問題。然而，現有的汽車電控單元與接口技術的教學方法很大程度上仍繼承于普通專業基礎課程的教學模式，即分別利用獨立章節教授獨立的內容。顯而易見，這樣的教學方法不適應內容綜合性強，且存在多學科交叉的課程教學。另外，教材內容與車輛工程和汽車服務工程專業的要求仍存在一定差距，且教學模式過于傳統、單一。本文針對該課程教學中存在的問題，探討更有效的教學方法和手段，從而達到提高教學效果的目的。
1 教學內容整合
汽車電控單元與接口技術課程的主要內容包括單片機接原理與接口技術、汽車電控單元原理、汽車通信技術、汽車電控單元性能分析與故障檢測等內容。由此可見，該課程內容繁雜，且存在多課程融合與交叉，這給教學帶來一定的困難。在教學內容安排上，教師應進行積極探索和調整。由于汽車電控單元與接口技術是在汽車構造、電工電子技術、微機原理與接口技術、智能控制技術、現代通信技術等專業基礎課程上開展起來的。雖然這些專業基礎課程是為汽車電控單元與接口技術提供知識準備，但教材內容仍有很多重復和交叉。例如關于單片機工作原理、ABS控制原理的介紹，如何處理這些交叉內容是教師首先要解決的難點。針對重復的內容出現在不同的課程里的問題，一方面由相關課程的教師進行溝通交流，協商處理交叉內容的處理方法。如將相關部分內容集中于某一門課程中進行教學，其他課程不再涉及。另一方面，根據學生知識水平結構和要求掌握的程度不同，在不同課程里進行統一安排，例如將知識點劃分了解、理解、掌握、應用等層次，然后在不同的課程中合理分配相應的教學內容。
在確定課程教學內容的基礎上，下一步就要進行教學內容的組織與融合。對于任何一種汽車電控系統而言，一般都是由傳感器、電控單元、執行器三大部分組成，因此在介紹具體的汽車電控系統時，都是從這三大部分的性能要求、工作原理、設計要點來進行講述。為了進行教學內容的融合，采取了區別于其他專業基礎課的教學方法。就汽車電控系統而言，在教學的過程中首先分別介紹三大組成部分的特點、工作原理等內容，實現知識點縱向上的深入，一方面復習基礎知識，另一方面對相關內容進行更深入的學習；然后以系統的思想將三大組成部分聯系起來，達到橫向上的溝通。在具體教學方法上，可以信號流為思想，分別介紹他們之間關系和功能；最后通過任務驅動法，以實現特定的功能或目標，從硬件、軟件兩個方面開展實踐教學，使學生由點及面、由理論到實踐地進行學習。
2 教學手段改革
多媒體教學技術通過將圖片、文字、聲音、影像融為一體，構成立體的教學模式，不僅能豐富課堂內容，增加教學趣味性，而且使抽象的教學內容具體化、形象化，讓學生對需要掌握知識形成直觀的認識。例如在講解發動機控制單元的工作原理時，可通過動畫形象描述執行器是如何根據發動機控制器的指令改變節氣門開度，實現發動機的轉速控制的。通過配合相應的動畫，使得抽象的發動機工作原理更加直觀，學生理解起來也更為容易。由此可見，通過多媒體進行教學容易實現知識的多種信息傳導，充分調動學生的學習積極性，從而提高教學的質量。除了采用多媒體教學手段外，也可采用Proteus仿真軟件進行電控單元虛擬實驗教學，例如基于Proteus的虛擬實驗平臺實現車身控制系統、電子穩定系統、汽車底盤控制系統和傳感器信號分析與處理等內容。利用 Proteus進行虛擬實驗，一方面可解決當前普遍實驗條件不足的問題，作為傳統實驗的重要補充；另一方面將課堂實驗轉變為課后實驗，學生可在圖書館，甚至寢室進行學習，增加了學習自由性。借助虛擬實驗，不僅豐富了實踐性教學的手段，而且有利于現代實驗教學觀念的更新。
從教師和學生在教學過程中扮演的角色來看，教學方法可分為“填鴨式”與“啟發式”兩大類。傳統的“填鴨式”教學方法一般采取平鋪直敘的方法進行教學，這樣的教學方法不能充分調動學生的學習積極性，學生往往處于被迫學習狀態，直接表現就是課堂氣氛沉悶。而“啟發式”教學方法以學生為主體，教師為主導，通過提問、置疑、實驗演示、師生互動等方式引導學生獨立鉆研，使學生全面發展。在應用啟發式教學方法時，教師可針對汽車電控單元與接口技術的重要性和教學特點，將啟發式教學方法與Proteus 軟件仿真技術相結合，充分發揮啟發式教學方法激發學生思考、活躍課堂氣氛的優點。同時，利用電路仿真技術將教學內容和教學方法實施手段具體化，以具體的任務驅動學生積極思考。教學實踐證明，結合啟發式教學方法的電控單元仿真技術，可以引導學生積極思考，促進教師與學生的互動，能解決本課程教學內容過于繁雜的問題。
3 結論
對汽車電控單元與接口技術課程中內容進行橫向融合，將相關課程中的相關內容進行整合，確定該課程的講述內容和學習要求；在此基礎上，進行本課程講述內容的縱向梳理，基于任務驅動法將本課程內容以任務為目標進行組織與聯合。在教學手段上，結合軟件仿真技術，讓學生形成知識點的感性認識。另一方面，實施啟發式教學方法，引導學生積極思考，促進教師與學生的互動。教學實踐證明，按照本文的教學方法進行教學，不僅能改善課堂氣氛，還可提高學生的學習興趣和知識掌握能力。
參考文獻
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論文關鍵詞：微機原理與接口技術；教學計劃；課堂教學方法；實驗教學改革
20世紀70年代大規模集成電路技術的發展促生了第一臺微型計算機，至今，微型計算機技術在短短三四十年的時間里已不可動搖地發展成為計算機技術領域的一個重要的分支，廣泛深入地滲透到工業控制、儀器儀表、消費產品、汽車、辦公自動化和通信等領域，從微控制器的品種、結構、功能、性能、價格、生產工藝到開發方式等都以迅猛的勢頭快速發展。這無疑對微型計算機人才的適應性提出了更高的要求。高校開設的“微機原理與接口技術”是電子、自動化、通信、計算機相關專業一門理論與實踐聯系很強的專業基礎課程，具有很高的實用價值，起到承上啟下的重要作用，其教學質量的好壞直接影響著學生綜合能力的培養與提高。為了更好地滿足社會和企業對具有高技能應用型人才的要求，減輕教師教學的壓力，結合自身教學和實踐，談幾點體會和改革的新思路。
一、安排好合理的教學計劃
“微機原理與接口技術”課程一般安排在大學二年級下學期或三年級上學期，由于內容多、難度大，初次接觸微機的大多數學生對其缺乏正確的認知，其心理上對之有一定的畏懼，所以制訂的授課計劃應重點突出、層次分明、由淺入深循序漸進。
1.重點突出、層次分明
從目前的教學培養方案來看，“微機原理與接口技術”課程的學時一般為60～70學時。在課時這么少的情況下要完成相對較多的內容，安排講授的重點就應放在實用性的理論知識上。為此應遵循以下兩個原則：首先是可行性。根據學生現有的理論儲備、企事業現階段對微機人才的要求和學院相應的設備條件等基礎環境，將有實用價值的內容合理地有重點地安排進課程或適度加強。其次是拓展性。為達到實用性強的特點，在教學計劃安排過程中，加入對知識縱向和橫向的延伸，引導學生積極思考，鼓勵學生對所學習內容在實際的應用中討論，進行更深層次的研究。只有這樣，書本上的知識才能真正成為自己的知識。
2.由淺入深、循序漸進
在“微機原理與接口技術”課程之前學生已進行了大學物理和電子技術的學習。為了更好地銜接，教師在制訂教學計劃時應從學生已經學習過的數制轉換、編碼、存儲器等知識入手逐漸深入到微機原理其他未知的領域，由淺入深地安排好課程計劃，慢慢地培養學生興趣。如此安排易于學生接受知識，起到了很好的承接作用。經過在集美大學信息工程學院、理學院和誠毅學院的實踐教學表明，這樣的課程安排很受學生歡迎。
二、選擇合適的課堂教學方法
理工學科的課程內容相對枯燥又難以理解，所以就更加要求理論教學應該針對性地尋求靈活的教學方法。適合“微機原理與接口技術”的課堂教學方法很多，如啟發式教學法、漸進式教學法、比較式教學法、歸納式教學法等。這些方法綜合應用在課堂教學中，對教學質量有很好的保證。但針對不同的學生也必須有各自的側重方法，才能達到最佳效果。下面以前兩種方法為例進行探討。
1.啟發式教學
理工課程內容的嚴謹性很容易造成課堂氛圍沉悶，形成填鴨式的教師一言堂。例如信息工程學院的學生特點是入學成績好，基礎知識比較扎實，但缺點是思維不夠活躍，最容易形成死氣沉沉的課堂。如何在教學中調動學生積極性，是改善課堂氛圍、提高學生學習效果的重要環節。所以針對信息工程學院的學生，更合適較多地采用啟發式教學，以調動學生學習熱情與興趣，促進學生個性發展。這就要求在教學中根據教學內容的鋪展由表及里循序漸進地不斷引出問題，啟迪學生去思考、分析問題，直到提出解決問題的方法或途徑。比如在教授算術運算指令時，首先引導學生回憶標志寄存器的結構和數制計算時的補碼運算，在此基礎上再仔細講解算術運算類指令的功能。有了良好的理論基礎，再舉一例題：十進制轉十六進制的轉換程序，用傳統的順序結構算法詳盡地講解轉換的過程。下一步就是引導學生思考傳統算法的不足，有的學生就提出計算太繁復、結構不合理，于是更深地引導如何解決這個問題，要求學生通過課堂練習、課后作業或上機實驗完成新的計算程序。反饋的結果是有的學生選擇使用循環結構、有的選擇過程調用，都大大地簡化了轉換程序，達到了預期的效果。最后引導學生應用后續的宏或中斷的知識完成相應的編程，進一步拓展學生思路，為學習后續的知識打下伏筆。
啟發式教學強調學生是教學的主體，調動學生的學習主動性。教師要淡化標準答案，鼓勵學生多向思維，弱化思維定勢。“微機原理與接口技術”教學中針對信息工程學院的學生采用啟發式教學，利用學生相對比較扎實的理論知識為基礎，對學生的疑問不作正面回答，啟發學生獨立思考，培養學生獨立解決問題的能力，發揚教學民主，用問題引導學生順應教師的思路不斷思考，主動分析問題，找到問題所在并最終找到解決辦法。
2.漸進式教學法
漸進式教學法是指利用已有的知識作為新知識的基礎和階梯，靈活利用知識點之問的橫向關聯和縱向層次，由淺入深、由易到難、循序漸進的教學方法。此方法在實踐中主要針對集美大學誠毅學院的學生，他們的特點是思維活躍、富有個性，但是基礎知識相對薄弱。例如在講解存儲器時先是從上學期學生剛剛學過的觸發器入手，進入到由觸發器構成的存儲器單元，將新知識鋪墊在學生已有的知識結構上，有了這個基礎再進一步講解CPU對存儲器的組織、如何尋址，學生自然而然進入所授新知識的環境中。這樣由淺入深，層層遞進，符合認知規律，有利于學生系統全面地理解學習內容。
三、改革傳統的實驗模式
在以往的實驗教學中，實驗內容往往以驗證理論知識為主要目的，這樣安排旨在讓學生通過實驗課程加深對理論知識的記憶和理解，使實驗教學成為課堂教學的有限延伸。在實驗課中，學生用統一的模式，無法將自己的創造性想法和實驗課程結合起來，也無法靈活地將所學的理論知識和實驗內容結合起來。由于實驗內容和課堂教學內容過多重復，無法激發學生對實驗課程的興趣；理論驗證性實驗過多，學生也很難去真正地思考、分析問題，失去了提高動手能力的機會。改變傳統實驗過程中以驗證性為主的實驗模式，以理論驗證為基礎，增加實驗的拓展性、挑戰性和綜合性，真正達到讓學生在實驗環節中提高動手能力、鍛煉思維能力的目的。
1.改驗證性實驗為引導性的試驗
教師僅提供實驗目的和要求，指出實驗的方向，學生提前到圖書館或者網上查閱相關資料，設計實驗方案，編寫相關的流程圖和預習程序。在實驗中的任務是發現問題并解決問題，最后得到實驗結果。學生應根據自己的實驗過程撰寫實驗報告，重要的環節是報告中一定要包括實驗中各自遇到的問題，解決方案是什么；如果最終也未能解決問題，要分析原因并考慮可能的解決方案。同時教師也可以組織學生交流，分組討論，對各組實驗結果與報告展開分析，從而提高學生的研究能力和科學實驗能力。
2.加強參與實踐的積極性
為了充分調動學生的積極性和主觀能動性，實踐中還引入激勵機制。每一個能提前完成實驗任務的學生都有機會從教師那里隨機的得到一道拓展性的題目，這個題目是教師根據學生前面完成任務的具體情況、遇到的問題和存在的不足或是希望其在某一方面有更深的思考而針對性地提出新任務，是本次試驗的鞏固和延伸。等學期結束后進行統計，完成拓展任務多的學生就有機會實驗考試免試。由于新任務是學生主動要求的，再加上激勵機制，故學生積極性非常高，解決問題的主動性很強，收獲也更大。
3.充分利用好課外時間
“微機原理與接口技術”課程的課外教學也是實踐教學中很重要的一個組成部分。學生往往對抽象的理論知識感覺枯燥難學，對實際動手比較有興趣。為此，可以通過組織興趣小組、參與教師的科研、參加各種講座、參與校內外組織的各種相關競賽活動等各種方式進行課外學習，激發學生的創新精神，開闊視野，增長才干，增強獨立解決實際問題的能力。逐步培養學生的研究能力、創新能力以及自我管理、相互學習、團隊合作等多方面的能力。
關鍵詞：單片機；改革；實踐；考核
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A？搖 文章編號：1674-9324（2013）36-0062-02
從上個世紀70年代第一只單片機面市，短短三十多年的時間，單片機技術已成為計算機技術的一個重要分支，由于單片機體積小、性價比高、控制能力強等優點，廣泛應用到工業控制、機電一體化、儀器儀表、消費產品、汽車、航空航天、辦公自動化和通信等各個領域。在就業形勢日益嚴峻的情況下，對我校機電類學生來講，如果學好單片機原理及接口技術這門課程，學生就有更多的就業機會，對以后的個人發展具有十分重要的作用。但是如何使他們在短短的一學期學好這門課，是我們需要解決的主要問題，本文在教學內容、教學方法、實踐環節、考核方式等方面進行有益的探索。
一、教學內容的改進
在單片機的開發過程中，常用的編程語言有匯編語言和C語言，每種語言有各自的特點。匯編語言編程具有代碼緊湊、運行效率高、可直接對硬件內部進行控制等優點，但匯編語言也有一些缺點比如語句抽象、編程效率低，學習周期長，可移植性差。而C語言有功能豐富的庫函數、運算速度快、編譯效率高、有良好的可移植性，而且可以直接實現對系統硬件的控制。另外用C語言來編寫目標系統軟件，會大大縮短開發周期，且明顯地增加軟件的可讀性，便于改進和擴充，從而研制出規模更大、性能更完備的系統。因此，用C語言進行單片機程序設計是單片機開發與應用的必然趨勢。但我們還在一成不變地進行匯編語言的學習，甚至教科書上也沒有提及到C語言的單片機編程。因此為了學生畢業后能夠更好的適應社會，滿足企業的需要，我們要合理選擇教材，教學內容轉為以C語言教學為主，匯編為輔，同時兼顧兩者的混合編程。這樣既使學生容易學習，又適應了企業單片機開發的需求。
二、教學方法的改進
1.提高學生的學習積極性。興趣是學好任何一門課程或技術的基礎，所以，激發學生興趣異常重要。針對這門課程在有限的教學課時內，學生難學，老師難教的特點，我們更新思想，轉變觀念，從提高學生對課程的學習興趣出發，對于單片機課程來說，采用實例法教學是必不可少的。總結這么多年的教學經驗，我個人認為第一次課簡單介紹一下單片機，然后可以舉一些學生常見的、經常用到的單片機應用的具體產品，比如學生經常見到的智能電子秤、智能存包柜、出租車計價器等。通過分析產品的原理，循序漸進地培養學生的學習興趣。另外第一次課除了講些實例以外可以給學生演示一下流水燈的實驗，準備焊接好的實驗板，用仿真器仿真流水燈的工作過程，再給學生講解一下單片機的I/O口控制發光二極管點亮的原理，激發學生學習這門課程的興趣。
2.轉變觀念，擺脫傳統授課方式。一直以來，對于這門課程的教學都存在著偏重理論而忽視實踐的問題，教師基本上都是按照傳統的方法按章節授課，很少涉及實踐部分的內容，造成了理論與實踐嚴重脫節，調動不起學生的學習積極性，直接影響到授課效果，更談不上培養學生的創新意識了。有的即使開設了實驗課，實驗設備的陳舊也使得學生一開始學到的知識就是過時的，無法直接應用于實際工作當中。所以，探討新的教學方法勢在必行。單片機教學采用形式多樣的教學方法，形式多樣的教學方法可以激發學生思維，使教學方法不局限于傳統，傳統的以教師為中心，教師講、學生聽、記筆記的教學方式，應結合更多的教學方法，講授法、練習法、實驗法、演示法等。
3.課余時間通過網絡學習。學生課下可以利用網絡資源進行自主學習，現已將教學資源全部傳到校園網絡教學平臺，學生可以網上下載課件、學習資料。另外通過網絡問卷、網上答疑，教師可及時了解學生的學習情況并給予指導。除此之外，給學生介紹多種形式的專業網站和參考資料、促進學生自主學習。如常用單片機、電子網站、論壇：21IC中國電子網（http：//）、周立功單片機世界（http：//）、凌陽單片機（http：//.cn）；著名電子公司、雜志網站：單片機愛好者（http：//）等。每次給學生布置一些作業讓學生通過網絡去查找資料，進行學習。這樣作業不會枯燥無味，通過網絡學習可以增加同學們的知識面，網站上的一些資料可以更好地幫助學生學習這門課程。
三、實踐環節的改進
1.實踐教學。單片機原理及接口技術對于機械工程學院機電類學生來說是一門實踐性很強的專業課，學生不光要有扎實的理論知識，更要有過硬的動手能力，這就要在學習過程中利用一切可以利用的機會去實際操作。目前我們的實驗課安排了10個學時，但是10個學時遠遠達不到鍛煉學生動手能力的目的，根據以往的教學經驗，因為以前做實驗都是直接用實驗箱來做，學生只需要根據電路圖連線，編制程序，觀察實驗結果，學生學完這門課程以后只能根據電路要求編制一些簡單的程序，但是動手能力較差，不會焊接電路板，不會調試電路，甚至有些常見的元器件都不認識，更不用說走向社會從事相關的工作。因此，我院購買了電路板、常用元器件，常用的工具如電烙鐵、萬用表等，給學生提供認識常用元器件、動手搭建電路、焊電路板的機會，給學生講解完注意事項后讓學生帶回宿舍利用課余時間焊接電路板，然后進行仿真調試，增強學生的實際操作能力。
2.第二課堂。實驗室開放是現代實踐教學發展必由之路，在我們的實驗室開放中，除了實驗室管理上的開放，重點體現在開設第二課堂，支持學生課外科技活動，進行了以下幾方面的努力：（1）積極參與電子競賽，提高創新能力。各類大學生電子設計競賽、機電產品創新大賽是展示學生創新能力的極好機會，為了搞好競賽，我們教研室專門抽調幾位教師，在賽前還組織了參賽隊員的集訓。在已參加的幾屆全國電子設計競賽、山東省電子設計大賽、山東省機電產品創新大賽中，我系學生都獲得了優異的成績。通過參加競賽活動，大學生的綜合設計能力和科技制作能力大大提高。（2）自主立項，培養自身獨立設計能力。為了培養學生獨立工作能力和實踐能力，在人力、物力上積極支持學生開展課外科技活動。鼓勵學生自行開發設計線路板，完成課程設計題目。引導學生申請科研立項、找方向、寫材料、定方案、開展項目研究。在每年的科研立項活動中分別獲得多個立項，學生的綜合能力得到提升。
四、改革考核方式
以前單片機的考核方式都是采用閉卷考試的形式，總成績由考試成績加上平時成績組成，考試成績占70%，平時成績占30%，平時成績中有包括課堂考勤、作業、實驗。但是這樣做的后果是學生只注重理論的學習，對實踐學習不能夠引起足夠的重視，因而學完課程后動手能力差，不能單獨進行單片機應用系統的開發，因此改革考核方式勢在必行，除了傳統的試卷考試外，增加實驗技能的考核。閉卷部分的試題包括基本概念、基本理論、編寫程序和畫原理圖，題型可采用填空、選擇、簡答、編程等方式。由于教學大綱上本課程的沒有課程設計，所以實驗技能只能通過平時的實驗課來給學生打分。目前的實驗是要求學生動手制作焊接電路板，然后編程進行仿真，可以根據學生在整個過程中的表現來評分，焊接、編程、仿真、調試等各項能力進行評價。焊接的電路板是否有短路、斷路、虛焊現象，仿真軟件是否熟練、不能實現所要實現的功能會不會調試、會不會查找錯誤進行修改處理等等作為評價的依據。
五、結論
本文從當今社會需求和實際應用的角度出發，本著激發學生學習興趣、擴大知識面以及培養創新精神的原則，對單片機原理及接口技術課程的教學方法、考核方式等各方面進行了改革。教學手段的改革和實驗教學已經在機械類本科班的教學和實驗中得到應用。通過教學實踐，學生不僅掌握了課本中的理論知識，鍛煉了實際動手能力，達到預期的教學效果。
參考文獻：
[1]趙全利.單片機原理及應用教程[M].北京：機械工業出版社，2012.
[2]陳亮，康娟，劉濤.單片機課程教學改革的幾點看法[J].技術監督教育學刊，2006，（1）.
一、前言
微機原理與接口技術是電子信息類理工科的一門重要專業基礎課。內容涵蓋微機原理、匯編語言程序設計及微機接口技術，兼顧硬件和軟件2個方面，該課程的特點是概念抽象，實踐性強。實踐教學對于學生理解課程內容，培養學生動手能力是十分重要的。
二、《微機原理與接口技術》實踐教學現狀
隨著高等教育正在由知識型教育向能力培養為中心的教育進行轉變，電子信息類課程的實踐教學環節都大大加強。但由于受到硬件實驗環境與實驗內容制約，特別是《微機原理與接口技術》實踐教學只發生了量變而非質變，仍處于滯后的位置。
在目前的教學中，《微機原理與接口技術》實踐教學存在以下幾個方面的問題：
（1）實驗內容固定陳舊，大都是些傳統接口芯片功能的驗證實驗，由于實驗臺上的芯片資源有限，不具備進行多芯片組合的綜合型實驗的條件。大部分學校進行的還都是8位接口芯片的實驗，而現在常用的大部分是32位64位的接口，實驗內容過時。同時一些多核處理器，pci—express總線，sata接口技術等一些新技術根本沒有涉及[1]。
（2）實驗平臺落后，實驗平臺芯片資源少，擴展性差，只能進行一些簡單的功能驗證實驗，實驗內容也因芯片種類和實驗臺架構固定而不易調整，不能發揮學生的創新能力。平臺外設簡單，無法激發學生的興趣。
（3）實驗技術落后，很多學校還采用的是搭積木式的設計方法進行教學[2]，學生的實驗靈活性小，大都是按圖連線，下載程序的操作，限制了學生的設計創新能力的培養。WWW.133229.cOm實驗簡單抽象，大都是些芯片功能上的驗證，啟發性小。
（4）重軟輕硬，實驗重點大都集中在匯編語言的編寫，學生很少能自主的設計電路，也無法了解芯片的結構以及時序，更不能自己設計芯片，大大限制了學生動手能力的培養[3]。
微機接口技術被廣泛應用于電子信息各個領域，因此《微機原理與接口技術》是門應用性很強的課程，學生通過學習達到在掌握理論的基礎上，能運用所學知識解決一些實際問題的能力。但因為在實踐教學中存在以上問題，學生在學完這門課程后，大都停留在了解幾個常用接口芯片的常用工作方式的層面上。這和高等教育“培養應用型創新人才”的目標是不相符的。
三、將fpga技術與《微機原理與接口技術》實踐教學相結合
fpga（現場可編程邏輯陣列）技術[4，8]，用戶可以通過硬件編程語言重新配置芯片內部的電路，同時fpga芯片中有豐富的邏輯單元，可以滿足設計復雜電路的需要，用fpga技術對微機接口實驗平臺進行改進，正好彌補了現有平臺，芯片資源少，擴展性差，電路設計受限的缺點。配上usb，sata接口，液晶屏等新型外設以及相應ip核，學生便可以進行一些新的接口技術的實驗，增強了實驗的趣味性，也加強了學生動手能力的培養。同時由于fpga技術的廣泛應用，很多大學也開設了相關課程，但大都從硬件語言和sopc(可編程片上系統)兩方面作手[5]，知識跨度大，而且學生缺少復雜邏輯與接口設計的實踐機會，將fpga教學引入《微機原理與接口技術》實踐教學正好彌補了這一空缺。在熟練掌握電路設計的基礎上，學生可以運用微機接口，組成原理，體系結構，數字邏輯等知識設計多模塊的系統，使學生通過實踐教學將計算機多門硬件基礎課程融合成一個有機的整體。
四、基于fpga的《微機原理與接口技術》實踐教學方法
1.改進實驗硬件環境
我們學校《微機原理與接口技術》是一門重要的計算機專業基礎課，多年來一直努力探索實踐教學的改革方法。我們與xilinx(賽靈思)公司建立了聯合實驗室，并自主研發了基于fpga的微機接口實驗平臺[6]。該平臺采用多模塊“樂高”思想分為：芯片組板、fpga擴展板、外設板等三個部分并且可以靈活組合，便于調整與維護。芯片組板可以用來進行傳統的接口實驗，fpga板可以用來學習硬件編程，同時還有配套的用verilog實現8255，8253，8251接口芯片的邏輯，將其下載到fpga中可以代替相應的接口芯片。因為fpga中豐富的邏輯資源，學生可以在fpga中配置多個接口芯片，并且可以用fpga實現16位、32位接口芯片，從而設計復雜的接口電路。fpga中還可以配置多種cpu架構如80x86，8051的ip核，可以建立多種系統架構。pc機與實驗平臺是采用fpga邏輯配合橋接芯片實現pci總線接口轉isa總線接口，支持硬件在線編程與調試，同時提供相應的實驗供學生學習pci總線接口與isa總線接口。外設板上在傳統外設的基礎上還提供了液晶屏，usb接口，ddrⅱ接口，spi接口，傳感器等新型外設，實驗結果的驗證方法將更加豐富有
轉貼于
趣，大大提供了學生的興趣，并且可以根據實驗和開發的需要，組裝成新的io外設板。總體上因為fpga技術與新型外設的引入大大增強了實驗平臺的擴展型，而且實驗平臺功能豐富可用于學生畢業設計，電了競賽等綜合型實驗中。
2．改進實踐教學的內容
在以前的實驗內容基礎上，用ise軟件仿真接口芯片，簡化以前芯片功能驗證的實驗，學生通過軟件仿真可以很清楚的了解接口芯片和總線接口的工作時序，不用硬件連線便可以得到接口芯片各方式下的波形，從而縮短芯片功能驗證實驗的時間，將更多的時間用在接口芯片電路的設計上。在學生了解各接口芯片的工作方式后，便可用fpga仿真的接口芯片與板載芯片配合設計一些多芯片電路，解決一些實際問題，如車輛計數系統，點歌系統等，可讓學生自由發揮，極大發揮創造性，鍛煉學生的動手能力。在學生熟練的掌握硬件編程語言的情況下，學生可以自己編寫接口邏輯，實現與外設的通信。增加pci總線接口，isa總線接口，8051架構，usb，ddr接口驅動的實驗，擴展學生的視野，將學生的知識與現實應用緊密聯系起來。鼓勵有興趣的，學有余力的學生充分利用實驗臺上的外設擴展進行綜合性實驗，為電子競賽與畢業設計打基礎。
3.新實踐教學方法的推進
在教學方法的推廣上，采用以點帶面的方式，為有興趣的同學開展微機及接口技術的實訓培訓，由學生自愿報名擇優參加。由于實驗內容貼近應用，且有趣新穎，學生報名踴躍。經過兩期實訓班，實訓成果明顯，已有多名同學開始自主申請科研項目并獲得校級基金資助（例如正在進行的項目有：數控直流穩壓電源（立項編號：kycx110403z）和基于壓電傳感器和個人計算機構成的體溫信號實時監測系統（立項編號：kycx110411z）），同時在期刊上公開發表科技論文[7,8]。同時教學中采用“以競賽促學習”的模式，在實訓班之外成立興趣小組，組織同學們參加挑戰杯、全國和省級電子設計大賽、xilinx openhw等相關比賽，調動學生的積極性，在比賽中培養學生的團隊能力，增強同行業內的交流。通過一系列新型實踐教學方法的運用，學生動手解決問題的能力大大加強，畢業學生的能力得到用人單位的認可和好評。
我們有針對性開發的微機接口技術教學實驗平臺，對實驗內容的調整方便組裝靈活，教師通過學術交流、互聯網等手段快速了解相關技術動態后，可快速調整教學內容，指導學生開展創新行技術實踐活動。接下來，準備在現有實驗平臺的基礎上建立相關網絡平臺，加強課堂和課外聯系，使微機原理和接口技術實驗對廣大學生真正做到完全開放。
關鍵詞：微機原理與接口技術 實踐教學 FPGA
一、前言
微機原理與接口技術是電子信息類理工科的一門重要專業基礎課。內容涵蓋微機原理、匯編語言程序設計及微機接口技術，兼顧硬件和軟件2個方面，該課程的特點是概念抽象，實踐性強。實踐教學對于學生理解課程內容，培養學生動手能力是十分重要的。
二、《微機原理與接口技術》實踐教學現狀
隨著高等教育正在由知識型教育向能力培養為中心的教育進行轉變，電子信息類課程的實踐教學環節都大大加強。但由于受到硬件實驗環境與實驗內容制約，特別是《微機原理與接口技術》實踐教學只發生了量變而非質變，仍處于滯后的位置。
在目前的教學中，《微機原理與接口技術》實踐教學存在以下幾個方面的問題：
（1）實驗內容固定陳舊，大都是些傳統接口芯片功能的驗證實驗，由于實驗臺上的芯片資源有限，不具備進行多芯片組合的綜合型實驗的條件。大部分學校進行的還都是8位接口芯片的實驗，而現在常用的大部分是32位64位的接口，實驗內容過時。同時一些多核處理器，PCI―Express總線，SATA接口技術等一些新技術根本沒有涉及[1]。
（2）實驗平臺落后，實驗平臺芯片資源少，擴展性差，只能進行一些簡單的功能驗證實驗，實驗內容也因芯片種類和實驗臺架構固定而不易調整，不能發揮學生的創新能力。平臺外設簡單，無法激發學生的興趣。
（3）實驗技術落后，很多學校還采用的是搭積木式的設計方法進行教學[2]，學生的實驗靈活性小，大都是按圖連線，下載程序的操作，限制了學生的設計創新能力的培養。實驗簡單抽象，大都是些芯片功能上的驗證，啟發性小。
（4）重軟輕硬，實驗重點大都集中在匯編語言的編寫，學生很少能自主的設計電路，也無法了解芯片的結構以及時序，更不能自己設計芯片，大大限制了學生動手能力的培養[3]。
微機接口技術被廣泛應用于電子信息各個領域，因此《微機原理與接口技術》是門應用性很強的課程，學生通過學習達到在掌握理論的基礎上，能運用所學知識解決一些實際問題的能力。但因為在實踐教學中存在以上問題，學生在學完這門課程后，大都停留在了解幾個常用接口芯片的常用工作方式的層面上。這和高等教育“培養應用型創新人才”的目標是不相符的。
三、將FPGA技術與《微機原理與接口技術》實踐教學相結合
FPGA（現場可編程邏輯陣列）技術[4，8]，用戶可以通過硬件編程語言重新配置芯片內部的電路，同時FPGA芯片中有豐富的邏輯單元，可以滿足設計復雜電路的需要，用FPGA技術對微機接口實驗平臺進行改進，正好彌補了現有平臺，芯片資源少，擴展性差，電路設計受限的缺點。配上USB，SATA接口，液晶屏等新型外設以及相應IP核，學生便可以進行一些新的接口技術的實驗，增強了實驗的趣味性，也加強了學生動手能力的培養。同時由于FPGA技術的廣泛應用，很多大學也開設了相關課程，但大都從硬件語言和SOPC(可編程片上系統)兩方面作手[5]，知識跨度大，而且學生缺少復雜邏輯與接口設計的實踐機會，將FPGA教學引入《微機原理與接口技術》實踐教學正好彌補了這一空缺。在熟練掌握電路設計的基礎上，學生可以運用微機接口，組成原理，體系結構，數字邏輯等知識設計多模塊的系統，使學生通過實踐教學將計算機多門硬件基礎課程融合成一個有機的整體。
四、基于FPGA的《微機原理與接口技術》實踐教學方法
1.改進實驗硬件環境
我們學校《微機原理與接口技術》是一門重要的計算機專業基礎課，多年來一直努力探索實踐教學的改革方法。我們與Xilinx(賽靈思)公司建立了聯合實驗室，并自主研發了基于FPGA的微機接口實驗平臺[6]。該平臺采用多模塊“樂高”思想分為：芯片組板、FPGA擴展板、外設板等三個部分并且可以靈活組合，便于調整與維護。芯片組板可以用來進行傳統的接口實驗，FPGA板可以用來學習硬件編程，同時還有配套的用Verilog實現8255，8253，8251接口芯片的邏輯，將其下載到FPGA中可以代替相應的接口芯片。因為FPGA中豐富的邏輯資源，學生可以在FPGA中配置多個接口芯片，并且可以用FPGA實現16位、32位接口芯片，從而設計復雜的接口電路。FPGA中還可以配置多種CPU架構如80X86，8051的IP核，可以建立多種系統架構。PC機與實驗平臺是采用FPGA邏輯配合橋接芯片實現PCI總線接口轉ISA總線接口，支持硬件在線編程與調試，同時提供相應的實驗供學生學習PCI總線接口與ISA總線接口。外設板上在傳統外設的基礎上還提供了液晶屏，USB接口，DDRⅡ接口，SPI接口，傳感器等新型外設，實驗結果的驗證方法將更加豐富有趣，大大提供了學生的興趣，并且可以根據實驗和開發的需要，組裝成新的IO外設板。總體上因為FPGA技術與新型外設的引入大大增強了實驗平臺的擴展型，而且實驗平臺功能豐富可用于學生畢業設計，電了競賽等綜合型實驗中。
2．改進實踐教學的內容
在以前的實驗內容基礎上，用ISE軟件仿真接口芯片，簡化以前芯片功能驗證的實驗，學生通過軟件仿真可以很清楚的了解接口芯片和總線接口的工作時序，不用硬件連線便可以得到接口芯片各方式下的波形，從而縮短芯片功能驗證實驗的時間，將更多的時間用在接口芯片電路的設計上。在學生了解各接口芯片的工作方式后，便可用FPGA仿真的接口芯片與板載芯片配合設計一些多芯片電路，解決一些實際問題，如車輛計數系統，點歌系統等，可讓學生自由發揮，極大發揮創造性，鍛煉學生的動手能力。在學生熟練的掌握硬件編程語言的情況下，學生可以自己編寫接口邏輯，實現與外設的通信。增加PCI總線接口，ISA總線接口，8051架構，USB，DDR接口驅動的實驗，擴展學生的視野，將學生的知識與現實應用緊密聯系起來。鼓勵有興趣的，學有余力的學生充分利用實驗臺上的外設擴展進行綜合性實驗，為電子競賽與畢業設計打基礎。
3.新實踐教學方法的推進
在教學方法的推廣上，采用以點帶面的方式，為有興趣的同學開展微機及接口技術的實訓培訓，由學生自愿報名擇優參加。由于實驗內容貼近應用，且有趣新穎，學生報名踴躍。經過兩期實訓班，實訓成果明顯，已有多名同學開始自主申請科研項目并獲得校級基金資助（例如正在進行的項目有：數控直流穩壓電源（立項編號：KYCX110403Z）和基于壓電傳感器和個人計算機構成的體溫信號實時監測系統（立項編號：KYCX110411Z）），同時在期刊上公開發表科技論文[7,8]。同時教學中采用“以競賽促學習”的模式，在實訓班之外成立興趣小組，組織同學們參加挑戰杯、全國和省級電子設計大賽、Xilinx OPENHW等相關比賽，調動學生的積極性，在比賽中培養學生的團隊能力，增強同行業內的交流。通過一系列新型實踐教學方法的運用，學生動手解決問題的能力大大加強，畢業學生的能力得到用人單位的認可和好評。
我們有針對性開發的微機接口技術教學實驗平臺，對實驗內容的調整方便組裝靈活，教師通過學術交流、互聯網等手段快速了解相關技術動態后，可快速調整教學內容，指導學生開展創新行技術實踐活動。接下來，準備在現有實驗平臺的基礎上建立相關網絡平臺，加強課堂和課外聯系，使微機原理和接口技術實驗對廣大學生真正做到完全開放。
近幾年，筆者一直擔任電子專業單片機原理與接口技術課程的教學，在教學過程中發現了如下問題：首先，不少學生對電工基礎、模擬電路、數字電路等電子專業基礎課的內容掌握不牢，影響了該課程的學習；其次，單片機原理與接口技術課程內容抽象，理論性、實踐性和綜合性很強，又同時涉及軟件和硬件知識，對學生的綜合素質要求比較高，而學生水平跟不上，教學難度大。針對這些問題，怎樣才能讓學生比較容易地理解和掌握這一門課程，成為本課程教學研究與改革的重點任務。因此，筆者在教學實踐中，通過不斷試驗，多次與單片機教研組老師交換意見，總結教學經驗，認為一體化教學能讓學生在做中學、學中做，把復雜的知識直觀化、項目化，有效地調動學生的學習興趣，可以收到較好的教學效果。
一、傳統教學與一體化教學比較
傳統教學一般先理論講授，后實踐操作，在理論指導下完成實操。理論教學通常在教室進行，實踐教學實訓室進行，理論與實踐分開授課。這種模式的突出弊端在于理論教學與實踐教學脫節，導致理論知識難以及時消化，操作訓練不能連續，學生雖然經過多次訓練仍不能掌握操作技能，教學效果不理想。
一體化教學是指在同一空間和時間內同步進行的教學，理論和實踐交替進行，直觀和抽象交錯出現，沒有固定的先實后理或先理后實順序，而是做中學，學中做。一體化教學具有三個特性：①空間和時間的同一性；②認識過程的同步性；③認識形式的交錯性。
下面，以“輸入/輸出接口技術”為例，具體說明這兩種教學方法的區別。
傳統教學：教學以老師講解為主，先介紹輸入/輸出端口名稱、作用、特點等各知識點，讓學生在識記的基礎上做作業，并利用單片機實驗箱驗證各知識點。
一體化教學：教學以老師為主導，學生為主體。教師先下達項目書（制作霓虹燈），然后組織學生研究討論，制訂方案，補充制作過程所需要的知識（輸入/輸出端口名稱、作用、特點等），然后進行項目制作，完成作品，并在教師指導下進行項目評價和總結，最后針對學習成績好、有興趣的同學布置技能拓展項目。
二、一體化教學實施
為培養培養技能過硬的單片機實用型人才，學校單片機教研組以教學改革為手段，以單片機實訓室為依托，將單片機原理及應用技術課程內容分解為單個彩燈閃爍（單片機基本知識介紹）、霓虹燈（輸入/輸出接口技術）、鍵盤接口顯示（鍵盤接口技術）、計費器（定時/計數器）、報警器（中斷技術）、秒表（數碼靜態顯示）、學號顯示器（數碼動態顯示）、數字溫度計（a/d轉換器）、信號發生器（d/a轉換器）、密碼鎖（i2c總線）等10個項目，采用邊講邊演示邊操作的教學模式，讓學生通過實踐操作掌握相關理論知識和基本技能，做到實踐中有理論，理論中有實踐，使學生既掌握理論知識又懂得實踐操作，將理論教學與實踐教學真正融為一體，實現理論教學與實踐教學的高度融合。
下面以報警器的制作為例，具體介紹“中斷技術”一體化教學實施過程。
（一）課前準備
在實施一體化教學前，要做好充分的教學準備，首先要購置編程器、89c51cpu、電路板和發光二極管等常用單片機實訓元件，然后安裝proteus、編程器、偉福等單片機常用軟件，組建一體化單片機教學場地。
（二）下達項目書
目前技工學校在校生素質普遍較低，因此，設計項目時，難度不能太大，難度較大的章節，須將內容分散到各個小項目中，否則會導致學生失去信心。“中斷技術”是單片機原理與接口技術課程的教學難點，為了減輕學生的學習難度，筆者實際教學時，要求學生先制作一個接觸式閃光燈，再制作報警器，這樣每個項目包含的新知識點就不會太多。制作接觸式閃光燈所需要用到的知識點有：① 發光二極管的使用；②中斷控制。報警器隱含的知識點有：①中斷控制（舊知識點）；②探測器的使用；③報警聲的產生。
（三）分析項目
項目下達后，先讓學生自行分析，遇到難題時，教師應當啟發學生思考、提問，與學生共同分析項目，并制定具體的實施方案和詳細的項目指導書。
例如，在接到制作報警器項目后，教師可讓學生先停下來，引導學生思考：電路中的揚聲器如何報警？報警燈如何點亮？如何識別報警信號？拋出學生當時迫切想知道的幾個問題，這樣，學生的好奇心和求知欲必將受到極大的激發，他們便會主動探索，去尋找解決問題的最佳途徑。
（四）項目實施
學生按照項目指導書的要求進行操作，在老師的指導協助下，通過查找圖書和網絡資源，與同學探討，完成報警器的制作，培養學生的協作意識、交流能力以及主動思考、解決問題的能力。
在項目制作過程中，針對學生提出的問題，教師可進行篩選，采用不同的教學方法。對于簡單問題，可以鼓勵學生自己討論解決；對于復雜問題，教師應當主動引導學生，應用知識，啟發思路；對于涉及的新問題、新知識，可與學生共同研究，再由學生去完成項目。比如：在制作報警器時，會涉及到三個知識點：其中，中斷控制屬于舊知識范疇，在制作接觸式閃光燈中已經學過，可以根據學生的反應，采用不講或串聯回憶式教學；而探測器的使用、報警聲的產生屬于新知識范疇，教師應當及時補充此內容，讓學生現學現用。
（五）項目評價、總結
在一體化教學中，學習效果主要由完成項目工作的質量來衡量，主要包括自我評價、學習小組評價和教師評價。圍繞學生在項目設計過程中，從項目剖析、任務分解、知識點學習、知識點應用、目標搭建、目標組合等項目完成的一些列活動中，通過師生間的互動交流、學生間的互助協作，考察學生對項目的理解、知識點的學習領悟、單片機知識的應用以及語言表達能力。
（六）知識拓展、能力提升
對于學有余力的學生，可布置多路報警器等項目，通過制作多路報警器擴展項目，鞏固“中斷技
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術”學習內容，開拓多任務設計思路，通過查找資料，與同學和老師交流，提升學習能力和知識的應用能力。
三、實施一體化教學需要注意的幾個問題
（一）教學計劃、教學大綱與教材
按照傳統教學模式編寫的教學計劃、教學大綱和教材難以滿足一體化教學要求，一體化教學要按照企業發展需要和技能人才的培養規律，根據國家職業標準，以綜合職業能力為培養目標，通過典型工作任務（即項目）分析，構建課程體系，并以具體工作任務為學習載體，按照工作過程和學生自主學習要求設計和安排教學活動的課程。
教材是教師組織教學、學生學習的主要依據和信息來源，因此，一體化教材是實施一體化教學的基礎。一體化教材一般由學校教師和企業技術人員共同編寫，教材主要以典型項目組織內容，注重教材實用性和可操作性，強調學生的實踐技能、技巧的培養。
（二）教學過程設計與教學準備
一體化教學既要理論講解、示范操作和操作訓練，同時還要突出學生的主體地位，讓學生按照既定目標有序地“動”起來。因此，一體化教學與純粹在講臺上的理論授課或在實訓室的實踐操作有很大區別。因此，設計好教學過程是上好一體化教學課的關鍵，可以從以下幾個方面考慮：1、明確教學目的：學生需要掌握哪些知識點、技能點，掌握到什么程度，達到什么樣的效果，哪些需要講解。2、準確把握教學對象：學生基礎怎樣，前導課程有哪些，學生有何特點等。3、確定教學重點和難點，做到重點突出，難點分解。4、設計教學策略：建議采用項目教學、任務驅動等教學方法。5、合理組建項目小組，每組以3～5人為宜。分組時要充分考慮小組成員的綜合素質、動手能力，做到好、中、差搭配。
（三）教學硬件與軟件條件
1、硬件條件。一體化教學強調的是空間和時間的統一，即在同一場所和同一時間內完成教學的多種任務。所以，要實施一體化教學，就必須具有既能滿足理論教學，又能滿足實踐教學的一體化教學場所。
【關鍵詞】單片機；接口技術；教學實驗
單片機實驗在單片機理論教學中，具有非常重要的實踐作用。我們通過單片機教學實驗，可以很好的提升學生動手能力，讓學生在動手的過程中認識到其工作的特性和原理，對理論知識有一個非常直觀、系統的認識和了解；除此之外，還可以加深學生對理論知識的印象和解讀能力，使得學生在實踐的過程中掌握單片機的關鍵理論知識和相關技術。
一、現有實驗教學方式的不足
1、內容的系統性存在缺陷。實驗課程的學時在課程總學時當中受到非常明顯的遏制，假如說在原有的計劃上安排了10個學時的實驗課程，但是這些實驗學時對單片機實驗教學的實踐需求是遠遠不夠的。為了在有限的時間內把單片機的實驗內容最大化講解，實驗課程的環節中穿插了非常多的論證性實驗，并且教師會給出一定的程序步驟。在實驗的時候，學生都是被動跟著教師進行，對于實驗內容的認識依然停留在書本知識方面，缺少新器件和電路應用方面的實際操作訓練。雖然說這么做加快了實驗的周期時間，但是本著實驗課程鍛煉學生的實踐操作能力和思維能力的目標依然沒有實現。雖然說部分學生對于知識是一知半解，但是完全依照書本操作步驟進行，也可以完成相關的實驗，但是這樣的情況依然無法滿足學生訓練單片機內容的實踐操作要求。
2、時間的靈活性非常古板。因為實驗成績是課程總成績的少部分，因此當課堂教學內容全部結束的時候，所有的實驗教學課程都要結束，要不然會影響到學校安排考試和成績測評的安排，鑒于這樣的原因，實驗周期時間短和相對集中就成為了主要問題。在這部分時間內，實驗室出現高負荷情況，每個班級的實驗時間都安排的很集中，經常會出現下組學生等待上組學生做完實驗等實驗設備的情況，靈活的時間因此受到非常大的限制，并且影響到學生實驗課程的教學質量。
3、綜合性實驗無法開展。因為單片機的價格非常低廉，體積還很小，相應的功能也在不斷的完善，成為現代工業技術中非常理想的一種微控單元核心構件，尤其實在工業過程控制和智能儀器儀表方面應用非常廣泛。單片機實例應用是非常容易就可以被利用在實驗教學過程中的，因為這樣不單單可以讓學生建立一個非常系統的單片機知識系統，還能夠讓學生體驗到單片機在實際應用中的價值。但是因為現實教學情況的限制，如此綜合性的教學實驗并沒有被安排實驗教學中，只是作為小部分的選修內容。
二、單片機實驗教學的有效改革
1、專門開設單片機實驗教學課程。真正意義上掌握單片機的理論知識，必要的實踐操作是不能缺少的。現在的學生普遍感覺到單片機的理論知識很難把握，最主要的一個原因就是實踐操作程度的不深刻，所以在改革單片機原理和接口技術實驗課程的時候，必須把理論教育和實踐操作一分為二。把傳統課本知識中的實驗內容全部分離開來，重新進行規劃和分類，并且為此專門編纂特定的實驗教材，從根本地位方面改變實驗教學的存在價值。如此一來，實驗課時得到了充分的保證，并且在實驗內容的安排方面更加全面和具體，可以讓學生在程序編寫、通訊方式、存儲器結構和系統綜合應用方面得到全方位的訓練和提升。目的是培養學生正確地思維方法和健康的學習態度。
2、柔和化的實驗教學時間。單片機課程被設置為單獨的實驗課程之后，就不會依附于傳統的理論知識教育，所以說在時間的安排方面非常充裕，基本上實現了實驗時間的真正開放。實驗時間貫穿于整個學期，每個小組之間可以進行不同類別的實驗，隨后進行對比和交流。實驗時間不再依照傳統理論課程時間的安排，而是全天都在實驗，目的是確保不同層次的學生有充分的消化知識時間。實驗課程的時間占據總課時的50%，學生可以自身學習的需要選擇實驗的類型。對于選修課程，不再要求學生在一個單元課時內完成，一個實驗可以分成若干個小實驗進行，留給學生充分思考的時間。
3、層次分明的實驗內容。單片機實驗教學的內容可以大致分為三部分，就是①基礎實驗部分，②設計實驗部分，③系統試驗部分。基礎實驗就是說對單片機基本知識的理解和學習，讓學生根據指導書中的步驟設計進行，教師編寫非常系統的實驗步驟，使得學生在完成基礎實驗之后，具備一定的總結和編程能力。設計實驗就是說對某一個單獨的方面進行深入化的研究分析，只是針對一個知識點進行認真討論，要求學生自己動手設計路線、編寫程序、自行調試、發現問題和修改等。系統試驗就是對畢業設計內容和專業領域設計內容，采用應用系統設計方式。
4、虛擬仿真技術和實踐操作技術的完美結合。Proteus是現在最好的電路仿真實驗軟件，其中具備非常優秀的數字電路、模擬電路和電路系統，支持AVR和51系列等主流單片機系統和不同樣的調試環境。比如說Keil C51 uVision2 軟件，就是一款很好的單片機仿真實驗軟件。所以說在單片機實驗課程改革過程中，我們將Proteus融入到單片機實驗教學當中，要求學生在掌握基礎知識之上，對于一些綜合性的實驗，學會使用Proteus軟件進行設計和修正，然后再把自己做實驗的內容移植到實驗室硬件電路當中。很好的減小了原材料的損耗，也達到了訓練學生操作能力的目的。
5、改良實驗課程的測評方式。完善測評方式不單單是對學生所掌握知識的一個客觀評價、對學生實踐操作能力的肯定，更是成為激勵學生努力學習的手段。測評的方式要具有一定的公平性和公正性。學生進行的每一項實驗記錄都占據一定的分值，學校不再需要進行單獨的實驗測驗，而是對學生整個實驗過程進行綜合評價，盡可能規避偶然性和片面性情況的出現。
總結：單片機原理和接口技術的實驗教學，最終目的是鍛煉學生的動手解決問題的能力，所以在掌握理論知識的前提下，學習和熟練應用實驗方法是非常關鍵的。因為單片機實驗教育是一項漫長久遠的任務目標，所有我們在只有單片機實驗教學的基礎上，融入科學發展觀的理念，才可以更好的建立一套實驗教學綜合體系，順應時展的要求。
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