时间：2023-05-30 10:44:50
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇口技教学，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
摘要：本文总结了作者多年来对“接口技术”理论与实验的教学经验，从理论与实践教学的高度融合方面进行了一系列的探讨与研究，提出了在教学环节中应该注意的一些问题。
关键词：接口技术；教学方法；实践教学；
中图分类号：G642
文献标识码：B
1引言
接口技术是计算机学院的一门专业基础课，它的工程性和实践性都很强，在整个教学环境中起着较为重要的作用。因此，解决好理论与实践教学相结合的问题是提高接口技术教学水平的关键。通过几年的教学实践，我们注重教学内容的人性化教学方法，注重理论结合实际，强化实践教学的内容，使很多同学恢复了对硬件课程的学习信心。下面分别从教学内容和教学方法等方面进行分析和介绍。
2集中精力搞好教学
我们认为要搞好本科教学，首先要真心喜欢教学工作，其次愿意投入更多的精力和时间对教学内容进行研究和研讨，最后要积极参与科研，特别是一些与教学内容有关的科研工作。这听起来也许很简单，做起来却比较困难。当前人们的工作和生活节奏都很快，涉及到的工作内容很多，教师难以拿出更多的时间投入到教学工作中，但我们认为只要你愿意投入更多的时间和精力，认真准备每一堂课的内容，耐心和负责任地对待每个学生，服务于他们，将教学工作作为自己的神圣职责，你一定能做好本科生的教学工作，这一点是不可怀疑的。
随着信息技术的发展，大学生们获得知识和信息的渠道越来越多。这个年龄段的学生世界观正在形成过程中，他们的思想非常活跃，见识也很广，对待任何事情都要求比较高，因此，这就对我们的教学工作提出了挑战。教学工作能否满足学生的需求，他们是否认可我们，都成为我们在教学研究和研讨中需要解决的问题。近年来学生旷课的现象逐年增多，严重影响了本科生的教学次序和水平；这从一方面反应了某些学生学习态度不端正，另一方面也反应了学生对我们的教学工作不够满意。除了对某些学生的批评外，是否应该检讨我们在教学上的不足呢？这是我们每个教师都应该思考的问题。因此教师应该拿出更多的时间进行教学研究和教学改革，从教学内容和教学形式上来增强课堂教学的吸引力，增加课堂的活力，尽量将那部分学生吸引到课堂中来，这是每个教师应该考虑和探讨的问题。
教师对学生的影响是非常深远的，也许几年后他所学的知识忘记了很多，但对老师的印象却是挥之不去。因此教书育人是每位老师不可推卸的责任。教师在上课的同时，也要帮助学生树立正确的人生观，要强化他们的社会、家庭责任感和竞争意识。每位教师应该在提高教学水平的同时，严于律己，在学生中树立起良好的形象，使学生从内心中真正感受到这是一位负责任的老师。总而言之，对得起每位学生是我们每个教育工作者不可推卸的社会责任和道德义务。
3尽快帮助学生摆脱学习中的困境
计算机学院的学生大部分对电脑感兴趣，但他们对计算机的认识仅仅停留在表面上。比如喜欢玩游戏、愿意熟悉一些陌生的软件等，但缺乏对计算机内在知识的认识和了解。众所周知，计算机在处理复杂运算时非常容易，而在做一些识别工作时就显得不那么容易，而人脑正好相反。因此计算机在处理某一个事件与人脑处理同一事件的方法上是有区别的，这就造成了学生在深入课程的学习时感到越来越困难，特别对硬件课程的学习感到更加吃力，甚至难于理解和接受，这往往会导致学生失去学习专业课的兴趣，而接口技术课程正处于这种困境之中。我们进行了多次教学研讨并与很多学生讨论后认识到，其原因是学生习惯于用人脑的思维方式和解决问题的手段直接当作计算机处理问题的方式和手段，学生缺乏对计算机解决问题的基本方法和技巧的掌握，特别缺乏思维方式的升华过程。比如在解决某个具体问题时，在人脑的思维中也许某些条件是已知甚至是相关联的，但在计算机的方法中它们可能是无关甚至是未知的。由于条件的不同，其解决方法会有差别，而学生很难区别。例如，人的视听触觉所获取的资料与其识别的结果具有相当大的关联性，甚至认为结果是必然的，没有意识到获取资料与识别结果之间存在着处理过程；而计算机则不同，它在获取资料与得到结果之间需要进行大量的数据处理，这个过程对人脑是显然的，而对计算机是不显然的。如果在教学中教师不注重对人脑思维方式与计算机处理问题的方式的区别与联系的深入讲解，不重视对各课程之间知识点的连贯性讲解，就会使学生陷入困境。因此在教学中帮助学生认识它们的差别，掌握计算机处理问题的方法，使学生尽快走出学习中的困境，是每位任课教师应当承担的最基本的责任。
4坚持人性化教学方法
课堂内容的人性化教学能使学生较容易地接受知识的难点，这是帮助学生理解课程内容的有效方法之一。接口技术中涉及到的大部分可编程芯片都具有人性化设计的特点，即用人性化的思维方式借助于计算机的设计方法来设计芯片。如果我们能在课堂上将它们的人性化设计特点讲清楚，学生听起来会感到较为容易理解和接受。比如在讲8259A中断控制器与CPU的互动关系时，就可引入医院中病人看病的过程，在这里医生就相当于CPU，管理病人的护士相当于8259A中断控制器，而等候的病人就相当于中断源，一旦他们挂了号就相当于中断登记，而挂号的先后就相当于各自的优先级。护士台上显示的号码表示医生看到的病人(这个号码被锁存在8259A控制器中的正在服务寄存器中)由于护士只管理病人，而医生仅给病人看病，因此医生和护士是两个相互独立的体系，他们各自的状态是相互不知的，这是问题的关键；在这里必须给学生讲清楚医生和护士是如何互动才能保证整个中断系统的有效进行。比如医生给病人看完病后，一定要以某种方式告知护士去显示下一个号码(即清除正在服务寄存器中的相应位)，目的是能让下一个病人进去看病，这个过程就相当于中断结束命令。另外，当一个危重病人来看病时，护士容许他打断医生对现行病人的治疗，优先对他治病，这就相当于中断嵌套。还比如并行通信和串行通信所涉及到的握手信号的互动关系，就相当于两人在确定一个事件的过程一样，握手信号之间的互锁关系是为了保证信号之间的交换是可靠的。总之通过对教学内容的人性化教学可使学生比较容易地理解很多概念，我们应该尽量多地掌握一些人性化教学内容，以便在教学工作中获得主动权。
5归纳与总结以强化知识体系
接口技术课程涉及到的知识点很多，某些类型的知识具有特殊含义，教学过程中要注重本质内容的讲解，注重软硬件关联性的讲解。比如涉及到的输入输出指令(IN和OUT指令)时，要使学生明白它们不仅仅是两条汇编语言，而是与硬件信号有着密切关系的指令。当CPU执行这两条指令时，它们会涉及到三个硬件信号，即读写信号、地址信号和数据信号。理解输入输出指令与这三个硬信号之间的关系是学好接口技术课程的重要基础，也是灵活设计各种接口电路的基础，而这些软硬结合的知识点往往不易引起学生的注意和重视。
接口技术的译码方法也非常有特点，通过归纳和总结要使学生理解寻址不是仅与地址信号和相关的控制信号有关，而且还有可能与命令字中的特征位及其个数有关{一位特征位就相当于一根特殊的地址线}，也有可能与命令字出现的顺序有关，甚至有可能需要先发送寻址命令，然后再对数据操作，这些特点在接口技术中都体现的淋漓尽致。但重要的是能将这些特点用数字电路原理图的形式画出来，使学生们能意识到接口芯片内部译码电路的设计原理，为接口电路的灵活设计打下基础。
接口技术是软件和硬件的结合，它有很多模版化的编程方式。比如基于微机的中断程序的编写方式，基于非微机的中断程序的编写方式，全双工和半双工的通信程序的编写方式等，都具有固定的编程模式，这类问题在接口技术中有一定的代表性，也要帮助学生归纳和总结。
要帮助学生归纳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(比如定时器/计数器和DMA控制器)；哪些芯片不仅需要初始化，而且还要有相关的程序运行才能进行数据交换，这类问题要通过理论教学和实践教学的互动才能使学生更好地掌握。
复位信号对接口芯片也是很重要的，要使学生明白接口芯片复位的目的和复位之后的状态是什么？哪些芯片没有复位？哪些芯片是软复位？哪些芯片是硬复位？复位对芯片的运行会产生什么影响？这些问题需要总结，并通过实验现象给予验证。
总之，归纳与总结能使学生的知识体系更加强化。
6加强实践教学力度
实践教学是对理论教学的补充，通过实验课学生进一步加深了对理论知识的理解，在实践教学中我们特别注意以下几个方面：
(1) 承担理论课教学的教师尽量承担实验课教学，这能帮助教师在理论教学中尽可能与实验现象相联系，同时可以帮助教师总结和改进课堂教学的内容，减少理论与实践相脱离的可能性，因为实践教学可以反映出学生对知识的掌握程度。
(2) 增加理论教学与实践教学的互动力度，在每个实验之后要对实验过程和实验现象的理论根据进行归纳和总结，使学生深入认识实验结果的必然性，因此教学过程应遵循理论讲授实验教学理论深化的过程。
(3) 补充实验内容使学生根据个人兴趣选做实验。我们的实验平台是前年购置的，其实验内容非常有限，为此我们在新的实验平台上设计了很多新实验，其内容紧扣每章的重要知识点，注重工程应用，并加大综合性实验的设计，这样既给学生提供了丰富的实验内容，又可减少相互抄袭实验的现象。另外我们又开发了若干个实验扩展板，设计了若干个扩展板实验，供学生选做。
(4) 鼓励学生设计实验，以强化硬件设计能力。学生做实验是被动行为，他只考虑如何根据所学的知识去完成实验，做实验前，他们认为实验过程和所采取的电路都是正确的，而缺乏对实验设计和实验方法的思考，这种实验教学模式不利于培养创造性人才。因此我们鼓励学生自主设计并完成实验，使其掌握设计思路、方法和过程，这样他们所考虑的问题要复杂得多，有利于培养学生独立工作的能力。
7课程的考核与评价
考能力而不是考记忆是我们引导学生注重能力培养的重要方面。几年来，我们都采用开卷考试，始终保持部分试题来自于实际应用，强调基础和应用相结合。这样就克服了以简单客观题为主的考试弊端，考试能较好的反应考生的实践能力和对知识的综合应用能力。这种教学和考核方式在刚开学时就给学生交代清楚了，因此学生在平时学习时就注重实际综合能力的训练，从而使该课程取得了较好的教学效果，得到了学生的认可。
参考文献
关键词：微机原理；接口技术；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）04-0127-02
“微机原理及接口技术”是一门关于计算机硬件基础知识、汇编语言程序设计及常用接口技术等知识的课程。是通信、电子、信息工程、自动化等非计算机专业的一门重要专业基础课。该课程软硬件并重，知识点丰富，具有很强的理论性、实践性与应用性。笔者所在的自动化系为该课程分配64学时，其中课堂教学58学时，实验6学时。如何在有限的学时内，尽快引导学生入门，激发学生的学习主动性和积极性，让学生了解和掌握授课重点是该门课程教学的关键。本文结合实际情况，从教学内容、教学方法、实验环节三个方面对该门课程的教学进行了探讨。
一、教学内容
“微机原理及接口技术”涉及的知识面较广，包含计算机预备知识、微处理器、指令系统、汇编语言程序设计、存储系统、输入/输出技术、常用接口芯片及应用等几大部分。[1]在对教学内容的把握上，坚持循序渐进的原则，从微机的基本概念、基本原理入手，逐渐过渡到汇编语言、微机接口，并在内容上把微机系统软硬件技术有机结合起来。整个教学内容分为七大章。
1.预备知识。本章重点讲授二进制、十进制、十六进制的相互转换及符号数的补码表示，强调“溢出”这一概念及其判断方法。使学生通过本章的学习深刻地认识到计算机内部所有信息都以二进制数的形式表示，从而为指令系统及汇编语言的学习打下基础。
2.微型计算机概述。本章重点讲授微型计算机内部的基本结构、8086CPU的外部引线及14个内部寄存器、存储器寻址。由于后续章节均以8088CPU为例讲授CPU与存储器、接口芯片的连接，因此在本章最后简要介绍了8088CPU系统总线结构。
3.指令系统。本章重点介绍操作数寻址方式以及七大类基本指令――传送指令、算术运算指令、逻辑运算和移位指令、串操作指令、程序控制指令、处理器控制指令、输入/输出指令。在讲授过程中和第2章结合，强调CPU内部14个寄存器的特殊用途。
4.汇编语言程序设计。本章重点讲授汇编语言源程序的结构及程序设计的基本方法，介绍顺序、分支及循环三种程序形式，并进行程序设计举例。
5.存储系统。本章重点介绍存储器的分类和基本性能指标，并以SRAM 6264为例介绍存储器芯片的连接使用，使学生掌握全地址译码方式下存储器与系统总线的连接方法。
6.输入输出技术。本章介绍接口的编址方式及无条件传送、查询传送、中断、DMA四种数据传输方式。其中，重点介绍中断传输方式。
7.常用接口芯片及应用。本章介绍三态门、锁存器等简单接口芯片及8255、8253等可编程接口芯片，重点讲授接口芯片的引线功能、工作方式、控制字、寻址及连接、初始化和应用。
由于计算机技术发展迅速，需要在原有教材基础上及时补充新的实用技术，如现代微机系统的总线技术、高速缓存技术、流水线技术、并行技术、虚拟存储器技术、闪存技术等。整个教学过程既注重基本知识和技术的讲解，又注重新技术、新芯片的发展动向和应用介绍，这样的教学内容既具有学科教学的完整性、系统性，又具有项目教学的目的性、实用性，设置得先进、合理。
二、教学方法
该课程使学生接触到较多硬件方面的知识，汇编语言的编程也直接与系统硬件相关，指令多且烦琐，容易给学生造成难学、枯燥的感觉，因此需要对教学方法进行改进完善，以提高学生的学习兴趣。针对上述问题，主要采取以下措施。
1.注重基本原理、方法的介绍。挖掘知识点背后涵盖的基本原理和方法，使学生深刻理解并掌握所学内容。计算机知识涉及不少英文缩写，如芯片引脚、指令系统等，在介绍时需让学生了解英文全称，从而记住引脚或指令的含义。如芯片引脚中，R通常为读（Read），W通常为写（Write），E通常为使能（Enable），A通常为地址（Address），D通常为数据（Data），CS为片选（Chip Selection），等等。如此一来，学生在学习8086/8088CPU、存储器、接口等不同硬件芯片时，能根据引线名称推测出其含义，了解其作用。在介绍操作数的不同寻址方式时，不要求学生记住每种寻址方式的具体名称，而是让学生掌握操作数可能存放的几种位置。在介绍A/D变换芯片时，重点介绍芯片的输入动态范围及转换精度等性能指标，让学生知道怎样根据不同需求选择合适的A/D变换芯片。此外，芯片的工作时序在8086 CPU、接口技术部分均有涉及，需要重点介绍，理解时序才能真正理解计算机硬件的工作方式，才有可能针对具体芯片进行编程。
2.重视课程内容间的横向比较和纵向连贯性。在介绍指令系统时，重点强调8086CPU内部14个寄存器的特殊用途，使学生在编程时能正确、灵活运用不同的寄存器。在介绍常用接口芯片及应用时，结合前章输入输出技术，将8255可编程并行接口与三态门、锁存器等构成的接口电路进行比较，让学生直观感受可编程芯片使用的便捷性。在介绍接口技术时，详细讲解查询这一数据传输方式的软件实现，便于学生加强对时序的理解，并学会正确运用输入输出指令。
3.利用学生求知欲，激发学习兴趣。大学电脑普及程度高，在教学中要有效利用学生对于计算机软硬件的求知欲望，激发他们的学习兴趣。例如，为了使学生理解计算机内部所有数据都以二进制数的形式表示，以图像为例，采用画图工具打开一幅图像，每个像素点的颜色可分解为红、绿、蓝三个值，取值范围均是0～255，在计算机内部用8位二进制数表示。又例如，在介绍微型计算机内部基本结构时，采用提问法，让学生说说他们买电脑时会考虑哪些方面，从而引出CPU、内存、接口、系统总线等微型计算机基本组成模块。
4.化解知识难点，变抽象为具象。[2]在讲授较难理解的内容时，可采用类比法，将其与生活实例相结合，化抽象为具象。在介绍补码时，将其与时钟系统类比，调整时间可采用正拨、反拨两种方法，正如补码运算能将减法化为加法。介绍存储器寻址时，以小区门牌号为例，假设小区有10栋楼，每栋楼有10个住户，为能够识别每一个住户，需要100个门牌号。若直接分配门牌号，则需用一个二位数（0～99）表示；若以“楼号+楼内门牌号”的方式分配，则只需要两个一位数。此外，介绍存储器芯片连接使用时，可把高位地址与存储器芯片片选芯号间的译码电路看作是单元门上的门铃系统，按下一个门牌号，对应房间内的门铃就会响。
5.完善电子教案，重视多媒体课件研发。通过将多媒体技术引入课堂，把抽象、枯燥、难以理解的知识点变为形式活泼、生动形象的动画演示，实现了互动教学，解决了传统教学中无法表现的问题。例如，在讲解移位指令时，通过动画可将移位过程反映出来，加深学生对不同移位指令用途的理解。在多媒体课件研发过程中，避免泛，力求精，控制每页字数和字体大小，注意提炼关键知识点，对难点做出直观讲解。
三、实验环节
笔者所在的自动化系统为该课程分配6学时实验，需要最大化利用这6学时，培养学生编程兴趣，通过实验对理论知识有更深刻的认识。笔者在教学过程中发现，由于该课程需要记忆的知识点太多，单纯的书本讲授无法让学生将这些知识点完全联系起来，因此，大部分学生在一开始接触时对该门课程比较感兴趣，但到了学期中间，有一部分学生因为难以跟上教学进度，没有学习成就感，学习兴趣就逐渐丧失了。通过与学生交流，向有经验的教师请教，以及个人体验等三个途径，笔者发现实验环节的内容和时间安排起着非常重要的作用。为了激发学生的学习积极性，教师应将实验课程适时穿理论教学当中，帮助学生熟悉实验的硬件和软件环境，引导学生在实验过程中验证课堂上讲授的理论知识，掌握程序阅读和编写的方法和技巧，指导学生举一反三、触类旁通地去学习并掌握实验内容，进而巩固理论知识。此外，为了在实验中培养学生分析问题和解决问题的能力，教师在实验检查时不能只关注实验结果，而是应该重视实验过程。为了解学生对实验的理解程度，可人为设置故障，让学生分析故障产生原因，提出解决方案，对程序进行修改和调试。为实现上述目标，笔者设计了三个实验。[3]
1.编程实现求最大数。通过该实验，学生能掌握汇编语言源程序的结构，会进行汇编程序的简单查错和调试，能正确使用传送指令、算术运算指令、程序控制指令以及循环程序结构。在该实验基础上，可让学生编程实现求最小数，也可改变数据格式，如将8位数换成16位数，将无符号数换成有符号数，通过这些变化加强学生对算法的理解。
2.8255可编程并行接口实验。该实验以8255为接口芯片，要求学生编程实现若干开关对若干LED的控制。通过该实验，让学生掌握8255工作方式。同时，为了让学生灵活运用不同指令，可改变开关的控制策略，如部分开关拨上对应LED亮，反之灭；部分开关拨下对应LED亮，反之灭。
3.8253可编程定时器实验。通过该实验让学生掌握8253的编程原理，同时，学会用示波器观察不同模式下的输出波形。
参考文献：
[1]李伯成，侯伯亨，等.微型计算机原理及应用[M].第2版.西安电子科技大学出版社，2008.
关键词：微机原理；教学改革；能力培养
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编识码：1006-4311(2012)02-0228-01
0 引言
《微机原理及接口技术》是电子信息类专业的核心课程，也是其相关专业后续课程：《单片机原理与技术》、《嵌入式系统》、《ARM技术》、《微机式医学仪器》学习的纽带和桥梁。该课程涉及内容繁多，理论性强，概念抽象不易理解，而且面临CPU更新速度快的发展现状，无论是从教师的教或学生的学上来说，都是难度较大的一门课程。本文结合目前传统教学中存在的问题，从改革教学内容、教学手段以及实验内容等方面进行了探讨。
1 目前教学实践中存在的问题
1.1教学内容陈旧，与其他相关课程的教学脱节《微机原理及接口技术》课程的主要内容包括CPU的结构及功能介绍、指令系统和汇编语言程序设计、存储系统、接口技术等。
目前有关微机原理及接口技术的教材很多，但提到该课程与后续课程之间联系的甚少，而且有些教材或者不提及32位GPU以及目前CPU的最新技术，或者在教材后面部分从较高层次对32位CPU中的进行阐述。由于学时有限，在实际教学中这些知识基本上无法涉及，学生普遍感觉该课程离现实太远，将来用不上，因此学习时就带有一定的排斥性。
1.2教学内容理论性强，互动性羞 该课程覆盖的知识面广，课程的软硬件系统关系非常紧密，而且该课程的理论学习很重要，是实践教学的基础。实际中理论教学主要靠教师在课堂上用电子教案结合板书进行讲析，而这种单纯的理论分析，让学生觉得枯燥乏味，尤其是讲到CPU结构、指令系统、总线时序等知识点时，由于缺乏互动，降低了学生学习的积极性。
1.3实验环节与教学环节脱离目前高校《微机原理与接口技术》课程的实验，大都采用实验箱，这些试验箱装置主要实现芯片功能的验证性实验，学生只需若干连接几根重要的连线即可出结果，基本上没有发挥学生的自主创新能力；即使是在最后的设计性实验中，也是由实验教师给出实验线路和程序，学生按线路连接，按程序敲入即可。这样的实验环节对学生学习后续课程和进行应用型毕业设计起不到太大作用。
2 加强学生能力培养的教学改革
2.1教学内容的改革为了强调该课程的重要性，从第一章开始，就将该课程与相关先行课及后续课之间的关系用图示进行说明，并给出一些以往毕业生做过的控制系统实例，使学生对该课程在整个课程体系中的作用有一定的了解。另外课程安排上，在讲解8086功能结构、8086指令系统、存储器系统等章节时，可将32位CPU及双核酷睿等最新技术糅合其中，简要介绍80386的内部结构、指令系统、存储器系统与8086的异同，并给出相关网址或文档。提高学生的学习兴趣。
2.2教学方法的改革由于该课程理论知识繁多抽象，不易于理解，因此在课堂教学中可采用多种教学方法，充分利用多媒体工具，借助于各种软件进行讲授。
寻址方式和指令系统是该课程的难点，寻址方式灵活多样，指令繁多且不易记忆，对刚刚接触该课程的学生而言，要想很快掌握寻址方式及各条指令的功能并非易事。为了加深记忆，使学生在理解的基础上记忆，在讲授存储器寻址方式时，可利用多媒体的动画效果，给学生演示出各种寻址方式下数据的流动情况，让学生能很清晰直观地看到内存的数据传递；在讲授指令系统时，首先将各条指令的英文进行解释，例如ADD、DAA、AAD这三条指令各自的含义用英文解释后再加以记忆就要比单纯记忆容易得多。
传统教学将汇编语言中非常重要的调试工具一DEBUG放到汇编语言程序设计部分进行讲授，其实对该工具的介绍完全可以提前到寻址方式和指令系统的讲授中。
该课程是一门软硬件结合的课程，硬件电路图多，线路复杂，用挂图或幻灯片均难以达到预想的效果，在讲授存储器扩展、各类接口电路的教学中可以利用专门绘制电路图的软件protel绘制出电路图，对一些重要的控制线和状态线做出标注并在课堂上进行讲授，这样可以使学生对protel软件有了初步的认识，对他们日后设计电路、绘制PCB图打下基础，起到事半功倍的作用。
2.3采用开放性实验，最大程度开发学生潜能和创新性微机原理及接口技术是一门实践性很强的课程，在实验课上，学生不仅能掌握课堂上所学的指令系统、汇编语言的编程技术，更重要的是，通过安排一些卓有成效的设计性实验，可以提高学生的动手能力和独立思考的能力，并能在一定程度上训练学生的纠错和硬件调试能力，为学习后续课程和自行设计系统打下基础。
传统的微机原理实验采用实验箱的方法，将程序固化在试验箱中，学生只需连几根线，调出程序运行，看见预期结果即可，这种枯燥的实验非但不能提高学生的自主创新能力，反而会使学生对实验产生厌倦，从而失去开设实验课的意义。
为了避免以上结果，在实验课中可采取以下措施：做软件实验时，授课教师也参与实验，在课堂上讲授指令系统、汇编语言程序设计等知识时，给学生留出实验作业题目，让学生下去先尝试编写源程序，在实验课上主要学习程序的调试方法以及熟练使用DEBUG这个调试工具，并进一步掌握汇编语言和机器语言的关系、各种寻址方式的差异等以前学过的知识。做硬件实验时，实验教师可先在黑板上给出试验线路图，并予以讲授，使学生明白硬件线路的整体配置方案及各个连线的意义；再对相应的接口程序做一简单说明，使学生了解接口程序中各类信号之间的配合关系，并再次巩固自己的编程能力。
作为电子信息类的专业基础课，《微机原理与接口技术》课程的教学质量和教学效果对学生学习后续课程、提高学生动手能力和设计能力具有重要意义。
参考文献：
[1]楼顺天，周佳社.微机原理及接口技术[M].北京：科学出版社，2006，8
自2010年开始，北京交通大学计算机学院将“汇编语言”和“接口技术”课程合并成“汇编与接口技术”，要求在原有两门课程内容基本不变的情况下，重新优化新课程的教学方案，并要体现出课程的先进性。因此如何规划课程内容，促进理论与实践教学紧密结合，提高课程的教学水平就成了设计和规划新课的关键。通过两年多的教学实践证实所采用的教学方案是有效的。
一、以提高实践能力为导向的课程规划
在总结以往教学工作中的经验和教训基础上，我们对新课程的规划达成了共识，即坚持以提高学生实践能力为导向的课程内容规划方式。[1]
1.汇编语言要重视基础知识的掌握和应用
汇编语言教学要加强对计算机体系结构的认识，重视基础知识的掌握和应用，理解指令和硬件之间的互动关系，以便为后续课程的教学打下良好的基础。
汇编语言仅靠书面作业是很难深入理解指令的内涵和掌握程序设计技巧的，要坚持理论、实践、再理论、再实践这个过程，尽快引导学生将理论与实践结合。为达到此目的，我们在涉及指令的第一次课后就安排了汇编语言调试工具debug的实验；并随后要求学生对每条指令和课堂上讲过的程序（包括作业）在debug或dos环境下进行测试，观测变量和标志位的变化。通过理论学习和实验验证相结合的方法，学生很快掌握了汇编语言的基本内容和程序设计方法。
2.接口技术要坚持以案例驱动的教学方法
坚持以案例驱动的教学方法，就是在学生掌握必要基本概念的基础上，以问题为核心、以案例为基础设计教学过程的教学模式。[2]在教学中我们根据各章节的特点设计了很多教学案例，包括定时器控制蜂鸣器发声案例、定时器产生日时钟案例、定时器产生pwm波形案例、并口控制步进电机案例、并口在0或1方式下交换数据案例、中断控本文由收集整理制器与并口或定时器结合的中断控制案例、微机之间串口通信案例、rs485方式通信案例、ad0832多目标同时控制案例等。通过对以案例驱动的教学模式的实践，感受到学生参与分析和讨论问题的热情提高了，掌握课程内容的能力增强了，同时学生对硬件课程的兴趣和解决实际问题的能力也得到了提升。
3.课程内容要与时俱进
随着计算机技术的高速发展，传统的教学内容已不能满足当今需求，而课程内容的更新也势在必行。为此我们将新技术pci总线和usb总线引入到教学中来，使传统的课程赋予了新的内涵。[3]
pci总线和usb总线的引入不能只停留在概念层面，要针对学生在理解时序控制和总线协议中存在的困难开展教学活动；重点加强对pci和usb总线协议的理解，并结合传统的eisa总线分析pci总线与它们的区别和联系，分析总线“桥”的作用和工作原理。虽然这部分内容没有开展实验，但它是研究性教学的重要部分。通过专题讨论，学生对新技术有了更深入的认识。
二、接口教学要强化关键知识点的理解
帮助学生掌握重要的知识点是学好课程的关键，也是引导学生深入思维、提升创新能力的重要教学环节。
1.强调in和out指令与硬件的互动关系
在接口的控制中常用的两条指令是in和out。很多学生并不知道这两条指令执行过程中如何会引起接口信号的变化，从而引起cpu与io之间的数据交换。为使学生建立软硬件之间的互动概念，应重点讲清楚in和out指令的三个基本要素；即in和out指令在执行过程中，首先cpu会将指令中涉及到的端口地址送到地址总线上，译码后选定要操作的端口；同时会产生/ior或/iow有效控制信号，控制数据的流向；此时out指令会把数据送到数据总线上，而in指令会从数据总线上获取数据。学生掌握了这些知识点就能深入理解软硬件的互动机制，为接口的设计奠定基础。
2.注重对中断控制器8259端口寻址方式的理解
中断控制器8259内涉及到了十多个端口，但片内地址只有一根线a0，如何用一根片内地址线寻到那么多的端口呢？学生很难理解这个问题。为了讲清楚这些概念，可以结合8259采用的端口译码片内地址a0、特征位、初始化顺序、先送地址后数据等多种寻址方法，并结合其他接口芯片的寻址方法进行归纳和总结，进而深入理解8259的端口寻址过程及特点。通过对该知识点展开分析和讨论，使学生对接口中的所有寻址问题有更深刻的认识，同时对接口电路的设计也是有帮助的。
3.加深对dma主从模式下ior＼、iow＼、memr＼、merw＼信号的两面性特征的认识
无论是cpu还是dma，都可以完成存储器与io之间的数据传输。实际上，在存储器与io交换数据时，作为当事的双方并不关心谁在控制它们之间进行数据交换，只要满足总线数据读写时序，存储器和io就可以完成数据交换。从这个意义上讲，如果dma能模仿cpu对总线的读写控制时序，自然也就能达到数据交换的目的，只不过cpu是通过软件方法实现，而dma则是通过硬件方法实现。因此在教学中应强化对dma的四个信号（ior＼、iow＼、memr＼、merw＼）在主从模式中所表现出来的差异，仔细分析cpu控制下完成存储器与io交换数据的机理以及dma模拟这些过程所必需的硬件信号和它们在不同模式下的作用。这不仅能使学生容易理解dma的工作原理，而且也能使学生加深对计算机设计中软件和硬件互相替代规则的认识，为设计计算机系统中的主控器提供很多思路。
4.从ad转换器的查询和中断方式来看软硬件的相互配合
任何接口的数据交换都包含查询和中断两种方式。查询方式的本质是通过in指令来获取ad转换结束的状态信息。由于ad转换结束线一般是非三态的，所以需要在数据总线和ad转换结束状态线之间接入三态门。在用in指令查询转换结束状态时，ad转换结束的状态与总线瞬间接通，从而可通过数据总线获取ad转换结束状态的信息。中断方式获取转换结束的状态与查询方式有着本质的不同，它需要通过一根硬信号连接到中断控制器上，同时要解决中断发生的随机性问题，并按一定的格式编写相应的中断服务程序。
查询和中断方式在软硬件设计上的差别清楚地说明了这两种数据交互方式在原理上的差别，教学中应注重说明不同方式下软硬件搭配问题，使学生掌握不同接口电路的设计方法。
5.挖掘接口芯片应用的潜能
接口技术可供挖掘的知识点很多，比如用定时器产生频率和占空比可调的pwm波形，就是接口芯片的应用拓展问题。可根据定时器方式1和方式3的特点，将定时器0选用方式1，定时器1选用方式3，定时器1的输出out接在定时器0的gate上，生成的pwm波的频率由定时器1的输出频率决定，pwm波的低脉冲部分由定时器0的定时时间决定，只要改变定时器0和定时器1的时间常数就可以改变pwm波的频率和占空比，从而输出频率和占空比可调的pwm的波形。通过类似知识点的扩展，开拓了学生的想象空间，也提升学生的创新意识。
三、全面开展研究性教学
全面开展研究性教学是课程建设和提高教学水平的重要环节。本课程的研究性教学包括研究性理论教学与研究性实验教学。前者以专题报告、调研报告、研究报告和小论文为主，后者以研究性实验为主。
在研究性理论教学方面，除了结合现有教学内容设计一些题目外，还结合新技术设计了另一些题目，例如i2c总线和spi总线时序的特点及时序产生方法、i2c总线的读写时序与pci总线的读写时序之间的特点分析、pci总线和usb总线应用技术的新进展、pci总线与传统的系统总线的区别和相关的应用实例分析等。在研究性实验教学方面，我们结合实验平台和扩展实验平台设计了许多实验题目，例如i2c接口的存储器访问实验、i2c接口的rct时钟控制实验、spi接口的eeprom访问实验、音乐播放器实验、带图标显示的交通信号灯实验、竞赛抢答器实验、远程电机控制实验、恒温控制实验、风扇演示系统实验、串口小键盘音乐通信实验、定时猜数游戏实验、基于采数计时控制的交通灯模拟系统实验、基于串口的多功能播放器实验、警报系统实验、秒表设计实验、数字闹钟实验、电子琴实验等。
研究性实验给课程带来了很多生机，在业余时间经常可以看到学生以组为单位在实验室里讨论和完成自己的实验。学生对这些实验内容有着浓厚的兴趣，并不断努力提升自己的综合应用能力。
四、课程的考核与评价
多年来学校一直采用开卷考试，强调以应用为导向的试题内容，并加大学生平时成绩的比例，使平时努力得到认可。课程的考核与评价比例是：考试成绩占50%，平时作业占15%，平时实验占15%，研究性实验占15%，专题研究报告占5%。采用这种考核与评价机制促使学生平时就注重对自身综合应用能力的培养，取得了较好的效果，同时也得到了学生的认可。
关键词：微机原理；三本院校；接口技术
中图分类号：F49 文献标识码：A 文章编号：1672-3198（2014）15-0166-01
1 引言
“微机原理与接口技术”是电气大类学科的主要专业基础课程之一，是学习和掌握计算机硬件知识的入门课程。三本院校的学生基础相对薄弱，而本课程具有知识点多，概念抽象难懂的特点，这就进一步增加了三本院校学生学习本课程的难度。为了解决这一问题，对本课程教学进行了一系列改革探索。
2 改革课程体系
课程团队在充分调研的基础上，结合三本院校培养目标及不同专业的特点对本课程在不同专业的开课设置和授课内容进行调整，完成各专业培养方案的调整以及教学大纲的修订，根据专业特点完善课程体系。
3 完善教学手段及方法
为了解决学生反映的本门课程较抽象、难理解的问题，本课程采用多媒体方式授课，制作完善的课件和电子教案，在授课过程中教师更是突出学生的主体地位，采用引导式、互动式、讨论式等多种教学方法，调动学生的积极性，提高教学效果。
4 加强实验、实践教学环节
为了学生更好地理解本课程的相关知识以及提高实际动手能力，课程团队加大力度，完善微机原理与接口技术实验室的建设工作。建立较完善和先进的软、硬件实验平台。同时，教学团队根据应用型人才培养目标组织课程团队教师编写《微机原理与接口技术实验指导书》，指导书内容突出理论与创新的结合，更加注重学生的能力培养，每部分实验内容分为基础型实验和创新型实验两部分，从而提高学生独立解决问题的能力。课外开展学科竞赛、大学生实践创新（创业）训练项目等不同层次的实践环节逐步提高实际动手能力。
5 改革考试模式和考试内容
根据本门课程实践性较强的特点，课程团队对本课程考试模式和考试内容进行改革。加大了实验和实践环节在总成绩中的比重，平时考核方式也采用测试、习题、作业、专题讨论、实验和实践等多种形式开展，重在突出能力培养目标。
参考文献
关键词 汽车电子 电子控制 单片机 启发式
中图分类号：G424 文献标识码：A
0 前言
应用型本科教育的培养目标就是培养具有一定理论知识和较强工程实践能力，着重掌握某一领域的专门技术的应用型人才，它的兴起和发展就是为了满足社会对高层次技术型人才的需求。汽车电控系统已广泛应用于汽车的发动机控制、底盘控制、车身控制、故障诊断以及音响、通信、导航等各个方面。汽车控制系统的电子化程度逐年增加，被认为是汽车技术发展进程中的一次革命。为了给企业输送合格的专业技术人才，汽车相关专业的本科生都要开设汽车电控方面的专业课，在此方面进行系统的学习。
汽车电控单元与接口技术是车辆工程和汽车服务工程两个专业本科生的专业核心课程，是学生将来从事汽车电子与控制技术工作的基础理论。该课程主要介绍汽车电子控制系统的结构及控制原理，以及故障诊断等内容。通过对本课程的学习，使学生熟悉目前国内外汽车电控系统发展的最新动态，掌握汽车电控系统的基本结构、工作原理和故障形式，培养学生运用检测仪器对汽车电控系统进行故障检测、诊断和维修等的实践能力。因此，在有限的课时中如何让学生既掌握汽车电控单元特点、工作原理、设计方法，同时还要使学生具备一定的实践能力，如分析问题、解决问题的能力，这些都是该课程在教学过程中必须思考和努力去实现的问题。然而，现有的汽车电控单元与接口技术的教学方法很大程度上仍继承于普通专业基础课程的教学模式，即分别利用独立章节教授独立的内容。显而易见，这样的教学方法不适应内容综合性强，且存在多学科交叉的课程教学。另外，教材内容与车辆工程和汽车服务工程专业的要求仍存在一定差距，且教学模式过于传统、单一。本文针对该课程教学中存在的问题，探讨更有效的教学方法和手段，从而达到提高教学效果的目的。
1 教学内容整合
汽车电控单元与接口技术课程的主要内容包括单片机接原理与接口技术、汽车电控单元原理、汽车通信技术、汽车电控单元性能分析与故障检测等内容。由此可见，该课程内容繁杂，且存在多课程融合与交叉，这给教学带来一定的困难。在教学内容安排上，教师应进行积极探索和调整。由于汽车电控单元与接口技术是在汽车构造、电工电子技术、微机原理与接口技术、智能控制技术、现代通信技术等专业基础课程上开展起来的。虽然这些专业基础课程是为汽车电控单元与接口技术提供知识准备，但教材内容仍有很多重复和交叉。例如关于单片机工作原理、ABS控制原理的介绍，如何处理这些交叉内容是教师首先要解决的难点。针对重复的内容出现在不同的课程里的问题，一方面由相关课程的教师进行沟通交流，协商处理交叉内容的处理方法。如将相关部分内容集中于某一门课程中进行教学，其他课程不再涉及。另一方面，根据学生知识水平结构和要求掌握的程度不同，在不同课程里进行统一安排，例如将知识点划分了解、理解、掌握、应用等层次，然后在不同的课程中合理分配相应的教学内容。
在确定课程教学内容的基础上，下一步就要进行教学内容的组织与融合。对于任何一种汽车电控系统而言，一般都是由传感器、电控单元、执行器三大部分组成，因此在介绍具体的汽车电控系统时，都是从这三大部分的性能要求、工作原理、设计要点来进行讲述。为了进行教学内容的融合，采取了区别于其他专业基础课的教学方法。就汽车电控系统而言，在教学的过程中首先分别介绍三大组成部分的特点、工作原理等内容，实现知识点纵向上的深入，一方面复习基础知识，另一方面对相关内容进行更深入的学习；然后以系统的思想将三大组成部分联系起来，达到横向上的沟通。在具体教学方法上，可以信号流为思想，分别介绍他们之间关系和功能；最后通过任务驱动法，以实现特定的功能或目标，从硬件、软件两个方面开展实践教学，使学生由点及面、由理论到实践地进行学习。
2 教学手段改革
多媒体教学技术通过将图片、文字、声音、影像融为一体，构成立体的教学模式，不仅能丰富课堂内容，增加教学趣味性，而且使抽象的教学内容具体化、形象化，让学生对需要掌握知识形成直观的认识。例如在讲解发动机控制单元的工作原理时，可通过动画形象描述执行器是如何根据发动机控制器的指令改变节气门开度，实现发动机的转速控制的。通过配合相应的动画，使得抽象的发动机工作原理更加直观，学生理解起来也更为容易。由此可见，通过多媒体进行教学容易实现知识的多种信息传导，充分调动学生的学习积极性，从而提高教学的质量。除了采用多媒体教学手段外，也可采用Proteus仿真软件进行电控单元虚拟实验教学，例如基于Proteus的虚拟实验平台实现车身控制系统、电子稳定系统、汽车底盘控制系统和传感器信号分析与处理等内容。利用 Proteus进行虚拟实验，一方面可解决当前普遍实验条件不足的问题，作为传统实验的重要补充；另一方面将课堂实验转变为课后实验，学生可在图书馆，甚至寝室进行学习，增加了学习自由性。借助虚拟实验，不仅丰富了实践性教学的手段，而且有利于现代实验教学观念的更新。
从教师和学生在教学过程中扮演的角色来看，教学方法可分为“填鸭式”与“启发式”两大类。传统的“填鸭式”教学方法一般采取平铺直叙的方法进行教学，这样的教学方法不能充分调动学生的学习积极性，学生往往处于被迫学习状态，直接表现就是课堂气氛沉闷。而“启发式”教学方法以学生为主体，教师为主导，通过提问、置疑、实验演示、师生互动等方式引导学生独立钻研，使学生全面发展。在应用启发式教学方法时，教师可针对汽车电控单元与接口技术的重要性和教学特点，将启发式教学方法与Proteus 软件仿真技术相结合，充分发挥启发式教学方法激发学生思考、活跃课堂气氛的优点。同时，利用电路仿真技术将教学内容和教学方法实施手段具体化，以具体的任务驱动学生积极思考。教学实践证明，结合启发式教学方法的电控单元仿真技术，可以引导学生积极思考，促进教师与学生的互动，能解决本课程教学内容过于繁杂的问题。
3 结论
对汽车电控单元与接口技术课程中内容进行横向融合，将相关课程中的相关内容进行整合，确定该课程的讲述内容和学习要求；在此基础上，进行本课程讲述内容的纵向梳理，基于任务驱动法将本课程内容以任务为目标进行组织与联合。在教学手段上，结合软件仿真技术，让学生形成知识点的感性认识。另一方面，实施启发式教学方法，引导学生积极思考，促进教师与学生的互动。教学实践证明，按照本文的教学方法进行教学，不仅能改善课堂气氛，还可提高学生的学习兴趣和知识掌握能力。
参考文献
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论文关键词：微机原理与接口技术；教学计划；课堂教学方法；实验教学改革
20世纪70年代大规模集成电路技术的发展促生了第一台微型计算机，至今，微型计算机技术在短短三四十年的时间里已不可动摇地发展成为计算机技术领域的一个重要的分支，广泛深入地渗透到工业控制、仪器仪表、消费产品、汽车、办公自动化和通信等领域，从微控制器的品种、结构、功能、性能、价格、生产工艺到开发方式等都以迅猛的势头快速发展。这无疑对微型计算机人才的适应性提出了更高的要求。高校开设的“微机原理与接口技术”是电子、自动化、通信、计算机相关专业一门理论与实践联系很强的专业基础课程，具有很高的实用价值，起到承上启下的重要作用，其教学质量的好坏直接影响着学生综合能力的培养与提高。为了更好地满足社会和企业对具有高技能应用型人才的要求，减轻教师教学的压力，结合自身教学和实践，谈几点体会和改革的新思路。
一、安排好合理的教学计划
“微机原理与接口技术”课程一般安排在大学二年级下学期或三年级上学期，由于内容多、难度大，初次接触微机的大多数学生对其缺乏正确的认知，其心理上对之有一定的畏惧，所以制订的授课计划应重点突出、层次分明、由浅入深循序渐进。
1.重点突出、层次分明
从目前的教学培养方案来看，“微机原理与接口技术”课程的学时一般为60～70学时。在课时这么少的情况下要完成相对较多的内容，安排讲授的重点就应放在实用性的理论知识上。为此应遵循以下两个原则：首先是可行性。根据学生现有的理论储备、企事业现阶段对微机人才的要求和学院相应的设备条件等基础环境，将有实用价值的内容合理地有重点地安排进课程或适度加强。其次是拓展性。为达到实用性强的特点，在教学计划安排过程中，加入对知识纵向和横向的延伸，引导学生积极思考，鼓励学生对所学习内容在实际的应用中讨论，进行更深层次的研究。只有这样，书本上的知识才能真正成为自己的知识。
2.由浅入深、循序渐进
在“微机原理与接口技术”课程之前学生已进行了大学物理和电子技术的学习。为了更好地衔接，教师在制订教学计划时应从学生已经学习过的数制转换、编码、存储器等知识入手逐渐深入到微机原理其他未知的领域，由浅入深地安排好课程计划，慢慢地培养学生兴趣。如此安排易于学生接受知识，起到了很好的承接作用。经过在集美大学信息工程学院、理学院和诚毅学院的实践教学表明，这样的课程安排很受学生欢迎。
二、选择合适的课堂教学方法
理工学科的课程内容相对枯燥又难以理解，所以就更加要求理论教学应该针对性地寻求灵活的教学方法。适合“微机原理与接口技术”的课堂教学方法很多，如启发式教学法、渐进式教学法、比较式教学法、归纳式教学法等。这些方法综合应用在课堂教学中，对教学质量有很好的保证。但针对不同的学生也必须有各自的侧重方法，才能达到最佳效果。下面以前两种方法为例进行探讨。
1.启发式教学
理工课程内容的严谨性很容易造成课堂氛围沉闷，形成填鸭式的教师一言堂。例如信息工程学院的学生特点是入学成绩好，基础知识比较扎实，但缺点是思维不够活跃，最容易形成死气沉沉的课堂。如何在教学中调动学生积极性，是改善课堂氛围、提高学生学习效果的重要环节。所以针对信息工程学院的学生，更合适较多地采用启发式教学，以调动学生学习热情与兴趣，促进学生个性发展。这就要求在教学中根据教学内容的铺展由表及里循序渐进地不断引出问题，启迪学生去思考、分析问题，直到提出解决问题的方法或途径。比如在教授算术运算指令时，首先引导学生回忆标志寄存器的结构和数制计算时的补码运算，在此基础上再仔细讲解算术运算类指令的功能。有了良好的理论基础，再举一例题：十进制转十六进制的转换程序，用传统的顺序结构算法详尽地讲解转换的过程。下一步就是引导学生思考传统算法的不足，有的学生就提出计算太繁复、结构不合理，于是更深地引导如何解决这个问题，要求学生通过课堂练习、课后作业或上机实验完成新的计算程序。反馈的结果是有的学生选择使用循环结构、有的选择过程调用，都大大地简化了转换程序，达到了预期的效果。最后引导学生应用后续的宏或中断的知识完成相应的编程，进一步拓展学生思路，为学习后续的知识打下伏笔。
启发式教学强调学生是教学的主体，调动学生的学习主动性。教师要淡化标准答案，鼓励学生多向思维，弱化思维定势。“微机原理与接口技术”教学中针对信息工程学院的学生采用启发式教学，利用学生相对比较扎实的理论知识为基础，对学生的疑问不作正面回答，启发学生独立思考，培养学生独立解决问题的能力，发扬教学民主，用问题引导学生顺应教师的思路不断思考，主动分析问题，找到问题所在并最终找到解决办法。
2.渐进式教学法
渐进式教学法是指利用已有的知识作为新知识的基础和阶梯，灵活利用知识点之问的横向关联和纵向层次，由浅入深、由易到难、循序渐进的教学方法。此方法在实践中主要针对集美大学诚毅学院的学生，他们的特点是思维活跃、富有个性，但是基础知识相对薄弱。例如在讲解存储器时先是从上学期学生刚刚学过的触发器入手，进入到由触发器构成的存储器单元，将新知识铺垫在学生已有的知识结构上，有了这个基础再进一步讲解CPU对存储器的组织、如何寻址，学生自然而然进入所授新知识的环境中。这样由浅入深，层层递进，符合认知规律，有利于学生系统全面地理解学习内容。
三、改革传统的实验模式
在以往的实验教学中，实验内容往往以验证理论知识为主要目的，这样安排旨在让学生通过实验课程加深对理论知识的记忆和理解，使实验教学成为课堂教学的有限延伸。在实验课中，学生用统一的模式，无法将自己的创造性想法和实验课程结合起来，也无法灵活地将所学的理论知识和实验内容结合起来。由于实验内容和课堂教学内容过多重复，无法激发学生对实验课程的兴趣；理论验证性实验过多，学生也很难去真正地思考、分析问题，失去了提高动手能力的机会。改变传统实验过程中以验证性为主的实验模式，以理论验证为基础，增加实验的拓展性、挑战性和综合性，真正达到让学生在实验环节中提高动手能力、锻炼思维能力的目的。
1.改验证性实验为引导性的试验
教师仅提供实验目的和要求，指出实验的方向，学生提前到图书馆或者网上查阅相关资料，设计实验方案，编写相关的流程图和预习程序。在实验中的任务是发现问题并解决问题，最后得到实验结果。学生应根据自己的实验过程撰写实验报告，重要的环节是报告中一定要包括实验中各自遇到的问题，解决方案是什么；如果最终也未能解决问题，要分析原因并考虑可能的解决方案。同时教师也可以组织学生交流，分组讨论，对各组实验结果与报告展开分析，从而提高学生的研究能力和科学实验能力。
2.加强参与实践的积极性
为了充分调动学生的积极性和主观能动性，实践中还引入激励机制。每一个能提前完成实验任务的学生都有机会从教师那里随机的得到一道拓展性的题目，这个题目是教师根据学生前面完成任务的具体情况、遇到的问题和存在的不足或是希望其在某一方面有更深的思考而针对性地提出新任务，是本次试验的巩固和延伸。等学期结束后进行统计，完成拓展任务多的学生就有机会实验考试免试。由于新任务是学生主动要求的，再加上激励机制，故学生积极性非常高，解决问题的主动性很强，收获也更大。
3.充分利用好课外时间
“微机原理与接口技术”课程的课外教学也是实践教学中很重要的一个组成部分。学生往往对抽象的理论知识感觉枯燥难学，对实际动手比较有兴趣。为此，可以通过组织兴趣小组、参与教师的科研、参加各种讲座、参与校内外组织的各种相关竞赛活动等各种方式进行课外学习，激发学生的创新精神，开阔视野，增长才干，增强独立解决实际问题的能力。逐步培养学生的研究能力、创新能力以及自我管理、相互学习、团队合作等多方面的能力。
关键词：单片机；改革；实践；考核
中图分类号：G642.0 文献标志码：A？摇 文章编号：1674-9324（2013）36-0062-02
从上个世纪70年代第一只单片机面市，短短三十多年的时间，单片机技术已成为计算机技术的一个重要分支，由于单片机体积小、性价比高、控制能力强等优点，广泛应用到工业控制、机电一体化、仪器仪表、消费产品、汽车、航空航天、办公自动化和通信等各个领域。在就业形势日益严峻的情况下，对我校机电类学生来讲，如果学好单片机原理及接口技术这门课程，学生就有更多的就业机会，对以后的个人发展具有十分重要的作用。但是如何使他们在短短的一学期学好这门课，是我们需要解决的主要问题，本文在教学内容、教学方法、实践环节、考核方式等方面进行有益的探索。
一、教学内容的改进
在单片机的开发过程中，常用的编程语言有汇编语言和C语言，每种语言有各自的特点。汇编语言编程具有代码紧凑、运行效率高、可直接对硬件内部进行控制等优点，但汇编语言也有一些缺点比如语句抽象、编程效率低，学习周期长，可移植性差。而C语言有功能丰富的库函数、运算速度快、编译效率高、有良好的可移植性，而且可以直接实现对系统硬件的控制。另外用C语言来编写目标系统软件，会大大缩短开发周期，且明显地增加软件的可读性，便于改进和扩充，从而研制出规模更大、性能更完备的系统。因此，用C语言进行单片机程序设计是单片机开发与应用的必然趋势。但我们还在一成不变地进行汇编语言的学习，甚至教科书上也没有提及到C语言的单片机编程。因此为了学生毕业后能够更好的适应社会，满足企业的需要，我们要合理选择教材，教学内容转为以C语言教学为主，汇编为辅，同时兼顾两者的混合编程。这样既使学生容易学习，又适应了企业单片机开发的需求。
二、教学方法的改进
1.提高学生的学习积极性。兴趣是学好任何一门课程或技术的基础，所以，激发学生兴趣异常重要。针对这门课程在有限的教学课时内，学生难学，老师难教的特点，我们更新思想，转变观念，从提高学生对课程的学习兴趣出发，对于单片机课程来说，采用实例法教学是必不可少的。总结这么多年的教学经验，我个人认为第一次课简单介绍一下单片机，然后可以举一些学生常见的、经常用到的单片机应用的具体产品，比如学生经常见到的智能电子秤、智能存包柜、出租车计价器等。通过分析产品的原理，循序渐进地培养学生的学习兴趣。另外第一次课除了讲些实例以外可以给学生演示一下流水灯的实验，准备焊接好的实验板，用仿真器仿真流水灯的工作过程，再给学生讲解一下单片机的I/O口控制发光二极管点亮的原理，激发学生学习这门课程的兴趣。
2.转变观念，摆脱传统授课方式。一直以来，对于这门课程的教学都存在着偏重理论而忽视实践的问题，教师基本上都是按照传统的方法按章节授课，很少涉及实践部分的内容，造成了理论与实践严重脱节，调动不起学生的学习积极性，直接影响到授课效果，更谈不上培养学生的创新意识了。有的即使开设了实验课，实验设备的陈旧也使得学生一开始学到的知识就是过时的，无法直接应用于实际工作当中。所以，探讨新的教学方法势在必行。单片机教学采用形式多样的教学方法，形式多样的教学方法可以激发学生思维，使教学方法不局限于传统，传统的以教师为中心，教师讲、学生听、记笔记的教学方式，应结合更多的教学方法，讲授法、练习法、实验法、演示法等。
3.课余时间通过网络学习。学生课下可以利用网络资源进行自主学习，现已将教学资源全部传到校园网络教学平台，学生可以网上下载课件、学习资料。另外通过网络问卷、网上答疑，教师可及时了解学生的学习情况并给予指导。除此之外，给学生介绍多种形式的专业网站和参考资料、促进学生自主学习。如常用单片机、电子网站、论坛：21IC中国电子网（http：//）、周立功单片机世界（http：//）、凌阳单片机（http：//.cn）；著名电子公司、杂志网站：单片机爱好者（http：//）等。每次给学生布置一些作业让学生通过网络去查找资料，进行学习。这样作业不会枯燥无味，通过网络学习可以增加同学们的知识面，网站上的一些资料可以更好地帮助学生学习这门课程。
三、实践环节的改进
1.实践教学。单片机原理及接口技术对于机械工程学院机电类学生来说是一门实践性很强的专业课，学生不光要有扎实的理论知识，更要有过硬的动手能力，这就要在学习过程中利用一切可以利用的机会去实际操作。目前我们的实验课安排了10个学时，但是10个学时远远达不到锻炼学生动手能力的目的，根据以往的教学经验，因为以前做实验都是直接用实验箱来做，学生只需要根据电路图连线，编制程序，观察实验结果，学生学完这门课程以后只能根据电路要求编制一些简单的程序，但是动手能力较差，不会焊接电路板，不会调试电路，甚至有些常见的元器件都不认识，更不用说走向社会从事相关的工作。因此，我院购买了电路板、常用元器件，常用的工具如电烙铁、万用表等，给学生提供认识常用元器件、动手搭建电路、焊电路板的机会，给学生讲解完注意事项后让学生带回宿舍利用课余时间焊接电路板，然后进行仿真调试，增强学生的实际操作能力。
2.第二课堂。实验室开放是现代实践教学发展必由之路，在我们的实验室开放中，除了实验室管理上的开放，重点体现在开设第二课堂，支持学生课外科技活动，进行了以下几方面的努力：（1）积极参与电子竞赛，提高创新能力。各类大学生电子设计竞赛、机电产品创新大赛是展示学生创新能力的极好机会，为了搞好竞赛，我们教研室专门抽调几位教师，在赛前还组织了参赛队员的集训。在已参加的几届全国电子设计竞赛、山东省电子设计大赛、山东省机电产品创新大赛中，我系学生都获得了优异的成绩。通过参加竞赛活动，大学生的综合设计能力和科技制作能力大大提高。（2）自主立项，培养自身独立设计能力。为了培养学生独立工作能力和实践能力，在人力、物力上积极支持学生开展课外科技活动。鼓励学生自行开发设计线路板，完成课程设计题目。引导学生申请科研立项、找方向、写材料、定方案、开展项目研究。在每年的科研立项活动中分别获得多个立项，学生的综合能力得到提升。
四、改革考核方式
以前单片机的考核方式都是采用闭卷考试的形式，总成绩由考试成绩加上平时成绩组成，考试成绩占70%，平时成绩占30%，平时成绩中有包括课堂考勤、作业、实验。但是这样做的后果是学生只注重理论的学习，对实践学习不能够引起足够的重视，因而学完课程后动手能力差，不能单独进行单片机应用系统的开发，因此改革考核方式势在必行，除了传统的试卷考试外，增加实验技能的考核。闭卷部分的试题包括基本概念、基本理论、编写程序和画原理图，题型可采用填空、选择、简答、编程等方式。由于教学大纲上本课程的没有课程设计，所以实验技能只能通过平时的实验课来给学生打分。目前的实验是要求学生动手制作焊接电路板，然后编程进行仿真，可以根据学生在整个过程中的表现来评分，焊接、编程、仿真、调试等各项能力进行评价。焊接的电路板是否有短路、断路、虚焊现象，仿真软件是否熟练、不能实现所要实现的功能会不会调试、会不会查找错误进行修改处理等等作为评价的依据。
五、结论
本文从当今社会需求和实际应用的角度出发，本着激发学生学习兴趣、扩大知识面以及培养创新精神的原则，对单片机原理及接口技术课程的教学方法、考核方式等各方面进行了改革。教学手段的改革和实验教学已经在机械类本科班的教学和实验中得到应用。通过教学实践，学生不仅掌握了课本中的理论知识，锻炼了实际动手能力，达到预期的教学效果。
参考文献：
[1]赵全利.单片机原理及应用教程[M].北京：机械工业出版社，2012.
[2]陈亮，康娟，刘涛.单片机课程教学改革的几点看法[J].技术监督教育学刊，2006，（1）.
一、前言
微机原理与接口技术是电子信息类理工科的一门重要专业基础课。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，该课程的特点是概念抽象，实践性强。实践教学对于学生理解课程内容，培养学生动手能力是十分重要的。
二、《微机原理与接口技术》实践教学现状
随着高等教育正在由知识型教育向能力培养为中心的教育进行转变，电子信息类课程的实践教学环节都大大加强。但由于受到硬件实验环境与实验内容制约，特别是《微机原理与接口技术》实践教学只发生了量变而非质变，仍处于滞后的位置。
在目前的教学中，《微机原理与接口技术》实践教学存在以下几个方面的问题：
（1）实验内容固定陈旧，大都是些传统接口芯片功能的验证实验，由于实验台上的芯片资源有限，不具备进行多芯片组合的综合型实验的条件。大部分学校进行的还都是8位接口芯片的实验，而现在常用的大部分是32位64位的接口，实验内容过时。同时一些多核处理器，pci—express总线，sata接口技术等一些新技术根本没有涉及[1]。
（2）实验平台落后，实验平台芯片资源少，扩展性差，只能进行一些简单的功能验证实验，实验内容也因芯片种类和实验台架构固定而不易调整，不能发挥学生的创新能力。平台外设简单，无法激发学生的兴趣。
（3）实验技术落后，很多学校还采用的是搭积木式的设计方法进行教学[2]，学生的实验灵活性小，大都是按图连线，下载程序的操作，限制了学生的设计创新能力的培养。WWW.133229.cOm实验简单抽象，大都是些芯片功能上的验证，启发性小。
（4）重软轻硬，实验重点大都集中在汇编语言的编写，学生很少能自主的设计电路，也无法了解芯片的结构以及时序，更不能自己设计芯片，大大限制了学生动手能力的培养[3]。
微机接口技术被广泛应用于电子信息各个领域，因此《微机原理与接口技术》是门应用性很强的课程，学生通过学习达到在掌握理论的基础上，能运用所学知识解决一些实际问题的能力。但因为在实践教学中存在以上问题，学生在学完这门课程后，大都停留在了解几个常用接口芯片的常用工作方式的层面上。这和高等教育“培养应用型创新人才”的目标是不相符的。
三、将fpga技术与《微机原理与接口技术》实践教学相结合
fpga（现场可编程逻辑阵列）技术[4，8]，用户可以通过硬件编程语言重新配置芯片内部的电路，同时fpga芯片中有丰富的逻辑单元，可以满足设计复杂电路的需要，用fpga技术对微机接口实验平台进行改进，正好弥补了现有平台，芯片资源少，扩展性差，电路设计受限的缺点。配上usb，sata接口，液晶屏等新型外设以及相应ip核，学生便可以进行一些新的接口技术的实验，增强了实验的趣味性，也加强了学生动手能力的培养。同时由于fpga技术的广泛应用，很多大学也开设了相关课程，但大都从硬件语言和sopc(可编程片上系统)两方面作手[5]，知识跨度大，而且学生缺少复杂逻辑与接口设计的实践机会，将fpga教学引入《微机原理与接口技术》实践教学正好弥补了这一空缺。在熟练掌握电路设计的基础上，学生可以运用微机接口，组成原理，体系结构，数字逻辑等知识设计多模块的系统，使学生通过实践教学将计算机多门硬件基础课程融合成一个有机的整体。
四、基于fpga的《微机原理与接口技术》实践教学方法
1.改进实验硬件环境
我们学校《微机原理与接口技术》是一门重要的计算机专业基础课，多年来一直努力探索实践教学的改革方法。我们与xilinx(赛灵思)公司建立了联合实验室，并自主研发了基于fpga的微机接口实验平台[6]。该平台采用多模块“乐高”思想分为：芯片组板、fpga扩展板、外设板等三个部分并且可以灵活组合，便于调整与维护。芯片组板可以用来进行传统的接口实验，fpga板可以用来学习硬件编程，同时还有配套的用verilog实现8255，8253，8251接口芯片的逻辑，将其下载到fpga中可以代替相应的接口芯片。因为fpga中丰富的逻辑资源，学生可以在fpga中配置多个接口芯片，并且可以用fpga实现16位、32位接口芯片，从而设计复杂的接口电路。fpga中还可以配置多种cpu架构如80x86，8051的ip核，可以建立多种系统架构。pc机与实验平台是采用fpga逻辑配合桥接芯片实现pci总线接口转isa总线接口，支持硬件在线编程与调试，同时提供相应的实验供学生学习pci总线接口与isa总线接口。外设板上在传统外设的基础上还提供了液晶屏，usb接口，ddrⅱ接口，spi接口，传感器等新型外设，实验结果的验证方法将更加丰富有
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趣，大大提供了学生的兴趣，并且可以根据实验和开发的需要，组装成新的io外设板。总体上因为fpga技术与新型外设的引入大大增强了实验平台的扩展型，而且实验平台功能丰富可用于学生毕业设计，电了竞赛等综合型实验中。
2．改进实践教学的内容
在以前的实验内容基础上，用ise软件仿真接口芯片，简化以前芯片功能验证的实验，学生通过软件仿真可以很清楚的了解接口芯片和总线接口的工作时序，不用硬件连线便可以得到接口芯片各方式下的波形，从而缩短芯片功能验证实验的时间，将更多的时间用在接口芯片电路的设计上。在学生了解各接口芯片的工作方式后，便可用fpga仿真的接口芯片与板载芯片配合设计一些多芯片电路，解决一些实际问题，如车辆计数系统，点歌系统等，可让学生自由发挥，极大发挥创造性，锻炼学生的动手能力。在学生熟练的掌握硬件编程语言的情况下，学生可以自己编写接口逻辑，实现与外设的通信。增加pci总线接口，isa总线接口，8051架构，usb，ddr接口驱动的实验，扩展学生的视野，将学生的知识与现实应用紧密联系起来。鼓励有兴趣的，学有余力的学生充分利用实验台上的外设扩展进行综合性实验，为电子竞赛与毕业设计打基础。
3.新实践教学方法的推进
在教学方法的推广上，采用以点带面的方式，为有兴趣的同学开展微机及接口技术的实训培训，由学生自愿报名择优参加。由于实验内容贴近应用，且有趣新颖，学生报名踊跃。经过两期实训班，实训成果明显，已有多名同学开始自主申请科研项目并获得校级基金资助（例如正在进行的项目有：数控直流稳压电源（立项编号：kycx110403z）和基于压电传感器和个人计算机构成的体温信号实时监测系统（立项编号：kycx110411z）），同时在期刊上公开发表科技论文[7,8]。同时教学中采用“以竞赛促学习”的模式，在实训班之外成立兴趣小组，组织同学们参加挑战杯、全国和省级电子设计大赛、xilinx openhw等相关比赛，调动学生的积极性，在比赛中培养学生的团队能力，增强同行业内的交流。通过一系列新型实践教学方法的运用，学生动手解决问题的能力大大加强，毕业学生的能力得到用人单位的认可和好评。
我们有针对性开发的微机接口技术教学实验平台，对实验内容的调整方便组装灵活，教师通过学术交流、互联网等手段快速了解相关技术动态后，可快速调整教学内容，指导学生开展创新行技术实践活动。接下来，准备在现有实验平台的基础上建立相关网络平台，加强课堂和课外联系，使微机原理和接口技术实验对广大学生真正做到完全开放。
关键词：微机原理与接口技术 实践教学 FPGA
一、前言
微机原理与接口技术是电子信息类理工科的一门重要专业基础课。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，该课程的特点是概念抽象，实践性强。实践教学对于学生理解课程内容，培养学生动手能力是十分重要的。
二、《微机原理与接口技术》实践教学现状
随着高等教育正在由知识型教育向能力培养为中心的教育进行转变，电子信息类课程的实践教学环节都大大加强。但由于受到硬件实验环境与实验内容制约，特别是《微机原理与接口技术》实践教学只发生了量变而非质变，仍处于滞后的位置。
在目前的教学中，《微机原理与接口技术》实践教学存在以下几个方面的问题：
（1）实验内容固定陈旧，大都是些传统接口芯片功能的验证实验，由于实验台上的芯片资源有限，不具备进行多芯片组合的综合型实验的条件。大部分学校进行的还都是8位接口芯片的实验，而现在常用的大部分是32位64位的接口，实验内容过时。同时一些多核处理器，PCI―Express总线，SATA接口技术等一些新技术根本没有涉及[1]。
（2）实验平台落后，实验平台芯片资源少，扩展性差，只能进行一些简单的功能验证实验，实验内容也因芯片种类和实验台架构固定而不易调整，不能发挥学生的创新能力。平台外设简单，无法激发学生的兴趣。
（3）实验技术落后，很多学校还采用的是搭积木式的设计方法进行教学[2]，学生的实验灵活性小，大都是按图连线，下载程序的操作，限制了学生的设计创新能力的培养。实验简单抽象，大都是些芯片功能上的验证，启发性小。
（4）重软轻硬，实验重点大都集中在汇编语言的编写，学生很少能自主的设计电路，也无法了解芯片的结构以及时序，更不能自己设计芯片，大大限制了学生动手能力的培养[3]。
微机接口技术被广泛应用于电子信息各个领域，因此《微机原理与接口技术》是门应用性很强的课程，学生通过学习达到在掌握理论的基础上，能运用所学知识解决一些实际问题的能力。但因为在实践教学中存在以上问题，学生在学完这门课程后，大都停留在了解几个常用接口芯片的常用工作方式的层面上。这和高等教育“培养应用型创新人才”的目标是不相符的。
三、将FPGA技术与《微机原理与接口技术》实践教学相结合
FPGA（现场可编程逻辑阵列）技术[4，8]，用户可以通过硬件编程语言重新配置芯片内部的电路，同时FPGA芯片中有丰富的逻辑单元，可以满足设计复杂电路的需要，用FPGA技术对微机接口实验平台进行改进，正好弥补了现有平台，芯片资源少，扩展性差，电路设计受限的缺点。配上USB，SATA接口，液晶屏等新型外设以及相应IP核，学生便可以进行一些新的接口技术的实验，增强了实验的趣味性，也加强了学生动手能力的培养。同时由于FPGA技术的广泛应用，很多大学也开设了相关课程，但大都从硬件语言和SOPC(可编程片上系统)两方面作手[5]，知识跨度大，而且学生缺少复杂逻辑与接口设计的实践机会，将FPGA教学引入《微机原理与接口技术》实践教学正好弥补了这一空缺。在熟练掌握电路设计的基础上，学生可以运用微机接口，组成原理，体系结构，数字逻辑等知识设计多模块的系统，使学生通过实践教学将计算机多门硬件基础课程融合成一个有机的整体。
四、基于FPGA的《微机原理与接口技术》实践教学方法
1.改进实验硬件环境
我们学校《微机原理与接口技术》是一门重要的计算机专业基础课，多年来一直努力探索实践教学的改革方法。我们与Xilinx(赛灵思)公司建立了联合实验室，并自主研发了基于FPGA的微机接口实验平台[6]。该平台采用多模块“乐高”思想分为：芯片组板、FPGA扩展板、外设板等三个部分并且可以灵活组合，便于调整与维护。芯片组板可以用来进行传统的接口实验，FPGA板可以用来学习硬件编程，同时还有配套的用Verilog实现8255，8253，8251接口芯片的逻辑，将其下载到FPGA中可以代替相应的接口芯片。因为FPGA中丰富的逻辑资源，学生可以在FPGA中配置多个接口芯片，并且可以用FPGA实现16位、32位接口芯片，从而设计复杂的接口电路。FPGA中还可以配置多种CPU架构如80X86，8051的IP核，可以建立多种系统架构。PC机与实验平台是采用FPGA逻辑配合桥接芯片实现PCI总线接口转ISA总线接口，支持硬件在线编程与调试，同时提供相应的实验供学生学习PCI总线接口与ISA总线接口。外设板上在传统外设的基础上还提供了液晶屏，USB接口，DDRⅡ接口，SPI接口，传感器等新型外设，实验结果的验证方法将更加丰富有趣，大大提供了学生的兴趣，并且可以根据实验和开发的需要，组装成新的IO外设板。总体上因为FPGA技术与新型外设的引入大大增强了实验平台的扩展型，而且实验平台功能丰富可用于学生毕业设计，电了竞赛等综合型实验中。
2．改进实践教学的内容
在以前的实验内容基础上，用ISE软件仿真接口芯片，简化以前芯片功能验证的实验，学生通过软件仿真可以很清楚的了解接口芯片和总线接口的工作时序，不用硬件连线便可以得到接口芯片各方式下的波形，从而缩短芯片功能验证实验的时间，将更多的时间用在接口芯片电路的设计上。在学生了解各接口芯片的工作方式后，便可用FPGA仿真的接口芯片与板载芯片配合设计一些多芯片电路，解决一些实际问题，如车辆计数系统，点歌系统等，可让学生自由发挥，极大发挥创造性，锻炼学生的动手能力。在学生熟练的掌握硬件编程语言的情况下，学生可以自己编写接口逻辑，实现与外设的通信。增加PCI总线接口，ISA总线接口，8051架构，USB，DDR接口驱动的实验，扩展学生的视野，将学生的知识与现实应用紧密联系起来。鼓励有兴趣的，学有余力的学生充分利用实验台上的外设扩展进行综合性实验，为电子竞赛与毕业设计打基础。
3.新实践教学方法的推进
在教学方法的推广上，采用以点带面的方式，为有兴趣的同学开展微机及接口技术的实训培训，由学生自愿报名择优参加。由于实验内容贴近应用，且有趣新颖，学生报名踊跃。经过两期实训班，实训成果明显，已有多名同学开始自主申请科研项目并获得校级基金资助（例如正在进行的项目有：数控直流稳压电源（立项编号：KYCX110403Z）和基于压电传感器和个人计算机构成的体温信号实时监测系统（立项编号：KYCX110411Z）），同时在期刊上公开发表科技论文[7,8]。同时教学中采用“以竞赛促学习”的模式，在实训班之外成立兴趣小组，组织同学们参加挑战杯、全国和省级电子设计大赛、Xilinx OPENHW等相关比赛，调动学生的积极性，在比赛中培养学生的团队能力，增强同行业内的交流。通过一系列新型实践教学方法的运用，学生动手解决问题的能力大大加强，毕业学生的能力得到用人单位的认可和好评。
我们有针对性开发的微机接口技术教学实验平台，对实验内容的调整方便组装灵活，教师通过学术交流、互联网等手段快速了解相关技术动态后，可快速调整教学内容，指导学生开展创新行技术实践活动。接下来，准备在现有实验平台的基础上建立相关网络平台，加强课堂和课外联系，使微机原理和接口技术实验对广大学生真正做到完全开放。
近几年，笔者一直担任电子专业单片机原理与接口技术课程的教学，在教学过程中发现了如下问题：首先，不少学生对电工基础、模拟电路、数字电路等电子专业基础课的内容掌握不牢，影响了该课程的学习；其次，单片机原理与接口技术课程内容抽象，理论性、实践性和综合性很强，又同时涉及软件和硬件知识，对学生的综合素质要求比较高，而学生水平跟不上，教学难度大。针对这些问题，怎样才能让学生比较容易地理解和掌握这一门课程，成为本课程教学研究与改革的重点任务。因此，笔者在教学实践中，通过不断试验，多次与单片机教研组老师交换意见，总结教学经验，认为一体化教学能让学生在做中学、学中做，把复杂的知识直观化、项目化，有效地调动学生的学习兴趣，可以收到较好的教学效果。
一、传统教学与一体化教学比较
传统教学一般先理论讲授，后实践操作，在理论指导下完成实操。理论教学通常在教室进行，实践教学实训室进行，理论与实践分开授课。这种模式的突出弊端在于理论教学与实践教学脱节，导致理论知识难以及时消化，操作训练不能连续，学生虽然经过多次训练仍不能掌握操作技能，教学效果不理想。
一体化教学是指在同一空间和时间内同步进行的教学，理论和实践交替进行，直观和抽象交错出现，没有固定的先实后理或先理后实顺序，而是做中学，学中做。一体化教学具有三个特性：①空间和时间的同一性；②认识过程的同步性；③认识形式的交错性。
下面，以“输入/输出接口技术”为例，具体说明这两种教学方法的区别。
传统教学：教学以老师讲解为主，先介绍输入/输出端口名称、作用、特点等各知识点，让学生在识记的基础上做作业，并利用单片机实验箱验证各知识点。
一体化教学：教学以老师为主导，学生为主体。教师先下达项目书（制作霓虹灯），然后组织学生研究讨论，制订方案，补充制作过程所需要的知识（输入/输出端口名称、作用、特点等），然后进行项目制作，完成作品，并在教师指导下进行项目评价和总结，最后针对学习成绩好、有兴趣的同学布置技能拓展项目。
二、一体化教学实施
为培养培养技能过硬的单片机实用型人才，学校单片机教研组以教学改革为手段，以单片机实训室为依托，将单片机原理及应用技术课程内容分解为单个彩灯闪烁（单片机基本知识介绍）、霓虹灯（输入/输出接口技术）、键盘接口显示（键盘接口技术）、计费器（定时/计数器）、报警器（中断技术）、秒表（数码静态显示）、学号显示器（数码动态显示）、数字温度计（a/d转换器）、信号发生器（d/a转换器）、密码锁（i2c总线）等10个项目，采用边讲边演示边操作的教学模式，让学生通过实践操作掌握相关理论知识和基本技能，做到实践中有理论，理论中有实践，使学生既掌握理论知识又懂得实践操作，将理论教学与实践教学真正融为一体，实现理论教学与实践教学的高度融合。
下面以报警器的制作为例，具体介绍“中断技术”一体化教学实施过程。
（一）课前准备
在实施一体化教学前，要做好充分的教学准备，首先要购置编程器、89c51cpu、电路板和发光二极管等常用单片机实训元件，然后安装proteus、编程器、伟福等单片机常用软件，组建一体化单片机教学场地。
（二）下达项目书
目前技工学校在校生素质普遍较低，因此，设计项目时，难度不能太大，难度较大的章节，须将内容分散到各个小项目中，否则会导致学生失去信心。“中断技术”是单片机原理与接口技术课程的教学难点，为了减轻学生的学习难度，笔者实际教学时，要求学生先制作一个接触式闪光灯，再制作报警器，这样每个项目包含的新知识点就不会太多。制作接触式闪光灯所需要用到的知识点有：① 发光二极管的使用；②中断控制。报警器隐含的知识点有：①中断控制（旧知识点）；②探测器的使用；③报警声的产生。
（三）分析项目
项目下达后，先让学生自行分析，遇到难题时，教师应当启发学生思考、提问，与学生共同分析项目，并制定具体的实施方案和详细的项目指导书。
例如，在接到制作报警器项目后，教师可让学生先停下来，引导学生思考：电路中的扬声器如何报警？报警灯如何点亮？如何识别报警信号？抛出学生当时迫切想知道的几个问题，这样，学生的好奇心和求知欲必将受到极大的激发，他们便会主动探索，去寻找解决问题的最佳途径。
（四）项目实施
学生按照项目指导书的要求进行操作，在老师的指导协助下，通过查找图书和网络资源，与同学探讨，完成报警器的制作，培养学生的协作意识、交流能力以及主动思考、解决问题的能力。
在项目制作过程中，针对学生提出的问题，教师可进行筛选，采用不同的教学方法。对于简单问题，可以鼓励学生自己讨论解决；对于复杂问题，教师应当主动引导学生，应用知识，启发思路；对于涉及的新问题、新知识，可与学生共同研究，再由学生去完成项目。比如：在制作报警器时，会涉及到三个知识点：其中，中断控制属于旧知识范畴，在制作接触式闪光灯中已经学过，可以根据学生的反应，采用不讲或串联回忆式教学；而探测器的使用、报警声的产生属于新知识范畴，教师应当及时补充此内容，让学生现学现用。
（五）项目评价、总结
在一体化教学中，学习效果主要由完成项目工作的质量来衡量，主要包括自我评价、学习小组评价和教师评价。围绕学生在项目设计过程中，从项目剖析、任务分解、知识点学习、知识点应用、目标搭建、目标组合等项目完成的一些列活动中，通过师生间的互动交流、学生间的互助协作，考察学生对项目的理解、知识点的学习领悟、单片机知识的应用以及语言表达能力。
（六）知识拓展、能力提升
对于学有余力的学生，可布置多路报警器等项目，通过制作多路报警器扩展项目，巩固“中断技
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术”学习内容，开拓多任务设计思路，通过查找资料，与同学和老师交流，提升学习能力和知识的应用能力。
三、实施一体化教学需要注意的几个问题
（一）教学计划、教学大纲与教材
按照传统教学模式编写的教学计划、教学大纲和教材难以满足一体化教学要求，一体化教学要按照企业发展需要和技能人才的培养规律，根据国家职业标准，以综合职业能力为培养目标，通过典型工作任务（即项目）分析，构建课程体系，并以具体工作任务为学习载体，按照工作过程和学生自主学习要求设计和安排教学活动的课程。
教材是教师组织教学、学生学习的主要依据和信息来源，因此，一体化教材是实施一体化教学的基础。一体化教材一般由学校教师和企业技术人员共同编写，教材主要以典型项目组织内容，注重教材实用性和可操作性，强调学生的实践技能、技巧的培养。
（二）教学过程设计与教学准备
一体化教学既要理论讲解、示范操作和操作训练，同时还要突出学生的主体地位，让学生按照既定目标有序地“动”起来。因此，一体化教学与纯粹在讲台上的理论授课或在实训室的实践操作有很大区别。因此，设计好教学过程是上好一体化教学课的关键，可以从以下几个方面考虑：1、明确教学目的：学生需要掌握哪些知识点、技能点，掌握到什么程度，达到什么样的效果，哪些需要讲解。2、准确把握教学对象：学生基础怎样，前导课程有哪些，学生有何特点等。3、确定教学重点和难点，做到重点突出，难点分解。4、设计教学策略：建议采用项目教学、任务驱动等教学方法。5、合理组建项目小组，每组以3～5人为宜。分组时要充分考虑小组成员的综合素质、动手能力，做到好、中、差搭配。
（三）教学硬件与软件条件
1、硬件条件。一体化教学强调的是空间和时间的统一，即在同一场所和同一时间内完成教学的多种任务。所以，要实施一体化教学，就必须具有既能满足理论教学，又能满足实践教学的一体化教学场所。
【关键词】单片机；接口技术；教学实验
单片机实验在单片机理论教学中，具有非常重要的实践作用。我们通过单片机教学实验，可以很好的提升学生动手能力，让学生在动手的过程中认识到其工作的特性和原理，对理论知识有一个非常直观、系统的认识和了解；除此之外，还可以加深学生对理论知识的印象和解读能力，使得学生在实践的过程中掌握单片机的关键理论知识和相关技术。
一、现有实验教学方式的不足
1、内容的系统性存在缺陷。实验课程的学时在课程总学时当中受到非常明显的遏制，假如说在原有的计划上安排了10个学时的实验课程，但是这些实验学时对单片机实验教学的实践需求是远远不够的。为了在有限的时间内把单片机的实验内容最大化讲解，实验课程的环节中穿插了非常多的论证性实验，并且教师会给出一定的程序步骤。在实验的时候，学生都是被动跟着教师进行，对于实验内容的认识依然停留在书本知识方面，缺少新器件和电路应用方面的实际操作训练。虽然说这么做加快了实验的周期时间，但是本着实验课程锻炼学生的实践操作能力和思维能力的目标依然没有实现。虽然说部分学生对于知识是一知半解，但是完全依照书本操作步骤进行，也可以完成相关的实验，但是这样的情况依然无法满足学生训练单片机内容的实践操作要求。
2、时间的灵活性非常古板。因为实验成绩是课程总成绩的少部分，因此当课堂教学内容全部结束的时候，所有的实验教学课程都要结束，要不然会影响到学校安排考试和成绩测评的安排，鉴于这样的原因，实验周期时间短和相对集中就成为了主要问题。在这部分时间内，实验室出现高负荷情况，每个班级的实验时间都安排的很集中，经常会出现下组学生等待上组学生做完实验等实验设备的情况，灵活的时间因此受到非常大的限制，并且影响到学生实验课程的教学质量。
3、综合性实验无法开展。因为单片机的价格非常低廉，体积还很小，相应的功能也在不断的完善，成为现代工业技术中非常理想的一种微控单元核心构件，尤其实在工业过程控制和智能仪器仪表方面应用非常广泛。单片机实例应用是非常容易就可以被利用在实验教学过程中的，因为这样不单单可以让学生建立一个非常系统的单片机知识系统，还能够让学生体验到单片机在实际应用中的价值。但是因为现实教学情况的限制，如此综合性的教学实验并没有被安排实验教学中，只是作为小部分的选修内容。
二、单片机实验教学的有效改革
1、专门开设单片机实验教学课程。真正意义上掌握单片机的理论知识，必要的实践操作是不能缺少的。现在的学生普遍感觉到单片机的理论知识很难把握，最主要的一个原因就是实践操作程度的不深刻，所以在改革单片机原理和接口技术实验课程的时候，必须把理论教育和实践操作一分为二。把传统课本知识中的实验内容全部分离开来，重新进行规划和分类，并且为此专门编纂特定的实验教材，从根本地位方面改变实验教学的存在价值。如此一来，实验课时得到了充分的保证，并且在实验内容的安排方面更加全面和具体，可以让学生在程序编写、通讯方式、存储器结构和系统综合应用方面得到全方位的训练和提升。目的是培养学生正确地思维方法和健康的学习态度。
2、柔和化的实验教学时间。单片机课程被设置为单独的实验课程之后，就不会依附于传统的理论知识教育，所以说在时间的安排方面非常充裕，基本上实现了实验时间的真正开放。实验时间贯穿于整个学期，每个小组之间可以进行不同类别的实验，随后进行对比和交流。实验时间不再依照传统理论课程时间的安排，而是全天都在实验，目的是确保不同层次的学生有充分的消化知识时间。实验课程的时间占据总课时的50%，学生可以自身学习的需要选择实验的类型。对于选修课程，不再要求学生在一个单元课时内完成，一个实验可以分成若干个小实验进行，留给学生充分思考的时间。
3、层次分明的实验内容。单片机实验教学的内容可以大致分为三部分，就是①基础实验部分，②设计实验部分，③系统试验部分。基础实验就是说对单片机基本知识的理解和学习，让学生根据指导书中的步骤设计进行，教师编写非常系统的实验步骤，使得学生在完成基础实验之后，具备一定的总结和编程能力。设计实验就是说对某一个单独的方面进行深入化的研究分析，只是针对一个知识点进行认真讨论，要求学生自己动手设计路线、编写程序、自行调试、发现问题和修改等。系统试验就是对毕业设计内容和专业领域设计内容，采用应用系统设计方式。
4、虚拟仿真技术和实践操作技术的完美结合。Proteus是现在最好的电路仿真实验软件，其中具备非常优秀的数字电路、模拟电路和电路系统，支持AVR和51系列等主流单片机系统和不同样的调试环境。比如说Keil C51 uVision2 软件，就是一款很好的单片机仿真实验软件。所以说在单片机实验课程改革过程中，我们将Proteus融入到单片机实验教学当中，要求学生在掌握基础知识之上，对于一些综合性的实验，学会使用Proteus软件进行设计和修正，然后再把自己做实验的内容移植到实验室硬件电路当中。很好的减小了原材料的损耗，也达到了训练学生操作能力的目的。
5、改良实验课程的测评方式。完善测评方式不单单是对学生所掌握知识的一个客观评价、对学生实践操作能力的肯定，更是成为激励学生努力学习的手段。测评的方式要具有一定的公平性和公正性。学生进行的每一项实验记录都占据一定的分值，学校不再需要进行单独的实验测验，而是对学生整个实验过程进行综合评价，尽可能规避偶然性和片面性情况的出现。
总结：单片机原理和接口技术的实验教学，最终目的是锻炼学生的动手解决问题的能力，所以在掌握理论知识的前提下，学习和熟练应用实验方法是非常关键的。因为单片机实验教育是一项漫长久远的任务目标，所有我们在只有单片机实验教学的基础上，融入科学发展观的理念，才可以更好的建立一套实验教学综合体系，顺应时展的要求。
参考文献：
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[2]杨金泉、郝志华、张国旭、田红霞、田丽欣. 单片机原理及应用实验教学改革研究与实践[J]. 黑龙江科技信息. 2011，（23）：150-155.
[3]饶伟、周俊. 关于高职院校的单片机课程教改的研究[J]. 黑龙江科技信息. 2012，（29）：200-205.