文章編號：1672-5913(2008)12-0011-02

摘要：“微機接口技術(shù)”課程教改的突破點是實驗教學(xué)，本文介紹了我院在實驗內(nèi)容、實驗組織方法等方面進行的一些嘗試。

關(guān)鍵詞：教學(xué)改革；實驗教學(xué)；創(chuàng)新能力

中圖分類號：G642

文獻標識碼：B

“微機接口技術(shù)”是高等院校計算機專業(yè)的主要專業(yè)基礎(chǔ)課，是“匯編語言”、“計算機組成原理”課程的后繼專業(yè)課，也是該專業(yè)與其他專業(yè)區(qū)分的一門主干課程。但學(xué)生普遍感到這門課概念抽象難懂，學(xué)完這門課程后，對于接口芯片的工作原理及其在計算機中的實際應(yīng)用仍然很模糊。本課程目前的教學(xué)中存在著以下幾個方面的問題：

(1) 教材陳舊。計算機硬件技術(shù)日新月異，因此本課程的教學(xué)內(nèi)容也應(yīng)該跟上形勢。傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容著重于介紹計算機各組成芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，初始化編程命令和在PC/AT機中的基本應(yīng)用，而沒有系統(tǒng)地介紹各組成芯片的關(guān)聯(lián)工作情況以及與CPU系統(tǒng)工作的情況。當今PC機廣泛使用的并行接口標準IEEE 1394、通用串行接口標準USB、圖形顯示總線標準AGP以及更新一代的PCIE總線標準、高速硬盤標準Ultra 100以及更新一代的SATA標準等等，都是最新接口技術(shù)應(yīng)用的具體成果，但這些在現(xiàn)有教材中很少涉及。并且現(xiàn)有教材中的很多內(nèi)容在“微機原理”課程中已經(jīng)講過，因此學(xué)生更是覺得這門課程沒有實用價值。

(2) 理論與實驗脫節(jié)。實驗課程由實驗教師自行組織，與理論教學(xué)脫節(jié)，學(xué)生的完整知識結(jié)構(gòu)體系無法統(tǒng)一和完善。

(3) 實驗教學(xué)方式落后。目前本課程的實驗大都采用實驗箱，對芯片功能進行簡單的驗證性實驗。同樣，在課程設(shè)計階段中，學(xué)生按照教師給出的步驟連接好線路，再把教師給出的程序錄入、調(diào)試、運行、觀察結(jié)果并寫出實驗報告就行了。這種方式的結(jié)果就是所有學(xué)生的實驗報告都是一個樣子。

鑒于上述問題，必須在實驗內(nèi)容和實驗組織方法等方面進行一系列的改革。

1實驗內(nèi)容的改革

微機接口實驗的內(nèi)容主要是有關(guān)接口芯片的學(xué)習(xí)和應(yīng)用，而各種芯片在學(xué)習(xí)過程中是分開講解的，所以應(yīng)該在實驗中將之綜合在一起，這樣才能讓學(xué)生真正地掌握這些芯片的作用。例如，接口芯片8255是并行傳輸接口芯片，三個端口的每個引腳都可以獨立地產(chǎn)生一個有用信號；而芯片8253是定時器／計數(shù)器，可定時產(chǎn)生一個信號，而這個信號和8255A的PB口協(xié)作可以作為揚聲器的控制信號，所以在實驗時應(yīng)該把8255A和8253A這兩個實驗結(jié)合在一起。實驗時間是4個學(xué)時，在內(nèi)容上可以先熟悉8255的性能，然后熟悉8253的性能，最后將兩者結(jié)合在一起進行實驗，真正掌握計算機揚聲器的工作原理。兩種芯片互相聯(lián)系，有助于對芯片更深入地了解。在此基礎(chǔ)上，也可以將芯片8259和8253A結(jié)合在一起。這樣逐步深入，不斷提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生有了興趣后，老師就要引導(dǎo)學(xué)生進行創(chuàng)新設(shè)計。本課程內(nèi)容在實際生活中的應(yīng)用有很多，比如工業(yè)控制、智能儀器儀表、收銀機、公共汽車報站系統(tǒng)、電子考勤機、門鈴報警電話、步進電機控制系統(tǒng)、交通收費系統(tǒng)、家電智能控制芯片等等。可以選擇一個不太復(fù)雜的產(chǎn)品作為實例，由淺入深地講解，引導(dǎo)學(xué)生開發(fā)出類似的產(chǎn)品，從而激發(fā)本課程的學(xué)習(xí)興趣。

對于實驗內(nèi)容的學(xué)習(xí)，筆者在教學(xué)中采用了三階段法逐步加深學(xué)生的理解。

(1) 認知階段

這一階段主要是讓學(xué)生從理論角度轉(zhuǎn)變到從硬件角度認識芯片的外觀和基本工作原理，熟悉匯編語言在接口芯片控制中的編程方式。這一階段基本上是依照實驗講義的指導(dǎo)去做。這時學(xué)生剛剛接觸到具體的硬件芯片，對引腳的定義還不能從硬件接線的角度去理解，因此必須要求學(xué)生完全依照實驗講義的要求，一步一步進行程序調(diào)試、匯編、連接、裝入、運行，觀察輸出，得出正確的實驗結(jié)果。這一層次的實驗?zāi)康闹饕亲寣W(xué)生有一個感性認識，熟悉實驗裝置和實驗步驟，對接口芯片各個引腳信號的實際接線方法有初步了解，對系統(tǒng)有初步的認識。

(2) 提高階段

這一階段主要是提高學(xué)生對芯片系統(tǒng)工作的認識。因為這時學(xué)生已經(jīng)對芯片的硬件接線有了進一步的認識，有能力自己做一些修改和設(shè)計，這些小改動的成功對學(xué)生有很大的鼓勵，可以激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣。比如，CPU利用8255A與打印機相連完成并行打印和打印機并行接口的學(xué)習(xí)是分成不同章節(jié)介紹的，因此很多學(xué)生就搞不清楚到底CPU用的是哪一種并行打印接口，而且打印接口標準和8255A到底有什么關(guān)系？因此在講解這部分內(nèi)容時，筆者首先分開講清楚各自的工作原理以及編程控制等基本內(nèi)容，讓學(xué)生深入了解CPU執(zhí)行指令所產(chǎn)生的信號如何控制并行打印的輸出過程。然后讓學(xué)生設(shè)計一個實驗：利用8255A的A口以方式0與微型打印機相連，將內(nèi)存緩沖區(qū)BUFF中的字符打印輸出。由于學(xué)生已經(jīng)清楚知道了各自的工作原理，教師稍加引導(dǎo)，學(xué)生就可以容易地就設(shè)計好硬件連線圖。有了硬件連線圖，相應(yīng)的控制程序就很簡單了。然后再將上例中8255A的工作方式改為方式1，采用中斷方式將BUFF緩沖區(qū)中開始的100個字符從打印機輸出。在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，只要學(xué)生能夠順利完成前一個實驗，這個實驗也會很容易完成。通過一系列類似的提高實驗，樹立學(xué)生學(xué)習(xí)的自信心和成就感。

(3) 創(chuàng)新階段

學(xué)生經(jīng)過了認知、解惑的階段后，就產(chǎn)生了自我創(chuàng)新的欲望。這時學(xué)生已不滿足于實驗講義上的現(xiàn)成方案，迫切希望自己動手設(shè)計一個綜合性的實驗方案。這是實驗的高級階段，對學(xué)生動手能力的提高有較大的幫助。這一階段可以要求學(xué)生完成一些創(chuàng)新實驗，比如交通信號燈控制系統(tǒng)、電子音樂播放器、電子時鐘設(shè)計、轉(zhuǎn)速測試系統(tǒng)設(shè)計、簡易計算器系統(tǒng)設(shè)計等方案，從而進一步加深對專業(yè)理論知識的認識和理解。

比如設(shè)計—套公共汽車報站系統(tǒng)，利用8255或8253、8259等接口電路均可。學(xué)生根據(jù)所選課題和所用的接口電路芯片設(shè)計出完整的接口電路，并在實驗系統(tǒng)上調(diào)試通過。在設(shè)計過程中不提供所謂的“標準答案”，而是鼓勵學(xué)生充分發(fā)揮設(shè)計才能，大膽創(chuàng)新。電路連接方式不同，芯片不同，結(jié)果就可能不同。鼓勵持不同意見的同學(xué)充分闡述自己的觀點，積極相互討論。很多學(xué)生為了設(shè)計出更好的設(shè)計方案，主動補充大量的課外知識，這樣不僅鍛煉了學(xué)生的綜合應(yīng)用能力，還培養(yǎng)了學(xué)生主動學(xué)習(xí)的精神。

2實驗組織方式

在實驗時筆者采用了分級組織形式。通過基礎(chǔ)實驗，將完成較好的學(xué)生與一個完成較差的學(xué)生組成一組，可讓兩類學(xué)生自由選擇組合。實驗結(jié)束時要求由原來較差的學(xué)生向?qū)嶒灲處熯M行實驗總結(jié)，這樣就顧及了所有層次的學(xué)生，同時也鍛煉了學(xué)生的表達能力和團隊合作精神。

3結(jié)束語

另外，我院采用了多元的教學(xué)手段，把原本枯燥的硬件課程講解得生動易懂，消除了學(xué)生的畏難情緒，化被動學(xué)習(xí)為主動求知。并且在教學(xué)中補充了大量較新的接口技術(shù)，使學(xué)生對現(xiàn)代微機接口技術(shù)與身邊常見設(shè)備更緊密結(jié)合起來，真正做到學(xué)以致用。

參考文獻

[1] 陳友宣. 微機接口技術(shù)實驗課程教學(xué)改革探討[J]. 現(xiàn)代企業(yè)教育，2007，(3).