摘要：針對(duì)“微機(jī)接口技術(shù)”課程，以提高學(xué)生的綜合能力、加強(qiáng)素質(zhì)教育為主線，根據(jù)教學(xué)要求和課程特點(diǎn)，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段等方面進(jìn)行了探索，提出了課程建設(shè)的目標(biāo)、主要內(nèi)容、教學(xué)模式和實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)了網(wǎng)上課程輔助教學(xué)系統(tǒng)。利用虛擬實(shí)驗(yàn)，可以達(dá)到真實(shí)實(shí)驗(yàn)的效果，實(shí)驗(yàn)可以隨時(shí)隨地進(jìn)行，從而提高了學(xué)習(xí)效率并降低了設(shè)備成本。

關(guān)鍵詞：微機(jī)接口；教學(xué)應(yīng)用；CAI；虛擬實(shí)驗(yàn)；Web

0 引言

微機(jī)接口技術(shù)課程作為高等院校計(jì)算機(jī)、信息電子類專業(yè)的主要專業(yè)基礎(chǔ)課程之一，是一門集芯片技術(shù)與實(shí)踐于一體的課程。學(xué)生普遍感到微機(jī)接口技術(shù)這門課難學(xué)、難懂、概念抽象、感性認(rèn)識(shí)差。學(xué)生學(xué)習(xí)完了這門課程后，對(duì)于接口芯片工作原理和在計(jì)算機(jī)中的實(shí)際應(yīng)用模糊不清，更談不上創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

目前，我校多個(gè)專業(yè)開(kāi)設(shè)了“微機(jī)接口技術(shù)”方面的課程。本文以電子信息、教育技術(shù)專業(yè)的教學(xué)為背景，以提高學(xué)生的綜合能力、加強(qiáng)素質(zhì)教育為主線，結(jié)合課程自身的特點(diǎn)和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，從實(shí)際出發(fā)，提出了該課程建設(shè)的目標(biāo)和主要內(nèi)容，開(kāi)發(fā)了網(wǎng)上課程輔助教學(xué)系統(tǒng)，并取得了一定的成效。

1 課程教學(xué)現(xiàn)狀

計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)成為21世紀(jì)科技創(chuàng)新和新技術(shù)應(yīng)用的重要基礎(chǔ)，給我們的工作和生活帶來(lái)巨大的變化。本課程的教學(xué)目的是：培養(yǎng)學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)硬件和軟件的基礎(chǔ)知識(shí)、基本技術(shù)與基本應(yīng)用能力。本課程的教學(xué)現(xiàn)狀總結(jié)起來(lái)，主要存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題。

(1)教學(xué)內(nèi)容的選擇

從計(jì)算機(jī)應(yīng)用的需要出發(fā)，需要較好地處理先進(jìn)性和教學(xué)適用性的關(guān)系。當(dāng)今計(jì)算機(jī)世界占有主導(dǎo)地位和絕對(duì)優(yōu)勢(shì)是Intel Pentium系列計(jì)算機(jī)，但講授難度較大，因此多數(shù)教材以8086為主要背景機(jī)。如何既系統(tǒng)地介

紹計(jì)算機(jī)的硬件技術(shù)和應(yīng)用基礎(chǔ)，又反映了微處理器最新技術(shù)的發(fā)展，如現(xiàn)代微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)流行實(shí)用的硬、軟件技術(shù)，以及64位微處理器及應(yīng)用?如何既注重實(shí)用性，又兼顧先進(jìn)性?

(2)理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的結(jié)合

學(xué)習(xí)這門課要通過(guò)足夠的實(shí)驗(yàn)操作和一定數(shù)量的綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，才能加深理解和掌握該課程的基礎(chǔ)理論和應(yīng)用技術(shù)，初步具備計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用能力。理論教學(xué)主要在課堂上用電子教案分析講解，實(shí)驗(yàn)通過(guò)程序設(shè)計(jì)或通過(guò)實(shí)驗(yàn)機(jī)完成。那么，理論分析如何與實(shí)驗(yàn)教學(xué)更好的結(jié)合起來(lái)，統(tǒng)一和完善學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系?

(3)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)扼殺了學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新欲望

目前高校中對(duì)于該門課程的實(shí)驗(yàn)都采用實(shí)驗(yàn)箱，對(duì)芯片功能進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)就算了，學(xué)生沒(méi)有自主的創(chuàng)新環(huán)節(jié)。在課程設(shè)計(jì)階段，老師把程序編寫(xiě)好，學(xué)生照著老師的步驟連接好各種線路，再把程序錄入、調(diào)試運(yùn)行，觀察結(jié)果寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告就行了，因此學(xué)生不能真正了解實(shí)際工程中硬件設(shè)計(jì)的全部?jī)?nèi)容，造成硬件設(shè)計(jì)很簡(jiǎn)單的錯(cuò)覺(jué)，最后導(dǎo)致所有學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告都是一個(gè)結(jié)論。學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的效果不盡人意，主要體現(xiàn)在：由于受到經(jīng)費(fèi)的限制，提供的實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限，學(xué)生因儀器數(shù)量不夠而不能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)，不能滿足學(xué)生的要求；由于微型計(jì)算機(jī)發(fā)展飛速，實(shí)驗(yàn)設(shè)備更新?lián)Q代跟不上微型計(jì)算機(jī)發(fā)展的速度，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊且不全面；實(shí)驗(yàn)擴(kuò)充接口形式固定，難于開(kāi)展USB、LCD、IrDA等新型器件和總線的實(shí)驗(yàn)，限制了學(xué)生開(kāi)展新型實(shí)驗(yàn)的發(fā)揮空間和創(chuàng)新能力的提高。

因此，積極地對(duì)微機(jī)接口技術(shù)課程進(jìn)行教學(xué)改革，有效提高教學(xué)質(zhì)量是當(dāng)前該門課程的重要任務(wù)。該門

課程作為匯編語(yǔ)言、計(jì)算機(jī)組成原理課程的后繼專業(yè)課程，是電子信息、教育技術(shù)專業(yè)學(xué)生有效提高專業(yè)技能和動(dòng)手、創(chuàng)性能力的一門重要課程。要有效提高該門課程教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，就必須在教學(xué)指導(dǎo)思想、教學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)組織方法等方面進(jìn)行一系列改革。下面就這幾個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)探討。

2 教學(xué)方法與教學(xué)手段

2.1 理論教學(xué)內(nèi)容的更新

在該課程內(nèi)容的設(shè)置上應(yīng)體現(xiàn)出“基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性、實(shí)用性和一定的先進(jìn)性”。為此，教學(xué)的主要指導(dǎo)思想之一，是更好地處理先進(jìn)性和教學(xué)適用性的關(guān)系，既要盡量反映國(guó)內(nèi)外計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及其接口技術(shù)發(fā)展的最新水平與趨勢(shì)，又要重視遵循教學(xué)規(guī)律，更好地體現(xiàn)“基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性、實(shí)用性和先進(jìn)性”的統(tǒng)一；主要指導(dǎo)思想之二，是努力體現(xiàn)素質(zhì)教育與創(chuàng)新教育的思想，注重理論與實(shí)踐的結(jié)合，原理、技術(shù)與應(yīng)用的結(jié)合，硬件與軟件的結(jié)合，將大量科研經(jīng)驗(yàn)和應(yīng)用實(shí)例融會(huì)于基礎(chǔ)知識(shí)說(shuō)明中，以更好地支持案例教學(xué)，培養(yǎng)和開(kāi)發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力；主要指導(dǎo)思想之三，是緊緊抓住非計(jì)算機(jī)專業(yè)人員學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的目的是為了應(yīng)用這一特點(diǎn)，堅(jiān)持“淡內(nèi)強(qiáng)外”的原則，即無(wú)論對(duì)微型計(jì)算機(jī)還是各種外圍芯片、外部設(shè)備，都應(yīng)適當(dāng)?shù)瘍?nèi)部原理，而強(qiáng)化外部接口及應(yīng)用，根據(jù)應(yīng)用需要選擇可編程接口芯片的工作方式和編寫(xiě)接口應(yīng)用程序。

2.2 課堂教學(xué)模式的變化

如果說(shuō)教學(xué)內(nèi)容的改革是提高教學(xué)質(zhì)量的重要保證，那么，恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)模式是取得良好教學(xué)效果的橋梁。要正確處理傳授知識(shí)與培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)之間的關(guān)系，根據(jù)學(xué)生水平的不同層次分級(jí)教學(xué)、因材施教。

(1)在課堂上力求以啟發(fā)式講授方法貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程。通過(guò)不斷提出問(wèn)題、解決問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生積極思

考，調(diào)動(dòng)他們的學(xué)習(xí)積極性，加深對(duì)問(wèn)題的理解。結(jié)合教師的科研講解實(shí)際應(yīng)用，體現(xiàn)了先進(jìn)性與實(shí)用性相結(jié)合的改革方向。

(2)采取多種教學(xué)形式，加強(qiáng)學(xué)生能力的培養(yǎng)。教學(xué)中，在強(qiáng)調(diào)知識(shí)“量”的同時(shí)更要重視知識(shí)的“質(zhì)”，既要強(qiáng)調(diào)記憶又要注重思維，不但要求學(xué)會(huì)，而且要求會(huì)學(xué)，由教師單向的信息傳遞變?yōu)閹熒g雙向的信息交流，注意傳授知識(shí)與能力培養(yǎng)的有效結(jié)合。此外，還要組織學(xué)生積極參加各種形式的計(jì)算機(jī)知識(shí)與技能講座與競(jìng)賽，充分發(fā)揮第二課堂的積極作用。

(3)運(yùn)用現(xiàn)代化教學(xué)手段，提高教學(xué)質(zhì)量。

教學(xué)手段是完成教學(xué)任務(wù)、實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的的重要教學(xué)媒體，在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)靈活使用多種教學(xué)手段。在“微機(jī)接口技術(shù)”課程的教學(xué)過(guò)程中，我們充分利用了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)手段，并且取得了較好的教學(xué)效果。現(xiàn)代多媒體的動(dòng)畫(huà)技術(shù)、動(dòng)態(tài)模擬、圖形等手段，使CAI課件能形象地表述教學(xué)內(nèi)容而且極具吸引力，有助于學(xué)生更好地理解教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)質(zhì)量。

2.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的改革

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是該課程教學(xué)的重要組成部分，它和課堂教學(xué)緊密配合、互為補(bǔ)充，才能達(dá)到課程教學(xué)的基本目的和要求。

實(shí)驗(yàn)課作為理工科教育的一個(gè)非常重要的手段，不僅要培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，更重要的是要讓學(xué)生掌握和理解科學(xué)實(shí)驗(yàn)的思想方法，培養(yǎng)解決實(shí)際問(wèn)題的能力?！拔C(jī)接口技術(shù)”是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)課程，在實(shí)驗(yàn)課程體系的總體規(guī)劃上應(yīng)遵循：既要培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，又要重視培養(yǎng)其思維能力和創(chuàng)新能力。為此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中除常規(guī)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)外，要增加一定量的設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，要求學(xué)生具有多方面的知識(shí)，注重所學(xué)理論知識(shí)的綜合應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力、思維能力和創(chuàng)新能力。

3 課程輔助教學(xué)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

為了更好的滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)微機(jī)接口輔助教學(xué)系統(tǒng)。系統(tǒng)界面如圖1所示。目前，系統(tǒng)安裝在計(jì)算中心的實(shí)驗(yàn)室服務(wù)器上，供學(xué)生訪問(wèn)學(xué)習(xí)。

系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)部分包括：微機(jī)接口技術(shù)概述、并行輸入輸出端口、串行通信接口、中斷技術(shù)、計(jì)數(shù)器定時(shí)器、DMA技術(shù)、D／A和A／D轉(zhuǎn)換器接口。其中每一部分包含多個(gè)Flash動(dòng)畫(huà)文件。如中斷控制器8259A中斷響應(yīng)過(guò)程演示，如圖2所示。

多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)與儀器技術(shù)的結(jié)合構(gòu)成了虛擬實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，使人們擁有自己實(shí)驗(yàn)室的幻想與愿望可以在計(jì)算機(jī)屏幕上通過(guò)場(chǎng)景式圖形界面而得以實(shí)現(xiàn)。虛擬儀器技術(shù)與認(rèn)知模擬方法的結(jié)合也賦予虛擬實(shí)驗(yàn)室的智能化特征，無(wú)論是學(xué)生還是教師，都可以自由地、無(wú)顧慮地隨時(shí)進(jìn)入虛擬實(shí)驗(yàn)室操作儀器，進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)。虛擬實(shí)驗(yàn)室不但為實(shí)驗(yàn)類課程的教學(xué)改革及遠(yuǎn)程教育提供了條件和技術(shù)支持，還可以隨時(shí)為學(xué)生提供更多、更新、更好的儀器。利用虛擬實(shí)驗(yàn)室能及時(shí)滿足學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的需求，增強(qiáng)并擴(kuò)展了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能，同時(shí)也加大實(shí)驗(yàn)教學(xué)的強(qiáng)度，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)員創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力培養(yǎng)的力度，降低實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)客觀物質(zhì)條件的依賴，突破了傳統(tǒng)教學(xué)手段，為學(xué)生構(gòu)建了一種全新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，也為實(shí)現(xiàn)開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了強(qiáng)有力的支持。針對(duì)當(dāng)前的教學(xué)存在的問(wèn)題，我們對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行研究和實(shí)踐，開(kāi)發(fā)了具有交互功能的模擬實(shí)驗(yàn)軟件。

主要實(shí)驗(yàn)有：實(shí)驗(yàn)一中斷控制，實(shí)驗(yàn)二并行接口，實(shí)驗(yàn)三定時(shí)器計(jì)數(shù)器，實(shí)驗(yàn)四模數(shù)轉(zhuǎn)換，實(shí)驗(yàn)五、六數(shù)模轉(zhuǎn)換，實(shí)驗(yàn)七人機(jī)接口，實(shí)驗(yàn)八串行輸入輸出。如圖3所示。每個(gè)實(shí)驗(yàn)包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容、程序、實(shí)驗(yàn)步驟。中斷控制實(shí)驗(yàn)的操作界面如圖4所示。

系統(tǒng)中補(bǔ)充了USB、LCD、紅外線、藍(lán)牙接口等知識(shí)，以及接口軟件的編程方法，供學(xué)生課外學(xué)習(xí)，增加知識(shí)。提供警車顯示屏RS232串口信息傳輸、紅外接口程序設(shè)計(jì)、紅外遙控電子密碼鎖設(shè)計(jì)、USB接口技術(shù)應(yīng)用、基于HCI的藍(lán)牙程序設(shè)計(jì)等的工程應(yīng)用案例。可滿足指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展課程設(shè)計(jì)和課外創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)的需要，或者滿足部分學(xué)生在更寬的范圍內(nèi)選擇實(shí)驗(yàn)題目的需要。

4 結(jié)束語(yǔ)

微機(jī)接口技術(shù)課程的教學(xué)改革是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，不可能一蹴而就，需要理論教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以及實(shí)驗(yàn)組織方式和教學(xué)模式等多因素結(jié)合。本文通過(guò)作者自己的教學(xué)實(shí)踐，就教學(xué)和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的一些問(wèn)題的進(jìn)行了探討。

在今后的教學(xué)改革和課程建設(shè)中，要堅(jiān)持重視理論基礎(chǔ)知識(shí)、培養(yǎng)實(shí)踐綜合能力、提高整體教學(xué)質(zhì)量，真正實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)際相結(jié)合，強(qiáng)化創(chuàng)新意識(shí)，強(qiáng)化能力培養(yǎng)，逐步建成反映現(xiàn)代教育思想和教育觀念，適合培養(yǎng)現(xiàn)代復(fù)合型人才的計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)課程新體系。

對(duì)于系統(tǒng)中存在的，如CAI系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容還不夠完善，交互性上面做的不夠，課程立體化教學(xué)資源不足等問(wèn)題，今后在教學(xué)中要加以補(bǔ)充和完善。