《微机原理及接口技术》课程教学实践与探索

一、跨专业平台课背景
通过构建跨院系、跨专业的基础平台课，对课程培养方案进行更加合理、灵活的设置，能够有效缓解高等教育大规模扩张所带来的教学资源供需矛盾问题，因此成为目前越来越多的高等院校专业及课程建设的模式与趋势。近年来，上海工程技术大学不断进行教学培养计划的改革与修订，其中结合电子电气类专业的培养目标与要求，设置了相应的公共基础平台课和学科基础平台课模块，共涉及计算机科学与技术、电气工程及其自动化、电子封装技术、广播电视工程、自动化、轨道交通信号与控制6个专业，近500名来自电子电气工程学院和城市轨道交通学院的本科生。
《微机原理及接口技术》是我校一门重要的电子电气类学科基础平台课程，是学生学习和掌握计算机硬件基本知识及汇编语言程序设计的入门课程，培养学生利用硬软件结合的方法分析解决电子电气类学科专业领域问题的思维方式和初步能力。众多高校也一直持续多年在理工科专业中开设此同类课程，且将其划为重要专业基础和主干课程。该课程理论与实践性均很强，涉及知识点繁多，与数字电子技术、嵌入式系统、计算机控制系统等课程又有着紧密的关系，在教学环节中起着承上启下的作用，而课程教学则需要兼顾各个专业方向，因此教学难度较大。
二、教学现状
本课程目前以8088/8086为背景机进行教学，主要介绍计算机基础知识、微处理器结构、指令系统、汇编语言程序设计、存储器系统、输入输出和中断技术、常用数字接口电路等内容，根据教学改革的实际需求，目前本课程总学时仅为48，然而微机原理课程内容繁杂且汇编指令多，作为主要的专业核心课程对学生的学习要求也在不断提高，此外48学时全部作为理论教学课时，缺乏相应的配套实践教学环节，而不在学校专业大类平台内的电子信息工程专业。微机原理综合实验是作为一门集中实践教学环节课程单独安排教学的，但往往安排在理论课程全部结束之后，容易造成学生在学习过程中理论与实践出现一定的脱节，也不便于学生对知识的在线理解与消化。同时，作为平台课面向多个电子电气类本科专业开展教学，不同专业的学生知识背景与基础能力不同，教学目标也不同，因此过去分专业小班授课的传统教学模式已经*不能适应不同专业合班上课的需求，我们需要进一步对专业基础等教学内容和方法进行优化和改革，求同存异，发挥平台课的优势，用相同的课程满足不同专业的培养目标。
三、教学实践与探索
根据跨专业平台课模式下本课程的教学现状及上述存在的问题，在教学实践过程中对课程内容、教学手段和方法、实践教学等方面进行了积极的探索。
1.整合优化教学内容。结合不同专业学生的特点和发展方向，进一步整合和优化教学内容，使学生更好地与先修及后续专业课程衔接，避免相关知识点的重复讲解和脱节。例如，学生虽已有数字电子技术课程的学习基础，但仍然表现出对硬件部分的学习和理解较为困难，因此在授课过程中适当淡化芯片内部的结构介绍，强调芯片外部引脚及其应用编程，淡化硬件本身的细节讲解，强调整体系统结构的工作原理；学生已经学过程序设计语言，因此删掉重复的计数制内容，把重点放在补码运算上，简化程序控制结构的介绍，把重点放在汇编指令应用和汇编程序设计上；有限学时内学生很难一时消化大量新的指令知识，在讲解时不是仅一味地向学生快速灌输全部指令，而是通过挑选常用汇编指令做重点讲解，并结合示例帮助学生理解和掌握，其余留给学生课后自主学习；在课程内容的组织上注重提炼共性知识，如存储器地址与I/O接口的编址、译码等内容的原理是类似的，可以通过这些内容的整合提高教学效率；部分专业学生同时在修读单片机课程，存在部分教学内容的重叠，更重要的是一部分学生出现了单片机与8088指令混淆使用的现象，因此教学时要特别注意加以引导，帮助学生正确区分和理解不同的指令系统；计算机专业的学生在编程方面有着敏锐的洞察力和快速的理解力，在课后作业和课外练习的部分加强了编程能力的训练设计，更适合该专业学生未来的学习和发展方向。
2.改革教学手段和方法。多媒体教学更加灵活和形象，如讲解从内存或堆栈存取数据时，用图例、动画的形式能够十分直观的进行演示，能够有效提高教师的授课效率，避免大量基本概念和术语的板书抄写，从而使教师更加专注于重点和难点内容的讲解。但微机原理课程知识点繁多且比较抽象，传统的板书教学不能被*取代，通过对课程内容脉络和重难点部分的板书使教学过程更加连贯，便于学生更加深入的理解教学内容，同时能够适当调节教学进度，提高教学效果。同时，由于汇编程序设计的内容较多，学生又普遍认为该部分学起来较为枯燥，难以掌握，因此通过利用汇编仿真软件进行课堂演示引导及翻转课堂等方式与学生互动学习，学生在课后进行实际的汇编程序设计及调试等操作完成自主学习，强调教学过程中教与学的互动和学生的主导作用。另外，还可进一步采用任务驱动的教学方法，让学生在完成“任务”的过程中，培养学生创新探索的精神。
3.强化创新实践能力的培养。为了充分调动学生的学习积极性，激发学生的学习兴趣，同时弥补有限课时条件下实践学时不够甚至缺失实践环节的情况，本课程通过建立微机原理及接口技术仿真实验平台，引入汇编仿真软件EMU8086和EDA仿真软件Proteus，进行验证性、设计性和综合性实验等多层次的实践教学设计，使其与理论教学相辅相成，扩展和深化学生对微机理论的认识及各功能模块工作原理的理解，培养学生的实践动手能力、创新能力、综合应用知识的能力，达到强化教学效果的目标，同时面向不同专业学生的学习需求，让学生更自由、更有针对性地去自主学习，充分体现了个性化的教学思想。
鼓励学生以团队形式积极参加大学生创新训练项目、大学生电子竞赛等课外电子科技创新类活动，或积极参加教师的科研项目，让学生真正做到学以致用，在实践中培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，通过相互配合培养学生团队协作的精神。
4.加强课程资源建设。为了提高学生自主学习的意识和个性发展的需求，必须加强课程资源建设，丰富和完善网络教学资源，课程的大纲、教案、电子课件、部分试题及参考答案等教学资源全部上网，将网络教学作为一种重要的教学手段和教学场合，实现立体化资源的共享，更好地为教学服务。
四、结语
本文针对跨专业平台课“微机原理及接口技术”的教学现状及出现的问题，对教学内容、教学手段和方法、创新实践能力培养、课程资源建设等方面进行了积极的探索，未来也将在此基础上继续研究平台课模式下实践教学改革和教师团队队伍建设等。