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摘 要：针对目前高校工科计算机硬件课程教学的实际情况,分析“微机原理与接口技术”和“单片机原理与应用”两门课程的教学要求和特点,阐述两门课程的共性和异性,提出将两门课程进行融合教学,为工科计算机硬件课程的设置和教学改革提供思路和方法.

关 键 词：微机原理与接口技术；单片机原理与应用；课程融合；教学改革；硬件课程

文章编号：1672-5913（2013）03-0054-03

中图分类号：G642

0引言

“微机原理与接口技术”“单片机原理与应用”等涉及计算机硬件的课程是高校自动化、测控、电气、电子、通信等专业的重要专业基础课程.这些课程有较强的理论性和实践性,课程信息量大、知识点多、概念抽象,学生普遍反映学习困难,不容易掌握.随着电子技术、计算机技术的发展,高校教育要求教授给学生的知识更加宽泛.这样就难免要添加许多新的课程,例如,“嵌入式系统”原本是研究生的课程,但是现在各大高校都在本科阶段开设.在相同学制下,要加入紧跟技术发展的新课程,就必然要压缩传统课程的教学学时.笔者从事高校教学工作十余年,连续讲授“微机原理与接口技术”和“单片机原理与应用”这两门课程超过八年,提出将两门课程的教学融合为一门课程的教学研究思路,以达到降低学时但不减弱讲授内容的教学目的.

1课程对比分析

在两个学期分别安排上述两门课程是传统教学设置方式,这种思路源于强调各门课程的完整性和独立性,但是导致的最终结果就是在两门课程中部分内容出现了交叉重复.我们希望能将两门课程融合为一门课程来讲解,达到不同内容要讲清、相同内容要讲透的目的,这需要对两门课程进行全方位的对比.

1.1课程结构和教学意义对比

“微机原理与接口技术”课程主要介绍微型计算机的基本组成,以Intel8086/8088为重点讲解微型计算机的CPU、存储器、中断系统和常用输入输出接口的工作原理及接口的设计方法；此外,还适当介绍32位CPU的相关技术.学习该课程后,学生基本掌握计算机的组成及工作原理、常用接口芯片的使用方法,建立微型计算机的整机概念,并对现代高档微型计算机及其先进技术有所了解和认识.

“单片机原理与应用”课程主要以某一系列的单片机（国内通常讲授MCS-51）为主介绍其基本原理、发展过程、汇编语言及程序设计,详细讲授单片机的扩展技术、输入输出通道接口、交互通道的配置与接口、单片机应用系统设计的基本方法及设计原理.为后续课程的学习及今后单片机的应用、分析、设计和开发提供必要的技术基础.

对上述两门课程的结构和意义进行分析得出：两门课程的讲授结构都是以处理器为中心,介绍整个系统的组成和基本原理,讲授接口的使用方法和设计方法.那么,我们能否将两门课程进行详细对比,用对比的方法来同时讲授两门课程呢?

1.2重点讲授内容的对比

上述两门课程讲授的结构是相同的,但是在具体内容上,两者又有着明显的区别.我们完全可以在讲授中,以这些区别作为重点让学生用对比的形式进行同一知识点、不同实例特性的学习,这更能提高学生的学习兴趣和学习效率.课程的重点讲授内容比较如表1所示.

通过表1可以看出两门课程在讲授中完全可以针对一个知识节点,通过对比来同时讲授两种主控器的特点.从内容上看,这两门计算机硬件课程具有融合成一门课程进行教学的条件,但是需要我们认真研究出一个教学上的突破口,来实现课程融合.

2课程的融合研究

2.1课程融合主线

想要将两门课程进行融合,我们需要找到融合的主线,由主线贯穿教学的始终,支撑起课程的思想和内容.这个主线就应该是两者的最大共性和最大的异性,用它们来进行对比讲解,就能达到事半功倍的效果.

针对两门课程,最大的共性就是对寄存器的操作.不管是CPU执行程序还是对外设编程进行数据的输入输出,其实都是对若干寄存器的设置与操作.8086通过片内14个16位寄存器,51单片机通过片内的特殊功能寄存器完成对程序、数据、堆栈的访问；8086访问外部设备,需要进行接口的扩展,需要对外部接口的寄存器进行设置和操作；而51单片机使用片内接口时,只需要对片内的特殊功能寄存器进行操作,只有在扩展本身不具有的功能接口时,才需要对外部接口的寄存器进行设置和操作.

我们也要找到两者的最大差异,就是各自的结构体系.8086是冯·诺依曼结构的代