《微机原理与接口技术》是大学工科专业学生学习和掌握计算机硬件知识、建立计算机系统概念以及汇编语言程序设计方法的主要课程。其任务是使学生掌握微型计算机的基本组成、工作原理、接口技术，及其与系统的连接，从而建立起微型计算机的整机系统概念，并在此基础上使学生具备微型计算机系统软、硬件开发的初步能力，是一门理论性和实践性并重的课程。
《微机原理与接口技术》的教学内容不仅包括计算机硬件基础知识，还包括汇编语言程序设计，在确保基本理论的前提下还要与实际应用相结合，涉及到的知识点相互逻辑关系不清晰，内容零散，很难形成一个完整的认知结构体系，因此学生普遍认为这门课概念抽象，感性认识差，感到难学难懂。为此，笔者根据长期的教学经验，在该课程的教学方法上进行了一些研究。
1 教学现状分析
随着电子技术的发展，计算机软硬件技术发展迅猛，微机原理这门课程不仅要学习计算机的基本原理，还要让学生了解现代技术在微机中的应用，但是实际面临着课时缩减，教材内容落后，教学手段单一，实验设备不直观等问题。
1.1 教学内容难取舍
目前国内大多数院校该课程还是选用以8086 机型为主的16 位微机结构进行讲解，而电子技术的飞速发展，如今微处理器已经全面进入64 位机市场，教学内容严重滞后实际应用，学生书本上所学习的知识无法与实际的计算机联系起来，从而导致学生学习兴趣不大。
针对这一现状，很多教师也尝试进行教学内容的改革，由于教学课时的限制，没法按照先易后难，先16位机再32 位机的方式进行讲解，有些学校直接以32位Pentium 系列微机为硬件范例进行讲解，但学生没有微机系统的基本概念，感觉起点高，难度大，很多知识点学生难以理解，最终也难以保证教学效果。
1.2 教学方法单一
微机原理涉及的内容虽不深奥，但是非常抽象、琐碎，各个章节的内容互相交叉。例如，第一部分介绍CPU 的组成结构，将学习CPU 内部多个寄存器以及标志寄存器的九个标志位的定义，其中涉及中断允许标志位IF 和串操作方向标志位DF，而中断和串操作的概念在后面章节才会学习到，学生一开始对这些概念缺乏感性的认识，如果我们还是按照传统的教学方法是先理论后实际，先原理后应用，整个课堂教学过程中学生基本上是被动灌输，容易产生厌烦情绪，整个课堂缺乏师生互动，难以调动学生的学习积极性和主动性。
1.3 实验设备不直观
微机原理与接口技术是一门理论与实际相结合的课程，需要通过实验来加深理论知识的理解，但是目前所采用的实验箱并不能提供一个完整的基于8086 的微机系统，往往是通过PCI 插槽或者USB 总线将台式机总线引出，然后在实验箱上完成一些接口的验证性实验，学生无法将实验对象与整机系统对应，往往只是机械接线编程，而无法解释实验现象，不能达到预期的实验效果。
2 教学改进方案
2.1 教学内容设计
《微机原理与接口技术》课程涉及的知识点比较零散，学生很难建立这一课程的整体认知结构，也就是头脑中很难形成这门课程各部分内容及各部分的相互联系和层次关系的框架，作为教师讲授这门课首要的任务就是帮助学生在头脑中建立这门课程的认知结构，因此在教学内容的设计上采用先整体再部分的方式进行，首先介绍微机的硬件结构：CPU，存储器，I/O 接口，总线，然后从冯·诺依曼计算机的设计思想：存储程序与程序控制出发，分析各部分的功能以及计算机的工作原理，让学生建立整机的初步概念，以及这门课程的整体架构。接下来教学从硬件和软件两部分展开，硬件按照组成结构，从CPU、存储器、I/O 接口这几个方面进行教学，在存储器与I/O 接口的讲解过程中一定要强调它们与CPU 的总线连接和信息交互方式，这样学生学习的过程中就不会孤立地去看待每一个芯片，而是看作整机系统的一部分，是相互有机地联系在一起的。软件部分教学的主要内容是汇编语言程序设计，首先要告诉学生为什么要学习汇编语言，汇编语言最能反映计算机的工作过程，通过汇编语言的学习能帮助我们进一步理解计算机的工作原理，在教学过程中教师要尽量突出这一思想，这样可以增强学生的学习兴趣，提高学生的学习积极性。
该课程的授课对象涉及不同专业，课程的侧重点，讲授学时不同，教学内容的设计要能体现不同的层次需求。总体上可以规划为基础部分与提高部分两大模块，基础部分还是以Intel 系列16 位微处理器为硬件范例，从16 位微机入手学习微机的组成结构与工作原理，便于学生建立微机系统整机的概念，基础部分为重点讲授内容，必须保证足够的课时，有了这一基础才能进入提高部分的学习。提高部分介绍32/64 位Penti⁃um 系列微处理器结构，这一部分的教学以课堂讨论的形式，主要分析32/64 位微处理器与16 位微处理器CPU 的结构，工作原理以及设计思想的不同，对比16位机它们的优势在哪里？引导学生自己分析CPU 发展的趋势与方向，从而提高学生的主观能动性，培养独立思考能力。
2.2 教学方法和手段
为了使教学内容更加形象具体，在教学过程中要合理应用多种教学方法与手段。《微机原理与接口技术》课程涉及到的原理对于学生来说比较难理解，授课教师如果只是照本宣科的讲授，学生就会陷入被动接受的状态，课堂中很容易出现思维疲劳，为了更有效地调动学生的学习积极性，授课教师应该更多的利用启发式教学方法。教授过程可以从功能出发反推结构，然后再上升到原理，这样学生可以带着问题来理解工作原理与组成结构。例如，教师在讲解CPU 原理结构时，可以首先从计算机的设计思想：存储程序与程序控制出发，要实现存储程序与程序控制，那么一个微机就必需包括存储设备与控制器，从而可以展开存储器编址，CPU 取指令，指令执行等工作过程的学习，这样学生带着问题来学习原理更容易接受。
目前高校大部分课程都采用多媒体PPT 教学，教学实践中发现如果仅仅采用这种方式，课堂教学感觉比较单调，并且某些教学内容的过程与思想不容易体现，因此教师在授课过程中应该根据授课内容适当的选择板书、动画、幻灯等多种方式来组织教学。在原理部分应该更多的应用动画来表现，在讲解微机总线结构与控制字原理时，设计了图1 所示动画框，这里有寄存器A、B、C、D，点击寄存器对该寄存器对应的控制字进行设置，然后点击CLK，可以在总线上实时观察在时钟控制下数据在寄存器中的流通过程，从而非常形象地描述了总线结构数据交换过程以及控制器的功能。
通过动画设计将理性思维与感性思维有机的结合起来，使枯燥难懂的内容变得容易理解，学生的学习兴趣会大大提高。

图1 总线与控制字动画示意图
实践证明，灵活应用多种恰当的教学方法，能有效调动学生的学习积极性，激发他们的学习兴趣，教学效果反馈良好。
2.3 实践教学环节模式改进
《微机原理与接口技术》实践教学是该课程的重要环节，是培养信息技术类学生动手能力、创新能力与综合应用能力不可或缺的组成部分。传统的实验模式一般采用实验箱进行，往往通过USB 接口将PC 系统总线引出，然后在实验箱上实现端口地址译码，8255、8253 等接口芯片的扩展设计，这种方式学生看不到微处理器，芯片都固定在实验箱上，内部很多电路已经连接好了，学生无法自己选择芯片，自己设计电路以及自己规划地址，甚至实验完成后学生都没有搞清楚各个部分的连接关系。为了进一步提高学生对微机整机结构的认识，以及系统设计的能力，可以在实验教学过程中引入仿真软件Proteus，可以将Proteus 仿真训练与传统的实验箱实践过程有机结合起来，实验初期应该从一个简单的实例出发，让学生首先完成Proteus 仿真实验，这样能加深学生对系统结构的认识与理解，有了这一认识基础，学生在实验箱上进行接口实验设计时就能更好地理解电路结构与工作过程，学生的学习主动性与积极性也得到提高，从而培养了学生的综合设计与创新能力。
3 结语
《微机原理与接口技术》课程旨在帮助学生建立计算机系统整机概念，培养学生硬件与软件的分析设计能力，为今后深入学习嵌入式系统开发打下坚实的理论基础。针对目前教学中存在的问题，本文从教学内容设计，教学方法选择以及实践教学模式扩充三个方面提出了一些改进措施，教学是一门艺术，好的方法能激发学生的学习热情，培养学生的创新精神和实践能力，湖北大学的大多数学生对《微机原理与接口技术》课程的教学效果表示满意，教学过程中学生们普遍对教学内容感兴趣，课堂与实践教学中师生互动多，学生学习积极性高，取得了良好的教学效果。