尹 勇 劉 嵐

[摘要] 學(xué)生普遍反映《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程枯燥難懂,教師應(yīng)采取有效的教學(xué)方法和手段,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。通過提高教師個(gè)人素質(zhì)、教學(xué)內(nèi)容上有取有舍、實(shí)施情景教學(xué)、宏觀著眼微觀著手、與前期課程縱向交叉、激發(fā)所有同學(xué)對本課程的學(xué)習(xí)興趣、利用多媒體教學(xué)手段、與實(shí)踐課相結(jié)合、與學(xué)生多交流等方法和手段,提高了《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程的教學(xué)質(zhì)量,取得良好效果。

[關(guān)鍵詞] 微機(jī)原理與接口技術(shù) 教學(xué)質(zhì)量 教學(xué)方法 教學(xué)手段

一、引言

《微機(jī)原理與接口技術(shù)》是工科,特別是電子、電氣、電工、自動(dòng)化和機(jī)械類等專業(yè)最重要的專業(yè)基礎(chǔ)課之一,也是工科各專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程,如《單片機(jī)原理與應(yīng)用》、《基于ARM的嵌入式技術(shù)》、《DSP技術(shù)》等課程的重要技術(shù)基礎(chǔ)課程之一。通過本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生可以獲得微機(jī)軟、硬件方面的基本理論、基本知識和基本技能,從而使學(xué)生具備軟、硬件開發(fā)的初步能力,同時(shí)在此基礎(chǔ)上學(xué)生能夠了解當(dāng)今計(jì)算機(jī)硬件的新技術(shù)、新理論和新方法。在國家通信工程優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目支持下,武漢理工大學(xué)信息工程學(xué)院針對《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程進(jìn)行了多項(xiàng)改革,包括更新課程內(nèi)容、調(diào)整教學(xué)大綱、出版新教材、制作多媒體網(wǎng)絡(luò)課件、配套例題與習(xí)題指導(dǎo)書的編寫、編寫考試與模擬考試題庫等,這在很大程度上增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,提高了教學(xué)質(zhì)量和效率。

然而,《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程教學(xué)內(nèi)容多、涉及面廣、信息量大、實(shí)踐性強(qiáng),學(xué)時(shí)數(shù)卻有限,是學(xué)生普遍反應(yīng)的難學(xué)課程之一。課程內(nèi)容的改革、教學(xué)大綱的調(diào)整、新教材的出版、多媒體網(wǎng)絡(luò)課件的制作,都是配合教師進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量的“武器”,作為在教與學(xué)的過程中起主導(dǎo)作用的老師,在配備這些優(yōu)良“武器”的基礎(chǔ)上,如何采用適當(dāng)、有效的教學(xué)方法和手段,引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí),調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性,是提高《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵因素。筆者在多年教學(xué)中通過不斷實(shí)踐思考,總結(jié)了一些方法和經(jīng)驗(yàn),希望能起到拋磚引玉的作用。

二、《微機(jī)原理與接口技術(shù)》教學(xué)方法探討

1.提高教師個(gè)人素質(zhì)

教師個(gè)人素質(zhì)的提高,可以讓學(xué)生尊重、佩服、信賴,從而以最大的熱情投入到本門課程的學(xué)習(xí)中。個(gè)人素質(zhì)的提高,包括思想道德素質(zhì)和專業(yè)教學(xué)素質(zhì)。教師工作是教書育人,而育人首先要正己。這就需要教師全身心的投入所熱愛的教育事業(yè),樹立為學(xué)生服務(wù)、為家長服務(wù)、為集體服務(wù)的服務(wù)意識,耐心、細(xì)心、熱心地對待每一個(gè)同學(xué)的每一個(gè)問題。同時(shí),教師應(yīng)該用親切、風(fēng)趣、幽默的語言和體態(tài),創(chuàng)造一種輕松愉快、寬松和諧的課堂學(xué)習(xí)氣氛,不僅僅對學(xué)習(xí)認(rèn)真、成績好的同學(xué)恩愛有加,對一些學(xué)習(xí)懶散、成績一般的同學(xué)也積極引導(dǎo)。

在教學(xué)方面,教師應(yīng)該緊跟時(shí)代步伐,在學(xué)術(shù)上和業(yè)務(wù)上努力進(jìn)取,永不停息地探尋知識、豐富自己,不斷提高專業(yè)能力,以傳授更多有用的知識給學(xué)生,以嚴(yán)謹(jǐn)和認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度對待自己的工作,從而贏得學(xué)生的親近和尊敬。

2.教學(xué)內(nèi)容上有取有舍

《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程取名原理,要求學(xué)生掌握的是微機(jī)的基本原理。因此,本課程的主要目的就是讓學(xué)生掌握微機(jī)的基本原理、概念和方法。在歷屆招聘會上,筆者從來沒有見到要求畢業(yè)生用8086芯片去做硬件、用8086的匯編語言去編寫程序,因此,在本課程的教學(xué)內(nèi)容上,教師要精選教學(xué)內(nèi)容,重點(diǎn)講授基本概念、基本原理和基本方法,對于一些簡單的非重點(diǎn)的內(nèi)容則少講甚至讓學(xué)生自學(xué)。例如,有關(guān)尋址方式、堆棧、中斷等章節(jié),是學(xué)習(xí)《單片機(jī)原理與應(yīng)用》、《基于ARM的嵌入式技術(shù)》、《DSP技術(shù)》等后續(xù)課程的基礎(chǔ),其基本概念和原理的理解非常重要,講課時(shí)應(yīng)進(jìn)行重點(diǎn)闡述并通過例題和練習(xí)題加深學(xué)生理解;而關(guān)于80386、80486微處理器、DOS功能調(diào)用、數(shù)學(xué)協(xié)處理器、高速緩沖存儲器等章節(jié),屬于拓寬知識面、只需了解即可的內(nèi)容,在講解時(shí)可以讓學(xué)生自學(xué),甚至像看小說一樣閱讀即可。這樣學(xué)生知道每一章節(jié)的重點(diǎn)、難點(diǎn),學(xué)習(xí)有了目標(biāo),大大提高了學(xué)習(xí)效率。

3.教學(xué)與現(xiàn)實(shí)相結(jié)合,實(shí)施情景教學(xué)

在具體教學(xué)時(shí)候,要求教師能把教學(xué)內(nèi)容與現(xiàn)實(shí)相結(jié)合,實(shí)施情景教學(xué)。情景教學(xué)是愉快教學(xué)法中的核心策略之一。傳統(tǒng)教學(xué)中,無論是教師的分析講解,還是學(xué)生的單項(xiàng)練習(xí)以至機(jī)械的背誦,所調(diào)動(dòng)的主要是邏輯的、無感情的大腦左半球的活動(dòng)。而情境教學(xué)往往是讓學(xué)生先感受而后用語言表達(dá),通過恰當(dāng)?shù)谋扔魇股願(yuàn)W的道理形象化、通俗化,幫助學(xué)生加深理解。學(xué)生可以在輕松愉快的氣氛中學(xué)習(xí)。比如,筆者在給學(xué)生上《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課時(shí),經(jīng)常把8086體系結(jié)構(gòu)跟現(xiàn)在幾乎人手一只的手機(jī)結(jié)合起來,告訴他們手機(jī)也是一種計(jì)算機(jī),手機(jī)與8086微機(jī)和家用PC機(jī)原理完全是一樣的,只不過手機(jī)是嵌入式計(jì)算機(jī),麻雀雖小卻五臟俱全,如手機(jī)中的短信、通訊錄等,也和家用PC機(jī)一樣是文件系統(tǒng)存儲的,也是在操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)上建立的。而通用PC機(jī)之所以通用,是因?yàn)樗腔?086架構(gòu)和通用操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上的,但它穩(wěn)定性和抗干擾能力差,所以只能放在室內(nèi)使用,無法跟嵌入式計(jì)算機(jī)一樣做那么小巧,用于手持式設(shè)備中。又如,筆者在上《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課時(shí),第1節(jié)課下課10分鐘后,第2節(jié)課開始上課,我已走上講臺,有些學(xué)生還昏昏欲睡,我風(fēng)趣地說:“我們的8086芯片處于“節(jié)能模式”,現(xiàn)在開始上課了,讓我們重新按“Reset鍵”讓它復(fù)位吧!”學(xué)生立刻樂了,坐得端端正正。

4.宏觀著眼、微觀著手

《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程內(nèi)容雜、細(xì)節(jié)多、零散且抽象、枯燥不易理解,所以要求老師做到宏觀著眼,微觀著手。首先,站到一個(gè)宏觀的較高的位置把握全局,幫助學(xué)生樹立系統(tǒng)的概念。具體為:在講解細(xì)節(jié)前注意引出問題的背景,并從宏觀上指引解決問題的思路、步驟和方法,以突出教學(xué)內(nèi)容的總體輪廓和主干內(nèi)容;然后再仔細(xì)深入細(xì)節(jié)、逐一講解;在講解完細(xì)節(jié)后需要多注意歸納、總結(jié)和前后比較。比如,筆者在講解“尋址方式”章節(jié)時(shí),首先從宏觀上引導(dǎo)學(xué)生,為什么要有尋址方式呢?是因?yàn)槲C(jī)在工作時(shí)總是對“數(shù)”進(jìn)行操作,而“數(shù)”不是天上掉下來的,需要去尋找“被操作的數(shù)”放在什么位置,“數(shù)”存放在不同的地方,便有了不同的尋址方式,這就是“面”。然后,進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生,“數(shù)”可能在指令中直接給出來,就是“立即數(shù)尋址”;也可能存放在通用寄存器中,就是“寄存器尋址”;可能存放在內(nèi)存中,就是“存儲器尋址”,這就是“線”。在“面”和“線”的基礎(chǔ)上,筆者對學(xué)生進(jìn)一步引導(dǎo)?！皵?shù)”存放在存儲器中,一定有個(gè)存放的地址,因此,“存儲器尋址”的過程就是先找到“數(shù)”的存放地址,然后在該地址處把“數(shù)”提出來。然而“數(shù)”的存放地址的表達(dá)有很多種方式,這就引申到其他尋址方式,如“寄存器間接尋址”、“相對尋址”、“變址尋址”等,這就是“點(diǎn)”。這樣“面”、“線”、“點(diǎn)”相結(jié)合,學(xué)生既明白了尋址是什么概念、為什么要尋址,又明白了各種尋址的區(qū)別和聯(lián)系。在此基礎(chǔ)上再深入各種尋址方式的細(xì)節(jié),學(xué)生就更容易理解和記憶本章節(jié)的內(nèi)容。

同時(shí),《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程各章節(jié)內(nèi)容相互依存、相互連接,但教材的安排卻是線性結(jié)構(gòu),需要教師前后關(guān)聯(lián)、靈活貫通,緊跟教材卻又不必拘泥于教材。

5.與前期課程縱向交叉

讓學(xué)生弄清楚《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程在整個(gè)大學(xué)4年的地位和角色非常重要。大學(xué)一年級時(shí)學(xué)習(xí)了《模擬電子技術(shù)》、《數(shù)字電子技術(shù)》等課程后,學(xué)生總覺得做了很多習(xí)題,考試成績也不錯(cuò),但都是一些看不見摸不著的理論知識,學(xué)生認(rèn)為沒有什么實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。在學(xué)習(xí)《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程時(shí),教師有必要將該課程與大一的前期課程相結(jié)合起來。比如,筆者在上課時(shí)曾經(jīng)舉一個(gè)例子。在學(xué)習(xí)模擬電子時(shí),學(xué)習(xí)了P-N結(jié),然后,學(xué)習(xí)了半導(dǎo)體三極管的工作特性。當(dāng)三極管處于放大狀態(tài)時(shí),在三極管基礎(chǔ)上形成各種形式的放大電路;當(dāng)三極管處于開關(guān)狀態(tài)時(shí),在三極管的基礎(chǔ)上構(gòu)成各種門電路,然后,在各種門電路的基礎(chǔ)上構(gòu)成觸發(fā)器。最后,在模擬電子的放大電路和數(shù)字電子的門電路、觸發(fā)器的基礎(chǔ)上,構(gòu)成集成芯片,如我們正在學(xué)習(xí)的8086芯片等。8086芯片內(nèi)部也是由各種觸發(fā)器、門電路和放大電路構(gòu)成的,所以《模擬電子技術(shù)》、《數(shù)字電子技術(shù)》是《微機(jī)原理與接口技術(shù)》的基礎(chǔ),而《微機(jī)原理與接口技術(shù)》又是《單片機(jī)原理與應(yīng)用》、《基于ARM的嵌入式技術(shù)》、《DSP技術(shù)》等后續(xù)課程的基礎(chǔ)。這樣就把《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程與前期的《模擬電子技術(shù)》、《數(shù)字電子技術(shù)》課程和后續(xù)的《單片機(jī)原理與應(yīng)用》、《基于ARM的嵌入式技術(shù)》、《DSP技術(shù)》等課程結(jié)合起來了。

6.讓所有同學(xué)都有學(xué)習(xí)本課程的興趣

當(dāng)今的社會,是一個(gè)多元化的社會,允許學(xué)生在共性的基礎(chǔ)上充分突出和發(fā)揮個(gè)性發(fā)展,不同的學(xué)生有不同的需求。比如,有的學(xué)生偏愛硬件、有的學(xué)生有軟件開發(fā)的天賦、有的學(xué)生適合做管理、有的學(xué)生喜歡從事銷售,如此等等。筆者經(jīng)常在課堂上告誡學(xué)生,大學(xué)4年結(jié)束時(shí),如果很多課程都沒有及格而學(xué)位沒拿到、踢球也沒踢出個(gè)“系腳”“院腳”、愛情也沒有停泊的港灣、工作也不理想,那就是失敗的4年。如何避免4年徹底失敗呢,那么首先要像你們的老師我一樣,要學(xué)會做人,做謙虛、踏實(shí)、勤奮的人,然后根據(jù)自己的特點(diǎn)、興趣愛好等選擇好方向。但現(xiàn)在上我的《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課,第一步是要把目前的課學(xué)好,對考研的同學(xué)要做到不怕有關(guān)微機(jī)原理的考研試題;對找技術(shù)方面工作的同學(xué)而言要不怕有關(guān)微機(jī)原理的筆試、面試;對以后立志創(chuàng)業(yè)做老總的同學(xué),要具備一定的專業(yè)素質(zhì),至少不要連我們正在學(xué)的8086芯片的特點(diǎn)和價(jià)格都不知道,否則,你的下屬根本不會服你;對準(zhǔn)備踢球踢出亞洲走向世界的同學(xué)而言,不要連自己的手機(jī)的芯片跟我們正在學(xué)習(xí)的8086芯片有什么區(qū)別這些常識性的東西都不知道等等。這樣,讓全班同學(xué)在學(xué)習(xí)《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程時(shí),都能找到自己感興趣的知識點(diǎn),都愿意積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)。

7.充分利用多媒體教學(xué)手段

多媒體技術(shù)是以數(shù)字化為基礎(chǔ)的集通信技術(shù)、傳播技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)為一體的綜合技術(shù),是文字、圖形和圖像、聲音等物理媒體的組合。在講解《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程時(shí),可以利用多媒體手段的生動(dòng)性、趣味性幫助吸引學(xué)生的注意,加深學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的理解。比如,筆者在介紹“數(shù)據(jù)傳送指令”章節(jié)時(shí),利用Flash制作動(dòng)態(tài)畫面,將指令的執(zhí)行過程、地址和數(shù)據(jù)流動(dòng)的方向等用箭頭閃爍、變換色彩等動(dòng)畫效果生動(dòng)形象地展現(xiàn)在學(xué)生面前。又如,筆者在講授“匯編程序設(shè)計(jì)”章節(jié)時(shí),在教室的多媒體上安裝Masm6軟件,現(xiàn)場編寫程序、編譯、鏈接,然后仿真、調(diào)試、模擬運(yùn)行,在多媒體上展示出來,讓學(xué)生觀察各種指令運(yùn)行后的結(jié)果,同時(shí)可以觀察各個(gè)指令的指令周期、在程序存儲器中占用的字節(jié)大小,等等,使學(xué)生從感性上充分認(rèn)識各個(gè)指令的特色,從理解的基礎(chǔ)上加以區(qū)別和記憶。這樣,利用多媒體輔助教學(xué)優(yōu)化了教學(xué)過程,達(dá)到了傳統(tǒng)教學(xué)所達(dá)不到的效果。

8.與實(shí)踐課相結(jié)合

《微機(jī)原理與接口技術(shù)》是一門基礎(chǔ)性、理論性非常強(qiáng)的課程,復(fù)雜、抽象、難于理解,要讓學(xué)生能夠真正地理解和掌握該課程,教師必須把書本知識與上機(jī)實(shí)驗(yàn)?zāi)酥辽a(chǎn)實(shí)踐結(jié)合起來。比如,在做軟件實(shí)驗(yàn)時(shí),筆者經(jīng)常親自去實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)學(xué)生使用Masm6軟件編程,使用debug上機(jī)調(diào)試。通過對典型程序的調(diào)試實(shí)例進(jìn)行逐句逐段地解析,幫助學(xué)生學(xué)會如何在程序運(yùn)行的過程中定位并排除錯(cuò)誤。在做硬件實(shí)驗(yàn)時(shí),筆者結(jié)合具體的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目—8255A控制LED數(shù)碼管的顯示,講解其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)、引腳、初始化編程等,然后在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生自己動(dòng)手連接電路圖,這樣使學(xué)生對8255A的功能、工作原理、工作方式等更了解,加深了對理論知識的認(rèn)識和掌握。通過將理論知識與實(shí)踐相結(jié)合,可以讓學(xué)生從根本上去熟悉、了解、掌握所學(xué)知識,達(dá)到進(jìn)一步鞏固和加深的效果。

9.采取多種方式與學(xué)生交流

《微機(jī)原理與接口技術(shù)》是一門內(nèi)容雜、細(xì)節(jié)多、零散且抽象的專業(yè)基礎(chǔ)課,學(xué)生在課堂45分鐘的學(xué)習(xí)中,可望百分之百的消化理解課堂教學(xué)內(nèi)容是不現(xiàn)實(shí)的。專業(yè)課教師在從事《微機(jī)原理與接口技術(shù)》教學(xué)時(shí),應(yīng)做到跟學(xué)生在講臺上是老師,在講臺下是朋友,加強(qiáng)課堂內(nèi)外的師生交流。課堂測試、課后答疑、集中輔導(dǎo)、課程網(wǎng)站、教學(xué)博客、電子郵件、QQ群等形式都是筆者曾經(jīng)用到過的。在有條件上網(wǎng)的教室,教師可以引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會挖掘、運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)資源,通過借鑒別人的成功方案,充實(shí)和提高自己。如微機(jī)愛好者論壇、水木清華、白云黃鶴上的微機(jī)原理論壇等,采取多種方式與學(xué)生交流,不但鞏固了教學(xué)效果,還及時(shí)了解了學(xué)生的知識掌握、思維方式和基本能力等情況,進(jìn)一步提高了《微機(jī)原理與接口技術(shù)》的教學(xué)質(zhì)量。

三、結(jié)論

在教學(xué)設(shè)施和教學(xué)手段完備的情況下,作為在教學(xué)過程中起主導(dǎo)作用的教師如何采用適當(dāng)、有效的教學(xué)方法和手段,引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí),調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性,是提高《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵因素。筆者在本文的教學(xué)方法指引下,結(jié)合自己的多年實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn),將其實(shí)施于本科教學(xué)中,積極引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的能動(dòng)性,大大提高了教學(xué)質(zhì)量。體現(xiàn)在《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課堂到課率均在98%以上,學(xué)生對《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程的理論知識和實(shí)踐知識都掌握得非常扎實(shí),學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)成績等都有了很大的提高。

參考文獻(xiàn):

[1]姚燕南,薛鈞義.微型計(jì)算機(jī)原理 (第五版).西安電子科技大學(xué)出版社,2008.

[2]焦純,盧虹冰,張國鵬.微機(jī)原理課程的多方位教學(xué)改革.電子電氣教學(xué)學(xué)報(bào),2009,31(2):15-16.

[3]劉興明.《微機(jī)原理與接口技術(shù)》教學(xué)改革的探討與研究.電腦知識與技術(shù),2009,5(21):5831-5832.

[4]孫綿濤,紀(jì)登訓(xùn),王大凱等.成功愉快教育模式方法案例全集.新華出版社, 2001.

[5]《微機(jī)原理》課程的教學(xué)實(shí)踐與教學(xué)體會.2004.

[6]W. J. Yu. Reflection of Using Multimedia and Network-based Language Teaching. US-China Foreign Language,2007,(7):31-34.

本文系通信工程專業(yè)國家級教學(xué)團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目資助(高教涵[2008]19號)。