摘 要：根據(jù)微機(jī)原理與接口技術(shù)課程在教學(xué)過(guò)程中遇到的實(shí)際問(wèn)題，通過(guò)分析教學(xué)內(nèi)容和課程體系，針對(duì)微機(jī)原理與接口技術(shù)課程實(shí)戰(zhàn)性、實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，改變傳統(tǒng)教學(xué)中理論講授為主的教學(xué)模式，采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的方式對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行組織，對(duì)課程中不同部分設(shè)計(jì)出不同的項(xiàng)目實(shí)例的教學(xué)模式。以項(xiàng)目分析、設(shè)計(jì)為驅(qū)動(dòng)的教學(xué)模式，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和探求知識(shí)的主動(dòng)性，既使學(xué)生掌握了相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，又培養(yǎng)了學(xué)生工程實(shí)踐和項(xiàng)目研究的能力，為應(yīng)用型本科教學(xué)探索了新的思路。

關(guān)鍵詞：項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)；微機(jī)原理；接口技術(shù)；教學(xué)方法；設(shè)計(jì)實(shí)踐

一、引言

微機(jī)原理與接口技術(shù)是高校計(jì)算機(jī)、電子、自動(dòng)化等電類本科專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課之一，是一門(mén)應(yīng)用性、實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程。由于課程內(nèi)容豐富，涵蓋的知識(shí)點(diǎn)多，許多概念抽象，給學(xué)生的學(xué)習(xí)也帶來(lái)很大的困難。因此，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生對(duì)枯燥的理論和抽象的概念更易于理解；在掌握理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和工程應(yīng)用能力是這門(mén)課程的難點(diǎn)和重點(diǎn)。

很多教師都從不同的角度對(duì)課程的教學(xué)方法進(jìn)行了探索。鐘國(guó)輝以設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為牽引對(duì)微機(jī)原理課程教學(xué)進(jìn)行改革，突出了學(xué)生的實(shí)踐主體作用，改變了以往的“師傳生受”教學(xué)形式，將教師的主體作用轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲗?dǎo)作用，增強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。丁立波、張雪征等則從分析影響學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的因素，探討激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣出發(fā)，提出興趣入門(mén)、精選內(nèi)容、授之以漁和加強(qiáng)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式。王亭嶺等圍繞“地址”的概念展開(kāi)講解，讓學(xué)生重點(diǎn)掌握匯編語(yǔ)言的特點(diǎn)，理解“接口”的定義。馬霽旻等從面向卓越工程師計(jì)劃的課堂、實(shí)訓(xùn)教學(xué)及課程考核等三個(gè)方面闡述了運(yùn)用 CDIO 教育模式針對(duì)該課程的少學(xué)時(shí)教學(xué)方法改革。

筆者經(jīng)十幾年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)積累，結(jié)合所在學(xué)校的學(xué)生特點(diǎn)，配合學(xué)科向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變，探索出一條適合微機(jī)原理與接口技術(shù)課程的基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)模式的教學(xué)思路。在教學(xué)的過(guò)程中，針對(duì)教學(xué)內(nèi)容的每一部分設(shè)計(jì)出不同的項(xiàng)目，以項(xiàng)目的趣味性調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以項(xiàng)目分析、設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問(wèn)題及實(shí)踐動(dòng)手的能力。同時(shí)，在項(xiàng)目分析、設(shè)計(jì)過(guò)程中又促使學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，加深對(duì)理論知識(shí)的掌握與理解。

二、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法與實(shí)例

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法，通過(guò)對(duì)每一部分內(nèi)容項(xiàng)目的設(shè)立，可以讓學(xué)生根據(jù)學(xué)過(guò)的知識(shí)分析項(xiàng)目，從而鞏固所學(xué)知識(shí)。另外，在設(shè)計(jì)項(xiàng)目的過(guò)程中，必然要學(xué)習(xí)新的知識(shí)點(diǎn)，促進(jìn)新知識(shí)的學(xué)習(xí)。學(xué)生通過(guò)項(xiàng)目的自主分析、設(shè)計(jì)，增強(qiáng)了參與感、滿足感，進(jìn)而激發(fā)了學(xué)習(xí)課程的積極性。

既然是項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)，那么對(duì)于每一部分教學(xué)內(nèi)容，項(xiàng)目的設(shè)計(jì)是影響教學(xué)效果的至關(guān)重要的因素。例如，在講解微處理器結(jié)構(gòu)的內(nèi)容時(shí)，為了吸引學(xué)生的興趣，同時(shí)也為了鞏固、復(fù)習(xí)前置課程，在此部分設(shè)置了一個(gè)馮·諾依曼結(jié)構(gòu)處理器硬件設(shè)計(jì)的項(xiàng)目。盡管絕大多數(shù)學(xué)生今后都不會(huì)從事微處理器的設(shè)計(jì)，但對(duì)處理器的理解可以幫助理解整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，而且處理器的設(shè)計(jì)對(duì)于學(xué)生而言是非常有趣而且充滿挑戰(zhàn)的一件事。處理器設(shè)計(jì)項(xiàng)目又可以分成兩個(gè)子項(xiàng)目，即傳統(tǒng)執(zhí)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和流水線設(shè)計(jì)。順序執(zhí)行可以將一條指令的執(zhí)行分成若干階段，每一階段再通過(guò)邏輯部件實(shí)現(xiàn)。

在課程開(kāi)始前就盡可能早地將項(xiàng)目任務(wù)書(shū)發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生盡早了解項(xiàng)目?jī)?nèi)容及對(duì)應(yīng)的課程內(nèi)容，提前做好準(zhǔn)備。每個(gè)項(xiàng)目任務(wù)書(shū)通常由項(xiàng)目名稱、對(duì)應(yīng)課程內(nèi)容、涵蓋的知識(shí)點(diǎn)、前置知識(shí)、功能要求、設(shè)計(jì)提示等部分構(gòu)成。表1是傳統(tǒng)執(zhí)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的項(xiàng)目任務(wù)書(shū)的簡(jiǎn)單描述，給學(xué)生的任務(wù)書(shū)要更為詳細(xì)，特別是功能要求和設(shè)計(jì)提示部分。學(xué)生按照5～6人組成一個(gè)項(xiàng)目小組，每個(gè)小組指定一個(gè)項(xiàng)目經(jīng)理，由該項(xiàng)目經(jīng)理按照工程項(xiàng)目的管理方式負(fù)責(zé)小組的管理。

下面給出了相應(yīng)的設(shè)計(jì)實(shí)例。在項(xiàng)目設(shè)計(jì)之前要完成相應(yīng)的項(xiàng)目分析，根據(jù)項(xiàng)目提出的問(wèn)題及要求，進(jìn)行需求分析、總體設(shè)計(jì)，然后開(kāi)始詳細(xì)設(shè)計(jì)。在實(shí)例的詳細(xì)設(shè)計(jì)中，根據(jù)總體設(shè)計(jì)及任務(wù)書(shū)中給出的設(shè)計(jì)提示，先設(shè)計(jì)出每一步所需的邏輯部件，從簡(jiǎn)單的與、或、非到復(fù)雜的檢測(cè)位及字級(jí)相等、位及字級(jí)多路復(fù)用，直至算術(shù)/邏輯運(yùn)算單元、存儲(chǔ)器操作。圖 1（a）（b）（c）所示分別給出字級(jí)相等測(cè)試、字級(jí)多路復(fù)用、算術(shù)/邏輯運(yùn)算等邏輯部件的示意圖。

邏輯部件就如同建筑中的磚瓦，設(shè)計(jì)完整與否將決定后期的功能能否正確地實(shí)現(xiàn)。在完成了邏輯部件的設(shè)計(jì)后，則需要實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)CPU執(zhí)行步驟的自動(dòng)化。根據(jù)分析，一條指令的處理分為取指令、譯碼、執(zhí)行等步驟，每一步需要按照嚴(yán)格時(shí)間順序完成（見(jiàn)圖2）。

三、教學(xué)效果分析

通過(guò)近幾年的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)實(shí)踐，采用成績(jī)分析和問(wèn)卷調(diào)查的方式，對(duì)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)課程教學(xué)進(jìn)行效果分析。成績(jī)分析中使用的是同一年級(jí)不同專業(yè)學(xué)生成績(jī)，源自學(xué)生的期末綜合成績(jī)?cè)u(píng)定。問(wèn)卷調(diào)查則以發(fā)放調(diào)查問(wèn)卷的形式對(duì)不同專業(yè)、不同年級(jí)的學(xué)生進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，共發(fā)放問(wèn)卷320份，最后經(jīng)統(tǒng)計(jì)有效問(wèn)卷300份。從成績(jī)的分布上可以看出，盡管專業(yè)不同，但學(xué)生的成績(jī)都符合正態(tài)分布，并且平均成績(jī)也均為75分左右。教學(xué)效果的調(diào)查統(tǒng)計(jì)表，主要從教學(xué)效果、教學(xué)內(nèi)容安排、教學(xué)方式等三個(gè)方面進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。從統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看，絕大多數(shù)學(xué)生對(duì)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)方法表示滿意。

四、結(jié)論

通過(guò)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法的實(shí)施，將課堂的主角由教師轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生，使學(xué)生真正成為課堂教學(xué)的主體。學(xué)生通過(guò)項(xiàng)目的分析、設(shè)計(jì)，既學(xué)習(xí)到了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)，又鍛煉了實(shí)踐動(dòng)手能力，還激發(fā)了專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣。另外，通過(guò)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法還可以培養(yǎng)主動(dòng)思考、自主創(chuàng)新的能力，使學(xué)生不僅獲取了知識(shí)，還獲得很大的成就感。總之，基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的微機(jī)原理與接口技術(shù)教學(xué)方法，促進(jìn)了學(xué)生理論學(xué)習(xí)與工程實(shí)踐能力的綜合發(fā)展，有利于培養(yǎng)應(yīng)用創(chuàng)新型國(guó)家建設(shè)人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝維成，牛勇.微機(jī)原理與接口技術(shù)[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2009.

[2]鐘國(guó)輝.以設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為牽引的微機(jī)原理課程教學(xué)[J].高等工程教育研究，2013，（1）.

[3]丁立波，張合.以激發(fā)興趣為主導(dǎo)的微機(jī)原理教學(xué)方法探討[J].現(xiàn)代企業(yè)教育，2009，（25）.

[4]張雪征.微機(jī)原理與接口技術(shù)課程教學(xué)方法探討[J].高等教育研究，2011，（28）.

[5]王亭嶺，熊軍華.微機(jī)原理與接口技術(shù)教學(xué)方法研究[J].中國(guó)電力教育，2010，（1）.

[6]馬霽旻，王粟.面向卓越計(jì)劃的微機(jī)原理及應(yīng)用課程改革探索[J].中國(guó)電力教育，2013，（32）.

責(zé)編：高 山