邱應(yīng)強(qiáng)

摘 要：為了提高教學(xué)效果，我校電子信息類專業(yè)將“微機(jī)原理與接口技術(shù)”和“單片機(jī)原理與應(yīng)用”課程合二為一。本文從課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)目標(biāo)三方面探索“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程教學(xué)改革。

關(guān)鍵詞：微機(jī)原理；教學(xué)改革；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法；教學(xué)目標(biāo)

“微機(jī)原理與接口技術(shù)”和“單片機(jī)原理與應(yīng)用”是大多院校電子信息類的專業(yè)課程。微處理器日新月異，早已進(jìn)入64位時(shí)代。對(duì)于本科生，如果直接學(xué)習(xí)32位、64位的微機(jī)系統(tǒng)原理，需要掌握的相關(guān)背景知識(shí)太多，容易陷入技術(shù)泥潭。傳統(tǒng)“微機(jī)原理”偏重于系統(tǒng)理論，講授的16位8086/8088 CPU早已退出應(yīng)用舞臺(tái)，而“單片機(jī)”側(cè)重于應(yīng)用，講授的51系列單片機(jī)仍在應(yīng)用中占有一席之地。由于兩者在內(nèi)容上、形式上有較大交叉，我校將兩門課程合二為一，安排45學(xué)時(shí)課堂教學(xué)，28學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。下面將從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)目標(biāo)三方面分別結(jié)合“教什么與學(xué)什么？”、“怎么教與怎么學(xué)？”和“教到什么程度與學(xué)到什么程度？”探討課程教學(xué)改革。

1課程教學(xué)內(nèi)容探索

每個(gè)專業(yè)知識(shí)體系由知識(shí)領(lǐng)域、知識(shí)單元和知識(shí)點(diǎn)三個(gè)層次組成，專業(yè)知識(shí)體系分成學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)體系和專業(yè)方向知識(shí)體系。電子信息類學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)體系由電路與電子學(xué)知識(shí)領(lǐng)域、信號(hào)系統(tǒng)與控制知識(shí)體系、計(jì)算機(jī)知識(shí)領(lǐng)域和電磁場知識(shí)領(lǐng)域這四個(gè)基本知識(shí)領(lǐng)域構(gòu)成。傳統(tǒng)的“微機(jī)原理”課程作為計(jì)算機(jī)知識(shí)領(lǐng)域的專業(yè)基礎(chǔ)課，與計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、C語言、數(shù)字電子技術(shù)等先導(dǎo)課程緊密相聯(lián)，同時(shí)又是單片機(jī)原理與應(yīng)用、嵌入式系統(tǒng)與應(yīng)用、現(xiàn)代計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)等后續(xù)課程的理論基礎(chǔ)。該課程在上述學(xué)科前三個(gè)基礎(chǔ)知識(shí)領(lǐng)域與電子信息類各專業(yè)方向知識(shí)體系之間起承上啟下的作用。

由于各領(lǐng)域不同的應(yīng)用需求，微機(jī)系統(tǒng)形成了以PC機(jī)為代表的通用微機(jī)系統(tǒng)和以單片機(jī)、ARM、SOC等為代表的嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)兩大分支。盡管外形上有很大差異，兩分支由于“本是同根生”，都由基本的馮·諾依曼結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)工作原理演變而來，存在很多共性的知識(shí)點(diǎn)。因此，課堂教學(xué)應(yīng)首先從硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)來把握微機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)及工作原理。51系列單片機(jī)“麻雀雖小五臟俱全”，包含了運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器和輸入/輸出五大部件，容易理解和掌握，有廣泛的應(yīng)用背景，易于開展實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐活動(dòng)。因此，明確微機(jī)系統(tǒng)基本工作原理后，著重講授51系列單片機(jī)工作原理和實(shí)際應(yīng)用開發(fā)方法。

教學(xué)是教師的教和學(xué)生的學(xué)所組成的一種人類特有的人才培養(yǎng)活動(dòng)。站上講臺(tái)，教師要明確教什么，讓學(xué)生明白需要學(xué)什么，幫助學(xué)生建立學(xué)科體系。

2課程教學(xué)方法探索

該課程具有較強(qiáng)的理論性和應(yīng)用性，課程內(nèi)容比較抽象，如何提高課程教學(xué)效果，需要深入探索“怎么教與怎么學(xué)？”。

2.1課堂授課方式探索

隨著現(xiàn)代化多媒體教學(xué)方式的普及，傳統(tǒng)的純板書教學(xué)方式逐步被多媒體投影的教學(xué)方式所取代?，F(xiàn)代化的教學(xué)方式可聲形結(jié)合、圖文并茂地給學(xué)生帶來不同的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，但也存在不少的弊端。對(duì)此，我們根據(jù)課程具體教學(xué)內(nèi)容采用傳統(tǒng)板書與現(xiàn)代化多媒體相結(jié)合的方式進(jìn)行授課，不僅給學(xué)生帶來圖文并茂的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，同時(shí)對(duì)于重點(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí)，采用板書形式循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生，以互動(dòng)方式幫助學(xué)生更好地理解，提高教學(xué)效果。

本課程部分內(nèi)容比較抽象，難于理解，在講授時(shí)可采用日常生活的例子來類比，將抽象內(nèi)容形象化、生動(dòng)化。如空操作指令“NOP”比作部分同學(xué)在課堂上打瞌睡，引起哄堂大笑，活躍課堂氣氛的同時(shí)，也提醒同學(xué)不要虛度光陰。由于課程內(nèi)容自成完整體系，需注重課程前后知識(shí)點(diǎn)的連貫銜接，在授課過程一旦新知識(shí)點(diǎn)與學(xué)過的知識(shí)點(diǎn)相關(guān)時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生通過回顧將前后知識(shí)點(diǎn)有機(jī)結(jié)合，形成完善的課程體系。此外，課程在學(xué)科專業(yè)體系中承上啟下，授課過程中要注重相關(guān)課程的銜接，幫助學(xué)生建立專業(yè)知識(shí)體系。

2.2注重實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)

本課程實(shí)踐性、應(yīng)用性強(qiáng)，僅通過課堂教學(xué)來掌握基本系統(tǒng)概念、工作原理、設(shè)計(jì)原則和方法是不夠的。尤其在當(dāng)今大力提倡以培養(yǎng)創(chuàng)新能力為核心的素質(zhì)教育中，必須將理論和實(shí)踐緊密結(jié)合起來，用理論來指導(dǎo)實(shí)踐，用實(shí)踐來強(qiáng)化理論。因此，要注重實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容，并采用探究式教學(xué)方法以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，挖掘?qū)W生學(xué)習(xí)潛力，變被動(dòng)接收為主動(dòng)探求，“做中學(xué)，學(xué)中做”，做到學(xué)以致用、活學(xué)活用。

3課程教學(xué)目標(biāo)探索

微機(jī)系統(tǒng)理論基礎(chǔ)是原理性的，盡管微處理器技術(shù)在不斷更新?lián)Q代，但是從計(jì)算機(jī)面世以來其基本原理沒有太大的改變，依舊是馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)。因此，課程先拋開具體的微處理器型號(hào)，把握通用微機(jī)系統(tǒng)和嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的共性，建立起微機(jī)系統(tǒng)軟、硬件體系架構(gòu)，并了解微機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢，為后續(xù)課程奠定好理論基礎(chǔ)。然后學(xué)習(xí)比較容易入手的51系列單片機(jī)工作原理和實(shí)際開發(fā)應(yīng)用方法，掌握51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)開發(fā)調(diào)試方法，鍛煉提高工程實(shí)踐能力，同時(shí)夯實(shí)對(duì)微機(jī)系統(tǒng)軟、硬件體系架構(gòu)的理解。對(duì)于“教到什么程度與學(xué)到什么程度？”，教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生掌握微機(jī)系統(tǒng)理論基礎(chǔ)并具備單片機(jī)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用開發(fā)能力。

4結(jié)束語

本課程是高等院校電子信息類專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課。我校電子信息類專業(yè)將“微機(jī)原理與接口技術(shù)”和“單片機(jī)原理與應(yīng)用”課程合二為一，結(jié)合“教什么與學(xué)什么？”、“怎么教與怎么學(xué)？”和“教到什么程度與學(xué)到什么程度？”從課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)目標(biāo)對(duì)課程教學(xué)改革進(jìn)行了探索，讓學(xué)生更好地掌握微機(jī)系統(tǒng)理論基礎(chǔ)和單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)方法。

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