朱劼+茹國寶

【摘要】《微機原理與接口技術(shù)》是高等學(xué)校理工科大學(xué)生的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程，該課程知識點多、實踐性強、教學(xué)難度較大，而且隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，它面臨著許多新的問題。從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和實驗環(huán)節(jié)等方面介紹了我們的幾點教學(xué)體會。

【關(guān)鍵詞】微機原理與接口技術(shù) 教學(xué)內(nèi)容 教學(xué)方法

《微機原理與接口技術(shù)》是高等學(xué)校理工科大學(xué)生的一門重要的計算機技術(shù)基礎(chǔ)課程，該課程屬于學(xué)習(xí)計算機硬件技術(shù)基礎(chǔ)、匯編語言程序設(shè)計及常用接口技術(shù)的入門課程。通過本課程的學(xué)習(xí)，可以使學(xué)生掌握微型計算機的基本工作原理，掌握微型計算機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計方法，具備利用微機技術(shù)進行軟硬件開發(fā)的初步能力，為進一步學(xué)習(xí)和應(yīng)用微機控制技術(shù)打下良好基礎(chǔ)。微型計算機應(yīng)用有著本身的特點，需要注重軟硬件相結(jié)合，而微機的各硬件組成部件封裝在芯片內(nèi)部，看不見摸不著非常抽象，很多學(xué)生在學(xué)習(xí)這門課程時覺得該課程難以掌握，編寫應(yīng)用程序往往脫離硬件是軟件的支持這一概念，相關(guān)知識點把握不到位，影響學(xué)習(xí)效果。因此，為了改善學(xué)習(xí)效果并使這門課程的教學(xué)適應(yīng)形勢的發(fā)展和要求，近年來圍繞該課程的教學(xué)進行了不斷的探索和改革，下面談?wù)劷虒W(xué)中的幾點體會。

一、注重教學(xué)內(nèi)容的選取

早在20世紀80年代微機原理課程是以Z80微機為教學(xué)例機展開的，作為8位機的代表Z80CPU已經(jīng)遠遠跟不上當(dāng)前技術(shù)發(fā)展的水平，因此，微機課程教學(xué)內(nèi)容的更新已經(jīng)刻不容緩。目前，Intel的X86系列已經(jīng)在我國確立了其主流機的地位，該系列的微處理器更新?lián)Q代走過了從8位機到64位機的發(fā)展歷程，圍繞X86系列的微機原理相關(guān)教材非常之多，講述內(nèi)容有深有淺，在經(jīng)過相當(dāng)一段時間的課堂教學(xué)實踐與摸索后，綜合考慮學(xué)生的接受能力，教學(xué)課時數(shù)和應(yīng)用為主的教學(xué)目標(biāo)，我們在該門課程中決定采用X86系列中的典型產(chǎn)品 8086為教學(xué)內(nèi)容，課程結(jié)構(gòu)框架按如下幾個模塊展開：CPU、存儲器、I/O接口及總線。CPU通過總線和存儲器、I/O接口相連完成信息互傳，再通過接口連接控制各種外設(shè)?？傊?，我們的教學(xué)目的在于培養(yǎng)學(xué)生以應(yīng)用為主，而不是制造微處理器芯片，希望通過該課程的學(xué)習(xí)能讓學(xué)生打下一個堅實的微型計算機應(yīng)用基礎(chǔ)，以幫助學(xué)生向高檔PC機領(lǐng)域及其它微機課程如《單片機技術(shù)及應(yīng)用》《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計》等過渡。

二、探索有效的教學(xué)方法

微機原理教學(xué)包括理論課和實驗課兩部分，這兩部分都很重要，這里著重探討理論課堂教學(xué)。一般而言微機原理教學(xué)面臨如下問題：其一，教材起點高，抽象，學(xué)生感性認識少，學(xué)起來比較吃力；其二，課程教學(xué)涉及面非常寬，要有一些前修課程做鋪墊，如《模擬電路》《數(shù)字電路》和《計算機編程言語》等，通常電路方面的知識比較難學(xué)，因此有些掌握較差的同學(xué)往往影響了他在微機應(yīng)用中硬件電路的設(shè)計和理解。針對如上問題，在課堂教學(xué)中我們不斷地改進教學(xué)方法以提高同學(xué)們學(xué)習(xí)積極性，增強理解能力。

1.重視基礎(chǔ)理論與基本概念

我們強調(diào)以微機硬件組成為框架，講課內(nèi)容偏重讓學(xué)生終身受益的基礎(chǔ)理論與基本概念。該課程內(nèi)容涉及面較廣，前修課程學(xué)過的知識有些同學(xué)已經(jīng)淡忘或者理解不深，學(xué)起來較吃力，為此，我們在課堂上復(fù)習(xí)和補充了與本門課程密切相關(guān)的數(shù)制及其轉(zhuǎn)換，鎖存器、三態(tài)緩沖器和譯碼器等基礎(chǔ)電路知識，并適當(dāng)調(diào)整某些章節(jié)次序，刪減較復(fù)雜的匯編語言編程內(nèi)容及后續(xù)課程會涉及的內(nèi)容，將重點放在微機工作原理及接口技術(shù)上面，實踐證明經(jīng)過以上教學(xué)改革學(xué)生能夠抓住重點并能輕松地掌握所學(xué)內(nèi)容。

2.采用類比教學(xué)法講解抽象概念

課堂上多從實際出發(fā)深入淺出地進行教學(xué)，將一些比較抽象的內(nèi)容與學(xué)生熟悉的生活實踐相類比，增強理解，學(xué)生接受起來比較容易，舉例說明如下：

例如，講授存儲器時，需要讓學(xué)生建立CPU訪問某一存儲單元需要先發(fā)出其地址，且地址具有唯一性的概念。地址與尋址的概念直接給出則比較抽象，若將存儲器類比成學(xué)生宿舍樓，宿舍樓里的每個房間都需要一個房間號碼等同存儲器的每個存儲單元都有一個地址，它們具有唯一性，房間號碼越長可以編的地址碼就越多。每個存儲單元可以存放8位二進制信息就像房間里住了8位學(xué)生，CPU讀取該單元存放的8位二進制數(shù)需要靠地址訪問，同樣的就像我們找房間里的人也要靠房間號碼。

3.利用多媒體技術(shù)與黑板板書相結(jié)合的教學(xué)方式

多媒體教學(xué)應(yīng)該與傳統(tǒng)的黑板教學(xué)有機結(jié)合，取長補短。本課程教學(xué)過程中需要用到大量圖表，如果人工板書會花費老師大量時間，此時利用多媒體課件優(yōu)勢就非常明顯。例如，在講解微型計算機硬件結(jié)構(gòu)及CPU結(jié)構(gòu)時，利用多媒體課件給出的結(jié)構(gòu)圖非常清晰直觀，易學(xué)易懂。然而，不一定每次課的每個知識點的講解都適合使用多媒體授課，如硬件電路的設(shè)計作圖，為便于學(xué)生理解，我們認為講解過程中不適宜立刻在屏幕上放映出整幅設(shè)計圖，讓學(xué)生有如看天書的感覺，而應(yīng)該循序漸進逐步講解，硬件連線圖中某些重要知識點老師要在黑板上邊講解邊畫局部圖，讓學(xué)生跟著老師的思維走，增強他們對設(shè)計原理的理解，在學(xué)生基本理解的基礎(chǔ)上再通過電子課件放映出全圖，這樣既保證講課效果，又節(jié)省了作圖時間。

三、加強學(xué)生能力的培養(yǎng)

學(xué)生的能力是在掌握和運用知識、技能的過程中得到發(fā)展的，我們在教學(xué)中非常注重學(xué)生能力的培養(yǎng)，而且針對不同的學(xué)生提出不同的要求。對學(xué)習(xí)成績優(yōu)良的學(xué)生提出較難的學(xué)習(xí)任務(wù)，對基礎(chǔ)較差的學(xué)生主要給他們提供更多的幫助，使他們樹立起信心。比如，在講授8255，8253接口芯片應(yīng)用時為提高同學(xué)們綜合運用能力，讓大家利用8255設(shè)計一個按鍵檢測系統(tǒng)，檢測周期是2秒鐘，要求2秒鐘時間由定時器8253控制產(chǎn)生，CPU可采用中斷或查詢方式管理8253。針對這道設(shè)計題，學(xué)得好的同學(xué)大多采用了中斷控制方式，而對中斷理解有困難的同學(xué)則采用查詢方式解決問題。課堂上老師對兩種設(shè)計方案進行了比較，加深了同學(xué)們對芯片功能的理解和運用，使他們的軟硬件設(shè)計水平得到了提高。

四、重視實驗課教學(xué)環(huán)節(jié)

《微機原理與接口技術(shù)》課程是一門實踐性很強的課程，上機實驗是教學(xué)的重要組成部分，實驗課的效果如何，直接影響著整個教學(xué)效果，通過實驗可以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力及獨立思考問題的能力，因此我們十分重視與之配套的實驗教學(xué)。教學(xué)中考慮到該課程是微機應(yīng)用入門課程，實驗課主要以基本實驗為主，每次實驗除了規(guī)定內(nèi)容外，還增加了創(chuàng)新設(shè)計內(nèi)容，圍繞所學(xué)知識點給出一定要求，鼓勵學(xué)生自己獨立完成實驗，老師從旁給予指導(dǎo)，這一舉措充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，鍛煉了學(xué)生的獨立設(shè)計能力，受到了學(xué)生的好評。例如，數(shù)模轉(zhuǎn)換實驗中，要求學(xué)生必做內(nèi)容是利用數(shù)模轉(zhuǎn)換器設(shè)計波形發(fā)生器，而創(chuàng)新設(shè)計則要求學(xué)生利用數(shù)模轉(zhuǎn)換器設(shè)計數(shù)控衰減器，很多同學(xué)通過這個創(chuàng)新設(shè)計加深了對數(shù)模轉(zhuǎn)換原理及應(yīng)用的理解，收到良好效果。

五、結(jié)束語

如何改善《微機原理與接口技術(shù)》課程教學(xué)，如何調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，克服該門課程抽象性和復(fù)雜性仍需要我們不斷探索和實踐，改進教學(xué)方法，強化實踐教學(xué)環(huán)節(jié)是一個循序漸進的過程，也是需要我們不斷努力的過程。

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