非計算機專業“微機原理與接口技術”課程的教學實踐與探索

摘要：本文從教學內容的組織、實驗教學和課程考核三個方面介紹了筆者在“微型計算機原理與接口技術”課程的教學實踐中的一些做法及思考。

關鍵詞：微型計算機原理與接口技術；教學內容；實驗教學

中圖分類號：G642 文獻標識碼：B

“微型計算機原理與接口技術”是高校機電類各專業本科生的一門必修課。該課程的實踐性強，同時受新技術浪潮的沖擊十分 強烈。非計算機專業的學生由于計算機基礎知識薄弱，學習本課程對他們來說難度較大。為了提高教學質量，促進學生能力的培養和智力的開發，我們在課程的教學改革中進行一些嘗試。下面從教學內容的組織、實驗教學和課程考核三個方面進行介紹。

1精心組織教學內容

課堂講授是高校教學的基本形式。為了提高課堂講授的質量，教師在教學大綱的指導下，通過精心地組織教學內容，系統而有重點地講授課程內容，力求充分發揮課堂授課的作用。

1.1分散難點

“微型計算機原理與接口技術”的教材通常是按照微機的結構編寫的，其中微處理器作為微型計算機的核心，一般放在教材的前面講解。但微處理器是微機中最復雜的部件，與其他部件有著密不可分的聯系。講微處理器，必然涉及到后續章節中的部分內容以及尚未說明過的一些概念。如果授課初期不能較好地解決這一問題，學生剛剛接觸這門課就遇到很多陌生概念和疑問，將使他們對本課程的學習熱情嚴重受挫。為此，我們按照認知規律組織教學內容。把微處理器一章拆開，將8086作為微處理器的一個實例先講，以便學生在了解了微處理器的編程結構之后，可以進入匯編語言程序設計等內容的學習。而把Pentium微處理器系列以及現代微處理器所采用的先進技術推后講解。經過一段時間的學習，學生對微處理器的基本結構以及微機的工作原理已經掌握并且熟悉，打下了一定的基礎，對更有深度的內容就易于接受了。

另外，對于每一個專業術語及概念應當盡量在出現的同時及時給予說明，不讓學生留下太多疑點。比如學生初學微處理器時，對段寄存器的作用不理解。那么講到段寄存器，就先對程序的分段(回顧他們學過的C語言程序設計，對此很容易理解)和存儲器的分段做一簡要的說明，再講段寄存器就容易了。當然，學生的問題和疑點究竟在何處，需要教師在教學過程中用心去發現。

1.2化解難點

化解難點無疑是精心組織教學內容的目的之一?！翱偩€操作時序”一節既是“微機原理與接口技術”課程的重點，又是難點。過去一講到時序，學生就郁悶。但如果將時序、引腳信號與指令聯系起來，通過分析1到2條具體指令的執行過程，比較說明讀與寫、訪問存儲器與訪問I/O端口、字節型數據傳送與字型數據傳送等不同的情況下總線的操作時序，可以起到豐富授課內容、化解難點的作用。

又如，為什么8086訪問一個偶地址字只需要一個總線周期，而訪問一個奇地址字卻要用兩個總線周期？如果學生不能了解其中的原因，就只能靠記憶掌握A0與BHE引腳的作用。但是幫助學生比較一下字型數據所在內存單元的地址可以發現，任何一個偶地址字所在的兩個內存單元的物理地址，除了地址碼A0不同，其余的地址碼全部相同；而一個奇地址字所在的兩個內存單元的物理地址，不僅地址碼A0不同，其余的地址碼A19～A1 中也至少有一位以上是不相同的。因此，為了訪問一個奇地址字，A19～A1必須分別發送兩組地址，這就是對奇地址字的訪問要用兩個總線周期的原因。只要學生真正理解了8086的存儲器組織方式，確實明白了A0與BHE引腳的作用，自然就會知道Pentium系統的8個存儲體需要分別由BH0～BH7進行選擇。

1.3合理取舍

微型計算機可謂是“麻雀雖小，五臟俱全”，因此“微機原理與接口技術”課程的內容頗為繁雜。由于課時的限制，教師不可能做面面俱到地講解。所以，對教材內容合理的取舍，確定哪些精講，哪些泛講，哪些指導學生自學，是解決課程內容多與課時少的矛盾的有效手段。比如對于一部分指令及其規定、某些性能指標等等，可以在教師的指導下安排學生自學，通過作業檢查落實自學效果。而對于教材中不易讀懂的內容，則有必要在課堂上進行必要的補充，通過恰當的比喻使深奧的道理形象化，幫助學生加深理解。

總之，課堂授課要對教材內容有所選擇、有所補充、有所創造，參照教材而不是照本宣科。通過精心組織教學內容，使課堂授課起到教材起不到的作用。

2加強實踐環節，注重能力培養

“微機原理與接口技術”課程的任務是要培養學生利用微計算機分析、解決問題的初步能力。作為一門與應用高度結合的課程，實驗環節對于培養學生的實際能力和創新精神、提高學生的綜合素質，有著理論教學不可替代的特殊作用。

我院非計算機專業微機教學的實驗雖然開設多年，但過去理論課教師不參與實驗教學，理論授課與實驗教學的交流很少，實驗課的作用未能很好發揮。為此，我們對實驗內容、實驗方法以及實驗的組織管理方式進行了改革。

首先是所有參與理論授課的教師同時承擔實驗教學任務。授課教師要提前進入實驗室做充分的準備，以便能夠把握全局，預計可能出現的問題，真正起好指導的作用。而后教師集體對每一個實驗與課程的主要知識點有哪些聯系、要求學生在實驗中主要解決什么問題、如何啟迪學生的思維等問題進行分析研究。對每個實驗都提出三個層次的要求，力求使不同能力的學生都能學有所獲。

匯編語言程序設計的實驗是“微機原理”課程的前期實驗，軟件實驗能否順利進行，對于提高學生的興趣以及后續硬件實驗的開設關系很大。所以，當學生掌握了簡單的編程方法后，教師要指導他們盡快學會使用debug上機調試。因為會否調試，關系到學生的編程興趣和編程水平能否飛躍。教師通過對典型程序的調試實例進行逐句逐段地解析，幫助學生學會如何在程序運行的過程中定位并排除錯誤。一旦學生掌握了調試方法，感到微機真的好用，立刻興趣大增，由被動學習變為主動學習。正所謂“知之者不如好之者，好之者不如樂之者”。在這樣的火候下教師及時地給予指導和鼓勵，將大大激發學生的積極性和求知欲。

在硬件實驗的初期，教師有必要進行較為細致的指導，幫助學生盡快入門。并通過有目的的提出問題，引導學生把書本上抽象的概念與實驗中所呈現的具體現象聯系起來。比如，執行IN/OUT指令時，譯碼器相應的輸出端以及地址總線等信號的有效電平保持約2個TCLK的時間，但學生卻以為這些有效信號會一直持續到改變端口地址為止。提出這個問題讓學生在實驗中觀察思考，不僅能使他們深入的理解總線周期，也可以借此指導學生改進自己的學習方法和思維方式，幫助他們不斷地提高對知識融匯貫通的能力。

教學過程不僅是傳授課本知識的過程，更是培養學生科學的思維方式和創造性思維能力的過程。比起單純地傳授知識，后者顯得更加重要。因為一門課程中的不少知識點可能不久會被學生忘記，但思維能力的培養將使學生終生受益。而實驗教學則為學生綜合能力的培養提供了一個平臺。在實驗的過程中，教師從開始帶著學生走，然后逐步放手，到最后提出要求，由學生獨立自主地設計完成，這個過程對培養學生的實際能力，開發學生的智能，鼓勵學生的想象力，都起到積極的作用。

近兩年，學生對“微機原理與接口技術”實驗課的興趣明顯增加。有的學生甚至在課程結束之后又把自己設想的新方案拿來找教師討論。盡管有些想法難免顯得幼稚，但這種樂于探索的精神極為可貴，是他們具備發明創造潛質的體現。從對學生的調查表明，近年來學生對實驗課的效果給予肯定并自我評價收獲很大的人數，較過去增加了近二十個百分點。

3改革考核方式

考核方式對于引導學生學什么、怎樣學有著不可低估的作用。

相當一部分學生在學習過程中往往注重解題技巧的練習，忽視對于基礎知識的深入理解；關注各個具體問題的解決，忽略知識之間的相互聯系；重視對書本知識的消化吸收，輕視實踐能力的鍛煉提高?！拔C原理與接口技術”課程的閉卷考試方式由于其種種限制，難以考查學生對知識整體掌握的程度和綜合應用的能力。為了引導學生把握正確的學習方向，我們在開課之初就向學生說明，課程考核將采用閉卷考試、開卷考試和實驗成績綜合評分的辦法，并設立創新學分。如果學生能夠獨立設計完成較高質量的綜合性實驗，將酌情給予加分；對于特別突出者，可免去理論考試。這種做法對于調動學生的學習熱情，激勵學生深入學習、獨立思考、積極動手起到了促進作用。

參考文獻：

[1] 中央教育行政學院 編. 高等教育原理[M]. 北京師范大學出版社.