微機原理課程教學的實踐與探索

摘要:文章根據《微機原理》課程現狀，從教學內容的優化、形象化教學的應用、多媒體課件輔助和加強實踐教學等幾個方面，探索了提高該課程的教學效果，提升學生對該門課程的學習興趣，培養學生動手能力和創新能力的方法，從而有效地提高了教學質量。

關鍵詞:微機原理;形象化教學;創新

中圖分類號:TP36文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2009)24-6922-02

Practice and Exploration of Computer Principles Teaching

SU Chun-li

(School of Information Engineering， Eurasia College， Xi'an 710065，China)

Abstract: The article， based on the status quo of \"Computer Principles\"， does some research on the following aspects ranging from optimizing teaching contents to applying visualization teaching，multimedia courseware， andstrengthening practical teaching， aiming to improve teaching effectiveness， enhance students' interest in the course， foster students' practical ability and innovative ability， thus effectively improve the teaching quality.

Key words: computer principles; visualizationteaching; innovation

《微機原理》課程是高等院校計算機相關專業的主要專業基礎課程之一，是學生學習和掌握計算機硬件知識和匯編語言程序設計及常用接口技術的入門課程。該課程是一門理論性、實踐性及應用性均很強的課程，其主要任務是使學生從理論和實踐上掌握現代微型計算機的系統基本組成和工作原理、編程技術、硬件接口的連接，建立微機系統的整體概念，使學生掌握微機控制系統軟、硬件開發的基本方法，且具有初步的開發能力[1]。

由于《微機原理》課程的知識點比較零散、抽象、理論性很強，學生普遍感到不好學。以往學習成績很不理想，更不用說運用所掌握的軟、硬件的知識來開發簡單的系統。根據筆者這幾年對該課程的教學現狀，總結起來主要存在以下問題:

1)理論教學和實驗教學相脫節。理論教學主要靠老師在黑板上分析講解，這種單純的理論分析，學生感覺枯燥乏味，沒有參與思考的積極性;而能吸引學生的實驗課程卻由實驗教師自行組織，與理論教學脫節。

2)現有教學模式不利于創新能力的培養。特別是實驗教學，現在高校對于該門課程的實驗都采用實驗箱，對芯片功能進行驗證性實驗就算了。基本上學生沒有自主的創新環節，在課程設計階段，學生照著老師事先編好的程序步驟，連接好各種線路，再把程序錄入并調試運行，觀察結果寫出實驗報告既可。以上兩方面使得學生學習效果不理想。因此，要提高該課程的教學效果，提升學生對于該門課程的學習興趣，培養學生動手能力和創新能力，筆者在具體的教學實踐中進行了一些探索和體會。

1 優化教學內容

《微機原理》作為一門專業基礎課，其中需要記憶的內容較多，而且比較抽象，學生普遍反映隨著所學內容的增加，越學到后面越覺得亂，理不出個頭緒來。對于這樣的問題，老師做了認真的總結，并對課程內容進行歸納和整理。在授課時對教學大綱規定的內容按單元進行劃分，將相關的內容歸到同一單元中，并將單元之間的聯系一一展示出來，使得將課本上那些分散、零碎的知識點串起來，形成一個層次清晰、結構明朗、聯系緊密的統一體，這樣學生就比較容易接受了，并且要求學生記下筆記，以便課后復習。另外，在教學中可利用圖表法對課程內容歸類組合，這樣可以對某一個具體的知識點進行縱向的擴展和橫向的比較，學生學起來也不會感到混亂，且會激發學習的興趣，這樣對本課程知識的掌握大有好處。

2 采用形象化教學法加強對抽象內容的理解

形象化教學法即用日常熟悉的、容易理解的現象解釋復雜的、抽象的、不易了解的事物和不易理解的概念。或應用視頻形象化地將復雜的工作過程和抽象的概念展示出來。形象化教學法有效的提高了學生對抽象概念和事物的理解。

比如，在“微機原理”課程中，存儲器編址和尋址方式是學生不易理解的難點，老師在講授時就將存儲器比作一幢教學樓，每個教室好比存儲器的每個存儲單元，為了方便使用和管理，通常教室號是按樓層號+序號進行編排的，每個樓層有不同的專業或班級。存儲器的存儲單元地址的編排也類似，段地址好似樓層號，不同的段有不同的用途;偏移地址好似教室號中的序號，只要到了相應樓層后，找序號就可以找到相應的教室，因此偏移地址也稱為有效地址。通過形象化的比擬，學生很容易理解段地址、偏移地址(有效地址)、物理地址的概念。有了對存儲器地址和存儲單元內容的理解，就很容易的理解各種尋址方式，對看不見的存儲器內部結構也有了清晰的概念，同時借助DEBUG軟件可以很好地掌握各種尋址方式下存儲器的變化[2]。

又如在講堆棧時，單純給學生講壓棧和出棧的“后進先出”原則比較抽象，學生難于接受，如果把堆棧比作往抽屜中存放物品和從抽屜中取出物品，就顯得比較形象。壓棧相當于往抽屜中存放物品，而出棧相當于從抽屜中取出物品。先放的物品一般應放在里邊保證后來的物品有地方放，而取物品的時候必須把外邊的，即后放的物品取出后才能取里邊的，即先放的物品。這樣就要求最先使用的物品應后存以保證先取，這很像壓棧、出棧的“后進先出”。通過這個簡單的比喻，學生就很容易理解壓棧與出棧的“后進先出”原則了。課本中許多枯燥抽象的問題，都能與生活中的事情聯系起來，從而使它們變得生動形象，易于理解和接受了。

3 制作多媒體課件輔助教學

微機原理課程內容龐雜，其中存在大量的芯片及其擴展，CPU操作時序的講解，同時微機的工作原理部分是很抽象的，很多部分在工作時要協調完成，很多控制信號要有序的發生，這些都是看不見的，發生在芯片內部的，學生覺得非常難理解，掌握不了知識的關鍵部分，學生學起來也比較枯燥且難以理解。為了達到良好的教學效果，利用多媒體教學課件，把聲音、動畫、圖形和文字等媒體有機地組合在一起，把在課堂中講述的內容形象、逼真地演示出來，使學生深入地認識和了解微型計算機的內部結構。

比如講解芯片引腳圖和芯片的內部結構時，可通過課件點擊相應文字或按鈕來控制這些圖片的顯示與隱藏，并在圖片旁邊顯示文字說明或語音提示，從而增強圖片的可讀性;同時，可利用動畫效果來模擬原本無法看到的指令執行過程和數據流動方向，這不僅使學生知道了芯片內部的工作原理、開發的基本步驟，而且以往學習的難點也理解得比較透徹，課堂的學習效果自然就提高了。

4 加強實踐教學，突出創新能力的培養

實驗環節是課程教學的重要方面，實驗教學的質量會直接影響到課堂教學的效果。《微機原理》課程實驗通常包括:匯編語言程序的調試、常用接口芯片的使用(包括8253，8255A，8259及LED顯示等)、和綜合性實驗。這些實驗內容都經過認真篩選，目的是使實驗環節更加具有針對性，以收到良好的效果。

在實驗中一些接口芯片是互相緊密聯系的，應該集合在一起，才能真正的掌握這些芯片在計算機中的主要功用。例如:接口芯片8255是并行傳輸接口芯片，三個端口的每個引腳都可以獨立地產生一個有用信號;而芯片8253是定時器/計數器，可定時產生一個信號，而這個信號和8255A的PB口協作可以作為揚聲器的控制信號。所以在實驗時，應該把8255A和8253A這兩個實驗結合在一起，從而真正掌握計算機揚聲器的工作原理。兩種芯片互相聯系，有助于對芯片更深入地了解，同樣，也可以將芯片8259和8253A結合在一起實驗，通過循序漸進的積累，老師開始引導學生進行創新設計，如足球場上的計時器、記分器等等，給學生由淺入深地講解，鼓勵學生只要掌握了相關的硬、軟件基礎知識，就能開發出類似的產品，從而激發他們對本課程的學習興趣，增強了求知欲和學好這門課的信心。

課程設計是實踐教學的另一重要環節，有效的利用課程設計可提高學生對課程知識融會貫通，活學活用的能力，有利于培養學生的綜合能力和創新能力。通常選擇比較實用的工程設計題目作為課題[3]，比如:超市收銀機，公共汽車報站系統，電子考勤機，門鈴報警電話，交通信號燈的控制等。通過對實際問題的分析，設計與實現將原理與應用相結合，使學生學會如何把書本上學到的知識用于解決實際問題，培養學生的動手能力，另一方面，使學生能深入理解和靈活掌握教學內容，充分激發學生的創新潛能。

5 結束語

計算機技術的發展極為迅速，《微機原理》這門課程也必然需要不斷的根據現狀進行改革，調整講授內容，改進教學方法，加強實踐教學，從而提高教學質量，提高學生實踐與創新能力。教師也必須不斷的充實自己，提升自身的專業水平，給學生更好的引導。

參考文獻:

[1] 門洪.微機原理與接口技術，教學改革與實踐研究[J].科技信息，2007，(2):38-39.

[2] 譚浩強.微機原理與接口技術[M].北京:清華大學出版社，2001.

[3] 陳友宣.微機接口技術實驗課程教學改革探討[J].現代企業教育，2007，(3):7-8.