微機(jī)原理與接口技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)技術(shù)的整合與優(yōu)化研究

侯振興

（蘭州商學(xué)院信息工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730020）

微機(jī)原理與接口技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)技術(shù)的整合與優(yōu)化研究

侯振興

（蘭州商學(xué)院信息工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730020）

通過完善課程體系，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建多層次、立體化實(shí)踐教學(xué)體系，探索多角度教學(xué)方法，改善教學(xué)技術(shù)，建立多方位質(zhì)量保障體系，整合和優(yōu)化微機(jī)原理與接口技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)技術(shù)。

微機(jī)原理與接口技術(shù)；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)技術(shù)

微機(jī)原理與接口技術(shù)課程是計(jì)算機(jī)專業(yè)的核心硬件基礎(chǔ)課程之一，是模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)組成原理與匯編、通信原理等課程的后續(xù)課程，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、單片機(jī)原理等課程的前導(dǎo)課程，是一門理論與實(shí)踐并重的課程。本課程以信息加工、處理為主線講述微機(jī)的組成及其工作原理，目的在于培養(yǎng)學(xué)生在微機(jī)系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)、使用和維護(hù)方面的能力[1]。本課程由微機(jī)系統(tǒng)各大部件的組成和工作原理、編程結(jié)構(gòu)、邏輯實(shí)現(xiàn)及互聯(lián)構(gòu)成整機(jī)技術(shù)等構(gòu)成，內(nèi)容龐雜、涉及面廣、概念抽象、實(shí)踐性強(qiáng)。很多學(xué)生在學(xué)完本課程后，只是通過背誦記住了幾個(gè)基本概念和原理，并沒有理解微機(jī)系統(tǒng)各大部件的組成和工作原理，沒有掌握微處理器指令系統(tǒng)中的精華思想和編程技巧，沒有明白微機(jī)系統(tǒng)是如何協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)的。因此，有必要整合與優(yōu)化本課程的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)技術(shù)。

1 完善課程體系

目前，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的硬件課程設(shè)置存在2個(gè)方面的缺陷：一是教材內(nèi)容劃分不明確，相互重疊現(xiàn)象比較嚴(yán)重。比如，微機(jī)基本原理和指令系統(tǒng)內(nèi)容在教材中幾乎都有出現(xiàn)。二是只注重教材內(nèi)容的邏輯性，而未考慮計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的系統(tǒng)性[2]。因此，構(gòu)建科學(xué)的計(jì)算機(jī)硬件教材體系，要用發(fā)展的觀點(diǎn)分析計(jì)算機(jī)硬件體系。計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)及相應(yīng)的匯編語言是計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)中“軟”的部分，由于計(jì)算機(jī)硬件基本原理的不變性，所以它們的變化較小。而與計(jì)算機(jī)硬件緊密相關(guān)的技術(shù)就是接口與外設(shè)，并且這些更多地體現(xiàn)在應(yīng)用層面，所以發(fā)展較快。

在完善計(jì)算機(jī)硬件課程體系時(shí)，課程內(nèi)容以基本原理為主，還應(yīng)體現(xiàn)計(jì)算機(jī)的技術(shù)發(fā)展；微機(jī)原理主要包括CPU、存儲(chǔ)系統(tǒng)、系統(tǒng)總線、輸入/輸出系統(tǒng)等，應(yīng)強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)；指令系統(tǒng)是匯編語言的先導(dǎo)，因此其內(nèi)容設(shè)置應(yīng)以匯編語言的需要為基礎(chǔ)，不要涉及太多，否則又會(huì)與后面的課程內(nèi)容重復(fù)；接口技術(shù)在講解8位串行通信接口芯片8251、并行通信接口芯片8255、中斷控制器8259、DMA控制器8237和計(jì)數(shù)/定時(shí)器8253的基礎(chǔ)上增加對16位多功能接口芯片82530的講解，且在制訂教學(xué)計(jì)劃時(shí)預(yù)留足夠講解新技術(shù)的課時(shí)。

2 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

在優(yōu)化原有基本內(nèi)容的基礎(chǔ)上，增加主流微機(jī)系統(tǒng)涉及的部分，形成由三大模塊組成的課程體系：基本模塊，以16位處理器8086為背景組成的微機(jī)系統(tǒng)為核心內(nèi)容，這樣可以保持較長且穩(wěn)定的教學(xué)時(shí)間，確保教學(xué)內(nèi)容的相對穩(wěn)定性和基本教學(xué)質(zhì)量；提高模塊，以Pentium處理器為核心內(nèi)容，主要講解CPU保護(hù)模式、Pentium處理器結(jié)構(gòu)、超標(biāo)量流水線體系結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、高速緩沖存儲(chǔ)器(Cache)和虛擬存儲(chǔ)器以及現(xiàn)代微機(jī)總線技術(shù)等；應(yīng)用模塊，以接口技術(shù)為主要內(nèi)容，包括中斷技術(shù)概念、Pentium處理器的中斷機(jī)理、典型接口芯片的工作原理及應(yīng)用等。既要保留國內(nèi)目前廣泛采用的16位微機(jī)系統(tǒng)的基本內(nèi)容，又要緊跟時(shí)代發(fā)展，使教學(xué)具有先進(jìn)性和實(shí)用性。

3 構(gòu)建多層次、立體化實(shí)踐教學(xué)體系

在確保驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)質(zhì)量的同時(shí)，增加提高型實(shí)驗(yàn)、研究型實(shí)驗(yàn)的比例。通過開展開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)生自主立項(xiàng)，激勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，引導(dǎo)學(xué)生掌握科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法，形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。

微機(jī)是硬件平臺(tái)，相關(guān)概念在操作中體現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)在實(shí)踐中應(yīng)用[3]。根據(jù)微機(jī)原理與接口技術(shù)這門課的特點(diǎn)，要求學(xué)生利用課余時(shí)間研究各種芯片實(shí)例，如8086微處理器、中斷控制器8259、DMA控制器8237等；要求學(xué)生重視分析芯片的編程結(jié)構(gòu)和工作原理，掌握如何通過編程使芯片在不同場合工作。例如，在講解中斷控制器8259時(shí)，講完芯片編程結(jié)構(gòu)、工作原理和應(yīng)用后，提出實(shí)驗(yàn)任務(wù)，要求學(xué)生在教師指導(dǎo)下完成操作。在操作前，布置與之相關(guān)的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，要求學(xué)生在額定時(shí)間內(nèi)完成。這樣，就避免學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)沒有明確目的而不知道如何進(jìn)行，同時(shí)也便于教師管理。實(shí)驗(yàn)時(shí)，2～3人一組，注重發(fā)揚(yáng)合作精神，便于優(yōu)勢互補(bǔ)。實(shí)驗(yàn)后，每組派代表匯報(bào)實(shí)驗(yàn)成果，并回答教師提出的問題。在這個(gè)過程中有時(shí)間控制，有現(xiàn)場記錄，有教師和學(xué)生共同參與，還有公平考核。這可以讓學(xué)生充分發(fā)揮創(chuàng)新與實(shí)踐能力，從理論中來，到實(shí)踐中去，再上升為理論，開拓思維。

4 探索多角度教學(xué)方法

實(shí)行案例教學(xué)，為學(xué)生提供課堂教學(xué)、課后練習(xí)、重點(diǎn)難點(diǎn)分析、模擬考試、疑問解答、作業(yè)批改、實(shí)訓(xùn)等多角度教學(xué)方法。

5 改善教學(xué)技術(shù)

改善教學(xué)技術(shù)，使多媒體教學(xué)技術(shù)作為教學(xué)的輔助手段而不是惟一手段[4]。通過開發(fā)使用與課程配套的課件輔助教學(xué)，可以取得很好的教學(xué)效果。首先，課件構(gòu)建了生動(dòng)的學(xué)習(xí)環(huán)境，教師可按照教學(xué)要求，以生動(dòng)的教學(xué)形式講授教學(xué)內(nèi)容，保證教學(xué)效果；課件緊扣教學(xué)目標(biāo)，詳細(xì)闡述教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)補(bǔ)充實(shí)例，使理論和實(shí)踐緊密結(jié)合。其次，每章節(jié)有相應(yīng)的動(dòng)畫演示，使抽象的硬件工作原理以形象的動(dòng)畫展示出來，并用不同的顏色顯示不同的教學(xué)內(nèi)容，使教學(xué)內(nèi)容層次分明、重點(diǎn)突出，同時(shí)避免由單調(diào)的顏色引起的視覺疲勞，可以使學(xué)生集中注意力。最后，在總結(jié)內(nèi)容和適當(dāng)?shù)闹R(shí)點(diǎn)處設(shè)置交互環(huán)節(jié)和情境，一方面可以了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，另一方面可以引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考，總結(jié)知識(shí)點(diǎn)及其內(nèi)在聯(lián)系。

6建立多方位質(zhì)量保障體系

多方位質(zhì)量保障體系包括組織和制度保證、課程管理、教學(xué)質(zhì)量評估等。學(xué)生的平時(shí)成績通常是由到課率、平時(shí)作業(yè)成績決定的。這其中卻存在很多問題。比如，學(xué)生來上課了但心卻不在課堂上，作業(yè)也交但卻是“復(fù)制”的。因此，在對學(xué)生平時(shí)成績的考核上，應(yīng)加大小論文、動(dòng)手能力的分值。這樣，就能最大限度地避免有些學(xué)生蒙混過關(guān)[5]。

在授課過程中，可以嘗試以下做法。一是在課堂中穿插提問。提問是教師與學(xué)生的一種交流形式，是學(xué)生對授課內(nèi)容的反饋，是學(xué)生參與教學(xué)的一種方式，可以及時(shí)反映教學(xué)效果。二是可將小論文當(dāng)作作業(yè)。值得提出的是，教師要在授課初期或中期，而不是在授課后期給出論文題目，以便學(xué)生學(xué)以致用。

通過整合與優(yōu)化微機(jī)原理與接口技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生的分析、創(chuàng)新能力及解決問題的能力，使其在走上工作崗位后能很快適應(yīng)。

[1]戴梅萼，史嘉權(quán).微型計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用[M].第3版.北京：清華大學(xué)出版社，2006.

[2]侯振興.《計(jì)算機(jī)組成原理》課程“互動(dòng)式”教學(xué)的實(shí)踐[J].科技信息，2008，3：174～176.

[3]王友仁.計(jì)算機(jī)硬件系列課程體系改革探討[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2007，2：4～6.

[4]閭燕.多媒體輔助教學(xué)手段的運(yùn)用與反思[J].甘肅科技縱橫，2006，3：179.

[5]趙賀.《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程教學(xué)的改革與探索[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2007，7：180

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1671-1246（2010）04-0039-02

本文系蘭州商學(xué)院2008年度教學(xué)改革研究課題“《微型計(jì)算機(jī)技術(shù)》課程教學(xué)內(nèi)容、方法和教學(xué)技術(shù)的整合與優(yōu)化”的研究成果因?yàn)橛布虒W(xué)內(nèi)容枯燥乏味，所以教師需改進(jìn)教學(xué)方法。例如，“存儲(chǔ)器組織”這一章中有很多基本概念，如果平淡地講，學(xué)生就不會(huì)注意聽，所以可采用提問式的方法，首先將學(xué)生的注意力吸引過來，然后讓他們聯(lián)想，這樣得到答案后也容易留下深刻印象。這種方法不僅可以把知識(shí)和技能傳授給學(xué)生，而且能夠培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生掌握和運(yùn)用知識(shí)的態(tài)度和能力，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力、動(dòng)手能力，使學(xué)生得到充分發(fā)展。