微機原理與接口技術課程教學方法探討

楊家志 楊光杰

桂林理工大學信息科學與工程學院 廣西桂林 541004

微機原理與接口技術課程教學方法探討

楊家志 楊光杰

桂林理工大學信息科學與工程學院 廣西桂林 541004

針對在微機原理與接口技術課程教學中遇到的普遍問題，從課堂教學和實驗教學兩方面對教學方法進行改革，改善教學效果。

微機原理；教學方法；改革

微機原理與接口技術是高等院校理工科非計算機專業學生必修的一門計算機基礎教育課程，是提高學生微型計算機應用與開發能力的重要課程，也是學習后續單片機原理、嵌入式系統等課程的基礎。微機原理與接口技術課程由微機原理和微機接口技術兩大內容組成，其中，微機原理以Intel公司自1978年以來陸續推出的8086，80386，Pentium等X86構架的CPU為主線，介紹其內部結構、運行過程和指令系統；微機接口技術著重CPU與存儲器的連接、外設端口、網絡接口、中斷、A/D和D/A等。

這門課程內容多，定義多，原理復雜，對于多數沒有或較少計算機硬件基礎知識的同學來說，入門較難，概念的理解、原理的認識尤其困難。很多同學在上完幾次課后紛紛反映課程較難，不理解CPU是怎么運行的，原理是什么。從現實來看，搞好微機原理與接口技術的教學工作，讓學生理解，學好，學扎實，為以后的學習打好基礎，是一項很有挑戰性的工作。

結合在微機原理與接口技術實際教學過程中遇到的問題，通過與學生的互動，與同事的交流，以及認真的思考，不斷改進教學方法和手段，改善教學效果。

1 教學過程中遇到的問題

(1)學生普遍反映課程的知識點太多，理解起來難度太大。尤其是微機硬件發展日新月異，各種新硬件、新概念、新定義層出不窮，而且部分漢語定義經由英語翻譯過來之后，有詞不達意之嫌，更添理解難度。例如：內存在微機原理里不光包括我們通常所說的“內存”，還包括CPU內部的緩存，顯存，主板上的BIOS存儲芯片等，學生在學習的時候很容易混淆。

(2)教學內容陳舊。目前的教材，普遍以16位CPU 8086為基礎，講述相應微機系統的原理。30余年后的今天，CPU從性能上、結構上、引腳上都發生了很大的變化，仍以8086來講述微機原理就會與現實產生較大的脫節，甚至很多教師都沒有接觸過8086，只能憑借理解去講授8086的原理。

(3)課程內容上只安排講授匯編指令，無匯編編程的內容，但是在實驗課程上全是匯編編程的內容。這個問題是普遍存在的，只學完匯編指令之后，學生并不理解匯編程序的特點，也不知道一個完整的匯編程序應該是什么樣子的，更不知道如何去編寫一個匯編程序。那么在做實驗的時候，就不知道如何做。

(4)CPU外圍芯片的介紹過多。一般的教材都會從中斷管理芯片8259，到接口芯片8255，到定時/計數器8253，再到串口芯片8251等。一方面這類芯片目前已很少使用，另一方面學生一下子接觸這么多類似的芯片，很難掌握。

2 在課堂教學中嘗試的改革

針對以上在微機原理教學中遇到的問題，不斷嘗試改革教學方法，改善教學效果，讓學生更好、更扎實地學好知識。主要內容如下：

(1)精選教材。微機軟硬件發展迅速，在教學時也應該緊跟軟硬件的發展趨勢，為學生講解最新的概念、技術和原理。同時，目前通用微機的CPU都是建立在X86構架上的，即以8086為基礎的。因而，應該以講述8086工作原理為基礎，適當加入Pentium和Core等新式CPU采用的新技術，新原理，從而讓學生在掌握微機工作原理的同時，了解微機的發展歷史和趨勢。

為此，選用一本以8086為基礎，同時又包含新式CPU的教材就顯得尤為重要。經過認真篩選，最終選用清華大學出版社的《微型計算機技術及應用》（第四版）為教材。此書多年來經過4次修訂，在講述8086原理基礎上，新加入Pentium處理器的原理、指令等部分內容，較好地滿足課堂教學的要求。

(2)注重教學中概念的講解。概念是學生理解和掌握微機工作原理的基礎，通過對概念的認真領會和理解，才能進一步深入到微機的工作過程中去。這門課程里概念較多，其中有很多是易混淆難以理解的，也有較多是第一次遇到或者有新含義的概念。因而，在課程教學中，應該著重講解難理解易混淆的概念，讓學生掌握這些概念，打好基礎之后，才能更好地掌握微機工作原理。

(3)多引導學生對問題的思考。微機原理這門課程有很強的邏輯性，微機工作的每一步，都是按照既定的邏輯或步驟進行的。因而，在教學時，應培養學生的邏輯思考能力，遇到問題，不是直接告訴學生答案，而是在學生思考之后，再講解對待此問題的思考過程。同時，在教學時，應該主動提出問題，多問學生為什么，引導學生對問題的思考，培養學生思考的習慣。

(4)增加匯編語言編程內容。針對課程教學中缺少匯編語言編程，在教學中主動加入這部分內容。具體的做法是提煉出典型的完整匯編程序，在課堂上給學生講解程序運行過程和原理，并講解通過Debug進行程序調試的方法，培養學生運用匯編語言編程和調試的能力。

(5)集中講解CPU外圍芯片，并適當縮減部分內容。CPU外圍芯片在課程中占有相當大的篇幅，而它們的工作原理和配置方法基本類似，因而，在教學時，完全可以適當地把這些外圍芯片集中講解，讓學生掌握這類芯片從硬件連接到軟件編程的方法。

3 在實驗教學中嘗試的改革

實驗教學是學生實際動手操作，理論聯系實際，增強對微機原理理解的重要手段，也是學好微機原理的重要保證。在微機原理的實驗教學中，筆者嘗試了如下改革：

(1)精選實驗項目。根據實驗學時的要求，選取跟課本內容緊密相關的實驗項目，尤其是涉及微機工作原理和重要芯片工作原理的實驗項目。

(2)仔細講解實驗內容及過程。教師示范實驗平臺的操作方法，鼓勵學生去編寫自己的程序，在不斷的調試過程中加深對硬件和軟件的理解，真正達到動手、理解、領會。

(3)要求學生認真撰寫實驗報告。實驗報告是實驗教學中的重要一環，從實驗報告中可以看出學生實驗的情況，對實驗內容的理解情況，甚至是對整個微機原理課程的掌握情況。要求學生在撰寫實驗報告時，重點突出實驗過程，學生對實驗的理解和從實驗中得到的體會。

4 結束語

結合在微機原理與接口技術的實際教學過程中遇到的現實問題，從課堂教學和實驗教學兩方面對微機原理的教學改革進行了嘗試，提出了一些具體的教學改革方案和措施，從課程教學的效果來看，此種改革能夠引起學生的興趣，增強學生對課本內容的理解，提高學生的動手能力，取得了一定的效果。

[1] 鄭蓉建，白秋產，應根旺.微機原理及應用課程教學改革初探[J].高等教育與學術研究，2007，7：36～38

[2] 黃健.論微機原理與接口技術課程的教學改革[J].中國成人教育，2010，8：160～161

[3] 汪鳳林，王東霞，溫秀蘭.微機原理及應用課程改革探索[J].中國現代教育裝備，2010，15：90～92

[4] 林麗純，李傳芳.微機原理及應用實踐的教學改革[J].中國現代教育裝備，2009，4：86～87

Discussion of the teaching method of micro-computer theory

Yang Jiazhi, Yang Guangjie
Guilin university of technology, Guilin, 541004, China

This paper is aimed at the problems that happened in the micro-computer theory teaching process. A teaching reform is proposed in both classroom teaching and experimental teaching, to obtain a better teaching effect.

micro-computer theory; teaching method; reform

2011-04-23 稿件編號：1104135

楊家志，博士，講師。