微機原理與應用教學改革探討

周伯榮 吳愛萍

南京工程學院 江蘇南京 211167

微機原理與應用教學改革探討

周伯榮 吳愛萍

南京工程學院 江蘇南京 211167

針對微機原理與應用教學過程中存在的問題，結合該課程特點，提出了微機原理與應用理論教學內容、教學方式、實踐教學的改革方案和措施，以便更好地培養學生實踐創新能力，符合應用型本科院校的培養目標。

微機原理與應用；教改；開發創新

微機原理與應用是自動化等電子信息類專業的一門主干課程，也是全國大多數工科院校和科研單位招收相關專業碩士研究生的考試課程。通過該課程的學習，要求學生建立計算機系統的整體認知體系，并初步具備相應的軟硬件開發設計能力和創新能力。其學習效果將直接影響到學生后續課程的學習，同時學生開發設計和創新能力的高低也直接決定了他們在社會上的競爭力。但該課程內容豐富，理論性強，概念抽象，難以把握，實踐性強，實際應用能力要求高，技術更新快，教與學的難度比較大。針對上述課程特點與學生普遍存在的畏難情緒，筆者根據自己10多年從事該課程教學體會,提出下面幾點教學改革措施,以培養學生的學習興趣,加強學生的工程意識,提高開發創新能力，順應我國高等教育改革下的課程教學改革。

1 理論教學內容的改革

目前，國內高校大多使用以Intel80x86系列16位微機為主的教材，主要介紹8086CPU的內部結構、存儲器的組織方式、匯編指令系統及與之相配套的各種接口芯片。事實上,該芯片早在20世紀70年代末就誕生了,眾所周知,現在計算機技術飛速發展，新技術、新名詞、新器件不斷涌現，如果只是教授70年代的知識,陳舊的教學內容必然僵化學生的思維，抑制學生學習的積極性。但是,要想讓學生真正理解計算機的組成和運行原理,又必須從早期比較簡單的CPU講起,為避免上述狀況的產生,教師必須緊跟時代,在課堂上注入高新技術介紹并講解,如PentiumPC機常用的并行接口標準IEEE1394協議、流水線操作技術、新型存儲技術、PCI總線技術、通用串行接口USB、圖形顯示總線標準AGP以及它們在工程實踐中的應用，并讓學生在自己PC機上找到這些接口，這無疑會激起學生學習這門課的興趣，同時也拓寬教學內容，使學生自然地向高檔PC機過渡，將學習內容的基礎性和先進性和諧統一起來，養成關注最新技術發展的習慣。

2 教學方式的改進

微機原理與應用的教學內容抽象、信息量大、圖表豐富，如果還是采用傳統的板書加掛圖的方式進行課堂教學方式，很不利于學生系統性地理解相關內容，甚至連基本概念的理解都會有偏差。為此，教師應注意結合具體實物去講解，同時充分發揮多媒體教學的優勢，將抽象概念具體化。筆者上課時經常會帶些CPU芯片，從實驗室找些PC/XT機的主板和PentiumPC機主板，告訴學生主板上各接口的位置和功能以及各種主板的不同之處，讓學生對計算機整個硬件系統有比較直觀的認識，講解概念時就容易接受，同時讓學生感到這門課與自己是密切相關的，自然愿意努力學習了。課余時間筆者會針對學生的具體情況自做PPT幻燈片，從互聯網上下載一些精美的圖片和簡短的動畫，借助多媒體用文字、聲音、圖片、動畫等形式有效地加大課程信息量，提高課堂教學效率，全方位對學生實施情景教學，增加直觀性，讓學生對所學內容產生直觀印象，排除學生對這門課的畏懼心理，激發學生學習積極性，從而提高教學質量。

由于這門課系統性比較強，但很多教材花較大篇幅講局部的芯片的功能和使用，對微型計算機整體系統電路原理涉及較少。大部分學生在學習局部的知識點時，掌握得還是很不錯的，確實是花了功夫，但在學完各個功能芯片，卻搞不清楚各芯片間是如何聯系，如何協調工作的，缺乏系統性。針對這種情況，建議教師在講授局部電路接線時，首先對PC/XT主板電路作個大略分析，再引導學生找到本節課要講的局部電路在主板的位置和功能，比如在講授可編程計數器/定時器8253時，一方面詳細介紹其內部結構、功能、使用方法，另一方面不斷強化該芯片引腳如何和其他器件相連接，最后導出該芯片的3個定時器在PC/XT機種分別承擔著實時時鐘、動態RAM定時刷新、揚聲器音調控制的任務，并在主板電路圖上指出其接線方式。如果每講一個接口電路都采用上述方法，那么學生就很容易建立起微型計算機系統的整體概念，將學習內容融為一個系統，增加工程意識，為以后用單片機開發智能產品打下基礎。

在講課時善用比喻，將抽象問題具體化，復雜問題簡單化。將存儲器單元的地址形象地比喻為門牌號碼，存儲器中的數據比喻為住戶，像要找到某個人須知道他家的門牌號碼一樣要訪問某個存儲器單元，必須要給出該存儲單元的地址。指令隊列與堆棧的區別，就像排隊打飯和疊放光盤，前者先進先出，后者先進后出，讓學生覺得計算機的某些工作過程其實和我們日常生活很相似，并不那么神秘不測。

重視輔導答疑。輔導答疑是教師和學生課后交流的重要環節，通過答疑，教師可以發現班級學生存在的問題，自檢授課的漏洞，不斷地修正授課內容。輔導答疑往往是在寬松自然的環境下進行，容易啟發學生創造性地思維。

3 加強實踐教學的改革

微機原理與應用課程的實踐性很強,抽象的理論需要有實踐環節幫助消化,所以必須根據理論課程的進度合理安排實驗環節,并在實驗中重視學生綜合能力的培養。我系安排了12個實驗學時,其中2學時基礎操作實驗,主要使學生掌握匯編語言程序設計和調試的基本過程,知道匯編語言源程序的結構,源程序是如何經過編譯、連接而成為計算機可運行的目標程序,初步掌握采用單步執行、設置斷點等方式調試程序的方法,為后續的高層次實驗鋪墊；設計性實驗共6學時,包括定時中斷實驗、并行接口實驗、A/D轉換實驗,學生第一次接觸軟硬件相結合的實驗時,教師須耐心細致地向學生傳授硬件設計方法,幫助學生掌握程序調試方法和故障分析及排除技能,培養學生嚴謹、規范的實驗作風,為后續綜合性實驗奠定基礎。在設計性實驗時,教師只提前給出實驗的對象、目標、要求,驗收方式,最多給出一個相似課題的實施方案供學生參考,讓學生有時間去考慮實驗的實現方案,線路圖的設計和調試方式,這種設計性實驗模式對學生實踐能力和創新能力的培養極為有效；最后是4學時的綜合實驗，學生可以在幾個課題里選自己感興趣的題目,如交通信號燈的控制、直流電動機轉速的檢測與顯示、全自動洗衣機洗滌控制、家用微波爐的控制等。實驗任務提前2周下達,學生可以有充分的時間相互交流、查詢資料、思考如何實施？在前面設計性實驗的基礎上,每組學生都能提出自己的想法,教師再進一步引導,做一些指導性提示,常常會收到意想不到的結果。

4 完善考核制度

在考核方式上，堅決摒棄單一的閉卷考試形式，實行開卷考試和閉卷考試各一次的理論考核，閉卷考試主要考察學生對基本理論知識的掌握情況。開卷考試主要考核學生應用書本知識解決實際問題的能力，側重對學生設計能力和創新能力的考查。充分考慮實踐環節的考核，包括設計思路、動手能力，調試過程、實驗報告等幾方面。此外對學生平時的出勤和作業情況給出平時成績。這樣形成了多元化的考核制度，開卷:閉卷:實踐:平時=35:35:20:10，這樣全方位的考核對所有學生都較為公平合理。

5 結束語

本文根據微機原理與應用課程特點和多年從事該課程的教學體會，提出了理論教學、實踐教學、課程考核方式等方面的幾種實施措施，經過多年的實踐證明，這些教學方式確實起到了明顯的效果，學生的畏難情緒明顯減少了，興趣提高了，經常參與各種類型的科技創新活動，與教師的聯系也更為密切，經常出現師生共同探討的喜人情景。

[1]蒲攀，張建鋒.微機原理與應用教學改革與探索[J].教育管理，2009，3：96～97

[2]趙健衡，孟飛.微機原理與接口教學方法探討[J].計算機教學與教育信息化，2008，18：1158～1159

[3]陳裕國，陳家林.在微機原理教學中培養學生的創新能力[J].中國現代教育裝備，2008，9：78～79

Abstract: The problems in the procedure of the principle and application of microcomputer teaching are analyzed at present. The measures and schemes are introduced for the theory teaching, practice teaching and teaching form to this course according to the peculiarity of the principle and application of microcomputer, so that we can improve the students’ ability to innovative and practice better, and this accord with the train goal of the applied undergraduate institute.

Key words: principle and application of microcomputer; reform of teaching; development

Exploration on reform of the principle and application of microcomputer teaching

Zhou Borong, Wu Aiping
Nanjing institute of technology, Nanjing, 211167, China

2010-09-20

周伯榮，碩士，講師。