啟發式教學方法在微機原理課程教學中的運用研究

韋耿+嚴錫君+陳靜

[摘 要] 微機原理課程理論性及實踐性強，內容枯燥抽象，學生學習興趣普遍不高。針對此問題，筆者結合自身的教學經歷，以努力培養學生學習興趣為切入點，對微機原理課程教學中啟發式教學的基礎及采用的方法進行深入研究，實踐證明，所提出的方法取得了較好的教學效果。

[關鍵詞] 啟發式教學；微機原理；教學方法

[中圖分類號] G420 [文獻標識碼] A [文章編號] 1005-4634（2014）02-0082-04

0 引言

微機原理與接口技術課程是計算機專業的一門必修專業課程，也是無線電類、機械類等許多非計算機類專業的一門專業基礎課。該課程知識面廣，內容枯燥抽象，軟件、硬件知識并重，理論性和實踐性都很強，學生普遍反映不好學且對該課程不感興趣。因此，如何改進教學方法，提高學生的學習興趣，進而提高教學質量，是一個值得研究的課題。

啟發式教學的優點是眾所周知的。充分利用啟發式教學的優點，最大限度地提高教學質量，已成為人們的共識。筆者針對微機原理課程教學的特點，結合自身的教學經歷，對啟發式教學方法在微機原理課程教學中的運用進行探討。

1 微機原理課程的特點

1.1 知識點多且抽象

課程內容包括三個部分[1]：（1）微型計算機組成和工作原理；（2）指令系統和匯編語言程序設計；（3）接口技術。這三部分內容相輔相成、緊密聯系。第一部分主要學習微處理器的內部結構及原理、引腳功能及工作模式。第二部分側重于匯編語言程序的設計方法，包括指令系統、偽指令以及模塊化程序設計、子程序設計、中斷服務程序設計的方法。第三部分是接口技術部分。可見，該課程知識點多，概念也多，且理論性和實踐性都很強，如果教師采用“傳授式”、“滿堂灌”的教學方法，將難以達到理想的教學效果。

1.2 學生學習積極性不高

由于課程內容抽象枯燥，學生普遍感到晦澀，影響自主學習的主觀能動性。同時課程內容實踐性強，學生主要依靠老師的講解或實驗課程獲得實踐的感性認識，缺乏學科知識深刻的應用背景和實踐經驗，因而學生的學習積極性和興趣普遍不高。

1.3 教學方法較單一

目前，該課程普遍以傳授式方法為主、多媒體方法為輔進行教學，但多媒體方法大都停留在以教材內容為主線、采用平鋪直敘的形式授課。雖然也有教師采用師生互動方式進行授課，但這種互動主要局限于傳統的教師提問、學生站起來回答的方式。這些方法對提高教學質量有一定的作用，但對信息量大、知識點多以及實踐性強的微機原理課程內容來說顯得較單一。如何采用多樣性的教學方法和手段來提高教學質量，是個值得研究的課題。

1.4 學生基礎較弱，水平參差不齊

課程理論性強，實踐性要求高，學生層次參差不齊。例如，有的學生對微機原理部分具有較好的理解力，但對接口技術卻不感興趣，或匯編程序設計能力較弱等，這給教學帶來了困難。

2 啟發式教學的基礎

在教學中，采用以老師傳授為主、兼以啟發學生思考的方式，才能體現老師的主導作用與學生的主體角色[2]，才能符合現代教育的需要，才能最大限度的提高教學質量。為此，筆者認為在備課和上課時，教師應該做到以下3點。

2.1 研究教材，做到胸中有數

教師每次上課前，都需要認真備課，對講授的內容要熟練，明確本次課的教學目標和任務，梳理知識點的分布，對基礎知識點、重點和難點了如指掌，做到胸中有數。同時，微機原理課程知識點多，在抓住教學目標和任務后，要懂得取舍，避免面面俱到、滿堂灌[3]。

2.2 研究學生，因材施教，有教無類

上課之前，教師要對教學的主體即學生進行研究，掌握學生的基本情況，顧及不同水平、不同能力的學生，為開展啟發式教學做好準備。在備課和上課時只有從學生的實際情況出發，才能做到有的放矢，取得良好的教學效果。因學生的心理特征、學識水平、認知結構、接受能力等存在差異[4]，一次成功的課堂教學應顧及不同層次學生的發展，既應讓能力強水平高的學生有收獲，也應讓能力較差水平較低的學生有收獲，這樣才能達到全面提高的目的。總之，備課和上課時做到“眼中有教材，心中有學生”，就有了成功運用啟發式教學的基礎。

2.3 業精于勤，儲備足夠的知識

啟發式教學的有效實施，除了上述兩點，還依賴于教師具備廣博的基礎知識和精專的專業知識。而且隨著計算機技術的不斷涌現，教師還必須不斷地學習新知識和新技術，掌握新設備等，只有這樣，教師才能從容地運用啟發式教學方法進行教學。“臺上一分鐘，臺下十年功”即是這個道理。

3 啟發式教學的方法

啟發式教學的優點眾所周知，教師應充分發揮引導作用，激發學生的學習興趣，啟發學生思考，從而提高教學質量。筆者在教學實踐中，采用以下幾種啟發式方法進行教學，獲得較滿意的效果。

3.1 興趣啟發

興趣是最好的老師，教師應當注重激發學生的學習興趣，通過興趣來啟發學生主動思考問題和主動探索問題的解決方法。筆者開始上微機原理與接口技術課程時，發現有不少學生缺乏學習的興趣和熱情，原因是認為學習該課程沒什么用。為此，筆者在上課之初，就適時地介紹當前流行的計算機所采用的技術、內部結構、工作過程及工作原理，這些內容對大部分學生來說較為新穎，又和日常用到的電腦有很密切的聯系，因而極大地激發了學生的好奇心。接著簡要介紹所授課程的內容，重點介紹該課程內容和當前主流計算機技術的內在聯系，點明當前計算機硬件技術和所授課程內容之間的一脈相承性和技術創新點，從而激發了學生的學習熱情，啟發學生學習課本知識的主動性及借助網絡探求先進技術的好奇心，收到良好的教學效果。

3.2 提問啟發

提出問題，是教師在授課過程中最常用的一種啟發方式。教師通常在課程內容的重點處、難點處或引申處提出問題，啟發學生思考。正確使用提問啟發，需掌握兩個原則：（1）在適當的時機提出合理的問題是有效啟發的關鍵；（2）教師應采用由淺入深、循序漸進的方式提出問題，問題偏易或偏難，都容易讓學生失去興趣或放棄思考。筆者在講授存儲器內存擴展章節時，以“由指定芯片構成固定容量的存儲器”為例，通過提出問題一步步的引導學生思考：需要多少個芯片；每個芯片的地址范圍是多少；系統（控制、數據、地址）信號線和芯片信號線如何連接；高位地址信號是哪些；為選中芯片，如何產生片選信號；如何設計譯碼電路（譯碼器或邏輯門電路）等等。通過這種層層推進的方法引導學生由淺入深的思考問題，變被動為主動，培養了他們積極發現問題、獨立分析問題和善于解決問題的能力。在提問啟發教學中，很多時候還讓學生站起來回答問題。此環節需要教師熟悉學生的能力情況，做到胸中有數。簡單的問題可以向能力差點的學生提問，難度大的問題就向成績好的學生提問，這樣就不會使課堂陷入被提問的學生都回答不了的尷尬境地。筆者通常在講授該門課程之前，就向學院教學秘書了解學生的基本情況、向輔導員了解學生的詳細情況、向年級班長了解學生的成績情況，盡量做到有的放矢、因材施教。

3.3 討論啟發

討論啟發是指在上課過程中，教師要恰當地提出一些問題，供學生交流討論，引導學生進行積極思考[5]，鼓勵學生發表自己的見解，最后進行講解、點評和總結。在討論中，學生各抒己見，各種思想觀點直接交鋒，在交流討論中互相啟發。這種方法促使學生從不同角度思考事物的本質，更有利于發揮他們的邏輯能力和想象能力。需要注意的是，討論啟發教學應重“導”而非“牽”，《學記》有曰：“道而弗牽，強而弗抑，開而弗達，道而弗牽則和，強而弗抑則易，開而弗達則思，和易以思。”因此，討論啟發教學思想的精髓就是發揮教師的引導作用和學生的主體作用。例如，在講完“由指定芯片構成固定容量的存儲器”例子后，可讓學生在黑板上進行計算、畫圖演示及分析講解，并分享其思考問題的角度和心得，其他同學可對其演示進行驗證、評議、提問甚至是批駁，最后教師進行點評和總結。討論啟發可使學生在輕松活潑的氛圍中掌握相關的課程知識。

3.4 比喻啟發

《學記》有曰：“君子之教，喻也。”微機原理課程內容抽象，教師可以采用一些生動形象的例子來啟發學生思考、幫助學生理解。

例如，學生普遍反映尋址方式比較難理解且容易混淆，教師可將尋址方式比喻成“老師要找學生”來幫助學習：（1）老師要找的學生就在自己身邊（比如在自己上課的班級里），那么可以直接找到他（立即數尋址）；（2）老師要找的學生在宿舍里，且知道他宿舍具體在哪，就可以直接到他宿舍找他（直接尋址）；（3）老師要找的學生正在同一棟教學樓的另一個教室上課（同一棟教學樓的每個教室可以看成是 CPU 中的寄存器），老師可以直接去該教室找學生（寄存器尋址）；（4）老師不知道所找學生的宿舍，可以去問在同一棟樓辦公的輔導員獲得學生的具體地址，然后去找學生（寄存器間接尋址）；（5）老師不知道所找學生的宿舍，可以先去學生處查詢，再到輔導員那獲得具體地址，然后再去找學生（基址變址尋址）。

再以中斷技術為例，以“老師正在批改作業聽到敲門”為喻，對中斷涉及的概念、過程進行了比喻。老師正在改作業（相當于CPU執行主程序）時，聽到敲門聲（相當于有中斷請求），他暫時中止現在的工作（相當于中斷主程序），去開門（中斷響應），和敲門的人交流（執行中斷服務子程序），之后再返回（中斷返回），繼續改作業（繼續執行主程序）。進一步的剖析：如去開門前，對當前改作業的作業本上做標記，那么就相當于中斷的保護現場等。

實踐證明，通過比喻，學生能夠更深刻清晰的理解相關概念和知識。因此，生動形象的比喻不失為一種好的教學方法。但應注意的是，比喻應該簡潔明了、恰當合適，才能收到預期效果。

3.5 多媒體演示啟發

在現代課堂教學中，采用多媒體教學手段是大勢所趨。這種教學方法的優點是省去教師的板書時間，教師可以把較多的時間和精力放在授課上，且幻燈片直觀性強，生動形象，還能把復雜抽象的理論教學加以簡明清晰化，便于學生的理解和記憶，能夠激發他們的學習興趣。微機原理課程內容枯燥抽象，采用多媒體演示的方法授課具有不可替代的作用。例如，針對學生普遍對8088處理器的指令執行過程感到陌生的問題，筆者采用動畫的方法演示處理器的指令執行過程，并對動畫過程輔以口頭講解，受到學生普遍歡迎。動畫演示不僅有助于學生掌握8088處理器的指令執行過程，而且利于學生掌握處理器的內部結構及工作原理，理解處理器各組成部分之間的聯系，明晰邏輯地址、物理地址、指令隊列等基本概念，從而拓寬學生的思路。

4 啟發式方法在實驗教學中的實踐

微機原理實驗教學在計算機基礎教學中占有重要的地位。在實驗課程的設置上，采用理論與實踐相結合，學生自主動手為主、老師啟發指導為輔的思想進行教學，共開設了8個軟件實驗項目（多分支程序設計、數據排序、清零程序、數據區復制、數制轉換、字符刪除、鍵盤輸入及屏幕顯示、邏輯電路軟件模擬）和10個硬件實驗項目（8259中斷程序設計、定時器程序設計、8255并行接口實驗、8250串行接口實驗、D /A轉換、A /D轉換、鍵盤技術實驗、LED數字顯示、報警器控制、交通燈控制器）。這些實驗項目涵蓋了微機原理及接口技術的核心內容。

在實驗教學中，主要采用上述提出的啟發式教學方法進行授課。首先切合教學內容提出一些相關的核心問題，通過自愿回答問題和點名回答問題的方式啟發學生思考，激發學生的興趣。接著運用多媒體、網絡等多種現代教學手段，對軟件項目的流程圖或硬件項目的設計步驟，以動畫或Flash形式圖文并茂、深入淺出的進行講解。然后讓學生帶著所提出的問題及講解的思路進行軟件或硬件項目的實驗，從而讓學生思路更清晰，理論和實踐銜接得更好。在實驗項目完成過程中，老師可以啟發學生用不同的程序結構或指令來實現相同的實驗內容。對硬件項目，老師可以啟發學生用相同的電路設計出不同的控制或顯示結果，或者是啟發學生用不同的電路設計出相同的控制或顯示結果等，達到舉一反三、加深理解的目的。學生完成實驗項目后，老師進行點評，指出其中的優點和不足，引導學生更深入的思考，增強實驗教學的效果。

5 結束語

微機原理課程內容枯燥抽象，理論性及實踐性強，學生普遍興趣不高。為此，筆者結合自身的教學經歷，以努力培養學生學習興趣為切入點，對微機原理課程教學中的啟發式教學方法進行研究，實踐證明采用這些方法獲得了良好的教學效果。

本科教學始終是大學教育的核心與基礎，要進一步總結教學經驗，提高自身教學水平，使課程教學改革工作更加深入，教學效果更加明顯，為培養具有獨立思維和創新能力的新世紀人才而努力。

參考文獻

[1]馮博琴， 吳寧. 微型計算機原理與接口技術（第三版）[M]. 北京：清華大學出版社，2011.

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[3]艾明晶.改革大學教學方法，促進知識向能力和素質的有效轉化[J].計算機教育，2012，（19）：42-44.

[4]李少年，魏列江，梁金梅.啟發式教學在《光電檢測技術》課堂教學中的應用[J].大學教育，2013，（2）：115-116.

[5]李春明，高志奇.“電路原理”課程研究性教學探討[J].電氣電子教學學報，2012，34（2）：28-29.