原理課程教學改革研究

韋耿 嚴錫君 陳靜

摘要：計算機新技術的不斷出現，給微機原理課程教學提出了新挑戰。本文針對微機原理課程特點，提出從突出基本原理的普遍性、注重課程內容的層次性以及強調教學方法的多樣性三方面來對課程教學進行改革，使之更適應當前提倡的通識教育和素質教育的要求。實踐證明，所提出的方法取得了較好的教學效果。

關鍵詞：微機原理；教學改革；研究

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）45-0091-02

微機原理與接口技術課程是電氣信息類本科生教學的主要學科基礎課之一，也是無線電類、機械類等其他許多非計算機類專業的一門專業基礎課。該課程的特點是理論性和實踐性強，知識點多且較抽象，教學內容更新快，學生普遍反映不好學。同時，由于微電子技術及微處理器芯片不斷更新，如何在教學中適當引入最新的發展成果以及最新的CPU設計理念，使教學內容跟上時代發展的步伐，也面臨著新的挑戰。為此，筆者結合自身教學經歷，對課程教學內容、教學方法等方面進行教改探索。

一、基本原理的普遍性

本課程信息量大、知識點多、概念也多，實際授課過程中，受課時、教學設備及實驗場所的限制，難于對各個知識點進行詳細介紹。因此，如何精心組織和安排課程的內容，做到主次分明、重點突出，使學生掌握具有普遍性的基本原理，并融會貫通，進而很快適應新系統的原理和方法，是一個值得深入研究的課題。

以中斷為例說明上課時如何突出原理的普遍性。每種型號的CPU都有處理中斷的能力，只是不同CPU的中斷機制略有差別，包括中斷向量表、中斷返回的處理等都可能不同。講授中斷技術時，首先詳細介紹中斷的基本概念，接著介紹中斷過程的一般過程，基于這些一般性的概念和機制，深入討論8086的中斷系統；講授中斷向量表時，首先介紹中斷是通過中斷向量表來實現的，中斷向量表里順序存放著和中斷源相對應的中斷類型碼，主程序通過中斷類型碼可以找到所對應的中斷向量在表中的位置，從而可將指針轉移到服務子程序的入口，執行子程序。在此基礎上，詳細介紹8086系統的向量中斷。采用這種從一般到特殊、從普遍到具體的層層剝開的方法可使學生掌握中斷的普遍原理，又重點掌握了8086系統的中斷機制及過程。

二、教學內容的層次性

教師在教學中應該有層次、合理地設計課程內容，在緊緊抓住基礎知識的前提下，擴展教材中無法及時更新的知識，適度介紹前沿知識和技術，使學生能夠牢固掌握基礎知識，熟悉當前涌現的新知識，了解技術發展的大致趨勢，樹立學好課程知識的信心，提高學習的興趣。

筆者一直堅持基礎為先的原則，在保證基礎的前提下，介紹了現代微機系統中具有代表性的一些新技術，如Intel高性能微處理器的超標量流水等。同時，還介紹多核心32位微處理器的工作機制，以及已進入應用領域的64位微處理器。適度介紹并行計算機理論，包括并行算法和并行程序設計語言；探討將程序級或任務級的并行性轉換成語義等價的并行性。這些層次性的內容不僅加深了學生對基礎知識的理解和掌握，而且開闊了學生的視野，為以后的學習和研究作了鋪墊。

三、教學方法的多樣性

1.傳授式教學與啟發式教學相結合。傳授式教學能夠將課程脈絡及主線、內容及知識比較完整地傳授給學生，對于學生構建知識結構、擴大知識面、提高其能力具有不可替代的作用。而啟發式教學對調動學生學習主動性，引導自主思考，進而提高其發現、分析及解決問題的能力具有非常重要的作用。在教學中只有將兩者結合起來，采用以老師傳授為主、兼以啟發學生思考，才能體現老師的主導作用與學生的主體角色，才能符合現代教育的需要，才能最大限度地提高教學質量。為此，筆者認為在備課和上課時，教師需做到以下三點：（1）研究教材，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。（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。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。（3）合理設計問題，善于啟發思考。上課過程中，教師要恰當地提出—些問題，供學生討論，引導學生積極思考，鼓勵學生發表自己的見解，最后進行講解和點評。啟發式教學能讓學生帶著問題去學，變被動為主動，培養了他們積極發現問題、獨立分析和善于解決問題能力。同時，該方法能使學生從不同角度思考事物的本質，更有利于發揮其邏輯能力和想象能力。需注意啟發式教學應重“導”而非“牽”，其精髓是發揮教師的主導作用、引導作用。

2.多媒體教學與板書教學相結合。在傳統的板書教學中，學生結合教師講課和板書的進度來聽課、記筆記和思考。該方法板書耗費較多的時間和精力，有時候會出現學生因忙于記筆記而顧不及思考、消化所講的內容，影響教學效果，但教師可以自由掌握教學的進度，能夠與學生進行良好的互動，且學生偶爾開小差也可通過黑板上遺留的內容將前后內容連貫起來。多媒體教學省去教師的板書時間，教師可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，便于學生的理解和記憶，激發他們的學習興趣。但教師很難將講課的所有內容寫在幻燈片上，當學生思想開小差時，可能會錯過了好幾張幻燈片，思路很難再跟上老師的進度，嚴重影響教學效果。

板書教學和多媒體教學各有利弊，在實際的教學中應將兩者結合起來。為此，筆者認為應該做到：采用口述、板書和幻燈片相結合的方法進行教學，三者各有側重，相互配合；制作的幻燈片應富于變化，不能一成不變，以吸引學生更多的注意力。

3.比喻法的廣泛應用。《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幫助學生理解。（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）；（3）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）；

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

4.合理安排課時。目前在絕大多數高校中，課堂授課時間通常占滿整節課。從開始上課時簡要回顧上次課的知識點，到詳細講授本次課的內容，再到最后快下課時點明本次課的重點，整個過程都用完一節課的時間。很多老師為了活躍課堂氣氛，采用如上討論的啟發式教學方法，提高學生的興趣和專注度。但筆者發現再認真的學生都很難做到整堂課保持注意力集中，在每次課的時間安排上盡量避免講課時間占滿整節課，而是在一節課快結束時，預留最后約五分鐘的時間，讓學生就這節課內容的疑惑或難點進行自由提問，筆者現場答疑。也可利用這五分鐘時間讓學生自學及消化本次課內容，采用巡堂方式與學生進行現場互動和交流。此方法教學效果好，學生普遍評價高。筆者認為要做到這一點，需老師備課時，凝練好教學內容和知識，上課時盡量控制時間節點。

四、結束語

計算機科學的發展推動了微處理器技術的大發展，這給課程改革提出了新的目標和要求。教學內容和教學方法的改革無疑是重中之重。本課程改革充分考慮微機原理課程知識特點及學生的認知程度，結合自身的教學經歷，以努力培養學生學習興趣為切入點，對教學內容、教學方法進行研究和改革，取得了較好的教學效果。微機原理課程教學改革是一項長期而復雜的工作，我們將進一步總結教學經驗，使課程的改革與建設工作更加深入，教學效果更加明顯，為適應新時代的通識教育和素質教育發展譜寫新篇章。

參考文獻：

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

[2]焦純，盧虹冰，張國鵬，周智明.微機原理課程的多方位教學改革[J].電氣電子教學學報，2009，31（2）：15-16.

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