微機原理及應用課程教學方法淺探

摘要：微機原理課程是電類工科非計算機專業的專業基礎課程和必修課程，針對微機原理課程的特點，探討啟發式教學、任務驅動教學、啟發策動教學、翻轉課堂教學方法在微機原理課程教學中的應用，并結合實際課堂教學效果驗證了幾種教學方法的實用性。

關鍵詞：啟發式教學任務驅動教學啟發策動教學翻轉課堂教學

微機原理課程是電子、機械、電工、通信等非計算機專業的專業基礎課程和必修課程，課程重要性不言而喻。目前國內各高校非計算機專業微機原理課程授課內容仍以8086CPU為主線進行教學，指令系統仍采用面向86系列的微處理器的匯編指令，可編程接口仍以8位接口為主。微型計算機技術發展日新月異，微機應用系統開發中已基本不再使用8086CPU，在授課過程中學生普遍反映學習內容抽象，枯燥、難理解，難以激發學生的學習興趣，很多學生學到最后都沒弄清楚本課程的精髓和意義。面對一成不變的微機原理教學內容，容易讓學生忽視課程的重要性，認為學無所用，其實專業的人都應該明白，微機原理的基礎課地位絲毫不能動搖，這就需要微機原理教學從業老師進行課程建設和課程改革，改進教學方法，根據具體內容進行劃分，運用啟發式教學、任務驅動教學、啟發策動教學、翻轉課堂教學等，提高教學質量。

一、啟發式教學應用

啟發式教學目前在課堂中應用較多，啟發是由孔子說的“不憤不啟、不悱不發”而來，“憤”即心里想懂，但表達不出懂的意思，“悱”即嘴里想表達出懂的意思，但又講不出來。孔子的啟發式教學有其積極的一面，但是也有局限性。當今啟發式教學不僅在在學生心理活躍時進行啟發，而且要求教師在教學過程中充分調動學生積極性、主動性、激發學生的積極思維，利用學生求知欲和好奇心引發他們的學習興趣，變被動的“要我學”為“我要學”。啟發式教學主要應用在微機原理基礎知識的講解過程中，啟發學生的思維，激發學生學習興趣，從而掌握微機原理的基本知識，計算機的運算電路主要是由全加器組成，計算機只會做加法。這跟補碼有啥關系呢？進一步啟發，那么減法怎么做呢？仔細看運算電路會發現，每個全加器的輸入有兩個端子，一個是直接輸入，另一個是通過異或邏輯門輸入，當作加法的時候，異或門為同相邏輯門，完成加法；當作減法的時候，異或門為反相邏輯門，減數被按位取反，而后再相加，并且末位加1，也就是減法變成了加法，并且通過實際驗證，結果總是正確的。那這個運算過程叫什么呢？就叫補碼運算。為什么叫補碼呢？因為我們會發現減數取反加1后所表示的數與減數之和正好是該字長所能表示數的模值，互為補充，稱之為補碼。補碼的問題解決了，經過驗證，還會發現除了采用補碼運算可以解決減法問題，還可以解決數的符號問題，研究表明采用補碼運算不用對數的符號位單獨處理，總是可以得到正確的結果。因此，研究微機原理的時候補碼是一個很好的分析手段，計算機的運算過程就是如此，所以我們一定要掌握補碼。

二、任務驅動教學法應用

任務驅動法是基于探究性學習和協作學習的一種模式，它要求師生改變傳統的觀念和角色，充分發揮學生在學習中的主體作用和教師在教學中的組織、引導、促進、控制、咨詢作用，將學生認為枯燥的知識轉變為生動的學習內容。在微機的接口講解內容中，利用任務驅動激發學生的學習欲望。一個接口從結構介紹、管腳介紹、工作原理介紹、工作方式介紹、控制字介紹到最后的具體應用，如果沒有一個任務要求，容易陷入課堂變成技術資料的瀏覽。比如說介紹可編程并行接口8255A，我們可以設置一個任務，8086CPU連接一個字符打印機，實現對某串字符的打印，根據該題需求去學習8255，目的明確，學習起來必然事半功倍，經過多年的教學實踐證明，任務驅動教學法特別適合講解接口芯片。

三、啟發策動教學法應用

啟發策動教學法的最終目的是為了策動學生掌握課堂教學內容。該方法實施的前提是根據教學內容對學生教學啟發，目的是使學生處于“憤悱”之態。啟發策動教學法特別適合于存儲器擴展技術，通過設置問題情境和任務驅動，可以將微機原理中重點內容講解的非常透徹。啟發策動教學法具體應用實施可參見筆者論文[4]。

四、翻轉課堂教學法應用

翻轉課堂教學模式強調學習的靈活性與自主性，為傳統課堂忽視學生差異與教學缺乏針對性的問題提供了行之有效的解決辦法。在翻轉課堂中，解放出來的課堂時間為學習者主動學習提供了契機。翻轉課堂教學法特別適合匯編語言程序設計和綜合設計實驗，程序設計能力提升需要學生親自動手編寫，讓學生成為課堂的主角，讓學生真正動起來，教師可近距離了解學生程序設計能力和學生學習狀況，同時可以在一定程度上督促學生學習。綜合設計性實驗反映學生微機原理課程的學習效果，通過綜合設計任務檢驗學生掌握程度，實現課堂的真正翻轉。

五、結束語

鑒于微機原理課程特點，筆者結合多年教學經驗通過對教學內容進行規劃，將啟發式教學、任務驅動教學、啟發策動教學、翻轉課堂教學方法，在實際教學過程中進行應用實施，教學效果良好，近五年來微機原理課程的一次及格率較以往有大幅提高，一次考試及格率達到85%以上，二次考試及格率達95%以上，五年來受益學生達5000人以上。根據目前的大學生學習狀況和學習態度，為提高學生學習興趣和接受能力，需進一步創新教學方法和教學手段，通過布置開放性大作業，改革考核方法，加大平時成績考核力度，與國際接軌，通過對學生日常考核，了解學生整體學習狀況，提高微機原理課程教學質量和教學水平。

參考文獻

[1]謝勤嵐.微機原理教學改革的探討[J].理工高教研究，2009（4）：135-136.

[2]蔣存波.微機原理課程教學反思[J].電氣電子教學學報，2008（4）：101-101.

[3]周躍慶.新世紀人才培養呼喚啟發式教學[J].電氣電子教學學報，1999（4）：100-103.

[4]袁臣虎.啟發策動教學法在微機原理課程教學中的實踐[J]，2011（12），138-139.

作者簡介

袁臣虎（1979-），男，副教授，天津工業大學電氣工程與自動化學院，從事微機原理及應用教學工作。