《微機(jī)原理與接口技術(shù)》教學(xué)方法探討

林明明，尹曉紅

(青島科技大學(xué) 自動(dòng)化與電子工程學(xué)院，山東 青島 266061)

《微機(jī)原理與接口技術(shù)》是測(cè)控、自動(dòng)化、電氣等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，通過對(duì)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠準(zhǔn)確理解微型計(jì)算機(jī)的基本組成、工作原理及常用接口技術(shù)，建立微機(jī)系統(tǒng)的整體概念，具備微機(jī)系統(tǒng)軟件開發(fā)的初步能力[1-2]。

《微機(jī)原理與接口技術(shù)》涵蓋了硬件和軟件兩個(gè)層面的內(nèi)容，教材內(nèi)容繁瑣復(fù)雜，知識(shí)點(diǎn)零散，概念比較抽象，很難形成一個(gè)完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，學(xué)生普遍覺得難以把握，感性認(rèn)識(shí)差，影響學(xué)習(xí)效果。為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，近年來圍繞該課程的教學(xué)進(jìn)行了不斷的探索和改革，下面談幾點(diǎn)教學(xué)中的體會(huì)。

1 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

計(jì)算機(jī)科技日新月異，相關(guān)產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期也越來越短[3]。教師應(yīng)首先保證學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)基本概念、基本原理的理解和掌握，在此基礎(chǔ)上，引入現(xiàn)代最新的計(jì)算機(jī)科技介紹，拓展學(xué)生的思維。例如，在課堂基礎(chǔ)教學(xué)時(shí)，還是可以采用典型產(chǎn)品8086為教學(xué)范例[4]，讓學(xué)生從16 位微機(jī)入手學(xué)習(xí)微機(jī)的組成結(jié)構(gòu)與工作原理，等學(xué)生對(duì)此有所了解和掌握后，再介紹32/64位處理器，引導(dǎo)學(xué)生分析它們與16位處理器的不同及優(yōu)勢(shì)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力。

除了知識(shí)點(diǎn)分散，微機(jī)原理課程的部分內(nèi)容前后交錯(cuò)，再加上很多概念比較抽象，學(xué)生很難建立起一個(gè)整體的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。所以在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)上，應(yīng)該從整體出發(fā)，首先介紹微型計(jì)算機(jī)基本的硬件組成，即微處理器(CPU)、存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口以及外圍設(shè)備等，各個(gè)部件之間的信息是通過系統(tǒng)總線傳輸?shù)模瑥亩箤W(xué)生能大致了解微機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作流程，建立起微機(jī)系統(tǒng)整體的概念，然后再進(jìn)一步地去講解各個(gè)部件的功能、組成以及工作原理。

軟件方面，也即匯編語言及程序設(shè)計(jì)，除了講解常用的匯編指令、尋址方式以外，還要注意軟硬件結(jié)合。比如，在介紹指令的執(zhí)行過程時(shí)，可以結(jié)合CPU及存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)和組成來講，讓學(xué)生更容易掌握邏輯地址、物理地址和有效地址之間的區(qū)別以及它們各自的計(jì)算方法。再比如，講中斷控制器8259A芯片的時(shí)候，可以結(jié)合初始化程序講解，除了幫助學(xué)生熟悉和記憶匯編指令，也讓學(xué)生對(duì)芯片的工作過程有更深刻的理解。

2 豐富教學(xué)手段

微機(jī)原理的課程內(nèi)容含有大量抽象的知識(shí)點(diǎn)，需要教師綜合運(yùn)用各種現(xiàn)代教學(xué)手段，例如PPT、視頻、動(dòng)畫等，將抽象的理論用圖片、影像等方式直觀地展示出來，一方面可以增強(qiáng)學(xué)生的理解和記憶，另一方面也節(jié)省了課堂現(xiàn)場(chǎng)板書的時(shí)間。但并不是所有的知識(shí)點(diǎn)講解都適合用多媒體來介紹，有些采用傳統(tǒng)的板書效果可能更好。例如，講解定時(shí)器不同工作方式下初值的計(jì)算，最好在黑板上將計(jì)算步驟一一列出，這樣可以讓學(xué)生跟著老師的思路走，有時(shí)間思考，不容易走神。

另外，課程教學(xué)語言也很重要。照本宣科會(huì)讓學(xué)生感覺十分枯燥乏味，因此要靈活運(yùn)用教學(xué)語言，盡量用貼近生活的語言去解釋枯燥的理論。例如，在講解"存儲(chǔ)單元"的概念時(shí)，可以將存儲(chǔ)器比作學(xué)生宿舍樓，存儲(chǔ)單元就是每一個(gè)房間，存儲(chǔ)單元的地址就是宿舍的門牌號(hào)，每個(gè)存儲(chǔ)單元里能夠存儲(chǔ)幾位字符，可以看作是一個(gè)房間里最多可以住幾個(gè)人。而尋址方式，可以看作是去房間找人的途徑：可以自己直接按照門牌號(hào)去房間找人，可以問樓管，還可以找其他人去問樓管等。類似的例子還有很多，教師可以通過比喻、類比等手段將抽象的概念與生活中具體的實(shí)物聯(lián)系在一起，使學(xué)生更容易理解和接受。

3 精選實(shí)踐環(huán)節(jié)

微機(jī)原理是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)一方面能夠加深學(xué)生對(duì)電路設(shè)計(jì)的理解，另一方面也能增強(qiáng)學(xué)生實(shí)際的動(dòng)手能力[5-6]。但是有些同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)有畏難情緒不敢動(dòng)手，因此我們將實(shí)驗(yàn)分成兩部分：一部分為基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，主要用來驗(yàn)證課堂所學(xué)的理論知識(shí)。這部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比較簡(jiǎn)單，完成起來比較容易，可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性，增強(qiáng)自信心。基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)完成后我們鼓勵(lì)學(xué)生去完成第二部分的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，即創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。由學(xué)生自己提出問題，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，教師從旁給予協(xié)助，最后由學(xué)生自己完成實(shí)驗(yàn)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行整理和分析。當(dāng)然這個(gè)過程可以由學(xué)生個(gè)人單獨(dú)完成，也可以自己組成團(tuán)隊(duì)來完成，這樣既能培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立設(shè)計(jì)能力，也能訓(xùn)練他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

4 改進(jìn)教學(xué)評(píng)價(jià)

由于微機(jī)原理是一門理論和實(shí)踐并重的課程，知識(shí)點(diǎn)比價(jià)分散，傳統(tǒng)的閉卷考核方式很難檢測(cè)出學(xué)生掌握知識(shí)的程度。為了能夠全面考核學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，可以采用多元的考核方式，將閉卷考試與課堂分組討論、課后作業(yè)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等方式相結(jié)合，綜合評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。閉卷考試主要考核學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)、基本概念、基本原理及應(yīng)用等的掌握情況，這部分成績(jī)占總成績(jī)的70%。平時(shí)成績(jī)主要考察學(xué)生在課堂上的互動(dòng)討論以及課后的作業(yè)完成情況構(gòu)成，占總成績(jī)的10%。實(shí)踐成績(jī)占總成績(jī)的20%，主要考察學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的完成情況，要求學(xué)生每次做完實(shí)驗(yàn)，都要寫一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告，報(bào)告中要包含對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的詳細(xì)分析，教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)完成度進(jìn)行打分。

5 結(jié)束語

針對(duì)微機(jī)原理教學(xué)中存在的問題及難點(diǎn)，本文從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、實(shí)踐環(huán)節(jié)以及教學(xué)評(píng)價(jià)四個(gè)方面提出了一些改進(jìn)方法，運(yùn)用到課堂教學(xué)中也取得了較好的教學(xué)效果。在今后的教學(xué)實(shí)踐中，要以學(xué)生為中心，進(jìn)一步加強(qiáng)教學(xué)交流，吸收并結(jié)合國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀的教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量。