《微機原理》課程教學思考及探討

鄭茜穎　周海芳

摘要：本文分析了微機原理課程教學中存在的問題，闡述了該課程內容的選擇和定位，從教與學的兩個方面，強調了具體教學過程中遇到的問題，從心理上、手段上、方法上提出了相應的解決方法。并從組織學生、提高興趣、團隊合作等角度給出了多種教學過程中的具體措施，取得了很好的實踐效果。

關鍵詞：微機原理；課程定位；教學方法；課程理解

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）26-0229-02

《微機原理》是高校計算機、電子、自動化等電類學科的重要專業基礎課，在大學本科教學體系中深受重視，是本科核心課程體系中的重要一環。課程不僅具有較強的抽象性和復雜性，而且還具有極強的實踐性，課程內部知識點眾多，各種計算機概念抽象，教學要求高。如何面對實際存在的問題，提高學生學習的興趣，合理跨越課程的難點，讓學生們理解這些抽象的概念和復雜的理論知識，提高學生們的理解能力和實踐動手能力，是我們在教學過程中亟待解決的問題。

一、課程的內容與定位

微型計算機目前已深入應用到人們生活的方方面面，作為電類的本科生必須知道微型計算機的基本原理和架構，對深化所學專業知識的應用有重要的意義。掌握好《微機原理》是工程技術人員的基本要求。目前有關《微機原理》教學內容的爭議很多，選擇怎樣的CPU為教學主體，成為了一個爭議的熱點。傳統的教學課程內容以Intel 8086為主體，對微機的功能結構和工作原理、尋址方式與執行系統匯編語言程序設計和接口技術進行教學。由于Intel 8086芯片是很早出現的芯片，目前已經完全不被使用。因此很多專家和老師都認為，是否應該選用目前正在使用的CPU芯片，如ARM、單片機多核PC芯片等作為教學內容。這樣能夠讓學生在學習這門課程時與實際有更多的聯系，以提高他們的興趣。縱觀這些年來微機CPU的發展，我們發現CPU的發展是非常快的，我們的教學和教材的建設及師資的培養都趕不上實際技術發展的進度。用最新的芯片進行教學并不適合當前的本科教育。同時由于《微機原理》是理論基礎課，所面向學生掌握的基礎知識不足，相對的學習能力也不夠，無法真正地掌握過于復雜的系統。簡單、合理、要點突出的CPU，才符合微機教學的基本要求，才能使老師的教和學生的學達到平衡。

根據目前技術發展、學生能力、教學建設的現實情況，我們認為選擇以Intel 8086為主體進行微機的教學，是有很大的現實意義的。關鍵是我們如何選擇8086的教學內容，來更好地建立微機理論和實踐基礎。

二、課程重點事項

1.思維理解。由于8086是早期的芯片，大多的老師和學生都認識不到學習該芯片的意義，教與學的積極性很低。因而作為老師在課堂教學中要不斷強調，學生學習的目標是微機的原理，8086只是作為一個載體來實現他的理解，而且8086CPU的架構清晰、教材成熟、實在簡單，是其他芯片的基礎。對它的原理學習，才能真正實際掌握CPU的核心內容，達到我們的要求。

2.深入理解。《微機原理》的課程內容很多，通過這門課程，學生能夠掌握計算機的基本硬件結構和軟件匯編基礎，并從根本上理解軟硬件結合的整個過程，建立整個計算機軟硬件體系結構的基本架構。所以有關所有CPU的公共部分都要重點強調，深入描述。例如CPU結構、公共引腳、時序、匯編編程、中斷、內存管理、存儲器設計及連接、接口設計及連接、總線分類，這都是所有的微機系統涉及的部分，需要重點深入的講解。同時對一些8086自己擁有的東西，可以簡單地進行講授，或者讓學生自學看書。講課的重點放在公共的機理和機制部分。

3.合理演繹。CPU的進步使教學的內容永遠趕不上時代，因此教學中要合理調整教學內容，聯系目前計算機的使用領域，同現代計算機技術發展保持同步。還可以適當地介紹微機中斷、內存管理等功能在當前使用微機中如何表述和出現的，以及INTEL最新芯片功能和發展等，布置學生作業，讓學生自己利用課余時間搜索此方面的最新信息。

4.強調實踐。學生剛剛接觸微機芯片，還沒建立起很多硬件方面的知識架構，學習起來有困難，只有通過軟件的編程和實現過程中的觀察才能理解硬件結構。

三、課程教學的難點及解決

本課程有較強的抽象性和復雜性，內部知識點眾多，理解內容豐富，存在著眾多的教學難點，在教學過程中應重點針對這些問題，并給予解決。

1.各種抽象概念的理解。學生雖然已經接觸過計算機，但都是軟件及應用的部分，對硬件及基礎原理部分并不了解。學生新學課程時，有很多新的概念出現，尤其是課程的前面部分。這時需要厘清哪些是當前必須掌握的，哪些是后面才需要了解的，分清這些部分，按步驟給學生講解，能夠減輕他們的壓力，使其以輕松的狀態學好這門課程。例如，在先理解“中斷”時，先描述為外設找CPU的一種機制，便于外設及時與CPU溝通。在具體的“中斷”章節講解時，再做準確的描述。而在提到“DMA”時，就直接告訴學生，前面暫時不用理解，以后再介紹。通過這種分階段的理解模式，可以很好地解決各種抽象概念的理解。

2.對匯編語言的合理學習。在現代計算機的編程中，匯編語言幾乎都不會被使用，在該課程中是否講授匯編語言呢？匯編語言在《微機原理》的意義不是在于編程，而是在于更好地理解微機的原理，通過匯編語言，可以清晰地理解高級語言到機器代碼的形成、調用、運行的過程，理解到各條語句的編碼意義，產生的內部存儲器的變化過程、外部接口引腳相應的時序變化。通過匯編可以理解硬件以及軟硬件結合過程中的基礎問題，所以匯編語言教學是強調對每條指令的理解，及簡單的編程，要求學生能查閱、理解部分核心程序即可。

四、教學方法的改進

1.學習者角度的變換。教師是學生學習的引入人，從不同的角度進入，就會有不同的結果，抓住了要領，學習就變得輕松。我們在學習中，多次以芯片的設計者的角度，來理解系統的原理。例如在時序的教學中，我們讓學生自己設計兩個芯片連接時需要交互的信息和前后的時間順序，然后再對照系統的時序設計，說出他們的優點，這樣就使學生清晰地理解為何時序要這么設計，自己今后要如何設計和理解時序。這樣通過一門課的教學思路的建立，今后其他課程的時序理解，也變得異常簡化，這為所有的相關課程的理解建立了良好的基礎。

2.注重實踐課的交互和探討。課堂教學主要是教師在講授，學生只是被動地聽、被動地接受，受時間的限制，來不及自己做思考，因此無法及時消化獲取的內容，使得它們都是孤立的。而實驗課是開放的課程，學生可以通過自己的思考，與老師和學生的互動，消化理解所學的內容，進而把以前的孤立的內容也連接成片。

五、總結

《微機原理》是許多專業本科教育的重要專業基礎課，符合現代信息技術的發展，根據本專業學生的能力和知識儲備確定其接受的內容是很重要的過程。本文根據學生的學與老師的教的雙向適應度，提出了許多教學上注意的問題以及許多改進的方法。教學內容由簡入深，教學層次由重點帶動一般，教學動力以興趣為驅動，學生團隊與個人的集體學習，有效利用實踐課堂等豐富的教學手段，來有效地學習該門課程，讓學生能深入理解這門基礎理論課程，為今后其他課程的學習和應用打下良好的基礎，并培養學生良好的學習習慣。

參考文獻：

[1]楊繼臣，陳旭娟，梁慶茵.“微機原理與接口技術”課程教學改革[J].教育教學論壇，2016，（33）：62-63.

[2]李秋潔.“微機原理及接口技術”課程教學探討[J].教育教學論壇，2015，（4）：127-128.

[3]韓松.“微機原理與接口技術”教學改革與探討[J].中國電力教育，2012，（10）：36-38.