敖志廣　呂振遼

文章編號：1672-5913(2009)10-0081-02

摘要：本文介紹了非計(jì)算機(jī)專業(yè)硬件課程的現(xiàn)狀和內(nèi)容的設(shè)計(jì)情況，探討了如何在硬件教學(xué)中改革教學(xué)法和教學(xué)手段，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動手能力，從而提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)，主動分析問題、解決問題的能力，真正達(dá)到學(xué)有所得，學(xué)有所用。

關(guān)鍵詞：非計(jì)算機(jī)專業(yè)；硬件教學(xué)；引線法；案例教學(xué)

中圖分類號：G642

文獻(xiàn)表示碼：B

1引言

“計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)”課程是工科專業(yè)的必修課程，課程的任務(wù)是通過對微機(jī)的基本組成、工作原理、接口電路及硬件的連接等知識的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握分析問題、解決問題的方法，結(jié)合上機(jī)實(shí)踐，使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)知識和簡單的硬件設(shè)計(jì)知識，為培養(yǎng)和提高學(xué)生的動手實(shí)踐能力和以后學(xué)習(xí)其他計(jì)算機(jī)知識打下基礎(chǔ)。

2硬件課程現(xiàn)狀分析及教學(xué)內(nèi)容

2.1現(xiàn)狀分析

對于非計(jì)算機(jī)專業(yè)的硬件課程的教學(xué)，不同于計(jì)算機(jī)專業(yè)的硬件教學(xué)。

(1) 學(xué)時(shí)較少，任務(wù)繁重。本課程內(nèi)容實(shí)際上包括計(jì)算機(jī)專業(yè)的“匯編語言”、“微機(jī)原理”和“接口技術(shù)”三門課程，雖然是基礎(chǔ)的教學(xué)，但內(nèi)容非常多，對于非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生來說要利用較少的學(xué)時(shí)而面面俱到，學(xué)精學(xué)透，不可能也不現(xiàn)實(shí)，但要想真正的能讓學(xué)時(shí)系統(tǒng)的掌握課程的精華也不能任意的割舍，因此如何精選內(nèi)容、調(diào)動學(xué)生積極性顯得非常重要。

(2) 基礎(chǔ)薄弱，懼怕學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)硬件課程之前要求學(xué)生掌握電子電路等先修課程，對于非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生來說他們通常只學(xué)習(xí)了文化基礎(chǔ)和C語言，因此基礎(chǔ)相對薄弱。學(xué)生害怕計(jì)算機(jī)硬件的學(xué)習(xí)，書發(fā)下來，一翻看內(nèi)容就對它產(chǎn)生了恐懼的心里，尤其是去打聽上屆的師兄、師姐，如果以前不及格的學(xué)生多，他們會產(chǎn)生心理負(fù)擔(dān)很重，還沒學(xué)就患得患失，學(xué)習(xí)的目的就是為了及格，很難去培養(yǎng)學(xué)生的分析問題和解決問題能力，更不用說創(chuàng)造能力。

(3) 毫無興趣，學(xué)習(xí)無用。學(xué)生對于硬件的學(xué)習(xí)毫無興趣、枯燥乏味，由于許多硬件知識沒有實(shí)物對應(yīng)，比較抽象，邏輯性強(qiáng)，理解起來有一定困難，因?yàn)椴幌矚g，所以不懂，因?yàn)椴欢愿幌矚g，形成了強(qiáng)式惡性循環(huán)。硬件更新很快，現(xiàn)在都是奔騰6的時(shí)代了，還講8086/8088，覺得內(nèi)容陳舊，毫無興趣。辛辛苦苦學(xué)習(xí)下來，覺得毫無用處，根本提不起一丁點(diǎn)的興趣，學(xué)文化基礎(chǔ)能懂得電腦的操作，學(xué)習(xí)C語言還能考個(gè)計(jì)算機(jī)等級證書，學(xué)了硬件課程，如果以后不從事電子電路設(shè)計(jì)，沒有任何用處，即使從事電子電路設(shè)計(jì)所有的知識也要從頭開始。

為了解決上述問題，必須要精心設(shè)計(jì)講課內(nèi)容，充分調(diào)動學(xué)生積極性，讓學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)，去學(xué)習(xí)，必須真正的把授之以魚改為授人以漁。

2.2內(nèi)容簡介

為了使學(xué)生能從應(yīng)用角度出發(fā)，在理論和實(shí)踐上掌握微機(jī)的發(fā)展、微機(jī)系統(tǒng)的基本組成和工作原理、存儲系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)、匯編語言程序設(shè)計(jì)以及接口電路的應(yīng)用，建立微機(jī)系統(tǒng)的整體概念，并考慮到學(xué)生本身的特點(diǎn)，本課程學(xué)時(shí)和內(nèi)容安排如下：

本課程共48學(xué)時(shí)，其中講課28學(xué)時(shí)，上機(jī)實(shí)驗(yàn)20學(xué)時(shí)，上機(jī)的內(nèi)容基本上是以匯編語言為主。課程內(nèi)容包括：計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識、數(shù)字電路基礎(chǔ)、中央處理器CPU、存儲器、8086匯編語言指令系統(tǒng)、匯編語言程序設(shè)計(jì)、I/O接口和總線、中斷系統(tǒng)、DMA控制器和典型的接口芯片、模數(shù)(A/D)和數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換共11章教學(xué)內(nèi)容。課下組織學(xué)生去學(xué)計(jì)算機(jī)的組裝、當(dāng)前芯片最新發(fā)展技術(shù)動向、單片機(jī)原理和設(shè)計(jì)，以作業(yè)的形式組織學(xué)生學(xué)習(xí)和研究。對學(xué)生能力培養(yǎng)的有如下要求：

(1) 對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有更完整的認(rèn)識；

(2) 掌握微型計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理及接口知識；

(3) 掌握匯編語言基本知識，具有一定編程能力；

(4) 能解決實(shí)際工作中遇到的計(jì)算機(jī)硬件方面的問題。

3教學(xué)過程的探究

3.1目標(biāo)明確，確立學(xué)習(xí)信心

為了能使學(xué)生有學(xué)習(xí)的信心，首先讓學(xué)生明確，課程內(nèi)容的特點(diǎn)，只要努力肯定能學(xué)明白，能學(xué)懂，戰(zhàn)略上蔑視敵人，戰(zhàn)術(shù)上重視敵人。加大平時(shí)的得分比例，使學(xué)生重視平時(shí)的學(xué)習(xí)和平時(shí)作業(yè)的完成，讓學(xué)生不必背著怕不及格的負(fù)擔(dān)去學(xué)習(xí)，讓學(xué)生知道只要學(xué)就能學(xué)會，只要學(xué)就不必?fù)?dān)心期末的考試的問題。良好的心理是成功的一半，讓學(xué)生有好的心理暗示，正向的暗示和引導(dǎo)學(xué)生去完成硬件課程的學(xué)習(xí)。萬事開頭難，給學(xué)生一個(gè)好的積極向上的開頭，良好的開始是成功的一半，有了兩半的成功，相信自己一定能學(xué)好的。

3.2教學(xué)內(nèi)容采用引線法，神奇化易

華羅庚曾經(jīng)說過：“神奇化易是妙算，易化神奇不足提”。對于教學(xué)內(nèi)容采用引線法，把硬件的內(nèi)容穿成串，讓學(xué)生通過一根線，把所有的內(nèi)容連起來，使學(xué)生有信心和毅力把硬件知識掌握和理解。

教學(xué)的主線就是CPU，CPU也是計(jì)算機(jī)的核心，真正的中央處理單元，通過對CPU的前因(來源)后果(應(yīng)用)的描述，把整個(gè)知識聯(lián)系起來，把復(fù)雜的問題簡單化，掌握本質(zhì)，理解精華。課程內(nèi)容線圖如圖1：

3.3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容采用案例教學(xué)

匯編語言的實(shí)驗(yàn)部分采用案例教學(xué)法：把所有的實(shí)驗(yàn)分成4個(gè)案例，案例1順序程序設(shè)計(jì)，案例2分支程序設(shè)計(jì)，案例3循環(huán)程序設(shè)計(jì)，案例4綜合程序設(shè)計(jì)，每個(gè)案例包含3個(gè)小模塊，第一個(gè)是老師講解領(lǐng)著學(xué)生去完成，第二個(gè)是學(xué)生自己完成，教師進(jìn)行指導(dǎo)，第三個(gè)是課下作業(yè)，完成后要求寫成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，實(shí)踐證明這種方法取得了好教學(xué)效果。除了完成四個(gè)案例對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)自己的能力編一些優(yōu)秀的作品，由于學(xué)生的本身?xiàng)l件制約，雖然學(xué)生的作品水平一般，但學(xué)生認(rèn)為收獲很大，起到了良好的教學(xué)效果。

匯編語言調(diào)試環(huán)境采用Emu8086。Emu8086是純Windows環(huán)境下的調(diào)試工具，集編輯、編譯、調(diào)試等功能于一身，可以方便的操作，容易看到內(nèi)存的變化、寄存器的變化，利用他可以隱藏匯編語言的低層細(xì)節(jié)，把重點(diǎn)精力放到對語言本身的理解和掌握上，入門更快，掌握更好，質(zhì)量更高。Emu8086的界面如圖2。

3.4課外作業(yè)突出培養(yǎng)興趣，走出去，帶回來

利用學(xué)生對計(jì)算機(jī)組裝感興趣這一特點(diǎn)，充分利用資源優(yōu)勢，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。沈陽市三好街是中國四大計(jì)算機(jī)市場之一，派學(xué)生去調(diào)研了解計(jì)算機(jī)硬件的最新、最準(zhǔn)確、最及時(shí)的行情和了解如何對硬件進(jìn)行組裝，并且讓學(xué)生去選聽焦老師的硬件組裝課程，使學(xué)生在“庖丁解?！敝跋戎酪幌屡５男螤?，實(shí)踐證明這對學(xué)生對課程的總體認(rèn)識起到關(guān)鍵的作用。

精心設(shè)計(jì)和布置課外作業(yè)，因勢利導(dǎo)，有利于對硬件知識的把握。如讓學(xué)生分組調(diào)研最新的CPU類型等作業(yè)的布置。鼓勵(lì)學(xué)生參加課外活動小組，這學(xué)期我班就有一名學(xué)生被選入東北大學(xué)機(jī)器人競賽的團(tuán)隊(duì)里，參加2009年在日本舉行的世界機(jī)器人大賽。

3.5充分利用網(wǎng)絡(luò)資源

東北大學(xué)計(jì)算機(jī)中心是省級教學(xué)示范中心，擁有先進(jìn)的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的資源優(yōu)勢，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，找到自己需要的資料。

網(wǎng)上交流，有不會的問題的及時(shí)反映出來，及時(shí)解答。利用文化基礎(chǔ)或C語言的網(wǎng)絡(luò)平臺可以下載課件和提問，2009年我校的畢博blackboard平臺對所有教師開放，利用這一平臺建設(shè)硬件的課程體系，將會起到更為理想的作用和效果。

Baidu是你永遠(yuǎn)的老師，隨時(shí)有不會的問題，隨時(shí)問這個(gè)老師，他會告訴你所有的答案。學(xué)習(xí)積極性和興趣非常重要，興趣是最好的學(xué)習(xí)動力，百度是學(xué)生永遠(yuǎn)的老師，讓學(xué)生充分利用一個(gè)興趣和一個(gè)永遠(yuǎn)的老師，培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、查找資料的能力，也提高了學(xué)生的分辨是非的能力，起到了事半功倍的效果。

3.6建立考試題庫，把好質(zhì)量關(guān)

對于學(xué)生的最終成績包括實(shí)驗(yàn)報(bào)告、平時(shí)作業(yè)，當(dāng)然還包括了最后的期末考試。建立了硬件考試系統(tǒng)的題庫，

隨機(jī)選擇考題，通過考試系統(tǒng)來檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果?？荚嚱Y(jié)果表明學(xué)生取得了好的成績，沒有不及格的情況發(fā)生。

4總結(jié)

通過對課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)，對學(xué)生的興趣的調(diào)動，學(xué)生變被動為主動，讓學(xué)生去調(diào)研，不僅順利的完成了教學(xué)任務(wù)，使學(xué)生能發(fā)現(xiàn)問題，思考問題，進(jìn)而解決問題，學(xué)生反映良好，取得了好的成績，學(xué)生通過率達(dá)到了100%，消除了不及格的問題。

參考文獻(xiàn)：

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