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高職高?!段C原理與接口技術(shù)》教學(xué)探討

2012-04-29 19:40:12劉桂梅
科技資訊 2012年24期
關(guān)鍵詞:微機原理與接口技術(shù)接口技術(shù)微機

劉桂梅

摘要:《微機原理與接口技術(shù)》是高職高專計算機基礎(chǔ)專業(yè)課之一,在課程體系中占據(jù)著重要位置。但這門課教與學(xué)的難度都非常大。本文通過對高職高專計算機專業(yè)《微機原理與接口技術(shù)》教學(xué)現(xiàn)狀的分析,對實際教學(xué)中的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及考核方式進行了一些探討。

關(guān)鍵詞:微機原理接口技術(shù)教學(xué)現(xiàn)狀教學(xué)嘗試

中圖分類號:G4 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)08(c)-0175-02

《微機原理與接口技術(shù)》是計算機及相關(guān)專業(yè)非常重要的一門基礎(chǔ)課,教學(xué)內(nèi)容涉及微機的硬件結(jié)構(gòu)和軟件編程兩方面,同時還要與實踐相結(jié)合,要求學(xué)生建立微機系統(tǒng)與整機概念,邏輯嚴密,動靜結(jié)合,內(nèi)容繁雜,在課程體系中處于承上啟下的位置。高職高專院校的計算機類專業(yè)均設(shè)有這門課。

1高職高?!段C原理與接口技術(shù)》課程的教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 《微機原理與接口技術(shù)》學(xué)習(xí)難度大,學(xué)生易產(chǎn)生畏難情緒

對于初學(xué)者而言,本課程入門難度非常大。因其課程內(nèi)容涵蓋面廣,涉及的專有名詞多、概念多、接口芯片多,同時涉及硬件和軟件兩方面的知識,知識記憶點多且抽象,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中常有力不從心的感覺,稍有松懈就可能掉隊,容易產(chǎn)生畏難乃至厭學(xué)情緒。隨著授課內(nèi)容的深入,有些學(xué)生會感覺到越學(xué)越亂,思路難以理清,經(jīng)常顧此失彼,窮于應(yīng)付,甚至越學(xué)越糊涂,最后為了考試過關(guān)而不得不死記硬背,更談不上理解并加以應(yīng)用了。

微機與接口設(shè)備之間的軟件編程多采用匯編語言編寫,該語言指令豐富,程序書寫量大,編程枯燥復(fù)雜,程序可讀性和移植性較差。雖然不少高職高專院校在開設(shè)《微機原理與接口技術(shù)》課程之前,已專門開設(shè)了《匯編語言》課程的學(xué)習(xí),但相對于高級語言(如C語言、VB語言等)而言,能真正學(xué)好匯編語言的學(xué)生并不多。加上各類接口芯片的編程要求各有不同,記憶量大,學(xué)生接觸的芯片一多,相互之間容易混淆,加大了學(xué)習(xí)難度。如果匯編語言掌握不好,將直接影響到后期接口技術(shù)的學(xué)習(xí)進度和教學(xué)效果。

1.2 課程教學(xué)內(nèi)容與本專業(yè)培養(yǎng)目標脫節(jié),學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣

隨著計算機技術(shù)的不斷進步,與之相關(guān)的《微機原理與接口技術(shù)》課程也不斷涌現(xiàn)出新概念、新技術(shù)。而教學(xué)內(nèi)容往往滯后于現(xiàn)實科技的發(fā)展,來不及更新和補充,造成了教學(xué)和實際的脫節(jié)。

計算機科學(xué)高速發(fā)展與本課程教學(xué)內(nèi)容陳舊落后相矛盾。目前教材中多數(shù)以16位的8086/8088CPU為核心介紹計算機的工作原理。之所以這樣選擇主要是因為這兩類CPU結(jié)構(gòu)簡單,充分體現(xiàn)了馮諾依曼計算機的體系結(jié)構(gòu)特點,是目前CPU的基礎(chǔ)。在教學(xué)中采用結(jié)構(gòu)相對比較簡單的CPU和接口芯片能降低學(xué)習(xí)難度,幫助學(xué)生快速掌握其基本工作原理。但現(xiàn)在主流的CPU采用的是64位技術(shù),多核CPU已成微機的基本配置;傳統(tǒng)教材中介紹的各類接口芯片多是早期結(jié)構(gòu)比較簡單的,但現(xiàn)實生產(chǎn)生活中多已被淘汰。由于與現(xiàn)實脫節(jié)較嚴重,很多學(xué)生對這門課程的用途深有疑慮,感覺對未來就業(yè)幫助不大,因此也降低了學(xué)習(xí)興趣,無法體會該課程在整體知識體系中的重要位置。

高職高專院校主要培養(yǎng)應(yīng)用型人才,而本課程教學(xué)內(nèi)容與計算機專業(yè)的培養(yǎng)目標聯(lián)系不夠緊密,就業(yè)應(yīng)用面相對較窄?,F(xiàn)在就業(yè)形式嚴峻,加之軟件類課程應(yīng)用面廣,學(xué)習(xí)實踐起來要比硬件類課程容易得多。因此高職高專計算機專業(yè)的學(xué)生“重軟輕硬”的現(xiàn)象比較普遍。一些高職高專院校根據(jù)市場需求,在制訂人才培養(yǎng)方案時,不得不逐步縮減硬件類課程,增加就業(yè)使用面較廣的應(yīng)用類軟件課程。

1.3 實踐課主要進行驗證性實驗,設(shè)計性實驗所占比例很低

在實踐課堂上,學(xué)生大多照本宣科,參照現(xiàn)有的程序,在實驗中按部就班地錄入程序,僅觀察和分析實驗運行及結(jié)果,沒有充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,學(xué)生的創(chuàng)新思維和設(shè)計能力得不到很好的鍛煉。

本課程的許多實驗需要特定的配套軟硬件環(huán)境,需要前期投資購買大量硬件設(shè)備及相關(guān)支持軟件,后期設(shè)備零部件更新維護保養(yǎng)也較復(fù)雜。部分高職高專院校沒有足夠條件提供良好的實驗環(huán)境讓學(xué)生進行實踐,因而學(xué)生往往難以通過實驗得到很好的實操鍛煉和加深對理論知識的理解。個別缺乏條件的高職高專院校甚至取消了實驗,全盤進行理論教學(xué)。

1.4 學(xué)生自身素質(zhì)和接受能力

高職高專院校生源在高考中錄取批次相對較后,且有相當(dāng)一部分是由中職升學(xué)而來。學(xué)生普遍文化基礎(chǔ)較薄弱,抽象思維較差,參加各項活動積極性較高,樂于動手實踐。他們學(xué)習(xí)較為情緒化,對感興趣的內(nèi)容或工作中應(yīng)用面較廣的課程,如網(wǎng)頁制作、圖像處理等應(yīng)用軟件,學(xué)習(xí)積極性相對較高,而對內(nèi)容枯燥的理論課程學(xué)習(xí)動力則相應(yīng)降低。

2高職高專《微機原理與接口技術(shù)》課程的教學(xué)嘗試與方法探討

2.1 針對高職高專學(xué)生的學(xué)習(xí)特點,有針對性地選擇教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)高職高專學(xué)生的學(xué)習(xí)特點,《微機原理與接口技術(shù)》在組織教學(xué)時必須充分調(diào)查了解學(xué)生的實際水平,在盡可能降低教學(xué)坡度的前提下,對教學(xué)內(nèi)容進行適當(dāng)?shù)卦鲅a和刪改,使學(xué)生能比較輕松地理解和接受新知識。

從8088/8086開始,發(fā)展到80286,80386,80486,再到Pentium等系列,這些CPU采用了IA-32架構(gòu),在基本結(jié)構(gòu)上是向前兼容的,保持了程序設(shè)計與運行的連續(xù)性,便于我們進行相關(guān)課程的教學(xué);但另一方面,隨著多核CPU的出現(xiàn),微機升級換代速度越來越快,操作越來越簡便,功能越來越強大,64位新技術(shù)的大量應(yīng)用,使得本課程必須及時補充相關(guān)的知識內(nèi)容。

盡管微機性能提高很快,但其內(nèi)部組成與外部接口的基本工作原理多數(shù)是沒有變化的。就存儲器而言,雖然容量呈幾何級數(shù)增加,但基本存儲元的工作原理沒有變,存儲器構(gòu)成的基本原理沒有變,CPU與存儲器的連接方法也沒有變。對于外設(shè)而言,微機與外設(shè)的I/O接口的基本連接方法沒有多大的變化,中斷原理及中斷處理也沒有變。在具體教學(xué)中,還是以Intel 8086為主線,系統(tǒng)介紹微機的基本組成、IA-32體系結(jié)構(gòu);介紹處理器與總線技術(shù),這里穿插介紹流水線技術(shù)、多核CPU、PCI-Express總線技術(shù)和串行通用總線USB等以及它們在工程實踐中的應(yīng)用和實現(xiàn);存儲器的組成是重點,要求學(xué)生學(xué)會獨立設(shè)計簡單的存儲器系統(tǒng),這里穿插介紹閃存、固態(tài)硬盤等新型存儲器技術(shù);中斷技術(shù)與應(yīng)用是重難點,以8259芯片為中心講授中斷程序設(shè)計;I/0接口原理和應(yīng)用也是重點內(nèi)容,主要是讓學(xué)生能針對不同功能的芯片如8237、8253/8254、8255、8251等進行設(shè)計和編程。將硬件實現(xiàn)與匯編語言編程相結(jié)合,重點突出8088和8086,著眼于對Intel Architecture-32結(jié)構(gòu)微處理器的系統(tǒng)理解,使學(xué)生正確建立微機系統(tǒng)的整體概念。

2.2 改革教學(xué)方法

高職學(xué)生素質(zhì)參差不齊,有些學(xué)生善于聽課,能夠抓住老師講的重點內(nèi)容,積極向老師請教各種問題,自學(xué)能力較強;而有些學(xué)生一上課就昏昏欲睡,心不在焉,得過且過,需要老師不停地督促學(xué)習(xí)。針對學(xué)生的這些心理特點,首先應(yīng)樹立以學(xué)生為中心的思想,教師在各個教學(xué)環(huán)節(jié)上要注意調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。除教學(xué)內(nèi)容改革外,教師還應(yīng)對教學(xué)內(nèi)容進行精心組織和安排,仔細教研,改革教學(xué)方法,盡可能解決學(xué)生學(xué)習(xí)能力和分析理解能力兩極分化的問題。

在課堂教學(xué)中,針對高職高專學(xué)生缺乏抽象思維的特點,在講解CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)、操作時序、尋址方式、指令的執(zhí)行過程、總線結(jié)構(gòu)、存儲原理、通信接口等抽象的內(nèi)容時,可制作相應(yīng)的多媒體CAI動畫課件和電子教案。通過文字、圖片和動畫流程來演示和講解,將抽象的難以理解的內(nèi)容形象化、具體化、直觀化。這樣不僅能幫助學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,還能增加課堂教學(xué)的信息量,拓展學(xué)生的知識范圍,加快教學(xué)進度,彌補教學(xué)課時數(shù)的不足。

現(xiàn)代多媒體教學(xué)手段非常實用,它讓教師從粉筆+黑板中解放出來,減輕了教師的工作量。但其中一個明顯的不足在于講解的速度很快,短時間向?qū)W生灌輸大量知識,導(dǎo)致學(xué)生沒有足夠時間來理解和消化所學(xué)內(nèi)容。因此,在教學(xué)過程中應(yīng)該結(jié)合傳統(tǒng)板書教學(xué)。特別是在講授存儲器系統(tǒng)設(shè)計、存儲器地址范圍計算、各類芯片的使用及相關(guān)匯編程序設(shè)計等知識點時,在講解案例時,通過板書可逐步展現(xiàn)例題的分析步驟、解題思路,增加學(xué)生理解的時間,給學(xué)生思考的空間,也可畫一些簡單示意圖,幫助學(xué)生理清學(xué)習(xí)頭緒,從而達到掌握新知識并能夠靈活運用的目的。

對于學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到枯燥無味、難度較大又十分重要的內(nèi)容時,可嘗試采用類比教學(xué)法,將其與學(xué)生熟悉的生活實踐相聯(lián)系,就能收到事半功倍的效果。例如,我們在講解內(nèi)存地址的時候,可以以教學(xué)樓做類比,每間課室都有一個編號,對應(yīng)的是內(nèi)存單元應(yīng)該也有編號,這個編號就是它的地址;我們還可以將樓層號比作段地址,將課室房間號比作有效地址或偏移地址。只要我們能將課本中許多枯燥抽象的問題與現(xiàn)實中的事物聯(lián)系起來,比喻恰當(dāng),學(xué)生就容易理解,還能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.3 改革考核方法

考核方式對學(xué)生的學(xué)習(xí)有著非常明確的指導(dǎo)性作用。閉卷考試由于其種種限制,難以全面考查學(xué)生對知識整體掌握的程度和綜合應(yīng)用的能力。相當(dāng)一部分學(xué)生采取死記硬背的方法進行考前沖刺,考試結(jié)束后卻感覺自己對這門課沒有什么深刻的印象。

考核方式應(yīng)側(cè)重學(xué)生綜合能力培養(yǎng),盡量脫離應(yīng)試教育的模式??荚嚸}盡量科學(xué)合理,應(yīng)有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維及分析解決問題的能力??己顺煽儜?yīng)從平時上課、作業(yè)情況,實驗操作、實驗報告書寫,期末考試成績?nèi)糠謥砜紤]。在總評成績里,平時成績占10%,實驗占30%(其中實驗操作占20%,實驗報告占10%),期末考試占60%,三者綜合起來,能比較客觀地反映出學(xué)生對這門課程掌握的情況。

參考文獻

[1] 侯寶生.“微機原理與接口技術(shù)”課程教學(xué)改革創(chuàng)新探討,教改縱橫,2009(2).

[2] 洪金明.對微機原理與接口技術(shù)課程教學(xué)改革的幾點認識[J].長沙通信職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2004,9.

[3] 陸曉燕.馮正勇,曾敬.“微機原理與接口技術(shù)”教學(xué)探索[J].科技信息高校講壇,2011(35).

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