高敏

摘要：“微機原理與接口技術”課程是高校的一門重要的專業(yè)核心課程，根據(jù)課程的自身特點，分析了目前課程的教學現(xiàn)狀和實驗現(xiàn)狀，針對教學過程中出現(xiàn)的一些問題和不足，提出課程的改革，主要從教學內容、教學方法、實踐操作等方面進行闡述，進一步提高課程的教學質量。

關鍵詞：課程改革；教學內容；教學方法；實踐操作

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）33-7912-02

“微機原理與接口技術”課程是高等院校計算機類專業(yè)、電氣與電子信息類專業(yè)的專業(yè)必修課程，我校下屬的計算機工程學院、電子電氣工程學院及交通工程學院均開設了此門專業(yè)課，根據(jù)學生所學專業(yè)的不同，課程的教學大綱制定也有各自的特色，針對不同的人才培養(yǎng)方案，講授的內容和重難點均不同。“微機原理”作為我們計算機科學與技術專業(yè)的必修課程和專業(yè)主干課，以《計算機導論》、《匯編語言程序設計》、《數(shù)字邏輯》等課程作為先修課程，通過本課程的學習使學生能對微型計算機的內部結構、原理和接口應用有一個全面而系統(tǒng)的了解，對后續(xù)學習《單片機原理》課程打基礎，并要求掌握微機的工作原理，初步具有微機應用系統(tǒng)的設計與開發(fā)能力。為響應國家教育部優(yōu)化高等教育結構的精神，調整人才培養(yǎng)結構，我院對相關課程進行課程設置改革，2014年人才培養(yǎng)方案中，該課程開課學時調整為4/2學時，共計96學時。但是，隨著現(xiàn)在單片機和嵌入式技術的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)微機原理課程在課程體系設置中受到了較大影響，為了使學生能適應現(xiàn)代新技術的發(fā)展，提升綜合能力和課堂教學質量，課程改革勢在必行。

根據(jù)筆者近幾年從事微機原理課程的親身教學體驗，從以下幾個方面闡述：課程內容、課時安排、實驗教學等方面的現(xiàn)狀及改革措施。

1 微機原理課程教學現(xiàn)狀

微機原理課程在高校已經開設了長達一二十年，開設課程的名稱不盡相同，有“微機原理”、“微機原理與接口技術”、“微機原理與匯編語言”等多種，但是教學內容大體一致，基本都是以80X86CPU 和其組成的PC機為重點，課程結構主要分為兩大部分，原理部分包括：微型計算機基礎知識、80X86CPU系統(tǒng)結構及其指令系統(tǒng)、匯編語言程序設計、存儲器原理與接口、I/O接口技術、中斷與中斷管理、總線技術等知識；接口部分包括：8259A、8253、8255A、8251A等可編程接口芯片和A/D轉換器。課程主要分理論教學和實驗教學兩部分，課堂上理論教學主要都是以老師講解為中心，由于課程的第一部分介紹的是原理篇，所以理論抽象的概念性的東西較多，每章有大量的名詞和術語，而且前面各章的內容涵蓋的知識點多而雜，課程各部分前后內容都有交叉，學生不易學，興趣不高。初學《微機原理》時，很多同學可能都沒有什么頭緒，面對眾多的術語、概念及原理性的問題感覺枯燥乏味，學生學習的積極性比較松怠，課堂氣氛比較沉悶，而且以往課時數(shù)較少，教材內容根本講不完，更何況給學生做練習和補充實例都很困難。接口部分主要接受接口芯片的工作方式和編程應用，編程一般采用的都是匯編語言，該語言為硬件語言，指令多而難記憶，以往課程學習中，學生對此語言掌握情況不佳，動手編程能力較弱，這使得在微機原理課程的指令系統(tǒng)篇和接口篇出現(xiàn)了學習難點。在實驗教學過程中，實驗內容有些為驗證性實驗，學生自主創(chuàng)新較少。通常都是老師把程序編寫好，學生對照老師的電路圖連接線路，然后學生調試運行并觀察結果，最后寫出實驗報告，整個過程不是自主學習和思考，很多學生對實驗原理并不理解，也不能夠獨立編寫程序，這樣就不具備微機硬件和軟件的基本開發(fā)能力，實驗課程的目的就沒有達到。

2 課程改革

2.1 教學內容改革

教師和學生普遍都認為微機原理課程的內容多而復雜，如果在有限的學時內把原理、匯編、接口三部分知識講授完是非常困難的，基本不可能完成，所以我們就需要對教學內容進行精選，把一些重點和難點內容放在課堂上精講，而一些相對來說較容易的內容或者是與其它先驅課程的重疊內容只做簡單介紹或復習性回顧，讓學生課后去自學，比如在前面的學期中已經開設了匯編語言課程，所以在指令系統(tǒng)和匯編語言程序設計這兩部分講解時，可以把尋址方式和指令系統(tǒng)的內容合并講授，而且學生不需要記住全部的指令，掌握一些常用的頻繁指令即可，再通過對程序的分析和大量編程來提高編程技巧和動手能力，這樣處理的效果比較好，而且節(jié)約了教學時間。而對原來其它課程中雖然已經提及，但是沒有過多分析的問題可以增加講授。如機器碼的介紹，特別是補碼的運算及其在微型機中的應用，可以多補充一些知識。總線時序部分在實際應用中用途較小，教學時可以只進行一般性介紹。課程中的中斷原理和可編程定時器/計數(shù)器8253都是講解的難點，在講解這兩部分內容時，可以先舉實例讓學生理解中斷概念，對定時器與計數(shù)器的概念可以以日常生活中常見的小家電的定時系統(tǒng)舉例，這樣寫生就會有一個比較清晰的認識和理解，然后再慢慢逐漸深入講解，印象要比純原理或工作方式介紹更深刻一些，不至于學生學起來感到頭疼。此外，在傳統(tǒng)的理論內容的教學上，還可以介紹最新的微機及接口的最新知識，所以教材選擇時，要近兩年出版的內容比較合適，讓學生及時掌握最新的知識和技術。

2.2 提高學生的學習興趣

興趣是關鍵因素，沒有了興趣學習就變得枯燥而乏味，所以必須要提高學生對課程的學習興趣。培養(yǎng)學習興趣可以從兩方面著手 ：首先，教學形式上可以進一步改善和提高。由于課程內容含有很多抽象和圖示的部分，如果在課件中做成靜態(tài)文字或圖片，學生看著比較疲勞，也不能形象傳達教學內容，我們就可以把此本分內容做成動畫效果，比如文字部分色彩可以豐富艷麗一些，刺激學生的眼球；類似CPU的結構原理、尋址方式、總線時序、中斷管理等圖示部分，學生都認為比較難理解，這些內容在課件中就可以使用Flash或Authorware軟件做成動畫效果一步一步演示，學生即看的清晰明了，而且也吸引他們的注意力，使記憶更深刻，激發(fā)學生學習的興趣。我校為豐富和提高課堂教學質量，專門開展了多媒體教學及多媒體課件的評比活動，激發(fā)教師改善教學形式，提高授課質量。其次，理論聯(lián)系實際開拓視野。教學過程中可以多引入日常生活中常見的微機應用，然后再介紹工業(yè)中的一些實例，調動課堂氣氛、是枯燥的理論教學變得更生動。如果有條件，也可以安排學生去現(xiàn)場實地參觀相關設備或控制應用等。

2.3 合理選擇教學方法

為達較好的教學效果，我們對教學方法進行了改革，采用實例驅動法。一些較抽象、枯燥、難理解但又重要的內容，盡可能與現(xiàn)實生活中較貼近的例子聯(lián)系起來，引入實例驅動教學和啟發(fā)式教學，通過比喻或形象的說法講授，慢慢過渡到理論，有利于學生思維的延續(xù)性，讓學生理解、記憶更加深刻，激發(fā)的他們的學習興趣，從而增強教學效果。以前課堂都是以教師講授為中心，滿堂課老師是主角，學生參與的不多，這種模式已經淘汰，現(xiàn)在由教師提出問題，要求學生尋求解決方法，逐漸引出課堂內容，教師做出正向講解，再由學生反過來提問，然后給大家一定時間分組討論，最后教師總結。經過以上改革以后課堂氣氛比以往活躍很多，效果良好。

2.4 增強實踐操作

很多教師都認為微機原理課程的教學內容枯燥抽象，課時數(shù)量偏少，教學難度較大，存在心有余而力不足的感覺。另外，本門課程要求學生對匯編語言有一定的基礎，大多數(shù)學生匯編語言基礎都不太牢固，而且在實驗過程中，有一些偷懶的學生不愿意親自動手編寫程序，只是簡單地連接導線并調用系統(tǒng)自帶的程序完成實驗，從而導致學生動手能力差，達不到實驗目的。

但是本課程的實驗環(huán)節(jié)是課程教學的重要方面，為了解決上面提到的問題，我們任課教師參與實驗課程的編排、參與實驗課程的討論、指導，這樣既促進了實驗環(huán)節(jié)，又進一步提高了課堂教學的效果，具體的方法如下：

1） 預習實驗內容。課前預習對在有限的課堂上完成要求的實驗內容是非常重要的，因此每次實驗結束前就提前布置下一次實驗內容。要求學生根據(jù)實驗教學目的和要求，結合課堂教授的理論知識，做好實驗的準備工作，做到實驗目的明確、實驗原理明晰，實驗內容理解，培養(yǎng)學生自學和動腦思考的好習慣。

2） 根據(jù)所學內容，要求學生每人設計一個簡單的小實驗，可以在圖書館或上網(wǎng)查找資料。結合教材內容設計，然后帶到實驗室，通過試驗箱或集成開發(fā)環(huán)境測試完成，寫出報告及心得。

3） 實驗課轉換角色。根據(jù)課前老師布置的實驗任務，學生課下通過查找資料或討論交流完成實驗內容的準備。上實驗課時，由學生在講臺上根據(jù)自己的預習給全班學生進行實驗介紹、實驗分析以及實驗講解，然后組織學生進行實驗，教師在實驗結束前，預留十五至二十分鐘的時間，對本次試驗講評總結，提出要點和注意事項，其余時間全部有學生獨立完成，提升學生綜合解決問題的能力。

微機是我們要掌握的第二語言，微機原理課程更是高校開設的一門重要的專業(yè)必修課，是學習微型計算機的工作原理，建立起計算機的總體概念，培養(yǎng)學生具有微機硬件系統(tǒng)分析、接口設計、編程及開發(fā)與應用能力的核心課程，教師應根據(jù)多年教學經驗及所掌握的新知識不斷完善和改革微機教學。該文就教學和實驗的幾個主要方面進行了探討，希望通過對課程的教學改革與實踐，使得微機原理課程由原來的枯燥抽象的課堂氣氛，變成生動多樣的模式，使學生更易接受和理解，從而激發(fā)學生學習的積極性，提高自主創(chuàng)新的開發(fā)能力。

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