《微機原理與接口技術(shù)》教學方法探討

　　摘　要：《微機原理與接口技術(shù)》是一門軟硬件結(jié)合的課程，具有一定的難度。針對課程內(nèi)容抽象和職業(yè)院校學生的特點，教師結(jié)合多年的教學實踐，闡述本課程教學的一些方法。
　　關(guān)鍵詞：微機原理；多媒體；比喻；C語言
　　《微機原理與接口技術(shù)》課程是職業(yè)院校計算機及其相關(guān)專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎課。課程任務是使學生建立微機系統(tǒng)的整體概念，具有應用接口芯片進行軟硬件開發(fā)的初步能力。但是，由于目前學生入學門檻有所放低，學生總體素質(zhì)也有所下降，所以如何上好《微機原理與接口技術(shù)》這門課程，已成為職業(yè)院校教師必須深思的課題。根據(jù)本人的教學實踐和學生的反饋信息，并結(jié)合該課程的特點，我在教學過程中對其教學方法進行了一些探索。
　　一、微機教學中存在的問題
　　《微機原理與接口技術(shù)》這門課程內(nèi)容抽象，知識點多，并具有理論與實踐、硬件與軟件相結(jié)合等特點，再加上計劃課時有限，導致教師很難在有限課時內(nèi)較好地完成教學任務。
　　這門課程教學難度大，學生學習興趣差，普遍感到這門課難學、難懂，多數(shù)學生學習目標不明確，總體概念建立不起來，思路不清晰，學習這門課的角度掌握不準確。
　　二、明確教學目標，激發(fā)學習動機
　　針對該門課程的特點和學生狀況，為調(diào)動學生的學習積極性和主動性，在教學中，教師首先要讓學生明確以下幾個問題：
　　1. 明確學習的側(cè)重點
　　學習《計算機應用基礎》，我們可以演示規(guī)范的電子表格，播放一段幻燈片作引導；學習《微機原理與接口技術(shù)》，我們也可通過多媒體演示微機應用的例子開始。如多點數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，通過傳感器A/D轉(zhuǎn)換電路采集溫度、壓力等；利用8255A芯片控制LED數(shù)碼管的亮和滅，模擬十字路口的交通燈控制系統(tǒng)等。通過這些演示，一方面能使學生明確該課程的實用性，激發(fā)學生的學習熱情；另一方面能使學生有一個總體的認識，了解人們是怎樣用微機進行控制的，知道應用微機操作的具體過程。比如在對紅綠燈的演示中，我們可以進一步有意通過鍵盤改變程序的內(nèi)容，使燈亮的盞數(shù)發(fā)生變化，延時時間加長或縮短，并且在操作中我們也可有意將程序改錯，觀察數(shù)碼或屏幕顯示的錯誤信息，然后再改正過來正確顯示，從而使學生了解人機是怎樣會話的、人們的意圖是怎樣通過編寫程序控制微機實現(xiàn)的。這樣，就能使學生加深理解該課程的側(cè)重點，掌握編程和接口連接的方法，并能向微機發(fā)出命令進行控制操作。
　　2. 明確從應用的角度學習微機原理，將微機作為一種工具使用
　　要使學生具有計算機的應用技能，我們就應先從使用的角度、而不是從維修的角度詳細講整個系統(tǒng)的工作過程。如汽車是人的代步工具，從使用角度來說應學習駕駛技術(shù)、考駕照，而不是學一定難度的維修；同樣電腦代替不了人腦，但其作為一種工具，可幫助人們實現(xiàn)工業(yè)、交通的自動控制。所以，按照心理學上認知規(guī)律，要先從應用角度學會如何操作微機，實現(xiàn)其控制功能，而不是一開始就要對整體微機系統(tǒng)和工作原理進行深入分析，對微機故障進行維修。因此，對于編程序要著重學習CPU的寄存器、中斷方式、存儲器的地址分配、端口地址等，對于接口的連接要熟悉典型接口芯片的功能、各個引腳特性、工作方式等。
　　三、改進教學方法，突破難點
　　1. 利用多媒體教學，使抽象內(nèi)容形象化
　　由于微機內(nèi)部芯片的高度集成化，其工作原理講解起來比較抽象，工作過程難于理解。特別像寄存器、存儲單元內(nèi)容看不見、摸不著，傳統(tǒng)的教學方式效果不理想。為此，我們可利用多媒體進行輔助教學，將抽象、復雜的內(nèi)容采用直觀、形象的多媒體課件進行演示，化抽象為具體、化難為易，以利于學生理解和掌握，提高學生學習的興趣。
　　教材中各種圖比較多，如原理圖、時序圖以及流程圖等，如果我們用傳統(tǒng)的教學方式，既費時又不規(guī)范。而運用多媒體課件輔助教學，可很快直觀地展示給學生，對重點內(nèi)容可用不同的顏色標注，需強調(diào)的內(nèi)容可用閃爍方式顯示，使學生緊跟老師的思路，既省去了大量的板書時間，又以整齊、美觀和可重現(xiàn)等方式展現(xiàn)課程內(nèi)容，提高了教學效率。實踐證明，采用現(xiàn)代化的教學手段，可以把原本枯燥的硬件課程講解得生動易懂，加深學生對理論知識的理解，達到事半功倍的效果。
　　2. 形象比喻，深入淺出
　　比喻就是打比方，根據(jù)事物之間的相似點，把某一事物比作另一事物，把抽象的事物變得具體，把深奧的道理變得淺顯。該課程內(nèi)容抽象，學生學習起來困難較多，在教學過程中，我們可拿一些生動、形象的例子來作比喻，以便學生理解和掌握。
　　如尋址方式，指令操作首先要尋找操作對象的操作數(shù)，為提高CPU的運行速度，CPU中設有寄存器可暫存數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)主要存在存儲器中。若操作數(shù)在寄存器中可直接找到，就是直接尋址；若操作數(shù)在存儲器中不能直接找到，可通過寄存器中的有關(guān)信息找到，即寄存器間接尋址。我們可用去宿舍找學生作比喻，若知道學生的具體房間號，可以直接去找（直接尋址），不知道可以去宿舍值班室詢問，得知學生房間號后再找到學生，這就類似于寄存器的間接尋址。
　　又如中斷引入解決了高速CPU與低速外設信息的交換問題，CPU由被動變?yōu)橹鲃?，采用分時操作，從而大大提高了效率。如何使學生理解中斷的執(zhí)行過程，我們可用優(yōu)秀售貨員或以教學講課中學生有問題舉手提問作比喻，教師允許學生提問并作出回答，即為響應中斷和執(zhí)行教學中斷服務的程序過程。
　　另外，刷新可用慢撒氣的自行車作比喻，中斷擴展電路8259A可比作經(jīng)理的秘書等。課本中許多枯燥抽象的問題，多能與生活中的事情聯(lián)系起來，通過恰當?shù)谋扔鲿顾鼈冏兊蒙鷦有蜗?，易于被學生理解和接受。
　　四、結(jié)合C語言學習匯編語言
　　建構(gòu)主義認為學習不是被動接受刺激的過程，而是學習者通過新舊知識經(jīng)驗間反復的、雙向的意義建構(gòu)過程。因此，學生已有的知識經(jīng)驗對于學習新知識具有重要的作用。多數(shù)學生已有了高級語言的基礎，如C語言，教學過程中我們可利用學生已有的知識、熟知的事物恰當?shù)剡\用類比，學生學習的興趣就會很濃，更重要的是學生對所學的知識不容易遺忘，而且能達到“舉一反三”“觸類旁通”的效果。
　　如兩種語言設計中相似之處較多：（1）程序設計的基本步驟：分析題目確定算法、畫程序流程圖、編寫源程序、上機調(diào)試。（2）程序的四種基本結(jié)構(gòu)：順序、選擇（分支）、循環(huán)、函數(shù)（子程序）。（3）典型程序的算法：找最大值、最小值，冒泡排序，對分查找等。
　　又如兩種語言的不同之處：在輸入、輸出部分中，C語言是高級語言，輸入、輸出分別由賦值語句、輸入函數(shù)（scanf）、輸出函數(shù)（printf）實現(xiàn)，如X=3對于數(shù)據(jù)放在哪不用考慮；而匯編語言是面向機器的語言，因此編程應了解對應微型機的結(jié)構(gòu)，如存儲區(qū)的地址分配、外設端口地址分配，然后分配程序所要使用的存儲器、寄存器，規(guī)定數(shù)據(jù)輸入、輸出的方式等。因此，用匯編語言要考慮數(shù)據(jù)放在存儲器哪個單元，如何找到即用什么尋址方式取出操作數(shù)，數(shù)據(jù)處理完后還要考慮放回到哪個存儲單元，或通過哪個端口輸出等。
　　這樣，結(jié)合C語言學習匯編語言，既便于學生對匯編語言的理解，又加深了學生對C語言內(nèi)容的掌握。
　　在《微機原理與接口技術(shù)》教學中，我們針對教材和學生的實際，不斷改進教學方法，使枯燥抽象的內(nèi)容變得形象生動、深入淺出，調(diào)動了學生學習的積極性，也使教學質(zhì)量在不斷提高?？傊段C原理與接口技術(shù)》課程的教學改革不可能一蹴而就，需要職業(yè)學校的教師進行不斷地探索和實踐。
　　參考文獻：
　　[1]張榮標.微型計算機原理與接口技術(shù)[M].北京:機械工業(yè)出版