“微機(jī)原理及應(yīng)用”課程的教學(xué)改革探討

摘要：“微機(jī)原理及應(yīng)用”是一門理論豐富、實(shí)用性強(qiáng)、學(xué)生難學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。分析了重慶科技學(xué)院“微機(jī)原理及應(yīng)用”課程在教學(xué)方面存在的問題，分別從理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和考核方式上進(jìn)行了研究和探索，旨在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力。

關(guān)鍵詞：微機(jī)原理及應(yīng)用；理論教學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

作者簡介：張元濤（1977-），男，重慶人，重慶科技學(xué)院電氣與信息工程學(xué)院，講師。（重慶 401331）

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）05-0084-02

“微機(jī)原理及應(yīng)用”是高校自動化、電子、計算機(jī)等專業(yè)的一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，本課程的任務(wù)是通過教學(xué)使學(xué)生掌握微機(jī)系統(tǒng)的基本知識、匯編語言的程序設(shè)計方法和基本接口技術(shù)（包括存儲器組織、中斷技術(shù)和常見接口技術(shù)等），為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)相關(guān)課程和將來從事微機(jī)硬件及接口技術(shù)方面的工作打下一定的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。該課程在人才培養(yǎng)方案中起著承前啟后的重要作用，其完成效果直接影響專業(yè)人才的培養(yǎng)質(zhì)量。[1]

一、“微機(jī)原理及應(yīng)用”教學(xué)中存在的問題

重慶科技學(xué)院電氣與信息工程學(xué)院的自動化系、測控系和電氣工程系都開設(shè)了“微機(jī)原理及應(yīng)用”課程，學(xué)時為48個學(xué)時。由于該課程知識點(diǎn)繁雜，理論性和實(shí)踐性都較強(qiáng)，學(xué)生在有限學(xué)時內(nèi)學(xué)好這門課程非常困難。從近幾年的情況來看，學(xué)生普遍學(xué)習(xí)積極性不高，更不會運(yùn)用知識進(jìn)行設(shè)計。筆者認(rèn)為造成這種現(xiàn)象的原因主要有以幾方面。

1.理論教學(xué)存在的問題

首先是教學(xué)內(nèi)容成舊，與其他相關(guān)課程的教學(xué)脫節(jié)，同時，由于學(xué)時有限，教師在教學(xué)中也不會涉及32位CPU以及目前CPU的最新技術(shù)，因此學(xué)生覺得該課程跟現(xiàn)實(shí)脫節(jié)，實(shí)用性差，學(xué)習(xí)時帶有排斥性。其次是教學(xué)內(nèi)容理論性強(qiáng)、互動性差，教師授課時通常采用PPT和板書進(jìn)行講解，但PPT多半采用教材上的內(nèi)容，制作粗糙不生動，教師講到CPU結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、總線時序等知識點(diǎn)時，這種單純的理論分析讓學(xué)生覺得枯燥乏味，因而學(xué)習(xí)缺乏積極性和主動性。

2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題

實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采用的是唐都TD-PIT32位微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)箱。這些試驗(yàn)箱裝置主要實(shí)現(xiàn)芯片功能的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生無需編程只需照著連線圖連接幾根重要的連線即可得出結(jié)果，完全沒有發(fā)揮學(xué)生的自主創(chuàng)新能力，沒有做到理論知識和實(shí)踐操作的結(jié)合。

3.考核方式存在的問題

考核方式通常采用“6+2+2-出勤”的方式，即期末考試占60%，作業(yè)和實(shí)驗(yàn)報告各占20%， 再考慮平時出勤情況。這種考核方式的缺點(diǎn)是作業(yè)和實(shí)驗(yàn)報告抄襲情況特別嚴(yán)重，學(xué)生認(rèn)為只要交了就能得分，無法檢驗(yàn)學(xué)生掌握知識的程度。同時，由于上課學(xué)生人數(shù)較多，教師通常采用隨機(jī)點(diǎn)名的方式，部分學(xué)生存在僥幸心理。

鑒于以上情況，為了提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和實(shí)踐動手能力，筆者結(jié)合近幾年“微機(jī)原理及應(yīng)用”課程的教學(xué)實(shí)踐，從改革理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和考核方式這幾方面進(jìn)行了探討。

二、理論教學(xué)改革

1.教學(xué)內(nèi)容改革

首先教師要精簡教學(xué)內(nèi)容，嚴(yán)格按照教育部對該課程的教學(xué)基本要求，通過國內(nèi)外優(yōu)秀教材的比較研究，確定該課程分為7個知識單元，即微型計算機(jī)基礎(chǔ)、微機(jī)指令系統(tǒng)、匯編語言程序設(shè)計、半導(dǎo)體存儲器、基本輸入輸出技術(shù)、中斷系統(tǒng)和常用接口芯片。在明確教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，在第一次課就應(yīng)該給學(xué)生用圖示表明7個知識單元之間的內(nèi)在聯(lián)系，同時還應(yīng)說明該課程與相關(guān)先行課及后續(xù)課之間的關(guān)系，可結(jié)合一些具體的控制系統(tǒng)實(shí)例來激發(fā)學(xué)生的積極性，體現(xiàn)該課程的重要性。其次在把握教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，要體現(xiàn)具體知識單元的層次化，[2]分別按照識記、理解、掌握和運(yùn)用四個由淺入深的層次分類，教師在每章節(jié)的課前都應(yīng)把這些分類給學(xué)生說明，章節(jié)結(jié)束時要總結(jié)，這樣可以使學(xué)生做到心中有數(shù)，主動地去掌握知識要點(diǎn)。最后在保證基本教學(xué)內(nèi)容不受影響的基礎(chǔ)上，應(yīng)盡量講授一些微機(jī)發(fā)展的新技術(shù)，擴(kuò)展學(xué)生的知識面，使學(xué)生覺得這門課程有實(shí)用性。比如講解8086功能結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、存儲器系統(tǒng)等章節(jié)時，可增加32位CPU、雙核、四核等微機(jī)最新發(fā)展技術(shù)和趨勢的內(nèi)容，簡要說明其與8086的異同，并給出相關(guān)參考資料，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.教學(xué)方法改革

由于該課程內(nèi)容的嚴(yán)謹(jǐn)性容易造成課堂氣氛沉悶，傳統(tǒng)填鴨式的教學(xué)方法往往是教師在講臺上講，學(xué)生在下面聽，缺乏互動，無法調(diào)動學(xué)生的積極性。因此教師在課堂教學(xué)中可采用多種教學(xué)方法，如案例教學(xué)法、形象化教學(xué)法、啟發(fā)式教學(xué)法、歸納式教學(xué)法、討論式教學(xué)法等，[3]改善課堂氛圍，提高教學(xué)效果。同時，應(yīng)該在制作PPT上多花工夫，使其盡量生動、形象、直觀，能夠抓住學(xué)生的眼球，結(jié)合教師生動的表達(dá)，進(jìn)一步調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。[4]而且對適當(dāng)章節(jié)可借各種軟件進(jìn)行講授，比如講授存儲器擴(kuò)展和接口電路章節(jié)時，可利用protel來繪制電路圖，并標(biāo)注數(shù)據(jù)線、控制線、地址線，這樣除了授課更加形象外，還可以讓學(xué)生提前了解protel軟件，為以后設(shè)計電路和繪制PCB圖打下基礎(chǔ)。

三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的是在理論教學(xué)的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動手能力和創(chuàng)新意識，按照教學(xué)大綱要求，實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時僅分配8個學(xué)時，要在有限的學(xué)時內(nèi)達(dá)到較好的教學(xué)效果，筆者認(rèn)為可以從以下三個層次進(jìn)行改革。

1.精簡實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

在實(shí)驗(yàn)學(xué)時有限的情況下，必須精簡實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，保留核心關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)。本校采用8086簡單程序設(shè)計、8255并口應(yīng)用實(shí)驗(yàn)、8253定時器/計數(shù)器應(yīng)用實(shí)驗(yàn)和波形發(fā)生器應(yīng)用實(shí)驗(yàn)作為課堂實(shí)驗(yàn)，采用一個綜合實(shí)驗(yàn)作為課后考查實(shí)驗(yàn)。8086簡單程序設(shè)計實(shí)驗(yàn)主要讓學(xué)生熟悉匯編語言開發(fā)環(huán)境和簡單順序、分支和循環(huán)程序的運(yùn)用，后面三個實(shí)驗(yàn)主要讓學(xué)生分別掌握并行接口芯片8255、定時器/計數(shù)器芯片8253和模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片DAC0832的運(yùn)用，最后的綜合實(shí)驗(yàn)則讓學(xué)生結(jié)合各種芯片運(yùn)用來設(shè)計一個簡單控制系統(tǒng)。

2.擴(kuò)展驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為創(chuàng)意設(shè)計性實(shí)驗(yàn)

傳統(tǒng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)無法鍛煉學(xué)生的實(shí)踐動手能力。首先在上實(shí)驗(yàn)課之前，教師要求學(xué)生按實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)。[5]然后上課時教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示，教師應(yīng)說明實(shí)驗(yàn)線路如何連接，為什么這么連接，重點(diǎn)說明程序的執(zhí)行流程，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如何得到，學(xué)生再自己親自動手操作。在完成基本驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，教師可將學(xué)生分成不同組，對每組提出一個不同的創(chuàng)意設(shè)計性實(shí)驗(yàn)題目，[6]要求學(xué)生運(yùn)用已有知識發(fā)揮創(chuàng)造性思維，選用不同電路和編程方法，啟發(fā)學(xué)生從不同的角度掌握知識，同時培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力。教師在實(shí)驗(yàn)過程中適當(dāng)給予指導(dǎo)，最后進(jìn)行分析總結(jié)。

3.合理安排綜合實(shí)驗(yàn)的選題

綜合實(shí)驗(yàn)著重考查學(xué)生綜合運(yùn)用知識的能力，教師應(yīng)選擇接近生活、學(xué)生感興趣的數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)，比如交通燈控制系統(tǒng)、智力測驗(yàn)搶答器、數(shù)字收音機(jī)等。還是教師將學(xué)生分組，為每組提出一個不同的題目，要求學(xué)生課后自行查詢資料，在規(guī)定的時間內(nèi)完成綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計任務(wù)。

四、考核方式改革

考核方式要求能全面、客觀、公正地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，如實(shí)際動手能力、分析解決問題能力和創(chuàng)新能力，才能真正檢驗(yàn)教學(xué)效果。改變原來以期末考試、作業(yè)和實(shí)驗(yàn)報告成績?yōu)榛A(chǔ)的“6+2+2-出勤”考核方式，采用“6+1+2+1-出勤”的考核方式。期末考試成績占60%，作業(yè)占10%，但為了避免作業(yè)抄襲情況的發(fā)生，評講作業(yè)時改變原來由教師講解的方式，變?yōu)槊康李}由教師隨機(jī)點(diǎn)名來決定是由哪一位學(xué)生講解，把講解情況作為該次作業(yè)的評分標(biāo)準(zhǔn)。如果學(xué)生沒有講解清楚再由教師講解，教師可以多抽幾個學(xué)生講解，對那些沒有抽到的學(xué)生則依據(jù)作業(yè)評分，缺勤的學(xué)生即使交了作業(yè)該次作業(yè)也記為零分。課堂實(shí)驗(yàn)占20%，課后綜合實(shí)驗(yàn)占10%，成績每次由各個創(chuàng)意設(shè)計性實(shí)驗(yàn)題目和綜合實(shí)驗(yàn)題目的答辯情況和報告情況綜合評分，教師采取每組隨機(jī)點(diǎn)名的形式讓學(xué)生進(jìn)行答辯并評分，評分成績作為整個小組答辯成績，缺勤的學(xué)生即使交了報告該次實(shí)驗(yàn)總成績也記為零分。出勤考核仍然采用隨機(jī)點(diǎn)名的方式，但教師應(yīng)著重點(diǎn)名出勤情況較差的同學(xué)。這種考核方式有助于調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動手能力、創(chuàng)造性思維能力、集體榮譽(yù)感，同時間接提高了學(xué)生的出勤率。

五、結(jié)束語

“微機(jī)原理及應(yīng)用”這門課程的理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)、知識點(diǎn)繁雜、概念抽象、學(xué)生學(xué)習(xí)難度大，考慮到該門課程在專業(yè)培養(yǎng)體系中的重要地位，為了提高教學(xué)質(zhì)量，探討其教學(xué)改革是當(dāng)前重要的任務(wù)。本文針對重慶科技學(xué)院該門課程在教學(xué)過程中存在的問題，分別從理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和考核方式方面提出了一些自己的見解和策略，目的是調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，改善教學(xué)效果，在今后的教學(xué)實(shí)踐中會逐步運(yùn)用這些方法來檢驗(yàn)其可行性。

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（責(zé)任編輯：宋秀麗）