啟發(fā)式教學(xué)方法在微機(jī)原理課程教學(xué)中的運(yùn)用研究

韋耿+嚴(yán)錫君+陳靜

[摘 要] 微機(jī)原理課程理論性及實(shí)踐性強(qiáng)，內(nèi)容枯燥抽象，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣普遍不高。針對此問題，筆者結(jié)合自身的教學(xué)經(jīng)歷，以努力培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣為切入點(diǎn)，對微機(jī)原理課程教學(xué)中啟發(fā)式教學(xué)的基礎(chǔ)及采用的方法進(jìn)行深入研究，實(shí)踐證明，所提出的方法取得了較好的教學(xué)效果。

[關(guān)鍵詞] 啟發(fā)式教學(xué)；微機(jī)原理；教學(xué)方法

[中圖分類號] G420 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1005-4634（2014）02-0082-04

0 引言

微機(jī)原理與接口技術(shù)課程是計(jì)算機(jī)專業(yè)的一門必修專業(yè)課程，也是無線電類、機(jī)械類等許多非計(jì)算機(jī)類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程知識面廣，內(nèi)容枯燥抽象，軟件、硬件知識并重，理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)，學(xué)生普遍反映不好學(xué)且對該課程不感興趣。因此，如何改進(jìn)教學(xué)方法，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而提高教學(xué)質(zhì)量，是一個(gè)值得研究的課題。

啟發(fā)式教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)是眾所周知的。充分利用啟發(fā)式教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)，最大限度地提高教學(xué)質(zhì)量，已成為人們的共識。筆者針對微機(jī)原理課程教學(xué)的特點(diǎn)，結(jié)合自身的教學(xué)經(jīng)歷，對啟發(fā)式教學(xué)方法在微機(jī)原理課程教學(xué)中的運(yùn)用進(jìn)行探討。

1 微機(jī)原理課程的特點(diǎn)

1.1 知識點(diǎn)多且抽象

課程內(nèi)容包括三個(gè)部分[1]：（1）微型計(jì)算機(jī)組成和工作原理；（2）指令系統(tǒng)和匯編語言程序設(shè)計(jì)；（3）接口技術(shù)。這三部分內(nèi)容相輔相成、緊密聯(lián)系。第一部分主要學(xué)習(xí)微處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及原理、引腳功能及工作模式。第二部分側(cè)重于匯編語言程序的設(shè)計(jì)方法，包括指令系統(tǒng)、偽指令以及模塊化程序設(shè)計(jì)、子程序設(shè)計(jì)、中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)的方法。第三部分是接口技術(shù)部分?？梢?，該課程知識點(diǎn)多，概念也多，且理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)，如果教師采用“傳授式”、“滿堂灌”的教學(xué)方法，將難以達(dá)到理想的教學(xué)效果。

1.2 學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高

由于課程內(nèi)容抽象枯燥，學(xué)生普遍感到晦澀，影響自主學(xué)習(xí)的主觀能動性。同時(shí)課程內(nèi)容實(shí)踐性強(qiáng)，學(xué)生主要依靠老師的講解或?qū)嶒?yàn)課程獲得實(shí)踐的感性認(rèn)識，缺乏學(xué)科知識深刻的應(yīng)用背景和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，因而學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和興趣普遍不高。

1.3 教學(xué)方法較單一

目前，該課程普遍以傳授式方法為主、多媒體方法為輔進(jìn)行教學(xué)，但多媒體方法大都停留在以教材內(nèi)容為主線、采用平鋪直敘的形式授課。雖然也有教師采用師生互動方式進(jìn)行授課，但這種互動主要局限于傳統(tǒng)的教師提問、學(xué)生站起來回答的方式。這些方法對提高教學(xué)質(zhì)量有一定的作用，但對信息量大、知識點(diǎn)多以及實(shí)踐性強(qiáng)的微機(jī)原理課程內(nèi)容來說顯得較單一。如何采用多樣性的教學(xué)方法和手段來提高教學(xué)質(zhì)量，是個(gè)值得研究的課題。

1.4 學(xué)生基礎(chǔ)較弱，水平參差不齊

課程理論性強(qiáng)，實(shí)踐性要求高，學(xué)生層次參差不齊。例如，有的學(xué)生對微機(jī)原理部分具有較好的理解力，但對接口技術(shù)卻不感興趣，或匯編程序設(shè)計(jì)能力較弱等，這給教學(xué)帶來了困難。

2 啟發(fā)式教學(xué)的基礎(chǔ)

在教學(xué)中，采用以老師傳授為主、兼以啟發(fā)學(xué)生思考的方式，才能體現(xiàn)老師的主導(dǎo)作用與學(xué)生的主體角色[2]，才能符合現(xiàn)代教育的需要，才能最大限度的提高教學(xué)質(zhì)量。為此，筆者認(rèn)為在備課和上課時(shí)，教師應(yīng)該做到以下3點(diǎn)。

2.1 研究教材，做到胸中有數(shù)

教師每次上課前，都需要認(rèn)真?zhèn)湔n，對講授的內(nèi)容要熟練，明確本次課的教學(xué)目標(biāo)和任務(wù)，梳理知識點(diǎn)的分布，對基礎(chǔ)知識點(diǎn)、重點(diǎn)和難點(diǎn)了如指掌，做到胸中有數(shù)。同時(shí)，微機(jī)原理課程知識點(diǎn)多，在抓住教學(xué)目標(biāo)和任務(wù)后，要懂得取舍，避免面面俱到、滿堂灌[3]。

2.2 研究學(xué)生，因材施教，有教無類

上課之前，教師要對教學(xué)的主體即學(xué)生進(jìn)行研究，掌握學(xué)生的基本情況，顧及不同水平、不同能力的學(xué)生，為開展啟發(fā)式教學(xué)做好準(zhǔn)備。在備課和上課時(shí)只有從學(xué)生的實(shí)際情況出發(fā)，才能做到有的放矢，取得良好的教學(xué)效果。因?qū)W生的心理特征、學(xué)識水平、認(rèn)知結(jié)構(gòu)、接受能力等存在差異[4]，一次成功的課堂教學(xué)應(yīng)顧及不同層次學(xué)生的發(fā)展，既應(yīng)讓能力強(qiáng)水平高的學(xué)生有收獲，也應(yīng)讓能力較差水平較低的學(xué)生有收獲，這樣才能達(dá)到全面提高的目的?？傊瑐湔n和上課時(shí)做到“眼中有教材，心中有學(xué)生”，就有了成功運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)的基礎(chǔ)。

2.3 業(yè)精于勤，儲備足夠的知識

啟發(fā)式教學(xué)的有效實(shí)施，除了上述兩點(diǎn)，還依賴于教師具備廣博的基礎(chǔ)知識和精專的專業(yè)知識。而且隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，教師還必須不斷地學(xué)習(xí)新知識和新技術(shù)，掌握新設(shè)備等，只有這樣，教師才能從容地運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)?！芭_上一分鐘，臺下十年功”即是這個(gè)道理。

3 啟發(fā)式教學(xué)的方法

啟發(fā)式教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)眾所周知，教師應(yīng)充分發(fā)揮引導(dǎo)作用，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，啟發(fā)學(xué)生思考，從而提高教學(xué)質(zhì)量。筆者在教學(xué)實(shí)踐中，采用以下幾種啟發(fā)式方法進(jìn)行教學(xué)，獲得較滿意的效果。

3.1 興趣啟發(fā)

興趣是最好的老師，教師應(yīng)當(dāng)注重激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，通過興趣來啟發(fā)學(xué)生主動思考問題和主動探索問題的解決方法。筆者開始上微機(jī)原理與接口技術(shù)課程時(shí)，發(fā)現(xiàn)有不少學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的興趣和熱情，原因是認(rèn)為學(xué)習(xí)該課程沒什么用。為此，筆者在上課之初，就適時(shí)地介紹當(dāng)前流行的計(jì)算機(jī)所采用的技術(shù)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作過程及工作原理，這些內(nèi)容對大部分學(xué)生來說較為新穎，又和日常用到的電腦有很密切的聯(lián)系，因而極大地激發(fā)了學(xué)生的好奇心。接著簡要介紹所授課程的內(nèi)容，重點(diǎn)介紹該課程內(nèi)容和當(dāng)前主流計(jì)算機(jī)技術(shù)的內(nèi)在聯(lián)系，點(diǎn)明當(dāng)前計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)和所授課程內(nèi)容之間的一脈相承性和技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)，從而激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，啟發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)課本知識的主動性及借助網(wǎng)絡(luò)探求先進(jìn)技術(shù)的好奇心，收到良好的教學(xué)效果。

3.2 提問啟發(fā)

提出問題，是教師在授課過程中最常用的一種啟發(fā)方式。教師通常在課程內(nèi)容的重點(diǎn)處、難點(diǎn)處或引申處提出問題，啟發(fā)學(xué)生思考。正確使用提問啟發(fā)，需掌握兩個(gè)原則：（1）在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)提出合理的問題是有效啟發(fā)的關(guān)鍵；（2）教師應(yīng)采用由淺入深、循序漸進(jìn)的方式提出問題，問題偏易或偏難，都容易讓學(xué)生失去興趣或放棄思考。筆者在講授存儲器內(nèi)存擴(kuò)展章節(jié)時(shí)，以“由指定芯片構(gòu)成固定容量的存儲器”為例，通過提出問題一步步的引導(dǎo)學(xué)生思考：需要多少個(gè)芯片；每個(gè)芯片的地址范圍是多少；系統(tǒng)（控制、數(shù)據(jù)、地址）信號線和芯片信號線如何連接；高位地址信號是哪些；為選中芯片，如何產(chǎn)生片選信號；如何設(shè)計(jì)譯碼電路（譯碼器或邏輯門電路）等等。通過這種層層推進(jìn)的方法引導(dǎo)學(xué)生由淺入深的思考問題，變被動為主動，培養(yǎng)了他們積極發(fā)現(xiàn)問題、獨(dú)立分析問題和善于解決問題的能力。在提問啟發(fā)教學(xué)中，很多時(shí)候還讓學(xué)生站起來回答問題。此環(huán)節(jié)需要教師熟悉學(xué)生的能力情況，做到胸中有數(shù)。簡單的問題可以向能力差點(diǎn)的學(xué)生提問，難度大的問題就向成績好的學(xué)生提問，這樣就不會使課堂陷入被提問的學(xué)生都回答不了的尷尬境地。筆者通常在講授該門課程之前，就向?qū)W院教學(xué)秘書了解學(xué)生的基本情況、向輔導(dǎo)員了解學(xué)生的詳細(xì)情況、向年級班長了解學(xué)生的成績情況，盡量做到有的放矢、因材施教。

3.3 討論啟發(fā)

討論啟發(fā)是指在上課過程中，教師要恰當(dāng)?shù)靥岢鲆恍﹩栴}，供學(xué)生交流討論，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行積極思考[5]，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)表自己的見解，最后進(jìn)行講解、點(diǎn)評和總結(jié)。在討論中，學(xué)生各抒己見，各種思想觀點(diǎn)直接交鋒，在交流討論中互相啟發(fā)。這種方法促使學(xué)生從不同角度思考事物的本質(zhì)，更有利于發(fā)揮他們的邏輯能力和想象能力。需要注意的是，討論啟發(fā)教學(xué)應(yīng)重“導(dǎo)”而非“牽”，《學(xué)記》有曰：“道而弗牽，強(qiáng)而弗抑，開而弗達(dá)，道而弗牽則和，強(qiáng)而弗抑則易，開而弗達(dá)則思，和易以思?！币虼耍懻搯l(fā)教學(xué)思想的精髓就是發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用。例如，在講完“由指定芯片構(gòu)成固定容量的存儲器”例子后，可讓學(xué)生在黑板上進(jìn)行計(jì)算、畫圖演示及分析講解，并分享其思考問題的角度和心得，其他同學(xué)可對其演示進(jìn)行驗(yàn)證、評議、提問甚至是批駁，最后教師進(jìn)行點(diǎn)評和總結(jié)。討論啟發(fā)可使學(xué)生在輕松活潑的氛圍中掌握相關(guān)的課程知識。

3.4 比喻啟發(fā)

《學(xué)記》有曰：“君子之教，喻也?！蔽C(jī)原理課程內(nèi)容抽象，教師可以采用一些生動形象的例子來啟發(fā)學(xué)生思考、幫助學(xué)生理解。

例如，學(xué)生普遍反映尋址方式比較難理解且容易混淆，教師可將尋址方式比喻成“老師要找學(xué)生”來幫助學(xué)習(xí)：（1）老師要找的學(xué)生就在自己身邊（比如在自己上課的班級里），那么可以直接找到他（立即數(shù)尋址）；（2）老師要找的學(xué)生在宿舍里，且知道他宿舍具體在哪，就可以直接到他宿舍找他（直接尋址）；（3）老師要找的學(xué)生正在同一棟教學(xué)樓的另一個(gè)教室上課（同一棟教學(xué)樓的每個(gè)教室可以看成是 CPU 中的寄存器），老師可以直接去該教室找學(xué)生（寄存器尋址）；（4）老師不知道所找學(xué)生的宿舍，可以去問在同一棟樓辦公的輔導(dǎo)員獲得學(xué)生的具體地址，然后去找學(xué)生（寄存器間接尋址）；（5）老師不知道所找學(xué)生的宿舍，可以先去學(xué)生處查詢，再到輔導(dǎo)員那獲得具體地址，然后再去找學(xué)生（基址變址尋址）。

再以中斷技術(shù)為例，以“老師正在批改作業(yè)聽到敲門”為喻，對中斷涉及的概念、過程進(jìn)行了比喻。老師正在改作業(yè)（相當(dāng)于CPU執(zhí)行主程序）時(shí)，聽到敲門聲（相當(dāng)于有中斷請求），他暫時(shí)中止現(xiàn)在的工作（相當(dāng)于中斷主程序），去開門（中斷響應(yīng)），和敲門的人交流（執(zhí)行中斷服務(wù)子程序），之后再返回（中斷返回），繼續(xù)改作業(yè)（繼續(xù)執(zhí)行主程序）。進(jìn)一步的剖析：如去開門前，對當(dāng)前改作業(yè)的作業(yè)本上做標(biāo)記，那么就相當(dāng)于中斷的保護(hù)現(xiàn)場等。

實(shí)踐證明，通過比喻，學(xué)生能夠更深刻清晰的理解相關(guān)概念和知識。因此，生動形象的比喻不失為一種好的教學(xué)方法。但應(yīng)注意的是，比喻應(yīng)該簡潔明了、恰當(dāng)合適，才能收到預(yù)期效果。

3.5 多媒體演示啟發(fā)

在現(xiàn)代課堂教學(xué)中，采用多媒體教學(xué)手段是大勢所趨。這種教學(xué)方法的優(yōu)點(diǎn)是省去教師的板書時(shí)間，教師可以把較多的時(shí)間和精力放在授課上，且幻燈片直觀性強(qiáng)，生動形象，還能把復(fù)雜抽象的理論教學(xué)加以簡明清晰化，便于學(xué)生的理解和記憶，能夠激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。微機(jī)原理課程內(nèi)容枯燥抽象，采用多媒體演示的方法授課具有不可替代的作用。例如，針對學(xué)生普遍對8088處理器的指令執(zhí)行過程感到陌生的問題，筆者采用動畫的方法演示處理器的指令執(zhí)行過程，并對動畫過程輔以口頭講解，受到學(xué)生普遍歡迎。動畫演示不僅有助于學(xué)生掌握8088處理器的指令執(zhí)行過程，而且利于學(xué)生掌握處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理，理解處理器各組成部分之間的聯(lián)系，明晰邏輯地址、物理地址、指令隊(duì)列等基本概念，從而拓寬學(xué)生的思路。

4 啟發(fā)式方法在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的實(shí)踐

微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中占有重要的地位。在實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)置上，采用理論與實(shí)踐相結(jié)合，學(xué)生自主動手為主、老師啟發(fā)指導(dǎo)為輔的思想進(jìn)行教學(xué)，共開設(shè)了8個(gè)軟件實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目（多分支程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)排序、清零程序、數(shù)據(jù)區(qū)復(fù)制、數(shù)制轉(zhuǎn)換、字符刪除、鍵盤輸入及屏幕顯示、邏輯電路軟件模擬）和10個(gè)硬件實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目（8259中斷程序設(shè)計(jì)、定時(shí)器程序設(shè)計(jì)、8255并行接口實(shí)驗(yàn)、8250串行接口實(shí)驗(yàn)、D /A轉(zhuǎn)換、A /D轉(zhuǎn)換、鍵盤技術(shù)實(shí)驗(yàn)、LED數(shù)字顯示、報(bào)警器控制、交通燈控制器）。這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目涵蓋了微機(jī)原理及接口技術(shù)的核心內(nèi)容。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，主要采用上述提出的啟發(fā)式教學(xué)方法進(jìn)行授課。首先切合教學(xué)內(nèi)容提出一些相關(guān)的核心問題，通過自愿回答問題和點(diǎn)名回答問題的方式啟發(fā)學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生的興趣。接著運(yùn)用多媒體、網(wǎng)絡(luò)等多種現(xiàn)代教學(xué)手段，對軟件項(xiàng)目的流程圖或硬件項(xiàng)目的設(shè)計(jì)步驟，以動畫或Flash形式圖文并茂、深入淺出的進(jìn)行講解。然后讓學(xué)生帶著所提出的問題及講解的思路進(jìn)行軟件或硬件項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)，從而讓學(xué)生思路更清晰，理論和實(shí)踐銜接得更好。在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目完成過程中，老師可以啟發(fā)學(xué)生用不同的程序結(jié)構(gòu)或指令來實(shí)現(xiàn)相同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。對硬件項(xiàng)目，老師可以啟發(fā)學(xué)生用相同的電路設(shè)計(jì)出不同的控制或顯示結(jié)果，或者是啟發(fā)學(xué)生用不同的電路設(shè)計(jì)出相同的控制或顯示結(jié)果等，達(dá)到舉一反三、加深理解的目的。學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目后，老師進(jìn)行點(diǎn)評，指出其中的優(yōu)點(diǎn)和不足，引導(dǎo)學(xué)生更深入的思考，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。

5 結(jié)束語

微機(jī)原理課程內(nèi)容枯燥抽象，理論性及實(shí)踐性強(qiáng)，學(xué)生普遍興趣不高。為此，筆者結(jié)合自身的教學(xué)經(jīng)歷，以努力培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣為切入點(diǎn)，對微機(jī)原理課程教學(xué)中的啟發(fā)式教學(xué)方法進(jìn)行研究，實(shí)踐證明采用這些方法獲得了良好的教學(xué)效果。

本科教學(xué)始終是大學(xué)教育的核心與基礎(chǔ)，要進(jìn)一步總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，提高自身教學(xué)水平，使課程教學(xué)改革工作更加深入，教學(xué)效果更加明顯，為培養(yǎng)具有獨(dú)立思維和創(chuàng)新能力的新世紀(jì)人才而努力。

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