《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程教學(xué)方法的改革與探索

摘要：《微機(jī)原理與接口技術(shù)》是自動(dòng)化專業(yè)本科生的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，對(duì)培養(yǎng)和提高學(xué)生微機(jī)應(yīng)用能力極為重要。計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展使得微處理器及微機(jī)系統(tǒng)的體系與結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大變化，因此，對(duì)本課程進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)改革是不可避免的。本文從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和實(shí)驗(yàn)教學(xué)等方面分別詳細(xì)闡述了對(duì)《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程進(jìn)行教學(xué)改革的主要思路和具體措施。

關(guān)鍵詞：微機(jī)原理；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0？搖 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）11-0059-02

《微機(jī)原理與接口技術(shù)》在教學(xué)計(jì)劃中起著承上啟下的作用，它和其他專業(yè)課程及專業(yè)選修課關(guān)系密切，為后續(xù)的《計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)》和《單片機(jī)原理》課程等的教學(xué)起著重要的基礎(chǔ)支撐作用。目前，國(guó)內(nèi)很多主要高校針對(duì)這門課進(jìn)行了較大的教學(xué)改革，同時(shí)也取得了比較好的效果。如湖南大學(xué)對(duì)課程開展雙語(yǔ)教學(xué)，逐步采用國(guó)外原版教材，緊跟微機(jī)技術(shù)發(fā)展的潮流，盡快使本課程與國(guó)際先進(jìn)水平接軌；其他國(guó)內(nèi)的大學(xué)也對(duì)該課程的教學(xué)陸續(xù)地進(jìn)行著不同層次的改革。

一、目前存在的問(wèn)題

我校在該門課程上雖然具有一定的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，能夠在一定程度上讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)際的操作練習(xí)，但實(shí)際教學(xué)效果仍然不夠明顯，學(xué)生對(duì)于課程的理解仍然存在著較大的局限性。課程的教學(xué)還存在一些值得改進(jìn)的環(huán)節(jié)，需要進(jìn)行不斷的探索研究。總體歸納如下：

1.課程理論教學(xué)方面教學(xué)內(nèi)容以計(jì)算機(jī)硬件知識(shí)為主，課程具有較強(qiáng)的理論性和抽象性，教學(xué)過(guò)程存在較大難度，學(xué)生難以消化和記憶。本課程的授課內(nèi)容主要包括：微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、微機(jī)指令系統(tǒng)、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、中斷系統(tǒng)和常用接口芯片等。其中的微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、中斷系統(tǒng)和常用接口芯片內(nèi)容均屬于計(jì)算機(jī)硬件知識(shí)，計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)、協(xié)議等內(nèi)容對(duì)于初次接觸計(jì)算機(jī)硬件的學(xué)生來(lái)說(shuō)較難于理解；微機(jī)指令系統(tǒng)和匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及到編程問(wèn)題，需要學(xué)生在熟練掌握指令基礎(chǔ)上進(jìn)行大量的編程練習(xí)才能真正掌握匯編語(yǔ)言的程序設(shè)計(jì)，課程的內(nèi)容量較大，學(xué)生難以及時(shí)消化。

2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，而對(duì)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)要求較低，課程學(xué)時(shí)的局限性使得學(xué)生在自主學(xué)習(xí)和動(dòng)手能力上都缺乏相應(yīng)的練習(xí)。在本課程的授課計(jì)劃中包含6個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，分別是：熟悉80x86匯編語(yǔ)言的開發(fā)環(huán)境、80x86簡(jiǎn)單程序設(shè)計(jì)、8255A并口應(yīng)用實(shí)驗(yàn)、8254定時(shí)器/計(jì)數(shù)器應(yīng)用實(shí)驗(yàn)、波形發(fā)生器應(yīng)用實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)。其中除了第一和第二個(gè)實(shí)驗(yàn)屬于驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)外，其余四個(gè)均屬于綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。該四個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)理論上對(duì)學(xué)生提出了較高的要求，需要學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行預(yù)習(xí)，自行進(jìn)行流程圖和編程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)并預(yù)計(jì)設(shè)計(jì)結(jié)果。而在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，由于學(xué)生本身對(duì)課程內(nèi)容的熟練度不夠，往往綜合性實(shí)驗(yàn)最終也變成了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，通過(guò)現(xiàn)有的編程內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的驗(yàn)證與學(xué)習(xí)。

3.在教學(xué)方式上主要還是采取傳統(tǒng)式教學(xué)，很難提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。目前，本課程的主要授課方式還是進(jìn)行傳統(tǒng)的教學(xué)模式，老師在課堂上講，學(xué)生在下面聽，基本上老師在教授過(guò)程中均是滿堂灌，舉例的時(shí)間較少，就更難以與學(xué)生進(jìn)行交互。隨著課程進(jìn)度的深入，學(xué)生能夠吸收和消化的內(nèi)容越來(lái)越少。在此情況下老師與學(xué)生之間的交流越來(lái)越困難，就更談不上學(xué)生能夠提出的疑問(wèn)也越來(lái)越少，大大影響了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。

二、改進(jìn)的方法

1.教學(xué)內(nèi)容的改進(jìn)：（1）在理論教學(xué)部分，首先，結(jié)合微機(jī)原理與接口技術(shù)課程的教學(xué)大綱，對(duì)授課內(nèi)容進(jìn)行合理取舍，強(qiáng)調(diào)課程的重點(diǎn)和核心內(nèi)容。例如：教材中有對(duì)Debug調(diào)試程序的講解要求但因Windows操作系統(tǒng)已經(jīng)取代了DOS系統(tǒng)，Debug調(diào)試程序不能適應(yīng)集成應(yīng)用開發(fā)調(diào)試平臺(tái)和圖形操作界面的發(fā)展，則該部分內(nèi)容可作為學(xué)生的自學(xué)內(nèi)容部分，不在課堂上講解；而課程中“進(jìn)制運(yùn)算、碼制、有符號(hào)數(shù)運(yùn)算”等內(nèi)容貫穿整本書，需要作為重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)講解及舉例說(shuō)明。其次，在其他次要內(nèi)容在講授中，讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)自學(xué)準(zhǔn)備，鼓勵(lì)學(xué)生在上課期間運(yùn)用自己做的PPT主動(dòng)上講臺(tái)給其他同學(xué)講解，在授課過(guò)程中，為了加深所學(xué)知識(shí)的具體應(yīng)用并培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，應(yīng)將更多的課堂教學(xué)放置在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，在教學(xué)的同時(shí)讓學(xué)生通過(guò)實(shí)際練習(xí)達(dá)到對(duì)知識(shí)的感性認(rèn)識(shí)，加深理解和記憶。（2）在實(shí)驗(yàn)的教學(xué)部分，以綜合性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)為主，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為輔。在教學(xué)大綱中，雖然實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)居多，但是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)所涉及的知識(shí)面較廣，需要包含絕大部分課程知識(shí)，只能安排在課程之后進(jìn)行，而學(xué)生受到前期所學(xué)知識(shí)不牢固、課堂授課學(xué)時(shí)過(guò)少、知識(shí)量過(guò)大等因素的影響并不能真正做到自主設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程往往以現(xiàn)有的程序草草驗(yàn)證了事。為了解決這一現(xiàn)狀，將在每次設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)前，采取讓學(xué)生規(guī)劃設(shè)計(jì)方案、制訂設(shè)計(jì)流程及具體措施的手段來(lái)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)前的設(shè)計(jì)準(zhǔn)備，提高設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的有效性。

2.教學(xué)方式的改進(jìn)：（1）在現(xiàn)有的啟發(fā)式、討論式教學(xué)基礎(chǔ)上將“案例式教學(xué)”穿插其中。比如在8086/8088指令系統(tǒng)的教學(xué)中，在完成對(duì)主要指令的講解之后，教師提出具體實(shí)例任務(wù)讓學(xué)生在課后進(jìn)行分組討論，并在下次的課堂教學(xué)中按組講解解決方案，其他組提出問(wèn)題和建議。由此，自動(dòng)加深了學(xué)生對(duì)重要指令應(yīng)用的印象，同時(shí)學(xué)會(huì)提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。（2）與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容結(jié)合，采用“課題性教學(xué)法”，增加課外自學(xué)學(xué)時(shí)。在授課計(jì)劃中，受到學(xué)時(shí)的限制，難以在授課中講解一個(gè)完整課題內(nèi)容。可以將綜合性實(shí)驗(yàn)建成一個(gè)課題，讓學(xué)生根據(jù)課題要求進(jìn)行規(guī)劃、建立程序流程圖，描述課題計(jì)劃的可行性；然后，通過(guò)上機(jī)匯編軟件實(shí)現(xiàn)課題結(jié)果演示；最后由教師對(duì)學(xué)生的作品進(jìn)行評(píng)估。學(xué)生通過(guò)一個(gè)完整的課題任務(wù)，不僅學(xué)習(xí)和掌握每一環(huán)節(jié)的基本知識(shí)，更為重要的是學(xué)會(huì)如何規(guī)劃和解決一個(gè)完整的課題，充分發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能，對(duì)今后解決實(shí)際問(wèn)題或參加電子競(jìng)賽不無(wú)裨益。該教學(xué)法改變過(guò)去以教師為主體、學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)的傳統(tǒng)做法，大大調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，提高了教學(xué)質(zhì)量。

為了順應(yīng)我校教育改革的基本思路，提升本科教育整體水平，將該課程的定位和內(nèi)容安排滿足當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的要求，使得本課程教學(xué)中應(yīng)不拘泥于傳統(tǒng)的教學(xué)模式，盡可能挖掘?qū)W生的求知和創(chuàng)新潛力，以滿足畢業(yè)生對(duì)未來(lái)就業(yè)的需求，同時(shí)對(duì)學(xué)校的發(fā)展前景具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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作者簡(jiǎn)介：羅妤（1980-），女，博士，重慶科技學(xué)院電氣與信息工程學(xué)院自動(dòng)化系，講師，主要從事自動(dòng)控制原理、電子技術(shù)、微機(jī)原理等課程的教學(xué)。endprint