高職高專《微機原理與接口技術》教學探討

劉桂梅

摘要：《微機原理與接口技術》是高職高專計算機基礎專業(yè)課之一，在課程體系中占據(jù)著重要位置。但這門課教與學的難度都非常大。本文通過對高職高專計算機專業(yè)《微機原理與接口技術》教學現(xiàn)狀的分析，對實際教學中的教學內(nèi)容、教學方法及考核方式進行了一些探討。

關鍵詞：微機原理接口技術教學現(xiàn)狀教學嘗試

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）08（c）-0175-02

《微機原理與接口技術》是計算機及相關專業(yè)非常重要的一門基礎課，教學內(nèi)容涉及微機的硬件結(jié)構(gòu)和軟件編程兩方面，同時還要與實踐相結(jié)合，要求學生建立微機系統(tǒng)與整機概念，邏輯嚴密，動靜結(jié)合，內(nèi)容繁雜，在課程體系中處于承上啟下的位置。高職高專院校的計算機類專業(yè)均設有這門課。

1高職高?！段C原理與接口技術》課程的教學現(xiàn)狀

1.1 《微機原理與接口技術》學習難度大，學生易產(chǎn)生畏難情緒

對于初學者而言，本課程入門難度非常大。因其課程內(nèi)容涵蓋面廣，涉及的專有名詞多、概念多、接口芯片多，同時涉及硬件和軟件兩方面的知識，知識記憶點多且抽象，學生在學習過程中常有力不從心的感覺，稍有松懈就可能掉隊，容易產(chǎn)生畏難乃至厭學情緒。隨著授課內(nèi)容的深入，有些學生會感覺到越學越亂，思路難以理清，經(jīng)常顧此失彼，窮于應付，甚至越學越糊涂，最后為了考試過關而不得不死記硬背，更談不上理解并加以應用了。

微機與接口設備之間的軟件編程多采用匯編語言編寫，該語言指令豐富，程序書寫量大，編程枯燥復雜，程序可讀性和移植性較差。雖然不少高職高專院校在開設《微機原理與接口技術》課程之前，已專門開設了《匯編語言》課程的學習，但相對于高級語言（如C語言、VB語言等）而言，能真正學好匯編語言的學生并不多。加上各類接口芯片的編程要求各有不同，記憶量大，學生接觸的芯片一多，相互之間容易混淆，加大了學習難度。如果匯編語言掌握不好，將直接影響到后期接口技術的學習進度和教學效果。

1.2 課程教學內(nèi)容與本專業(yè)培養(yǎng)目標脫節(jié)，學生缺乏學習興趣

隨著計算機技術的不斷進步，與之相關的《微機原理與接口技術》課程也不斷涌現(xiàn)出新概念、新技術。而教學內(nèi)容往往滯后于現(xiàn)實科技的發(fā)展，來不及更新和補充，造成了教學和實際的脫節(jié)。

計算機科學高速發(fā)展與本課程教學內(nèi)容陳舊落后相矛盾。目前教材中多數(shù)以16位的8086/8088CPU為核心介紹計算機的工作原理。之所以這樣選擇主要是因為這兩類CPU結(jié)構(gòu)簡單，充分體現(xiàn)了馮諾依曼計算機的體系結(jié)構(gòu)特點，是目前CPU的基礎。在教學中采用結(jié)構(gòu)相對比較簡單的CPU和接口芯片能降低學習難度，幫助學生快速掌握其基本工作原理。但現(xiàn)在主流的CPU采用的是64位技術，多核CPU已成微機的基本配置；傳統(tǒng)教材中介紹的各類接口芯片多是早期結(jié)構(gòu)比較簡單的，但現(xiàn)實生產(chǎn)生活中多已被淘汰。由于與現(xiàn)實脫節(jié)較嚴重，很多學生對這門課程的用途深有疑慮，感覺對未來就業(yè)幫助不大，因此也降低了學習興趣，無法體會該課程在整體知識體系中的重要位置。

高職高專院校主要培養(yǎng)應用型人才，而本課程教學內(nèi)容與計算機專業(yè)的培養(yǎng)目標聯(lián)系不夠緊密，就業(yè)應用面相對較窄?，F(xiàn)在就業(yè)形式嚴峻，加之軟件類課程應用面廣，學習實踐起來要比硬件類課程容易得多。因此高職高專計算機專業(yè)的學生“重軟輕硬”的現(xiàn)象比較普遍。一些高職高專院校根據(jù)市場需求，在制訂人才培養(yǎng)方案時，不得不逐步縮減硬件類課程，增加就業(yè)使用面較廣的應用類軟件課程。

1.3 實踐課主要進行驗證性實驗，設計性實驗所占比例很低

在實踐課堂上，學生大多照本宣科，參照現(xiàn)有的程序，在實驗中按部就班地錄入程序，僅觀察和分析實驗運行及結(jié)果，沒有充分發(fā)揮學生的主觀能動性，學生的創(chuàng)新思維和設計能力得不到很好的鍛煉。

本課程的許多實驗需要特定的配套軟硬件環(huán)境，需要前期投資購買大量硬件設備及相關支持軟件，后期設備零部件更新維護保養(yǎng)也較復雜。部分高職高專院校沒有足夠條件提供良好的實驗環(huán)境讓學生進行實踐，因而學生往往難以通過實驗得到很好的實操鍛煉和加深對理論知識的理解。個別缺乏條件的高職高專院校甚至取消了實驗，全盤進行理論教學。

1.4 學生自身素質(zhì)和接受能力

高職高專院校生源在高考中錄取批次相對較后，且有相當一部分是由中職升學而來。學生普遍文化基礎較薄弱，抽象思維較差，參加各項活動積極性較高，樂于動手實踐。他們學習較為情緒化，對感興趣的內(nèi)容或工作中應用面較廣的課程，如網(wǎng)頁制作、圖像處理等應用軟件，學習積極性相對較高，而對內(nèi)容枯燥的理論課程學習動力則相應降低。

2高職高專《微機原理與接口技術》課程的教學嘗試與方法探討

2.1 針對高職高專學生的學習特點，有針對性地選擇教學內(nèi)容

根據(jù)高職高專學生的學習特點，《微機原理與接口技術》在組織教學時必須充分調(diào)查了解學生的實際水平，在盡可能降低教學坡度的前提下，對教學內(nèi)容進行適當?shù)卦鲅a和刪改，使學生能比較輕松地理解和接受新知識。

從8088/8086開始，發(fā)展到80286，80386，80486，再到Pentium等系列，這些CPU采用了IA-32架構(gòu)，在基本結(jié)構(gòu)上是向前兼容的，保持了程序設計與運行的連續(xù)性，便于我們進行相關課程的教學；但另一方面，隨著多核CPU的出現(xiàn)，微機升級換代速度越來越快，操作越來越簡便，功能越來越強大，64位新技術的大量應用，使得本課程必須及時補充相關的知識內(nèi)容。

盡管微機性能提高很快，但其內(nèi)部組成與外部接口的基本工作原理多數(shù)是沒有變化的。就存儲器而言，雖然容量呈幾何級數(shù)增加，但基本存儲元的工作原理沒有變，存儲器構(gòu)成的基本原理沒有變，CPU與存儲器的連接方法也沒有變。對于外設而言，微機與外設的I/O接口的基本連接方法沒有多大的變化，中斷原理及中斷處理也沒有變。在具體教學中，還是以Intel 8086為主線，系統(tǒng)介紹微機的基本組成、IA-32體系結(jié)構(gòu)；介紹處理器與總線技術，這里穿插介紹流水線技術、多核CPU、PCI-Express總線技術和串行通用總線USB等以及它們在工程實踐中的應用和實現(xiàn)；存儲器的組成是重點，要求學生學會獨立設計簡單的存儲器系統(tǒng)，這里穿插介紹閃存、固態(tài)硬盤等新型存儲器技術；中斷技術與應用是重難點，以8259芯片為中心講授中斷程序設計；I/0接口原理和應用也是重點內(nèi)容，主要是讓學生能針對不同功能的芯片如8237、8253/8254、8255、8251等進行設計和編程。將硬件實現(xiàn)與匯編語言編程相結(jié)合，重點突出8088和8086，著眼于對Intel Architecture-32結(jié)構(gòu)微處理器的系統(tǒng)理解，使學生正確建立微機系統(tǒng)的整體概念。

2.2 改革教學方法

高職學生素質(zhì)參差不齊，有些學生善于聽課，能夠抓住老師講的重點內(nèi)容，積極向老師請教各種問題，自學能力較強；而有些學生一上課就昏昏欲睡，心不在焉，得過且過，需要老師不停地督促學習。針對學生的這些心理特點，首先應樹立以學生為中心的思想，教師在各個教學環(huán)節(jié)上要注意調(diào)動學生的學習積極性。除教學內(nèi)容改革外，教師還應對教學內(nèi)容進行精心組織和安排，仔細教研，改革教學方法，盡可能解決學生學習能力和分析理解能力兩極分化的問題。

在課堂教學中，針對高職高專學生缺乏抽象思維的特點，在講解CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)、操作時序、尋址方式、指令的執(zhí)行過程、總線結(jié)構(gòu)、存儲原理、通信接口等抽象的內(nèi)容時，可制作相應的多媒體CAI動畫課件和電子教案。通過文字、圖片和動畫流程來演示和講解，將抽象的難以理解的內(nèi)容形象化、具體化、直觀化。這樣不僅能幫助學生理解教學內(nèi)容，激發(fā)學生的學習興趣，還能增加課堂教學的信息量，拓展學生的知識范圍，加快教學進度，彌補教學課時數(shù)的不足。

現(xiàn)代多媒體教學手段非常實用，它讓教師從粉筆+黑板中解放出來，減輕了教師的工作量。但其中一個明顯的不足在于講解的速度很快，短時間向?qū)W生灌輸大量知識，導致學生沒有足夠時間來理解和消化所學內(nèi)容。因此，在教學過程中應該結(jié)合傳統(tǒng)板書教學。特別是在講授存儲器系統(tǒng)設計、存儲器地址范圍計算、各類芯片的使用及相關匯編程序設計等知識點時，在講解案例時，通過板書可逐步展現(xiàn)例題的分析步驟、解題思路，增加學生理解的時間，給學生思考的空間，也可畫一些簡單示意圖，幫助學生理清學習頭緒，從而達到掌握新知識并能夠靈活運用的目的。

對于學生在學習過程中遇到枯燥無味、難度較大又十分重要的內(nèi)容時，可嘗試采用類比教學法，將其與學生熟悉的生活實踐相聯(lián)系，就能收到事半功倍的效果。例如，我們在講解內(nèi)存地址的時候，可以以教學樓做類比，每間課室都有一個編號，對應的是內(nèi)存單元應該也有編號，這個編號就是它的地址；我們還可以將樓層號比作段地址，將課室房間號比作有效地址或偏移地址。只要我們能將課本中許多枯燥抽象的問題與現(xiàn)實中的事物聯(lián)系起來，比喻恰當，學生就容易理解，還能提高學生的學習興趣。

2.3 改革考核方法

考核方式對學生的學習有著非常明確的指導性作用。閉卷考試由于其種種限制，難以全面考查學生對知識整體掌握的程度和綜合應用的能力。相當一部分學生采取死記硬背的方法進行考前沖刺，考試結(jié)束后卻感覺自己對這門課沒有什么深刻的印象。

考核方式應側(cè)重學生綜合能力培養(yǎng)，盡量脫離應試教育的模式?？荚嚸}盡量科學合理，應有利于培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維及分析解決問題的能力?？己顺煽儜獜钠綍r上課、作業(yè)情況，實驗操作、實驗報告書寫，期末考試成績?nèi)糠謥砜紤]。在總評成績里，平時成績占10%，實驗占30%（其中實驗操作占20%，實驗報告占10%），期末考試占60%，三者綜合起來，能比較客觀地反映出學生對這門課程掌握的情況。

參考文獻

[1] 侯寶生.“微機原理與接口技術”課程教學改革創(chuàng)新探討，教改縱橫，2009（2）.

[2] 洪金明.對微機原理與接口技術課程教學改革的幾點認識[J].長沙通信職業(yè)技術學院學報，2004，9.

[3] 陸曉燕.馮正勇，曾敬.“微機原理與接口技術”教學探索[J].科技信息高校講壇，2011（35）.