春季班微機(jī)原理教學(xué)的一些思考

李院平 陳淑瑜 梁蘭菊 閆昕 李愛云 王可安

摘? 要：文章針對(duì)春季班學(xué)生整體學(xué)習(xí)能力不強(qiáng)，自控能力弱，但課堂氣氛活躍的特點(diǎn)，提出了一些可以有效促進(jìn)微機(jī)原理教學(xué)，提升學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力的切實(shí)可行的新思路。并借助EMU8086實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的分步式練習(xí)并最終完成任務(wù)目標(biāo)，此方法使得學(xué)生在分過程練習(xí)中得以成功的體驗(yàn)，可以有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高該課程的教學(xué)水平，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。

關(guān)鍵詞：分步式練習(xí);春季;微機(jī)原理;教學(xué)方法

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2096-000X（2019）18-0126-03

Abstract： The paper aimed at the characteristics of spring class students such as weak learning ability， weak self-control ability，but active class atmosphere， proposedsome newpractical thoughts which can promote the teaching of Microcomputer Principles and improve student's practical ability effectively. With the help of EMU8086， the step-by-step practice of the project and the ultimate goal of the task can be achieved. This method enables students to experience the success of the step-by-step exercise， which can effectively stimulate students' interest in learning， improve the teaching level of the course， and enhance students' practical ability.

Keywords： step-by-step practice; spring; Microcomputer Principles; teaching method

引言

《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程是我院電子信息專業(yè)春季班的一門學(xué)科教育課程，它上承模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)，程序設(shè)計(jì)，下接計(jì)算機(jī)控制及各類通信，但是，《微機(jī)原理與接口技術(shù)》這門課程理論性強(qiáng)，操作應(yīng)用廣泛，課程各環(huán)節(jié)聯(lián)系緊湊，學(xué)習(xí)內(nèi)容多，理解起來較為困難。而我院春季班學(xué)生來源主要是各大職業(yè)院校，學(xué)生整體的學(xué)習(xí)能力及自控能力都比較薄弱。因此如何在春季班有效開展微機(jī)原理教學(xué)，使其能有效符合應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)[1]是需要考慮的問題。

一、微機(jī)原理課程的教學(xué)現(xiàn)狀

微機(jī)原理課程主要包括理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩個(gè)部分。其中理論學(xué)時(shí)40，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)16。主要以X86為主線，講授CPU架構(gòu)，CPU的引腳及工作時(shí)序，X86指令系統(tǒng)及匯編編程，I/0接口等。相比于參加普通高考的同學(xué)，春季班同學(xué)課堂活躍度更高，與老師間交流熱情，順暢，所以一般在課堂上多采用啟發(fā)問答式教學(xué)，同時(shí)輔以大量的練習(xí)示例增強(qiáng)對(duì)新入知識(shí)的掌握;實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)通常以驗(yàn)證，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為主，要求學(xué)生根據(jù)任務(wù)要求完成設(shè)計(jì)目標(biāo)。但，由于學(xué)生自控能力較弱，要求學(xué)生事先準(zhǔn)備的內(nèi)容，學(xué)生通常都完成不了，致使在實(shí)驗(yàn)過程中，需要老師作為主角參與其中，這樣一來就使得學(xué)生和老師的作用在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)發(fā)生了顛倒，未能有效達(dá)到實(shí)驗(yàn)預(yù)期效果。

二、切實(shí)可行的新思路

1.明確基于16位8086微處理器的微機(jī)原理的必要性

近年來，實(shí)際的微機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)更新?lián)Q代多次，新技術(shù)層出不窮。原有的基于16位8086微處理器的微機(jī)原理與現(xiàn)在基于ARM系列微處理器的嵌入式系統(tǒng)相比，毫無競(jìng)爭(zhēng)力，因此，現(xiàn)在所學(xué)以后不能用，使得同學(xué)們興趣低迷。所以明確基于16位8086微處理器的微機(jī)原理課程在類似課程中的作用就顯得非常必要。

2. 加強(qiáng)8086微處理器與其他微處理器間的聯(lián)系

為使現(xiàn)在所學(xué)能更好的為將來做好鋪墊，在保證核心內(nèi)容教學(xué)的基礎(chǔ)上，適當(dāng)引入新知識(shí)，新技術(shù)，從多方面激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，帶動(dòng)學(xué)習(xí)創(chuàng)新力。

3. 多種教學(xué)手段、教學(xué)方式并用

在當(dāng)前應(yīng)用型人才培養(yǎng)的大背景下，為突破小課時(shí)的局限，國內(nèi)外很多院校都提出了“翻轉(zhuǎn)課堂”學(xué)習(xí)方法[2]。這種方法使得老師從過去簡(jiǎn)單的知識(shí)傳授轉(zhuǎn)變?yōu)橹R(shí)學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者，把學(xué)習(xí)交付給學(xué)生。微課[3]，當(dāng)下最熱門的一種教學(xué)方式，它起源于美國學(xué)者avid Penrose 提出的“一分鐘課程”，此課程可以作為一種進(jìn)行知識(shí)挖掘的工具，也可以作為知識(shí)脈沖。在課程進(jìn)行過程中，適當(dāng)引入基于微課的翻轉(zhuǎn)課堂，確保不過分占用學(xué)生課外時(shí)間的同時(shí)，先利用微課完成對(duì)將要所學(xué)知識(shí)的引導(dǎo)，而后充分開發(fā)課堂潛力，借助EMU8086和PROTEUS等工具，在課堂中融入實(shí)踐，使學(xué)生達(dá)到對(duì)新入知識(shí)的學(xué)習(xí)和鞏固。

4. 理論作業(yè)與實(shí)踐操作互相融合

在作業(yè)的安排方面，不再以單純的練習(xí)為主，而是以項(xiàng)目任務(wù)為目標(biāo)，盡可能使每次作業(yè)都是項(xiàng)目任務(wù)的分解，利用仿真軟件完成分項(xiàng)目的練習(xí)演示，最后在實(shí)驗(yàn)室完成最終的驗(yàn)證。

5. 加強(qiáng)過程考核，全面體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況

為了有效督促學(xué)生并推動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)程，對(duì)學(xué)生整體進(jìn)行分組，在每次任務(wù)（作業(yè)）的檢查過程中，隨機(jī)對(duì)組中成員進(jìn)行提問答辯，此答辯結(jié)果作為該小組成績(jī)的測(cè)評(píng)依據(jù)。

三、簡(jiǎn)單項(xiàng)目分解實(shí)現(xiàn)案例

例如：實(shí)現(xiàn)20個(gè)具有正負(fù)的字節(jié)型數(shù)據(jù)的分區(qū)存儲(chǔ)并輸出顯示正負(fù)數(shù)個(gè)數(shù)。

分解：1. 正負(fù)數(shù)的判斷（分支跳轉(zhuǎn)指令的使用）;2. 統(tǒng)計(jì)正負(fù)數(shù)的個(gè)數(shù)（循環(huán)指令的使用）;3. 分區(qū)存儲(chǔ)（存儲(chǔ)指令或串存儲(chǔ)指令的使用）;4. 顯示（系統(tǒng)功能調(diào)用及子程序和宏）。

步驟：（1）在分支跳轉(zhuǎn)指令學(xué)習(xí)完畢之后，課后作業(yè)安排如下：

y=1，x>00，x=0-1，x<0

部分參考程序段為：

CMP? X，0

JLE? ? SM

MOV? Y，1

JMP? EXIT

SM：JE? ?EQ

MOV? Y，-1

JMP? EXIT

EQ：MOV? Y，1

EXIT：….

借助EMU8086編程調(diào)試結(jié)果（設(shè)X=3），輸入程序之后，點(diǎn)擊“SAVE”，然后點(diǎn)擊“EMULATE”得下圖1所示。

接著，點(diǎn)擊“RUN”，得圖2，點(diǎn)擊“OK”后，選擇“VARS”，則可看到變量Y執(zhí)行完畢之后的結(jié)果如圖3所示（X大于0，Y賦值為1）。

（2）在循環(huán)指令學(xué)習(xí)完畢后，安排作業(yè)為：統(tǒng)計(jì)TABLE數(shù)據(jù)區(qū)（20個(gè)包含有正數(shù)、負(fù)數(shù)和0的字節(jié)型數(shù)據(jù)組）中正數(shù)和負(fù)數(shù)的個(gè)數(shù)（代表正數(shù)個(gè)數(shù)的變量為ZS，負(fù)數(shù)個(gè)數(shù)的變量為FS）。

部分程序段如下：

MOV? CX，20

LEA? SI， TABLE

LP： MOV? AL，[SI]

CMP? AL，0

JLE? ? SM

INC&nbsp; ZS

JMP? EXIT

SM：JE? ?EXIT

INC? FS

EXIT：INC? SI

LOOP? LP

EMU8086調(diào)試結(jié)果如圖4示：在原始數(shù)據(jù)3，-1，2，4，6，7，8，9，1，2，2，3，0，0，0，0，8，6，4，12中，共15個(gè)正數(shù)，1個(gè)負(fù)數(shù)。

（3）在子程序和宏學(xué)習(xí)完畢后，安排小作業(yè)為定義一個(gè)子程序或宏，完成功能是輸出顯示一個(gè)兩位的十進(jìn)制數(shù)據(jù)（設(shè)此數(shù)為X，變量S表示X的十位數(shù)，T表示X的個(gè)位數(shù)）。

參考子程序?yàn)椋? ? ? ? ? ? ?宏為：

SC? PROC? ? ? ? ? ? ? ? ? ? SC? MACRO

PUSH? AX MOV? ?AX，X

PUSH? DX MOV? BL，10

MOV? AX，X DIV? ?BL

MOV? BL，10 MOV? S，AL

DIV? BL MOV? ?T，AH

MOV? S，AL MOV? DL，S

MOV? T，AH ADD? DL，30H

MOV? DL，S MOV? AH，02H

ADD? DL，30H INT? 21H

MOV? AH，02H MOV? DL，T

INT? 21H ADD? DL，30H

MOV? DL，T MOV? AH，02H

ADD? DL，30H INT? 21H

MOV? AH，02H ENDM

INT? 21H

POP? DX

POP? AX

RET

SC? ENDP

分別用CALL SC和SC調(diào)用子程序和宏之后（設(shè)X為32），屏幕顯示結(jié)果均為圖5所示：

（4）至此，此項(xiàng)目基本功能模塊的實(shí)現(xiàn)都告一段落，稍加修改，則此項(xiàng)目任務(wù)就可得以完成。結(jié)果如圖6（其中，0710H：0000H～0013H存儲(chǔ)區(qū)為原始數(shù)據(jù);0710H：0014H～0027H部分為處理之后正數(shù)存儲(chǔ)區(qū)中內(nèi)容;0710H：0028H～003BH部分為負(fù)數(shù)存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)容;0710H：003CH和0710H：003DH中則分別是統(tǒng)計(jì)出的正負(fù)數(shù)個(gè)數(shù)0DH，02H）所示。

正負(fù)數(shù)結(jié)果輸出顯示為圖7所示：

四、結(jié)束語

為了有效完成微機(jī)原理課程的教學(xué)，針對(duì)我院春季班學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，提出了課程學(xué)習(xí)中的一些想法，并逐步把想法付諸實(shí)踐，應(yīng)用于下一年級(jí)的教學(xué)。項(xiàng)目的有效分解，使學(xué)生可以根據(jù)授課進(jìn)度逐步完成最終的設(shè)計(jì)目標(biāo)，并且在分過程練習(xí)中得以成功的體驗(yàn)，可以有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高該課程的教學(xué)水平，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]許杰，劉義榮.探索地方高校轉(zhuǎn)型發(fā)展 推進(jìn)高水平應(yīng)用型高校建設(shè)（觀點(diǎn)摘編）[J].中國高教研究，2016（12）：31-35.

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[3]段美玲，胡俊麗.淺談“微課”在《電磁學(xué)》教學(xué)中的應(yīng)用與實(shí)踐[J].物理通報(bào)，2019（02）：21-23.