微機原理與接口技術課程教學內容與教學技術的整合與優化研究

侯振興

（蘭州商學院信息工程學院，甘肅 蘭州 730020）

微機原理與接口技術課程教學內容與教學技術的整合與優化研究

侯振興

（蘭州商學院信息工程學院，甘肅 蘭州 730020）

通過完善課程體系，優化教學內容，構建多層次、立體化實踐教學體系，探索多角度教學方法，改善教學技術，建立多方位質量保障體系，整合和優化微機原理與接口技術課程教學內容與教學技術。

微機原理與接口技術；教學內容；教學技術

微機原理與接口技術課程是計算機專業的核心硬件基礎課程之一，是模擬電子技術、數字電子技術、計算機組成原理與匯編、通信原理等課程的后續課程，是計算機網絡、單片機原理等課程的前導課程，是一門理論與實踐并重的課程。本課程以信息加工、處理為主線講述微機的組成及其工作原理，目的在于培養學生在微機系統分析、設計、使用和維護方面的能力[1]。本課程由微機系統各大部件的組成和工作原理、編程結構、邏輯實現及互聯構成整機技術等構成，內容龐雜、涉及面廣、概念抽象、實踐性強。很多學生在學完本課程后，只是通過背誦記住了幾個基本概念和原理，并沒有理解微機系統各大部件的組成和工作原理，沒有掌握微處理器指令系統中的精華思想和編程技巧，沒有明白微機系統是如何協調運轉的。因此，有必要整合與優化本課程的教學內容與教學技術。

1 完善課程體系

目前，計算機科學與技術專業的硬件課程設置存在2個方面的缺陷：一是教材內容劃分不明確，相互重疊現象比較嚴重。比如，微機基本原理和指令系統內容在教材中幾乎都有出現。二是只注重教材內容的邏輯性，而未考慮計算機硬件技術的系統性[2]。因此，構建科學的計算機硬件教材體系，要用發展的觀點分析計算機硬件體系。計算機指令系統及相應的匯編語言是計算機硬件技術中“軟”的部分，由于計算機硬件基本原理的不變性，所以它們的變化較小。而與計算機硬件緊密相關的技術就是接口與外設，并且這些更多地體現在應用層面，所以發展較快。

在完善計算機硬件課程體系時，課程內容以基本原理為主，還應體現計算機的技術發展；微機原理主要包括CPU、存儲系統、系統總線、輸入/輸出系統等，應強調系統設計；指令系統是匯編語言的先導，因此其內容設置應以匯編語言的需要為基礎，不要涉及太多，否則又會與后面的課程內容重復；接口技術在講解8位串行通信接口芯片8251、并行通信接口芯片8255、中斷控制器8259、DMA控制器8237和計數/定時器8253的基礎上增加對16位多功能接口芯片82530的講解，且在制訂教學計劃時預留足夠講解新技術的課時。

2 優化教學內容

在優化原有基本內容的基礎上，增加主流微機系統涉及的部分，形成由三大模塊組成的課程體系：基本模塊，以16位處理器8086為背景組成的微機系統為核心內容，這樣可以保持較長且穩定的教學時間，確保教學內容的相對穩定性和基本教學質量；提高模塊，以Pentium處理器為核心內容，主要講解CPU保護模式、Pentium處理器結構、超標量流水線體系結構特點、高速緩沖存儲器(Cache)和虛擬存儲器以及現代微機總線技術等；應用模塊，以接口技術為主要內容，包括中斷技術概念、Pentium處理器的中斷機理、典型接口芯片的工作原理及應用等。既要保留國內目前廣泛采用的16位微機系統的基本內容，又要緊跟時代發展，使教學具有先進性和實用性。

3 構建多層次、立體化實踐教學體系

在確保驗證型實驗質量的同時，增加提高型實驗、研究型實驗的比例。通過開展開放式實驗教學，鼓勵學生自主立項，激勵學生創新，調動學生的學習積極性和主動性，引導學生掌握科學的實驗方法，形成嚴謹的工作態度。

微機是硬件平臺，相關概念在操作中體現，實現技術在實踐中應用[3]。根據微機原理與接口技術這門課的特點，要求學生利用課余時間研究各種芯片實例，如8086微處理器、中斷控制器8259、DMA控制器8237等；要求學生重視分析芯片的編程結構和工作原理，掌握如何通過編程使芯片在不同場合工作。例如，在講解中斷控制器8259時，講完芯片編程結構、工作原理和應用后，提出實驗任務，要求學生在教師指導下完成操作。在操作前，布置與之相關的實驗任務，要求學生在額定時間內完成。這樣，就避免學生在做實驗時沒有明確目的而不知道如何進行，同時也便于教師管理。實驗時，2～3人一組，注重發揚合作精神，便于優勢互補。實驗后，每組派代表匯報實驗成果，并回答教師提出的問題。在這個過程中有時間控制，有現場記錄，有教師和學生共同參與，還有公平考核。這可以讓學生充分發揮創新與實踐能力，從理論中來，到實踐中去，再上升為理論，開拓思維。

4 探索多角度教學方法

實行案例教學，為學生提供課堂教學、課后練習、重點難點分析、模擬考試、疑問解答、作業批改、實訓等多角度教學方法。

5 改善教學技術

改善教學技術，使多媒體教學技術作為教學的輔助手段而不是惟一手段[4]。通過開發使用與課程配套的課件輔助教學，可以取得很好的教學效果。首先，課件構建了生動的學習環境，教師可按照教學要求，以生動的教學形式講授教學內容，保證教學效果；課件緊扣教學目標，詳細闡述教學內容，同時補充實例，使理論和實踐緊密結合。其次，每章節有相應的動畫演示，使抽象的硬件工作原理以形象的動畫展示出來，并用不同的顏色顯示不同的教學內容，使教學內容層次分明、重點突出，同時避免由單調的顏色引起的視覺疲勞，可以使學生集中注意力。最后，在總結內容和適當的知識點處設置交互環節和情境，一方面可以了解學生的學習效果，另一方面可以引導學生獨立思考，總結知識點及其內在聯系。

6建立多方位質量保障體系

多方位質量保障體系包括組織和制度保證、課程管理、教學質量評估等。學生的平時成績通常是由到課率、平時作業成績決定的。這其中卻存在很多問題。比如，學生來上課了但心卻不在課堂上，作業也交但卻是“復制”的。因此，在對學生平時成績的考核上，應加大小論文、動手能力的分值。這樣，就能最大限度地避免有些學生蒙混過關[5]。

在授課過程中，可以嘗試以下做法。一是在課堂中穿插提問。提問是教師與學生的一種交流形式，是學生對授課內容的反饋，是學生參與教學的一種方式，可以及時反映教學效果。二是可將小論文當作作業。值得提出的是，教師要在授課初期或中期，而不是在授課后期給出論文題目，以便學生學以致用。

通過整合與優化微機原理與接口技術課程的教學內容和教學技術，培養學生的分析、創新能力及解決問題的能力，使其在走上工作崗位后能很快適應。

[1]戴梅萼，史嘉權.微型計算機技術及應用[M].第3版.北京：清華大學出版社，2006.

[2]侯振興.《計算機組成原理》課程“互動式”教學的實踐[J].科技信息，2008，3：174～176.

[3]王友仁.計算機硬件系列課程體系改革探討[J].電氣電子教學學報，2007，2：4～6.

[4]閭燕.多媒體輔助教學手段的運用與反思[J].甘肅科技縱橫，2006，3：179.

[5]趙賀.《微機原理與接口技術》課程教學的改革與探索[J].科技創新導報，2007，7：180

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1671-1246（2010）04-0039-02

本文系蘭州商學院2008年度教學改革研究課題“《微型計算機技術》課程教學內容、方法和教學技術的整合與優化”的研究成果因為硬件教學內容枯燥乏味，所以教師需改進教學方法。例如，“存儲器組織”這一章中有很多基本概念，如果平淡地講，學生就不會注意聽，所以可采用提問式的方法，首先將學生的注意力吸引過來，然后讓他們聯想，這樣得到答案后也容易留下深刻印象。這種方法不僅可以把知識和技能傳授給學生，而且能夠培養學生的學習興趣，激發學生的學習積極性，培養學生掌握和運用知識的態度和能力，提高學生的創新能力、動手能力，使學生得到充分發展。