高職高專《微機(jī)原理與接口技術(shù)》教學(xué)探討

劉桂梅

摘要：《微機(jī)原理與接口技術(shù)》是高職高專計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)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(xué)的難度都非常大。本文通過對(duì)高職高專計(jì)算機(jī)專業(yè)《微機(jī)原理與接口技術(shù)》教學(xué)現(xiàn)狀的分析，對(duì)實(shí)際教學(xué)中的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及考核方式進(jìn)行了一些探討。

關(guān)鍵詞：微機(jī)原理接口技術(shù)教學(xué)現(xiàn)狀教學(xué)嘗試

中圖分類號(hào)：G4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）08（c）-0175-02

《微機(jī)原理與接口技術(shù)》是計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)非常重要的一門基礎(chǔ)課，教學(xué)內(nèi)容涉及微機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)和軟件編程兩方面，同時(shí)還要與實(shí)踐相結(jié)合，要求學(xué)生建立微機(jī)系統(tǒng)與整機(jī)概念，邏輯嚴(yán)密，動(dòng)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(jì)算機(jī)類專業(yè)均設(shè)有這門課。

1高職高專《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程的教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 《微機(jī)原理與接口技術(shù)》學(xué)習(xí)難度大，學(xué)生易產(chǎn)生畏難情緒

對(duì)于初學(xué)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(shí)涉及硬件和軟件兩方面的知識(shí)，知識(shí)記憶點(diǎn)多且抽象，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中常有力不從心的感覺，稍有松懈就可能掉隊(duì)，容易產(chǎn)生畏難乃至厭學(xué)情緒。隨著授課內(nèi)容的深入，有些學(xué)生會(huì)感覺到越學(xué)越亂，思路難以理清，經(jīng)常顧此失彼，窮于應(yīng)付，甚至越學(xué)越糊涂，最后為了考試過關(guān)而不得不死記硬背，更談不上理解并加以應(yīng)用了。

微機(jī)與接口設(shè)備之間的軟件編程多采用匯編語(yǔ)言編寫，該語(yǔ)言指令豐富，程序書寫量大，編程枯燥復(fù)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(shè)《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程之前，已專門開設(shè)了《匯編語(yǔ)言》課程的學(xué)習(xí)，但相對(duì)于高級(jí)語(yǔ)言（如C語(yǔ)言、VB語(yǔ)言等）而言，能真正學(xué)好匯編語(yǔ)言的學(xué)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(xué)生接觸的芯片一多，相互之間容易混淆，加大了學(xué)習(xí)難度。如果匯編語(yǔ)言掌握不好，將直接影響到后期接口技術(shù)的學(xué)習(xí)進(jìn)度和教學(xué)效果。

1.2 課程教學(xué)內(nèi)容與本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)脫節(jié)，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，與之相關(guān)的《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程也不斷涌現(xiàn)出新概念、新技術(shù)。而教學(xué)內(nèi)容往往滯后于現(xiàn)實(shí)科技的發(fā)展，來不及更新和補(bǔ)充，造成了教學(xué)和實(shí)際的脫節(jié)。

計(jì)算機(jī)科學(xué)高速發(fā)展與本課程教學(xué)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(jì)算機(jī)的工作原理。之所以這樣選擇主要是因?yàn)檫@兩類CPU結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，充分體現(xiàn)了馮諾依曼計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，是目前CPU的基礎(chǔ)。在教學(xué)中采用結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)單的CPU和接口芯片能降低學(xué)習(xí)難度，幫助學(xué)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(shù)，多核CPU已成微機(jī)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(jiǎn)單的，但現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)生活中多已被淘汰。由于與現(xiàn)實(shí)脫節(jié)較嚴(yán)重，很多學(xué)生對(duì)這門課程的用途深有疑慮，感覺對(duì)未來就業(yè)幫助不大，因此也降低了學(xué)習(xí)興趣，無法體會(huì)該課程在整體知識(shí)體系中的重要位置。

高職高專院校主要培養(yǎng)應(yīng)用型人才，而本課程教學(xué)內(nèi)容與計(jì)算機(jī)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)聯(lián)系不夠緊密，就業(yè)應(yīng)用面相對(duì)較窄。現(xiàn)在就業(yè)形式嚴(yán)峻，加之軟件類課程應(yīng)用面廣，學(xué)習(xí)實(shí)踐起來要比硬件類課程容易得多。因此高職高專計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)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(chǎng)需求，在制訂人才培養(yǎng)方案時(shí)，不得不逐步縮減硬件類課程，增加就業(yè)使用面較廣的應(yīng)用類軟件課程。

1.3 實(shí)踐課主要進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)所占比例很低

在實(shí)踐課堂上，學(xué)生大多照本宣科，參照現(xiàn)有的程序，在實(shí)驗(yàn)中按部就班地錄入程序，僅觀察和分析實(shí)驗(yàn)運(yùn)行及結(jié)果，沒有充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，學(xué)生的創(chuàng)新思維和設(shè)計(jì)能力得不到很好的鍛煉。

本課程的許多實(shí)驗(yàn)需要特定的配套軟硬件環(huán)境，需要前期投資購(gòu)買大量硬件設(shè)備及相關(guān)支持軟件，后期設(shè)備零部件更新維護(hù)保養(yǎng)也較復(fù)雜。部分高職高專院校沒有足夠條件提供良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐，因而學(xué)生往往難以通過實(shí)驗(yàn)得到很好的實(shí)操鍛煉和加深對(duì)理論知識(shí)的理解。個(gè)別缺乏條件的高職高專院校甚至取消了實(shí)驗(yàn)，全盤進(jìn)行理論教學(xué)。

1.4 學(xué)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(duì)較后，且有相當(dāng)一部分是由中職升學(xué)而來。學(xué)生普遍文化基礎(chǔ)較薄弱，抽象思維較差，參加各項(xiàng)活動(dòng)積極性較高，樂于動(dòng)手實(shí)踐。他們學(xué)習(xí)較為情緒化，對(duì)感興趣的內(nèi)容或工作中應(yīng)用面較廣的課程，如網(wǎng)頁(yè)制作、圖像處理等應(yīng)用軟件，學(xué)習(xí)積極性相對(duì)較高，而對(duì)內(nèi)容枯燥的理論課程學(xué)習(xí)動(dòng)力則相應(yīng)降低。

2高職高專《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程的教學(xué)嘗試與方法探討

2.1 針對(duì)高職高專學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，有針對(duì)性地選擇教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)高職高專學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，《微機(jī)原理與接口技術(shù)》在組織教學(xué)時(shí)必須充分調(diào)查了解學(xué)生的實(shí)際水平，在盡可能降低教學(xué)坡度的前提下，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)卦鲅a(bǔ)和刪改，使學(xué)生能比較輕松地理解和接受新知識(shí)。

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(shè)計(jì)與運(yùn)行的連續(xù)性，便于我們進(jìn)行相關(guān)課程的教學(xué)；但另一方面，隨著多核CPU的出現(xiàn)，微機(jī)升級(jí)換代速度越來越快，操作越來越簡(jiǎn)便，功能越來越強(qiáng)大，64位新技術(shù)的大量應(yīng)用，使得本課程必須及時(shí)補(bǔ)充相關(guān)的知識(shí)內(nèi)容。

盡管微機(jī)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(chǔ)器而言，雖然容量呈幾何級(jí)數(shù)增加，但基本存儲(chǔ)元的工作原理沒有變，存儲(chǔ)器構(gòu)成的基本原理沒有變，CPU與存儲(chǔ)器的連接方法也沒有變。對(duì)于外設(shè)而言，微機(jī)與外設(shè)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(xué)中，還是以Intel 8086為主線，系統(tǒng)介紹微機(jī)的基本組成、IA-32體系結(jié)構(gòu)；介紹處理器與總線技術(shù)，這里穿插介紹流水線技術(shù)、多核CPU、PCI-Express總線技術(shù)和串行通用總線USB等以及它們?cè)诠こ虒?shí)踐中的應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)；存儲(chǔ)器的組成是重點(diǎn)，要求學(xué)生學(xué)會(huì)獨(dú)立設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的存儲(chǔ)器系統(tǒng)，這里穿插介紹閃存、固態(tài)硬盤等新型存儲(chǔ)器技術(shù)；中斷技術(shù)與應(yīng)用是重難點(diǎn)，以8259芯片為中心講授中斷程序設(shè)計(jì)；I/0接口原理和應(yīng)用也是重點(diǎn)內(nèi)容，主要是讓學(xué)生能針對(duì)不同功能的芯片如8237、8253/8254、8255、8251等進(jìn)行設(shè)計(jì)和編程。將硬件實(shí)現(xiàn)與匯編語(yǔ)言編程相結(jié)合，重點(diǎn)突出8088和8086，著眼于對(duì)Intel Architecture-32結(jié)構(gòu)微處理器的系統(tǒng)理解，使學(xué)生正確建立微機(jī)系統(tǒng)的整體概念。

2.2 改革教學(xué)方法

高職學(xué)生素質(zhì)參差不齊，有些學(xué)生善于聽課，能夠抓住老師講的重點(diǎn)內(nèi)容，積極向老師請(qǐng)教各種問題，自學(xué)能力較強(qiáng)；而有些學(xué)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(xué)習(xí)。針對(duì)學(xué)生的這些心理特點(diǎn)，首先應(yīng)樹立以學(xué)生為中心的思想，教師在各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)上要注意調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。除教學(xué)內(nèi)容改革外，教師還應(yīng)對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精心組織和安排，仔細(xì)教研，改革教學(xué)方法，盡可能解決學(xué)生學(xué)習(xí)能力和分析理解能力兩極分化的問題。

在課堂教學(xué)中，針對(duì)高職高專學(xué)生缺乏抽象思維的特點(diǎn)，在講解CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)、操作時(shí)序、尋址方式、指令的執(zhí)行過程、總線結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)原理、通信接口等抽象的內(nèi)容時(shí)，可制作相應(yīng)的多媒體CAI動(dòng)畫課件和電子教案。通過文字、圖片和動(dòng)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(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能增加課堂教學(xué)的信息量，拓展學(xué)生的知識(shí)范圍，加快教學(xué)進(jìn)度，彌補(bǔ)教學(xué)課時(shí)數(shù)的不足。

現(xiàn)代多媒體教學(xué)手段非常實(shí)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(gè)明顯的不足在于講解的速度很快，短時(shí)間向?qū)W生灌輸大量知識(shí)，導(dǎo)致學(xué)生沒有足夠時(shí)間來理解和消化所學(xué)內(nèi)容。因此，在教學(xué)過程中應(yīng)該結(jié)合傳統(tǒng)板書教學(xué)。特別是在講授存儲(chǔ)器系統(tǒng)設(shè)計(jì)、存儲(chǔ)器地址范圍計(jì)算、各類芯片的使用及相關(guān)匯編程序設(shè)計(jì)等知識(shí)點(diǎn)時(shí)，在講解案例時(shí)，通過板書可逐步展現(xiàn)例題的分析步驟、解題思路，增加學(xué)生理解的時(shí)間，給學(xué)生思考的空間，也可畫一些簡(jiǎn)單示意圖，幫助學(xué)生理清學(xué)習(xí)頭緒，從而達(dá)到掌握新知識(shí)并能夠靈活運(yùn)用的目的。

對(duì)于學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到枯燥無味、難度較大又十分重要的內(nèi)容時(shí)，可嘗試采用類比教學(xué)法，將其與學(xué)生熟悉的生活實(shí)踐相聯(lián)系，就能收到事半功倍的效果。例如，我們?cè)谥v解內(nèi)存地址的時(shí)候，可以以教學(xué)樓做類比，每間課室都有一個(gè)編號(hào)，對(duì)應(yīng)的是內(nèi)存單元應(yīng)該也有編號(hào)，這個(gè)編號(hào)就是它的地址；我們還可以將樓層號(hào)比作段地址，將課室房間號(hào)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(shí)中的事物聯(lián)系起來，比喻恰當(dāng)，學(xué)生就容易理解，還能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.3 改革考核方法

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

考核方式應(yīng)側(cè)重學(xué)生綜合能力培養(yǎng)，盡量脫離應(yīng)試教育的模式。考試命題盡量科學(xué)合理，應(yīng)有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維及分析解決問題的能力。考核成績(jī)應(yīng)從平時(shí)上課、作業(yè)情況，實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫，期末考試成績(jī)?nèi)糠謥砜紤]。在總評(píng)成績(jī)里，平時(shí)成績(jī)占10%，實(shí)驗(yàn)占30%（其中實(shí)驗(yàn)操作占20%，實(shí)驗(yàn)報(bào)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(xué)生對(duì)這門課程掌握的情況。

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