《微機原理與控制技術》課程教學改革思路與內容

摘要：《微機原理與控制技術》是一門新整合的非計算機專業學生的專業基礎課程，為了適應少課時、重基礎、寬面向的現代通用性人才培養模式，必須對其原有的教學體系、教學內容及教學方法等方面進行改革。本文結合多年的教學改革經驗教訓，闡述了《微機原理與控制技術》新課程體系的改革思路、改革目的、改革內容及改革實踐中的效果。

關鍵詞：微機原理與控制技術 教學改革 改革思路 改革實踐

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795(2012)01(A)-0000-00

1 引言

《微機原理與控制技術》是由原有的《微機原理》和《微型計算機控制技術》兩門課程融合在一起的一門課程，是工科專業學生必修的一門基礎課程。原有的教學培養計劃中將《微機原理》作為非計算機專業學生的基礎課程，而將“微型計算機控制技術”作為非計算機專業學生的專業基礎課程，這樣兩門課程的上課時間間隔一般是一年，而兩門課程大部分內容又是相關的，這種培養計劃導致學生對兩門課程學習重點分不清楚，教師在講授兩門課程又無法掌握拓展和延伸的程度。對于《微機原理》課程來說，基本原理、基本知識特別是接口部分，如果講的太少太簡單，會造成學生學習《微型計算機控制技術》時非常吃力，這樣也勢必會增加《微型計算機控制技術》授課老師的負擔；如果講的太多太深，會造成學生學習《微機原理》的知識點太多不容易掌握，同時也會造成《微型計算機控制技術》課程授課老師無內容可講。更為復雜的問題是在非計算機專業培養計劃中將《微機原理》作為必修課程，而將《微型計算機控制技術》作為選修課程，而實際上對于非計算機類學生來說，《微型計算機控制技術》也是他們學習的重點，特別是隨著我國高等教育教學改革不斷的深入和發展，學生的培養目標與培養模式也在逐步做出調整。但顯而易見，這種發展與調整越來越突出計算機能力的培養。顯而易見，《微機原理》和《微型計算機控制技術》都是工科學生重要課程，而這又與有限的課時及教學資源相矛盾。如何解決這兩門課程在少學時的基礎上，讓學生盡可能地掌握其知識要點，是現代工科教育教學改革過程中面臨的一個問題。

2 課程改革思路

為了解決《微機原理》和《微型計算機控制技術》這兩門課程眾多突出矛盾，為適用寬口徑專業人才培養模式的需要，為了提高非計算機專業學生對微機原理及控制技術基礎知識、基本理論和關鍵技術的學習興趣和掌握能力，以適應社會人才的需求，大連理工大學結合自身學校特點和教學資源特征，將《微機原理》和《微型計算機控制技術》這兩本課程的主要內容，按照重基礎、少學時、新知識、寬面向的原則進行整合，形成了新的非計算機專業學生的專業基礎課程《微機原理與控制技術》。該課程作為專業必修的基礎課程，使得教師和學生將微機控制技術也作為重點基礎知識進行講授和學習，這種培養計劃既符合寬口徑、通用性人才培養模式，又滿足了社會對非計算機專業學生計算機應用和控制技術能力的要求。為了使新課程計劃體系能夠適應非計算機類專業學生培養的需求，使學生在極其有限的學時內掌握傳統體系中兩門課程中既有理論又有實踐的主要內容和基本知識，教學團隊對原有兩門門課程教學的理念、內容、資源、手段以及教材等方面進行了系統的分析、整合、優化和改革。

《微機原理與控制技術》課程知識點比較抽象，涉及面較廣，前后知識聯系比較緊密，加之是一門新的課程體系，傳統陳舊的教學方法，單一的教學手段，已經不能適應新課程體系。如何改進《微機原理與控制技術》課程的教學方法與手段，以提高其教學效果和質量，使學生所學知識能跟上當前飛速發展的計算機技術，是我們亟待解決問題的切入點。

此外，《微機原理與控制技術》課程是對傳統的《微機原理》與《微型計算機控制技術》兩門課程進行整合，是使學生在有限的學時內掌握微型計算機及控制技術的基礎理論和工程基礎知識，并能融入了先進的微處理器理念和現代化計算機控制技術。課程的知識點多、涉及面廣、與工程實際結合性強，時數還不到50學時，知識體系和知識結構的構建與教學的組織實施都是極大的挑戰。因此，必須合理組織教學內容，淡化原有程體系中16位微處理器內容和指令以及復雜的匯編語言編程方法，將《微機原理》與《微型計算機控制技術》相近、重復或者緊密相關的內容應整合起來，這樣使得學生學習起來更方便，不容易造成知識點的重復或者脫節。為了適應現代微機應用與控制新模式，即新課程既要涵蓋微型處理器的基本原理和理論，也要體現微機控制中知識和概念的完整性和有機聯系，以滿足學生的專業視野。同時，該課程實踐性強、學生學習任務重、而且是在學生不太具備微處理器應用實踐基礎的前提下組織教學，難以保證在較少學時內既完成教學大綱的教學要求又能培養學生的控制工程意識和創新能力，原有的教學方法和手段難以適應課程內容和課程體系的要求，必須由淺入深地合理安排授課內容的順序，探索一套與之相輔相成的教學方法和教學手段。

3 課程改革內容

《微機原理與控制技術》課程教學改革的主要目標就是，根據大連理工大學非計算機專業《微機原理與控制技術》課程改革過程中存在的問題，整合、協調、優化配置現有的教學資源，輔以先進的教學手段，合理設計教學環節，以充分體現本課程的特點，反映課程的特征，并使學生通過該課的學習掌握微型計算機及其控制應用的基本知識，提高控制工程意識，培養理論聯系實際的能力、分析問題和解決問題的能力及創新思維能力。具體包括：

(1) 課程體系改革：重新審視《微機原理與控制技術》課程體系、內容和結構，構建合理的知識體系和知識結構，組織教學內容，完善教學新體系。即在有限課時內，做到講授內容少而精、寬而新，使課程內容更既要涵蓋課程的基本原理和理論，也要體現課程中知識和概念的完整性和有機聯系，以滿足學生的專業視野。例如，隨著計算機技術的飛速發展，16位微處理內部結構、指令細節及陳舊枯燥的MS-DOS中的部分內容已經相對陳舊冗余而且工程實際案例也較少，因此本課程體系中就淡化了上述部分內容，而是重點強調了32位微處理器特別是64位微處理器的教學內容。擯棄了原有程體系中復雜的匯編語言編程方法，重點關注匯編語言程序設計中數據結構、邏輯處理和程序流程控制方法。針對典型程序對重要程序語句進行詳細說明用法用處。將《微機原理》與《微型計算機控制技術》相近、重復或者緊密相關的內容應整合起來將，這樣使得學生學習起來更方便，不容易造成知識點的重復或者脫節。例如將《微機原理》中8255等芯片接口技術與《微型計算機控制技術》中數據通道中芯片接口技術結合起來講，這樣學生更容易掌握，避免重復講授，節省教學資源。

(2) 教學模式改革：本課程的內容大多非常抽象，難以理解，學生自主學習興趣少、難度大。因此，通過增加動態演示內容形象生動地將枯燥、抽象內容形象簡單的演示出來，使學生更有興趣、更容易接受、更容易理解的方式學習和掌握本課程內容。更新原有多媒體課件，增加動態演示內容。特別是現在大學生使用的基本上是筆記本，而對計算機內部結構更是云里霧里，所聞未所見。本課程在教學中將臺式計算機主機帶入課堂，從各個接口的功能講起，或者啟發學生去主動發言說明接口功能，這樣學生興趣更濃，印象更加深刻。同時以主機接口為切入點，一直深入到計算機機箱內部構造，講解電源時，將計算機電源抗干擾技術滲入進去。針對主板上關鍵芯片和各主要模塊的作用，講解8253、8259等芯片作用，最后聚焦到微處理CPU上，讓學生從直觀上感受微處理器，然后再結合自己收集的不同時期微處理器實物，讓學生從感官上感受微處理器的發展過程。這樣容易提起學生的興趣，同時埋下諸多課程講授的伏筆，開始進入本門課程基礎教學授課。這種方法經過多年的實踐，在課堂上收到了很好的效果。最終歸納總結出一套與課程體系、內容和結構相輔相成的教學方法和教學模式，以提高教學效率和質量。受授課學時的限制，采取課堂精講與學生自學相結合的教學模式；采用啟發式教學，培養學生分析解決問題的思維方式和方法；采取課堂精講與學生自學相結合的教學模式，輔以豐富的文字、動畫和視頻資料。

（3） 考核方法改革：探索新的考核方法，打破傳統的期末單獨筆試的考試方法，制定合理的考核方案，采用增加平時題簽式、討論式、小制作式等多種考核方法，根據課程實際情況分階段增加交流討論、書寫報告等環節的次數，通過增加平時考核次數，采用鼓勵式評價方式，提高學生學習興趣，通過增加小制作鼓勵式考核方式，從只考理論知識，到注重過程考核和綜合能力測試，促進學生知識的積累，避免學生考前突擊和死記硬背現象，使學生真正學到知識。

4 結語

總之，《微機原理與控制技術》是一門新的課程體系，教學內容多、知識點雜、概念抽象、學生認知度不足。要想探索出適合這樣一門新課程體系的教學方法，提高教學質量，取得良好教學效果，教學團隊老師必須及時歸納總結教學一線出現的問題，集思廣議，發揮各自特長，創新教學方法，充分利用設備資源、工程資源、信息資源，引導啟發學生的學習積極性，使得學生主動去獵取知識。

參考文獻

[1]鞠陽. 電類非計算機專業微機原理及應用課程教學改革探索[J]. 中國科教創新導刊，2008，No.16:163-164.

[2]戴梅萼，史嘉權. 微型計算機技術及應用[M]. 北京:清華大學出版社，1996.

[3]于海生. 微型計算機控制技術[M]. 清華大學出版社，2005

[4]史小松，黃勇杰. 淺談《微機原理與接口技術》課程的教學改革[J]. 中國科教創新導刊，2008 No.35:178.