獨(dú)立學(xué)院微機(jī)原理教學(xué)方法探索*

朱春媚

獨(dú)立學(xué)院微機(jī)原理教學(xué)方法探索*

朱春媚

電子科技大學(xué)中山學(xué)院 廣東中山 528402

微機(jī)原理是工科類專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程，針對(duì)該課程和獨(dú)立學(xué)院學(xué)生的特點(diǎn)，提出以目標(biāo)和興趣為導(dǎo)向的教學(xué)方法，介紹該方法的具體實(shí)施手段和效果。

獨(dú)立學(xué)院；微機(jī)原理；目標(biāo)和興趣；教學(xué)方法

Author’s addressUniversity of Electronic Science and Technology of China, Zhongshan Institute, Zhongshan, Guangdong, China 528402

微機(jī)原理課程是工科類專業(yè)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課，主要內(nèi)容包括80x86系列的微型計(jì)算機(jī)硬件工作原理，匯編語言編程方法，微機(jī)與輸入輸出設(shè)備及生產(chǎn)過程的典型接口電路和接口技術(shù)[1]。該課程涵蓋了硬件原理和軟件程序設(shè)計(jì)兩大塊，內(nèi)容繁雜、概念抽象，歷來是學(xué)生比較頭痛的課程之一。

1 獨(dú)立學(xué)院的學(xué)生特點(diǎn)

一方面，獨(dú)立學(xué)院學(xué)生的學(xué)科基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，自主學(xué)習(xí)能力缺乏，學(xué)習(xí)熱情普遍不高，自制力較差，在學(xué)習(xí)過程中容易信心不足；另一方面，他們有著非常強(qiáng)烈的自我意識(shí)、社會(huì)認(rèn)知欲和實(shí)踐欲，在人際溝通能力、組織協(xié)調(diào)能力和創(chuàng)新能力方面并不比母體院校的學(xué)生差[2-3]。

因此，與一本二本的學(xué)生相比，獨(dú)立學(xué)院的學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中更需要教師的監(jiān)督，在學(xué)習(xí)方法上更需要教師的引導(dǎo)。幫助學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)、理清思路，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在獨(dú)立學(xué)院的課堂教學(xué)中尤其重要。針對(duì)這一特點(diǎn)，探索以目標(biāo)和興趣為導(dǎo)向的教學(xué)方法，從傳統(tǒng)的以教師“教”為主轉(zhuǎn)為以學(xué)生“學(xué)”為主，充分利用學(xué)生實(shí)踐欲強(qiáng)的特點(diǎn)來調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、發(fā)掘?qū)W習(xí)潛能。

2 以目標(biāo)和興趣為導(dǎo)向的教學(xué)方法探索

2.1 對(duì)課程進(jìn)行準(zhǔn)確定位，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

獨(dú)立學(xué)院的學(xué)生往往對(duì)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)熱情不高，但實(shí)踐欲望強(qiáng)烈，學(xué)東西注重實(shí)用。在很多學(xué)生看來，今天學(xué)的東西如果明天就能用上，那就是最好的。學(xué)這門課程有什么用，是學(xué)生最期待回答的一個(gè)問題。因此，教師需對(duì)課程進(jìn)行準(zhǔn)確定位，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。

微機(jī)原理課程學(xué)習(xí)的是16位機(jī)的硬件和指令系統(tǒng)，上機(jī)、調(diào)試主要用到DOS操作系統(tǒng)，而學(xué)生平時(shí)用的是64位機(jī)和Windows系統(tǒng)，這種反差給學(xué)生一種知識(shí)陳舊、技術(shù)落伍的感覺，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不夠。要調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，就需要發(fā)掘該課程的實(shí)用性。因此，在第一次課就對(duì)課程進(jìn)行定位，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到以下幾點(diǎn)。

1）CPU芯片具有兼容性和傳承性，16位機(jī)和64位機(jī)雖然功能和速度都有區(qū)別，但基本工作原理和過程都是一樣的，16位機(jī)的知識(shí)可以類推到64位機(jī)。

2）匯編語言的設(shè)計(jì)方法對(duì)不同型號(hào)的CPU芯片，拼寫和格式可能會(huì)有區(qū)別，但指令的尋址過程和執(zhí)行過程是相同的，掌握一個(gè)系列CPU的匯編語言設(shè)計(jì)就很容易學(xué)會(huì)其他系列的。

3）對(duì)工科所有專業(yè)，尤其是機(jī)電類專業(yè)，很多工作場(chǎng)合都采用計(jì)算機(jī)控制，自動(dòng)化程度極高，其中使用的CPU大部分是單片機(jī)或者嵌入式微處理器，如果打好微機(jī)原理的基礎(chǔ)，就可以很容易地自學(xué)掌握這些處理器的使用。

2.2 幫助學(xué)生理清整門課程的思路，增強(qiáng)自信心

內(nèi)容多而雜，是大部分初學(xué)者對(duì)微機(jī)原理課程的第一印象，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中容易理不清思路，出現(xiàn)畏難情緒。在教學(xué)中首先讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到計(jì)算機(jī)只是人類發(fā)明的信息處理工具，增強(qiáng)學(xué)生的自信心；同時(shí)幫助學(xué)生理清整門課程的思路，按照信息處理過程來規(guī)劃微機(jī)原理的學(xué)習(xí)進(jìn)程。

1）計(jì)算機(jī)處理信息的方式是建立在二進(jìn)制基礎(chǔ)之上的，課程首先學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)中信息的表示方法——信息的表示和編碼；

表1 各層次學(xué)習(xí)目標(biāo)及實(shí)施

2）然后學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)中的信息處理模型——CPU的結(jié)構(gòu)和工作原理；

3）接著學(xué)習(xí)信息處理方法——CPU的指令系統(tǒng)與匯編語言編程方法；

4）最后學(xué)習(xí)信息處理的設(shè)備組成——存儲(chǔ)器、I/O接口芯片。

課程內(nèi)容的編排與信息處理過程的對(duì)比如圖1所示。

這樣，學(xué)生對(duì)整個(gè)課程框架心中有數(shù)，在學(xué)的過程中就更容易把各個(gè)章節(jié)關(guān)聯(lián)起來。

2.3 明確各個(gè)階段的學(xué)習(xí)目標(biāo)，進(jìn)行任務(wù)驅(qū)動(dòng)

針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性不足的特點(diǎn)，教學(xué)過程中反復(fù)強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的目標(biāo)，讓學(xué)生清楚每一次課的任務(wù)，做到有的放矢，同時(shí)監(jiān)督學(xué)生自查是否達(dá)標(biāo)。把學(xué)習(xí)目標(biāo)分為5個(gè)層次：課程總體目標(biāo)、章節(jié)目標(biāo)、知識(shí)點(diǎn)目標(biāo)和課堂目標(biāo)。各層次目標(biāo)的明確時(shí)間和方式如表1所示。

微機(jī)這門課程章節(jié)之間聯(lián)系緊密，各章節(jié)內(nèi)容沒有絕對(duì)的分隔，通常一個(gè)知識(shí)點(diǎn)會(huì)涉及后面章節(jié)的內(nèi)容。在布置學(xué)習(xí)目標(biāo)時(shí)，需明示哪些內(nèi)容可以忽略或暫時(shí)忽略，以免打擊學(xué)生的自信心。以寄存器的習(xí)慣用法為例，沒講指令系統(tǒng)前，要掌握這個(gè)知識(shí)點(diǎn)主要靠死記硬背，而學(xué)過指令系統(tǒng)后無形中就掌握了。如學(xué)了輸入輸出指令，學(xué)生就知道累加器的一個(gè)習(xí)慣用法是存放I/O口的數(shù)據(jù)；又比如學(xué)了堆棧指令，學(xué)生自然掌握了SP的習(xí)慣用法是用作棧頂指針。

2.4 采用案例教學(xué)模式，以“學(xué)”為中心

傳統(tǒng)教學(xué)模式以“教”為主，缺乏互動(dòng)，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。案例教學(xué)是在教師的指導(dǎo)下，根據(jù)教學(xué)目的要求，組織學(xué)生對(duì)案例的調(diào)查、閱讀、思考、分析、討論和交流等活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，加深學(xué)生對(duì)基本原理和概念的理解，是以“學(xué)”為中心的的互動(dòng)式教學(xué)[4]。在學(xué)習(xí)某一知識(shí)點(diǎn)時(shí)，圍繞案例展開，采用引出問題、分析問題、講解知識(shí)點(diǎn)、解決問題的教學(xué)過程。

例如學(xué)習(xí)查表指令時(shí)，如果直接講這條指令的格式、功能，學(xué)生主要靠識(shí)記被動(dòng)地接受。采用案例教學(xué)模式，教師在上課時(shí)先設(shè)計(jì)案例：隨機(jī)輸入一個(gè)數(shù)字用七段數(shù)碼管顯示出來。學(xué)生在分析問題時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)要顯示的數(shù)字不定，如果有一張表可根據(jù)數(shù)字轉(zhuǎn)換為段碼是最簡單的，而查表指令正是這樣的一種方法。教師此時(shí)介紹查表指令，介紹完后再讓學(xué)生用該指令完成程序編寫。通過這樣的互動(dòng)，學(xué)生的積極性就被調(diào)動(dòng)起來，從被動(dòng)接受轉(zhuǎn)化為主動(dòng)學(xué)習(xí)。

2.5 創(chuàng)造機(jī)會(huì)幫助學(xué)生獲得成就感，發(fā)掘?qū)W習(xí)潛能

針對(duì)學(xué)生實(shí)踐欲望強(qiáng)的特點(diǎn)，在學(xué)習(xí)的過程中，盡快地應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)來解決問題，讓學(xué)生體會(huì)到解決問題的喜悅和成就感，發(fā)掘?qū)W生的學(xué)習(xí)潛能。

1）改革實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在原有驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，增加大量的簡單設(shè)計(jì)性和綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并注意教學(xué)內(nèi)容的多樣性，滿足不同程度學(xué)生的學(xué)習(xí)需要，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行電路結(jié)構(gòu)、軟件編程和系統(tǒng)功能創(chuàng)新。比如做流水燈實(shí)驗(yàn)，在實(shí)現(xiàn)8個(gè)燈輪流亮的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生發(fā)揮想象，自行設(shè)計(jì)燈亮的模式，可延伸為一個(gè)彩燈控制系統(tǒng)。

2）鼓勵(lì)學(xué)生參加學(xué)科競(jìng)賽。設(shè)立創(chuàng)新基金，開放實(shí)驗(yàn)室，成立機(jī)器人設(shè)計(jì)、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)等興趣小組，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)掘?qū)W習(xí)潛能，向高水平的學(xué)科競(jìng)賽挑戰(zhàn)。

3 結(jié)語

實(shí)踐證明，通過以上教學(xué)手段，彌補(bǔ)了獨(dú)立學(xué)院學(xué)生在自主學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)興趣和自信心方面的不足，充分發(fā)揮了他們實(shí)踐和創(chuàng)新欲望強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，學(xué)生的專業(yè)認(rèn)同度和學(xué)習(xí)積極性大大提高，取得較好的教學(xué)效果，學(xué)生理論基礎(chǔ)扎實(shí)并且勇于挑戰(zhàn)自己，在歷年的各類學(xué)科競(jìng)賽中（如中國機(jī)器人大賽、全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、博創(chuàng)杯全國大學(xué)生嵌入式設(shè)計(jì)大賽等）屢獲佳績。

[1]馬爭.微計(jì)算機(jī)原理與單片機(jī)技術(shù)[M].北京:高等教育出版社,2009:16-256.

[2]周賢君,張勝利,周笑妮.獨(dú)立學(xué)院學(xué)生教育管理模式探索[J].高等農(nóng)業(yè)教育,2004(8):71-73.

[3]李茲良.獨(dú)立學(xué)院學(xué)生的學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)策略探究[J].文教資料,2011(9):193-195.

[4]王焱,易發(fā)勝.“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程的案例教學(xué)探討[J].計(jì)算機(jī)教育,2009(23):136-138.

Teaching Methods Exploration of Microcomputer Principle in Independent College

Zhu Chunmei

Microcomputer principle is one compulsory basic course of engineering major. For characteristics of the course and students in independent colle ges, target and interest-oriented teaching method is proposed. The specific means of implementation and effects of this method is discussed.

independent college; microcomputer principle; target and inter est; teaching method

G642.4

B

1671-489X(2012)27-0106-03

10.3969/j.issn.1671-489X.2012.27.106

電子科技大學(xué)中山學(xué)院教學(xué)質(zhì)量工程建設(shè)項(xiàng)目（ZLGC2011JXTD08、ZLGC2011JXTD07）。

作者：朱春媚，碩士，講師，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)控制、智能控制。