《微機(jī)原理與接口技術(shù)》教學(xué)方法探討

　　摘　要：《微機(jī)原理與接口技術(shù)》是一門軟硬件結(jié)合的課程，具有一定的難度。針對(duì)課程內(nèi)容抽象和職業(yè)院校學(xué)生的特點(diǎn)，教師結(jié)合多年的教學(xué)實(shí)踐，闡述本課程教學(xué)的一些方法。
　　關(guān)鍵詞：微機(jī)原理；多媒體；比喻；C語(yǔ)言
　　《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程是職業(yè)院校計(jì)算機(jī)及其相關(guān)專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。課程任務(wù)是使學(xué)生建立微機(jī)系統(tǒng)的整體概念，具有應(yīng)用接口芯片進(jìn)行軟硬件開(kāi)發(fā)的初步能力。但是，由于目前學(xué)生入學(xué)門檻有所放低，學(xué)生總體素質(zhì)也有所下降，所以如何上好《微機(jī)原理與接口技術(shù)》這門課程，已成為職業(yè)院校教師必須深思的課題。根據(jù)本人的教學(xué)實(shí)踐和學(xué)生的反饋信息，并結(jié)合該課程的特點(diǎn)，我在教學(xué)過(guò)程中對(duì)其教學(xué)方法進(jìn)行了一些探索。
　　一、微機(jī)教學(xué)中存在的問(wèn)題
　　《微機(jī)原理與接口技術(shù)》這門課程內(nèi)容抽象，知識(shí)點(diǎn)多，并具有理論與實(shí)踐、硬件與軟件相結(jié)合等特點(diǎn)，再加上計(jì)劃課時(shí)有限，導(dǎo)致教師很難在有限課時(shí)內(nèi)較好地完成教學(xué)任務(wù)。
　　這門課程教學(xué)難度大，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣差，普遍感到這門課難學(xué)、難懂，多數(shù)學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確，總體概念建立不起來(lái)，思路不清晰，學(xué)習(xí)這門課的角度掌握不準(zhǔn)確。
　　二、明確教學(xué)目標(biāo)，激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)
　　針對(duì)該門課程的特點(diǎn)和學(xué)生狀況，為調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，在教學(xué)中，教師首先要讓學(xué)生明確以下幾個(gè)問(wèn)題：
　　1. 明確學(xué)習(xí)的側(cè)重點(diǎn)
　　學(xué)習(xí)《計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)》，我們可以演示規(guī)范的電子表格，播放一段幻燈片作引導(dǎo)；學(xué)習(xí)《微機(jī)原理與接口技術(shù)》，我們也可通過(guò)多媒體演示微機(jī)應(yīng)用的例子開(kāi)始。如多點(diǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，通過(guò)傳感器A/D轉(zhuǎn)換電路采集溫度、壓力等；利用8255A芯片控制LED數(shù)碼管的亮和滅，模擬十字路口的交通燈控制系統(tǒng)等。通過(guò)這些演示，一方面能使學(xué)生明確該課程的實(shí)用性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情；另一方面能使學(xué)生有一個(gè)總體的認(rèn)識(shí)，了解人們是怎樣用微機(jī)進(jìn)行控制的，知道應(yīng)用微機(jī)操作的具體過(guò)程。比如在對(duì)紅綠燈的演示中，我們可以進(jìn)一步有意通過(guò)鍵盤改變程序的內(nèi)容，使燈亮的盞數(shù)發(fā)生變化，延時(shí)時(shí)間加長(zhǎng)或縮短，并且在操作中我們也可有意將程序改錯(cuò)，觀察數(shù)碼或屏幕顯示的錯(cuò)誤信息，然后再改正過(guò)來(lái)正確顯示，從而使學(xué)生了解人機(jī)是怎樣會(huì)話的、人們的意圖是怎樣通過(guò)編寫程序控制微機(jī)實(shí)現(xiàn)的。這樣，就能使學(xué)生加深理解該課程的側(cè)重點(diǎn)，掌握編程和接口連接的方法，并能向微機(jī)發(fā)出命令進(jìn)行控制操作。
　　2. 明確從應(yīng)用的角度學(xué)習(xí)微機(jī)原理，將微機(jī)作為一種工具使用
　　要使學(xué)生具有計(jì)算機(jī)的應(yīng)用技能，我們就應(yīng)先從使用的角度、而不是從維修的角度詳細(xì)講整個(gè)系統(tǒng)的工作過(guò)程。如汽車是人的代步工具，從使用角度來(lái)說(shuō)應(yīng)學(xué)習(xí)駕駛技術(shù)、考駕照，而不是學(xué)一定難度的維修；同樣電腦代替不了人腦，但其作為一種工具，可幫助人們實(shí)現(xiàn)工業(yè)、交通的自動(dòng)控制。所以，按照心理學(xué)上認(rèn)知規(guī)律，要先從應(yīng)用角度學(xué)會(huì)如何操作微機(jī)，實(shí)現(xiàn)其控制功能，而不是一開(kāi)始就要對(duì)整體微機(jī)系統(tǒng)和工作原理進(jìn)行深入分析，對(duì)微機(jī)故障進(jìn)行維修。因此，對(duì)于編程序要著重學(xué)習(xí)CPU的寄存器、中斷方式、存儲(chǔ)器的地址分配、端口地址等，對(duì)于接口的連接要熟悉典型接口芯片的功能、各個(gè)引腳特性、工作方式等。
　　三、改進(jìn)教學(xué)方法，突破難點(diǎn)
　　1. 利用多媒體教學(xué)，使抽象內(nèi)容形象化
　　由于微機(jī)內(nèi)部芯片的高度集成化，其工作原理講解起來(lái)比較抽象，工作過(guò)程難于理解。特別像寄存器、存儲(chǔ)單元內(nèi)容看不見(jiàn)、摸不著，傳統(tǒng)的教學(xué)方式效果不理想。為此，我們可利用多媒體進(jìn)行輔助教學(xué)，將抽象、復(fù)雜的內(nèi)容采用直觀、形象的多媒體課件進(jìn)行演示，化抽象為具體、化難為易，以利于學(xué)生理解和掌握，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。
　　教材中各種圖比較多，如原理圖、時(shí)序圖以及流程圖等，如果我們用傳統(tǒng)的教學(xué)方式，既費(fèi)時(shí)又不規(guī)范。而運(yùn)用多媒體課件輔助教學(xué)，可很快直觀地展示給學(xué)生，對(duì)重點(diǎn)內(nèi)容可用不同的顏色標(biāo)注，需強(qiáng)調(diào)的內(nèi)容可用閃爍方式顯示，使學(xué)生緊跟老師的思路，既省去了大量的板書時(shí)間，又以整齊、美觀和可重現(xiàn)等方式展現(xiàn)課程內(nèi)容，提高了教學(xué)效率。實(shí)踐證明，采用現(xiàn)代化的教學(xué)手段，可以把原本枯燥的硬件課程講解得生動(dòng)易懂，加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，達(dá)到事半功倍的效果。
　　2. 形象比喻，深入淺出
　　比喻就是打比方，根據(jù)事物之間的相似點(diǎn)，把某一事物比作另一事物，把抽象的事物變得具體，把深?yuàn)W的道理變得淺顯。該課程內(nèi)容抽象，學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)困難較多，在教學(xué)過(guò)程中，我們可拿一些生動(dòng)、形象的例子來(lái)作比喻，以便學(xué)生理解和掌握。
　　如尋址方式，指令操作首先要尋找操作對(duì)象的操作數(shù)，為提高CPU的運(yùn)行速度，CPU中設(shè)有寄存器可暫存數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)主要存在存儲(chǔ)器中。若操作數(shù)在寄存器中可直接找到，就是直接尋址；若操作數(shù)在存儲(chǔ)器中不能直接找到，可通過(guò)寄存器中的有關(guān)信息找到，即寄存器間接尋址。我們可用去宿舍找學(xué)生作比喻，若知道學(xué)生的具體房間號(hào)，可以直接去找（直接尋址），不知道可以去宿舍值班室詢問(wèn)，得知學(xué)生房間號(hào)后再找到學(xué)生，這就類似于寄存器的間接尋址。
　　又如中斷引入解決了高速CPU與低速外設(shè)信息的交換問(wèn)題，CPU由被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)，采用分時(shí)操作，從而大大提高了效率。如何使學(xué)生理解中斷的執(zhí)行過(guò)程，我們可用優(yōu)秀售貨員或以教學(xué)講課中學(xué)生有問(wèn)題舉手提問(wèn)作比喻，教師允許學(xué)生提問(wèn)并作出回答，即為響應(yīng)中斷和執(zhí)行教學(xué)中斷服務(wù)的程序過(guò)程。
　　另外，刷新可用慢撒氣的自行車作比喻，中斷擴(kuò)展電路8259A可比作經(jīng)理的秘書等。課本中許多枯燥抽象的問(wèn)題，多能與生活中的事情聯(lián)系起來(lái)，通過(guò)恰當(dāng)?shù)谋扔鲿?huì)使它們變得生動(dòng)形象，易于被學(xué)生理解和接受。
　　四、結(jié)合C語(yǔ)言學(xué)習(xí)匯編語(yǔ)言
　　建構(gòu)主義認(rèn)為學(xué)習(xí)不是被動(dòng)接受刺激的過(guò)程，而是學(xué)習(xí)者通過(guò)新舊知識(shí)經(jīng)驗(yàn)間反復(fù)的、雙向的意義建構(gòu)過(guò)程。因此，學(xué)生已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)對(duì)于學(xué)習(xí)新知識(shí)具有重要的作用。多數(shù)學(xué)生已有了高級(jí)語(yǔ)言的基礎(chǔ)，如C語(yǔ)言，教學(xué)過(guò)程中我們可利用學(xué)生已有的知識(shí)、熟知的事物恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用類比，學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣就會(huì)很濃，更重要的是學(xué)生對(duì)所學(xué)的知識(shí)不容易遺忘，而且能達(dá)到“舉一反三”“觸類旁通”的效果。
　　如兩種語(yǔ)言設(shè)計(jì)中相似之處較多：（1）程序設(shè)計(jì)的基本步驟：分析題目確定算法、畫程序流程圖、編寫源程序、上機(jī)調(diào)試。（2）程序的四種基本結(jié)構(gòu)：順序、選擇（分支）、循環(huán)、函數(shù)（子程序）。（3）典型程序的算法：找最大值、最小值，冒泡排序，對(duì)分查找等。
　　又如兩種語(yǔ)言的不同之處：在輸入、輸出部分中，C語(yǔ)言是高級(jí)語(yǔ)言，輸入、輸出分別由賦值語(yǔ)句、輸入函數(shù)（scanf）、輸出函數(shù)（printf）實(shí)現(xiàn)，如X=3對(duì)于數(shù)據(jù)放在哪不用考慮；而匯編語(yǔ)言是面向機(jī)器的語(yǔ)言，因此編程應(yīng)了解對(duì)應(yīng)微型機(jī)的結(jié)構(gòu)，如存儲(chǔ)區(qū)的地址分配、外設(shè)端口地址分配，然后分配程序所要使用的存儲(chǔ)器、寄存器，規(guī)定數(shù)據(jù)輸入、輸出的方式等。因此，用匯編語(yǔ)言要考慮數(shù)據(jù)放在存儲(chǔ)器哪個(gè)單元，如何找到即用什么尋址方式取出操作數(shù)，數(shù)據(jù)處理完后還要考慮放回到哪個(gè)存儲(chǔ)單元，或通過(guò)哪個(gè)端口輸出等。
　　這樣，結(jié)合C語(yǔ)言學(xué)習(xí)匯編語(yǔ)言，既便于學(xué)生對(duì)匯編語(yǔ)言的理解，又加深了學(xué)生對(duì)C語(yǔ)言內(nèi)容的掌握。
　　在《微機(jī)原理與接口技術(shù)》教學(xué)中，我們針對(duì)教材和學(xué)生的實(shí)際，不斷改進(jìn)教學(xué)方法，使枯燥抽象的內(nèi)容變得形象生動(dòng)、深入淺出，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，也使教學(xué)質(zhì)量在不斷提高。總之，《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程的教學(xué)改革不可能一蹴而就，需要職業(yè)學(xué)校的教師進(jìn)行不斷地探索和實(shí)踐。
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]張榮標(biāo).微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版