項目教學法在《微機原理》教學中的應用

陳兆仁　劉婉貞

【摘 要】本文基于項目教學法的思想，提出了《微機原理》教學改革步驟和方法，設置了教學情境，將項目慣穿于《微機原理》教學過程，激發了學生的學習興趣。

【關鍵詞】教學目標；過程；協作學習；情境；能動性

【Abstract】Base on project teaching method ， proposed the teaching reform steps and Methods of the Microcomputer principle，set up a teaching situation ，it is clear that Teachers under the student as the center ， “student performance management system”project used to wear in Microcomputer principle， inspired the learning interest of the students.

【Key words】The teaching goal；Process；Collaborative learning；Situation；Motility

1 項目教學法[1]

根據項目教學法原理和規則， 把理論和實踐相結合，讓學習者在一定的情境即社會需求的背景下，把自身已有的知識和經驗為基礎主動的建構學習活動。即是在教師設計的情境下的學生的學習過程，使學生借助已有的知識和經驗，主動探索，積極交流，建立對《微機原理》課程新的認知過程。筆者將《微機原理》與工程項目相結合，將工程項目應用于教學的過程，也是使學生主動建構自己已有知識經驗的過程，同時也是通過新經驗與原有知識經驗的相互作用而不斷充實、豐富和改造自己已有知識經驗的過程。將課程與工程項目結合，更強化了學生學習的主動性、實踐性、創造性和社會性，從而對學習與教學提出了許多新的見解和思想。

2 《微機原理》的課程情景

《微機原理》的課程情景包括《微機原理》課程特點和《微機原理》課程設置特點。

（1）《微機原理》課程特點：《微機原理》包括二個方面的內容，其一，匯編語言的程序設計；其二，硬件電路的設計和軟件接口；其三，《微機原理》涉及的概念比較復雜，規則繁多，使用靈活，容易出錯，教師教學和學生學習都感到困難，并不同程度產生畏難心理；這是一門實踐情很強的課程，沒有深澳的理論，也沒有邏輯推理過程，同時是指令對底層的操作，所以執行過程是看不見摸不著的，對學生來說不能形象的理解，枯槽無味，因此學習起就比較困難。

（2）《微機原理》課程設置特點：其一，《微機原理》教學的少課時，多內容，該課程從54學時減少到了41學時；其二，匯編語言作為程序設計語言之一，不但是計算機專業的必修課，而且非計算機專業的學習課程。

為解決上述問題筆者在整個教學過程中分別以指令系統模型圖和系統電路為主線，將系統電路分為七個模塊，描述硬件系統開發過程，將各個子項目合理按排到單元，并且提出了下列要求：將教材的各接口芯片與 存儲器2716、2114以獨立方式編址按下列要求設計電路：

（1）譯碼芯片為74LS138＼74LS32＼74LS20＼74LS04＼74LS30

（2）ROM存儲器系統為2KB RAM存儲器系為4KB

（3）接口芯片的端口地址16位其中最低二位為接口芯片的片內譯碼，第三位到第8位為74LS138的輸入和控制信號，第九位到第十四位為自已學號編號作為門電路的譯碼輸入信號。

要求學生在本課程學習的過程中完成上述項目內容（以下簡稱為“項目”）。

3 《微機原理》的課程內容的設計

3.1 抽象的指令形象化 ，由于PC 機的匯編指令比較多，同時指令是對底層的操作，是看不見摸不著的，所以學習起來比較費勁，難以理解，所以為化解這個問題，在匯編語言的這部分教學過程中設計一個模型，有助于學生在學習指令時對指令的理解。

例如根據指令系統模型在講解MOV AL，[1000H]指令時，強調將13送至AL中，不是將1000H送入AL中，圖中是采用動畫，這樣就很直觀的形象，例如要求將1000H單元的內容送至I/O接的2000H端口中去

MOV DX，2000H

MOV AL，[1000H]

OUT DX，AL

這個例題既讓學生理解I/O操作指令又讓學生理解存儲器和I/O指的作令是不同的，既形象又直觀。

3.2 硬件部分教學設計

教學內容如系統電路圖2所示 ，通過這張電路圖讓學生知道本課程的學習任務，達到什么樣的要求，從而激發學生的學習興趣。

作者將本系統電路劃分為七個模塊，分別是譯碼電路設計、存儲器系統設計、8253定時電路電路設計、8251接口電路設計、8255接口電路設計和A/D或D/A電路設計及8259接口電路設計，把每個子項目與其章節對應，以該系統電路為教學過程的始終，將各章節的知識點慣穿其中，從而引導學生學習完相應內容后積極完成項目的相應任務，掌握各章節的知識，要求學生最終完項目的設計，讓學生知道學習的最終目標和《微機原理》課程的意義，看到了自已的收獲，激發了學生積極性，使學生產生學習興趣，從而提高學習效率。

3.3 分析教學目標、明確教學任務

基于項目教學法的思想，我們的教學設計是學生是學習的主體，在匯編語言程序設計部分通過指令系統模型圖，確定《微機原理》課程的匯編語言程序設計部分學習情境教學目標分析，確定基本概念、語法以及程序設計有關的知識內容，《微機原理》硬件部分，明確各子項目與CPU接口的基本方法，這是教學設計面臨的首要任務。

《微機原理》課程目標：通過項目的訓練，培養學生編程思想和基本技能，熟悉基本程序設計方法，掌握硬件電路的設計，能更好理解軟硬件結合，解決本專業領域中的問題。

4 教學過程設計

筆者基于項目教學法的思想，以指令系統模型和系統電路設計真實問題情景為依托，探索、學習和解決實際問題的過程，從而用問題來驅動學習。

《微機原理》采用 以模塊為載體，用任務進行驅動的教學方法。以《系統電路設計》為主線，把任務分配于所有章節中，課程教學具有連貫性。同時結合現場提供實際項目案例（子項目）組織教學。教學過程中，通過案例導入，任務驅動（I/O接口電路是怎么樣編址？），引導學生由簡到繁、由易到難、循序漸進地完成一系列“模塊任務”，在完成“模塊任務”的過程中，培養學生分析問題、解決問題，完成課程設計和教學訓練的全過程。使學生體會到知識的實用性，提高學習興趣。

例如 在硬件部分教學過程中，先以譯碼電路設計先行，因為譯碼電路是接口電路設計的第一道關口，只有弄清楚了這部電路的設計，也就理解了I/O端口編址方法，從而更進一步理解端口的概念。所以闡述譯碼電路設計的原則，輸入信號的構成及輸出信號為低電平，同時闡述地址編碼規則，給出應該實例進行分析。

5 學習情境設計

學習情景的選擇：為學生選擇一個完整、真實的學生比較熟悉問題背景（例如講授輸入輸出接口時I/O接口為什么要設置地址？引入這棟大樓的教室為什么要編號？）作為《微機原理》教學的平臺或者切入點，激必學生學習的欲望；同時該情境又要能讓學生感受此情境的在學習過程中學生在這個群體互動與交流，即協作學習，驅動學習者進行自主學習，從而達到主動建構知識意義的目的。

所以筆者在《微機原理》教學實施中，將《系統電路》實際問題或引入課堂教學，進行適當簡化處理，作為教學和實驗實訓項目。根據課程內容和工作過程，結合學生特點，采用任務驅動、項目教學、講練結合等教學手段，把項目開發過程的工作環節及任務穿插于各個知識點的學習中，設計如下的七個學習情境[2]。

譯碼電路設計——輸入輸出接口

存儲器系統設計——存儲器

8253接口電路設計——定時與計數器

8251接口電路設計——串行接口

8255接口電路設計——并行接口

A/D或D/A電路設計——模擬量輸入/輸出通道

8259接口電路設計——中斷系統

6 協同學習環境設計

在《微機原理》教學過程中始終以《系統電路》為主線，讓學生在自學的基礎上開展小組討論、協商，以進一步完善和深化對項目意義建構。整個協同學習過程均由教師組織引導，討論的問題可由師生根據教學內容，根據項目結合《系統電路》提出，在教師的指導下通過個人、小組搜集材料、提取信息、處理信息、合作研究、探索解決問題的學習方式，為學生提供一個交流、合作、探索、發展的平臺。

例如：項目內容的（3），就是要求學生在學習完譯碼電路設計后完成，為此為了讓學生理解其中的位的概念，就必需引導對學生將地址總線和學號的編號對應。從而讓學生發揮想象，自主設計，由于學號不同所以設計出來的譯碼電路也就各不相同。

7 總結

在基于項目教學法的思想指導下，將指令系統模圖和《系統電路》運用在《微機原理》教學中，始終突出以學生為主，教師為輔原則， 通過鼓勵學生主動參與項目，自主學習、培養學生的團隊意識和探索精神，從而激發了學生的學習興趣。這種教學改進深受學生歡迎，使學生對微機原理掌握更深入、更扎實，全面的提升《微機原理》的教學質量。

【參考文獻】

[1]R·M·加涅L·J·布里格斯.教學設計原理[M].華東師范大學出版社.

[2]洪永強.微原理與接口技術[M].科學出版社，2014，05.

[責任編輯：朱麗娜]