淺談《微機原理與接口技術》課程教學體會

朱劼+茹國寶

【摘要】《微機原理與接口技術》是高等學校理工科大學生的一門重要的技術基礎課程，該課程知識點多、實踐性強、教學難度較大，而且隨著計算機技術的發展，它面臨著許多新的問題。從教學內容、教學方法和實驗環節等方面介紹了我們的幾點教學體會。

【關鍵詞】微機原理與接口技術 教學內容 教學方法

《微機原理與接口技術》是高等學校理工科大學生的一門重要的計算機技術基礎課程，該課程屬于學習計算機硬件技術基礎、匯編語言程序設計及常用接口技術的入門課程。通過本課程的學習，可以使學生掌握微型計算機的基本工作原理，掌握微型計算機應用系統的設計方法，具備利用微機技術進行軟硬件開發的初步能力，為進一步學習和應用微機控制技術打下良好基礎。微型計算機應用有著本身的特點，需要注重軟硬件相結合，而微機的各硬件組成部件封裝在芯片內部，看不見摸不著非常抽象，很多學生在學習這門課程時覺得該課程難以掌握，編寫應用程序往往脫離硬件是軟件的支持這一概念，相關知識點把握不到位，影響學習效果。因此，為了改善學習效果并使這門課程的教學適應形勢的發展和要求，近年來圍繞該課程的教學進行了不斷的探索和改革，下面談談教學中的幾點體會。

一、注重教學內容的選取

早在20世紀80年代微機原理課程是以Z80微機為教學例機展開的，作為8位機的代表Z80CPU已經遠遠跟不上當前技術發展的水平，因此，微機課程教學內容的更新已經刻不容緩。目前，Intel的X86系列已經在我國確立了其主流機的地位，該系列的微處理器更新換代走過了從8位機到64位機的發展歷程，圍繞X86系列的微機原理相關教材非常之多，講述內容有深有淺，在經過相當一段時間的課堂教學實踐與摸索后，綜合考慮學生的接受能力，教學課時數和應用為主的教學目標，我們在該門課程中決定采用X86系列中的典型產品 8086為教學內容，課程結構框架按如下幾個模塊展開：CPU、存儲器、I/O接口及總線。CPU通過總線和存儲器、I/O接口相連完成信息互傳，再通過接口連接控制各種外設。總之，我們的教學目的在于培養學生以應用為主，而不是制造微處理器芯片，希望通過該課程的學習能讓學生打下一個堅實的微型計算機應用基礎，以幫助學生向高檔PC機領域及其它微機課程如《單片機技術及應用》《嵌入式系統設計》等過渡。

二、探索有效的教學方法

微機原理教學包括理論課和實驗課兩部分，這兩部分都很重要，這里著重探討理論課堂教學。一般而言微機原理教學面臨如下問題：其一，教材起點高，抽象，學生感性認識少，學起來比較吃力；其二，課程教學涉及面非常寬，要有一些前修課程做鋪墊，如《模擬電路》《數字電路》和《計算機編程言語》等，通常電路方面的知識比較難學，因此有些掌握較差的同學往往影響了他在微機應用中硬件電路的設計和理解。針對如上問題，在課堂教學中我們不斷地改進教學方法以提高同學們學習積極性，增強理解能力。

1.重視基礎理論與基本概念

我們強調以微機硬件組成為框架，講課內容偏重讓學生終身受益的基礎理論與基本概念。該課程內容涉及面較廣，前修課程學過的知識有些同學已經淡忘或者理解不深，學起來較吃力，為此，我們在課堂上復習和補充了與本門課程密切相關的數制及其轉換，鎖存器、三態緩沖器和譯碼器等基礎電路知識，并適當調整某些章節次序，刪減較復雜的匯編語言編程內容及后續課程會涉及的內容，將重點放在微機工作原理及接口技術上面，實踐證明經過以上教學改革學生能夠抓住重點并能輕松地掌握所學內容。

2.采用類比教學法講解抽象概念

課堂上多從實際出發深入淺出地進行教學，將一些比較抽象的內容與學生熟悉的生活實踐相類比，增強理解，學生接受起來比較容易，舉例說明如下：

例如，講授存儲器時，需要讓學生建立CPU訪問某一存儲單元需要先發出其地址，且地址具有唯一性的概念。地址與尋址的概念直接給出則比較抽象，若將存儲器類比成學生宿舍樓，宿舍樓里的每個房間都需要一個房間號碼等同存儲器的每個存儲單元都有一個地址，它們具有唯一性，房間號碼越長可以編的地址碼就越多。每個存儲單元可以存放8位二進制信息就像房間里住了8位學生，CPU讀取該單元存放的8位二進制數需要靠地址訪問，同樣的就像我們找房間里的人也要靠房間號碼。

3.利用多媒體技術與黑板板書相結合的教學方式

多媒體教學應該與傳統的黑板教學有機結合，取長補短。本課程教學過程中需要用到大量圖表，如果人工板書會花費老師大量時間，此時利用多媒體課件優勢就非常明顯。例如，在講解微型計算機硬件結構及CPU結構時，利用多媒體課件給出的結構圖非常清晰直觀，易學易懂。然而，不一定每次課的每個知識點的講解都適合使用多媒體授課，如硬件電路的設計作圖，為便于學生理解，我們認為講解過程中不適宜立刻在屏幕上放映出整幅設計圖，讓學生有如看天書的感覺，而應該循序漸進逐步講解，硬件連線圖中某些重要知識點老師要在黑板上邊講解邊畫局部圖，讓學生跟著老師的思維走，增強他們對設計原理的理解，在學生基本理解的基礎上再通過電子課件放映出全圖，這樣既保證講課效果，又節省了作圖時間。

三、加強學生能力的培養

學生的能力是在掌握和運用知識、技能的過程中得到發展的，我們在教學中非常注重學生能力的培養，而且針對不同的學生提出不同的要求。對學習成績優良的學生提出較難的學習任務，對基礎較差的學生主要給他們提供更多的幫助，使他們樹立起信心。比如，在講授8255，8253接口芯片應用時為提高同學們綜合運用能力，讓大家利用8255設計一個按鍵檢測系統，檢測周期是2秒鐘，要求2秒鐘時間由定時器8253控制產生，CPU可采用中斷或查詢方式管理8253。針對這道設計題，學得好的同學大多采用了中斷控制方式，而對中斷理解有困難的同學則采用查詢方式解決問題。課堂上老師對兩種設計方案進行了比較，加深了同學們對芯片功能的理解和運用，使他們的軟硬件設計水平得到了提高。

四、重視實驗課教學環節

《微機原理與接口技術》課程是一門實踐性很強的課程，上機實驗是教學的重要組成部分，實驗課的效果如何，直接影響著整個教學效果，通過實驗可以培養學生的動手能力及獨立思考問題的能力，因此我們十分重視與之配套的實驗教學。教學中考慮到該課程是微機應用入門課程，實驗課主要以基本實驗為主，每次實驗除了規定內容外，還增加了創新設計內容，圍繞所學知識點給出一定要求，鼓勵學生自己獨立完成實驗，老師從旁給予指導，這一舉措充分調動了學生的學習積極性，鍛煉了學生的獨立設計能力，受到了學生的好評。例如，數模轉換實驗中，要求學生必做內容是利用數模轉換器設計波形發生器，而創新設計則要求學生利用數模轉換器設計數控衰減器，很多同學通過這個創新設計加深了對數模轉換原理及應用的理解，收到良好效果。

五、結束語

如何改善《微機原理與接口技術》課程教學，如何調動學生的學習積極性，克服該門課程抽象性和復雜性仍需要我們不斷探索和實踐，改進教學方法，強化實踐教學環節是一個循序漸進的過程，也是需要我們不斷努力的過程。

參考文獻：

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