摘要:本文分析了微机原理课程教学中存在的问题,阐述了该课程内容的选择和定位,从教与学的两个方面,强调了具体教学过程中遇到的问题,从心理上、手段上、方法上提出了相应的解决方法。并从组织学生、提高兴趣、团队合作等角度给出了多种教学过程中的具体措施,取得了很好的实践效果。

关键词:微机原理;课程定位;教学方法;课程理解

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2018)26-0229-02

《微机原理》是高校计算机、电子、自动化等电类学科的重要专业基础课,在大学本科教学体系中深受重视,是本科核心课程体系中的重要一环。课程不仅具有较强的抽象性和复杂性,而且还具有极强的实践性,课程内部知识点众多,各种计算机概念抽象,教学要求高。如何面对实际存在的问题,提高学生学习的兴趣,合理跨越课程的难点,让学生们理解这些抽象的概念和复杂的理论知识,提高学生们的理解能力和实践动手能力,是我们在教学过程中亟待解决的问题。

一、课程的内容与定位

微型计算机目前已深入应用到人们生活的方方面面,作为电类的本科生必须知道微型计算机的基本原理和架构,对深化所学专业知识的应用有重要的意义。掌握好《微机原理》是工程技术人员的基本要求。目前有关《微机原理》教学内容的争议很多,选择怎样的CPU为教学主体,成为了一个争议的热点。传统的教学课程内容以Intel 8086为主体,对微机的功能结构和工作原理、寻址方式与执行系统汇编语言程序设计和接口技术进行教学。由于Intel 8086芯片是很早出现的芯片,目前已经完全不被使用。因此很多专家和老师都认为,是否应该选用目前正在使用的CPU芯片,如ARM、单片机多核PC芯片等作为教学内容。这样能够让学生在学习这门课程时与实际有更多的联系,以提高他们的兴趣。纵观这些年来微机CPU的发展,我们发现CPU的发展是非常快的,我们的教学和教材的建设及师资的培养都赶不上实际技术发展的进度。用最新的芯片进行教学并不适合当前的本科教育。同时由于《微机原理》是理论基础课,所面向学生掌握的基础知识不足,相对的学习能力也不够,无法真正地掌握过于复杂的系统。简单、合理、要点突出的CPU,才符合微机教学的基本要求,才能使老师的教和学生的学达到平衡。

根据目前技术发展、学生能力、教学建设的现实情况,我们认为选择以Intel 8086为主体进行微机的教学,是有很大的现实意义的。关键是我们如何选择8086的教学内容,来更好地建立微机理论和实践基础。

二、课程重点事项

1.思维理解。由于8086是早期的芯片,大多的老师和学生都认识不到学习该芯片的意义,教与学的积极性很低。因而作为老师在课堂教学中要不断强调,学生学习的目标是微机的原理,8086只是作为一个载体来实现他的理解,而且8086CPU的架构清晰、教材成熟、实在简单,是其他芯片的基础。对它的原理学习,才能真正实际掌握CPU的核心内容,达到我们的要求。

2.深入理解。《微机原理》的课程内容很多,通过这门课程,学生能够掌握计算机的基本硬件结构和软件汇编基础,并从根本上理解软硬件结合的整个过程,建立整个计算机软硬件体系结构的基本架构。所以有关所有CPU的公共部分都要重点强调,深入描述。例如CPU结构、公共引脚、时序、汇编编程、中断、内存管理、存储器设计及连接、接口设计及连接、总线分类,这都是所有的微机系统涉及的部分,需要重点深入的讲解。同时对一些8086自己拥有的东西,可以简单地进行讲授,或者让学生自学看书。讲课的重点放在公共的机理和机制部分。

3.合理演绎。CPU的进步使教学的内容永远赶不上时代,因此教学中要合理调整教学内容,联系目前计算机的使用领域,同现代计算机技术发展保持同步。还可以适当地介绍微机中断、内存管理等功能在当前使用微机中如何表述和出现的,以及INTEL最新芯片功能和发展等,布置学生作业,让学生自己利用课余时间搜索此方面的最新信息。

4.强调实践。学生刚刚接触微机芯片,还没建立起很多硬件方面的知识架构,学习起来有困难,只有通过软件的编程和实现过程中的观察才能理解硬件结构。

三、课程教学的难点及解决

本课程有较强的抽象性和复杂性,内部知识点众多,理解内容丰富,存在着众多的教学难点,在教学过程中应重点针对这些问题,并给予解决。

1.各种抽象概念的理解。学生虽然已经接触过计算机,但都是软件及应用的部分,对硬件及基础原理部分并不了解。学生新学课程时,有很多新的概念出现,尤其是课程的前面部分。这时需要厘清哪些是当前必须掌握的,哪些是后面才需要了解的,分清这些部分,按步骤给学生讲解,能够减轻他们的压力,使其以轻松的状态学好这门课程。例如,在先理解“中断”时,先描述为外设找CPU的一种机制,便于外设及时与CPU沟通。在具体的“中断”章节讲解时,再做准确的描述。而在提到“DMA”时,就直接告诉学生,前面暂时不用理解,以后再介绍。通过这种分阶段的理解模式,可以很好地解决各种抽象概念的理解。

2.对汇编语言的合理学习。在现代计算机的编程中,汇编语言几乎都不会被使用,在该课程中是否讲授汇编语言呢?汇编语言在《微机原理》的意义不是在于编程,而是在于更好地理解微机的原理,通过汇编语言,可以清晰地理解高级语言到机器代码的形成、调用、运行的过程,理解到各条语句的编码意义,产生的内部存ζ鞯谋浠过程、外部接口引脚相应的时序变化。通过汇编可以理解硬件以及软硬件结合过程中的基础问题,所以汇编语言教学是强调对每条指令的理解,及简单的编程,要求学生能查阅、理解部分核心程序即可。

四、教学方法的改进

1.学习者角度的变换。教师是学生学习的引入人,从不同的角度进入,就会有不同的结果,抓住了要领,学习就变得轻松。我们在学习中,多次以芯片的设计者的角度,来理解系统的原理。例如在时序的教学中,我们让学生自己设计两个芯片连接时需要交互的信息和前后的时间顺序,然后再对照系统的时序设计,说出他们的优点,这样就使学生清晰地理解为何时序要这么设计,自己今后要如何设计和理解时序。这样通过一门课的教学思路的建立,今后其他课程的时序理解,也变得异常简化,这为所有的相关课程的理解建立了良好的基础。

2.注重实践课的交互和探讨。课堂教学主要是教师在讲授,学生只是被动地听、被动地接受,受时间的限制,来不及自己做思考,因此无法及时消化获取的内容,使得它们都是孤立的。而实验课是开放的课程,学生可以通过自己的思考,与老师和学生的互动,消化理解所学的内容,进而把以前的孤立的内容也连接成片。

五、总结

《微机原理》是许多专业本科教育的重要专业基础课,符合现代信息技术的发展,根据本专业学生的能力和知识储备确定其接受的内容是很重要的过程。本文根据学生的学与老师的教的双向适应度,提出了许多教学上注意的问题以及许多改进的方法。教学内容由简入深,教学层次由重点带动一般,教学动力以兴趣为驱动,学生团队与个人的集体学习,有效利用实践课堂等丰富的教学手段,来有效地学习该门课程,让学生能深入理解这门基础理论课程,为今后其他课程的学习和应用打下良好的基础,并培养学生良好的学习习惯。

参考文献:

[1]杨继臣,陈旭娟,梁庆茵.“微机原理与接口技术”课程教学改革[J].教育教学论坛,2016,(33):62-63.

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