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1、【提高微机原理与接口技术课程的教学质量浅析】 微机原理与接口技术答案 摘要 学生普遍反映微机原理与接口技术课程枯燥难懂,教师应采取有效的教学方法和手段,调动学生学习的主动性和积极性。通过提高教师个人素质、教学内容上有取有舍、实施情景教学、宏观着眼微观着手、与前期课程纵向交叉、激发所有同学对本课程的学习兴趣、利用多媒体教学手段、与实践课相结合、与学生多交流等方法和手段,提高了微机原理与接口技术课程的教学质量,取得良好效果。 关键词 微机原理与接口技术 教学质量 教学方法 教学手段 一、引言 微机原理与接口技术是工科,特别是电子、电气、电工、自动化和机械类等专业最重要的专业基础课之一,也是工科各专
2、业学生学习后续专业课程,如单片机原理与应用、基于ARM的嵌入式技术、DSP技术等课程的重要技术基础课程之一。通过本课程的学习,学生可以获得微机软、硬件方面的基本理论、基本知识和基本技能,从而使学生具备软、硬件开发的初步能力,同时在此基础上学生能够了解当今计算机硬件的新技术、新理论和新方法。在国家通信工程优秀教学团队项目支持下,武汉理工大学信息工程学院针对微机原理与接口技术课程进行了多项改革,包括更新课程内容、调整教学大纲、出版新教材、制作多媒体网络课件、配套例题与习题指导书的编写、编写考试与模拟考试题库等,这在很大程度上增强了学生学习兴趣,提高了教学质量和效率。 然而,微机原理与接口技术课程教
3、学内容多、涉及面广、信息量大、实践性强,学时数却有限,是学生普遍反应的难学课程之一。课程内容的改革、教学大纲的调整、新教材的出版、多媒体网络课件的制作,都是配合教师进一步提高教学质量的“武器”,作为在教与学的过程中起主导作用的老师,在配备这些优良“武器”的基础上,如何采用适当、有效的教学方法和手段,引导学生自主学习,调动学生学习的主动性和积极性,是提高微机原理与接口技术课程教学质量的关键因素。笔者在多年教学中通过不断实践思考,总结了一些方法和经验,希望能起到抛砖引玉的作用。 二、微机原理与接口技术教学方法探讨 1.提高教师个人素质 教师个人素质的提高,可以让学生尊重、佩服、信赖,从而以最大的热
4、情投入到本门课程的学习中。个人素质的提高,包括思想道德素质和专业教学素质。教师工作是教书育人,而育人首先要正己。这就需要教师全身心的投入所热爱的教育事业,树立为学生服务、为家长服务、为集体服务的服务意识,耐心、细心、热心地对待每一个同学的每一个问题。同时,教师应该用亲切、风趣、幽默的语言和体态,创造一种轻松愉快、宽松和谐的课堂学习气氛,不仅仅对学习认真、成绩好的同学恩爱有加,对一些学习懒散、成绩一般的同学也积极引导。 在教学方面,教师应该紧跟时代步伐,在学术上和业务上努力进取,永不停息地探寻知识、丰富自己,不断提高专业能力,以传授更多有用的知识给学生,以严谨和认真负责的态度对待自己的工作,从而
5、赢得学生的亲近和尊敬。 2.教学内容上有取有舍 微机原理与接口技术课程取名原理,要求学生掌握的是微机的基本原理。因此,本课程的主要目的就是让学生掌握微机的基本原理、概念和方法。在历届招聘会上,笔者从来没有见到要求毕业生用8086芯片去做硬件、用8086的汇编语言去编写程序,因此,在本课程的教学内容上,教师要精选教学内容,重点讲授基本概念、基本原理和基本方法,对于一些简单的非重点的内容则少讲甚至让学生自学。例如,有关寻址方式、堆栈、中断等章节,是学习单片机原理与应用、基于ARM的嵌入式技术、DSP技术等后续课程的基础,其基本概念和原理的理解非常重要,讲课时应进行重点阐述并通过例题和练习题加深学生
6、理解;而关于80386、80486微处理器、DOS功能调用、数学协处理器、高速缓冲存储器等章节,属于拓宽知识面、只需了解即可的内容,在讲解时可以让学生自学,甚至像看小说一样阅读即可。这样学生知道每一章节的重点、难点,学习有了目标,大大提高了学习效率。 3.教学与现实相结合,实施情景教学 在具体教学时候,要求教师能把教学内容与现实相结合,实施情景教学。情景教学是愉快教学法中的核心策略之一。传统教学中,无论是教师的分析讲解,还是学生的单项练习以至机械的背诵,所调动的主要是逻辑的、无感情的大脑左半球的活动。而情境教学往往是让学生先感受而后用语言表达,通过恰当的比喻使深奥的道理形象化、通俗化,帮助学生
7、加深理解。学生可以在轻松愉快的气氛中学习。比如,笔者在给学生上微机原理与接口技术课时,经常把8086体系结构跟现在几乎人手一只的手机结合起来,告诉他们手机也是一种计算机,手机与8086微机和家用PC机原理完全是一样的,只不过手机是嵌入式计算机,麻雀虽小却五脏俱全,如手机中的短信、通讯录等,也和家用PC机一样是文件系统存储的,也是在操作系统的计算机的基础上建立的。而通用PC机之所以通用,是因为它是基于8086架构和通用操作系统的基础上的,但它稳定性和抗干扰能力差,所以只能放在室内使用,无法跟嵌入式计算机一样做那么小巧,用于手持式设备中。又如,笔者在上微机原理与接口技术课时,第1节课下课10分钟后
8、,第2节课开始上课,我已走上讲台,有些学生还昏昏欲睡,我风趣地说:“我们的8086芯片处于“节能模式”,现在开始上课了,让我们重新按“Reset键”让它复位吧!”学生立刻乐了,坐得端端正正。 4.宏观着眼、微观着手 微机原理与接口技术课程内容杂、细节多、零散且抽象、枯燥不易理解,所以要求老师做到宏观着眼,微观着手。首先,站到一个宏观的较高的位置把握全局,帮助学生树立系统的概念。具体为:在讲解细节前注意引出问题的背景,并从宏观上指引解决问题的思路、步骤和方法,以突出教学内容的总体轮廓和主干内容;然后再仔细深入细节、逐一讲解;在讲解完细节后需要多注意归纳、总结和前后比较。比如,笔者在讲解“寻址方式
9、”章节时,首先从宏观上引导学生,为什么要有寻址方式呢?是因为微机在工作时总是对“数”进行操作,而“数”不是天上掉下来的,需要去寻找“被操作的数”放在什么位置,“数”存放在不同的地方,便有了不同的寻址方式,这就是“面”。然后,进一步引导学生,“数”可能在指令中直接给出来,就是“立即数寻址”;也可能存放在通用寄存器中,就是“寄存器寻址”;可能存放在内存中,就是“存储器寻址”,这就是“线”。在“面”和“线”的基础上,笔者对学生进一步引导。“数”存放在存储器中,一定有个存放的地址,因此,“存储器寻址”的过程就是先找到“数”的存放地址,然后在该地址处把“数”提出来。然而“数”的存放地址的表达有很多种方式
10、,这就引申到其他寻址方式,如“寄存器间接寻址”、“相对寻址”、“变址寻址”等,这就是“点”。这样“面”、“线”、“点”相结合,学生既明白了寻址是什么概念、为什么要寻址,又明白了各种寻址的区别和联系。在此基础上再深入各种寻址方式的细节,学生就更容易理解和记忆本章节的内容。 同时,微机原理与接口技术课程各章节内容相互依存、相互连接,但教材的安排却是线性结构,需要教师前后关联、灵活贯通,紧跟教材却又不必拘泥于教材。 5.与前期课程纵向交叉 让学生弄清楚微机原理与接口技术课程在整个大学4年的地位和角色非常重要。大学一年级时学习了模拟电子技术、数字电子技术等课程后,学生总觉得做了很多习题,考试成绩也不错
11、,但都是一些看不见摸不着的理论知识,学生认为没有什么实际应用价值。在学习微机原理与接口技术课程时,教师有必要将该课程与大一的前期课程相结合起来。比如,笔者在上课时曾经举一个例子。在学习模拟电子时,学习了P-N结,然后,学习了半导体三极管的工作特性。当三极管处于放大状态时,在三极管基础上形成各种形式的放大电路;当三极管处于开关状态时,在三极管的基础上构成各种门电路,然后,在各种门电路的基础上构成触发器。最后,在模拟电子的放大电路和数字电子的门电路、触发器的基础上,构成集成芯片,如我们正在学习的8086芯片等。8086芯片内部也是由各种触发器、门电路和放大电路构成的,所以模拟电子技术、数字电子技术
12、是微机原理与接口技术的基础,而微机原理与接口技术又是单片机原理与应用、基于ARM的嵌入式技术、DSP技术等后续课程的基础。这样就把微机原理与接口技术课程与前期的模拟电子技术、数字电子技术课程和后续的单片机原理与应用、基于ARM的嵌入式技术、DSP技术等课程结合起来了。 6.让所有同学都有学习本课程的兴趣 当今的社会,是一个多元化的社会,允许学生在共性的基础上充分突出和发挥个性发展,不同的学生有不同的需求。比如,有的学生偏爱硬件、有的学生有软件开发的天赋、有的学生适合做管理、有的学生喜欢从事销售,如此等等。笔者经常在课堂上告诫学生,大学4年结束时,如果很多课程都没有及格而学位没拿到、踢球也没踢出
13、个“系脚”“院脚”、爱情也没有停泊的港湾、工作也不理想,那就是失败的4年。如何避免4年彻底失败呢,那么首先要像你们的老师我一样,要学会做人,做谦虚、踏实、勤奋的人,然后根据自己的特点、兴趣爱好等选择好方向。但现在上我的微机原理与接口技术课,第一步是要把目前的课学好,对考研的同学要做到不怕有关微机原理的考研试题;对找技术方面工作的同学而言要不怕有关微机原理的笔试、面试;对以后立志创业做老总的同学,要具备一定的专业素质,至少不要连我们正在学的8086芯片的特点和价格都不知道,否则,你的下属根本不会服你;对准备踢球踢出亚洲走向世界的同学而言,不要连自己的手机的芯片跟我们正在学习的8086芯片有什么区
14、别这些常识性的东西都不知道等等。这样,让全班同学在学习微机原理与接口技术课程时,都能找到自己感兴趣的知识点,都愿意积极主动的学习。 7.充分利用多媒体教学手段 多媒体技术是以数字化为基础的集通信技术、传播技术和计算机技术为一体的综合技术,是文字、图形和图像、声音等物理媒体的组合。在讲解微机原理与接口技术课程时,可以利用多媒体手段的生动性、趣味性帮助吸引学生的注意,加深学生对所学内容的理解。比如,笔者在介绍“数据传送指令”章节时,利用Flash制作动态画面,将指令的执行过程、地址和数据流动的方向等用箭头闪烁、变换色彩等动画效果生动形象地展现在学生面前。又如,笔者在讲授“汇编程序设计”章节时,在教
15、室的多媒体上安装Masm6软件,现场编写程序、编译、链接,然后仿真、调试、模拟运行,在多媒体上展示出来,让学生观察各种指令运行后的结果,同时可以观察各个指令的指令周期、在程序存储器中占用的字节大小,等等,使学生从感性上充分认识各个指令的特色,从理解的基础上加以区别和记忆。这样,利用多媒体辅助教学优化了教学过程,达到了传统教学所达不到的效果。 8.与实践课相结合 微机原理与接口技术是一门基础性、理论性非常强的课程,复杂、抽象、难于理解,要让学生能够真正地理解和掌握该课程,教师必须把书本知识与上机实验乃至生产实践结合起来。比如,在做软件实验时,笔者经常亲自去实验室指导学生使用Masm6软件编程,使
16、用debug上机调试。通过对典型程序的调试实例进行逐句逐段地解析,帮助学生学会如何在程序运行的过程中定位并排除错误。在做硬件实验时,笔者结合具体的实验项目8255A控制LED数码管的显示,讲解其内部的结构、引脚、初始化编程等,然后在此基础上引导学生自己动手连接电路图,这样使学生对8255A的功能、工作原理、工作方式等更了解,加深了对理论知识的认识和掌握。通过将理论知识与实践相结合,可以让学生从根本上去熟悉、了解、掌握所学知识,达到进一步巩固和加深的效果。 9.采取多种方式与学生交流 微机原理与接口技术是一门内容杂、细节多、零散且抽象的专业基础课,学生在课堂45分钟的学习中,可望百分之百的消化理解课堂教学内容是不现实的。专业课教师
