微机原理与应用教学改革探讨

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　　摘要：针对微机原理与应用教学过程中存在的问题，结合该课程特点，提出了微机原理与应用理论教学内容、教学方式、实践教学的改革方案和措施，以便更好地培养学生实践创新能力，符合应用型本科院校的培养目标。
　　关键词：微机原理与应用；教改；开发创新
　　
　　微机原理与应用是自动化等电子信息类专业的一门主干课程，也是全国大多数工科院校和科研单位招收相关专业硕士研究生的考试课程。通过该课程的学习，要求学生建立计算机系统的整体认知体系，并初步具备相应的软硬件开发设计能力和创新能力。其学习效果将直接影响到学生后续课程的学习，同时学生开发设计和创新能力的高低也直接决定了他们在社会上的竞争力。但该课程内容丰富，理论性强，概念抽象，难以把握，实践性强，实际应用能力要求高，技术更新快，教与学的难度比较大。针对上述课程特点与学生普遍存在的畏难情绪，笔者根据自己10多年从事该课程教学体会,提出下面几点教学改革措施,以培养学生的学习兴趣,加强学生的工程意识,提高开发创新能力，顺应我国高等教育改革下的课程教学改革。
　　
　　1理论教学内容的改革
　　
　　目前，国内高校大多使用以Intel80x86系列16位微机为主的教材，主要介绍8086CPU的内部结构、存储器的组织方式、汇编指令系统及与之相配套的各种接口芯片。事实上,该芯片早在20世纪70年代末就诞生了,众所周知,现在计算机技术飞速发展，新技术、新名词、新器件不断涌现，如果只是教授70年代的知识,陈旧的教学内容必然僵化学生的思维，抑制学生学习的积极性。但是,要想让学生真正理解计算机的组成和运行原理,又必须从早期比较简单的CPU讲起,为避免上述状况的产生,教师必须紧跟时代,在课堂上注入高新技术介绍并讲解,如PentiumPC机常用的并行接口标准IEEE1394协议、流水线操作技术、新型存储技术、PCI总线技术、通用串行接口USB、图形显示总线标准AGP以及它们在工程实践中的应用，并让学生在自己PC机上找到这些接口，这无疑会激起学生学习这门课的兴趣，同时也拓宽教学内容，使学生自然地向高档PC机过渡，将学习内容的基础性和先进性和谐统一起来，养成关注最新技术发展的习惯。
　　
　　2教学方式的改进
　　
　　微机原理与应用的教学内容抽象、信息量大、图表丰富，如果还是采用传统的板书加挂图的方式进行课堂教学方式，很不利于学生系统性地理解相关内容，甚至连基本概念的理解都会有偏差。为此，教师应注意结合具体实物去讲解，同时充分发挥多媒体教学的优势，将抽象概念具体化。笔者上课时经常会带些CPU芯片，从实验室找些PC/XT机的主板和PentiumPC机主板，告诉学生主板上各接口的位置和功能以及各种主板的不同之处，让学生对计算机整个硬件系统有比较直观的认识，讲解概念时就容易接受，同时让学生感到这门课与自己是密切相关的，自然愿意努力学习了。课余时间笔者会针对学生的具体情况自做PPT幻灯片，从互联网上下载一些精美的图片和简短的动画，借助多媒体用文字、声音、图片、动画等形式有效地加大课程信息量，提高课堂教学效率，全方位对学生实施情景教学，增加直观性，让学生对所学内容产生直观印象，排除学生对这门课的畏惧心理，激发学生学习积极性，从而提高教学质量。
　　由于这门课系统性比较强，但很多教材花较大篇幅讲局部的芯片的功能和使用，对微型计算机整体系统电路原理涉及较少。大部分学生在学习局部的知识点时，掌握得还是很不错的，确实是花了功夫，但在学完各个功能芯片，却搞不清楚各芯片间是如何联系，如何协调工作的，缺乏系统性。针对这种情况，建议教师在讲授局部电路接线时，首先对PC/XT主板电路作个大略分析，再引导学生找到本节课要讲的局部电路在主板的位置和功能，比如在讲授可编程计数器/定时器8253时，一方面详细介绍其内部结构、功能、使用方法，另一方面不断强化该芯片引脚如何和其他器件相连接，最后导出该芯片的3个定时器在PC/XT机种分别承担着实时时钟、动态RAM定时刷新、扬声器音调控制的任务，并在主板电路图上指出其接线方式。如果每讲一个接口电路都采用上述方法，那么学生就很容易建立起微型计算机系统的整体概念，将学习内容融为一个系统，增加工程意识，为以后用单片机开发智能产品打下基础。
　　在讲课时善用比喻，将抽象问题具体化，复杂问题简单化。将存储器单元的地址形象地比喻为门牌号码，存储器中的数据比喻为住户，像要找到某个人须知道他家的门牌号码一样要访问某个存储器单元，必须要给出该存储单元的地址。指令队列与堆栈的区别，就像排队打饭和叠放光盘，前者先进先出，后者先进后出，让学生觉得计算机的某些工作过程其实和我们日常生活很相似，并不那么神秘不测。
　　重视辅导答疑。辅导答疑是教师和学生课后交流的重要环节，通过答疑，教师可以发现班级学生存在的问题，自检授课的漏洞，不断地修正授课内容。辅导答疑往往是在宽松自然的环境下进行，容易启发学生创造性地思维。
　　
　　3加强实践教学的改革
　　
　　微机原理与应用课程的实践性很强,抽象的理论需要有实践环节帮助消化,所以必须根据理论课程的进度合理安排实验环节,并在实验中重视学生综合能力的培养。我系安排了12个实验学时,其中2学时基础操作实验,主要使学生掌握汇编语言程序设计和调试的基本过程,知道汇编语言源程序的结构,源程序是如何经过编译、连接而成为计算机可运行的目标程序,初步掌握采用单步执行、设置断点等方式调试程序的方法,为后续的高层次实验铺垫；设计性实验共6学时,包括定时中断实验、并行接口实验、A/D转换实验,学生第一次接触软硬件相结合的实验时,教师须耐心细致地向学生传授硬件设计方法,帮助学生掌握程序调试方法和故障分析及排除技能,培养学生严谨、规范的实验作风,为后续综合性实验奠定基础。在设计性实验时,教师只提前给出实验的对象、目标、要求,验收方式,最多给出一个相似课题的实施方案供学生参考,让学生有时间去考虑实验的实现方案,线路图的设计和调试方式,这种设计性实验模式对学生实践能力和创新能力的培养极为有效；最后是4学时的综合实验，学生可以在几个课题里选自己感兴趣的题目,如交通信号灯的控制、直流电动机转速的检测与显示、全自动洗衣机洗涤控制、家用微波炉的控制等。实验任务提前2周下达,学生可以有充分的时间相互交流、查询资料、思考如何实施？在前面设计性实验的基础上,每组学生都能提出自己的想法,教师再进一步引导,做一些指导性提示,常常会收到意想不到的结果。
　　
　　4完善考核制度
　　
　　在考核方式上，坚决摒弃单一的闭卷考试形式，实行开卷考试和闭卷考试各一次的理论考核，闭卷考试主要考察学生对基本理论知识的掌握情况。开卷考试主要考核学生应用书本知识解决实际问题的能力，侧重对学生设计能力和创新能力的考查。充分考虑实践环节的考核，包括设计思路、动手能力，调试过程、实验报告等几方面。此外对学生平时的出勤和作业情况给出平时成绩。这样形成了多元化的考核制度，开卷:闭卷:实践:平时=35:35:20:10，这样全方位的考核对所有学生都较为公平合理。
　　
　　5结束语
　　
　　本文根据微机原理与应用课程特点和多年从事该课程的教学体会，提出了理论教学、实践教学、课程考核方式等方面的几种实施措施，经过多年的实践证明，这些教学方式确实起到了明显的效果，学生的畏难情绪明显减少了，兴趣提高了，经常参与各种类型的科技创新活动，与教师的联系也更为密切，经常出现师生共同探讨的喜人情景。
　　
　　参考文献
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　　[3]陈裕国，陈家林.在微机原理教学中培养学生的创新能力[J].中国现代教育装备，2008，9：78～79

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