微机原理课程教学的实践与探索
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摘要:文章根据《微机原理》课程现状,从教学内容的优化、形象化教学的应用、多媒体课件辅助和加强实践教学等几个方面,探索了提高该课程的教学效果,提升学生对该门课程的学习兴趣,培养学生动手能力和创新能力的方法,从而有效地提高了教学质量。
关键词:微机原理;形象化教学;创新
中图分类号:TP36文献标识码:A文章编号:1009-3044(2009)24-6922-02
Practice and Exploration of Computer Principles Teaching
SU Chun-li
(School of Information Engineering, Eurasia College, Xi'an 710065,China)
Abstract: The article, based on the status quo of "Computer Principles", does some research on the following aspects ranging from optimizing teaching contents to applying visualization teaching,multimedia courseware, andstrengthening practical teaching, aiming to improve teaching effectiveness, enhance students' interest in the course, foster students' practical ability and innovative ability, thus effectively improve the teaching quality.
Key words: computer principles; visualizationteaching; innovation
《微机原理》课程是高等院校计算机相关专业的主要专业基础课程之一,是学生学习和掌握计算机硬件知识和汇编语言程序设计及常用接口技术的入门课程。该课程是一门理论性、实践性及应用性均很强的课程,其主要任务是使学生从理论和实践上掌握现代微型计算机的系统基本组成和工作原理、编程技术、硬件接口的连接,建立微机系统的整体概念,使学生掌握微机控制系统软、硬件开发的基本方法,且具有初步的开发能力[1]。
由于《微机原理》课程的知识点比较零散、抽象、理论性很强,学生普遍感到不好学。以往学习成绩很不理想,更不用说运用所掌握的软、硬件的知识来开发简单的系统。根据笔者这几年对该课程的教学现状,总结起来主要存在以下问题:
1)理论教学和实验教学相脱节。理论教学主要靠老师在黑板上分析讲解,这种单纯的理论分析,学生感觉枯燥乏味,没有参与思考的积极性;而能吸引学生的实验课程却由实验教师自行组织,与理论教学脱节。
2)现有教学模式不利于创新能力的培养。特别是实验教学,现在高校对于该门课程的实验都采用实验箱,对芯片功能进行验证性实验就算了。基本上学生没有自主的创新环节,在课程设计阶段,学生照着老师事先编好的程序步骤,连接好各种线路,再把程序录入并调试运行,观察结果写出实验报告既可。以上两方面使得学生学习效果不理想。因此,要提高该课程的教学效果,提升学生对于该门课程的学习兴趣,培养学生动手能力和创新能力,笔者在具体的教学实践中进行了一些探索和体会。
1 优化教学内容
《微机原理》作为一门专业基础课,其中需要记忆的内容较多,而且比较抽象,学生普遍反映随着所学内容的增加,越学到后面越觉得乱,理不出个头绪来。对于这样的问题,老师做了认真的总结,并对课程内容进行归纳和整理。在授课时对教学大纲规定的内容按单元进行划分,将相关的内容归到同一单元中,并将单元之间的联系一一展示出来,使得将课本上那些分散、零碎的知识点串起来,形成一个层次清晰、结构明朗、联系紧密的统一体,这样学生就比较容易接受了,并且要求学生记下笔记,以便课后复习。另外,在教学中可利用图表法对课程内容归类组合,这样可以对某一个具体的知识点进行纵向的扩展和横向的比较,学生学起来也不会感到混乱,且会激发学习的兴趣,这样对本课程知识的掌握大有好处。
2 采用形象化教学法加强对抽象内容的理解
形象化教学法即用日常熟悉的、容易理解的现象解释复杂的、抽象的、不易了解的事物和不易理解的概念。或应用视频形象化地将复杂的工作过程和抽象的概念展示出来。形象化教学法有效的提高了学生对抽象概念和事物的理解。
比如,在“微机原理”课程中,存储器编址和寻址方式是学生不易理解的难点,老师在讲授时就将存储器比作一幢教学楼,每个教室好比存储器的每个存储单元,为了方便使用和管理,通常教室号是按楼层号+序号进行编排的,每个楼层有不同的专业或班级。存储器的存储单元地址的编排也类似,段地址好似楼层号,不同的段有不同的用途;偏移地址好似教室号中的序号,只要到了相应楼层后,找序号就可以找到相应的教室,因此偏移地址也称为有效地址。通过形象化的比拟,学生很容易理解段地址、偏移地址(有效地址)、物理地址的概念。有了对存储器地址和存储单元内容的理解,就很容易的理解各种寻址方式,对看不见的存储器内部结构也有了清晰的概念,同时借助DEBUG软件可以很好地掌握各种寻址方式下存储器的变化[2]。
又如在讲堆栈时,单纯给学生讲压栈和出栈的“后进先出”原则比较抽象,学生难于接受,如果把堆栈比作往抽屉中存放物品和从抽屉中取出物品,就显得比较形象。压栈相当于往抽屉中存放物品,而出栈相当于从抽屉中取出物品。先放的物品一般应放在里边保证后来的物品有地方放,而取物品的时候必须把外边的,即后放的物品取出后才能取里边的,即先放的物品。这样就要求最先使用的物品应后存以保证先取,这很像压栈、出栈的“后进先出”。通过这个简单的比喻,学生就很容易理解压栈与出栈的“后进先出”原则了。课本中许多枯燥抽象的问题,都能与生活中的事情联系起来,从而使它们变得生动形象,易于理解和接受了。
3 制作多媒体课件辅助教学
微机原理课程内容庞杂,其中存在大量的芯片及其扩展,CPU操作时序的讲解,同时微机的工作原理部分是很抽象的,很多部分在工作时要协调完成,很多控制信号要有序的发生,这些都是看不见的,发生在芯片内部的,学生觉得非常难理解,掌握不了知识的关键部分,学生学起来也比较枯燥且难以理解。为了达到良好的教学效果,利用多媒体教学课件,把声音、动画、图形和文字等媒体有机地组合在一起,把在课堂中讲述的内容形象、逼真地演示出来,使学生深入地认识和了解微型计算机的内部结构。
比如讲解芯片引脚图和芯片的内部结构时,可通过课件点击相应文字或按钮来控制这些图片的显示与隐藏,并在图片旁边显示文字说明或语音提示,从而增强图片的可读性;同时,可利用动画效果来模拟原本无法看到的指令执行过程和数据流动方向,这不仅使学生知道了芯片内部的工作原理、开发的基本步骤,而且以往学习的难点也理解得比较透彻,课堂的学习效果自然就提高了。
4 加强实践教学,突出创新能力的培养
实验环节是课程教学的重要方面,实验教学的质量会直接影响到课堂教学的效果。《微机原理》课程实验通常包括:汇编语言程序的调试、常用接口芯片的使用(包括8253,8255A,8259及LED显示等)、和综合性实验。这些实验内容都经过认真筛选,目的是使实验环节更加具有针对性,以收到良好的效果。
在实验中一些接口芯片是互相紧密联系的,应该集合在一起,才能真正的掌握这些芯片在计算机中的主要功用。例如:接口芯片8255是并行传输接口芯片,三个端口的每个引脚都可以独立地产生一个有用信号;而芯片8253是定时器/计数器,可定时产生一个信号,而这个信号和8255A的PB口协作可以作为扬声器的控制信号。所以在实验时,应该把8255A和8253A这两个实验结合在一起,从而真正掌握计算机扬声器的工作原理。两种芯片互相联系,有助于对芯片更深入地了解,同样,也可以将芯片8259和8253A结合在一起实验,通过循序渐进的积累,老师开始引导学生进行创新设计,如足球场上的计时器、记分器等等,给学生由浅入深地讲解,鼓励学生只要掌握了相关的硬、软件基础知识,就能开发出类似的产品,从而激发他们对本课程的学习兴趣,增强了求知欲和学好这门课的信心。
课程设计是实践教学的另一重要环节,有效的利用课程设计可提高学生对课程知识融会贯通,活学活用的能力,有利于培养学生的综合能力和创新能力。通常选择比较实用的工程设计题目作为课题[3],比如:超市收银机,公共汽车报站系统,电子考勤机,门铃报警电话,交通信号灯的控制等。通过对实际问题的分析,设计与实现将原理与应用相结合,使学生学会如何把书本上学到的知识用于解决实际问题,培养学生的动手能力,另一方面,使学生能深入理解和灵活掌握教学内容,充分激发学生的创新潜能。
5 结束语
计算机技术的发展极为迅速,《微机原理》这门课程也必然需要不断的根据现状进行改革,调整讲授内容,改进教学方法,加强实践教学,从而提高教学质量,提高学生实践与创新能力。教师也必须不断的充实自己,提升自身的专业水平,给学生更好的引导。
参考文献:
[1] 门洪.微机原理与接口技术,教学改革与实践研究[J].科技信息,2007,(2):38-39.
[2] 谭浩强.微机原理与接口技术[M].北京:清华大学出版社,2001.
[3] 陈友宣.微机接口技术实验课程教学改革探讨[J].现代企业教育,2007,(3):7-8.