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摘要:本文對(duì)《微機(jī)原理及應(yīng)用》課程的教學(xué)改革進(jìn)行研究和探討,結(jié)合作者的教學(xué)實(shí)踐,從理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面進(jìn)行了探討.
論文關(guān)鍵詞:微機(jī)原理及應(yīng)用,教學(xué)改革
1 理論教學(xué)改革
該課程主要介紹計(jì)算機(jī)中微處理器的工作原理、匯編語言和接口技術(shù),課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容多而廣,而幾年幾次調(diào)整對(duì)微機(jī)原理理論課時(shí)的壓縮,要求在有限的時(shí)間內(nèi)上好一堂課,突出課程的重點(diǎn)、講清課程的難點(diǎn)、保證教學(xué)質(zhì)量,是擺在教師面前的一個(gè)重要課題。
1.1注重知識(shí)的前沿性
8086/8086微處理器及其體系結(jié)構(gòu),為實(shí)施16位微機(jī)為主、32位微機(jī)為輔的教學(xué)體系,兼顧基礎(chǔ)性和先進(jìn)性、前沿性要求,應(yīng)對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)合理的安排。但對(duì)當(dāng)今新型的微處理器也作了很好的介紹,盡管PC機(jī) 的存儲(chǔ)容量已經(jīng)成幾何級(jí)數(shù)增加,外設(shè)也越來越豐富,但它們的基本存儲(chǔ)單元的工作原理并沒有變,構(gòu)成存儲(chǔ)器的原理沒有變,存儲(chǔ)器與CPU的接口原理和方法也沒有變,PC機(jī)與外設(shè)的接口方法沒有變,中斷的工作原理和處理方法亦沒有變,因此,在教材講解過程中仍然以16位為主。采用對(duì)比法介紹32位微處理器的區(qū)別,比如80386芯片中的保護(hù)虛地址方式,在80486以上芯片中增加的數(shù)字協(xié)處理器指令等。
1.2合理調(diào)整教學(xué)內(nèi)容
我校開設(shè)本課程的專業(yè)有計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、測(cè)量控制與自動(dòng)化、機(jī)械工程和材料工程4個(gè)專業(yè)。不同專業(yè)教學(xué)大綱課時(shí)的安排也是不相同的通常一個(gè)老師要同時(shí)授課2不同專業(yè)的學(xué)生,要求合理安排教學(xué)內(nèi)容。例如:對(duì)于機(jī)械工程和材料工程的學(xué)生要加強(qiáng)指令系統(tǒng)和匯編語言程序設(shè)計(jì)方法(模塊化程序設(shè)計(jì)技術(shù))的學(xué)習(xí)。針對(duì)測(cè)量控制與自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生這部分內(nèi)容在前序課程匯編語言有詳細(xì)介紹,可與相關(guān)課程的教師溝通,劃分好各課程的邊界關(guān)系,以減少重復(fù)。本課程中可將此部分內(nèi)容壓縮講解其重點(diǎn),引導(dǎo)學(xué)生去回憶或者復(fù)習(xí)。測(cè)量控制與自動(dòng)化同時(shí)也要加強(qiáng)對(duì)數(shù)模轉(zhuǎn)換和模數(shù)轉(zhuǎn)換的學(xué)習(xí)。
1.3 采用多種教學(xué)方法
形象、生動(dòng)的比喻有助于學(xué)生對(duì)枯燥、抽象內(nèi)容的理解;微機(jī)原理的概念抽象,學(xué)生難以理解。我們可以考慮把這些概念和現(xiàn)實(shí)中的事情聯(lián)系起來,用現(xiàn)實(shí)的事例來比喻那些枯燥的概念,讓學(xué)生較輕松的接受。例如:中斷的概念書本上介紹了很長(zhǎng)一段。學(xué)生一看就覺得繁瑣,那我們就可以去比如上課時(shí)突然有個(gè)電話。那上課這段時(shí)間是我們正在完成的一個(gè)事件,在上課途中來個(gè)電話,那么如果接了電話這個(gè)事件,說明產(chǎn)生了中斷,如果沒有接電話,說明不響應(yīng)這個(gè)中斷時(shí)間。也就是說電話這個(gè)事件它必須是個(gè)緊急的電話。也就是它的優(yōu)先級(jí)要高于我們正在上課的這個(gè)事件,否則不響應(yīng)。
歸納法、對(duì)比法等把復(fù)雜、枯燥的問題簡(jiǎn)單化、形象化,使學(xué)生容易接受新知識(shí)。在認(rèn)真分析后面幾章有關(guān)接口技術(shù)的介紹,主要是對(duì)芯片的學(xué)習(xí),涉及的芯片有8237、8259、8255、8253等等,芯片種類繁多,很容易讓學(xué)生覺得枯燥乏味、抽象難學(xué),于是就會(huì)有避重就輕的畏難情緒。因此要注意各種芯片的歸納,可以有效的將各種知識(shí)點(diǎn)串起來。芯片的學(xué)習(xí)只要芯片內(nèi)部寄存器的組成、外部引腳功能、芯片的初始化編程三方面的內(nèi)容,在介紹各芯片時(shí)都可以采用“兩側(cè)分析法”。因?yàn)榻涌谛酒奶幱贑PU和外設(shè)之間。與CPU連接即是和系統(tǒng)的三大總線來分析它的引腳功能,和外設(shè)的連接是區(qū)分與它們的功能的不同。其次要采用新舊知識(shí)對(duì)比法,例如:我們要求掌握的芯片有8237A.這種芯片的學(xué)習(xí)可以參考CPU的學(xué)習(xí)加以對(duì)比,這是因?yàn)樗鼈兌伎梢猿蔀橄到y(tǒng)的主控制,控制系統(tǒng)總線,所以在8237學(xué)習(xí)時(shí)會(huì)介紹它的引腳功能、工作時(shí)序都和CPU類比記憶。
2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革
微機(jī)原理及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)包括兩部分:軟件實(shí)驗(yàn)通過編寫程序、上機(jī)調(diào)試、運(yùn)行的過程,來提高學(xué)生程序閱讀和編寫的能力;硬件實(shí)驗(yàn)主要是通過對(duì)接口芯片的編程控制,來培養(yǎng)學(xué)生硬件設(shè)計(jì)和接口程序編寫的能力.通過實(shí)驗(yàn)可以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解,提高學(xué)生的動(dòng)手和綜合運(yùn)用能力。
2.1精選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、合理設(shè)置實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
長(zhǎng)期以來《微機(jī)原理及應(yīng)用》課程的實(shí)驗(yàn)是以驗(yàn)證型為主的。實(shí)驗(yàn)課時(shí),教師統(tǒng)一講解,學(xué)生按實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的步驟按部就班地完成實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上有詳細(xì)的電路連接圖和編寫程序,有些學(xué)生就直接按照書本的程序編寫、調(diào)試,沒有對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析。這樣雖然能保證學(xué)生完成實(shí)驗(yàn),但無法充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極行,不能使學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)中的真正內(nèi)涵,很難綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí),抑制了學(xué)生創(chuàng)新思維、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。因此采取由淺入深、由簡(jiǎn)到繁的步驟實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)傳授到實(shí)際應(yīng)用、綜合能力逐步提高的過程轉(zhuǎn)變。例如:中斷實(shí)驗(yàn)要求每次響應(yīng)外部中斷IRQ7時(shí),顯示字符7,中斷10次后程序退出。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的核心就讓學(xué)生學(xué)會(huì)中斷向量的裝入以及學(xué)會(huì)屏蔽和開放中斷的程序編寫;在此可以將書本上給出的題目加以改動(dòng),將響應(yīng)中斷變?yōu)镮RQ6,顯示字符6,中斷5次退出,這時(shí)學(xué)生不再盲目的按照書本程序來做,將會(huì)認(rèn)真去思考如何編寫改動(dòng)后的題目,進(jìn)行程序設(shè)計(jì),從而達(dá)到對(duì)獨(dú)立應(yīng)用知識(shí)能力的培養(yǎng)。
2.2創(chuàng)建開放性實(shí)驗(yàn)環(huán)境
為了提高學(xué)生綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),解決實(shí)踐教學(xué)時(shí)間短這一難題,我校嘗試創(chuàng)建開放性實(shí)驗(yàn)環(huán)境,提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。實(shí)驗(yàn)室一般是在課程快要結(jié)束時(shí)安排實(shí)驗(yàn)教學(xué),在前面半學(xué)期和期末結(jié)束的幾周實(shí)驗(yàn)室都是空閑的,可以用來建立開放性的實(shí)驗(yàn),允許各個(gè)專業(yè)、年級(jí)的學(xué)生結(jié)合課程學(xué)習(xí)及自己的專業(yè)特點(diǎn)、時(shí)間安排或興趣愛好提出實(shí)驗(yàn)題目、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案或?qū)嶒?yàn)構(gòu)想,并可在一個(gè)較寬松的實(shí)驗(yàn)環(huán)境和時(shí)間內(nèi)完成,實(shí)驗(yàn)室全天開放,供學(xué)生自由選擇實(shí)驗(yàn)時(shí)間,這就彌補(bǔ)了理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)爭(zhēng)時(shí)間的問題。設(shè)置這樣的實(shí)驗(yàn)環(huán)境和條件,有利于培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力和創(chuàng)新能力。讓學(xué)生根據(jù)自己的能力、興趣自己動(dòng)手連接硬件,編寫一些自己喜愛的模擬實(shí)用程序,如電子發(fā)生器實(shí)驗(yàn)、模擬報(bào)警系統(tǒng)的中斷控制器實(shí)驗(yàn)、模擬交通紅綠燈的定時(shí)器實(shí)驗(yàn)等。以充分激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛力。
2.3實(shí)驗(yàn)成績(jī)的考核
對(duì)實(shí)踐教學(xué)的每一環(huán)節(jié)都應(yīng)該制定詳細(xì)的教學(xué)目標(biāo)、任務(wù)和考核方式。目前,在我院教師中存在的普遍現(xiàn)象就是以實(shí)驗(yàn)報(bào)告的成績(jī)作為最終實(shí)驗(yàn)成績(jī)。這樣的考核方式導(dǎo)致很多學(xué)生缺乏實(shí)踐的積極性,來到課堂的不積極主動(dòng),沒來做實(shí)驗(yàn)的交了報(bào)告也能過關(guān),因此,實(shí)踐一直處于一個(gè)不被學(xué)生重視的位置。例如,在每一實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),做出如下考核形式:編寫出正確的程序占60%;實(shí)驗(yàn)報(bào)告占30%;平時(shí)表現(xiàn)及出勤占10%;并且每次實(shí)驗(yàn)嚴(yán)格按照這樣考核形式執(zhí)行,如果有一半以上的實(shí)驗(yàn)任務(wù)沒有完成,最終考核指標(biāo)沒有達(dá)標(biāo)就需要重修,給學(xué)生一定的壓力,使學(xué)生能夠認(rèn)真對(duì)待該環(huán)節(jié),提高實(shí)踐效率。
3 結(jié)束
總之,微機(jī)原理及應(yīng)用所涉及的知識(shí)內(nèi)容多而廣,要求教師不斷改進(jìn)教學(xué)方法以提高教學(xué)質(zhì)量,從而使學(xué)生具有一定的計(jì)算機(jī)硬件的開發(fā)能力和應(yīng)用知識(shí)的能力,為后續(xù)課程打下良好的基礎(chǔ)。
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