王　影

摘要:《微機原理與接口技術(shù)》是電子信息類專業(yè)學生的一門必修課程,課程內(nèi)容抽象、復雜,教與學都比較困難。在教學中精選課程內(nèi)容,利用形象比喻法教學,可增強學生的學習興趣;利用多媒體輔助教學,可使課程內(nèi)容生動形象;加強實驗教學,可增強學生的學習欲望,培養(yǎng)學生的實際能力。

關(guān)鍵詞:微機原理與接口技術(shù);形象比喻法;多媒體輔助教學;實驗教學

《微機原理與接口技術(shù)》是電子信息類專業(yè)學生的一門必修課程,具有較強的專業(yè)性與實踐性。教材采用的是機械工業(yè)出版社出版的《16/32位微機原理、匯編語言及接口技術(shù)》。整本書以8088/8086微處理器為主要體系,闡述微型計算機的基本組成結(jié)構(gòu)和匯編語言程序設(shè)計以及外圍接口芯片的應(yīng)用。本門課程的學習,可使學生獲得微機軟硬件方面的基本理論、基本知識和基本技能,從而培養(yǎng)學生進行軟硬件開發(fā)的初步能力。本課程不僅可為深入學習后續(xù)專業(yè)課程打下良好的基礎(chǔ),更重要的是可培養(yǎng)學生分析、解決實際工作和生活中微機控制技術(shù)應(yīng)用問題的能力。本課程內(nèi)容多、細、零散且抽象、枯燥,不易理解。教師授課難度大,學生反映難學,屬于“困難課程”之一。為此,筆者在多年教學中通過不斷實踐思考,探討了一些教學方法,取得了較好的教學效果。

精選教學內(nèi)容,提高教學質(zhì)量

微機技術(shù)日新月異,新器件、新技術(shù)不斷出現(xiàn),因此要求學生要不斷充實和更新自己的理論知識,這樣才能解決復雜的新問題。鑒于上述考慮,學生所學內(nèi)容在保證“夠用”的前提下,要有一定的深度和廣度,但實際教學中本課程內(nèi)容多,而課時少。為了解決這一矛盾,教師要精選教學內(nèi)容,重點講授基本概念、基本原理和基本方法,精心組織每一堂課,對于重點、難點內(nèi)容要講解透徹,一些簡單內(nèi)容,則可少講甚至讓學生自學,對于需要應(yīng)用前面章節(jié)所學知識的內(nèi)容,可把它作為一個大作業(yè)布置下去,讓學生課余時間完成。例如,在講“微處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)”一節(jié)時,存儲器結(jié)構(gòu)是本章的重點和難點,講課時應(yīng)進行重點講述并通過例題和練習題加深學生理解,而關(guān)于“計算機中的數(shù)據(jù)表示”一節(jié),學生在前修課程中已經(jīng)學過,只簡單復習即可。學生知道了每一章節(jié)的重點、難點,學習就有了目標,可大大提高學習效率。

利用形象比喻法教學,增強學生的學習興趣

本課程涉及計算機硬件和軟件,概念抽象,如果直接給學生講述該課程,學生會覺得枯燥無味,難以理解和記憶,學習起來也很困難?！秾W記》中說“君子之教,喻也”。在教學過程中,教師可以抓住基本概念,深入淺出地列舉一些生活中生動、形象的例子幫助學生加深理解。

關(guān)于存儲器的比喻存儲器是計算機存儲信息的地方。程序運行所需要的數(shù)據(jù)、程序執(zhí)行的結(jié)果以及程序本身均保存在存儲器中。為了便于學生理解,可以用一幢住宅樓里我們自己的家作比喻。將一幢住宅樓比喻為整個存儲器,我們自己的家比喻為存儲單元,家的門牌號比喻為存儲單元的地址,它是唯一的。到家里找人出來比喻為到存儲單元里取(讀)數(shù)據(jù),人走進家里比喻為向存儲單元存放(寫)數(shù)據(jù)。

關(guān)于堆棧的比喻堆棧是內(nèi)存中一個特殊的區(qū)域,是一組按照“先進后出”的方式工作的、用于暫存信息的存儲單元。為了便于學生理解,可以舉“往立式光盤架上放光盤”的例子。往光盤架上疊放光盤比喻為進棧操作,從光盤架上取走光盤比喻為出棧操作,光盤比喻為堆棧中的數(shù)據(jù)。由于先放的光盤在下面,取光盤是從上面開始的,所以符合“先進后出”的原則。隨著光盤的疊放和取走,頂部在不斷地變化,這就是棧頂。這樣,學生就輕松地理解了“堆棧指針寄存器SP總是指向堆棧的棧頂”這個概念。

關(guān)于尋址方式的比喻所謂尋址方式,通常是指計算機指令尋找操作數(shù)的方法,或者說通過什么方式找到操作數(shù)。為了便于學生理解,可以舉“找一個同學的電話號碼”的例子,有以下方法:自己知道這個同學的電話號碼(立即尋址);通過班長知道這個同學的電話號碼(寄存器尋址);通過班主任知道班長的電話后,又通過班長知道這個同學的電話號碼(寄存器間接尋址)等等。不管采用何種方式,最后都能找到這個同學的電話號碼。

利用多媒體輔助教學,使課程內(nèi)容生動形象

根據(jù)認知學理論,學習過程是從學生學習動機和由此產(chǎn)生的對于感覺信息的選擇性注意開始的。本課程知識覆蓋面廣,理論性強且很枯燥。因此,在教學過程中,針對教學內(nèi)容的特點,可合理運用多媒體技術(shù),把文本、聲音、圖像、色彩、動畫和視頻等多種媒體信息結(jié)合在一起展開教學,刺激學生的多種感官,收集信息形成感性認識,豐富學生的思維和想象力,從而激發(fā)學生學習的積極性和主動性。這樣,教學過程形象、直觀、生動,可以給學生留下深刻的印象,在幫助他們理解教學內(nèi)容的同時,又提高了教學效率。

例如,在講解“芯片引腳圖”和“芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖”時,可在課件中通過點擊相應(yīng)文字或按鈕來控制這些圖片的顯示或隱藏,并在圖片旁邊顯示文字說明,從而增強圖片的可讀性。

又如,在介紹“數(shù)據(jù)尋址方式”和“數(shù)據(jù)傳送指令”時,可利用Flash制作動態(tài)顯示畫面,將每一條指令的執(zhí)行過程、數(shù)據(jù)流動方向等用畫箭頭、閃爍、變換色彩等不同的動畫效果生動形象地展現(xiàn)在學生面前,使以往用語言描述或掛圖等方法無法說明的問題變得一目了然。

再如,可“利用將8255A并行接口控制交通燈燃滅的實驗”制作成課件。學生可以看到CPU是如何通過8255A控制交通燈燃滅的。然后,再通過交通燈的燃滅規(guī)律以及各種交通燈的延遲時間,編寫出相應(yīng)的程序并畫出電路圖,從而培養(yǎng)學生的觀察能力及分析問題和解決問題的能力。

另外,利用多媒體輔助教學可優(yōu)化教學過程,達到傳統(tǒng)教學所達不到的效果。但需要強調(diào)一點,多媒體只是一種輔助的教學手段,絕不能取代教師和傳統(tǒng)的教學。這就需要在教學中使計算機教學與傳統(tǒng)的教學進行優(yōu)勢互補,力爭獲得最佳的教學效果。

加強實驗教學,培養(yǎng)學生的實際能力

在本課程的教學中,要特別注重實驗教學環(huán)節(jié)。實驗既可以加深了學生對理論知識的理解,又可以有效地培養(yǎng)學生的動手能力和獨立分析問題、解決問題的能力,激發(fā)學生的興趣,達到學以致用的目的。

匯編語言面向機器,有其獨特的程序設(shè)計思路和方法,學生編程時往往感到無從下手。教師課堂上要精心選擇例題,著重講解程序設(shè)計的思路、采用的算法和基本技巧及如何選擇指令等。另外,要多安排學生上機實驗。學生可以驗證運行所設(shè)計的程序及掌握調(diào)試程序的方法?？陀^地說,幫助學生調(diào)試程序特別是匯編語言程序是一件費時、費力的事。一個程序,全班幾十個學生會有許多種不同的思路。有些學生在實驗中會出現(xiàn)程序輸入錯誤,教師則要把錯誤的原因及改正的方法及時告訴給學生,對于共同存在的問題,還要統(tǒng)一講解。

硬件接口實驗可以幫助學生掌握硬件接口技術(shù)。例如,在講授“并行通信接口8255A”時,可結(jié)合具體的實驗項目——8255A控制單個LED數(shù)碼管的顯示,講解其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)、引腳、工作方式、初始化編程等,讓學生對8255A有一個總體的認識,激發(fā)學生學習理論知識的興趣。在此基礎(chǔ)上,引導學生做一個通過8255A控制多個LED數(shù)碼管顯示的實驗,學生自己編程,動手連接電路圖。這樣,學生對8255A的功能、工作原理、工作方式、程序的編寫等更清楚、明確,加深了對理論知識的認識,變被動的接受知識為主動的獲取知識,使得教學達到事半功倍的效果。

當學生具備了一定的基礎(chǔ)知識后,可適時開展綜合實驗訓練,讓學生自己設(shè)計一個小型的微機控制系統(tǒng),培養(yǎng)其綜合應(yīng)用能力。

綜上所述,《微機原理與接口技術(shù)》課程中的微機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)抽象,匯編指令繁多,程序編寫困難,各種接口芯片應(yīng)用時也都要編程,學生學習難度大。為提高本課程的教學水平與教學效果,讓學生很好地掌握課程內(nèi)容,教師不僅要關(guān)注最新的科技動態(tài),不斷更新自己的知識,努力讓課程與時俱進,更要不斷摸索新的教學方法和教學手段。

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作者簡介:

王影(1976—),男,天津工程師范學院附屬高級技工學校講師,研究方向為微機原理與接口技術(shù)。