龍祖強 伍小青 譚延亮 許岳兵

【摘要】微機原理是電子信息類本科專業(yè)的重要專業(yè)課程。教學實踐表明，該門課程既不容易學，又不容易教，如何提高教學效果是廣大學生與教師的共同愿望。針對生源質量較低的特點，編寫一套適合二本院校的教材，調(diào)整教學內(nèi)容和教學方法，增加硬件實驗的課時量，均可有效地改善當前教學工作的不足。

【關鍵詞】微機原理 匯編語言 存儲器 總線時序

【基金項目】2015年湖南省普通高等學校教學改革研究項目：“ICT產(chǎn)教融合”契機下實踐類課程教學模式改革與探索——以衡陽師范學院“電子信息工程專業(yè)”為例（湘教通〔2015〕291號369），光電信息技術湖南省應用基礎研究基地開放基金項目（GD15K05），衡陽師范學院校校合作項目。

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）29-0139-01

一、微機原理的課程性質

微機原理是一門重要的專業(yè)基礎課，也是電子信息類專業(yè)的必修課。該課程之所以如此重要，在于它具有承上啟下的功能，上承模擬電子技術、數(shù)字電子技術、電路等基礎課，下接單片機原理、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)、綜合電子課程設計的專業(yè)拓展課。因此，模擬電子技術與數(shù)字電子技術、電路這三門先導課的學習效果對微機原理的學習有重要影響。同樣地，微機原理的學習效果對后續(xù)課諸如單片機原理、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)、綜合電子課程設計的學習亦有重要影響。這相當于，微機原理在電子信息類專業(yè)的課程體系中承擔著關鍵節(jié)點功能。上述先導課程的一些基本概念和基礎知識，對于理解微機原理的學習內(nèi)容非常重要。例如，我們需要使用模擬電子技術的有關運算放大器和模數(shù)/數(shù)模器件的有關知識來理解微機接口電路，需要使用數(shù)字電子技術的有關寄存器、鎖存器、緩沖器、譯碼器的有關知識來理解微機的讀寫時序電路、存儲器配置電路、I/O接口電路。更重要地，后續(xù)課程諸如單片機應用技術與嵌入式系統(tǒng)應用技術等的知識框架均是以微機原理為基礎的。在地方高校向應用技術方向轉型的大背景下，對于大多數(shù)電子信息類專業(yè)的學生來說，掌握單片機應用系統(tǒng)開發(fā)和嵌入式應用系統(tǒng)開發(fā)的相關技能無疑是四年大學學習的終極目標。

二、微機原理實踐課程的現(xiàn)狀

盡管微機原理如此重要，但是實際的教學情況卻令人擔憂。筆者對剛修完這門課的學生進行了一次調(diào)研，結果顯示：除了極少數(shù)學生表示能夠比較輕松地的學好這門課外，大多數(shù)的學生一聽到這門課，不是搖頭就是無奈。經(jīng)詳細了解，之所以出現(xiàn)這種狀況，是因為存在以下幾個方面的原因。1.微機原理這門課的本身特點決定它具有一定難度。微機原理的主體教學內(nèi)容是硬件與軟件相結合的課程，且以硬件為主軟件為輔。硬件方面需要解決的問題是微控制器、存儲器、以及外圍接口等3個部分如何協(xié)調(diào)使用。這看似簡單，實則不易。原因在于：微控制器與存儲器和外圍接口的尋址問題比較抽象難懂；數(shù)據(jù)讀寫與時序電路協(xié)調(diào)問題牽涉到的知識面要求高，與先導課程的學習效果關聯(lián)大。2.匯編語言的學習難度相對其他高級語言難度大。首先，對絕大多數(shù)本科生來說，匯編語言是非常陌生的，一般是首次接觸這種計算機語言，不像C語言一樣為人們所熟知；其次，匯編語言的指令系統(tǒng)比較特殊，并且與硬件電路直接關聯(lián)。也就是說，想要使用匯編語言寫程序，必須先對編程對象的硬件結構有充分的了解與掌握；第三，匯編語言程序的編譯與調(diào)試方法與高級語言程序有較大區(qū)別，一旦出現(xiàn)程序功能錯誤，尋找錯誤費力耗時；最后，學生的基本素質與基本能力與學習匯編語言的要求有較大差距。二本院校學生的數(shù)理基礎、空間想象能力、邏輯推理能力都比較差，教師需要花大量的時間才能講清楚一個簡單的問題。微機接口程序，即使是一個小程序，牽涉到知識點多，要使學生理解透徹，教師必須花較多時間備課和講解。然而，想要講透這門課程，學校安排的課時量往往是不夠用的。因此，在教學實踐中，出現(xiàn)了學生基本素質與課程教學要求不匹配的矛盾。

三、改進措施

針對上述問題，我們應采取的改進措施如下：1.自編簡明版本的教材?，F(xiàn)在教材，一般是著眼于重點大學的學生編寫的。然而，重點大學的學生與地方院校的學生的基本素質與基本能力總體上差距巨大，使用相同的教材本身很不合理。若要進行自編教材，其編寫目的必須特別清楚。我們認為，學習微機原理及接口技術的基本目的是讓本科學生對計算機的內(nèi)部運行原理有一個大致的認識，基本熟悉的接口芯片的編程方法，為今后的專業(yè)拓展課學習奠定良好的基礎，而不是拘泥每個知識點都講透學好，也不是為自己今后真正做匯編語言應用技術開發(fā)。在此基礎上，針對地方院校學生素質與能力，刪節(jié)或改寫當前教材中的一些非重要的章節(jié)。2.改進教學方法。根據(jù)學生的素質與能力，我們認為，因材施教，靈活地調(diào)整教學內(nèi)容和教學手段，是教師應該具備的一項基本能力?，F(xiàn)在學生的基本素質與基本能力下降了，教師應該適應這個新形勢。具體說來，對于CPU內(nèi)部的工作原理、存儲器讀寫時序、中斷系統(tǒng)等難度較大的內(nèi)容應進行簡化，將重點轉移至尋址方式、基本指令編程練習、串并聯(lián)接口芯片編程、A/D和D/A接口芯片編程等內(nèi)容。3.適當增加硬件實驗課時量。在保持指令系統(tǒng)的實驗教學課時量不變的基礎上，增加2-3個硬件實驗。增加硬件實驗，有助于學生理解抽象的尋址問題、中斷問題和時序問題，亦有助于改善學生對微機系統(tǒng)的學習興趣和提升學生的自信心。

四、總結

微機原理是電子信息類專業(yè)的重要課程，對于后續(xù)學習影響巨大。在地方院校中，當前面臨的主要問題是教材更新滯后、教學方法僵化、生源質量快速下降等問題，導致教學效果不盡人意。為了改變這種面貌，我們可以從改編教材、改進教學方法和調(diào)整實驗課時等方面入手。我們相信，執(zhí)行這措施一定會收到較好的效果。

參考文獻：

[1]王先春，郭杰榮.微機類課程教學改革研究及實踐. 中國電力教育，2009，（141）：81-82.

[2]馬立平，范巖.面向卓越工程師的“微機原理”教學改革探討. 大學教育，2016，（7）：94-96.

[3]李秋潔.微機原理及接口技術課程教學探討[J].教育教學論壇，2015，（4）：127-128.

[4]韓松.微機原理與接口技術教學改革與探討[J].中國電力教育，2012，（10）：36-38.

[5]龍祖強，張登玉，許岳兵，劉燦.微機原理與接口技術的實驗教學現(xiàn)狀與改革.軟件導刊，2011，（12）：193-194.