《微機原理與接口技術(shù)》課程教學(xué)內容及方法的改革

《微機原理與接口技術(shù)》課程是一門(mén)涉及計算機硬件與軟件技術(shù)的綜合性課程。課程涉及的內容多且概念抽象不易理解，因此是教學(xué)和學(xué)習難度較大的一門(mén)課程。在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中發(fā)現現有的教材與教學(xué)內容存在一定的問(wèn)題，為適應國家對應用性人才培養的要求，緊隨新技術(shù)的步伐，對課程的教學(xué)內容、教學(xué)方法、考核方式進(jìn)行改革，顯得尤為重要。通過(guò)教學(xué)改革，可以幫助學(xué)生充分理解教學(xué)的內容，提高教學(xué)效率，激發(fā)學(xué)習興趣，為其今后的計算機應用系統的開(kāi)發(fā)打下良好的基礎。
1 現有課程教學(xué)內容弊端
我?！段C原理與接口技術(shù)》課程選用的教材是普通高等教育“十一五”教材—《微機計算機原理與接口技術(shù)》（第5版），中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社出版，周荷琴、馮煥清編著(zhù)。從教材的內容來(lái)看，教材雖然經(jīng)過(guò)5版的修訂與補充，但其內容遠落后于計算機技術(shù)的發(fā)展水平，面對繁雜的接口芯片及接口技術(shù)的發(fā)展，教材知識水平、知識體系看起來(lái)還處于上世紀階段。涉及實(shí)踐性?xún)热莸膽?，所舉實(shí)例簡(jiǎn)單、且脫離了工程實(shí)際應用。從教材的編排上看，系統性差，沒(méi)有真正體現該課程知識體系及技術(shù)構架。在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，教師往往要將前后知識與章節進(jìn)行穿插，才能讓學(xué)生明白前因后果。
2 學(xué)生學(xué)習課程應達到的目標
教師通過(guò)《微機原理與接口技術(shù)》課程講授，需要傳授給學(xué)生基本的知識點(diǎn)，指導學(xué)生構建課程的知識體系，運用在其專(zhuān)業(yè)方向上，并與其他課程的知識點(diǎn)銜接。更重要的是，通過(guò)課程的學(xué)習，學(xué)生應有一定的運用匯編語(yǔ)言進(jìn)行編程的能力，如何選擇合適的接口芯片與接口技術(shù)，擴展計算機與外部設備的連接，以完成設定的功能與任務(wù)，能應用于工程實(shí)際，學(xué)會(huì )解決工程實(shí)際問(wèn)題的思想方法。
2.1 把握課程的知識點(diǎn)，并建立微機原理與接口技術(shù)的知
識體系
學(xué)生應掌握基本概念、原理、技術(shù)，特別是對技術(shù)難點(diǎn)、重點(diǎn)要有深刻的認識，為課程打下扎實(shí)的基礎。硬件方面，由一臺微型計算機、筆記本電腦、手機，就能聯(lián)想到其外殼內所帶有的部件，各部件之間的聯(lián)系，工作過(guò)程。參照性能指標，就可評價(jià)計算機的優(yōu)劣與適用范圍。
2.2 熟練掌握與應用匯編語(yǔ)言及接口技術(shù)
計算機的應用在于軟件，學(xué)會(huì )與掌握編程是課程學(xué)習的重中之重。編程是人類(lèi)與計算機溝通的一座橋梁。學(xué)生通過(guò)不斷編程練習，學(xué)會(huì )編程的技巧及應用軟件的融會(huì )貫通，使學(xué)生的編程水平、技能、思維方式不斷得到提升與完善。
而計算機功能的延伸與拓展是由接口技術(shù)來(lái)完成的，也是應用于工程實(shí)際必需掌握的技術(shù)與技能。學(xué)生應掌握查閱接口芯片數據手冊的方法，會(huì )閱讀接口芯片數據手冊，理解并掌握接口芯片功能及其參數，能將接口芯片管腳連接到計算機的CPU管腳，并能完成計算機與外設的地址分配、功能控制、信息交換等任務(wù)。
3 課程教學(xué)內容改革要點(diǎn)
3.1 課程的普惠性、趣味性
計算機原理與接口技術(shù)是一門(mén)普惠性課程，它的知識已潛移默化的運用在我們生產(chǎn)、生活的各個(gè)細節中。應讓每個(gè)學(xué)生都能學(xué)習并掌握一些計算機原理與接口技術(shù)的知識與技術(shù)，針對學(xué)生的學(xué)習差異性、接受能力，教學(xué)內容，應由淺入深，讓不同的學(xué)生接受到不同層次知識與技術(shù)。此外，在課程內容的改革上，除了工程實(shí)際應用上的案例，也應介紹趣味性強、能吸引學(xué)生學(xué)習興趣的案例，使編程的教學(xué)方法也充滿(mǎn)趣味性。
3.2 建立完整的知識點(diǎn)與知識體系
課程的內容的改革應將計算機原理與接口技術(shù)的術(shù)語(yǔ)、知識要點(diǎn)講透、講深，讓學(xué)生學(xué)會(huì )用專(zhuān)業(yè)的語(yǔ)言來(lái)描述所學(xué)課程，并將這些知識點(diǎn)構建成一個(gè)計算機原理與接口技術(shù)的知識體系，讓知識點(diǎn)有機相連，讓學(xué)生在將來(lái)工作、學(xué)術(shù)交流中不存在知識上的障礙或概念理解上的不規范。
3.3 應用與實(shí)踐相結合
以工程應用為場(chǎng)景，開(kāi)展實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)。限于實(shí)驗條件，即便是用簡(jiǎn)單的實(shí)驗進(jìn)行教學(xué)，也要明確工程上實(shí)際應用時(shí)應該如何考慮計算機應用的問(wèn)題。同時(shí)，將課程教學(xué)活動(dòng)拓展到學(xué)生課外活動(dòng)，發(fā)動(dòng)有興趣的學(xué)生帶動(dòng)其他同學(xué)一起學(xué)習，通過(guò)成立研討小組，興趣小組，學(xué)生興趣社團等，組織開(kāi)展課程設計，指導學(xué)生參加競賽活動(dòng)。
4 改革后的課程內容及說(shuō)明
《微機原理與接口技術(shù)》課程教學(xué)內容改革，是在現有教材的基礎上，精簡(jiǎn)理論教學(xué)內容，完善課程各章節的結構設計，加強實(shí)踐教學(xué)。改革后的教學(xué)內容由理論基礎、接口芯片、技術(shù)延伸、考核四部分組成。課程總學(xué)時(shí)數為5 6，其中理論教學(xué)學(xué)時(shí)數是3 8，實(shí)踐和實(shí)驗學(xué)時(shí)數為18。提高實(shí)踐課程比例，以提高學(xué)生的動(dòng)手能力和發(fā)現問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力。
5 整體教學(xué)方法
《微機原理與接口技術(shù)》的教學(xué)思路是CPU與各接口芯片通過(guò)三總線(xiàn)結構相連接，外部設備通過(guò)各接口芯片與8 0 8 6CPU相聯(lián)接，完成信息交換。在教學(xué)中，教師應明確三總線(xiàn)結構對各種接口芯片連接所起的共性作用，以及具體的接口芯片連接存在的特殊性，將各種接口芯片的不同功能進(jìn)行展現，使學(xué)生對計算機系統有一個(gè)整體認識。
5.1 C PU部分
教學(xué)上簡(jiǎn)介微機原理、組成、尋址方式，讓學(xué)生對微機的硬件與軟件有一個(gè)整體認識，強調知識點(diǎn)，以便后續課程中的應用。
5.2 接口芯片部分
接口芯片的教學(xué)以芯片數據手冊為主導，以課本為參考。首先教會(huì )學(xué)生如何在網(wǎng)上查找接口芯片的生產(chǎn)廠(chǎng)家，找到芯片數據手冊。再分析數據手冊的各個(gè)部分，教會(huì )學(xué)生如何看懂、看會(huì )芯片數據手冊。教學(xué)的重點(diǎn)與難點(diǎn)是CPU與接口芯片的連接。首先按三總線(xiàn)結構的要求進(jìn)行連接：1）數據總線(xiàn)為雙向傳送命令字、控制字等信息；2）地址總線(xiàn)給芯片分配接口地址，分配過(guò)程中，針對地址要選擇合適的鎖存器、譯碼器對地址進(jìn)行鎖存、譯碼；3）控制總線(xiàn)的連接較為復雜，應根據具體的應用要求進(jìn)行分析后、再連接。
5.3 總線(xiàn)部分
課本上的總線(xiàn)技術(shù)比較繁雜，且過(guò)時(shí)的總線(xiàn)技術(shù)較多。在講授過(guò)程中，結合實(shí)際應用情況，只需對總線(xiàn)的主要性能指標、總結標準、典型的USB總線(xiàn)進(jìn)行講授，以節約學(xué)時(shí)。
6 課程的考核方式
采用以賽的方式對課程考核進(jìn)行改革。通過(guò)“以賽”學(xué)生對整個(gè)課程建立起了立體的概念，融會(huì )貫通了所學(xué)知識與要點(diǎn)，鞏固提升了學(xué)生動(dòng)手能力，基本上達到了應用教學(xué)效果。
7 結語(yǔ)
（1）課程教學(xué)內容改革上，提出了對課程內容、章節結構歸納為理論基礎、接口芯片、技術(shù)延伸、考核四部分，提高了實(shí)踐教學(xué)的學(xué)時(shí)數占到總學(xué)時(shí)數的三分之一；（2）教學(xué)方法上，以三總線(xiàn)結構將CPU與各接口芯片相連接，總攬全課程，讓學(xué)生理解與分析每個(gè)接口芯片，能將整個(gè)課程的知識體系融合起來(lái)；（3）在考核方式上，通過(guò)“以賽”，提升了學(xué)生在編程、硬件接口擴展、應用方面的實(shí)踐能力，達到學(xué)以致用的目的。