【高职高专《微机原理与接口技术》教学探讨】微机原理接口技术

高职高专《微机原理与接口技术》教学探讨

中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791 （2012）08（c）-0175-02 《微机原理与接口技术》是计算机及相关专业非常重要 的一门基础课，教学内容涉及微机的硬件结构和软件编程两 方面，同时还要与实践相结合，要求学生建立微机系统与整 机概念，逻辑严密，动静结合，内容繁杂，在课程体系中处 于承上启下的位置。高职高专院校的计算机类专业均设有这 门课。

1 高职高专《微机原理与接口技术》课程的教学现状 1.1 《微机原理与接口技术》学习难度大，学生易产生 畏难情绪 对于初学者而言，本课程入门难度非常大。因其课程内 容涵盖面广，涉及的专有名词多、概念多、接口芯片多，同 时涉及硬件和软件两方面的知识，知识记忆点多且抽象，学 生在学习过程中常有力不从心的感觉，稍有松懈就可能掉队， 容易产生畏难乃至厌学情绪。随着授课内容的深入，有些学 生会感觉到越学越乱，思路难以理清，经常顾此失彼，穷于应付，甚至越学越糊涂，最后为了考试过关而不得不死记硬 背，更谈不上理解并加以应用了。

微机与接口设备之间的软件编程多采用汇编语言编写， 该语言指令丰富，程序书写量大，编程枯燥复杂，程序可读 性和移植性较差。虽然不少高职高专院校在开设《微机原理 与接口技术》课程之前，已专门开设了《汇编语言》课程的 学习，但相对于高级语言（如C语言、VB语言等）而言，能 真正学好汇编语言的学生并不多。加上各类接口芯片的编程 要求各有不同，记忆量大，学生接触的芯片一多，相互之间 容易混淆，加大了学习难度。如果汇编语言掌握不好，将直 接影响到后期接口技术的学习进度和教学效果。

1.2 课程教学内容与本专业培养目标脱节，学生缺乏学 习兴趣 随着计算机技术的不断进步，与之相关的《微机原理与 接口技术》课程也不断涌现出新概念、新技术。而教学内容 往往滞后于现实科技的发展，来不及更新和补充，造成了教 学和实际的脱节。

计算机科学高速发展与本课程教学内容陈旧落后相矛 盾。目前教材中多数以16位的8086/8088CPU为核心介绍计算 机的工作原理。之所以这样选择主要是因为这两类CPU结构 简单，充分体现了冯诺依曼计算机的体系结构特点，是目前 CPU的基础。在教学中采用结构相对比较简单的CPU和接口芯 片能降低学习难度，帮助学生快速掌握其基本工作原理。但现在主流的CPU采用的是64位技术，多核CPU已成微机的基本 配置；
传统教材中介绍的各类接口芯片多是早期结构比较简 单的，但现实生产生活中多已被淘汰。由于与现实脱节较严 重，很多学生对这门课程的用途深有疑虑，感觉对未来就业 帮助不大，因此也降低了学习兴趣，无法体会该课程在整体 知识体系中的重要位置。

高职高专院校主要培养应用型人才，而本课程教学内容 与计算机专业的培养目标联系不够紧密，就业应用面相对较 窄。现在就业形式严峻，加之软件类课程应用面广，学习实 践起来要比硬件类课程容易得多。因此高职高专计算机专业 的学生“重软轻硬”的现象比较普遍。一些高职高专院校根 据市场需求，在制订人才培养方案时，不得不逐步缩减硬件 类课程，增加就业使用面较广的应用类软件课程。

1.3 实践课主要进行验证性实验，设计性实验所占比例 很低 在实践课堂上，学生大多照本宣科，参照现有的程序， 在实验中按部就班地录入程序，仅观察和分析实验运行及结 果，没有充分发挥学生的主观能动性，学生的创新思维和设 计能力得不到很好的锻炼。

本课程的许多实验需要特定的配套软硬件环境，需要前 期投资购买大量硬件设备及相关支持软件，后期设备零部件 更新维护保养也较复杂。部分高职高专院校没有足够条件提 供良好的实验环境让学生进行实践，因而学生往往难以通过实验得到很好的实操锻炼和加深对理论知识的理解。个别缺 乏条件的高职高专院校甚至取消了实验，全盘进行理论教学。

1.4 学生自身素质和接受能力 高职高专院校生源在高考中录取批次相对较后，且有相 当一部分是由中职升学而来。学生普遍文化基础较薄弱，抽 象思维较差，参加各项活动积极性较高，乐于动手实践。他 们学习较为情绪化，对感兴趣的内容或工作中应用面较广的 课程，如网页制作、图像处理等应用软件，学习积极性相对 较高，而对内容枯燥的理论课程学习动力则相应降低。

2 高职高专《微机原理与接口技术》课程的教学尝试与 方法探讨 2.1 针对高职高专学生的学习特点，有针对性地选择教 学内容 根据高职高专学生的学习特点，《微机原理与接口技 术》在组织教学时必须充分调查了解学生的实际水平，在尽 可能降低教学坡度的前提下，对教学内容进行适当地增补和 删改，使学生能比较轻松地理解和接受新知识。

从8088/8086开始，发展到80286，80386，80486，再到 Pentium等系列，这些CPU采用了IA-32架构，在基本结构上 是向前兼容的，保持了程序设计与运行的连续性，便于我们 进行相关课程的教学；
但另一方面，随着多核CPU的出现， 微机升级换代速度越来越快，操作越来越简便，功能越来越 强大，64位新技术的大量应用，使得本课程必须及时补充相关的知识内容。

尽管微机性能提高很快，但其内部组成与外部接口的基 本工作原理多数是没有变化的。就存储器而言，虽然容量呈 几何级数增加，但基本存储元的工作原理没有变，存储器构 成的基本原理没有变，CPU与存储器的连接方法也没有变。

对于外设而言，微机与外设的I/O接口的基本连接方法没有 多大的变化，中断原理及中断处理也没有变。在具体教学中， 还是以Intel 8086为主线，系统介绍微机的基本组成、IA-32 体系结构；
介绍处理器与总线技术，这里穿插介绍流水线技 术、多核CPU、PCI-Express总线技术和串行通用总线USB等 以及它们在工程实践中的应用和实现；
存储器的组成是重点， 要求学生学会独立设计简单的存储器系统，这里穿插介绍闪 存、固态硬盘等新型存储器技术；
中断技术与应用是重难点， 以8259芯片为中心讲授中断程序设计；
I/0接口原理和应用 也是重点内容，主要是让学生能针对不同功能的芯片如8237、 8253/8254、8255、8251等进行设计和编程。将硬件实现与 汇编语言编程相结合，重点突出8088和8086，着眼于对Intel Architecture-32结构微处理器的系统理解，使学生正确建 立微机系统的整体概念。

2.2 改革教学方法 高职学生素质参差不齐，有些学生善于听课，能够抓住 老师讲的重点内容，积极向老师请教各种问题，自学能力较 强；
而有些学生一上课就昏昏欲睡，心不在焉，得过且过，需要老师不停地督促学习。针对学生的这些心理特点，首先 应树立以学生为中心的思想，教师在各个教学环节上要注意 调动学生的学习积极性。除教学内容改革外，教师还应对教 学内容进行精心组织和安排，仔细教研，改革教学方法，尽 可能解决学生学习能力和分析理解能力两极分化的问题。

在课堂教学中，针对高职高专学生缺乏抽象思维的特点， 在讲解CPU内部结构、操作时序、寻址方式、指令的执行过 程、总线结构、存储原理、通信接口等抽象的内容时，可制 作相应的多媒体CAI动画课件和电子教案。通过文字、图片 和动画流程来演示和讲解，将抽象的难以理解的内容形象化、 具体化、直观化。这样不仅能帮助学生理解教学内容，激发 学生的学习兴趣，还能增加课堂教学的信息量，拓展学生的 知识范围，加快教学进度，弥补教学课时数的不足。

现代多媒体教学手段非常实用，它让教师从粉笔+黑板 中解放出来，减轻了教师的工作量。但其中一个明显的不足 在于讲解的速度很快，短时间向学生灌输大量知识，导致学 生没有足够时间来理解和消化所学内容。因此，在教学过程 中应该结合传统板书教学。特别是在讲授存储器系统设计、 存储器地址范围计算、各类芯片的使用及相关汇编程序设计 等知识点时，在讲解案例时，通过板书可逐步展现例题的分 析步骤、解题思路，增加学生理解的时间，给学生思考的空 间，也可画一些简单示意图，帮助学生理清学习头绪，从而 达到掌握新知识并能够灵活运用的目的。对于学生在学习过程中遇到枯燥无味、难度较大又十分 重要的内容时，可尝试采用类比教学法，将其与学生熟悉的 生活实践相联系，就能收到事半功倍的效果。例如，我们在 讲解内存地址的时候，可以以教学楼做类比，每间课室都有 一个编号，对应的是内存单元应该也有编号，这个编号就是 它的地址；
我们还可以将楼层号比作段地址，将课室房间号 比作有效地址或偏移地址。只要我们能将课本中许多枯燥抽 象的问题与现实中的事物联系起来，比喻恰当，学生就容易 理解，还能提高学生的学习兴趣。

2.3 改革考核方法 考核方式对学生的学习有着非常明确的指导性作用。闭 卷考试由于其种种限制，难以全面考查学生对知识整体掌握 的程度和综合应用的能力。相当一部分学生采取死记硬背的 方法进行考前冲刺，考试结束后却感觉自己对这门课没有什 么深刻的印象。

考核方式应侧重学生综合能力培养，尽量脱离应试教育 的模式。考试命题尽量科学合理，应有利于培养学生创新思 维及分析解决问题的能力。考核成绩应从平时上课、作业情 况，实验操作、实验报告书写，期末考试成绩三部分来考虑。

在总评成绩里，平时成绩占10%，实验占30%（其中实验操作 占20%，实验报告占10%），期末考试占60%，三者综合起来， 能比较客观地反映出学生对这门课程掌握的情况。

参考文献[1] 侯宝生.“微机原理与接口技术”课程教学改革创 新探讨，教改纵横，2009（2）. [2] 洪金明.对微机原理与接口技术课程教学改革的几 点认识[J].长沙通信职业技术学院学报，2004，9. [3] 陆晓燕.冯正勇，曾敬.“微机原理与接口技术”教 学探索[J].科技信息高校讲坛，2011（35