《微機原理與接口技術(shù)》課程教學內(nèi)容及方法的改革

《微機原理與接口技術(shù)》課程是一門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(nèi)容多且概念抽象不易理解，因此是教學和學習難度較大的一門課程。在實際的教學過程中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的教材與教學內(nèi)容存在一定的問題，為適應(yīng)國家對應(yīng)用性人才培養(yǎng)的要求，緊隨新技術(shù)的步伐，對課程的教學內(nèi)容、教學方法、考核方式進行改革，顯得尤為重要。通過教學改革，可以幫助學生充分理解教學的內(nèi)容，提高教學效率，激發(fā)學習興趣，為其今后的計算機應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)打下良好的基礎(chǔ)。
1 現(xiàn)有課程教學內(nèi)容弊端
我校《微機原理與接口技術(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），中國科學技術(shù)大學出版社出版，周荷琴、馮煥清編著。從教材的內(nèi)容來看，教材雖然經(jīng)過5版的修訂與補充，但其內(nèi)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、知識體系看起來還處于上世紀階段。涉及實踐性內(nèi)容的應(yīng)用，所舉實例簡單、且脫離了工程實際應(yīng)用。從教材的編排上看，系統(tǒng)性差，沒有真正體現(xiàn)該課程知識體系及技術(shù)構(gòu)架。在實際教學過程中，教師往往要將前后知識與章節(jié)進行穿插，才能讓學生明白前因后果。
2 學生學習課程應(yīng)達到的目標
教師通過《微機原理與接口技術(shù)》課程講授，需要傳授給學生基本的知識點，指導學生構(gòu)建課程的知識體系，運用在其專業(yè)方向上，并與其他課程的知識點銜接。更重要的是，通過課程的學習，學生應(yīng)有一定的運用匯編語言進行編程的能力，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(shè)備的連接，以完成設(shè)定的功能與任務(wù)，能應(yīng)用于工程實際，學會解決工程實際問題的思想方法。
2.1 把握課程的知識點，并建立微機原理與接口技術(shù)的知
識體系
學生應(yīng)掌握基本概念、原理、技術(shù)，特別是對技術(shù)難點、重點要有深刻的認識，為課程打下扎實的基礎(chǔ)。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(nèi)所帶有的部件，各部件之間的聯(lián)系，工作過程。參照性能指標，就可評價計算機的優(yōu)劣與適用范圍。
2.2 熟練掌握與應(yīng)用匯編語言及接口技術(shù)
計算機的應(yīng)用在于軟件，學會與掌握編程是課程學習的重中之重。編程是人類與計算機溝通的一座橋梁。學生通過不斷編程練習，學會編程的技巧及應(yīng)用軟件的融會貫通，使學生的編程水平、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)來完成的，也是應(yīng)用于工程實際必需掌握的技術(shù)與技能。學生應(yīng)掌握查閱接口芯片數(shù)據(jù)手冊的方法，會閱讀接口芯片數(shù)據(jù)手冊，理解并掌握接口芯片功能及其參數(shù)，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(shè)的地址分配、功能控制、信息交換等任務(wù)。
3 課程教學內(nèi)容改革要點
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)、生活的各個細節(jié)中。應(yīng)讓每個學生都能學習并掌握一些計算機原理與接口技術(shù)的知識與技術(shù)，針對學生的學習差異性、接受能力，教學內(nèi)容，應(yīng)由淺入深，讓不同的學生接受到不同層次知識與技術(shù)。此外，在課程內(nèi)容的改革上，除了工程實際應(yīng)用上的案例，也應(yīng)介紹趣味性強、能吸引學生學習興趣的案例，使編程的教學方法也充滿趣味性。
3.2 建立完整的知識點與知識體系
課程的內(nèi)容的改革應(yīng)將計算機原理與接口技術(shù)的術(shù)語、知識要點講透、講深，讓學生學會用專業(yè)的語言來描述所學課程，并將這些知識點構(gòu)建成一個計算機原理與接口技術(shù)的知識體系，讓知識點有機相連，讓學生在將來工作、學術(shù)交流中不存在知識上的障礙或概念理解上的不規(guī)范。
3.3 應(yīng)用與實踐相結(jié)合
以工程應(yīng)用為場景，開展實踐教學活動。限于實驗條件，即便是用簡單的實驗進行教學，也要明確工程上實際應(yīng)用時應(yīng)該如何考慮計算機應(yīng)用的問題。同時，將課程教學活動拓展到學生課外活動，發(fā)動有興趣的學生帶動其他同學一起學習，通過成立研討小組，興趣小組，學生興趣社團等，組織開展課程設(shè)計，指導學生參加競賽活動。
4 改革后的課程內(nèi)容及說明
《微機原理與接口技術(shù)》課程教學內(nèi)容改革，是在現(xiàn)有教材的基礎(chǔ)上，精簡理論教學內(nèi)容，完善課程各章節(jié)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，加強實踐教學。改革后的教學內(nèi)容由理論基礎(chǔ)、接口芯片、技術(shù)延伸、考核四部分組成。課程總學時數(shù)為5 6，其中理論教學學時數(shù)是3 8，實踐和實驗學時數(shù)為18。提高實踐課程比例，以提高學生的動手能力和發(fā)現(xiàn)問題與解決問題的能力。
5 整體教學方法
《微機原理與接口技術(shù)》的教學思路是CPU與各接口芯片通過三總線結(jié)構(gòu)相連接，外部設(shè)備通過各接口芯片與8 0 8 6CPU相聯(lián)接，完成信息交換。在教學中，教師應(yīng)明確三總線結(jié)構(gòu)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行展現(xiàn)，使學生對計算機系統(tǒng)有一個整體認識。
5.1 C PU部分
教學上簡介微機原理、組成、尋址方式，讓學生對微機的硬件與軟件有一個整體認識，強調(diào)知識點，以便后續(xù)課程中的應(yīng)用。
5.2 接口芯片部分
接口芯片的教學以芯片數(shù)據(jù)手冊為主導，以課本為參考。首先教會學生如何在網(wǎng)上查找接口芯片的生產(chǎn)廠家，找到芯片數(shù)據(jù)手冊。再分析數(shù)據(jù)手冊的各個部分，教會學生如何看懂、看會芯片數(shù)據(jù)手冊。教學的重點與難點是CPU與接口芯片的連接。首先按三總線結(jié)構(gòu)的要求進行連接：1）數(shù)據(jù)總線為雙向傳送命令字、控制字等信息；2）地址總線給芯片分配接口地址，分配過程中，針對地址要選擇合適的鎖存器、譯碼器對地址進行鎖存、譯碼；3）控制總線的連接較為復雜，應(yīng)根據(jù)具體的應(yīng)用要求進行分析后、再連接。
5.3 總線部分
課本上的總線技術(shù)比較繁雜，且過時的總線技術(shù)較多。在講授過程中，結(jié)合實際應(yīng)用情況，只需對總線的主要性能指標、總結(jié)標準、典型的USB總線進行講授，以節(jié)約學時。
6 課程的考核方式
采用以賽的方式對課程考核進行改革。通過“以賽”學生對整個課程建立起了立體的概念，融會貫通了所學知識與要點，鞏固提升了學生動手能力，基本上達到了應(yīng)用教學效果。
7 結(jié)語
（1）課程教學內(nèi)容改革上，提出了對課程內(nèi)容、章節(jié)結(jié)構(gòu)歸納為理論基礎(chǔ)、接口芯片、技術(shù)延伸、考核四部分，提高了實踐教學的學時數(shù)占到總學時數(shù)的三分之一；（2）教學方法上，以三總線結(jié)構(gòu)將CPU與各接口芯片相連接，總攬全課程，讓學生理解與分析每個接口芯片，能將整個課程的知識體系融合起來；（3）在考核方式上，通過“以賽”，提升了學生在編程、硬件接口擴展、應(yīng)用方面的實踐能力，達到學以致用的目的。