《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程是一門涉及計(jì)算機(jī)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(xué)和學(xué)習(xí)難度較大的一門課程。在實(shí)際的教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的教材與教學(xué)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(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式進(jìn)行改革,顯得尤為重要。通過教學(xué)改革,可以幫助學(xué)生充分理解教學(xué)的內(nèi)容,提高教學(xué)效率,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,為其今后的計(jì)算機(jī)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(xué)內(nèi)容弊端
我?!段C(jī)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(jī)計(jì)算機(jī)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。從教材的內(nèi)容來看,教材雖然經(jīng)過5版的修訂與補(bǔ)充,但其內(nèi)容遠(yuǎn)落后于計(jì)算機(jī)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(jì)階段。涉及實(shí)踐性內(nèi)容的應(yīng)用,所舉實(shí)例簡單、且脫離了工程實(shí)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(shí)際教學(xué)過程中,教師往往要將前后知識與章節(jié)進(jìn)行穿插,才能讓學(xué)生明白前因后果。
2 學(xué)生學(xué)習(xí)課程應(yīng)達(dá)到的目標(biāo)
教師通過《微機(jī)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(dǎo)學(xué)生構(gòu)建課程的知識體系,運(yùn)用在其專業(yè)方向上,并與其他課程的知識點(diǎn)銜接。更重要的是,通過課程的學(xué)習(xí),學(xué)生應(yīng)有一定的運(yùn)用匯編語言進(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(kuò)展計(jì)算機(jī)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(shí)際,學(xué)會解決工程實(shí)際問題的思想方法。
2.1 把握課程的知識點(diǎn),并建立微機(jī)原理與接口技術(shù)的知
識體系
學(xué)生應(yīng)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(rèn)識,為課程打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。硬件方面,由一臺微型計(jì)算機(jī)、筆記本電腦、手機(jī),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(biāo),就可評價(jià)計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)的應(yīng)用在于軟件,學(xué)會與掌握編程是課程學(xué)習(xí)的重中之重。編程是人類與計(jì)算機(jī)溝通的一座橋梁。學(xué)生通過不斷編程練習(xí),學(xué)會編程的技巧及應(yīng)用軟件的融會貫通,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(jì)算機(jī)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(shí)際必需掌握的技術(shù)與技能。學(xué)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(jì)算機(jī)的CPU管腳,并能完成計(jì)算機(jī)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(xué)內(nèi)容改革要點(diǎn)
3.1 課程的普惠性、趣味性
計(jì)算機(jī)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(yùn)用在我們生產(chǎn)、生活的各個(gè)細(xì)節(jié)中。應(yīng)讓每個(gè)學(xué)生都能學(xué)習(xí)并掌握一些計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)的知識與技術(shù),針對學(xué)生的學(xué)習(xí)差異性、接受能力,教學(xué)內(nèi)容,應(yīng)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(nèi)容的改革上,除了工程實(shí)際應(yīng)用上的案例,也應(yīng)介紹趣味性強(qiáng)、能吸引學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的案例,使編程的教學(xué)方法也充滿趣味性。
3.2 建立完整的知識點(diǎn)與知識體系
課程的內(nèi)容的改革應(yīng)將計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)的術(shù)語、知識要點(diǎn)講透、講深,讓學(xué)生學(xué)會用專業(yè)的語言來描述所學(xué)課程,并將這些知識點(diǎn)構(gòu)建成一個(gè)計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)的知識體系,讓知識點(diǎn)有機(jī)相連,讓學(xué)生在將來工作、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(guī)范。
3.3 應(yīng)用與實(shí)踐相結(jié)合
以工程應(yīng)用為場景,開展實(shí)踐教學(xué)活動。限于實(shí)驗(yàn)條件,即便是用簡單的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué),也要明確工程上實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)該如何考慮計(jì)算機(jī)應(yīng)用的問題。同時(shí),將課程教學(xué)活動拓展到學(xué)生課外活動,發(fā)動有興趣的學(xué)生帶動其他同學(xué)一起學(xué)習(xí),通過成立研討小組,興趣小組,學(xué)生興趣社團(tuán)等,組織開展課程設(shè)計(jì),指導(dǎo)學(xué)生參加競賽活動。
4 改革后的課程內(nèi)容及說明
《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程教學(xué)內(nèi)容改革,是在現(xiàn)有教材的基礎(chǔ)上,精簡理論教學(xué)內(nèi)容,完善課程各章節(jié)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)。改革后的教學(xué)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(xué)時(shí)數(shù)為5 6,其中理論教學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)是3 8,實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)為18。提高實(shí)踐課程比例,以提高學(xué)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(xué)方法
《微機(jī)原理與接口技術(shù)》的教學(xué)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(xué)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(jìn)行展現(xiàn),使學(xué)生對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有一個(gè)整體認(rèn)識。
5.1 C PU部分
教學(xué)上簡介微機(jī)原理、組成、尋址方式,讓學(xué)生對微機(jī)的硬件與軟件有一個(gè)整體認(rèn)識,強(qiáng)調(diào)知識點(diǎn),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(xué)以芯片數(shù)據(jù)手冊為主導(dǎo),以課本為參考。首先教會學(xué)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(gè)部分,教會學(xué)生如何看懂、看會芯片數(shù)據(jù)手冊。教學(xué)的重點(diǎn)與難點(diǎn)是CPU與接口芯片的連接。首先按三總線結(jié)構(gòu)的要求進(jìn)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(jìn)行鎖存、譯碼;3)控制總線的連接較為復(fù)雜,應(yīng)根據(jù)具體的應(yīng)用要求進(jìn)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(shí)的總線技術(shù)較多。在講授過程中,結(jié)合實(shí)際應(yīng)用情況,只需對總線的主要性能指標(biāo)、總結(jié)標(biāo)準(zhǔn)、典型的USB總線進(jìn)行講授,以節(jié)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“以賽”學(xué)生對整個(gè)課程建立起了立體的概念,融會貫通了所學(xué)知識與要點(diǎn),鞏固提升了學(xué)生動手能力,基本上達(dá)到了應(yīng)用教學(xué)效果。
7 結(jié)語
(1)課程教學(xué)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(shí)踐教學(xué)的學(xué)時(shí)數(shù)占到總學(xué)時(shí)數(shù)的三分之一;(2)教學(xué)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(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;(3)在考核方式上,通過“以賽”,提升了學(xué)生在編程、硬件接口擴(kuò)展、應(yīng)用方面的實(shí)踐能力,達(dá)到學(xué)以致用的目的。
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