微机原理是理工科本科教学中一门非常重要的课程,但因为该课程既涉及到计算机硬件内容又包含有汇编软件内容,学生普遍反映学习吃力,难以掌握,更不用说应用了。笔者通过多年教学发现该课程出现的问题主要和以下的几个方面有关:(1)课程设置与专业背景;(2)教材;(3)课时分配;(4)辅助教学器材;(5)软件学习安排与实践。基于此,本文尝试从分析这些问题入手来探讨该课程的改革方向。
1 当前教学问题
首先先分析一下上述相关方面问题,再探讨相关的解决方法。
1.1 课程设置
微机原理是理工类本、专科专业基础课程,在我国开设已经有30年以上,目的是使学生通过该课程的学习理解以8086/8088为主的16位微型计算机工作原理与应用,学习对象包括计算机专业和非计算机专业学生,学习期望是能掌握相关微机软、硬件知识。
然而,由于计算机技术的发展,一来从专业背景分析,因为微机原理课程涉及的专业知识中包含有数字逻辑,电路分析与程序设计,而大多数理科类和工程类专业由于并非电子类相关专业,所学为简版电子类课程,这就造成在上课时由于以往课程内容缩减,部分硬件知识难以理解和掌握,如微机地址分配,外围I/O芯片扩展等知识点。
1.2 教材
好的教材应该是适合对象学习的教材,现在大多数高等学校使用的微机原理教材都是清华大学出版社出版的郑学坚、周斌编著的或相近内容教材,从内容与编排来说,这些都是非常好的教材,但是依然有如下问题:教材本身有相当篇幅和其他课程内容冲突,如第一章计算机基础知识等;教材内容使用时间跨度多达近20年,部分内容已落后于当今计算机发展,尤其现在计算机已发展到64位机,而教材上只是介绍了Pentium,已经落后当前10年;作者意图面面俱到,但因为不同专业需求差异,使得很多知识点或者多了或者少了;汇编语言是本书的相当部分章节,但从学生学习来看,无论学习过否,显得内容单薄了些,直接结果是花了时间讲授,但学习效果不佳。
1.3 课时分配
从上述对教材的讨论可以引出一个问题就是课时分配。
清华大学出版社出版的郑学坚、周斌编著的教材适用课时是56～80课时,多数高校课时数为64上下。而书的内容编排大致可以分为三个大部分:计算机硬件原理、计算机软件设计、计算机外围接口芯片使用。
而多数高校在64课时内还要安排实验,一般不少于16个课时的上机,这样一来,讲授时间就不多于48课时,然而因为该课程对软、硬件都有要求,在学习完硬件知识后再学习软件(汇编语言),就显得时间有些紧张,而压缩软件学时又会导致学生在学习硬件后无法验证所学。
1.4 辅助教学器材
好的辅助教学器材可以对学生学习起到事半功倍的作用。
常见的教辅设备包括计算机、硬件仿真器。计算机的发展很快,完全满足8086/8088汇编运行在现有的视窗版编译软件下。但是现有的软件是收费版,没用共享版,大多数学习功能不具备,对学生帮助不大。硬件仿真器是让学生直观感受到所学用途的非常有效的设备,但是多数学校因课程开设时间过长,设备普遍老化,而且功能也显得不够完善,急需换代。与8051等单片机相比,缺乏软件仿真的手段,对学习带来一定的不便。
1.5 软件学习安排与实践
从某种意义上说,微机原理的学习就是软件(8086/8088汇编语言)的学习,而这个学习恰恰是多数学生薄弱的地方。
本课程中,汇编语言所占的篇幅虽然重要但因总内容较多,显得内容有些偏少,影响了学生的学习与应用。对于实践使用(课程设计)来说,这点问题尤其显著。学生往往对完整的编写一个汇编程序感到无从下手,从书中可以找到的示例和课程练习(课时限制)不够参考,又难以通过仿真验证,结果是对软件的学习感到难以理解,甚而放弃学习。
2 解决方法初探
由上述问题可以看出,要想改善本课程的学习,可以从下述方面着手:
首先,分别对待不同专业背景,要给不同专业的学生设置不同的课程与课时。对于电子类专业学生,可以按照目前的课程设置,但可以考虑增加讲授汇编语言的课时或单独开设汇编语言课程。对于非电子类专业学生,可以考虑合并部分课程或者减少部分相关课程课时,如只讲授微机原理或只讲授单片机原理,这样可以增加单门课程课时以利于学生理解,因为对这类学生专业学习来说,这两门课程掌握一门基本就可以了,开设两门往往都没理解,影响了学习。
其次,应当有针对的挑选教材,对于不同层次的学生使用不同的教材,不要因为教材口碑好就使用,只有适合学生的教材才是好教材。
再次,尽量依照各院校的财力配备硬件微机原理仿真器件,不用要求能满足所有仿真实验,只要能引导学生理解所学,解决部分实际问题即可。还要大力开发软件仿真软件,如单片机仿真软件Protues就非常好,但不能应用于8086/8088系统,需要在这方面努力。
最后,非常重要的一点就是,要多使用实例进行教学,这不但对学生理解知识点有帮助,而且能告诉学生所学有何用处,激发学生学习的兴趣。
3 结语
微机原理课程是理工科大学生普遍感到学习费力的一门课程,本文试图通过分析学习中的主要问题来讨论如何强化学生对该课程的学习。只有提高学生的学习兴趣,才能更好的完成教与学的互动。
参考文献
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