導(dǎo)語：計算機(jī)硬件技術(shù)發(fā)展論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：《微機(jī)接口技術(shù)》教學(xué)模式應(yīng)該突破傳統(tǒng)的理論驗證教學(xué)模式，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。加強對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是本課程教學(xué)改革的一個難點。該課程的教學(xué)改革突破點是：實驗教學(xué)的改革。在實驗內(nèi)容、實驗組織方法上進(jìn)行的一些有益的改革嘗試，可以有效提高教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：教學(xué)改革；實驗教學(xué)；創(chuàng)新能力

1引言

《微機(jī)接口技術(shù)》課程作為高等院校計算機(jī)專業(yè)的主要專業(yè)基礎(chǔ)課程之一，學(xué)生普遍感到《微機(jī)接口技術(shù)》這門課難學(xué)、難懂、概念抽象、感性認(rèn)識差，再加上大量匯編語言編寫的初始化程序和應(yīng)用程序。學(xué)生學(xué)習(xí)完了這門課程后，對于接口芯片工作原理和在計算機(jī)中的實際應(yīng)用模糊不清，更談不上創(chuàng)新設(shè)計。該課程的教學(xué)現(xiàn)狀總結(jié)起來，主要存在以下幾個方面的問題。

1)教材相對陳舊

現(xiàn)在使用的教材大多數(shù)都存在東拼西湊的現(xiàn)象，而且教材的編寫、出版有一個周期問題，即使基本理論講清楚了，但是對芯片的應(yīng)用現(xiàn)狀和新技術(shù)發(fā)展卻很少涉及，或者講得不清楚。

2)理論教學(xué)和實驗教學(xué)嚴(yán)重分離

理論教學(xué)主要靠老師在課堂上用電子教案分析講解，這種單純的理論分析，學(xué)生感覺枯燥乏味，沒有參與思考的積極性；而最能吸引學(xué)生的實驗課程卻由實驗教師自行組織，與理論教學(xué)脫節(jié)。學(xué)生的完整知識結(jié)構(gòu)體系無法統(tǒng)一和完善。

3)驗證性實驗教學(xué)扼殺了學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新欲望

現(xiàn)在高校中對于該門課程的實驗都采用實驗箱，對芯片功能進(jìn)行驗證性實驗就算了?；旧蠈W(xué)生沒有自主的創(chuàng)新環(huán)節(jié)，在課程設(shè)計階段，老師把程序編寫好，學(xué)生照著老師的步驟連接好各種線路，再把程序錄入、調(diào)試運行，觀察結(jié)果寫出實驗報告就行了。最后導(dǎo)致所有學(xué)生的實驗報告都是一個結(jié)論。

因此，積極地對《微機(jī)接口技術(shù)》課程進(jìn)行教學(xué)改革，有效提高教學(xué)質(zhì)量是當(dāng)前該門課程的重要任務(wù)。因為該門課程作為匯編語言、計算機(jī)組成原理課程的后繼專業(yè)課程，是計算機(jī)專業(yè)學(xué)生有效提高專業(yè)技能和動手、創(chuàng)性能力的一門重要課程，也是該專業(yè)與其它專業(yè)區(qū)分的一門主干課程。要達(dá)到有效提高該門課程教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力，就必須在教學(xué)指導(dǎo)思想、教學(xué)實驗內(nèi)容和實驗組織方法等方面進(jìn)行一系列改革，下面就這幾個方面進(jìn)行詳細(xì)探討。

2根據(jù)課程發(fā)展特點，轉(zhuǎn)變教學(xué)指導(dǎo)思想

教學(xué)改革的目的是提高教學(xué)質(zhì)量，要在有限的幾十個學(xué)時中讓學(xué)生真正掌握好一門課程的內(nèi)容，在組織教學(xué)過程中就要做到“少而精”，要想做到這一點，就必須靈活地使用教學(xué)方法，不能千篇一律地純理論教學(xué)，必須轉(zhuǎn)變教學(xué)指導(dǎo)思想，根據(jù)課程的內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，對于《微機(jī)接口技術(shù)》這種純硬件的專業(yè)課程，學(xué)習(xí)重點就要從“是什么，如何工作”繼續(xù)深入到“是什么，如何工作，如何設(shè)計，現(xiàn)在的發(fā)展現(xiàn)狀，以后的發(fā)展方向”。積極的鼓勵學(xué)生思考?，F(xiàn)在國內(nèi)計算機(jī)專業(yè)教學(xué)模式普遍都是“重軟件、輕硬件”，很多學(xué)生到了大學(xué)畢業(yè)做畢業(yè)設(shè)計時，連計算機(jī)主機(jī)箱內(nèi)的部件都不認(rèn)識，更談不上發(fā)展研究了，這也是國內(nèi)硬件人才嚴(yán)重缺乏的原因之一。因此教師的引導(dǎo)很重要，要給予學(xué)生充分的思考空間，“強調(diào)基礎(chǔ)，注重實際能力”應(yīng)該才是這門課程的新教學(xué)指導(dǎo)思路。

3優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

《微機(jī)接口技術(shù)》課程教學(xué)改革的首要任務(wù)應(yīng)該是教材改革。選用教材應(yīng)該是以學(xué)生能夠?qū)W到知識為目的。

現(xiàn)在很多高校選用的理論教材還基本差強人意，但是實驗指導(dǎo)教材卻參差不齊，很多教材都只是列出了各芯片的連線示意圖，并給出了相應(yīng)的初始化程序，學(xué)生只需要按圖索驥就行了，完全失去了實驗課程的意義。這種驗證式的教學(xué)模式導(dǎo)致了學(xué)生自我創(chuàng)新能力的喪失，一個實驗結(jié)束，所有學(xué)生的實驗報告都是一個結(jié)論。

隨著計算機(jī)硬件技術(shù)的飛速發(fā)展，《微機(jī)接口技術(shù)》課程的教與學(xué)都發(fā)生了質(zhì)的變化。傳統(tǒng)的計算機(jī)接口技術(shù)課程著重于介紹計算機(jī)各組成芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，初始化編程命令和在PC/AT機(jī)中的基本應(yīng)用，并沒有系統(tǒng)的介紹各組成芯片的關(guān)聯(lián)工作情況以及和CPU的系統(tǒng)工作狀況。當(dāng)今PentiumPC機(jī)廣泛使用的并行接口標(biāo)準(zhǔn)IEEE1394、通用串行接口標(biāo)準(zhǔn)USB、圖形顯示總線標(biāo)準(zhǔn)AGP、高速硬盤標(biāo)準(zhǔn)Ultra100MB等等，都是最新接口技術(shù)應(yīng)用的具體成果。但是在現(xiàn)有教材中很難包含所有的新技術(shù)，因為現(xiàn)有教材中的很多內(nèi)容在微機(jī)原理課程中已經(jīng)講到，因此學(xué)生更是覺得這門課程沒有實用價值。

針對這一系列情況，現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容就必須進(jìn)行優(yōu)化。因為這門課程的特殊性，其理論基礎(chǔ)基本上都是圍繞IBM/PC系列機(jī)進(jìn)行講解的，基本原理沒有大的調(diào)整和變化，因此理論教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化主要是選擇教材的問題，根據(jù)筆者經(jīng)驗，一般來講正規(guī)出版社的理論教材都還可以，因此這門課程教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化就主要著眼在實驗課程的實驗內(nèi)容和實驗組織方式。根據(jù)筆者多年的教學(xué)實踐經(jīng)驗進(jìn)行以下探討。

3.1實驗內(nèi)容的改革

微機(jī)接口實驗的內(nèi)容主要是有關(guān)接口芯片的學(xué)習(xí)和應(yīng)用，各種芯片在學(xué)習(xí)過程中都是分開來講解，其實在具體的應(yīng)用上這些芯片是互相緊密聯(lián)系的，在實驗中應(yīng)該集合在一起，才能真正的掌握這些芯片在計算機(jī)中的主要功用。比如：接口芯片8255是并行傳輸接口芯片，三個端口的每個引腳都可以獨立地產(chǎn)生一個有用信號；而芯片8253是定時器／計數(shù)器，可定時產(chǎn)生一個信號，而這個信號和8255A的PB口協(xié)作可以作為揚聲器的控制信號。所以在實驗時，應(yīng)該把8255A和8253A這兩個實驗結(jié)合在一起。實驗時間是4個學(xué)時，在內(nèi)容上，可以先熟悉8255的性能，然后熟悉8253的性能，最后將兩者結(jié)合在一起進(jìn)行實驗，真正掌握計算機(jī)揚聲器的工作原理。兩種芯片互相聯(lián)系，有助于對芯片更深入地了解，在此基礎(chǔ)上，也可以將芯片8259和8253A結(jié)合在一起。這樣逐步深入，不斷提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生有了興趣后，老師就必須循循善誘的引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計，實際上，這門課程的創(chuàng)新設(shè)計內(nèi)容很多，比如：工業(yè)控制，智能儀器儀表，超市收銀機(jī)，公共汽車報站系統(tǒng)，電子考勤機(jī)，門鈴報警電話，步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，交通收費系統(tǒng)，家電領(lǐng)域的智能控制芯片等等。教師可以選擇一個比較實用也不太復(fù)雜的產(chǎn)品作為事例，如足球場上的計時器、記分器等等，給學(xué)生由淺入深地講解，鼓勵學(xué)生只要掌握了相關(guān)的硬、軟件基礎(chǔ)知識，就能開發(fā)出同樣的產(chǎn)品，從而激發(fā)他們對本課程的學(xué)習(xí)興趣，增強了求知欲。

對于這門課程的實驗內(nèi)容，筆者在教學(xué)中一般分為這樣幾個層次進(jìn)行。

3.1.1認(rèn)知階段

這一階段

主要是讓學(xué)生從理論角度轉(zhuǎn)變到硬件角度認(rèn)識真正的硬件芯片外觀和基本工作原理，熟悉匯編語言在接口芯片編程控制中的上機(jī)過程?；疽勒諏嶒炛v義的指導(dǎo)去做，這算是本課程學(xué)習(xí)的入門階段。學(xué)生這時剛剛接觸到具體的硬件芯片，對于很多引腳的定義不能從硬件接線的角度去理解，因此必須要求學(xué)生完全依照實驗講義的要求，一步一步進(jìn)行程序調(diào)試、匯編、連接、裝入、運行，觀察輸出，得出正確的實驗結(jié)果。這一層次的實驗?zāi)康闹饕鞘煜嶒炑b置和實驗步驟，對接口芯片各個引腳信號的實際接線方法有一個初步的體會，逐步提高做實驗的興趣，通過實驗，學(xué)生對系統(tǒng)有一個初步的認(rèn)識。這是實驗的初級階段，力求做到由淺入深、循序漸進(jìn)。

3.1.2提高階段

這一階段主要是提高學(xué)生對芯片系統(tǒng)工作的認(rèn)識。因為這時學(xué)生已經(jīng)對芯片的硬件接線有了進(jìn)一步的認(rèn)識，有能力自己做一些修改和設(shè)計，并且對做實驗有了一定的興趣，在講義給出的基本接線原理的基礎(chǔ)上，自己深入一步，做一些局部的改動，這時實驗的成功對學(xué)生的心理有較大的鼓勵，可以激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣。比如：CPU利用8255A與打印機(jī)相連完成并行打印和打印機(jī)并行接口的學(xué)習(xí)是分成不同章節(jié)介紹的，弄得很多學(xué)生就搞不清楚，到底CPU用的是哪一種并行打印接口，而且打印接口標(biāo)準(zhǔn)和8255A到底有什么關(guān)系？因此筆者在講解這部分內(nèi)容時，首先分開講清楚各自的工作原理，以及編程控制等基本內(nèi)容。讓學(xué)生深入了解CPU執(zhí)行指令所產(chǎn)生的信號如何控制并行打印的輸出過程。之后，在實驗中，筆者讓學(xué)生設(shè)計了這樣一個實驗：利用8255A的A口工作在方式0與微型打印機(jī)相連，將內(nèi)存緩沖區(qū)BUFF中的字符打印輸出。試完成相應(yīng)的軟硬件設(shè)計。由于學(xué)生已經(jīng)清楚知道了各自的工作原理，老師稍加引導(dǎo)，學(xué)生很容易就設(shè)計好硬件連線圖，如圖1所示。

圖1硬件連線圖

有了這樣一個硬件連線圖，相應(yīng)的控制程序就很簡單了。然后讓學(xué)生自己完成這個題目的硬件連線和控制程序：將上例中8255A的工作方式改為方式1，采用中斷方式將BUFF開始的緩沖區(qū)中的100個字符從打印機(jī)輸出。根據(jù)筆者經(jīng)驗，只要學(xué)生能夠順利完成前面的實驗，這個實驗也會很容易成功。通過一系列類似的提高實驗，讓學(xué)生切實清楚了各種芯片、接口標(biāo)準(zhǔn)與CPU的關(guān)聯(lián)工作情況，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)熱情，樹立學(xué)生學(xué)習(xí)的自信心和學(xué)習(xí)成就感。

3.1.3創(chuàng)新階段

這個階段是在前面兩個階段的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，學(xué)生經(jīng)過了認(rèn)知、解惑的階段后，就產(chǎn)生了自我創(chuàng)新的欲望。這時老師可以要求學(xué)生自己設(shè)計線路圖、程序，進(jìn)行調(diào)試，得出正確的結(jié)果，是學(xué)習(xí)的提高階段。因為學(xué)生對芯片的學(xué)習(xí)和硬件接線有了深入的理解后，已經(jīng)不滿足于實驗講義上的現(xiàn)成方案，迫切希望自己動手設(shè)計一個綜合性的實驗方案，然后進(jìn)行編程、調(diào)試，得出結(jié)果，最后寫一個綜合的設(shè)計報告。這是實驗的高級階段，對于學(xué)生動手能力的提高有較大的幫助。筆者就在這一階段要求學(xué)生完成了一些創(chuàng)新實驗，比如：交通信號燈控制系統(tǒng)、電子音樂播放器、電子時鐘設(shè)計、轉(zhuǎn)速測試系統(tǒng)設(shè)計、簡易計算器系統(tǒng)設(shè)計等方案。盡可能多地提供具有實際用途的設(shè)計方案，使學(xué)生通過完成實用價值較高的電路設(shè)計的同時進(jìn)一步加深對專業(yè)理論知識的認(rèn)識和理解。

比如設(shè)計—套公共汽車報站系統(tǒng)，利用8255或8253、8259等接口電路均可。學(xué)生根據(jù)所選課題和所用的接口電路芯片設(shè)計出完整的接口電路，并在實驗系統(tǒng)上完成電路的連接和調(diào)試通過即可。在設(shè)計過程中，不提供所謂的“標(biāo)準(zhǔn)答案”，而是鼓勵學(xué)生充分發(fā)揮設(shè)計才能，大膽創(chuàng)新。接口電路接法不同，芯片選擇不同，結(jié)果可能不同。鼓勵持不同意見的同學(xué)充分闡述自己的觀點，積極相互討論。不乏有學(xué)生為了擬定一個良好的設(shè)計方案，為了調(diào)試出相應(yīng)的指標(biāo)，絞盡了腦汁，主動彌補自己知識的缺陷來完成課程任務(wù)。所以，通過創(chuàng)新階段的訓(xùn)練能夠真正反映學(xué)生掌握本課程的綜合應(yīng)用能力。

3.2實驗組織方式

由于這門課程為計算機(jī)應(yīng)用專業(yè)的必修課程，學(xué)生人數(shù)眾多，組織實驗時可以采用分級組織形式。通過前面的基礎(chǔ)實驗，完成較好的學(xué)生自己選擇一個同學(xué)形成一組，每組不超過兩人，以杜絕學(xué)生存在不做的僥幸心理，兼顧“一幫一”的原則，帶動學(xué)習(xí)氛圍。實驗結(jié)束，要求學(xué)生進(jìn)行討論，并寫出實驗報告，對實驗進(jìn)行總結(jié)。學(xué)生通過創(chuàng)新、討論、實踐、再討論、再實踐、再創(chuàng)新的過程，個人動手能力得到了極大地提高。

4采用立體教學(xué)模式

除了抓好實驗環(huán)節(jié)外，教學(xué)模式的多變也是必不可少的。現(xiàn)代教學(xué)方式的一個典型指標(biāo)就是多媒體技術(shù)的應(yīng)用。很多老師認(rèn)為用了幻燈片就是使用多媒體了，其實不然，作為硬件技術(shù)專業(yè)基礎(chǔ)課程，對于絕大多數(shù)學(xué)生來講，《微機(jī)接口技術(shù)》課程中的很多知識都是抽象而難于理解的，如果采用Powerpoint做成的傳統(tǒng)的靜態(tài)幻燈片，學(xué)生肯定會覺得生澀難懂。比如我在教學(xué)過程中就組織了微機(jī)接口技術(shù)的立體教學(xué)模式，制作了微機(jī)接口技術(shù)的電子教案，應(yīng)用了微機(jī)接口技術(shù)仿真實驗軟件，利用這些輔助的教學(xué)手段完成《微機(jī)接口技術(shù)》的課堂教學(xué)。因為電子教案可以加大課堂教學(xué)的信息量，仿真軟件可以直觀地將各部件內(nèi)部每一步的信息流動過程以生動形象的方式展示在學(xué)生面前，使學(xué)生具有身臨其境的感覺。比如：控制程序中指令執(zhí)行過程以及涉及到的微操作步驟，如果就靠課堂上空洞的分析，學(xué)生是無法建立其完整的結(jié)構(gòu)概念的，但是在教學(xué)過程中，我就用仿真工具做了一個動態(tài)的執(zhí)行過程，學(xué)生看起來很直觀，而且明確了執(zhí)行過程中相關(guān)硬件的工作和配合情況。

通過教學(xué)實踐證明，采用現(xiàn)代化的、多元的教學(xué)手段，可以把原本枯燥的硬件課程講解得生動易懂，消除了學(xué)生的畏難情緒，化被動學(xué)習(xí)為主動求知。當(dāng)然因為接口技術(shù)與設(shè)備都在不斷的發(fā)展，教材上的內(nèi)容，往往是對以往接口技術(shù)成型后的總結(jié)，實驗也只是對教材上的芯片接口功能的驗證，并不能真正與當(dāng)前最新技術(shù)同步，有些甚至過于陳舊，所以應(yīng)適時補充一部分當(dāng)前微機(jī)接口技術(shù)中較新的內(nèi)容，并給予重點介紹，如有條件的話可以給學(xué)生演示無盤系統(tǒng)啟動芯片BOOT—RObl設(shè)備、USB設(shè)備等開發(fā)過程，包括選擇控制器、硬件電路設(shè)計、軟件設(shè)計、調(diào)試整個過程，使學(xué)生對現(xiàn)代微機(jī)接口技術(shù)與身邊常見設(shè)備更緊密結(jié)合起來，真正做到學(xué)以致用。

5結(jié)束語

《微機(jī)接口技術(shù)》課程的教學(xué)改革是一個長期的過程，不可能一蹴而就，需要理論

教學(xué)內(nèi)容、實驗內(nèi)容以及實驗組織方式和教學(xué)模式等多因素結(jié)合，本文就教學(xué)的幾個主要方面進(jìn)行了探討，主要分析了實驗環(huán)節(jié)的問題并提出了改革方法，通過作者自己的教學(xué)實踐，合理安排教學(xué)內(nèi)容、靈活組織教學(xué)模式、加強教學(xué)實踐、增加創(chuàng)新實驗環(huán)節(jié)等，都有助于提高教學(xué)質(zhì)量，改善教學(xué)效果，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，同時，通過這門課程的教學(xué)改革探討也為今后更進(jìn)一步的精品課程建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。

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