“微型计算机原理与接口技术”课程教学探讨
随着高等教育发展和社会需求的论文联盟http://变化,培养大学生的实践经验和创新能力变得更加重要。对于大学生来说,仅有理论知识是远远不够的,必须把理论和实际结合起来,将理论转变成应用于实际的技能,具备工程实践能力和创新精神,才能更好的服务于社会。
“微型计算机原理与接口技术”是高等学校通信与电子信息类专业的专业基础课,主要教学任务是使学生能系统而完整地理解计算机硬件系统的组成结构和工作原理以及汇编语言程序设计的方法,培养学生对计算机硬件结构的分析、应用、设计及开发能力,为深入学习计算机通信技术、智能仪器的设计打下良好基础。这门课程具有知识面广、内容教多较碎、软件硬件结合、知识点呈网状结构、应用性强、难度大、抽象等特点,需要记忆的东西较多,不少学生觉得这门课枯燥无味,凌乱繁杂,学习兴趣不高,甚至个别学生在学习结束时,还未建立起清晰的整体概念,似懂非懂。笔者承担的南京邮电大学面向全校和通达学院的“微型计算机原理与接口技术”是江苏省高校精品课程之一。在该精品课程建设和实施过程中,作者不断进行教学研究与创新实践,本文结合笔者的教学实践,针对课程的教学内容、教学手段等方面进行了一些探讨,阐释一些教学心得。
1 教学内容的合理组织
在“微型计算机原理与接口技术”课程授课中,前后内容联系频繁,容易给人以繁杂的感觉;而cpu、存储器、接口、外设等各自成章,零零碎碎,容易给人以零碎的感觉;学生容易把每一章内容独立起来理解和学习,不能很好地从整体上把握微机系统结构。因此,对授课内容的组织作一定的改革,在第一章计算机基础的讲解中,多用一至两个学时将整个计算机系统结构讲授清楚,从结构框图出发,整体到部分,然后再回到整体。最终使学生在进入各章节的学习前有一个较明晰的总体概念。并且,在各章节的授课中注重培养学生从总体上把握内容,理解本章节的作用和地位以及和其他章节内容在总体结构上的联系。
在授课内容安排上注意做到详略得当,80486cpu的内部结构及工作原理、汇编语言程序设计、存储器、常用外部接口芯片都是重点和难点,应该仔细讲解。采用多媒体授课,可配以动画演示。例如,讲解80486指令的执行过程以及cpu寻址方式时,以动画的形式展示给学生,更直观、更形象、学生更容易理解。总线技术、主机系统结构、微机操作系统,可以简略讲解。另外,键盘技术、显示技术、打印机原理、软盘、硬盘、光盘等内容可以让学生自学。
微机原理课程所涉及的技术发展十分迅速,教材难以及时更新,因此在授课过程中注意补充计算机技术的最新发展状况,补充相关的新生事物介绍。例如,在讲解cpu工作原理时,补充现在市面流行的cpu的性能及参数;在讲解主存储器时,加入内存的发展过程,以及最新的ddr ii技术的内存和ddr iii技术在显卡中的应用。这样,提高了他们学习的积极主动性。
在采用多媒体教学中,要注意结合板书。例如,在每节课开始前通过板书先将上节课的内容进行罗列,上课开始依照板书进行几分钟的串讲,所谓“温故而知新也”;在讲述新的内容前,通过板书先做一个宏观的分析并引出问题焦点,然后通过多媒体逐个详细阐述;在一个大的问题讲完后,可以通过板书进行总结。
2 教与学的互动
2.1 教中促学
在课堂教学中提一些关于“为什么”的小问题,但不急于立即给出答案,而让学生先自己课后查阅资料,等过几节课后教师再给出答案,从而培养学生自己解决问题的能力,而且大学生在课后查找问题答案的过程中,不会仅限于对某个问题的求解,而是会涉猎到相关的知识,拓宽了他们的视野。比如,笔者在讲字符的编码—ascii码时,提问“回车符和换行符有什么不同?”或再追问“为什么有的系统只用回车符而不用换行符?”第一次提问时几乎没有学生回答,过几节课后,在将汇编程序时,遇到“0dh,0ah”时,再问一次上述两个问题,这次会有不少学生回答,说明他们下去查找过资料了。这时,进一步激发他们的学习兴趣:“请大家在后面实验课上机时编写程序验证一下!”往往在刚下课就有不少学生向老师要汇编程序运行环境,这样,在实验课刚开始,经常就有学生要求老师检查本次实验内容!他们已经提前完成了实验内容,而且编程方法不局限于课堂内容。对这样的学生可以进一步鼓励他们说一下自己的程序设计思想,然后再检查一下他们对老师授课内容的掌握程度,以便他们有的放矢的学习。
2.2 教与学的共进
由于“微型计算机原理与接口技术”这门课程内涵较大、内容教多较碎、需要记忆的东西较多,部分学生觉得这门课枯燥无味,上课听不懂,容易跟不上老师的进度。因此,在上课过程中要经常提问,一方面可以检查学生的接受情况以调整教学进度,另一方面,引发学生积极思考,由被动听课转向主动接收,同时学生的注意力也得到集中。对一些对本课程感兴趣的学生,可以给予一些新的课题,以培养学生的研究能力,比如在学习汇编程序设计部分时可指导其编写一些难度稍大的程序;在接口技术部分,可以指导学生去查找课外其他的一些接口芯片的资料。
2.3 讲练结合
笔者经过几年的教学实践,对这门课程也积累了一定的经验,但仍然感觉到这门课程确实是一门比较难教、也比较难学的课程,主要表现在老师费劲大(64学时),但学生(期末卷面)成绩不够理想。因此,平时在上课过程中要注意所学知识的及时巩固,除了作业以外,对知识难点或学生容易出错的地方,经常做一些课堂小练习,讲练结合,可集体练习,也可以鼓励个别学生到黑板上来做,发现问题,及时指正。
2.4 结合实例
讲解理论的同时,加入适当的实际例子,可以使学生加深理论的理解,提供他们学习的兴趣。例如,讲解“模”的概念时可结合“千年虫”的例子;讲解汇编语言程序设计时,可以举一个补码运算的例子,让学生理解程序设计过程的同时又体会到了计算机运算的优点;讲解可编程计数器8254时,可以讲解8254实现数码管定时或演示利用系统8254实现歌曲演唱的例子,使学生掌握8254工作原理的同时,又了解了它在实际信息领域的应用。在讲解“基于中断的字符串显示”实验时,可引发学生去思考食堂刷卡机上数字显示原理和交通路口红绿灯以及时间显示原理。
再例如在讲述计算机中断概念时,首先举了一个非常生活化的例子:某人正在看书,突然电话铃响了,去接电话,这时又有人敲门,会放下电话去开门,之后继续接电话,接完电话后再继续看书,这是学生非常熟悉的生活,自然知道这是个中断过程,告诉学生其中的突发事件在计算机中断过程中叫中断源,上述过程是中断嵌套,中断后继续回到原来工作的位置就是断点,发生中断原因是有中断源到来,使原本非常抽象的内容生动化、具体化,加深了理解。
3 实验教学改革
现有的实验教学中,授课模式基本是沿袭老一套的方式:实验目的、实验原理、实验方法与步骤和实验注意事项等等。实验内容过于紧贴理论教材,验证性实验居多。为了培养创新型的人才,适应社会发展的要求,实验内容在保持验证性实验的同时需增加一定数量的综合性和设计性实验,使实验内容多样化,培养学生的兴趣和激发他们的积极性。例如把中断控制器8259a芯片与并行芯片8255芯片相结合,动态的显示学生的学号。实验中可引导学生自己去思考“中断源是什么”、“中断向量的地址是什么”等问题,另外,实验可只给出部分数字的字型码,其他的字型码由学生自己去研究和探索。
实验模式从集中固定的实验课向开放式模式转变。实验室全天向学生开放,实验教师和一部分实践能力强的理论授课教师都参与实验指导。非课余时间学生可提前向实验教师预约实习时间和场所,而课余时间随时可以到实验室做试验。这样,学生可以完成基本的实验课程,并且能够进行课外的科技活动,提高了实践经验和创新能力。
4 结束语
高等教育把培养有实践能力和创新精神的人才作为重点来抓,这就要求教师在教学过程中,要及时了解新技术、掌握新知识,采取多种途径,不断充实调整教学内容和改进教学方法,提高教学质量,提高学生的实践能力、分析解决实际问题的能力和创新能力,以更好地满足社会发展对人才的需要。
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