论文部分内容阅读
摘 要 微机原理是工科类专业必修的专业基础课程，针对该课程和独立学院学生的特点，提出以目标和兴趣为导向的教学方法，介绍该方法的具体实施手段和效果。
关键词 独立学院；微机原理；目标和兴趣；教学方法
中图分类号：G642.4 文献标识码：B 文章编号：1671-489X(2012)27-0106-03
Teaching Methods Exploration of Microcomputer Principle in Independent College//Zhu Chunmei
Abstract Microcomputer principle is one compulsory basic course of engineering major. For characteristics of the course and students in independent colleges, target and interest-oriented teaching method is proposed. The specific means of implementation and effects of this method is discussed.
Key words independent college; microcomputer principle; target and interest; teaching method
Author’s address University of Electronic Science and Technology of China, Zhongshan Institute, Zhongshan, Guangdong, China 528402
微机原理课程是工科类专业学生的专业基础课，主要内容包括80x86系列的微型计算机硬件工作原理，汇编语言编程方法，微机与输入输出设备及生产过程的典型接口电路和接口技术[1]。该课程涵盖了硬件原理和软件程序设计两大块，内容繁杂、概念抽象，历来是学生比较头痛的课程之一。
1 独立学院的学生特点
一方面，独立学院学生的学科基础相对薄弱，自主学习能力缺乏，学习热情普遍不高，自制力较差，在学习过程中容易信心不足；另一方面，他们有着非常强烈的自我意识、社会认知欲和实践欲，在人际沟通能力、组织协调能力和创新能力方面并不比母体院校的学生差[2-3] 。
因此，与一本二本的学生相比，独立学院的学生在学习过程中更需要教师的监督，在学习方法上更需要教师的引导。帮助学生明确学习目标、理清思路，激发学生的学习兴趣，在独立学院的课堂教学中尤其重要。针对这一特点，探索以目标和兴趣为导向的教学方法，从传统的以教师“教”为主转为以学生“学”为主，充分利用学生实践欲强的特点来调动学生的学习兴趣、发掘学习潜能。
2 以目标和兴趣为导向的教学方法探索
2.1 对课程进行准确定位，激发学生的学习兴趣
独立学院的学生往往对理论知识的学习热情不高，但实践欲望强烈，学东西注重实用。在很多学生看来，今天学的东西如果明天就能用上，那就是最好的。学这门课程有什么用，是学生最期待回答的一个问题。因此，教师需对课程进行准确定位，激发学生的学习动力。
微机原理课程学习的是16位机的硬件和指令系统，上机、调试主要用到DOS操作系统，而学生平时用的是64位机和Windows系统，这种反差给学生一种知识陈旧、技术落伍的感觉，导致学生的学习积极性不够。要调动学生的学习兴趣，就需要发掘该课程的实用性。因此，在第一次课就对课程进行定位，让学生认识到以下几点。
1）CPU芯片具有兼容性和传承性，16位机和64位机虽然功能和速度都有区别，但基本工作原理和过程都是一样的，16位机的知识可以类推到64位机。
2）汇编语言的设计方法对不同型号的CPU芯片，拼写和格式可能会有区别，但指令的寻址过程和执行过程是相同的，掌握一个系列CPU的汇编语言设计就很容易学会其他系列的。
3）对工科所有专业，尤其是机电类专业，很多工作场合都采用计算机控制，自动化程度极高，其中使用的CPU大部分是单片机或者嵌入式微处理器，如果打好微机原理的基础，就可以很容易地自学掌握这些处理器的使用。
2.2 帮助学生理清整门课程的思路，增强自信心
内容多而杂，是大部分初学者对微机原理课程的第一印象，学生在学习过程中容易理不清思路，出现畏难情绪。在教学中首先让学生认识到计算机只是人类发明的信息处理工具，增强学生的自信心；同时帮助学生理清整门课程的思路，按照信息处理过程来规划微机原理的学习进程。
1）计算机处理信息的方式是建立在二进制基础之上的，课程首先学习计算机中信息的表示方法——信息的表示和编码；
2）然后学习计算机中的信息处理模型——CPU的结构和工作原理；
3）接着学习信息处理方法——CPU的指令系统与汇编语言编程方法；
4）最后学习信息处理的设备组成——存储器、I/O接口芯片。
课程内容的编排与信息处理过程的对比如图1所示。
这样，学生对整个课程框架心中有数，在学的过程中就更容易把各个章节关联起来。
2.3 明确各个阶段的学习目标，进行任务驱动
针对学生学习主动性不足的特点，教学过程中反复强调学习的目标，让学生清楚每一次课的任务，做到有的放矢，同时监督学生自查是否达标。把学习目标分为5个层次：课程总体目标、章节目标、知识点目标和课堂目标。各层次目标的明确时间和方式如表1所示。
微机这门课程章节之间联系紧密，各章节内容没有绝对的分隔，通常一个知识点会涉及后面章节的内容。在布置学习目标时，需明示哪些内容可以忽略或暂时忽略，以免打击学生的自信心。以寄存器的习惯用法为例，没讲指令系统前，要掌握这个知识点主要靠死记硬背，而学过指令系统后无形中就掌握了。如学了输入输出指令，学生就知道累加器的一个习惯用法是存放I/O口的数据；又比如学了堆栈指令，学生自然掌握了SP的习惯用法是用作栈顶指针。 2.4 采用案例教学模式，以“学”为中心
传统教学模式以“教”为主，缺乏互动，难以激发学生的学习热情。案例教学是在教师的指导下，根据教学目的要求，组织学生对案例的调查、阅读、思考、分析、讨论和交流等活动，培养学生分析问题和解决问题的能力，加深学生对基本原理和概念的理解，是以“学”为中心的的互动式教学[4]。在学习某一知识点时，围绕案例展开，采用引出问题、分析问题、讲解知识点、解决问题的教学过程。
例如学习查表指令时，如果直接讲这条指令的格式、功能，学生主要靠识记被动地接受。采用案例教学模式，教师在上课时先设计案例：随机输入一个数字用七段数码管显示出来。学生在分析问题时会发现要显示的数字不定，如果有一张表可根据数字转换为段码是最简单的，而查表指令正是这样的一种方法。教师此时介绍查表指令，介绍完后再让学生用该指令完成程序编写。通过这样的互动，学生的积极性就被调动起来，从被动接受转化为主动学习。
2.5 创造机会帮助学生获得成就感，发掘学习潜能
针对学生实践欲望强的特点，在学习的过程中，尽快地应用所学的知识来解决问题，让学生体会到解决问题的喜悦和成就感，发掘学生的学习潜能。
1）改革实验内容。在原有验证性实验内容的基础上，增加大量的简单设计性和综合设计性实验内容，并注意教学内容的多样性，满足不同程度学生的学习需要，鼓励学生进行电路结构、软件编程和系统功能创新。比如做流水灯实验，在实现8个灯轮流亮的基础上，让学生发挥想象，自行设计灯亮的模式，可延伸为一个彩灯控制系统。
2）鼓励学生参加学科竞赛。设立创新基金，开放实验室，成立机器人设计、嵌入式系统设计等兴趣小组，鼓励学生发掘学习潜能，向高水平的学科竞赛挑战。
3 结语
实践证明，通过以上教学手段，弥补了独立学院学生在自主学习能力、学习兴趣和自信心方面的不足，充分发挥了他们实践和创新欲望强的优势，学生的专业认同度和学习积极性大大提高，取得较好的教学效果，学生理论基础扎实并且勇于挑战自己，在历年的各类学科竞赛中（如中国机器人大赛、全国大学生机械创新设计大赛、博创杯全国大学生嵌入式设计大赛等）屡获佳绩。
参考文献
[1]马争.微计算机原理与单片机技术[M].北京:高等教育出版社,2009:16-256.
[2]周贤君,张胜利,周笑妮.独立学院学生教育管理模式探索[J].高等农业教育,2004(8):71-73.
[3]李兹良.独立学院学生的学习能力培养策略探究[J].文教资料,2011(9):193-195.
[4]王焱,易发胜.“微机原理与接口技术”课程的案例教学探讨[J].计算机教育,2009(23):136-138.
关键词 独立学院；微机原理；目标和兴趣；教学方法
中图分类号：G642.4 文献标识码：B 文章编号：1671-489X(2012)27-0106-03
Teaching Methods Exploration of Microcomputer Principle in Independent College//Zhu Chunmei
Abstract Microcomputer principle is one compulsory basic course of engineering major. For characteristics of the course and students in independent colleges, target and interest-oriented teaching method is proposed. The specific means of implementation and effects of this method is discussed.
Key words independent college; microcomputer principle; target and interest; teaching method
Author’s address University of Electronic Science and Technology of China, Zhongshan Institute, Zhongshan, Guangdong, China 528402
微机原理课程是工科类专业学生的专业基础课，主要内容包括80x86系列的微型计算机硬件工作原理，汇编语言编程方法，微机与输入输出设备及生产过程的典型接口电路和接口技术[1]。该课程涵盖了硬件原理和软件程序设计两大块，内容繁杂、概念抽象，历来是学生比较头痛的课程之一。
1 独立学院的学生特点
一方面，独立学院学生的学科基础相对薄弱，自主学习能力缺乏，学习热情普遍不高，自制力较差，在学习过程中容易信心不足；另一方面，他们有着非常强烈的自我意识、社会认知欲和实践欲，在人际沟通能力、组织协调能力和创新能力方面并不比母体院校的学生差[2-3] 。
因此，与一本二本的学生相比，独立学院的学生在学习过程中更需要教师的监督，在学习方法上更需要教师的引导。帮助学生明确学习目标、理清思路，激发学生的学习兴趣，在独立学院的课堂教学中尤其重要。针对这一特点，探索以目标和兴趣为导向的教学方法，从传统的以教师“教”为主转为以学生“学”为主，充分利用学生实践欲强的特点来调动学生的学习兴趣、发掘学习潜能。
2 以目标和兴趣为导向的教学方法探索
2.1 对课程进行准确定位，激发学生的学习兴趣
独立学院的学生往往对理论知识的学习热情不高，但实践欲望强烈，学东西注重实用。在很多学生看来，今天学的东西如果明天就能用上，那就是最好的。学这门课程有什么用，是学生最期待回答的一个问题。因此，教师需对课程进行准确定位，激发学生的学习动力。
微机原理课程学习的是16位机的硬件和指令系统，上机、调试主要用到DOS操作系统，而学生平时用的是64位机和Windows系统，这种反差给学生一种知识陈旧、技术落伍的感觉，导致学生的学习积极性不够。要调动学生的学习兴趣，就需要发掘该课程的实用性。因此，在第一次课就对课程进行定位，让学生认识到以下几点。
1）CPU芯片具有兼容性和传承性，16位机和64位机虽然功能和速度都有区别，但基本工作原理和过程都是一样的，16位机的知识可以类推到64位机。
2）汇编语言的设计方法对不同型号的CPU芯片，拼写和格式可能会有区别，但指令的寻址过程和执行过程是相同的，掌握一个系列CPU的汇编语言设计就很容易学会其他系列的。
3）对工科所有专业，尤其是机电类专业，很多工作场合都采用计算机控制，自动化程度极高，其中使用的CPU大部分是单片机或者嵌入式微处理器，如果打好微机原理的基础，就可以很容易地自学掌握这些处理器的使用。
2.2 帮助学生理清整门课程的思路，增强自信心
内容多而杂，是大部分初学者对微机原理课程的第一印象，学生在学习过程中容易理不清思路，出现畏难情绪。在教学中首先让学生认识到计算机只是人类发明的信息处理工具，增强学生的自信心；同时帮助学生理清整门课程的思路，按照信息处理过程来规划微机原理的学习进程。
1）计算机处理信息的方式是建立在二进制基础之上的，课程首先学习计算机中信息的表示方法——信息的表示和编码；
2）然后学习计算机中的信息处理模型——CPU的结构和工作原理；
3）接着学习信息处理方法——CPU的指令系统与汇编语言编程方法；
4）最后学习信息处理的设备组成——存储器、I/O接口芯片。
课程内容的编排与信息处理过程的对比如图1所示。
这样，学生对整个课程框架心中有数，在学的过程中就更容易把各个章节关联起来。
2.3 明确各个阶段的学习目标，进行任务驱动
针对学生学习主动性不足的特点，教学过程中反复强调学习的目标，让学生清楚每一次课的任务，做到有的放矢，同时监督学生自查是否达标。把学习目标分为5个层次：课程总体目标、章节目标、知识点目标和课堂目标。各层次目标的明确时间和方式如表1所示。
微机这门课程章节之间联系紧密，各章节内容没有绝对的分隔，通常一个知识点会涉及后面章节的内容。在布置学习目标时，需明示哪些内容可以忽略或暂时忽略，以免打击学生的自信心。以寄存器的习惯用法为例，没讲指令系统前，要掌握这个知识点主要靠死记硬背，而学过指令系统后无形中就掌握了。如学了输入输出指令，学生就知道累加器的一个习惯用法是存放I/O口的数据；又比如学了堆栈指令，学生自然掌握了SP的习惯用法是用作栈顶指针。 2.4 采用案例教学模式，以“学”为中心
传统教学模式以“教”为主，缺乏互动，难以激发学生的学习热情。案例教学是在教师的指导下，根据教学目的要求，组织学生对案例的调查、阅读、思考、分析、讨论和交流等活动，培养学生分析问题和解决问题的能力，加深学生对基本原理和概念的理解，是以“学”为中心的的互动式教学[4]。在学习某一知识点时，围绕案例展开，采用引出问题、分析问题、讲解知识点、解决问题的教学过程。
例如学习查表指令时，如果直接讲这条指令的格式、功能，学生主要靠识记被动地接受。采用案例教学模式，教师在上课时先设计案例：随机输入一个数字用七段数码管显示出来。学生在分析问题时会发现要显示的数字不定，如果有一张表可根据数字转换为段码是最简单的，而查表指令正是这样的一种方法。教师此时介绍查表指令，介绍完后再让学生用该指令完成程序编写。通过这样的互动，学生的积极性就被调动起来，从被动接受转化为主动学习。
2.5 创造机会帮助学生获得成就感，发掘学习潜能
针对学生实践欲望强的特点，在学习的过程中，尽快地应用所学的知识来解决问题，让学生体会到解决问题的喜悦和成就感，发掘学生的学习潜能。
1）改革实验内容。在原有验证性实验内容的基础上，增加大量的简单设计性和综合设计性实验内容，并注意教学内容的多样性，满足不同程度学生的学习需要，鼓励学生进行电路结构、软件编程和系统功能创新。比如做流水灯实验，在实现8个灯轮流亮的基础上，让学生发挥想象，自行设计灯亮的模式，可延伸为一个彩灯控制系统。
2）鼓励学生参加学科竞赛。设立创新基金，开放实验室，成立机器人设计、嵌入式系统设计等兴趣小组，鼓励学生发掘学习潜能，向高水平的学科竞赛挑战。
3 结语
实践证明，通过以上教学手段，弥补了独立学院学生在自主学习能力、学习兴趣和自信心方面的不足，充分发挥了他们实践和创新欲望强的优势，学生的专业认同度和学习积极性大大提高，取得较好的教学效果，学生理论基础扎实并且勇于挑战自己，在历年的各类学科竞赛中（如中国机器人大赛、全国大学生机械创新设计大赛、博创杯全国大学生嵌入式设计大赛等）屡获佳绩。
参考文献
[1]马争.微计算机原理与单片机技术[M].北京:高等教育出版社,2009:16-256.
[2]周贤君,张胜利,周笑妮.独立学院学生教育管理模式探索[J].高等农业教育,2004(8):71-73.
[3]李兹良.独立学院学生的学习能力培养策略探究[J].文教资料,2011(9):193-195.
[4]王焱,易发胜.“微机原理与接口技术”课程的案例教学探讨[J].计算机教育,2009(23):136-138.