启发式教学方法在微机原理课程教学中的运用研究

韦耿+严锡君+陈静

[摘 要] 微机原理课程理论性及实践性强，内容枯燥抽象，学生学习兴趣普遍不高。针对此问题，笔者结合自身的教学经历，以努力培养学生学习兴趣为切入点，对微机原理课程教学中启发式教学的基础及采用的方法进行深入研究，实践证明，所提出的方法取得了较好的教学效果。

[关键词] 启发式教学；微机原理；教学方法

[中图分类号] G420 [文献标识码] A [文章编号] 1005-4634（2014）02-0082-04

0 引言

微机原理与接口技术课程是计算机专业的一门必修专业课程，也是无线电类、机械类等许多非计算机类专业的一门专业基础课。该课程知识面广，内容枯燥抽象，软件、硬件知识并重，理论性和实践性都很强，学生普遍反映不好学且对该课程不感兴趣。因此，如何改进教学方法，提高学生的学习兴趣，进而提高教学质量，是一个值得研究的课题。

启发式教学的优点是众所周知的。充分利用启发式教学的优点，最大限度地提高教学质量，已成为人们的共识。笔者针对微机原理课程教学的特点，结合自身的教学经历，对启发式教学方法在微机原理课程教学中的运用进行探讨。

1 微机原理课程的特点

1.1 知识点多且抽象

课程内容包括三个部分[1]：（1）微型计算机组成和工作原理；（2）指令系统和汇编语言程序设计；（3）接口技术。这三部分内容相辅相成、紧密联系。第一部分主要学习微处理器的内部结构及原理、引脚功能及工作模式。第二部分侧重于汇编语言程序的设计方法，包括指令系统、伪指令以及模块化程序设计、子程序设计、中断服务程序设计的方法。第三部分是接口技术部分。可见，该课程知识点多，概念也多，且理论性和实践性都很强，如果教师采用“传授式”、“满堂灌”的教学方法，将难以达到理想的教学效果。

1.2 学生学习积极性不高

由于课程内容抽象枯燥，学生普遍感到晦涩，影响自主学习的主观能动性。同时课程内容实践性强，学生主要依靠老师的讲解或实验课程获得实践的感性认识，缺乏学科知识深刻的应用背景和实践经验，因而学生的学习积极性和兴趣普遍不高。

1.3 教学方法较单一

目前，该课程普遍以传授式方法为主、多媒体方法为辅进行教学，但多媒体方法大都停留在以教材内容为主线、采用平铺直叙的形式授课。虽然也有教师采用师生互动方式进行授课，但这种互动主要局限于传统的教师提问、学生站起来回答的方式。这些方法对提高教学质量有一定的作用，但对信息量大、知识点多以及实践性强的微机原理课程内容来说显得较单一。如何采用多样性的教学方法和手段来提高教学质量，是个值得研究的课题。

1.4 学生基础较弱，水平参差不齐

课程理论性强，实践性要求高，学生层次参差不齐。例如，有的学生对微机原理部分具有较好的理解力，但对接口技术却不感兴趣，或汇编程序设计能力较弱等，这给教学带来了困难。

2 启发式教学的基础

在教学中，采用以老师传授为主、兼以启发学生思考的方式，才能体现老师的主导作用与学生的主体角色[2]，才能符合现代教育的需要，才能最大限度的提高教学质量。为此，笔者认为在备课和上课时，教师应该做到以下3点。

2.1 研究教材，做到胸中有数

教师每次上课前，都需要认真备课，对讲授的内容要熟练，明确本次课的教学目标和任务，梳理知识点的分布，对基础知识点、重点和难点了如指掌，做到胸中有数。同时，微机原理课程知识点多，在抓住教学目标和任务后，要懂得取舍，避免面面俱到、满堂灌[3]。

2.2 研究学生，因材施教，有教无类

上课之前，教师要对教学的主体即学生进行研究，掌握学生的基本情况，顾及不同水平、不同能力的学生，为开展启发式教学做好准备。在备课和上课时只有从学生的实际情况出发，才能做到有的放矢，取得良好的教学效果。因学生的心理特征、学识水平、认知结构、接受能力等存在差异[4]，一次成功的课堂教学应顾及不同层次学生的发展，既应让能力强水平高的学生有收获，也应让能力较差水平较低的学生有收获，这样才能达到全面提高的目的。总之，备课和上课时做到“眼中有教材，心中有学生”，就有了成功运用启发式教学的基础。

2.3 业精于勤，储备足够的知识

启发式教学的有效实施，除了上述两点，还依赖于教师具备广博的基础知识和精专的专业知识。而且随着计算机技术的不断涌现，教师还必须不断地学习新知识和新技术，掌握新设备等，只有这样，教师才能从容地运用启发式教学方法进行教学。“台上一分钟，台下十年功”即是这个道理。

3 启发式教学的方法

启发式教学的优点众所周知，教师应充分发挥引导作用，激发学生的学习兴趣，启发学生思考，从而提高教学质量。笔者在教学实践中，采用以下几种启发式方法进行教学，获得较满意的效果。

3.1 兴趣启发

兴趣是最好的老师，教师应当注重激发学生的学习兴趣，通过兴趣来启发学生主动思考问题和主动探索问题的解决方法。笔者开始上微机原理与接口技术课程时，发现有不少学生缺乏学习的兴趣和热情，原因是认为学习该课程没什么用。为此，笔者在上课之初，就适时地介绍当前流行的计算机所采用的技术、内部结构、工作过程及工作原理，这些内容对大部分学生来说较为新颖，又和日常用到的电脑有很密切的联系，因而极大地激发了学生的好奇心。接着简要介绍所授课程的内容，重点介绍该课程内容和当前主流计算机技术的内在联系，点明当前计算机硬件技术和所授课程内容之间的一脉相承性和技术创新点，从而激发了学生的学习热情，启发学生学习课本知识的主动性及借助网络探求先进技术的好奇心，收到良好的教学效果。

3.2 提问启发

提出问题，是教师在授课过程中最常用的一种启发方式。教师通常在课程内容的重点处、难点处或引申处提出问题，启发学生思考。正确使用提问启发，需掌握两个原则：（1）在适当的时机提出合理的问题是有效启发的关键；（2）教师应采用由浅入深、循序渐进的方式提出问题，问题偏易或偏难，都容易让学生失去兴趣或放弃思考。笔者在讲授存储器内存扩展章节时，以“由指定芯片构成固定容量的存储器”为例，通过提出问题一步步的引导学生思考：需要多少个芯片；每个芯片的地址范围是多少；系统（控制、数据、地址）信号线和芯片信号线如何连接；高位地址信号是哪些；为选中芯片，如何产生片选信号；如何设计译码电路（译码器或逻辑门电路）等等。通过这种层层推进的方法引导学生由浅入深的思考问题，变被动为主动，培养了他们积极发现问题、独立分析问题和善于解决问题的能力。在提问启发教学中，很多时候还让学生站起来回答问题。此环节需要教师熟悉学生的能力情况，做到胸中有数。简单的问题可以向能力差点的学生提问，难度大的问题就向成绩好的学生提问，这样就不会使课堂陷入被提问的学生都回答不了的尴尬境地。笔者通常在讲授该门课程之前，就向学院教学秘书了解学生的基本情况、向辅导员了解学生的详细情况、向年级班长了解学生的成绩情况，尽量做到有的放矢、因材施教。

3.3 讨论启发

讨论启发是指在上课过程中，教师要恰当地提出一些问题，供学生交流讨论，引导学生进行积极思考[5]，鼓励学生发表自己的见解，最后进行讲解、点评和总结。在讨论中，学生各抒己见，各种思想观点直接交锋，在交流讨论中互相启发。这种方法促使学生从不同角度思考事物的本质，更有利于发挥他们的逻辑能力和想象能力。需要注意的是，讨论启发教学应重“导”而非“牵”，《学记》有曰：“道而弗牵，强而弗抑，开而弗达，道而弗牵则和，强而弗抑则易，开而弗达则思，和易以思。”因此，讨论启发教学思想的精髓就是发挥教师的引导作用和学生的主体作用。例如，在讲完“由指定芯片构成固定容量的存储器”例子后，可让学生在黑板上进行计算、画图演示及分析讲解，并分享其思考问题的角度和心得，其他同学可对其演示进行验证、评议、提问甚至是批驳，最后教师进行点评和总结。讨论启发可使学生在轻松活泼的氛围中掌握相关的课程知识。

3.4 比喻启发

《学记》有曰：“君子之教，喻也。”微机原理课程内容抽象，教师可以采用一些生动形象的例子来启发学生思考、帮助学生理解。

例如，学生普遍反映寻址方式比较难理解且容易混淆，教师可将寻址方式比喻成“老师要找学生”来帮助学习：（1）老师要找的学生就在自己身边（比如在自己上课的班级里），那么可以直接找到他（立即数寻址）；（2）老师要找的学生在宿舍里，且知道他宿舍具体在哪，就可以直接到他宿舍找他（直接寻址）；（3）老师要找的学生正在同一栋教学楼的另一个教室上课（同一栋教学楼的每个教室可以看成是 CPU 中的寄存器），老师可以直接去该教室找学生（寄存器寻址）；（4）老师不知道所找学生的宿舍，可以去问在同一栋楼办公的辅导员获得学生的具体地址，然后去找学生（寄存器间接寻址）；（5）老师不知道所找学生的宿舍，可以先去学生处查询，再到辅导员那获得具体地址，然后再去找学生（基址变址寻址）。

再以中断技术为例，以“老师正在批改作业听到敲门”为喻，对中断涉及的概念、过程进行了比喻。老师正在改作业（相当于CPU执行主程序）时，听到敲门声（相当于有中断请求），他暂时中止现在的工作（相当于中断主程序），去开门（中断响应），和敲门的人交流（执行中断服务子程序），之后再返回（中断返回），继续改作业（继续执行主程序）。进一步的剖析：如去开门前，对当前改作业的作业本上做标记，那么就相当于中断的保护现场等。

实践证明，通过比喻，学生能够更深刻清晰的理解相关概念和知识。因此，生动形象的比喻不失为一种好的教学方法。但应注意的是，比喻应该简洁明了、恰当合适，才能收到预期效果。

3.5 多媒体演示启发

在现代课堂教学中，采用多媒体教学手段是大势所趋。这种教学方法的优点是省去教师的板书时间，教师可以把较多的时间和精力放在授课上，且幻灯片直观性强，生动形象，还能把复杂抽象的理论教学加以简明清晰化，便于学生的理解和记忆，能够激发他们的学习兴趣。微机原理课程内容枯燥抽象，采用多媒体演示的方法授课具有不可替代的作用。例如，针对学生普遍对8088处理器的指令执行过程感到陌生的问题，笔者采用动画的方法演示处理器的指令执行过程，并对动画过程辅以口头讲解，受到学生普遍欢迎。动画演示不仅有助于学生掌握8088处理器的指令执行过程，而且利于学生掌握处理器的内部结构及工作原理，理解处理器各组成部分之间的联系，明晰逻辑地址、物理地址、指令队列等基本概念，从而拓宽学生的思路。

4 启发式方法在实验教学中的实践

微机原理实验教学在计算机基础教学中占有重要的地位。在实验课程的设置上，采用理论与实践相结合，学生自主动手为主、老师启发指导为辅的思想进行教学，共开设了8个软件实验项目（多分支程序设计、数据排序、清零程序、数据区复制、数制转换、字符删除、键盘输入及屏幕显示、逻辑电路软件模拟）和10个硬件实验项目（8259中断程序设计、定时器程序设计、8255并行接口实验、8250串行接口实验、D /A转换、A /D转换、键盘技术实验、LED数字显示、报警器控制、交通灯控制器）。这些实验项目涵盖了微机原理及接口技术的核心内容。

在实验教学中，主要采用上述提出的启发式教学方法进行授课。首先切合教学内容提出一些相关的核心问题，通过自愿回答问题和点名回答问题的方式启发学生思考，激发学生的兴趣。接着运用多媒体、网络等多种现代教学手段，对软件项目的流程图或硬件项目的设计步骤，以动画或Flash形式图文并茂、深入浅出的进行讲解。然后让学生带着所提出的问题及讲解的思路进行软件或硬件项目的实验，从而让学生思路更清晰，理论和实践衔接得更好。在实验项目完成过程中，老师可以启发学生用不同的程序结构或指令来实现相同的实验内容。对硬件项目，老师可以启发学生用相同的电路设计出不同的控制或显示结果，或者是启发学生用不同的电路设计出相同的控制或显示结果等，达到举一反三、加深理解的目的。学生完成实验项目后，老师进行点评，指出其中的优点和不足，引导学生更深入的思考，增强实验教学的效果。

5 结束语

微机原理课程内容枯燥抽象，理论性及实践性强，学生普遍兴趣不高。为此，笔者结合自身的教学经历，以努力培养学生学习兴趣为切入点，对微机原理课程教学中的启发式教学方法进行研究，实践证明采用这些方法获得了良好的教学效果。

本科教学始终是大学教育的核心与基础，要进一步总结教学经验，提高自身教学水平，使课程教学改革工作更加深入，教学效果更加明显，为培养具有独立思维和创新能力的新世纪人才而努力。

参考文献

[1]冯博琴， 吴宁. 微型计算机原理与接口技术（第三版）[M]. 北京：清华大学出版社，2011.

[2]刘伟.研讨式教学模式建构[J].高等教育研究，2008，29（10）： 65-67.

[3]艾明晶.改革大学教学方法，促进知识向能力和素质的有效转化[J].计算机教育，2012，（19）：42-44.

[4]李少年，魏列江，梁金梅.启发式教学在《光电检测技术》课堂教学中的应用[J].大学教育，2013，（2）：115-116.

[5]李春明，高志奇.“电路原理”课程研究性教学探讨[J].电气电子教学学报，2012，34（2）：28-29.