《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程教學(xué)中的幾點(diǎn)嘗試

李景明

(重慶電力高等?？茖W(xué)校，重慶400053)

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展、機(jī)電一體化進(jìn)程的加快，作為軟件與硬件交流橋梁的微機(jī)接口，其作用在數(shù)字化時代越來越突出，《微機(jī)原理與接口技術(shù)》也成為電子、電氣、電工、自動化、繼電保護(hù)及機(jī)械類專業(yè)的重要基礎(chǔ)課之一。然而，大部分高校的本門課程，都處于“學(xué)生學(xué)得艱辛，老師教得困難”的兩難局面。內(nèi)容抽象復(fù)雜，知識點(diǎn)涉及太廣、實(shí)踐性強(qiáng)等，都是密布在教學(xué)過程中的荊棘，需要教師探索和嘗試全新的教學(xué)方法來披荊斬棘，才能達(dá)到“教學(xué)相長”的目的。

1 將抽象事物形象化，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

教師在與學(xué)生的交流和探討中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生常常用“抽象”兩個字來描述《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程。抽象的事物是“看不到摸不著”的，單憑想象來理解，學(xué)生當(dāng)然會覺得很難。在教學(xué)中借助抽象事物與具體實(shí)物的某些相似性，將抽象事物形象化，這既可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高他們的學(xué)習(xí)積極性;又可以幫助學(xué)生透徹理解知識，達(dá)到良好的教學(xué)效果。

比如，在講述內(nèi)存單元的概念時，我們可以將內(nèi)存比擬為住宅區(qū)，如圖1所示。將內(nèi)存中的每一個小單元比擬為一戶人家，在每戶人家的外面標(biāo)注了他家的地址，家的里面裝的是這個小單元的內(nèi)容。如果我們要找到某戶人家，得到隱藏在其中的數(shù)據(jù)內(nèi)容，首先應(yīng)當(dāng)明確這戶人家的地址，所以從地址線上傳送過來的地址信號一定比從數(shù)據(jù)線上傳送的數(shù)據(jù)信息先有效。這種形象化的比擬會使學(xué)生感到通俗易懂，腦中不再是抽象空洞的內(nèi)存單元，而會被具體化的實(shí)物所代替，從而引導(dǎo)他們進(jìn)一步思考地址和內(nèi)容的關(guān)系，為后續(xù)知識的理解鋪平道路。

圖1 地址與內(nèi)容模擬圖

2 使用情境教學(xué)法，啟發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)

在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師在課堂上始終是“一個人唱獨(dú)角戲”，而當(dāng)代學(xué)生擁有更加自主的意識。利用這一點(diǎn)，我們可以科學(xué)地利用現(xiàn)有的教學(xué)情境，增強(qiáng)與學(xué)生的互動，鼓勵學(xué)生主動參與，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，開發(fā)學(xué)生的想象力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造意識和自主探究、合作探究的能力。

在講述微處理器的基本原理時，許多學(xué)生始終難以理解邏輯地址、物理地址的概念。我們可以利用教室這個現(xiàn)有的情境，把抽象陌生的地址概念轉(zhuǎn)變成學(xué)生自己在教室中所處的位置。

圖2 段基址與編輯地址模擬圖

如圖2所示，要唯一確定目標(biāo)同學(xué)的位置，不能只知道他所在的組號或者排號，而必須是兩方面缺一不可的。選中的同學(xué)所在的位置是第1組:第2排，我們可以把它簡寫為1∶2，“組”對應(yīng)到內(nèi)存空間中就是“段”，“組號”在內(nèi)存中就叫“段基址”，“排號”可以看成每位同學(xué)相對于本組第0排的偏移量，內(nèi)存中叫“偏移地址”，于是，學(xué)生可以很快在腦中得出他們的關(guān)系。

組號:排號?段基址:偏移地址

而后者就是內(nèi)存中每個小單元邏輯地址的表達(dá)式。該同學(xué)的邏輯地址是唯一的，而教室里的每一位同學(xué)都可以找到自己獨(dú)一無二的邏輯地址。接下來，教師可以啟發(fā)學(xué)生找到自己獨(dú)有的邏輯地址。在熟悉親切的情境中，學(xué)生很快就融入課堂，自發(fā)參與其中，也逐漸感覺到學(xué)習(xí)并不是枯燥乏味的，對于知識的領(lǐng)悟也更加輕松容易，從而達(dá)到了良好的教學(xué)效果。

3 聯(lián)系生活中的實(shí)際應(yīng)用，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性

在教學(xué)中，學(xué)生經(jīng)常會有這樣的疑惑:“我們學(xué)習(xí)這門課程到底有什么用?怎么用?”如果沒有給他們樹立明確的目標(biāo)，學(xué)生就會茫然無措、缺乏興趣，失去學(xué)習(xí)的動力。為了解決這個問題，教師可以通過教學(xué)知識在生活中的一些實(shí)際應(yīng)用，理論聯(lián)系實(shí)際，引導(dǎo)他們主動思考，給予他們前進(jìn)的動力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

例如在講述“并行接口”的工作原理和編程方法時，教師可以利用生活中的實(shí)例，為學(xué)生呈現(xiàn)“并行接口”是如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和自動控制的。目前大多數(shù)超市在用電腦處理進(jìn)銷存的賬目時，往往要讓客人當(dāng)場直觀地知道要支付的金額或讓客人查詢商品的售價，這時就需要用到超市POS系統(tǒng)中的LED報價牌，我們可以設(shè)計一個用電腦并行接口直接控制的簡易8位LED數(shù)字顯示牌，如圖3所示。它的價格總共8位，小數(shù)點(diǎn)之前共6位，小數(shù)點(diǎn)之后有兩位用來表示角和分，如123456.78。為此，可用8個雙七段LED數(shù)碼管來顯示8位金額的數(shù)字，利用兩片74LS373芯片分別控制七段LED的陽極電壓和七段LED的數(shù)字筆劃。

圖3 LED數(shù)字顯示及其數(shù)碼管顯示控制結(jié)構(gòu)圖

通過聯(lián)系這種生活中的實(shí)例，教師可以為學(xué)生明確知識的用途，調(diào)動他們的學(xué)習(xí)積極性，引導(dǎo)學(xué)生主動發(fā)現(xiàn)生活、探究生活、創(chuàng)造生活，并將課程中的知識運(yùn)用到實(shí)際生活中去。

4 在實(shí)踐中融入專業(yè)知識

在這個社會生產(chǎn)力高速發(fā)展的時代，利用微機(jī)進(jìn)行自動控制已成為工業(yè)化生產(chǎn)中不可或缺的部分。如今，用微機(jī)進(jìn)行繼電保護(hù)是確保電力安全生產(chǎn)的必要保障，教師要在繼電保護(hù)等專業(yè)的教學(xué)中合理融入他們的專業(yè)知識，模擬實(shí)際生產(chǎn)中的場景，為他們未來的工作打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。

例如在課程設(shè)計中，利用0～5V的電位器、ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器、繼電器以及8255并行接口，模擬當(dāng)電壓升高至臨界點(diǎn)時，繼電器即進(jìn)入斷電保護(hù)的狀態(tài)，如圖4所示。設(shè)定2.5V為臨界點(diǎn)，當(dāng)調(diào)節(jié)電位器電壓達(dá)到2.5V時，繼電器斷開。教師應(yīng)讓學(xué)生掌握整個設(shè)計的流程，從而做到全盤把握。由調(diào)節(jié)0～5V電位器開始，將0～5V的電壓模擬量輸送至ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成00H～FFH的數(shù)字量，輸入到CPU中，由于2.5V的模擬量對應(yīng)的數(shù)字量是80H，所以，可在程序中用指令判斷數(shù)字量是否到達(dá)了80H，一旦數(shù)字量到達(dá)80H，就通過程序給8255的相應(yīng)端口(與繼電器相連的端口)輸出0，使繼電器清零，達(dá)到斷電保護(hù)的目的。

圖4 繼電保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)框圖

教學(xué)實(shí)踐證實(shí)，學(xué)生對于這種與生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)合緊密的實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)積極性很高。這不僅加深了他們對于理論知識的理解，也提高了他們的動手能力以及創(chuàng)造性思考的能力。

綜上所述，為了使學(xué)生在《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程的學(xué)習(xí)中不再感到有如“蜀道之難”，并在輕松的課堂氛圍中學(xué)會獨(dú)立思考，總結(jié)出科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，把微機(jī)接口的知識運(yùn)用到生產(chǎn)、生活的實(shí)際中去。教師一定要不斷探索、改進(jìn)教學(xué)手段，不斷嘗試更加適合學(xué)生的、行之有效的教學(xué)方法，培養(yǎng)出高素質(zhì)的新一代大學(xué)生。

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