“微機原理與接口”課程在不同專業(yè)中的定位及講授藝術(shù)研究摘要：作為高等工科院校電類各專業(yè)、計算機專業(yè)、機械設計制造及自動化、機電一體化、過程裝備與控制等工科專業(yè)必修的課程之一，文章分析了目前“微機原理”課程的教學現(xiàn)狀；從培養(yǎng)應用型人才的角度出發(fā)，論證和探討了課程在不同專業(yè)中的定位及講授藝術(shù)。關(guān)鍵詞：微機原理；施教對象；講授藝術(shù)1引言“微機原理與接口”課程（以下簡稱“微機原理”）一直作為高等院校電類各專業(yè)、計算機專業(yè)、機械設計制造及自動化、機電一體化、過程裝備與控制、化工儀器儀表等工科專業(yè)必修的課程之一（電類為專業(yè)基礎課）。近年，隨著計算機技術(shù)、微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，微機及其相關(guān)的技術(shù)以超常的速度跟進，新技術(shù)新設備層出不窮，使得微機原理課程的內(nèi)容越來越多；另外，計算機及其相關(guān)產(chǎn)品越來越多地沖擊著人們的工作方式和生活方式，高等院校中越來越多的理工科專業(yè)要求開設微機原理（計算機硬件基礎）課程。然而，正是微機原理課程教學內(nèi)容量大,教學對象面廣,各類專業(yè)的學生基礎差別較大，使得非計算機、非電專業(yè)的學生感到抽象難學；另外，部分學校課程名稱及授課內(nèi)容較混亂，如同是微機原理課程,有的班級上80X86,有的班上8051（多為機械專業(yè)等非電專業(yè)，建議課程名稱應統(tǒng)一為“微機原理及接口技術(shù)”和“單片機原理及應用”）；第三，在教學時數(shù)上課時差別教大，多為:計算機專業(yè):60—80學時；電類專業(yè)：60—75學時；機械類專業(yè)：40—50學時；第四，基礎知識差別大：計算機專業(yè)有先導課“計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”、“計算機組成原理”，還有平行開設的“匯編語言程序設計”；電類專業(yè)有模電/數(shù)電等先導課程；其他理工類專業(yè)（如機械類專業(yè)）卻只有僅僅是把電路分析、模擬電路、數(shù)字電路、電機學、變流技術(shù)等整合為一門課的電工學，以及“計算機應用基礎”?？梢娪邢迣W時下微機原理課程要在不同施教對象中按照“厚基礎、寬口徑、重應用”的宗旨，因材施教并非一件易事。此外，由于計算機硬軟件技術(shù)發(fā)展很快，而且硬件新技術(shù)、匯編語言新版本大多和原有的基礎技術(shù)一脈相承，所以有些老師覺得講授最新的更好，而有些老師則認為還是講授基礎性知識好，兩者難于統(tǒng)一。本課題研究小組經(jīng)過大量的研究實踐，在本校教學中大膽進行改革，把“微機原理與接口”課程（“計算機硬件基礎”）分成3~4個授課層次（如A、B、C、D類）分別制定出不同的教學大綱來執(zhí)行，因材施教，各取所需。2在計算機專業(yè)中把握好整體與個體、取與舍的辯證關(guān)系微機技術(shù)的發(fā)展使得微機原理課程包羅了太多的內(nèi)容：除了指導委員會確定的七個基本知識單元（微處理器、存儲器、指令系統(tǒng)、輸入和輸出、I/O接口技術(shù)和微機應用系統(tǒng)）之外，32位、64位CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)及多級流水線工作原理、虛地址下的尋址過程、高檔CPU新增指令及MASM32匯編語言語法規(guī)范（乃至WIN32編程等）、段頁存貯管理及芯片組、總線標準（EISA、PCI、USB等）等新內(nèi)容也不能不涉及。如果仍然僅以8086CPU來講授，對計算機軟件、計算機應用專業(yè)學生來說，未免過于落后，因為8086CPU和現(xiàn)用的Pentium相比，至少已經(jīng)淘汰了三代；另外，對計算機專業(yè)學生來說，他們已經(jīng)學習了先導課“計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”、“計算機組成原理”，“計算機”和“80X86微機”二者是整體與個體、一般與特殊的關(guān)系，并且一般還有與“微機原理”同步開設的“匯編語言程序設計”（一般開設順序多為：匯編語言→微機原理→接口技術(shù)[→單片機應用]），因此，在有限學時下，象數(shù)制、原碼、補碼加減原理、ALU原理、16位匯編語言等部分完全應從簡處理，而應重點講授80386/80486/Pentium內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作機理、存貯管理技術(shù)（包括段頁式存貯管理、Cache原理與訪問管理、虛擬存貯管理）、I/O接口及外設接口（硬、軟盤驅(qū)動器接口、網(wǎng)絡與通信接口、打印機接口等）、芯片組技術(shù)，總線標準與接口技術(shù)（ISA、PCI、USB等）等，尤其是8086/8088時代的接口芯片多數(shù)已淘汰，新的芯片組在結(jié)構(gòu)和功能上已與早期芯片具有本質(zhì)區(qū)別，所以將原來側(cè)重芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)改為側(cè)重芯片應用是必由之路。這樣才符合“厚基礎、寬口徑、重應用”的培養(yǎng)目標。當然，計算機專業(yè)的“微機原理”教學大綱的制訂絕對不是孤立的，比如32位匯編語言和Win32編程如果在“匯編語言程序設計”大綱中要求掌握的話，“微機原理”大綱就可另辟重點。3在電類各專業(yè)中把握好一般到特殊、基礎與應用的辯證關(guān)系“微機原理與接口”是電類各專業(yè)處于核心地位的專業(yè)基礎課，本專業(yè)的學生在此之前有些雖沒有學過“組成原理”、“系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”等課，但諸如匯編語言、中斷、定時與計數(shù)技術(shù)、存貯器擴展、串并口擴展、總線標準等都是后備課如“單片機原理與接口”、“計算機控制”、“可編程控制器PLC”、“DSP數(shù)字信號處理”等課（電類專業(yè)一般為：微機原理及接口技術(shù)60—80學時→單片機原理及應用40—60學時）以及日后從事科研所必需的，尤其是“單片機原理與接口”和“計算機控制技術(shù)”的學習必須以“微機原理及接口技術(shù)”奠基。事實上，從“微機原理”到“單片機原理”是一般到特殊的關(guān)系，“單片機原理”是“微機原理”的后補課程，兩門課都是實用性很強的課程，學好了微機原理，單片機原理是稍學即會。象微機原理中的地址、寄存器、鎖存器、控制字、堆棧、中斷、定時與計數(shù)技術(shù)等概念可在單片機原理課程學習中直接應用；但是，工業(yè)過程控制中用的更多的是單片機控制和PLC控制（即使象網(wǎng)絡控制、現(xiàn)場總線控制其終端實現(xiàn)也一般用單片機或PLC控制），所以和單片機共有的匯編語言、CPU結(jié)構(gòu)原理，存儲器擴展、并/串行口擴展、總線、LED及鍵盤的接口等內(nèi)容的講述要不厭其煩，舉一反三，而前述的計算機專業(yè)所側(cè)重的高檔CPU的段頁式存貯管理、Pentium結(jié)構(gòu)及芯片組、硬、軟驅(qū)接口、MASM32及Win32編程技術(shù)等雖不能不提，但應適當從簡，不要讓學生感到既多又雜，抽象難學，甚至出現(xiàn)畏難情緒，要知道，基本原理部分如果不理解透徹，單片機應用及計算機控制系統(tǒng)的學習就無所適從，而且直接影響著畢業(yè)設計的質(zhì)量。4在非電、非計算機理工類專業(yè)中把握好基本原理與一般原理、開與合的辯證關(guān)系由于微機（單片機、PLC）作為智能化機電產(chǎn)品的大腦與心臟，在超精密加工、數(shù)控機床、機電一體化、機器人技術(shù)中有著日益廣泛的應用，使得微機原理（有的學校開設微機原理課，但實際講授內(nèi)容為“單片機原理”）也成為機電一體化、過程裝備等機類專業(yè)學生必修的一門課程，但是在授課過程中我們明顯感到兩點：第一，學生與微機相關(guān)的基礎知識薄弱，因為他們僅僅是把電路、模電、數(shù)電、電機學、變流技術(shù)等整合成一門電工學去學的，觸發(fā)器、譯碼器、計數(shù)器、存儲器等知識中的部分，甚至全部內(nèi)容都是蜻蜓點水、點到為止，沒有深入學習；第二，在機械類專業(yè)中“微機原理”課程學時很有限，一般在40-50學時之間；基于上述原因，學過兩周該課的大多數(shù)同學反映，該課抽象難懂，神秘莫測。所以一開始應把數(shù)制及典型單元電路的原理講清楚以揭開CPU的神秘面紗；要有重點有選擇地講清其原理，如門控電路及控制字，一位ALU的結(jié)構(gòu)、傳統(tǒng)CPU取指令和執(zhí)行指令的過程、步驟。另外，對機械類專業(yè)學生來講，他們掌握單片機原理可能比8086原理更重要，所以在8086原理講完后，最好花幾個課時介紹8051等單片機，8051和80X86同為Intel/r/