阿廣老師的微處理器磨課師課程


文/校園記者黃泓諭

[走進微處理器的大門]

    走進工程三館,立刻感受到電路與程式的氣息瞬間擠滿了每個研究間。微處理器設計與應用,是電子工程學系大二的必修課。這門課就是介紹給同學,關於微處理器的原理,其可以用程式語言或是組合語言來控制、協助與應用。它是介紹一款非常簡單的16位元的微處理器LC3,這是美國德州大學跟伊利諾州大學教授共同設計。因此必須先下載板子上面,然後再用組合語言來寫出機器碼,然後作控制應用。微處理器的設計只有15個指令,所以學起來比其他上百個指令相較起來簡單多了,非常容易學。微處理器可以做很多的應用、做很多的玩具,例如像氣墊船、空拍無人機等等。過去幾年都是參考國外的網站資料,這個LC3的微處理器被很多外國知名的學府採用過,上課之前黃永廣老師都會先參考很多國外的內容,挑選比較適合電子系所學生所使用的作品。而對於太過艱澀的內容,則是會先消化再教給學生。

 

[微處理器課程的特色]

    本課程的特色在將軟核心置入電路板,再讓同學寫組合語言控制,轉譯成機器碼後再燒錄進去。很多微處理器的課程都採用C語言來教,而選擇用組合語言來教則比較容易讓學生了解計算機組織的架構,一般的C語言讓學生比較不容易容易理解暫存器跟記憶體有什麼差別,但是使用組合語言卻使他們很容易了解微處理器中有幾個暫存器。由於可以從韌體、硬體、軟體等多方面著手,這對於學生未來的發展有比較大的助益。

 

[傳統授課 vs 磨課師課程]

    傳統授課因為面對面的關係,老師跟學生可以馬上互動,上課的時候則可以透過觀察學生的表情來判斷他們到底理解了多少。磨課師的優點則是提供了教學影片,若是有不懂的地方便可以倒回去重複觀看,或是再往前播放,甚至可以調整速度。這部分在傳統課堂上就無法達到這項功能,此外為了彌補磨課師即時互動的不足,黃老師會定期在線上開個論壇,在平台上作即時性的互動,補足一些磨課師不足之處。如果可以的話,每一年更新影片是必須的,因為這樣可以針對需要改進的地方進行修正,把一些新的題材或是議題放進去課程裡面。由於課程的關係,台灣學校的投入量還不足,這種課程的經營模式是希望能拋磚引玉吸引更多的學校來參與。特別是像LC3軟核心於FPGA電路板上的使用,來進行微處理器教學。目前線上課程有LC3軟核心的教學課程,而黃老師則是首位直接放入FPGA電路板上的課程。因此還是必須參考國外學校的作法,融會貫通後在雲科大的課程中實踐。

 

 [阿廣老師的初衷與磨課師課程的前景]

    黃永廣老師認為磨課師課程雖然可以讓學生自由的善用時間學習,但是當學生遇到問題時卻無法與老師或助教立即溝通排解問題,尤其需要將上課學到的知識應用到實務上的課程,還是需要實體的面授課程才能改善磨課師課程的不足。磨課師課程的設計讓學生有了更多的途徑學習,而黃永廣老師對於教學總是懷抱著十足的熱忱,也許微處理器的應用確實可以成為這個學門中拋磚引玉的一個開始。但最重要的是,身為國家棟樑的莘莘學子們是否願意嘗試踏入微處理器深奧的大門呢?

〈本文感謝電子工程系黃永廣老師接受採訪並提供資料〉