基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的“微機原理與接口技術(shù)”課程理實一體化教學研究

易晨暉

摘 ? 要：根據(jù)應(yīng)用型創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)目標，文章從“微機原理與接口技術(shù)”的理實結(jié)合的一體化課程教學方面展開研究，提出在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下靈活應(yīng)用信息化教學手段和方法，調(diào)整和優(yōu)化人才培養(yǎng)目標，重構(gòu)教學內(nèi)容和課程體系、更新實訓教學方法和手段、改進課程考核方式，提高學生的學習能力與創(chuàng)新能力，培養(yǎng)高素質(zhì)新工科人才。

關(guān)鍵詞：“微機原理與接口技術(shù)”;課程改革;“互聯(lián)網(wǎng)+”;新工科

“微機原理與接口技術(shù)”是一門綜合性和技術(shù)性較強的專業(yè)必修課，是學習通信、電子信息、自動控制、儀器儀表等領(lǐng)域?qū)I(yè)知識的重要基礎(chǔ)。課程教學內(nèi)容較多，包括3個部分內(nèi)容：微型計算機的工作原理、匯編指令系統(tǒng)及程序設(shè)計、微機接口技術(shù)。在本科階段開設(shè)“微機原理與接口技術(shù)”課程，要求學生掌握計算機的基礎(chǔ)知識、體系結(jié)構(gòu)、工作模式、存儲器的組成和中斷、I/O接口擴展方法和可編程接口技術(shù)等，能獨立設(shè)計較簡單的應(yīng)用系統(tǒng)，使學生具備一定的軟硬件開發(fā)能力，為學生后繼課程的學習以及從事相關(guān)的工作奠定重要基礎(chǔ)。因此，不斷改革“微機原理與接口技術(shù)”課程的教學內(nèi)容、教學方法，使學生掌握好微機原理與接口技術(shù)基礎(chǔ)知識及其開發(fā)應(yīng)用技術(shù)，對于提高學生創(chuàng)新實踐能力和就業(yè)率具有重要意義。

1 ? ?“微機原理與接口技術(shù)”課程教學現(xiàn)狀

根據(jù)國家普通本科高校注重培養(yǎng)實踐型、技能型、創(chuàng)新型人才這一目標的指導意見，各高等院校積極開展教學改革研究[1-3]，深化產(chǎn)教融合，推進教學改革，加快培養(yǎng)復(fù)合型技術(shù)技能人才，但是在理論教學和實訓教學中仍然存在不少問題，亟待解決。

1.1 ?課堂理論教學中存在的問題

理論知識的學習為實踐操作和技能拓展學習奠定基礎(chǔ)，是該課程重要環(huán)節(jié)，然而，在理論教學中存在一些問題，如：課程內(nèi)容枯燥、課時量少、教學模式單調(diào)、考核形式化等。

（1）課程內(nèi)容多、課時少，課程內(nèi)容枯燥。“微機原理與接口技術(shù)”涉及的知識點多，理論上需要記憶的知識也比較多，但是知識點的學時數(shù)少。例如，匯編指令是控制硬件電路的“思想”，靈活運用匯編語言是該課程的重點。然而，在實際教學中，匯編指令數(shù)量龐大、格式復(fù)雜、可記憶性差，但由于課時量有限，沒有較多時間練習匯編指令的應(yīng)用，導致學生在后續(xù)知識點，如硬件接口電路的綜合程序設(shè)計上存在困難。另外，課程知識點多以文字形式展現(xiàn)，形式單一，沒有圖像、視頻、動畫等形式的素材直觀和生動，不易于學生理解和記憶。

（2）傳統(tǒng)講授為主的教學模式單調(diào)。目前，“微機原理與接口技術(shù)”課程的特點為“軟硬不分家”，理論與實踐技能的學習一環(huán)緊扣一環(huán)，在學習中需要步步為營，穩(wěn)扎穩(wěn)打，層層推進。然而，在實際教學中，主要以傳統(tǒng)講授為主的教學模式單調(diào)乏味，學生學習積極性不高，影響教學效果;另外，以講授為主的知識傳授，導致部分學生理論知識接受能力強，但研究創(chuàng)新能力差，解決實際問題的能力差。沒有很好地讓學生學用相長、知行合一，培養(yǎng)好學生的創(chuàng)新精神和實踐能力，增強學生的職業(yè)適應(yīng)能力和可持續(xù)發(fā)展能力。

（3）考核形式單一。目前，“微機原理與接口技術(shù)”課程期終考試主要采用開卷、閉卷兩種，綜合平時成績（出勤、作業(yè)等）與期終卷面成績按照比例計算出學生期評成績，此考試形式考慮到了過程性評價，但是考試形式仍過于單一。主要體現(xiàn)在過程性評價因素單一，不能很好地突出對學生學習能力、學習狀態(tài)、學生發(fā)展性的評價;同時，也沒有很好地結(jié)合課程設(shè)計、社會調(diào)查報告等多元化考核方式，沒有通過考核把學生的眼光和思維導向社會市場需求、前沿技術(shù)發(fā)展方面，而不局限于課堂知識點和書本的學習，避免高分低能的情況出現(xiàn)。單一的考核形式不利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，不利于學生的可持續(xù)性發(fā)展。

1.2 ?實驗教學中存在的問題

對于實踐性課程的學習，實驗環(huán)節(jié)是不可缺少的部分，然而，在目前實驗教學中還存在一些問題有待改進。

（1）實驗項目綜合性不強。由于課時量有限，目前，“微機原理與接口技術(shù)”配套實驗課程主要包括：系統(tǒng)基本認識、數(shù)制轉(zhuǎn)換、中斷控制8259A、定時計數(shù)器8254、并行接口8255A，A/D和D/A轉(zhuǎn)換實驗等。均是單個模塊化實驗，缺乏綜合性，不利于提高學生微機綜合設(shè)計與應(yīng)用能力。

（2）實驗缺乏創(chuàng)新性。實驗課中，學生只需分析與設(shè)計基礎(chǔ)和簡單的程序，整個實驗過程缺乏創(chuàng)新性，不能充分鍛煉學生硬件電路測試和軟件調(diào)試能力。

2 ? ?“微機原理與接口技術(shù)”教學改革與實踐

在當今信息化教學的背景下，依據(jù)“十三五”教育信息化建設(shè)的總體思路，運用“互聯(lián)網(wǎng)+校園”和“互聯(lián)網(wǎng)+教學”的理念構(gòu)建“微機原理與接口技術(shù)”信息化教學平臺。從“微機原理與接口技術(shù)”課程的實際教學出發(fā)，利用中國大學MOOC、超星等教學平臺資源，以多媒體、實驗仿真等現(xiàn)代化信息手段、技術(shù)為支架，引導教學的設(shè)計和展開。從教學目標、教學內(nèi)容、教學方法、教學手段、教學考核等方面入手，對“微機原理與接口技術(shù)”課程教學進行改革。

2.1 ?根據(jù)著力培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)新工科人才的教學目標，優(yōu)化教學內(nèi)容

根據(jù)教育部《新工科研究與實踐項目指南》，“新工科人才”是適應(yīng)并滿足未來新興產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟需要的，是具有更強實踐能力、創(chuàng)新能力、國際競爭力的高素質(zhì)、復(fù)合型人才。隨著國家提倡對大學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，“微機原理與接口技術(shù)”課程作為通信、電子信息、自動控制的專業(yè)基礎(chǔ)課，其內(nèi)容也必須及時更新和優(yōu)化，跟蹤熱點研究問題，以知識的應(yīng)用、解決實際問題為導向構(gòu)建課程體系，體現(xiàn)專業(yè)教育、素質(zhì)教育和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育并重的培養(yǎng)模式。合理安排有限的教學時數(shù)，高質(zhì)量地完成課程內(nèi)容的教學任務(wù)，詳略得當、重點突出。

2.2 ?靈活利用信息化教學手段和方法，優(yōu)化教學

在保證“微機原理與接口技術(shù)”課程理論體系完整的情況下，基于工作過程導向，建立其“互聯(lián)網(wǎng)+”課程資源庫及課程教學案例庫。其中，網(wǎng)絡(luò)資源庫的建設(shè)以按照相關(guān)行業(yè)、企業(yè)崗位具體工作內(nèi)容，分解其技能環(huán)節(jié)，對課程內(nèi)容每一個細微技能點、知識點、素質(zhì)點等相關(guān)信息進行深入、詳細的闡釋，并分類匯總，形成課程教學資源庫。以“微機原理與接口技術(shù)”課程知識結(jié)構(gòu)的層次遞進為主線，以知識點為單位。知識點的資源類型可以多樣，有啟發(fā)類、演示類、講授類、問答類、討論類、實驗類、探究學習類、合作學習類、自主學習類等。網(wǎng)絡(luò)授課可以通過網(wǎng)站、MOOC在線教學平臺、微課等形式進行。學生們可以將虛擬空間學習和現(xiàn)實課堂學習相結(jié)合，根據(jù)個人情況合理制定學習計劃。培養(yǎng)了學生以解決問題的能力，強化了學生對知識的內(nèi)化吸收，培養(yǎng)其創(chuàng)新能力。教師成為學生學習的指導者，學生是學習的主角，由傳統(tǒng)的被動學習轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W習。把信息化教學技術(shù)無縫地編織進教學，利用教學過程中動態(tài)生成性資源、過程化數(shù)據(jù)以及學習痕跡等數(shù)據(jù)進行再利用，來實現(xiàn)教學優(yōu)化。

2.3 ?改革實驗實訓教學模式，強化學生實踐動手能力培養(yǎng)

實驗課上的基礎(chǔ)實驗有：常用匯編指令實驗、存儲器讀寫實驗、中斷與定時器/計數(shù)器實驗、串行/并行I/O 口通信實驗、A/D 轉(zhuǎn)換和 D/A 轉(zhuǎn)換實驗等。實驗是在“微機原理與接口技術(shù)”集成開發(fā)環(huán)境和實驗箱上進行的，大多是基礎(chǔ)性實驗。在基礎(chǔ)性實驗完成后，不斷優(yōu)化實訓教學內(nèi)容，提高綜合設(shè)計性、自主創(chuàng)新性實訓項目的比例，強化理論與實踐的結(jié)合，促進學生動手能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，提高學生解決實際問題的能力。

2.4 ?優(yōu)化考核內(nèi)容，融入多元化考核方式

在內(nèi)容考核上，理論知識方面，注意加強對學生相關(guān)資料閱讀分析能力、推理歸納能力、綜合設(shè)計能力的考核，讓學生重視拓展知識面，關(guān)注時代前沿新技術(shù)信息;在實驗實訓考核中注重對學生代碼編寫的規(guī)范性、調(diào)試與改錯的能力、綜合應(yīng)用能力以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的考核。

融合多元化考核方式，注重對學生學習的全面測評。把過程性考核和總結(jié)性考核相結(jié)合、現(xiàn)狀考核和發(fā)展性評價相結(jié)合、定量考核與定性考核相結(jié)合、學生自我考核和學校考核相結(jié)合。課程學習成果的過程性考核包括：上課出勤、課堂學習互動、平時作業(yè)、實驗操作、線上學習與線下學習的完成情況。教師及時進行課后總結(jié)，分析得失，吸取經(jīng)驗，進一步改進教學。鼓勵學生學習的主動性、創(chuàng)造性，以激發(fā)學生的學習潛能，提高學生綜合素養(yǎng)與能力。

3 ? ?結(jié)語

融合“互聯(lián)網(wǎng)+”的理念和技術(shù)，構(gòu)建以教師為主導、學生為主體、多方共建課程的泛在學習環(huán)境，優(yōu)化教學方法和手段，不僅能提高學生的創(chuàng)新積極性，培養(yǎng)新工科人才，而且提高了高校課程建設(shè)的科學化水平，推進高校本科教育的現(xiàn)代化的發(fā)展。

[參考文獻]

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Abstract：According to educational objectives of training applied creative talents，the research is started on the combination of the theory and practice teaching of “Microcomputer Principle and Interface Technology” courses，it is put forward that information teaching means and methods are applied in flexible styles in this paper， adjusting and optimizing the training goal， reorganizing the teaching contents and courses system， renewing experimental teaching methods and means and improving the way of course assessment and so on，in order to improve students learning ability and innovation ability and training high quality new engineering talents.

Key words：“Microcomputer Principle and Interface Technology” course; curriculum reform; “Internet+”; new engineering