新工科背景下微機(jī)原理課程教學(xué)模式探討

劉艷 秦鑫 張文超

摘要：在新工科背景下，建立以學(xué)生為中心的混合式教學(xué)模式，從優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)設(shè)計(jì)、課程思政教學(xué)以及綜合考核評價(jià)等方面對微機(jī)原理與接口技術(shù)課程進(jìn)行全方位教學(xué)改革，來提高課程教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)符合“新工科”要求的高素質(zhì)復(fù)合型人才。

關(guān)鍵詞：混合教學(xué)模式;微機(jī)原理與接口技術(shù);新工科;慕課;教學(xué)改革

中圖分類號：G642 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號：1009-3044（2022）05-0160-02

1引言

新工科是主動(dòng)應(yīng)對新科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的戰(zhàn)略行動(dòng)，是新時(shí)代工程教育改革創(chuàng)新的最前沿和新方向。在新工科的大背景下，如何使學(xué)生成為既具有扎實(shí)的理論知識(shí)，又具有實(shí)踐能力、獨(dú)立思考能力、創(chuàng)新能力的高素質(zhì)復(fù)合型新工科人才是廣大教育工作者需要深入思考的問題[1]。隨著新工科建設(shè)全面、深入推進(jìn)，為滿足國家對新工科人才的需求，微機(jī)原理與接口技術(shù)課程的改革也需要不斷的探索和實(shí)踐，這對于提高“新工科”人才素質(zhì)具有重要意義。

微機(jī)原理與接口技術(shù)是高等學(xué)校工科專業(yè)，硬件技術(shù)的基礎(chǔ)課，該課程的培養(yǎng)目標(biāo)是使學(xué)生掌握微型計(jì)算機(jī)的原理和硬件接口電路設(shè)計(jì)的相關(guān)技術(shù)和方法，建立微機(jī)系統(tǒng)的整體概念，并具有微機(jī)軟件及硬件初步開發(fā)、設(shè)計(jì)的能力。目前，該課程的教學(xué)仍存在一些問題，如學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高、理論與實(shí)踐脫節(jié)、評價(jià)方式單一等[2]，傳統(tǒng)的以老師課堂講授為主的教學(xué)模式很難發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，無法滿足“新工科”建設(shè)的背景要求下應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

針對微機(jī)原理與接口技術(shù)課程的教學(xué)改革已有不少研究與實(shí)踐，相關(guān)工作主要從教學(xué)模式、教學(xué)方法、學(xué)習(xí)效果評價(jià)等方面開展。本文擬根據(jù)“新工科”人才培養(yǎng)的目標(biāo)，結(jié)合微機(jī)原理與接口技術(shù)課程教學(xué)中存在的問題，融合線上資源開展翻轉(zhuǎn)教學(xué)，建立以學(xué)生為中心的混合式教學(xué)模式，以期提高課程的教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)新工科應(yīng)用型創(chuàng)新人才。

2 微機(jī)原理課程混合式教學(xué)模式

在開放式的學(xué)習(xí)環(huán)境下，傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式逐漸向混合式教學(xué)模式轉(zhuǎn)變。混合式教學(xué)將傳統(tǒng)教學(xué)與翻轉(zhuǎn)教學(xué)相結(jié)合，采用線上和線下兩種途徑開展教學(xué)。實(shí)踐證明，這種教學(xué)模式不僅提高了學(xué)生對知識(shí)的理解，更有助于提升學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力、創(chuàng)新思維能力、團(tuán)隊(duì)交流合作能力等綜合素質(zhì)。本文主要從優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)設(shè)計(jì)，課程思政教學(xué)以及綜合考核評價(jià)等方面對本門課程的教學(xué)進(jìn)行探索。

2.1優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

微機(jī)原理與接口技術(shù)是一門理論性和實(shí)踐性并重的課程，該課程全面講述微型計(jì)算機(jī)的基本組成、工作原理、硬件接口和典型應(yīng)用等內(nèi)容，實(shí)踐部分包括根據(jù)具體要求進(jìn)行程序編寫和接口電路的設(shè)計(jì)等[3]。“新工科”建設(shè)要求教學(xué)內(nèi)容要能體現(xiàn)當(dāng)前科技發(fā)展的新成果和新技術(shù)，為讓學(xué)生更好地適應(yīng)新工科發(fā)展要求，著重從非計(jì)算機(jī)專業(yè)的特點(diǎn)出發(fā)，以應(yīng)用需求為導(dǎo)向，偏重微機(jī)的工程實(shí)際應(yīng)用及外圍信號的處理，結(jié)合最新研究進(jìn)展對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整和更新。

在新工科專業(yè)課程體系建設(shè)中，要注重理論與實(shí)踐的結(jié)合，利用Proteus虛擬仿真系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，可以把理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效地融合起來[4]。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)設(shè)置的基本思路是減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)又分為基本任務(wù)和提高任務(wù)，以滿足不同層次學(xué)生的需求。引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐中質(zhì)疑和探究，提升學(xué)生的創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力[5]。另外，也可以讓學(xué)生參與設(shè)計(jì)課題和獨(dú)立課題中的創(chuàng)造性，綜合性活動(dòng)。

2.2教學(xué)設(shè)計(jì)

有效利用慕課資源構(gòu)建立體化學(xué)習(xí)模式，充分發(fā)揮線上和線下兩種教學(xué)模式的優(yōu)點(diǎn)，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心，從知識(shí)傳授為主向能力培養(yǎng)為主的轉(zhuǎn)變，達(dá)到培養(yǎng)新工科高質(zhì)量人才的目標(biāo)。

線上教學(xué)體系的構(gòu)建以慕課平臺(tái)為核心，輔以課堂管理工具來實(shí)現(xiàn)。課前通過超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)向?qū)W生發(fā)布教學(xué)任務(wù)單，包括學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)要求，重點(diǎn)難點(diǎn)以及課前測驗(yàn)題等內(nèi)容，要求學(xué)生首先通讀教材，然后利用碎片時(shí)間，觀看MOOC教學(xué)視頻，以及拓展學(xué)習(xí)材料進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。MOOC課程將課程學(xué)習(xí)資源與學(xué)習(xí)支持充分結(jié)合，優(yōu)化了教學(xué)行為[6]。學(xué)生通過慕課課程和教學(xué)資源可以得到個(gè)性化、系統(tǒng)化的發(fā)展。利用學(xué)習(xí)通，可以方便地進(jìn)行課堂測試和結(jié)果統(tǒng)計(jì)。通過整理和設(shè)計(jì)相關(guān)配套輔助材料，如在線自測練習(xí)，引導(dǎo)和幫助學(xué)生自測對基本知識(shí)的掌握程度，進(jìn)行課后鞏固和拓展創(chuàng)新[7]。

在整合課程資源的基礎(chǔ)上，對課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，重視教學(xué)結(jié)構(gòu)的完整性和知識(shí)體系的分布特征，注重知識(shí)點(diǎn)和信息來源的聯(lián)系，老師通過營造良好的課堂文化氛圍，引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行深層次的學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)內(nèi)化。通過對學(xué)生課前學(xué)習(xí)情況的分析，根據(jù)整個(gè)班級的學(xué)習(xí)情況反饋，及時(shí)地對教學(xué)內(nèi)容和進(jìn)度進(jìn)行調(diào)整，針對重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行集中講解。項(xiàng)目教學(xué)法和開展小組討論是很好的教學(xué)策略，可用于有效開展課堂教學(xué)活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)分層次教學(xué)。

根據(jù)各章節(jié)內(nèi)容知識(shí)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，融入工程背景內(nèi)容，提煉出課程解決的問題，建立若干個(gè)項(xiàng)目任務(wù)，通過分析項(xiàng)目案例，將微機(jī)原理與接口技術(shù)課程中的知識(shí)點(diǎn)融合聯(lián)系起來，幫助學(xué)生進(jìn)一步掌握運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，提高學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和解決微機(jī)開發(fā)中出現(xiàn)的工程實(shí)際問題能力。可增加項(xiàng)目討論和項(xiàng)目匯報(bào)等形式，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拓展學(xué)生的知識(shí)視野，強(qiáng)化知識(shí)綜合應(yīng)用能力，使學(xué)生具有更廣闊的發(fā)展空間。

小組討論是另一種有效的課堂組織形式，教師事先設(shè)計(jì)好討論的題目，將學(xué)生劃分為若干小組，進(jìn)行課堂討論，學(xué)生在有一定的知識(shí)基礎(chǔ)上，首先熟悉問題，找出方向;然后學(xué)生通過在小組內(nèi)協(xié)作，確定并解決問題。鼓勵(lì)學(xué)生盡其所能地思考，提高小組和自己的思維技能，要注意小組成員應(yīng)該輪流闡述本小組的學(xué)習(xí)成果及觀點(diǎn)，盡量做到人人參與。這種方式可以訓(xùn)練學(xué)生自主獲取知識(shí)的能力，以不斷擴(kuò)充知識(shí)，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生良好的交流溝通及團(tuán)隊(duì)合作能力。也可向?qū)W生個(gè)別提出問題，要求他們獨(dú)立解決，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和反饋進(jìn)行現(xiàn)場及時(shí)的答疑和個(gè)性化指導(dǎo)，幫助學(xué)生更好地提升學(xué)習(xí)效果。

2.3課程思政融入教學(xué)

培養(yǎng)創(chuàng)新人才，還需要考慮學(xué)生的價(jià)值觀、個(gè)人素養(yǎng)、科學(xué)素養(yǎng)、情感態(tài)度等方面的因素。如何在專業(yè)課教學(xué)中融入課程思政內(nèi)容，開展課程改革創(chuàng)新，成為當(dāng)今新形態(tài)教法的探索路徑。

深入挖掘微機(jī)原理與接口技術(shù)課程中蘊(yùn)含的思政教育元素，需要對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行梳理，明確知識(shí)點(diǎn)中所能延伸的思政元素，在知識(shí)傳授的過程中融入創(chuàng)新精神、職業(yè)道德等思政內(nèi)涵。在教學(xué)中教師要在尊重學(xué)生個(gè)性差異的基礎(chǔ)上，用積極的眼光，從多角度了解學(xué)生，建立良好的師生關(guān)系。平時(shí)也要加強(qiáng)師生之間的情感溝通，這種潤物細(xì)無聲的交流更有利于學(xué)生的發(fā)展。

2.4綜合考評方式

“新工科”建設(shè)強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心的理念，改革考核方式。社會(huì)需要的人才不僅只是學(xué)業(yè)成績優(yōu)異，還需要有應(yīng)對日趨競爭激烈社會(huì)挑戰(zhàn)的綜合素質(zhì)。根據(jù)多元智力理論，我們應(yīng)該擯棄以學(xué)科成績考核為重點(diǎn)的評價(jià)觀，不僅關(guān)注學(xué)生知識(shí)和技能的獲得情況，更要關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)的過程、方法，以及相應(yīng)的情感狀態(tài)和價(jià)值觀等方面的發(fā)展，才能培養(yǎng)出適合時(shí)代發(fā)展需要的創(chuàng)新型人才。

構(gòu)建新工科下的多元化課程考核評價(jià)體系，細(xì)化過程考核機(jī)制，綜合評定學(xué)生的最終成績，在多種學(xué)習(xí)情境下確實(shí)考查學(xué)生解決實(shí)際問題的能力和創(chuàng)新能力。注重平時(shí)形成性考核，對本門課程所有教學(xué)環(huán)節(jié)中的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行跟蹤記錄，通過量化的數(shù)據(jù)和文檔記錄來反映學(xué)生能力達(dá)成情況[8]。參考學(xué)生自評、小組互評，對學(xué)生專業(yè)知識(shí)、實(shí)踐能力、綜合素質(zhì)進(jìn)行評價(jià)，充分發(fā)揮考核的激勵(lì)、導(dǎo)向和質(zhì)量監(jiān)控作用，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，持續(xù)發(fā)展，自主發(fā)展。

3 總結(jié)

“新工科”提出以學(xué)生能力、興趣為導(dǎo)向，改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量。圍繞培養(yǎng)新工科高素質(zhì)、具有創(chuàng)新能力的人才的目標(biāo)，本文探索利用慕課等優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，堅(jiān)持以學(xué)生為中心，開展混合式教學(xué)，在教學(xué)過程中，教師根據(jù)教與學(xué)的需求，平衡使用各種類型的教學(xué)方式與考核評價(jià)方法，引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、積極思考和反思，并對教學(xué)過程進(jìn)行監(jiān)控，使全部學(xué)生獲得均衡的發(fā)展，保證有效地提高教學(xué)效率，從而實(shí)現(xiàn)提高微機(jī)原理與接口技術(shù)課程教學(xué)效果的最終目的。

參考文獻(xiàn)：

[1] 左國玉，雷飛，喬俊飛.新工科背景下面向創(chuàng)新能力培養(yǎng)的微機(jī)原理與應(yīng)用課程改革[J].計(jì)算機(jī)教育，2021（2）：108-112.

[2] 易晨暉.基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程理實(shí)一體化教學(xué)研究[J].無線互聯(lián)科技，2020，17（8）：76-77.

[3] 尹建華.微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)[M].2版.北京：高等教育出版社，2008.

[4] 林健.新工科專業(yè)課程體系改革和課程建設(shè)[J].高等工程教育研究，2020（1）：1-13，24.

[5] 譚躍.關(guān)于微機(jī)原理與接口技術(shù)課程理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思考[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2020，16（28）：158-159.

[6] 戴勝華，付文秀.“微機(jī)原理與接口技術(shù)”MOOC建設(shè)[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2019，41（4）：25-28.

[7] 吳寧，薄鈞戈，崔舒寧，等.大數(shù)據(jù)時(shí)代計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)改革實(shí)踐與思考[J].中國大學(xué)教學(xué)，2020（S1）：42-45.

[8] 楊瀟.“新工科”背景下應(yīng)用型大學(xué)《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程教學(xué)探索[J].教育教學(xué)論壇，2019（22）：210-211.

【通聯(lián)編輯：王力】

收稿日期：2021-04-29

基金項(xiàng)目：河南省新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目，新工科背景下醫(yī)學(xué)院校工科專業(yè)核心課程混合式教學(xué)模式研究與實(shí)踐（項(xiàng)目編號：2020JGLX056）

作者簡介：劉艷（1982—），女，山西呂梁人，新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)工程學(xué)院，講師，碩士，主要研究方向?yàn)槲C(jī)原理與接口技術(shù)、傳感器等課程的教學(xué)與科研。