《微機(jī)原理與接口技術(shù)》教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

侯彥利，劉 通

（吉林大學(xué) 計(jì)算機(jī)教學(xué)與研究中心，吉林 長(zhǎng)春 130025）

工類(lèi)各專(zhuān)業(yè)本科生多開(kāi)設(shè)《微機(jī)原理與接口技術(shù)》。對(duì)于非計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的《微機(jī)原理與接口技術(shù)》公共課，課程內(nèi)容包括微機(jī)基本工作過(guò)程及結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)及匯編語(yǔ)言、存儲(chǔ)器系統(tǒng)及接口、外設(shè)及其與微機(jī)的連接等內(nèi)容；且同時(shí)開(kāi)課學(xué)生數(shù)往往較大、試驗(yàn)環(huán)境及資料等需求量大。通過(guò)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化資源共享平臺(tái)，對(duì)提高課程的教學(xué)效果具有重要實(shí)際意義。

與其他課程相比，《微機(jī)原理與接口技術(shù)》涉及到的知識(shí)較多，軟件多是底層軟件、硬件復(fù)雜多樣，比如在介紹外設(shè)時(shí)甚至?xí)婕暗綑C(jī)電類(lèi)知識(shí)；使用的軟硬件圖表、符號(hào)系統(tǒng)多樣復(fù)雜；作為公共課，同時(shí)使用的用戶(hù)量很大；對(duì)構(gòu)建可網(wǎng)絡(luò)訪(fǎng)問(wèn)及交流的平臺(tái)環(huán)境提出了更高的要求。針對(duì)這些需求特點(diǎn)，我們利用多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，構(gòu)建一個(gè)教學(xué)資源共享和學(xué)習(xí)支持服務(wù)平臺(tái)，架起教師學(xué)生、學(xué)生學(xué)生、資料供方與師生之間信息共享與交流的橋梁，使學(xué)生在更廣的空間內(nèi)享受學(xué)校優(yōu)質(zhì)教育資源。這種資源共享和學(xué)習(xí)支持的教學(xué)模式對(duì)學(xué)生的綜合信息應(yīng)用能力、素質(zhì)教育和創(chuàng)新能力培養(yǎng)有著十分重要實(shí)際的意義，也為教師和資料供方對(duì)學(xué)生的需求有更直接快捷的了解。

一、平臺(tái)的建設(shè)目標(biāo)及功能分析

1.總體目標(biāo)

構(gòu)建面向《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程的教學(xué)資源網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的最根本目標(biāo)，是實(shí)現(xiàn)能夠支持本課程各類(lèi)信息及資料的教師、學(xué)生與資料提供方的信息共享及交流。以網(wǎng)站為載體，構(gòu)建一個(gè)網(wǎng)絡(luò)教育資源共享和學(xué)習(xí)支持服務(wù)平臺(tái)，作為課堂教學(xué)的有益補(bǔ)充。學(xué)生能夠進(jìn)入主動(dòng)學(xué)習(xí)的環(huán)境、隨時(shí)能查找自己所需要的相關(guān)資料，解決課下學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，呈現(xiàn)一種動(dòng)態(tài)的、人性化交互性的學(xué)習(xí)環(huán)境；教師可以上傳資料、問(wèn)題解答以及與學(xué)生之間討論；資料提供方也可以隨時(shí)上傳有關(guān)資料獲取教師與學(xué)生的意見(jiàn)及資料使用情況。

2.功能分析

（1）教學(xué)資源庫(kù)及訪(fǎng)問(wèn)：多媒體課件、網(wǎng)絡(luò)習(xí)題演練、模擬試題、教學(xué)大綱、教學(xué)教案，講課視頻；

（2）實(shí)驗(yàn)教學(xué)支持：網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)管理、實(shí)驗(yàn)選課、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)；

（3）學(xué)習(xí)交流及指導(dǎo)：學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)交流，問(wèn)題討論與解答；

（4）信息整理編輯；

（5）在線(xiàn)交流互動(dòng)。

3.具體工作內(nèi)容及解決的關(guān)鍵問(wèn)題

（1）教學(xué)網(wǎng)站的建設(shè)：建立全校師生能夠?yàn)g覽的網(wǎng)站。

（2）數(shù)據(jù)庫(kù)的規(guī)劃及建立：將教學(xué)及實(shí)驗(yàn)的相關(guān)內(nèi)容數(shù)字化錄入到計(jì)算機(jī)中。關(guān)鍵是數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，課程相關(guān)內(nèi)容的數(shù)字化和錄入到數(shù)據(jù)庫(kù)中。

（3）數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)：實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)實(shí)驗(yàn)、在線(xiàn)答疑和交流等高級(jí)網(wǎng)站功能。關(guān)鍵是在線(xiàn)實(shí)驗(yàn)的交互功能的實(shí)現(xiàn)，在線(xiàn)答疑等信息資源交流平臺(tái)的設(shè)計(jì)和建設(shè)。

二、平臺(tái)設(shè)計(jì)

1.體系結(jié)構(gòu)

如圖1，平臺(tái)由客戶(hù)端、應(yīng)用程序服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器三層構(gòu)成?？蛻?hù)端主要提供交互的用戶(hù)界面和基本操作；管理業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)更新在應(yīng)用服務(wù)器層實(shí)現(xiàn)；數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器層通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持。資料提供者可以作為一類(lèi)客戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)系統(tǒng)。

圖1 平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)

2.平臺(tái)功能設(shè)計(jì)

根據(jù)《微機(jī)原理與接口技術(shù)》教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的建設(shè)目標(biāo)和功能分析，設(shè)計(jì)了平臺(tái)管理模塊、學(xué)習(xí)模塊、交流互動(dòng)模塊、實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊、資料服務(wù)模塊。各部分的具體功能如圖2。

圖2 系統(tǒng)功能模塊

（1）管理模塊

管理模塊主要實(shí)現(xiàn)學(xué)生、教師以及其他可以使用平臺(tái)的用戶(hù)的注冊(cè)管理、開(kāi)課學(xué)生數(shù)據(jù)導(dǎo)入、使用權(quán)限分配、對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行以及用戶(hù)規(guī)范使用情況的檢測(cè)等功能。

（2）學(xué)習(xí)模塊

學(xué)習(xí)模塊主要為學(xué)生課下學(xué)習(xí)提供支持。該模塊能夠提供各種教學(xué)資料的瀏覽和下載。為適應(yīng)《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程中圖、表、程序及復(fù)雜的符號(hào)系統(tǒng)的使用，提供了與Visio、匯編語(yǔ)言、C語(yǔ)言編譯器和仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)M器等軟件的連接，以及文件的導(dǎo)入功能。支持文字編輯存儲(chǔ)及查閱功能，以便學(xué)生把學(xué)習(xí)中的希望記錄的部分保存下來(lái)。

（3）交流互動(dòng)模塊

交流模塊主要實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生以及學(xué)生之間的網(wǎng)絡(luò)交流。通過(guò)課程網(wǎng)絡(luò)論壇，教師可以發(fā)布課程相關(guān)信息，學(xué)生可以及時(shí)反饋給教師有關(guān)課程的意見(jiàn)建議?？梢园l(fā)布作業(yè)，提交作業(yè)，動(dòng)態(tài)批改作業(yè)以及答疑。

（4）實(shí)驗(yàn)?zāi)K

通過(guò)網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境學(xué)生可以進(jìn)行一些環(huán)境能夠支持的實(shí)驗(yàn)操作，對(duì)實(shí)驗(yàn)課程學(xué)生選課、出勤、實(shí)驗(yàn)情況記錄管理，對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、報(bào)告撰寫(xiě)等進(jìn)行指導(dǎo)。能夠直接使用LAB8000偉福通用微控制器仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)提供的實(shí)驗(yàn)軟件環(huán)境。

（5）資料服務(wù)模塊

授權(quán)的資料供應(yīng)方可以訪(fǎng)問(wèn)本系統(tǒng)，發(fā)布有關(guān)《微機(jī)原理與接口技術(shù)》資料，對(duì)教材及參考資料介紹，調(diào)查統(tǒng)計(jì)資料使用情況，資料預(yù)定等。

三、總 結(jié)

《微機(jī)原理與接口技術(shù)》教學(xué)平臺(tái)已經(jīng)在校園網(wǎng)上布置，面向2000余學(xué)生開(kāi)放應(yīng)用。教師采集、編輯、整理和制作圖、文、聲、像和動(dòng)畫(huà)等類(lèi)型的教學(xué)資料可以順利提交并被學(xué)生訪(fǎng)問(wèn)。提供了豐富的教學(xué)資源，包括多媒體課件、網(wǎng)絡(luò)習(xí)題演練、模擬試題、教學(xué)大綱、教學(xué)教案等。利用PHP+Mysql實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)站的高級(jí)交互功能。實(shí)現(xiàn)了信息交互、網(wǎng)絡(luò)上機(jī)學(xué)習(xí)、網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)管理、實(shí)驗(yàn)選課、在線(xiàn)模擬、在線(xiàn)交流、資料服務(wù)等模塊的功能。

本平臺(tái)的開(kāi)發(fā)立足于實(shí)際教學(xué)實(shí)踐，重點(diǎn)探索網(wǎng)站支持下《微機(jī)原理與接口技術(shù)》教學(xué)和學(xué)習(xí)方式的有效構(gòu)建。學(xué)生調(diào)查顯示，由于學(xué)習(xí)資料的獲取、與教師的交流、同學(xué)間的交流更方便快捷，其學(xué)習(xí)的主動(dòng)性有所提高，較好地提高了其學(xué)習(xí)效率。

［1］魯泳，李光榮，袁新芳.基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)》課程教學(xué)研究［J］.中國(guó)科技信息，2012，（24）.

［2］王志軍，王克義，楊延軍.微機(jī)原理教學(xué)中幾個(gè)問(wèn)題的探討［J］.計(jì)算機(jī)教育，2010，（7）.

［3］張懷花.微機(jī)原理網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)［J］.數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2011，（5）.

［4］續(xù)志學(xué).關(guān)于高等院校建立虛擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的探討［J］.中國(guó)教育技術(shù)裝備，2011.

［5］江朝兵.網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［D］.南京理工大學(xué)碩士論文，2011.4.

［6］楊驍涵.微機(jī)原理與接口技術(shù)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［D］.北京郵電大學(xué)碩士論文，2012.3.