《微機接口技術(shù)》課程探究式教學模式改革研究

常赟杰，王勝芹，劉卉

（1.湖南工學院計算機與信息科學學院，衡陽 421002；2.湖南工學院數(shù)理科學與能源工程學院，衡陽 421002）

《微機接口技術(shù)》課程探究式教學模式改革研究

常赟杰1，王勝芹2，劉卉1

（1.湖南工學院計算機與信息科學學院，衡陽 421002；2.湖南工學院數(shù)理科學與能源工程學院，衡陽 421002）

針對傳統(tǒng)“講授+接受”式的《微機接口技術(shù)》教學模式中學生學習難度大的問題，將探究式教學引入課程教學。教師設置4個探究型問題，引導學生主動探究知識，尋求解決問題的方案。實驗結(jié)果表明，探究式教學提高學生的學習興趣，培養(yǎng)學生解決問題的能力，鍛煉學生科學研究能力。

微機接口技術(shù)；教學改革；探究式教學模式

0 引言

《微機接口技術(shù)》課程是我國高等院校工科類專業(yè)的核心基礎課程。由于該課程授課內(nèi)容抽象、知識覆蓋范圍廣、教材內(nèi)容相對陳舊、對學生基礎要求高以及實踐性強多方面的原因的影響，學生認為學習起來難度大，授課教師也普遍反映該課程教學難度大[1-2]。因為，傳統(tǒng)的“講授+接受”式的教學方法的在本課程上的教學效果不甚理想。

本文針對當前《微機接口技術(shù)》的教學現(xiàn)狀，在綜合了當前教學改革研究成果的基礎上，提出了將探究式教學（Inquiry-oriented Teaching）[3-4]模式引入教學活動中，改變學生的學習狀態(tài)，培養(yǎng)學生的探究意識，提高課堂教學質(zhì)量。

1 探究式教學模式

在探究式教學活動中，學生在教師的指導下，以自主獲取知識為前提，以課本知識作為探究內(nèi)容，通過學生之間的互相協(xié)作、討論，進行歸納總結(jié)，最后進行知識的構(gòu)建[5]。探究式教學強調(diào)學生積極主動的去探究知識，在探究的過程中，掌握了分析問題和解決問題的能力。這種將科學研究中的“探究”思想引入到學習過程中的教學模式，使學生在學習過程中鍛煉了科學思維和科學研究能力，這有利于提高學生的自主學習能力和學習興趣，活躍課堂氣氛；有利于提高學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力[6]。

在《微機接口技術(shù)》教學模式設計中，我們依據(jù)探究式教學的基本原則，根據(jù)課程的內(nèi)容和學生的認知規(guī)律，有計劃，有步驟的開展了教學活動。

2 探究性式教學模式實施

2.1 設置探究性題目

作為一門專業(yè)基礎課，《微機接口技術(shù)》的教學內(nèi)容主要分為微處理器和輸入/輸出接口技術(shù)兩大部分。學生從基本概念入手，掌握接口電路的基本分析方法，然后運用所學知識解決具體應用問題。根據(jù)《微機接口技術(shù)》的課程特點，我們將教學內(nèi)容分解為5個核心內(nèi)容：8086系統(tǒng)的基本組成及其工作原理、存儲器原理與接口、8086系統(tǒng)匯編語言程序設計、輸入/輸出接口技術(shù)和總線技術(shù)。根據(jù)以上5個核心內(nèi)容，我們設計了以下4組探究型的題目：

（1）奔騰系列處理器與8086處理器相比，采用了哪些先進技術(shù)？

學生通過個這題目的探究，不但可以學習8086微處理器的知識，了解它的組成結(jié)構(gòu)和工作原理，還通過追蹤最新的技術(shù)，加深了對現(xiàn)代計算機組成結(jié)構(gòu)的了解，提高了對計算機硬件知識的學習興趣。

（2）使用Proteus電路設計工具設計以8086 CPU為核心，利用27128芯片（16K×8bit）芯片和62512芯片（2K×8 bit）設計一個 ROM 空間容量為 16K×16bit，RAM空間為64K×16bit的存儲器子系統(tǒng)，要求存儲器每個單元的地址唯一且連續(xù)。

通過這個題目的探究，可以讓學生學會使用仿真軟件進行電路設計，并熟悉微型計算機的存儲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，了解存儲器擴展方法，以及控制線、片選線的連接方法。

（3）設計電壓報警器，使用ADC0808采集模擬電壓，通過8255控制7段數(shù)碼管顯示實時電壓值，當電壓超過預定警戒值時，使用8259芯片產(chǎn)生中斷，通過8253控制揚聲器發(fā)出報警聲。

本題目結(jié)合了匯編語言程序設計和輸入/輸出接口技術(shù)兩大核心知識點，通過這個題目的探究，學生掌握了8259、8255、8253和ADC0808芯片的使用方法，并結(jié)合匯編語言程序設計知識，具備了開發(fā)應用系統(tǒng)，解決工程實際問題的能力。

（4）分析目前微機系統(tǒng)的主流總線技術(shù)的技術(shù)指標。

通過該題目探究，學生探究市場上主流的微型計算機的 PCI、ATA、PCI-E、USB、PS/2 等技術(shù)知識，掌握微型計算機的發(fā)展規(guī)律，訓練科學的思維方式。

2.3 引導學生主動探究知識，尋求解決方案

在本課程的第一次課上，教師就向?qū)W生介紹探究式學習的基本要求，然后將將預先準備好的4組探究型題目發(fā)給學生。教師根據(jù)課程的課時安排，在全部課時前三分之一時間內(nèi)把課程的5大核心內(nèi)容的基本知識講解透徹，并結(jié)合探究型題目，告訴學生在探究問題的過程中需要注意的問題。然后在剩余課時的三分之二的時間內(nèi)，學生進行自主探究知識。教師將學生分劃分成不同的學習小組，以課本知識作為主，輔以網(wǎng)絡資源。學生積極主動查找相關(guān)文獻資料，了解題目的應用背景與基本工作原理，并補充學習一些課外相關(guān)知識，學會仿真工具軟件Proteus的使用。學生彼此通過協(xié)作，互相討論的方式，找出解決問題的最佳方法。

學習小組的人數(shù)要適宜，人數(shù)過多的話，就會有些學生偷懶，自己不思考，依靠同組的同學，以蒙混的形式過關(guān)；人數(shù)過少，會導致探究的難度和工作量都增大，導致不能按期完成任務。因此，一個小組以3-5人最為適合。學習小組確定以后，在整個學習過程中的課題論證、領(lǐng)域知識學習、資料檢索、設計方案制定和實施，研究文檔的撰寫，乃至最終的答辯，都通過小組成員分工與合作的方式共同完成。

在課程的最后階段，不同的學習小組之間可以互相交流探究成果，主講教師對每個組的成果進行總結(jié)點評。

2.4 探究型教學模式的考核方式

在探究型的《微機接口技術(shù)》的學期的期末階段，學生以學習小組為單位提交研究報告，參加集體答辯作為考核內(nèi)容。在答辯過程中，授課教師和每個學習小組的組長共同組成答辯小組，為給每組的成果進行綜合評分。高質(zhì)量的課題研究成果需要具備適當?shù)倪x題難度、相對充分的研究內(nèi)容、正確的研究方法、合理科學的設計方案、優(yōu)良的編碼風格、調(diào)理清晰的總結(jié)表述、格式規(guī)范的書面報告、圖文并茂的答辯PPT等多種因素。

3 結(jié)語

經(jīng)過兩個學期的實驗，探究式教學模式在《微機接口技術(shù)》課程中的實施取得了良好的教學效果。首先，學生對于該課程的學習積極主動性得到了提高。在課堂教學中，學生始終保持這對解決問題的熱情，思維活躍。其次，教學效果得到了明顯的改善。學生已經(jīng)認為微機接口技術(shù)課程的學習的難度降低了，并且體會到了主動探究知識的重要性。從探究型題目的完成情況來看，90%以上的學生都能較好的完成探究型題目的任務。通過本課程的訓練，已經(jīng)有不少的學生立項參加校級和省級的大學生研究性學習和創(chuàng)新性實驗項目。

綜上所述，探究型教學模式能夠讓學生在獲得科學知識的同時提高科學探索能力，也能夠在教與學的過程中形成以認知、情感同步發(fā)展為媒介的交互感，讓學習的過程和結(jié)果融為一體，培養(yǎng)了學生解決問題的能力，鍛煉了學生科學研究能力。

[1]楊繼臣，陳旭娟，梁慶茵.《微機原理與接口技術(shù)》課程教學改革[J].教育教學論壇,2016（33）:92-93.

[2]張金花，佘勃，過威克.微機原理及應用課程基于項目教學改革探究[J].實驗科學與技術(shù),2016,14（3）:144-145.

[3]J.J.Schwab.The Teaching of Science as Inquiry[M],Cambridge:Harvard University Press,1962.

[4]王較過，何傳杰，張夢琴[M].教育理論與實踐，2010（3）:47-54.

[5]張崇善.探究式:課堂教學改革之理想選擇[J].教育理論與實踐，2001（11）:39-42.

[6]白成科.探究式教學在師范生培養(yǎng)中的應用研究[J].當代教師教育，2015（1）:64-67.

Research on the Inquiry Teaching Mode Reform of Microcomputer Interface Technology

CHANG Yun-jie1,WANG Sheng-qin2,LIU Hui1
（1.Department of Computer and Information Science,Hunan Institute of Technology,Hengyang 421002；2.Department of Mathematics and Physics,Hunan Institute of Technology,Hengyang 421002）

It is only lecturing and accepting in traditional teaching mode of Microcomputer Interface Technology,this can be difficult for student to study the course,so proposes an inquiry teaching mode.Creates four explorative issues by teachers which induct students to inquire the knowledge and seek solutions.The result shows that the students'interest,the ability to solve problems,and the scientific research ability are cultivated in inquiry teaching mode.

Mode of Microcomputer Interface Technology;Teaching Mode Reform;Inquiry Teaching

湖南工學院教研教改項目（No.A1535）、湖南工學院科學研究項目（No.HY13005）、湖南工學院大學生研究性學習和創(chuàng)新性實驗計劃項目（No.H1554）

1007-1423（2017）33-0045-03

10.3969/j.issn.1007-1423.2017.33.011

常赟杰（1980-），男，山東臨沂人，碩士，講師，研究方向為無線傳感器網(wǎng)絡、ZigBee路由協(xié)議

王勝芹（1978-），女，貴州沿河人，碩士，講師，研究方向為核技術(shù)及其應用

劉卉（1980-），女，湖南衡陽人，碩士，副教授，研究方向為無線傳感器網(wǎng)絡、智能信息處理

2017-11-10

2017-11-20