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

易晨暉

摘 ? 要：根據(jù)應(yīng)用型創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)目標(biāo)，文章從“微機(jī)原理與接口技術(shù)”的理實(shí)結(jié)合的一體化課程教學(xué)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(xué)手段和方法，調(diào)整和優(yōu)化人才培養(yǎng)目標(biāo)，重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容和課程體系、更新實(shí)訓(xùn)教學(xué)方法和手段、改進(jìn)課程考核方式，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)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(jī)原理與接口技術(shù)”;課程改革;“互聯(lián)網(wǎng)+”;新工科

“微機(jī)原理與接口技術(shù)”是一門綜合性和技術(shù)性較強(qiáng)的專業(yè)必修課，是學(xué)習(xí)通信、電子信息、自動(dòng)控制、儀器儀表等領(lǐng)域?qū)I(yè)知識(shí)的重要基礎(chǔ)。課程教學(xué)內(nèi)容較多，包括3個(gè)部分內(nèi)容：微型計(jì)算機(jī)的工作原理、匯編指令系統(tǒng)及程序設(shè)計(jì)、微機(jī)接口技術(shù)。在本科階段開設(shè)“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程，要求學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)、體系結(jié)構(gòu)、工作模式、存儲(chǔ)器的組成和中斷、I/O接口擴(kuò)展方法和可編程接口技術(shù)等，能獨(dú)立設(shè)計(jì)較簡(jiǎn)單的應(yīng)用系統(tǒng)，使學(xué)生具備一定的軟硬件開發(fā)能力，為學(xué)生后繼課程的學(xué)習(xí)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(jī)原理與接口技術(shù)”課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法，使學(xué)生掌握好微機(jī)原理與接口技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)及其開發(fā)應(yīng)用技術(shù)，對(duì)于提高學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力和就業(yè)率具有重要意義。

1 ? ?“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程教學(xué)現(xiàn)狀

根據(jù)國(guó)家普通本科高校注重培養(yǎng)實(shí)踐型、技能型、創(chuàng)新型人才這一目標(biāo)的指導(dǎo)意見，各高等院校積極開展教學(xué)改革研究[1-3]，深化產(chǎn)教融合，推進(jìn)教學(xué)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(xué)和實(shí)訓(xùn)教學(xué)中仍然存在不少問題，亟待解決。

1.1 ?課堂理論教學(xué)中存在的問題

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

（1）課程內(nèi)容多、課時(shí)少，課程內(nèi)容枯燥。“微機(jī)原理與接口技術(shù)”涉及的知識(shí)點(diǎn)多，理論上需要記憶的知識(shí)也比較多，但是知識(shí)點(diǎn)的學(xué)時(shí)數(shù)少。例如，匯編指令是控制硬件電路的“思想”，靈活運(yùn)用匯編語言是該課程的重點(diǎn)。然而，在實(shí)際教學(xué)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(shí)量有限，沒有較多時(shí)間練習(xí)匯編指令的應(yīng)用，導(dǎo)致學(xué)生在后續(xù)知識(shí)點(diǎn)，如硬件接口電路的綜合程序設(shè)計(jì)上存在困難。另外，課程知識(shí)點(diǎn)多以文字形式展現(xiàn)，形式單一，沒有圖像、視頻、動(dòng)畫等形式的素材直觀和生動(dòng)，不易于學(xué)生理解和記憶。

（2）傳統(tǒng)講授為主的教學(xué)模式單調(diào)。目前，“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程的特點(diǎn)為“軟硬不分家”，理論與實(shí)踐技能的學(xué)習(xí)一環(huán)緊扣一環(huán)，在學(xué)習(xí)中需要步步為營(yíng)，穩(wěn)扎穩(wěn)打，層層推進(jìn)。然而，在實(shí)際教學(xué)中，主要以傳統(tǒng)講授為主的教學(xué)模式單調(diào)乏味，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，影響教學(xué)效果;另外，以講授為主的知識(shí)傳授，導(dǎo)致部分學(xué)生理論知識(shí)接受能力強(qiáng)，但研究創(chuàng)新能力差，解決實(shí)際問題的能力差。沒有很好地讓學(xué)生學(xué)用相長(zhǎng)、知行合一，培養(yǎng)好學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，增強(qiáng)學(xué)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(jī)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(shí)成績(jī)（出勤、作業(yè)等）與期終卷面成績(jī)按照比例計(jì)算出學(xué)生期評(píng)成績(jī)，此考試形式考慮到了過程性評(píng)價(jià)，但是考試形式仍過于單一。主要體現(xiàn)在過程性評(píng)價(jià)因素單一，不能很好地突出對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)狀態(tài)、學(xué)生發(fā)展性的評(píng)價(jià);同時(shí)，也沒有很好地結(jié)合課程設(shè)計(jì)、社會(huì)調(diào)查報(bào)告等多元化考核方式，沒有通過考核把學(xué)生的眼光和思維導(dǎo)向社會(huì)市場(chǎng)需求、前沿技術(shù)發(fā)展方面，而不局限于課堂知識(shí)點(diǎn)和書本的學(xué)習(xí)，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(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，不利于學(xué)生的可持續(xù)性發(fā)展。

1.2 ?實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題

對(duì)于實(shí)踐性課程的學(xué)習(xí)，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是不可缺少的部分，然而，在目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)中還存在一些問題有待改進(jìn)。

（1）實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目綜合性不強(qiáng)。由于課時(shí)量有限，目前，“微機(jī)原理與接口技術(shù)”配套實(shí)驗(yàn)課程主要包括：系統(tǒng)基本認(rèn)識(shí)、數(shù)制轉(zhuǎn)換、中斷控制8259A、定時(shí)計(jì)數(shù)器8254、并行接口8255A，A/D和D/A轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)等。均是單個(gè)模塊化實(shí)驗(yàn)，缺乏綜合性，不利于提高學(xué)生微機(jī)綜合設(shè)計(jì)與應(yīng)用能力。

（2）實(shí)驗(yàn)缺乏創(chuàng)新性。實(shí)驗(yàn)課中，學(xué)生只需分析與設(shè)計(jì)基礎(chǔ)和簡(jiǎn)單的程序，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程缺乏創(chuàng)新性，不能充分鍛煉學(xué)生硬件電路測(cè)試和軟件調(diào)試能力。

2 ? ?“微機(jī)原理與接口技術(shù)”教學(xué)改革與實(shí)踐

在當(dāng)今信息化教學(xué)的背景下，依據(jù)“十三五”教育信息化建設(shè)的總體思路，運(yùn)用“互聯(lián)網(wǎng)+校園”和“互聯(lián)網(wǎng)+教學(xué)”的理念構(gòu)建“微機(jī)原理與接口技術(shù)”信息化教學(xué)平臺(tái)。從“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程的實(shí)際教學(xué)出發(fā)，利用中國(guó)大學(xué)MOOC、超星等教學(xué)平臺(tái)資源，以多媒體、實(shí)驗(yàn)仿真等現(xiàn)代化信息手段、技術(shù)為支架，引導(dǎo)教學(xué)的設(shè)計(jì)和展開。從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段、教學(xué)考核等方面入手，對(duì)“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程教學(xué)進(jìn)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(xué)目標(biāo)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)教育部《新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)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(jì)需要的，是具有更強(qiáng)實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的高素質(zhì)、復(fù)合型人才。隨著國(guó)家提倡對(duì)大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程作為通信、電子信息、自動(dòng)控制的專業(yè)基礎(chǔ)課，其內(nèi)容也必須及時(shí)更新和優(yōu)化，跟蹤熱點(diǎn)研究問題，以知識(shí)的應(yīng)用、解決實(shí)際問題為導(dǎo)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(xué)時(shí)數(shù)，高質(zhì)量地完成課程內(nèi)容的教學(xué)任務(wù)，詳略得當(dāng)、重點(diǎn)突出。

2.2 ?靈活利用信息化教學(xué)手段和方法，優(yōu)化教學(xué)

在保證“微機(jī)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(dǎo)向，建立其“互聯(lián)網(wǎng)+”課程資源庫(kù)及課程教學(xué)案例庫(kù)。其中，網(wǎng)絡(luò)資源庫(kù)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(duì)課程內(nèi)容每一個(gè)細(xì)微技能點(diǎn)、知識(shí)點(diǎn)、素質(zhì)點(diǎn)等相關(guān)信息進(jìn)行深入、詳細(xì)的闡釋，并分類匯總，形成課程教學(xué)資源庫(kù)。以“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程知識(shí)結(jié)構(gòu)的層次遞進(jìn)為主線，以知識(shí)點(diǎn)為單位。知識(shí)點(diǎn)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(shí)驗(yàn)類、探究學(xué)習(xí)類、合作學(xué)習(xí)類、自主學(xué)習(xí)類等。網(wǎng)絡(luò)授課可以通過網(wǎng)站、MOOC在線教學(xué)平臺(tái)、微課等形式進(jìn)行。學(xué)生們可以將虛擬空間學(xué)習(xí)和現(xiàn)實(shí)課堂學(xué)習(xí)相結(jié)合，根據(jù)個(gè)人情況合理制定學(xué)習(xí)計(jì)劃。培養(yǎng)了學(xué)生以解決問題的能力，強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)知識(shí)的內(nèi)化吸收，培養(yǎng)其創(chuàng)新能力。教師成為學(xué)生學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主角，由傳統(tǒng)的被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)。把信息化教學(xué)技術(shù)無縫地編織進(jìn)教學(xué)，利用教學(xué)過程中動(dòng)態(tài)生成性資源、過程化數(shù)據(jù)以及學(xué)習(xí)痕跡等數(shù)據(jù)進(jìn)行再利用，來實(shí)現(xiàn)教學(xué)優(yōu)化。

2.3 ?改革實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式，強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力培養(yǎng)

實(shí)驗(yàn)課上的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)有：常用匯編指令實(shí)驗(yàn)、存儲(chǔ)器讀寫實(shí)驗(yàn)、中斷與定時(shí)器/計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)、串行/并行I/O 口通信實(shí)驗(yàn)、A/D 轉(zhuǎn)換和 D/A 轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)等。實(shí)驗(yàn)是在“微機(jī)原理與接口技術(shù)”集成開發(fā)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)箱上進(jìn)行的，大多是基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)。在基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)完成后，不斷優(yōu)化實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容，提高綜合設(shè)計(jì)性、自主創(chuàng)新性實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的比例，強(qiáng)化理論與實(shí)踐的結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，提高學(xué)生解決實(shí)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(shí)方面，注意加強(qiáng)對(duì)學(xué)生相關(guān)資料閱讀分析能力、推理歸納能力、綜合設(shè)計(jì)能力的考核，讓學(xué)生重視拓展知識(shí)面，關(guān)注時(shí)代前沿新技術(shù)信息;在實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)考核中注重對(duì)學(xué)生代碼編寫的規(guī)范性、調(diào)試與改錯(cuò)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(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的全面測(cè)評(píng)。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(píng)價(jià)相結(jié)合、定量考核與定性考核相結(jié)合、學(xué)生自我考核和學(xué)校考核相結(jié)合。課程學(xué)習(xí)成果的過程性考核包括：上課出勤、課堂學(xué)習(xí)互動(dòng)、平時(shí)作業(yè)、實(shí)驗(yàn)操作、線上學(xué)習(xí)與線下學(xué)習(xí)的完成情況。教師及時(shí)進(jìn)行課后總結(jié)，分析得失，吸取經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步改進(jìn)教學(xué)。鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、創(chuàng)造性，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能，提高學(xué)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(dǎo)、學(xué)生為主體、多方共建課程的泛在學(xué)習(xí)環(huán)境，優(yōu)化教學(xué)方法和手段，不僅能提高學(xué)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(xué)化水平，推進(jìn)高校本科教育的現(xiàn)代化的發(fā)展。

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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