OBE模式背景下微機原理與接口技術課程教學的改革策略

鄭寧 王毅 張臻

摘 要：微機原理與接口技術是現(xiàn)代電子技術的核心，與之對應的微機原理與接口技術課程也是目前各高校電子類本科專業(yè)的一門專業(yè)基礎課。本文指出了電子類專業(yè)微機原理與接口技術課程在教學中存在的一些問題，提出了基于OBE模式下解決這些問題的改革措施，包括更新課程內容，授課方式以及制定合理的評價體系。

關鍵詞：OBE模式;微機原理與接口技術;評價體系

微機原理與接口技術是針對電子類本科專業(yè)所開設的一門應用型較強的重要專業(yè)基礎課，它以系統(tǒng)原理和應用相統(tǒng)一，程序與硬件相協(xié)調為原則，對微型計算機的基本原理和接口技術做了全面而系統(tǒng)的講述，故該課程所涉及到的內容廣泛，涵蓋電路，匯編語言，高等數學等重要基礎課。教學期間，學生對該課程的適應能力與對前導課程的熟練程度有著緊密關聯(lián)。在課程教學初期，學生普遍反饋對匯編語言，計算機原理的理解與掌握程度不一，這也加大了對該課程的學習難度。為了提高學生學習該課程的效率，多數高校進行了改革，但收效欠佳。造成以上結果的原因是教學模式無法與教學目標相匹配，不能激發(fā)學生的學習動力。

以成果為導向的教育模式，即OBE（Outcome-based Education，OBE）。它針對如下幾個方面：學生會獲得什么樣的成果？學生如何獲得這樣的成果？學生如何有效取得這樣的成果？目前OBE模式在歐美等發(fā)達國家得到了廣泛的重視和推廣，并成為一種主流的教育方式。“面向OBE的教學改革”是各個高校改革與發(fā)展的新方向，符合我國科學技術發(fā)展新態(tài)勢、符合同行業(yè)間競爭新形勢和高校立德樹人的新要求，為我國高校教育教學改革探索提供一種新視角。在面向OBE的背景之下，各高等院校基于工程教育的教學模式改革逐漸加快步伐推進。微機原理與接口技術是高校電子信息類專業(yè)的主干課程，學生對該門課程掌握程度決定著他們是否達到該專業(yè)“新工科”建設的目標。因此，面向OBE的教學理念推進微機原理與接口技術課程改革，是當前電子信息類專業(yè)建設的重要突破口。

一、微機原理與接口技術教學存在的問題及緣由

首先，如上所述，本課程是一門重要的專業(yè)基礎課。通過對微機原理及接口技術的學習，使學生對微型計算機新技術有所了解，學生應該掌握微型計算機的原理，學會利用原理實現(xiàn)一定功能，即做到理論與實際相結合。另外，根據需要，接口技術的學習不僅僅是硬件上的設計與分析，還應該包括接口軟件的編寫。隨著微機操作系統(tǒng)平臺由DOS向Windows的轉變，掌握新的操作系統(tǒng)平臺的接口軟件編寫也是微機接口設計者應該具備的能力。以上即為多數院校制定的教學目的和任務。但在制定這些任務的同時，在課程教學中出現(xiàn)以下問題值得思考。

（一）課程內容陳舊與當今技術發(fā)展相脫節(jié)

當下大多數高等院校微機原理與接口技術課程內容較陳舊，所編針對的處理器型號與當今流行的型號差別較大，所用的教學大綱為早期制定的，導致該課程不能讓學生深刻感受到微機芯片所帶來的技術革命以及造成在實驗內容上缺失新穎性，豐富性，最終導致電子類學生畢業(yè)后無法滿足企業(yè)對該門課程的需求。另外，筆者從不同高校微機原理與接口技術課程的設置情況來看，多數高校都有此類問題，即所用處理器型號陳舊[1]，無法與當今科技發(fā)展接軌，從而造成學生無法實時掌握流行的相關專業(yè)知識，失去競爭力。由此，相關的高校很難培養(yǎng)出綜合能力強、創(chuàng)新能力高的學生。

（二）授課方式單一，無法提高學生對知識的興趣度

微機原理與接口技術課程一般包括課堂講授，上機，實驗三個方面。從筆者多年的教學經歷來看，該門課程必修課設置為72學時，即48學時課堂講授，16學時上機和8學時實驗。雖然組成課程的形式多樣，但在制定教學大綱時出現(xiàn)了很大的偏差[2]。由于微機原理是實踐要求比較強的課程，但48學時的課堂講授時間勢必會造成學生對枯燥乏味的理論產生厭倦，無法調動學生學習該門課程的主觀能動性，導致學生對理論掌握不牢，對上機和實驗失去學習的興趣。

另外，多數高校受多種因素影響，微機原理與接口技術課程實驗還停留在“隨課”狀態(tài)，雖然部分高校設置了與之對應的課程設計學時，但這樣很難通過幾個實驗經歷讓學生對微機原理與接口技術課程有全面而深刻的認識。

（三）課程考核方式單一，實踐所占比例嚴重偏低

目前多數微機原理課程的實驗教學環(huán)節(jié)呈現(xiàn)在最終課程考試中的比重較低，依然以閉卷方式的理論考試分數為主[3]。尤其是閉卷考試的理論知識較單一，學生僅針對性的對考查的知識要點關心，而對需要學生掌握的實踐知識缺少主動學習性。這與課程設置的原本目標是相背而行的，其主要目標是通過本對微機原理與接口技術的學習和實踐掌握運用微型芯片解決工程中遇到的問題?？傊?，目前的微機課程考核方式還比較單一，尤其是重理論輕實驗的現(xiàn)象較為普遍，學生很難在學習課程的同時對實際中的問題給出解決方案。

二、面向OBE的微機原理與接口技術教學的改革之路

對微機原理課程存在的問題，結合本校實際，就如何提高微機原理與接口技術課程的教學效果提出自己的一些看法。緊跟微機技術發(fā)展步伐，應用OBE模式改革教學內容，讓學生了解學習該課程會收獲到什么;改革授課方式，提高學生獲取知識的效率;加大實踐比重，提高學生的動手能力，讓學生學習該門課有獲得感，即讓學生在課堂內有效的獲得微機課程知識。

（一）緊跟微機技術發(fā)展步伐，改革教學內容

計算機技術發(fā)展日新月異，而微機芯片發(fā)展近些年也不斷向低功率，高集成度發(fā)展。因此，微機原理與接口技術課程也應順應技術發(fā)展，統(tǒng)籌好授課內容，讓學生在掌握基本型號如：8086，8088基本概念和原理的基礎上了解當前處理器的發(fā)展態(tài)勢，增加對新技術和新應用的感知度，培養(yǎng)學生對新技術的接受能力。另外，老師在整個教學過程中針對授課內容不同收集相關的最新技術，引領學生探索發(fā)現(xiàn)技術的發(fā)展趨勢與方向，引導學生抓住技術的發(fā)展趨勢，點燃學生的創(chuàng)新意識，增強學生的創(chuàng)新能力。因此，這就要求授課老師在教學期間，適當安排微機原理課程知識要點，對微機原理的介紹要從簡單到復雜，從單一到綜合，層級推進教學內容。如本校微機原理與接口技術課程分為兩類，一類針對普通本科生，一類針對專升本學生。雖然兩者總課時相同，但對授課內容的側重點以及考查的重點有所區(qū)別。對于前者，基本要求如：了解微型計算機的發(fā)展和特點;熟悉80X86系列處理器的結構與工作原理;掌握匯編語言的基本程序設計;熟悉中斷系統(tǒng)的工作原理及8259A的應用等;對于后者，在綜合考慮學生前導課程的前提下，應對專升本學生的基本要求與普通本科進行差異化側重化教學。因此，在OBE模式背景下，課程內容要有前沿性和新穎性，讓學生感受到科學技術發(fā)展帶來的芯片產業(yè)升級態(tài)勢，從而在此情況下負有推動技術發(fā)展的使命。

（二）改革授課方式

如何傳播知識是OBE模式下改革的重要環(huán)節(jié)。在授課過程中，部分知識點應在板書教學中有所體現(xiàn)，例如：在講授“8086指令系統(tǒng)”，“8086匯編語言程序設計”章節(jié)時，應以PPT演示和板書兩種方式相結合，講述相關指令集指令的基本功能，傳送方式，傳送方向等內容，并與示例程序相結合，更有助于加強學生對指令的理解能力，提升課堂教學效率。

另外，翻轉課堂作為近些年國內外興起的一種教學模式受到廣泛的關注。傳統(tǒng)的教學模式為老師在課堂為主學生為輔，即老師主動傳授知識，學生被動的接受知識，由此產生的弊端很多。翻轉課堂是將學習知識的主動權轉移到學生上，老師僅對翻轉課堂內容加以約束，學生利用慕課，教學PPT等資源主動學習。課堂上，由學生提出問題，老師在學生遇到問題無法解答時給予指導。這樣就打造出學生為了解決問題而學習，老師為了解決問題而教學的場景，更有助于教學相長，避免了微機原理課堂內容單一，學生學習乏味的問題。

（三）加大實踐比重，提高學生的動手能力

OBE改革的最終目的并非是使學生有效的獲取知識，而是更側重于讓學生將知識運用到實際的工作學習當中。前文提到多數高校微機原理與接口技術課程僅開設8個實驗學時，且實驗內容都是基于實驗提供的資料，每個開課學年實驗內容相差無幾[4]。這種教學內容對學生能力的培養(yǎng)是無益的。微機原理實驗首先要讓學生明確實驗目的和方法，繪制程序流程圖，編譯和調試實驗中應用的匯編語言程序，連接試驗線路，通過串口線從計算機向實驗箱加載程序，運行并觀察記錄結果。這樣才能做到理論與實踐的真正統(tǒng)一，對微機原理課程有一個全新的理解。

另外，在實驗課程之外，要求選課學生以目前的微型計算機產業(yè)和經濟為出發(fā)點，以微機的原理為中心，實施一種開放性的不拘泥于當前試驗箱設備的考察題目，來強化學生的自主學習能力，實現(xiàn)以成果為導向的教育模式。

三、結語

微型計算機的廣泛應用與快速發(fā)展對微機原理與接口技術課程提出了更高的要求和目標，目前多數高校教學方式依然墨守成規(guī)，無法滿足社會和企業(yè)對專業(yè)素質人才的需求。為了滿足基于OBE為目標的“新工科”建設，本文從微機原理與接口技術課程在教學過程中存在的主要問題出發(fā)，針對性的提出了幾點教學改革的觀點，以此為目的調動學生動手學習的積極性，提升該門課程的教學質量，達到培養(yǎng)自主學習自主創(chuàng)新的高素質學生。

參考文獻：

[1]張妍.“微機原理及應用”研究性教學模式探索與實踐[J].實驗室科學，2017（4）：117-120.

[2]田芬.我國高校創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標的提出與實踐[J].蘇州大學學報（教育科學版），2017（4）：20-27.

[3]楊靜宗，楊天晴，潘安寧.微機原理與接口技術實驗課程的教學改革研究[J].教育現(xiàn)代化，2019，6（59）：65-67.

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

基金項目：本文系河南省重點研發(fā)與推廣專項“基于流形學習的面部表情識別技術研究”（192102210257），流形學習技術在表情特征提取中的應用研究（202102210334），鄭州航空工業(yè)管理學院教育科學研究基金項目“《移動通信》課程教學研究與實踐改革”（Zhjy19-02）資助

作者簡介：鄭寧（1985—），男，漢族，河南周口人，博士，講師，主要研究方向：模式識別與機器學習。