“新工科”背景下《微機(jī)原理與接口技術(shù)》實踐教學(xué)改革研究

龔琴

（閩南科技學(xué)院，福建 泉州 362332）

0 引言

《微機(jī)原理與接口技術(shù)》是計算機(jī)相關(guān)專業(yè)的核心課程，它的理論性及實踐性均十分突出。它包括了計算機(jī)硬件和軟件兩方面的知識，涵蓋信息量巨大，且大多單調(diào)乏味、難以理解。在教學(xué)過程中，由于實驗設(shè)備等因素的限制，導(dǎo)致部分創(chuàng)新設(shè)計無法正常開展，對于學(xué)生探索研究的興趣產(chǎn)生了一定的負(fù)面影響。對于微機(jī)原理等實驗課程進(jìn)行深入性的教學(xué)，能夠讓學(xué)生對于相關(guān)理論內(nèi)容進(jìn)行更為全面的了解，一方面能夠讓教學(xué)效率得到提升，另一方面還能夠讓學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣得到充分的調(diào)動，為學(xué)生后續(xù)的硬件開發(fā)做好鋪墊。針對教學(xué)經(jīng)驗和學(xué)生回饋的信息進(jìn)行收集和梳理，對于這門課程教學(xué)中所存在的問題實施梳理和研究。常規(guī)的教學(xué)方法與應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)之間存在明顯的差異，所以需要針對教學(xué)方法實施研究和創(chuàng)新。針對課程時間進(jìn)行科學(xué)化的分配，改進(jìn)實驗內(nèi)容，針對考試形式進(jìn)行優(yōu)化、對于實踐能力進(jìn)行提升，為學(xué)生創(chuàng)造各類實踐的機(jī)會，對于學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣進(jìn)行培養(yǎng)和調(diào)動。

1 《微機(jī)原理與接口技術(shù)》實踐教學(xué)存在的問題

1.1 實驗設(shè)備老舊，且實驗時間受限制

高校中現(xiàn)有的基于8086處理器的實驗箱，大多也是采購于十多年前的。經(jīng)過長時間的使用，設(shè)備已經(jīng)老舊不堪，損壞相當(dāng)嚴(yán)重[1]。實驗題目設(shè)置陳舊，多年沒有變化，實驗內(nèi)容當(dāng)中驗證性實驗的較多，缺乏綜合性的實驗題目，設(shè)計性的題目更是少之又少。實驗課多數(shù)情況也是按照實驗指導(dǎo)書的步驟進(jìn)行驗證性實驗，有時候會與理論教學(xué)脫節(jié)，實驗過程依葫蘆畫瓢，學(xué)生的完整知識結(jié)構(gòu)體系無法統(tǒng)一構(gòu)建。實驗課程安排在實驗室的實驗箱上完成，學(xué)生只能在有限的課內(nèi)時間進(jìn)行學(xué)習(xí)，課余時間如果想進(jìn)行學(xué)習(xí)和鞏固則缺乏實驗條件，而且在實驗課程內(nèi)沒有完成實驗內(nèi)容的學(xué)生課后無法繼續(xù)進(jìn)行，時間在一定程度上限制了學(xué)習(xí)質(zhì)量和效果。

1.2 多采用單項實驗教學(xué)，缺乏綜合設(shè)計實驗

現(xiàn)階段大部分高校在開展實驗教學(xué)時通常都會采用單項實驗教學(xué)法：每個實驗相互之間沒有聯(lián)系，學(xué)生根據(jù)實驗手冊來開展各項實驗，得到實驗數(shù)據(jù)之后整理成制式化報告，就代表著實驗正式完成。這種實驗無需學(xué)生對實驗原理進(jìn)行深入的研究，對于實驗結(jié)果進(jìn)行細(xì)致性的分析。所以，采用這種教學(xué)方法，會導(dǎo)致學(xué)生的整體觀出現(xiàn)缺失，不能對各類功能模塊實施系統(tǒng)性的開發(fā)，進(jìn)而造成學(xué)生的知識運(yùn)用缺乏綜合性和系統(tǒng)性。實驗內(nèi)容大部分都是驗證性實驗，導(dǎo)致大部分的學(xué)生在實驗時只會按部就班地進(jìn)行操作，所遇到的問題不能得到及時有效的解決，實踐能力無法獲得切實的鍛煉，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)更是無從談起。

1.3 實踐考核本末倒置，不能反映學(xué)生的真實水平

現(xiàn)階段所采用的實驗考核大部分都是針對日常考勤和實驗報告這兩個環(huán)節(jié)進(jìn)行考核，此類考核方法缺乏合理性，無法讓學(xué)生的成績確保公平性和公正性，因此造成實驗報告雷同等問題屢禁不止。但是，對于《微機(jī)原理與接口技術(shù)》這門課程來講，應(yīng)該將重點從知識掌握程度轉(zhuǎn)移到知識應(yīng)用能力上，在教學(xué)過程中采取多種方式進(jìn)行考評，才能夠?qū)W(xué)生知識的理解程度進(jìn)行準(zhǔn)確性的評估，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力得到鍛煉和增強(qiáng)。

2 實踐教學(xué)改革具體措施

2.1 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改善教學(xué)方法

在開展日常教學(xué)時，應(yīng)當(dāng)對知識點進(jìn)行合理的分配，由淺入深地對知識難度進(jìn)行布置。研究以CDIO為基礎(chǔ)，即構(gòu)思—設(shè)計—實現(xiàn)—運(yùn)作教育模式的實驗教學(xué)方法，科學(xué)制定CDIO能力培養(yǎng)目標(biāo)，讓學(xué)員對理論知識進(jìn)行系統(tǒng)性學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，可以更具針對性地參與各種實踐活動，最終讓自身的知識水平和實操能力得到同步的培養(yǎng)和提升[2]。依據(jù)CDIO模式的相關(guān)要求，可以把實驗內(nèi)容結(jié)構(gòu)劃分成兩個類別。本課程將實驗劃分5個階段，分別是驗證性、設(shè)計性、綜合性、應(yīng)用性和創(chuàng)新性實驗；5個層次，分別是基本理論、匯編語言程序設(shè)計、存儲器設(shè)計、接口應(yīng)用和綜合應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計。如圖1所示：

圖1 CDIO實驗教學(xué)體系

2.2 激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，提高創(chuàng)新能力

《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程教學(xué)應(yīng)當(dāng)遵循以教師作為主體、以學(xué)生作為導(dǎo)向的基本原則。為了培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊協(xié)助精神，將班級學(xué)生分成若干學(xué)習(xí)小組（2-3名學(xué)生為一組），在教學(xué)過程中，教師通過給各組布置學(xué)習(xí)任務(wù)，一步一步用問題激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，引導(dǎo)他們自覺思考和課外研究。最后教師點評各組完成情況，梳理知識點，布置課后習(xí)題來鞏固知識和提升應(yīng)用能力。教學(xué)過程中進(jìn)行討論和教學(xué)之后進(jìn)行訓(xùn)練，一方面可以讓學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣得到激發(fā)，另一方面還能夠讓學(xué)生獨(dú)立思考的能力得到鍛煉和提升。借助各種任務(wù)的推動，能夠讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析以及解決問題的能力得到培養(yǎng)和提高，讓學(xué)生獨(dú)立探索和創(chuàng)新意識得到建立和增強(qiáng)。同時要解決實踐時間不夠的問題，學(xué)校當(dāng)務(wù)之急必要采取開放式管理模式，給學(xué)生相對自由的時間來激發(fā)他們的興趣，使他們在課余時間能夠利用實驗室資源來學(xué)習(xí)研究，有創(chuàng)造性地、自主地完成實驗任務(wù)，這樣可以避免學(xué)生在實驗課程中淺嘗輒止，同時達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生遇到問題分析問題、解決問題的能力。

2.3 多層次實驗教學(xué)，提高實踐能力

實驗內(nèi)容具有多樣化的特點，所有的實驗項目都必須經(jīng)過必要的程序和步驟。學(xué)生應(yīng)當(dāng)根據(jù)本人的學(xué)習(xí)情況選取特定的內(nèi)容來開展實驗工作。因為創(chuàng)新類實驗的復(fù)雜性比較強(qiáng)，花費(fèi)的時間也會相對較多，但平時的一次課的有限時間完全不夠用，可能學(xué)生剛產(chǎn)生興趣并進(jìn)入實驗狀態(tài)，所以用時比較長的實驗就需要被迫進(jìn)行簡化，課后并未對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適度的鞏固和延伸，不能對實驗課上的一些不理解的問題再進(jìn)行深入理解，針對這種問題可以采用網(wǎng)絡(luò)版的Proteus，這樣就能夠讓實驗室具有虛擬化、開放性的功能。任何一位學(xué)生都能夠開展仿真性的實驗，不再受時間、空間等因素的制約[3]，這樣學(xué)生就能夠在課后進(jìn)行實踐學(xué)習(xí)。學(xué)生進(jìn)行實驗的機(jī)會得到了大幅的提升，可以獲得更深入的鍛煉和學(xué)習(xí)，同時還可以最大化地對自己的想法進(jìn)行驗證，讓學(xué)生的實驗興趣得到切實的增強(qiáng)。

2.4 發(fā)掘優(yōu)秀學(xué)生參與競賽，以賽促學(xué)

積極引導(dǎo)學(xué)生參加全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽、機(jī)器人設(shè)計大賽等各種競賽，對優(yōu)秀作品和成果進(jìn)行觀摩學(xué)習(xí)。在教學(xué)過程中組織作品競賽，讓學(xué)生自行制作課程作品，并彼此進(jìn)行交流和學(xué)習(xí)。設(shè)計競賽環(huán)節(jié)的目的不在于比賽本身，而在于讓學(xué)生深入了解微型計算機(jī)的基本組成與工作原理，在作品開發(fā)過程中實現(xiàn)從了解硬件組成到軟件編程的跨越，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力和創(chuàng)新精神；讓學(xué)生的協(xié)作與操作能力得到了提升，也給之后的實施教學(xué)奠定了良好基礎(chǔ)。教師在開展教學(xué)時，可以更為深入地對知識內(nèi)容進(jìn)行研究，讓自己的職業(yè)素養(yǎng)得到提升，在實踐中對教學(xué)方法進(jìn)行改良和優(yōu)化，建立其教和學(xué)的良性循環(huán)[4]。

2.5 多元化考核，培養(yǎng)創(chuàng)新人才

為了讓常規(guī)實驗教學(xué)考核中的問題得到徹底性的解決，建立多角度和多能力的評價機(jī)制，讓評價的科學(xué)性得到了提升。多角度評價指的是從學(xué)生自評等多個層面入手，針對成員的實驗成績實施系統(tǒng)性評價，主要涉及實驗預(yù)習(xí)情況等幾項比較重要的環(huán)節(jié)。其中，學(xué)生自評占比20%，教師評價占比 60%，成員互評占比20%。多能力評價指的是利用對各類考核方式進(jìn)行融合的方式，對學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度等環(huán)節(jié)實施評價。利用對評價結(jié)果開展系統(tǒng)性的分析，對于方案進(jìn)行優(yōu)化，讓教學(xué)效果獲得提升[5]。這樣全方位地評價學(xué)生對所學(xué)知識理解并掌握的情況，既可以真正反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和學(xué)習(xí)效果，又可以為教師調(diào)整和優(yōu)化教學(xué)目標(biāo)提供依據(jù)[6]。

3 結(jié)語

以應(yīng)用型大學(xué)人才培養(yǎng)目標(biāo)作為指引，根據(jù)實際情況，筆者就目前《微機(jī)原理與接口技術(shù)》實際授課時所遇到的難題進(jìn)行了分析，并從優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、多層次實驗教學(xué)、以賽促學(xué)以及多元化考核等五個方面對本門課程的實踐教學(xué)進(jìn)行了探索，進(jìn)而對教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行提升，培養(yǎng)出優(yōu)質(zhì)的應(yīng)用型人才。實踐表明，教改讓學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性得到了充分的激發(fā)，讓學(xué)生的雙創(chuàng)意識以及綜合素質(zhì)獲得了提升，讓教學(xué)效果得到了增強(qiáng)，教學(xué)改革向前邁出了十分重要的一步。同時，我們也應(yīng)該清醒地認(rèn)識到，《微機(jī)原理與接口技術(shù)》這門課程的實踐教學(xué)改革是一項漫長的工作，需要不斷地摸索和總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，逐步完善《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程的實踐內(nèi)容體系，為提高學(xué)生創(chuàng)新實踐能力，培養(yǎng)高素質(zhì)新型應(yīng)用人才奠定強(qiáng)有力的基礎(chǔ)。