基于“互联网+”的“微机原理与接口技术”课程理实一体化教学研究

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　　摘   要：根据应用型创新性人才的培养目标，文章从“微机原理与接口技术”的理实结合的一体化课程教学方面展开研究，提出在“互联网+”背景下灵活应用信息化教学手段和方法，调整和优化人才培养目标，重构教学内容和课程体系、更新實训教学方法和手段、改进课程考核方式，提高学生的学习能力与创新能力，培养高素质新工科人才。
　　关键词：“微机原理与接口技术”;课程改革;“互联网+”;新工科
　　“微机原理与接口技术”是一门综合性和技术性较强的专业必修课，是学习通信、电子信息、自动控制、仪器仪表等领域专业知识的重要基础。课程教学内容较多，包括3个部分内容：微型计算机的工作原理、汇编指令系统及程序设计、微机接口技术。在本科阶段开设“微机原理与接口技术”课程，要求学生掌握计算机的基础知识、体系结构、工作模式、存储器的组成和中断、I/O接口扩展方法和可编程接口技术等，能独立设计较简单的应用系统，使学生具备一定的软硬件开发能力，为学生后继课程的学习以及从事相关的工作奠定重要基础。因此，不断改革“微机原理与接口技术”课程的教学内容、教学方法，使学生掌握好微机原理与接口技术基础知识及其开发应用技术，对于提高学生创新实践能力和就业率具有重要意义。
　　1    “微机原理与接口技术”课程教学现状
　　根据国家普通本科高校注重培养实践型、技能型、创新型人才这一目标的指导意见，各高等院校积极开展教学改革研究[1-3]，深化产教融合，推进教学改革，加快培养复合型技术技能人才，但是在理论教学和实训教学中仍然存在不少问题，亟待解决。
　　1.1  课堂理论教学中存在的问题
　　理论知识的学习为实践操作和技能拓展学习奠定基础，是该课程重要环节，然而，在理论教学中存在一些问题，如：课程内容枯燥、课时量少、教学模式单调、考核形式化等。
　　（1）课程内容多、课时少，课程内容枯燥。“微机原理与接口技术”涉及的知识点多，理论上需要记忆的知识也比较多，但是知识点的学时数少。例如，汇编指令是控制硬件电路的“思想”，灵活运用汇编语言是该课程的重点。然而，在实际教学中，汇编指令数量庞大、格式复杂、可记忆性差，但由于课时量有限，没有较多时间练习汇编指令的应用，导致学生在后续知识点，如硬件接口电路的综合程序设计上存在困难。另外，课程知识点多以文字形式展现，形式单一，没有图像、视频、动画等形式的素材直观和生动，不易于学生理解和记忆。
　　（2）传统讲授为主的教学模式单调。目前，“微机原理与接口技术”课程的特点为“软硬不分家”，理论与实践技能的学习一环紧扣一环，在学习中需要步步为营，稳扎稳打，层层推进。然而，在实际教学中，主要以传统讲授为主的教学模式单调乏味，学生学习积极性不高，影响教学效果;另外，以讲授为主的知识传授，导致部分学生理论知识接受能力强，但研究创新能力差，解决实际问题的能力差。没有很好地让学生学用相长、知行合一，培养好学生的创新精神和实践能力，增强学生的职业适应能力和可持续发展能力。
　　（3）考核形式单一。目前，“微机原理与接口技术”课程期终考试主要采用开卷、闭卷两种，综合平时成绩（出勤、作业等）与期终卷面成绩按照比例计算出学生期评成绩，此考试形式考虑到了过程性评价，但是考试形式仍过于单一。主要体现在过程性评价因素单一，不能很好地突出对学生学习能力、学习状态、学生发展性的评价;同时，也没有很好地结合课程设计、社会调查报告等多元化考核方式，没有通过考核把学生的眼光和思维导向社会市场需求、前沿技术发展方面，而不局限于课堂知识点和书本的学习，避免高分低能的情况出现。单一的考核形式不利于培养学生的创新创业能力，不利于学生的可持续性发展。
　　1.2  实验教学中存在的问题
　　对于实践性课程的学习，实验环节是不可缺少的部分，然而，在目前实验教学中还存在一些问题有待改进。
　　（1）实验项目综合性不强。由于课时量有限，目前，“微机原理与接口技术”配套实验课程主要包括：系统基本认识、数制转换、中断控制8259A、定时计数器8254、并行接口8255A，A/D和D/A转换实验等。均是单个模块化实验，缺乏综合性，不利于提高学生微机综合设计与应用能力。
　　（2）实验缺乏创新性。实验课中，学生只需分析与设计基础和简单的程序，整个实验过程缺乏创新性，不能充分锻炼学生硬件电路测试和软件调试能力。
　　2    “微机原理与接口技术”教学改革与实践
　　在当今信息化教学的背景下，依据“十三五”教育信息化建设的总体思路，运用“互联网+校园”和“互联网+教学”的理念构建“微机原理与接口技术”信息化教学平台。从“微机原理与接口技术”课程的实际教学出发，利用中国大学MOOC、超星等教学平台资源，以多媒体、实验仿真等现代化信息手段、技术为支架，引导教学的设计和展开。从教学目标、教学内容、教学方法、教学手段、教学考核等方面入手，对“微机原理与接口技术”课程教学进行改革。
　　2.1  根据着力培养创新创业新工科人才的教学目标，优化教学内容
　　根据教育部《新工科研究与实践项目指南》，“新工科人才”是适应并满足未来新兴产业和新经济需要的，是具有更强实践能力、创新能力、国际竞争力的高素质、复合型人才。随着国家提倡对大学生创新能力的培养，“微机原理与接口技术”课程作为通信、电子信息、自动控制的专业基础课，其内容也必须及时更新和优化，跟踪热点研究问题，以知识的应用、解决实际问题为导向构建课程体系，体现专业教育、素质教育和创新创业教育并重的培养模式。合理安排有限的教学时数，高质量地完成课程内容的教学任务，详略得当、重点突出。
　　2.2  灵活利用信息化教学手段和方法，优化教学
　　在保证“微机原理与接口技术”课程理论体系完整的情况下，基于工作过程导向，建立其“互联网+”课程资源库及课程教学案例库。其中，网络资源库的建设以按照相关行业、企业岗位具体工作内容，分解其技能环节，对课程内容每一个细微技能点、知识点、素质点等相关信息进行深入、详细的阐释，并分类汇总，形成课程教学资源库。以“微机原理与接口技术”课程知识结构的层次递进为主线，以知识点为单位。知识点的资源类型可以多样，有启发类、演示类、讲授类、问答类、讨论类、实验类、探究学习类、合作学习类、自主学习类等。网络授课可以通过网站、MOOC在线教学平台、微课等形式进行。学生们可以将虚拟空间学习和现实课堂学习相结合，根据个人情况合理制定学习计划。培养了学生以解决问题的能力，强化了学生对知识的内化吸收，培养其创新能力。教师成为学生学习的指导者，学生是学习的主角，由传统的被动学习转变为主动学习。把信息化教学技术无缝地编织进教学，利用教学过程中动态生成性资源、过程化数据以及学习痕迹等数据进行再利用，来实现教学优化。 　　2.3  改革实验实训教学模式，强化学生实践动手能力培养
　　实验课上的基础实验有：常用汇编指令实验、存储器读写实验、中断与定时器/计数器实验、串行/并行I/O 口通信实验、A/D 转换和 D/A 转换实验等。实验是在“微机原理与接口技术”集成开发环境和实验箱上进行的，大多是基础性实验。在基础性实验完成后，不断优化实训教学内容，提高综合设计性、自主创新性实训项目的比例，强化理论与实践的结合，促进学生动手能力、创新能力的培养，提高学生解决实际问题的能力。
　　2.4  优化考核内容，融入多元化考核方式
　　在内容考核上，理论知识方面，注意加强对学生相关资料阅读分析能力、推理归纳能力、综合设计能力的考核，让学生重视拓展知识面，关注时代前沿新技术信息;在实验实训考核中注重对学生代碼编写的规范性、调试与改错的能力、综合应用能力以及创新创业能力的考核。
　　融合多元化考核方式，注重对学生学习的全面测评。把过程性考核和总结性考核相结合、现状考核和发展性评价相结合、定量考核与定性考核相结合、学生自我考核和学校考核相结合。课程学习成果的过程性考核包括：上课出勤、课堂学习互动、平时作业、实验操作、线上学习与线下学习的完成情况。教师及时进行课后总结，分析得失，吸取经验，进一步改进教学。鼓励学生学习的主动性、创造性，以激发学生的学习潜能，提高学生综合素养与能力。
　　3    结语
　　融合“互联网+”的理念和技术，构建以教师为主导、学生为主体、多方共建课程的泛在学习环境，优化教学方法和手段，不仅能提高学生的创新积极性，培养新工科人才，而且提高了高校课程建设的科学化水平，推进高校本科教育的现代化的发展。
　　[参考文献]
　　[1]刘军芳，孙金萍.应用型复合型人才培养模式的研究与实践—基于项目驱动的“微机原理与接口技术”实验教学改革[J].廊坊师范学院学报（自然科学版），2019（4）：100-102，108.
　　[2]蔡文霞，杨蓓.基于CDIO的线上线下交互式教学模式改革研究与实践—在“互联网+”背景下[J].石家庄学院学报，2019（3）：152-156.
　　[3]杨潇.“新工科”背景下应用型大学“微机原理与接口技术”课程教学探索[J].教育教学论坛，2019（22）：210-211.
　　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
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