“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

作者:未知

  摘要:《微机原理与接口技术》是电子信息类专业一门重要的专业基础课。本文以应用型大学为视角,结合“新工科”建设的背景,从优化教学内容、培养学习兴趣、重视实验教学以及综合考核评价等几个方面对《微机原理与接口技术》课程的教学进行了探索。
  关键词:《微机原理与接口技术》;“新工科”;应用型大学
  中图分类号:G642.0     文献标志码:A     文章编号:1674-9324(2019)22-0210-02
   当前,新一轮科技革命和产业变革正在加速进行,综合国力的竞争愈加激烈。为应对目前社会发展的状况,教育部积极推进“新工科”建设,并特别指出地方高校要对区域经济发展发挥支撑作用。《微机原理与接口技术》作为电子信息类一门重要的基础课程,具有很强的理论性和实践性。传统的教学方法无法满足“新工科”建设的背景要求下应用型人才的培养目标,因此亟需对本门课程的教学方法进行新的探索,从而建设工程教育强国,培养合格人才。
  一、目前存在的问题
  1.教学内容起点高、知识点冗杂。本门课程一般在大学三年级开设,知识涉及面较宽、理论性较强。从整体上看,首先,本门课程的概念极多,知识点十分冗杂。教师很难清晰地将众多概念术语和复杂的工作原理解释清楚,学生在学习的时候也会感到云里雾里、似懂非懂。其次,本门课程的教学内容起点很高。它除了需要有多门前期课程的基础,且每个知识点之间也存在强烈的联系。如果教师在教授的过程中只是传统地采用“满堂灌”的方式,学生很可能找不到学习的切入点。最后,本门课程还有很重要的实践环节,学生如果只停留在感性认识的水平上,就无法利用所学知识设计出所需要的软硬件系统,分析和解决问题的能力就不能得到保障。
  2.学生基础薄弱,学习主观能动性不强。应用型大学强调培养学生的工程实践能力,往往忽视对学生基础理论的培养。因此,在普遍压缩理论课程学时的背景下,课堂上很多知识点无法详细展开,这就需要学生在课后进行自主学习。然而,相对于研究型大学,应用型大学的学生学习基础不够扎实,学习的主观能动性不高。那么,对于《微机原理与接口技术》这门系统性较强的课程,如果学生对某一个知识点不能及时地掌握,会严重影响知识体系上的衔接性,将极大打击学生的学习热情。
  3.实践教学环节欠缺,无法与理论教学相辅相成。由于目前《微机原理与接口技术》课程主要还是讲述intel 8086的体系架构,而8086微处理器已经停产多年。高校中现有的基于8086处理器的实验箱,大多也是采购于十多年前的。经过长时间的使用,设备已经老旧不堪,损坏相当严重。同时,在实际的实践教学环节中,学生往往只是机械地仿照实验指导书上的例子来完成实验内容,而并不仔细思考其中的原理。实践环节的严重缺失将直接影响到理论教学的成果,更无法提高学生的工程实践能力。
  4.课程考核评价单一,不能反映学生的真实水平。大部分应用型大学对课程的考核采取平时成绩与期末考试相结合的方式,期末考试成绩一般占到70%以上的比例。然而,对于《微机原理与接口技术》这样一门理论性和实践性并重的课程来说,通过卷面考试的方式来反映学生对知识的掌握程度并不科学。很多学生卷面成绩很高,并不能表明他们真正理解掌握了,而有可能意味着他们只是单纯的记背而已,更谈不上运用知识去解决相关的工程实践问题。因此,这样的评判方法在某种程度上也就失去了意義。
  二、课程教学探索
  1.优化教学内容,提高教学效率。优化教学内容,首先在于精简知识点,这就要求授课教师对学生前期基础课程的学习情况有所了解。以电子信息类的学生为例,数制转换、编程思想、时序、常用的数字芯片等基本的概念已在其他前期课程中学习了,那么这些内容就可以根据学生的学习情况予以适当缩减。对于不影响连贯性的简单知识点,鼓励学生课后自主学习。其次,优化教学内容,看清问题本质。教师和学生的知识水平相距甚远,这就要求教师基于学生的现有水平展开教学。授课时,教师应看清问题的实质,注意由浅入深,循序渐进。例如讲授8086编程结构,可以设计一个简单的动画,让学生从整体上感知8086的取指令和运行指令过程,然后逐步分解、剖析各部分的功能与作用,引导学生理解各部分的设计理念,最后再从整体上把握8086编程结构的设计思想。
  2.培养学习兴趣,激发学习热情。(1)上好第一节课。很多学生在初次学习本门课程时会有这样的疑惑:为什么要学习过时的8086微处理器和不实用的汇编语言呢?学生有这样的疑惑很正常,但教师一定要引导学生端正学习态度,强调本门课程的基础性和重要性。因此,授课教师在第一节课应针对学生的疑惑,向学生介绍课程的特点、重要性以及其在整个专业知识结构中所处的地位,使得学生从整体上有一个初步的认识。同时,教师也要向学生强调本门课程的难度,督促学生在课后时间里做好复习,及时总结知识点。(2)以学生为主导的启发性教学。对于本门课程,学生在初次接触微处理器的硬件架构时,往往会觉得概念抽象、晦涩,这就要求教师能够站在学生的角度,启发学生积极地思考,从而提高学习的效果。例如讲授8086的存储器组织,可以类比于“寻找教室”,把段基址类比于楼层,把偏移地址类比于某一楼层对应的房间号。那么,寻找正确的教室应该遵循先找楼层再找房间号的步骤,学生就明白了存储器分段编址的思想。(3)教学形式应多样化。对于微处理器的结构、可编程接口芯片等图形化、模块化的内容,可结合图片、动画等形式进行授课,清晰、直观而富有趣味性。对于汇编语言、程序设计等语法化、规则化的内容,应结合板书逐步分析,并在分析的过程中不断提出问题,保持学生的思维活跃性。同时,根据课程的教学内容和基本要求,建立大规模开放在线课程(慕课),作为课堂教学的有效补充。学生可以对于课堂上没有理解的地方反复学习,避免影响后续课程的学习效果。每学完一节慕课,都有相关的单元测验,检测学生对知识点的掌握情况。
  3.重视实验教学,提高实践能力。按照应用型大学的定义和培养目标,应用型大学的学生应具备良好的实践能力,这就要求必须重视实验教学。重视实验教学,并不是单单加大实验的学时比例,而应该打破“先理论后实验”的教学禁锢,将基础验证性实验搬到理论教学课堂中去,让学生在做中学、在学中做。鉴于8086微处理器基本已经绝迹,可以利用proteus软件来进行仿真。教学时,可结合教材中的实例,引导学生利用proteus仿真软件正确画出硬件连接,再编写相应的汇编程序,验证实例的正确性。随后,教师改变实例中的条件,让学生根据要求设计出相应的方案,从而把理论教学和实验教学有效地进行融合。除此之外,对于综合性的实验项目,可采取分组合作模式,要求各组学生先讨论设计方案,然后合理分工、互相协作,共同完成最终的软硬件设计。最后再经过10分钟的简单答辩,教师和学生共同评判设计的优缺点,提出改进意见,全面提高学生的实践能力。
  4.综合考核评价,培养创新人才。传统课程考核评价方式的不科学性,要求教师应对学生进行综合的考核评价。在实际的操作中,将课程考核成绩分为四个部分:平时成绩(20%)、实验成绩(20%)、综合设计成绩(20%)和期末考试成绩(40%)。其中,平时成绩包括作业和慕课的单元测验成绩;实验成绩包括基础验证性实验的实际完成情况;综合设计成绩是综合性实验项目的设计方案、仿真结果以及项目答辩,全面考查学生的综合设计能力;期末考试主要考查学生对相关知识点的理解情况,将在课程题库中随机抽取组卷。
  三、结语
  根据“新工科”背景下应用型大学的人才培养目标,结合实际情况,笔者分析了目前《微机原理与接口技术》课程教学中存在的问题,并从优化教学内容、培养学习兴趣、重视实验教学以及综合考核评价等四个方面对本门课程教学进行了探索,从而能够有效地提高教学质量,培养合格的应用型人才。
  参考文献:
  [1]陈继红,徐晨,王春明,徐慧.微机原理及应用[M].北京:高等教育出版社,2011.
  [2]中华人民共和国教育部.“新工科”建设复旦共识[EB/OL].(2017-02-18).
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