基于学生能力培养开展微机原理及接口技术的课程教学改革

2018-12-11方红葛一楠

教育教学论坛 2018年50期

方红　葛一楠

摘要：为了适应培养创新能力为核心的素质教育的要求，通过微机原理及接口技术和单片机技术两门课程的合并进行课程内容的整合；以学生为主，基于翻转课堂改革教学方法；以紧密联系实际和应用，增加综合性设计性实验项目为手段改革实践教学；以注重过程和能力为核心改革课程的考试方式等手段，对微机原理与接口技术课程的教学进行改革，提高学生的工程实践能力和创新能力。

关键词：创新能力；翻转课堂；微机原理与接口技术；教学改革

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）50-0059-03

一、引言

微机原理及接口技术是电类本科院校一门非常重要的专业基础课，是一门在人才培养方案的课程体系中能衔接模拟电路、数字电路、程序设计、计算机控制技术和电机电器课程的综合应用技术课程。该课程不仅理论性强，而且具有较强的实践性，对学生的知识拓展和创新实践具有重要的作用。但该课程不管是在教学内容上还是在教学方法上，都难于满足当前工程教育改革突出强调对学生创新能力和创新精神培养的要求，再加课程本身具有一定的难度，导致学生普遍感到内容抽象、乏味，难学、难掌握，严重地影响了这门课的教学效果。因此着眼于学生创新能力的培养，对课程的教学内容和教学方法上进行深入的改革和探索是很有必要的[1-3]。

二、课程教学内容的整合

随着电子信息技术的快速发展，微机原理及接口技术包含的知识不断扩大，成为众多技术学科的交叉点，是工程教育培养学生创新能力的重要基础课程。目前开展的工程教育和卓越工程师教育计划，着重强调了对学生工程实践能力的培养，因此在教学改革中不仅压缩了人才培养方案中教学总学时，而且还增加了实践教学课时所占的比例，这必然要减少理论教学的学时。微机原理及接口技术和单片机原理及应用是工科院校电类专业普遍开设的两门重要课程，前者注重系统原理，后者强调工程应用，但两门课程在内容上有较多的重复，而且以8086/8088为核心的实验平台缺乏实际应用背景，不能与学生的课外科技活动、学科竞赛紧密结合，不利于调动学生的学习积极性，不利于学生工程能力的培养，因此在电类专业教学中可以将这两门课程合并为一门课程。在内容安排上删去与实际应用脱节的8086/8088相关内容，以通用微型计算机系统和嵌入式计算机系统介绍微型计算机系统的软硬件体系结构及微型计算机技术的发展趋势，以8051单片机为基础来讲解微机的编程和接口技术，通过增加工程案例和引导学生课外科技活动、学科竞赛来提高学生的学习兴趣和积极性，从而加强学生工程能力的培养[4，5]。

三、基于翻转课堂改革理论教学方法

微机原理及接口技术课程的教学大纲要求学生能较清楚地了解微机的结构与工作原理，建立起系统的概念，配以适当的实验教学培养学生的独立分析問题和解决问题的能力，通过系统的实践教学锻炼，使学生具有一定的软硬件开发设计能力，为未来的工作和后继课程的学习打下基础。因此，本课程重点在于微机系统软硬件的“开发设计”能力，教学的重点亦应放在学生对软硬件“开发设计”能力的培养上，而不是“死记硬背”一些抽象的理论[6]。这就要求教师在教学中要尽可能理论联系实际，比如在讲述存储器的分类和用途时，教师可以用家里的各种家具及冰箱为例：各种存储器用于存放各种数据，各种家具和冰箱用于存放各类物品和食物，功能一样只是用途不同而已；在讲解CPU时钟信号的作用时，可以用人的脉搏为例进行讲解，人没了脉搏就休克乃至死亡，CPU没了时钟信号就停止了工作。

讲述过程中要充分调动学生的学习积极性，发挥学生的聪明才智。课程教学要以学生为中心，学生能力培养为核心，精讲多练。将传统教学与MOOC和翻转课堂教学方式结合起来；将课程核心内容分解成几个小的部分并录制为教学视频微片段；将一个班的学生随机分成5-6个小组，每个小组选一个组长，以小组为基础组织课堂上及课堂下的教学。要求各小组学生在课下完成规定的MOOC课程学习内容，而课堂上以小组为单位对课下学习的内容进行总结，提出学习中遇到的困难，把课堂的主动权留给学生，把课堂变成教师与学生之间和学生与学生之间互动的场所。教师主要负责知识的总结和提炼，对学生答疑解惑、组织引导学生开展问题讨论、知识运用等[7]。教师在课堂教学过程中要挖掘学生的潜力，充分肯定学生的能力，激励学生的学习热情，要让学生相信只要充分发挥自己的主动能动性，课堂上积极思考、大胆提问，养成良好的学习习惯，课前多预习，课后多复习，勇于实践，就一定学有所获。通过采用采用多媒体课件、Flash动画演示、仿真软件演示等各种新的教学手段，使难学难懂的知识生动化、立体化、可视化，降低学生的学习难度[8，9]。同时推行“教育+互联网”的理念，课程紧密结合现代信息和地方经济的最新发展，站在新的起点与新的高度，将传统、封闭、单一的教学突破为开放、活泼，能有效激发学生综合创新素质与实践能力的特色鲜明的研究式、讨论式教学。

四、实践教学环节加强学生能力的培养

微机原理及接口技术是一门实践性很强的电类专业基础课程，要学好这门课程必须将理论和实践紧密结合[8，9]。这门课程的实践环节一般包含有课内实验和课程设计，通常实验课和课程设计的内容都是基于实验箱的验证实验，实验内容脱离实际应用，再加上受实验设备和场地的限制，很难达到实验教学目的。尤其在当今大力提倡以培养创新能力为核心的素质教育，不少学校又在进行卓越工程师教育培养计划和推进专业工程认证工作，要达到卓越工程师培养和专业工程认证的要求，必须在实践教学中坚持以学生为中心，以能力培养为导向，强化工程实践能力和创新研发能力的培养。在实践教学内容上要紧密联系实际，要增加综合性和设计性的项目，要尽可能的将教师的科研与学生的课外科创活动、学科竞赛内容纳入实践教学内容。各学习小组可以自拟感兴趣的实验项目，自己设计实验方法。在实践教学方法上要以教师为主导、学生为主体，加大开放性实验的力度，以竞赛、课外科创活动激发学生的实践兴趣和积极性，增加学生学习的成就感，让学生在“做中学，学中做”，做到学以致用、活学活用。使学生从“要我学”转变为“我要学”，实现从“我想做”向“我会做”的提升，解决学生不断提的高创新意识和有限的创新能力间的矛盾，提高学生分析问题、解决问题的能力和工程创新的能力。

五、改革微机原理及接口技术的考试方式

目前课程的考试方式一般都是以期末试卷考试的答题情况来决定学生成绩，由于受出题、监考、阅卷等诸多情况的影响，很难客观地反映学生的学习效果，更难体现学生创新实践的能力。这种考试方法削弱了学生的学习积极性，不能促进学生能力的培养，因此应对目前的考试方法进行大胆的改革。考试改革的目标是基于工程教育OBE的模式，以学生通过微机原理及接口技术学习最后所取得的学习成果作为评价学生成绩的依据，积极培养学生的创新精神和实践能力。新的课程考核方法要能调动学生学习的主动性，提升学生的学习兴趣，有利于学生分析问题与解决问题能力、实际动手能力、创新能力和团队合作能力的培养[10，11]。

具体改革措施是改变大学传统考试全部以笔试为主的考试方法，注重学生的学习效果考核，以学生真正掌握知识并能运用知识为根本任务，竭力培养学生的创新能力、自学能力和实际动手的能力。让学生在“学中做，做中学”，亲身体会到学习用途和取得成果后的喜悦，认识到学习课程的目的不是考试，而是运用所学的知识去解决实际问题。改革的具体方法是为了适应学生个体在微机原理及接口技术这门课程中呈现出多元化的兴趣、爱好、观念、思维方式和知识结构等的要求，积极挖掘学生的潜力，充分体现以学生为中心、以结果为导向的理念，将差异性培养原则引入考核环节，根据每个学生的具体情况引入不同的考试方式。学生可选择以试卷考试为主的课程考核方式和以项目实作为主的考核方式，甚至可以申请免考。试卷考试可以由学生自由报名组队设计试卷。教师给出试卷的题型和分值，由学生根据本课程教学内容设计题目，并给出出题理由、题目分析和答案。学生所设计的试卷将由教师和出题小组长共同评定质量，从题目的合理性、新颖度等方面考虑。这一方式不仅可以帮助学生梳理一学期来的所学知识，学生所设计的部分题目还可以作为新的试题，丰富课程的试题库。选择以项目实作为主考核的学生，可以从教师拟定的5-10个综合设计制作题目中自主选择一个题目进行设计制作。让学生按4人一组自己组队并民主选出一个组长，小组在组长组织下完成题目的设计、制作和报告的撰写，最终根据学生制作的实物、答辩及提交的报告来确定学生的成绩。对于在课外科技活动或学科竞赛中取得过优异成绩的学生可以申请免于课程考核，直接按参赛成绩评定课程的学习成绩，从而引导和促进不同学生个体创新精神和实践能力的发展[12，14]。

六、结语

微机原理及接口技术是电类专业学生一门非常重要的专业基础课程，其教学质量的高低对人才培养的质量有重要的影响。微机原理及接口技术课程改革应按照工程认证的要求，基于OBE的思想，紧扣专业人才培养的目标和要求，紧紧围绕培养学生工程实践能力和创新能力这个核心，以学生为中心，对教学内容、教学方法及课程评价方式进行大胆的改革，提高课程的教学质量，从而提升学生的工程实践和创新能力，满足社会对人才培养能力的要求[15，16]。

参考文献：

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