以学生为主体的“微机原理及应用”教学模式的改革与探索

强继朋 李云 袁运浩

摘要：“微机原理及应用”课程内容多且抽象，课堂教学内容与新技术发展存在一定差距且实验环节只是一些简单的验证性实验。因此，采用传统的以老师为中心的传授知识的方法，学生在学习“微机原理及应用”课程时，普遍对内容的理解不够透彻，缺乏自主创新意识和创新能力。为了培养学生的自学能力和创新能力，课堂教学以教师重点讲授和引导自学相结合，引入了小组合作教学和研究性学习的改革与探索，改进了实践教学方法。

关键词：“微机原理及应用”；学生为主体；创新能力

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）02-0124-02

一、引言

“微机原理及应用”是电子、通信工程、自动化、计算机等专业的核心基础课程。课堂教学以Intel 8086 CPU为主线，系统的介绍了微机系统的基本组成、体系结构和工作模式，还包含了对应的指令系统和汇编语言的程序设计，及存储器和接口技术。该课程的教学目标是要求学生能够建立微机系统的整体概念，理解微型计算机的构成、工作原理、输入输出控制方法，最终能够完成简单的控制系统的硬件设计和软件设计。学生在学习该课程过程中，主要遇到的难点有以下几个方面：（1）结构与原理：微型机主要由大规模集成电脑组成，内部的结构和原理学生理解起来比较抽象。（2）汇编语言程序：属于低级语言，相对于高级语言，理解低级语言要求对微机系统的硬件系统比较了解。（3）硬件线路设计：相对于软件，学生更难理解硬件线路设计。因此，为了提高学生对微机原理课程的学习兴趣，使学生更好的掌握微机原理的知识，适应以学生为主的教学改革，提高学生的自主学习能力、实践能力和创新能力，成为该课程教学改革的重要方面。

二、目前存在的问题

我校在电子、通信工程、自动化、计算机等专业均开设了“微机原理及应用”课程，教学目标、教学方法和教学内容基本一致。该课程涉及的知识和内容较多，其中，软件方面包括指令系统和汇编语言源程序设计，硬件方面包括数字电路、计算机组成原理和微机接口技术。由于教学计划学时有限，教师很难用传统的传授式方法把教学计划的内容全部讲解透彻；课程教学内容与新技术存在一定的差距，导致学生的学习兴趣度不高；实践环节只是一些简单的验证性实验，学生无法综合性掌握教学内容。以上原因使得学生普遍对“微机原理及应用”内容的理解不够深入，具体表现在以下几个方面。

1.以教师为中心的课堂教学模式。由于该课程的特点是内容多且抽象、知识点联系紧密，我校教师课堂上都是采用传授式的课堂教学方法，加上课后作业和实验进行辅助。关于课后作业，学生通常都能获取答案，不用自己独立思考。实验课的题目，学生也能获取源程序和硬件连接，只要模仿一下或者运行一下就可以，也是无需独立性的思考，无法验证课堂中学习的理论知识。因此，这两个方面并没有加深大多数学生对课堂内容的理解。长此以往，不懂的知识越积越多，学生的学习兴趣会受到严重的影响。

2.课堂教学内容与新技术存在一定差距。随着信息技术的快速发展，“微机原理及应用”还是采用以Intel 8086 CPU为主线进行介绍，而现在个人微机上都是“Itanium”系列处理器，所以，教学内容严重滞后于目前的微机技术。尽管课堂上对学生讲述了课堂内容是现有技术的基础，掌握了课堂内容对工业闭环系统的设计有着很大的帮助，很多学生还是会认为这是过时的技术，自己不从事硬件技术，学这些只是浪费时间，大大降低了学生的听课态度和课后的复习态度。

3.实践内容缺乏创新性。尽管我校“微机原理及应用”实验课是一门独立课程，但是只有16个课时，主要目的是为了配合理论教学环节，验证理论教学的内容。在当今大力提倡培养大学生的创新能力为目标的教学理念下，必须重新认识实验课程的作用，改进教学环节和实验内容，使实验课程成为培养学生创新能力的重要环节。

上述介绍的三个主要问题，导致了学生的学习兴趣度不高、学习效果不好，没有起到提高学生自主学习能力、实践能力和创新能力的作用。因此，探索以学生为主体的“微机原理及技术”教学模式是势在必行的。

三、改革措施

1.重点讲授与引导自学相结合。“微机原理及应用”课程所涉及的知识内容多且抽象，再加上教学课时有限，教师单纯依靠传授的教学方法很难取得很好的效果。教师在教学设计上要强调清晰、简洁、明确，向学生讲解微机原理的发展，结合与现有技术的关系讲解在实际工业系统中的应用。本课程的核心知识点大致分为以下四个方面：微型计算机的组成与工作原理、指令系统与汇编语言源程序设计、存储器原理及结构、I/O接口技术。对需要了解的知识点，教师给出概要说明，引导学生课外自学完成。

2.小组合作教学。小组合作教学是以小组的形式对班级进行重新划分。每个小组包含4—6名同学，推选1名组长，全组在组长的带领下学习。在“微机原理及应用”课程中，采用合作教学的目的是增强学习的自主学习能力，促进学生的团队合作能力和沟通协调能力。教学过程中，会选择一些重要的知识点，如逻辑地址的含义，随机从不同的小组中选择学生进行讲解，并根据讲解情况评分，作为该小组的平时成绩。

3.改进实验教学方法。在实践教学中，除了包含验证性实验和设计性实验，还引入了综合创新实验。综合创新实验不是由单个人完成，而是由小组团队合作进行，其目的是将学过的主要功能部件有机的结合起来，形成一个具有一定实际意义的整体。整个过程中，教师给出实驗项目要求，小组成员根据问题，进行独立思考、自由发挥，自行设计所需的硬件、硬件线路的连接及相对应的软件实验。综合创新设计题目目前有以下几个：数据采集、键控声音播放器、交通灯控制、简易的家庭防盗系统等。

4.研究性学习。我国建设创新型国家，需要一大批有创新思维的大学生，因此对高等教育也提出了很高的要求。大学教育的目标不仅是培养大学生掌握某专业的基本知识和技能，还应该使大学生具有独立的自主学习能力和创新能力。创新能力要求学生在掌握基本知识的基础上，能够主动发现问题、提出问题、分析问题和解决问题。为了达到这个要求，教师应该在课堂上引导学生进行独立思考。

四、结语

在当今快速发展的信息时代，以学生为中心的自主学习必将是教学改革的新方向。为了培养学生的自学能力和创新能力，进一步提高教学质量，教师除了掌握传统的教学模式，还应积极改变教学观念，给学生一个自主学习的良好环境，精心设计以学生为中心的教学模式。结合“微机原理及应用”的课程特点，以培养创新型人才为前提，我们从以下几方面进行教学改革和探索：重点讲授与引导自学相结合、小组合作教学、研究性教学、改进实验教学方法。在该模式下，学生对这门课程的学习兴趣被充分调动起来，学生的思维能力、学习能力、知识的运行能力、研究能力及整体的综合素质都将得到提高。

参考文献：

[1]李云，曹永忠.微机计算原理及应用[M].北京：清华大学出版社，2010.

[2]丁旭陽，罗惠琼，范明珏.计算机教学中学生学习主动性的培养[J].计算机科学，2009，（7）：5-6.

[3]韩松.“微机原理与接口技术”教学改革与探讨[J].中国电力教育，2012，（10）：36-38.

[4]汪丽华，王泽梁.微机原理与接口技术课程教学改革的思考[J].科技信息，2010，（17）：550-551.

Abstract：The course of Microcomputer Principle and Application contains a series of contents which are abstract.There is a certain gap between teaching content and the development of new technology.There are some simple verification experiments during the course of the experiment.Therefore，when adopting the traditional teaching method based on teacher-centered class，students cannot understand the contents，lack the consciousness of independent innovation and innovation ability.In order to cultivate the self-study ability and innovation ability，teacher should combine the key teaching and the guidance of self-study，introduce the reform and exploration of the group cooperative teaching and the research study，and improves the practice teaching method.

Key words："Microcomputer Principle and Application"；student-centered；innovation ability