“微機(jī)原理與接口技術(shù)”的MOOC課程改革探索

鄭揚(yáng)冰　劉偉　薛曉　李根全

摘要：MOOC為當(dāng)前高校課程教學(xué)提供了一種新方式，分析了微機(jī)原理與接口技術(shù)課程MOOC的特點(diǎn)，從教學(xué)計(jì)劃制定、MOOC錄制方式的選擇，課堂例題和課后作業(yè)以及在線互動的設(shè)計(jì)方面提出了一些思路。這些探索打破了傳統(tǒng)專業(yè)課程教學(xué)模式，增加了課程教學(xué)的靈活性，增強(qiáng)微機(jī)原理與接口技術(shù)的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：微機(jī)原理與接口技術(shù)；MOOC；教學(xué)方法；教學(xué)改革

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）30-0183-02

1 背景

MOOC（massive open online courses）即大型開放式網(wǎng)絡(luò)課程，最先由Dave Cormier與國家人人教育技術(shù)應(yīng)用研究院高級研究院Bryan Alexander在2008年聯(lián)合提出，整合多種社交網(wǎng)絡(luò)工具和多種形式的數(shù)字化資源，突破傳統(tǒng)課程時(shí)間、空間的限制，突破傳統(tǒng)課程人數(shù)限制，依托互聯(lián)網(wǎng)世界各地的學(xué)習(xí)者在家即可學(xué)到國內(nèi)外著名高校課程[1]。隨著Coursera、Udacity、edX三大課程提供商的興起，國內(nèi)外一流大學(xué)都紛紛開設(shè)了自己的MOOC。2013年12月，教育部高教司批準(zhǔn)清華大學(xué)成立教育部在線教育研究中心，清華發(fā)起成立了慕華教育科技有限公司，希望依托學(xué)堂在線MOOC平臺，充分發(fā)揮行政體制和市場機(jī)制的力量，探索一種“一體兩翼”的在線教育發(fā)展模式，鼓勵(lì)和支持課程教師建設(shè)MOOC，將MOOC這一新型教學(xué)手段引入課程教學(xué)，進(jìn)一步提高教學(xué)效果和改善教育教學(xué)質(zhì)量[2]。

《微機(jī)原理及接口技術(shù)》是理工科的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，具有較強(qiáng)的抽象性、復(fù)雜性和極強(qiáng)的實(shí)踐性。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以掌握微型計(jì)算機(jī)的基本組成、工作原理、機(jī)器指令系統(tǒng)及接口技術(shù)，并初步掌握匯編語言程序設(shè)計(jì)的基本方法和上機(jī)調(diào)試過程，為學(xué)生在進(jìn)一步的專業(yè)學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

2 微機(jī)原理與接口技術(shù)課程MOOC的特點(diǎn)

MOOC是一種大規(guī)模開發(fā)在線課程，是把以視頻為主且具有交互功能的網(wǎng)絡(luò)課程發(fā)布到互聯(lián)網(wǎng)上，供學(xué)員學(xué)習(xí)的教學(xué)模式[34]。通過微機(jī)原理與接口技術(shù)課程MOOC建設(shè)，建立PPT錄屏、電腦錄屏或者采用攝像機(jī)進(jìn)行專業(yè)錄制，并成立學(xué)習(xí)互動平臺，不同專業(yè)學(xué)生都可以在線完成該課程學(xué)習(xí)。

首先，教學(xué)對象轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)課堂教學(xué)面對的學(xué)生數(shù)量、專業(yè)和地點(diǎn)都是固定的，提供的課程數(shù)量也有限。MOOC制作首先面向的群體就是我校電子、通信和自動化專業(yè)等工科學(xué)生，其次是其他專業(yè)有意愿自學(xué)的學(xué)生和人群。在校內(nèi)首先推行MOOC時(shí)，著重考慮校內(nèi)必修微機(jī)原理與接口技術(shù)課程的專業(yè)學(xué)生，對于其他專業(yè)學(xué)生，由于基礎(chǔ)知識水平不一，只能依靠學(xué)生課后學(xué)習(xí)彌補(bǔ)基礎(chǔ)知識的不足[4]。老師和學(xué)生之間的相互溝通也可以通過在線互助平臺實(shí)現(xiàn)，了解學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握情況。

其次，教師的教學(xué)觀點(diǎn)需要轉(zhuǎn)換。MOOC教學(xué)和課堂教學(xué)不同，傳統(tǒng)課堂教學(xué)一般45分鐘左右一次課，學(xué)生固定在教室，一切以教師講授為主，老師可以根據(jù)學(xué)生的面部表情和反應(yīng)來了解學(xué)生的心理狀態(tài)和掌握情況。而MOOC每一次錄制時(shí)間都限制在10到15分鐘，涉及的知識點(diǎn)有2到3個(gè)，簡潔明了，一語中的，學(xué)生可自由選擇時(shí)間地點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí)，同時(shí)，MOOC里增加在線互動平臺，學(xué)生和教師可以積極交流學(xué)習(xí)中的問題和經(jīng)驗(yàn)，提供學(xué)習(xí)效率和積極性。因此，教師進(jìn)行課件設(shè)計(jì)和錄制的時(shí)候，應(yīng)考慮教師和學(xué)生的角色轉(zhuǎn)換特點(diǎn)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性，更好地讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人。

再者，實(shí)踐環(huán)節(jié)的實(shí)現(xiàn)。微機(jī)原理與接口技術(shù)課程的特點(diǎn)決定了MOOC制作中必須考慮教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)的實(shí)現(xiàn)方法。除了一些基本概念和原理外，程序編寫和接口電路的設(shè)計(jì)是課程學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，通過實(shí)踐教學(xué)才能加深對微機(jī)接口技術(shù)的理解。因此，MOOC錄制必須考慮到實(shí)踐教學(xué)方面。我校實(shí)驗(yàn)室有固定的實(shí)驗(yàn)箱和軟件仿真實(shí)驗(yàn)都可以為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作提供條件。

3 微機(jī)原理與接口技術(shù)課程MOOC建設(shè)的具體思路

制作MOOC時(shí)，首先要確定的課程教材，以西安交通大學(xué)出版社的《微機(jī)原理與接口技術(shù)》為例，選擇相應(yīng)的《微機(jī)原理與接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》作為課堂和課后練習(xí)的指導(dǎo)書。MOOC學(xué)習(xí)平臺和傳統(tǒng)教學(xué)中的理論教學(xué)相似，主要講解課本中的理論知識點(diǎn)。軟件仿真平臺是對傳統(tǒng)教學(xué)中的軟件教學(xué)和工程實(shí)踐教學(xué)的一個(gè)概括，學(xué)生可以通過現(xiàn)場演示深入理解和掌握課程的特點(diǎn)。課堂和課后的練習(xí)都通過軟件仿真平臺實(shí)現(xiàn)。課程考試的最終成績由兩大部分構(gòu)成，一部分是課堂及課后練習(xí)的成績，一部分是在線考試平臺的成績。

教學(xué)課程的MOOC建設(shè)的步驟：制定教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃→制作課程講義→錄制微課→設(shè)置隨堂習(xí)題與作業(yè)）→制作在線學(xué)習(xí)與交流活動→上傳與測試課程內(nèi)容→開展在線教學(xué)活動。

3.1 制訂教學(xué)計(jì)劃

開始準(zhǔn)備階段，教師可針對自動化專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)要求，對微機(jī)原理與接口課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整體規(guī)劃和設(shè)計(jì)，充分了解學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)，將整個(gè)教學(xué)內(nèi)容劃分為若干相對獨(dú)立的知識單元，對每個(gè)單元又可分為3到5個(gè)知識點(diǎn)，各個(gè)知識點(diǎn)之間要保持獨(dú)立性和完整性，每次講授時(shí)間應(yīng)限制在10-15分鐘以內(nèi)。

在知識點(diǎn)的劃分中，教師首先應(yīng)該遵循教學(xué)大綱，根據(jù)教材章節(jié)的劃分，盡量滿足不同專業(yè)的學(xué)生需求。具體的，以40個(gè)理論課時(shí)為例，教師可將課程內(nèi)容按微機(jī)原理知識單元劃分為20講，每1講2小節(jié)（即對應(yīng)1學(xué)時(shí)的授課時(shí)間），每小節(jié)包含2～3個(gè)知識點(diǎn)，1個(gè)微視頻對應(yīng)1個(gè)知識點(diǎn)。由于教學(xué)內(nèi)容涉及計(jì)算機(jī)、電子通信和自動化學(xué)科的學(xué)生，而他們理論基礎(chǔ)知識水平不一，所以在授課時(shí)應(yīng)以教師授課為主，學(xué)生討論互助為輔，這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中循序漸進(jìn)，逐步深入。

3.2 選擇MOOC錄制方式

學(xué)生通過觀看課程教學(xué)視頻獲取知識是MOOC 教學(xué)的重要步驟。為了讓學(xué)生充分利用碎片時(shí)間，集中精力學(xué)習(xí)，每個(gè)知識單元中的知識點(diǎn)對應(yīng)的教學(xué)視頻時(shí)長都在10-15分鐘以內(nèi)，而且視頻錄制形式根據(jù)知識點(diǎn)的內(nèi)容調(diào)整。

教師可以采用PPT錄屏方式和電腦錄屏方式來錄制，只能用Poinpoint 2010實(shí)現(xiàn)，同時(shí)為了縮短教師和學(xué)生的距離增加親切感，可加入教師的頭像放在右上角，后期的專業(yè)制作可以采用視頻非線編來進(jìn)行特效制作。

在講解匯編語言設(shè)計(jì)時(shí)，可以利用電腦錄屏的方式，在軟件里進(jìn)行匯編程序的步驟編寫和編譯，使學(xué)生不感覺枯燥而且可以在看微課的同時(shí)自己也打開匯編軟件和教師同步，比如在學(xué)習(xí)入棧指令PUSH和出棧指令POP的時(shí)候，除了可以在PPT里加入步驟清晰的動畫之外，還可以在protues里編寫程序并進(jìn)行仿真，這樣學(xué)生不僅容易理解這兩條指令，更能夠深入理解“先進(jìn)后出”和“后進(jìn)先出”兩種方式的特點(diǎn)以及具體的應(yīng)用方式。而在講解理論知識時(shí)，可以和白板連接，通過手寫例題或畫圖，不僅可以減慢授課節(jié)奏，讓學(xué)生有充分的思考時(shí)間，還可以使枯燥的知識點(diǎn)更加生動。比如在講解譯碼電路設(shè)計(jì)的時(shí)候，可以在白板上計(jì)算地址范圍的二進(jìn)制表示，確定出高位地址狀態(tài)，設(shè)計(jì)譯碼器時(shí)可以畫出器件引腳并進(jìn)行連接。

3.3 課堂例題和課后作業(yè)及在線互動

微機(jī)原理與接口技術(shù)中例題集中在匯編語言和接口部分，因此在微課例講解例題是需要根據(jù)例題的特點(diǎn)采用不同的講解方式。首先，對于匯編語言的講解，可以通過電腦錄屏，在軟件里按步驟編程；對于接口的設(shè)計(jì)，可以通過結(jié)合白板畫圖進(jìn)行分析和軟件調(diào)試電腦錄屏結(jié)合。這兩種方式都靈活有趣，更容易為學(xué)生接受。

在課后作業(yè)準(zhǔn)備方面，教師可根據(jù)課程知識單元的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)布置。每一次微課結(jié)束后可以布置3道左右的題目，重點(diǎn)體現(xiàn)微課中講授的重要知識點(diǎn)，形勢靈活，可以采用分析、計(jì)算、問答等類型題目。對于作業(yè)的提交由兩種方式，一種可以發(fā)給授課老師，由老師打分，并對集中出現(xiàn)的問題進(jìn)行講解；另外一種可以使2個(gè)學(xué)生成立一個(gè)小組，雙方作業(yè)完成后交由對方進(jìn)行批改和打分，發(fā)現(xiàn)問題后在小組內(nèi)進(jìn)行分析和解決。

此外，非常有必要成立一個(gè)在線互動平臺[6]，學(xué)生和老師以及學(xué)生之間可以在平臺進(jìn)行交流，對所學(xué)知識中出現(xiàn)的問題進(jìn)行解決，而不需要考慮時(shí)間和地點(diǎn)的限制。學(xué)生提交作業(yè)中出現(xiàn)的問題老師可以在互動中進(jìn)行交流，也可以為教師掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和知識接受程度提供第一手的反饋資料。

4 結(jié)語

本文結(jié)合我校微機(jī)原理與接口技術(shù)的課程特點(diǎn)，對相應(yīng)的MOOC建設(shè)提出了一些觀點(diǎn)和看法。目前MOOC的發(fā)展已經(jīng)成為國內(nèi)外許多高校關(guān)注的焦點(diǎn)，為學(xué)習(xí)者提供豐富的學(xué)習(xí)內(nèi)容、教學(xué)方式和學(xué)習(xí)方式，為知識的擴(kuò)展提供了更多的機(jī)會。微機(jī)原理與接口技術(shù)的MOOC建設(shè)需要將教學(xué)大綱要求掌握的知識點(diǎn)通過視頻和在線互動的方式呈現(xiàn)給相關(guān)的理工科學(xué)生，為課程學(xué)習(xí)提供了更靈活的學(xué)習(xí)方式，能夠有效提高教師的教學(xué)質(zhì)量，推動課程教學(xué)改革，推動學(xué)科發(fā)展。

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