地方本科院校應(yīng)用型課程建設(shè)研究

李晶，王艷芹，孫影

摘? ? 要：新工科背景下，基于OBE（成果導(dǎo)向教育）理念的人才培養(yǎng)模式已經(jīng)廣泛應(yīng)用于地方本科院校的應(yīng)用型課程建設(shè)中。文章以“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程為例，針對目前教學(xué)過程中存在的問題，結(jié)合大慶師范學(xué)院地方本科院校的特點，從師資力量建設(shè)、教學(xué)大綱建設(shè)、教學(xué)方法建設(shè)、考核方式建設(shè)及實驗教學(xué)建設(shè)5個方面提出合理建設(shè)方案，為提高應(yīng)用型人才的專業(yè)實踐能力奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：地方本科院校；應(yīng)用型人才；“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程；課程建設(shè)

中圖分類號：G640? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? 文章編號：1002-4107（2023）04-0032-03

隨著時代的進(jìn)步及物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，我國對人才信息素質(zhì)的要求不斷提高，如何培養(yǎng)滿足時代需要的科技人才是大慶師范學(xué)院作為地方本科院校，在服務(wù)地方、轉(zhuǎn)型發(fā)展過程中要解決的關(guān)鍵問題[1]。文章根據(jù)大慶師范學(xué)院“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程教學(xué)現(xiàn)狀，結(jié)合實驗教學(xué)經(jīng)驗，提出“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程教學(xué)新方法，進(jìn)一步提高課程的教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生獨立應(yīng)用微處理器的能力[2]。

一、“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程簡介

“微機(jī)原理與接口技術(shù)”是部分工科專業(yè)的必修課程。本課程的主要教學(xué)內(nèi)容是微處理器的工作原理以及與外設(shè)間的接口電路，學(xué)生通過該課程的學(xué)習(xí)，了解微處理器的工作原理，對控制系統(tǒng)的設(shè)計原理有一定認(rèn)識。“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程的教學(xué)目標(biāo)是通過理論與實驗教學(xué)使學(xué)生掌握現(xiàn)代微型計算機(jī)的基本組成、工作原理及典型接口技術(shù)，建立微機(jī)系統(tǒng)的整體概念，使學(xué)生具備運用現(xiàn)代微機(jī)技術(shù)進(jìn)行軟硬件開發(fā)的能力[3]，并通過實驗教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生分析解決實際問題的能力。

二、“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程現(xiàn)狀

“微機(jī)原理與接口技術(shù)”作為大慶師范學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院電子信息工程專業(yè)的必修課程不僅理論性強，而且還具有很強的工程實踐要求。目前，高校開設(shè)的“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程普遍存在以下問題。

1.課程內(nèi)容繁雜，知識點多，囊括軟硬件兩方面，學(xué)生掌握困難。學(xué)時有限，實驗資源利用不充分[4]。

2.微機(jī)原理與接口技術(shù)是一門不斷發(fā)展的學(xué)科，涵蓋的應(yīng)用領(lǐng)域和技術(shù)推陳出新，而在實際教學(xué)過程中，課堂內(nèi)容與實際應(yīng)用嚴(yán)重脫節(jié)，因此，如何保證課程的實用性和時效性是當(dāng)前課程教學(xué)改革的首要問題。

三、“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程建設(shè)

（一）教學(xué)模式改革

教師作為教學(xué)過程的核心，在知識傳授過程中是書本的演繹者，如何將書本中枯燥、晦澀的文字言簡意賅地輸送給學(xué)生，是教師的職責(zé)所在。因此，提高教師的邏輯能力、表達(dá)能力、課件的制作能力等是師資建設(shè)的重要課題[5]。

通過促進(jìn)師資力量的建設(shè)，本課程的教學(xué)模式得以改善。傳統(tǒng)課堂以教師為主、學(xué)生為輔，填鴨式的教學(xué)模式已經(jīng)過時，不能滿足學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的需求。教師經(jīng)過培訓(xùn)后，在超星學(xué)習(xí)通上建設(shè)在線課程，學(xué)生課前對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)，并進(jìn)行簡單測試，可以對基本概念、教學(xué)內(nèi)容有一定了解。在線下課堂，教師以提問為主，使學(xué)生發(fā)現(xiàn)預(yù)習(xí)中的漏洞，從而對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行鞏固。通過預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)重復(fù)進(jìn)行，使學(xué)生掌握所學(xué)內(nèi)容。另外，在線下，學(xué)生采取分組式學(xué)習(xí)方式。由于學(xué)生線下時間可自由分配，以小組為單位可以幫助學(xué)生營造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。

（二）教學(xué)大綱建設(shè)

教學(xué)大綱是一門課程中教學(xué)內(nèi)容選取、學(xué)時分配、教學(xué)目標(biāo)的綜合性表述。結(jié)合當(dāng)前工程認(rèn)證要求，以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為宗旨，確定本課程的課程目標(biāo)。教學(xué)大綱中應(yīng)明確本課程所對應(yīng)學(xué)生畢業(yè)要求指標(biāo)點及權(quán)重（表1）。

依據(jù)課程教學(xué)目標(biāo)要求，將教學(xué)內(nèi)容分為4個模塊，即微型計算機(jī)基礎(chǔ)模塊、指令系統(tǒng)模塊、匯編語言程序設(shè)計模塊、存儲器與輸入輸出接口模塊。

模塊一共4學(xué)時，主要包括以下兩部分知識點。一是微機(jī)系統(tǒng)基本概念，主要內(nèi)容是：微型計算機(jī)的發(fā)展、工作過程及組成；常用記數(shù)制；各種數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換；計算機(jī)中的二進(jìn)制數(shù)；二進(jìn)制編碼。學(xué)生學(xué)習(xí)本部分內(nèi)容后，要對微處理器系統(tǒng)有一定了解，包括系統(tǒng)組成及工作原理、了解并掌握二進(jìn)制的運算規(guī)則、幾種進(jìn)制數(shù)相互轉(zhuǎn)換的方法、不同進(jìn)制運算的處理方法等。教學(xué)重難點是不同進(jìn)制的運算規(guī)則、機(jī)器數(shù)的表示及運算。二是算術(shù)邏輯運算及表示，主要內(nèi)容是：二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運算、表示范圍、邏輯運算；基本邏輯門及常用邏輯部件；有符號數(shù)的表示方法和范圍；補碼的運算等。對本部分的基本要求是學(xué)生應(yīng)掌握二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運算規(guī)則，不同位二進(jìn)制的表示范圍，常用的邏輯門電路的運算規(guī)則、原碼、反碼和補碼的表示規(guī)則及轉(zhuǎn)換，有符號數(shù)表示的規(guī)則和表示范圍，教學(xué)重難點是無符號二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運算、無符號數(shù)的表達(dá)范圍、運算中的溢出問題、無符號數(shù)的邏輯運算、基本邏輯門和譯碼器。

模塊二共10學(xué)時，主要包括三部分知識點。一是微處理器的功能和結(jié)構(gòu)、主要引線功能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，主要內(nèi)容是：微處理器的功能和結(jié)構(gòu)、8088/8086微處理器的主要引線功能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)、內(nèi)部寄存器的功能。對本部分的基本要求是：掌握8088/8086微處理器的特點，學(xué)習(xí)主要引線功能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，掌握內(nèi)部寄存器、實地址模式下的存儲器尋址及總線時序。教學(xué)重難點是：微處理器的功能和結(jié)構(gòu)、8088/8086微處理器、主要引線功能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。二是指令及指令系統(tǒng)，主要內(nèi)容是：指令的格式及操作數(shù)類型；指令碼的含義、指令對操作數(shù)的要求和標(biāo)志位的影響、指令的功能。對本部分的基本要求是：了解指令及指令系統(tǒng)；掌握指令的格式、操作數(shù)類型；掌握指令字長與機(jī)器字長、各條指令的功能，指令執(zhí)行后對標(biāo)志位的影響。教學(xué)重難點是：指令對操作數(shù)的要求和標(biāo)志位的影響、各指令如何影響標(biāo)志位及程序執(zhí)行。三是指令系統(tǒng)格式及操作數(shù)類型，主要內(nèi)容是：指令碼的含義、指令對操作數(shù)的要求、指令對標(biāo)志位的影響及各個指令的功能，對本部分的基本要求是：了解操作數(shù)可能的來源或存放處，掌握尋找操作數(shù)所在地址的方法、尋找轉(zhuǎn)移地址的方法及尋找操作數(shù)所在地址的方法類型。教學(xué)重難點是：指令碼的含義、指令對操作數(shù)的要求、指令對標(biāo)志位的影響、指令的功能。

模塊三共6學(xué)時，主要包括以下兩部分知識點。一是匯編語言程序及偽指令，主要內(nèi)容是：匯編語言源程序的結(jié)構(gòu)、語句類型及格式、偽指令及實現(xiàn)的操作、偽指令的應(yīng)用、DOS 功能調(diào)用、BIOS功能調(diào)用。對本部分的基本要求是：學(xué)習(xí)匯編語言源程序的結(jié)構(gòu)及設(shè)計流程、了解匯編語言語句格式、掌握偽指令的調(diào)用（BIOS及DOS功能的調(diào)用）。教學(xué)重難點是：匯編語言源程序的結(jié)構(gòu)、匯編語言語句格式、偽指令、功能調(diào)用。二是匯編語言的編程，主要內(nèi)容是：匯編語言源程序結(jié)構(gòu)、邏輯段的定義、基本的輸入輸出程序、數(shù)據(jù)定義方式、源程序的編寫，對本部分的基本要求是：了解完整的匯編語言源程序結(jié)構(gòu)及如何定義邏輯段，說明段的含義，初始化段寄存器、偽指令、數(shù)據(jù)定義方式。掌握字符及字符串的輸入和顯示輸出、字符輸入緩沖區(qū)的定義，輸出字符串的定義；教學(xué)重難點是：字符及字符串的輸入和輸出、源程序的編寫、幾種結(jié)構(gòu)（順序、循環(huán)、分枝等）的編程實現(xiàn)。

模塊四共4學(xué)時，主要知識點包括SRAM與DRAM的主要特點及簡單接口電路。主要內(nèi)容是：幾種常用存儲器芯片及其與系統(tǒng)的連接、I/O系統(tǒng)的特點；I/O接口的基本功能、編址方式及譯碼；接口電路的基本構(gòu)成?；窘虒W(xué)要求是：了解半導(dǎo)體存儲器的分類及其特點、掌握半導(dǎo)體存儲芯片的外部特性及其與系統(tǒng)的連接；掌握接口基本概念、輸入輸出系統(tǒng)I/O接口和端口，掌握端口的編址方式、簡單接口芯片及其應(yīng)用，教學(xué)重難點是：存儲器系統(tǒng)及其主要技術(shù)指標(biāo)、半導(dǎo)體存儲器的分類及特點。

教師對“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程進(jìn)行模塊化設(shè)計，可以讓學(xué)生直觀地了解該課程的組成結(jié)構(gòu)及教學(xué)過程，幫助學(xué)生更好地梳理教學(xué)內(nèi)容，掌握課程的教學(xué)目標(biāo)，使學(xué)生可以更加有針對性地學(xué)習(xí)，有側(cè)重點地進(jìn)行深入學(xué)習(xí)。另外，通過模塊化教學(xué)，并配合對應(yīng)實驗，加深學(xué)生理論與實踐相結(jié)合的深度，為培養(yǎng)應(yīng)用型人才添磚加瓦。

（三）教學(xué)方法建設(shè)

“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程具有內(nèi)容抽象、入門要求高的特點，因此，教師在教學(xué)過程中如何深入淺出使學(xué)生掌握微處理器的開發(fā)及工作原理是一個難題。課程包含硬件、軟件和接口三部分內(nèi)容，教師應(yīng)使用不同的教學(xué)方法進(jìn)行講授。硬件部分由于概念抽象，不易理解，主要采用多媒體和網(wǎng)絡(luò)等輔助教學(xué)，吸引學(xué)生注意力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。軟件部分通過“改進(jìn)式教學(xué)”，即在原有程序基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，與傳統(tǒng)教學(xué)中枯燥的講解指令及用法相比，學(xué)生更容易對編程產(chǎn)生興趣，發(fā)現(xiàn)匯編語言學(xué)習(xí)的魅力。接口部分通過典型接口芯片的教學(xué)，通過制定詳細(xì)的任務(wù)及流程，在完成實驗任務(wù)的基礎(chǔ)上，使學(xué)生具備相應(yīng)能力。同時，根據(jù)內(nèi)容的靈活程度采用啟發(fā)式、互動式、討論式等多種教學(xué)方法在活躍課堂氣氛的同時，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

教學(xué)過程應(yīng)該是師生互促的過程，教學(xué)相長，教師教授學(xué)生知識，學(xué)生為教師校正教學(xué)方法，合適的方法必然使得教學(xué)過程事半功倍。教師在教學(xué)過程中，應(yīng)從學(xué)生角度出發(fā)，以學(xué)生的認(rèn)識水平來設(shè)計教學(xué)過程，學(xué)生學(xué)習(xí)知識的過程也是能力提升的過程，教師的作用應(yīng)該是引領(lǐng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

（四）考核方式建設(shè)

課程考核是對學(xué)生的知識掌握情況進(jìn)行反饋的過程，考核不僅能調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，也是檢驗教學(xué)效果、保證教學(xué)質(zhì)量的重要手段。傳統(tǒng)考試中以筆試為主導(dǎo)，考試過程機(jī)械性強，考試內(nèi)容重復(fù)率高?！拔C(jī)原理與接口技術(shù)”課程的考核要堅持理論與實際相結(jié)合、能力與素質(zhì)齊進(jìn)步的原則，具體考核模式為N+1過程考核模式。

本門課程采用N+1過程考核的方式進(jìn)行考核，檢驗課程目標(biāo)達(dá)成度，評價學(xué)生學(xué)習(xí)成果達(dá)成度。即由4個模塊成績+1個期末成績構(gòu)成，4個模塊成績（50%）和期末考試成績（50%），總評成績以百分計，滿分100分，4個模塊成績由作業(yè)、單元設(shè)計、報告、實驗等部分組成。各考核環(huán)節(jié)所占分值比例可根據(jù)具體情況微調(diào)，分值及考核細(xì)則見表2。

（五）實驗教學(xué)建設(shè)

實驗教學(xué)的過程是理論走向?qū)嵺`的過程，學(xué)生通過實驗檢驗理論教學(xué)中的知識點，實驗的過程是對所學(xué)知識掌握程度的檢驗過程。本門課程共包括6次實驗課（12學(xué)時），實驗的合理有效開設(shè)是學(xué)生將所學(xué)理論知識與實踐相結(jié)合的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。實驗在鍛煉學(xué)生動手能力的同時，幫助學(xué)生加深對微型計算機(jī)工作過程的理解，在整個教學(xué)環(huán)節(jié)中有著不可替代的作用。針對工程認(rèn)證中的課程質(zhì)量認(rèn)證的要求，實驗內(nèi)容依課程目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計，要求學(xué)生課前完成實驗內(nèi)容預(yù)習(xí)，課堂上完成教學(xué)目標(biāo)要求，課后對實驗步驟及結(jié)果進(jìn)行整理，并將整理結(jié)果以實驗報告形式上交。

實驗內(nèi)容包括預(yù)定部分及自由設(shè)計部分，預(yù)定部分學(xué)生按照實驗指導(dǎo)書進(jìn)行操作后可獲得實驗結(jié)果，自由設(shè)計部分是根據(jù)本次實驗內(nèi)容在預(yù)定部分基礎(chǔ)上進(jìn)行深入探索，學(xué)生根據(jù)自由設(shè)計部分的思路進(jìn)行合理拓展。學(xué)生在完成預(yù)定部分和自由設(shè)計部分后，將實驗過程及結(jié)果整理到實驗報告上，在幫助學(xué)生鞏固操作的同時，為其撰寫科研論文打下良好基礎(chǔ)。做實驗在提高學(xué)生動手能力的同時，也體現(xiàn)了學(xué)生團(tuán)隊協(xié)做的能力。

“微機(jī)原理與接口技術(shù)”是電子信息工程專業(yè)的必修課程，是學(xué)生進(jìn)行軟硬件開發(fā)的基礎(chǔ)課程，為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)其他課程提供堅實基礎(chǔ)。文章分別從師資力量建設(shè)、教學(xué)大綱建設(shè)、教學(xué)方法建設(shè)、考核方式建設(shè)及實驗教學(xué)建設(shè)5個方面，提出了本課程的建設(shè)方案，從教師角度出發(fā)，通過提升教師教學(xué)能力，助力教學(xué)過程及教學(xué)資源建設(shè)，從而達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的；從教學(xué)內(nèi)容角度出發(fā)，分別從教學(xué)大綱、教學(xué)方法、考核方式和實驗教學(xué)4個方面對本課程提出合理建設(shè)方案。經(jīng)過兩學(xué)期的教學(xué)反饋，本課程教學(xué)取得了較大進(jìn)步，學(xué)生反響較好。目前，本課程教學(xué)仍有很多不足，包括學(xué)生課堂主動性的調(diào)動、課后復(fù)習(xí)情況等還有待進(jìn)一步解決。

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編輯∕李夢迪