何偉 劉丹娟 新余學(xué)院

微型計(jì)算機(jī)原理課程改革的實(shí)踐探討

何偉 劉丹娟 新余學(xué)院

本文結(jié)合本校的實(shí)際情況，就微型計(jì)算機(jī)原理課程提出了改革措施，整合理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提出CECCDIO教學(xué)模式，教學(xué)方法與手段，教學(xué)考核評(píng)價(jià)的改革。

微型計(jì)算機(jī)原理 CEC-CDIO 教學(xué)改革

1 課程改革的原因

為了向應(yīng)用型高校轉(zhuǎn)變，為了突出實(shí)踐應(yīng)用，我校在2016版人才培養(yǎng)方案中增加了實(shí)踐課時(shí)，大大縮減了理論課時(shí)。我院電子信息專(zhuān)業(yè)之前先后開(kāi)設(shè)微機(jī)原理與接口技術(shù)、單片機(jī)原理與應(yīng)用、嵌入式系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)微處理器課程，我院經(jīng)過(guò)廣泛的調(diào)研，借鑒其它高校的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我院的實(shí)際情況，將微機(jī)原理與單片機(jī)原理兩門(mén)課整合為微型計(jì)算機(jī)原理一門(mén)課。

2 課程改革的措施

《微型計(jì)算機(jī)原理》課程的教學(xué)改革，并非簡(jiǎn)單的將兩門(mén)課程縮減成一門(mén)課程，而是以更新教學(xué)內(nèi)容為契機(jī)，進(jìn)行多方面的教學(xué)改革，不斷提高教師的教學(xué)水平和教學(xué)效果，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

第一，整合理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高學(xué)生的課程設(shè)計(jì)能力將理論教學(xué)課堂移到實(shí)驗(yàn)室，將先進(jìn)的虛擬仿真工具Keil、Proteus、QuaetusII等引進(jìn)課堂，利用現(xiàn)代化的多媒體技術(shù)，教師講授一部分知識(shí)，學(xué)生仿真驗(yàn)證一部分內(nèi)容，邊學(xué)邊做，邊做邊學(xué)，淡化理論學(xué)習(xí)的概念。通過(guò)軟件仿真操作來(lái)強(qiáng)化微型計(jì)算機(jī)原理的基礎(chǔ)知識(shí)，掌握微處理器的硬件結(jié)構(gòu)、軟件編程、工作原理及接口技術(shù)。仿真內(nèi)容就是項(xiàng)目中的一個(gè)個(gè)知識(shí)點(diǎn)、子模塊或者是子程序。

對(duì)于該門(mén)課程的實(shí)驗(yàn)原先都采用實(shí)驗(yàn)箱，忽略了對(duì)芯片功能進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，基本上學(xué)生沒(méi)有自主的創(chuàng)新環(huán)節(jié)。老師把程序編寫(xiě)好，學(xué)生照著老師的步驟連接好各種線路，再把程序錄入，調(diào)試運(yùn)行，觀察結(jié)果寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，最后導(dǎo)致所有學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告都是一個(gè)結(jié)論。

為了加強(qiáng)學(xué)生的硬件和軟件設(shè)計(jì)能力，需改變單純的實(shí)驗(yàn)箱上的插線實(shí)驗(yàn)，而采用自制開(kāi)發(fā)板，在自己制作的開(kāi)發(fā)板上設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)后面的實(shí)驗(yàn)。第一個(gè)實(shí)驗(yàn)是自己設(shè)計(jì)一個(gè)微型計(jì)算機(jī)小系統(tǒng)，布線畫(huà)PCB板，焊接調(diào)試，制作出一個(gè)微型計(jì)算機(jī)小系統(tǒng)開(kāi)發(fā)板，后面的實(shí)驗(yàn)是在自己的開(kāi)發(fā)板上實(shí)現(xiàn)各種項(xiàng)目。例如第二個(gè)實(shí)驗(yàn)是在開(kāi)發(fā)板上設(shè)計(jì)流水燈的控制，第三個(gè)實(shí)驗(yàn)是在開(kāi)發(fā)板上實(shí)現(xiàn)LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示，第四個(gè)實(shí)驗(yàn)是在開(kāi)發(fā)板上實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)監(jiān)控程序的設(shè)計(jì)，第五個(gè)實(shí)驗(yàn)是在開(kāi)發(fā)板上實(shí)現(xiàn)數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)（基本部分），考察定時(shí)器中斷知識(shí)的應(yīng)用，第六個(gè)實(shí)驗(yàn)是在開(kāi)發(fā)板上實(shí)現(xiàn)數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)（提高部分），考察前面5個(gè)實(shí)驗(yàn)知識(shí)模塊的綜合應(yīng)用。通過(guò)原理圖設(shè)計(jì)、Proteus仿真、到器件選購(gòu)與安裝、系統(tǒng)的調(diào)試與實(shí)物制作。使實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練與項(xiàng)目接軌，啟動(dòng)學(xué)生多向思維與設(shè)計(jì)思路，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造靈感和創(chuàng)新欲望。

在課程設(shè)計(jì)中學(xué)生根據(jù)教師提供的項(xiàng)目題目選題，也可以自己準(zhǔn)備題目，2—3人一組選一題，每個(gè)學(xué)生都要制作一個(gè)實(shí)物，同一個(gè)題目的學(xué)生設(shè)計(jì)方法要有所不同。

第二，CEC-CDIO教學(xué)模式的改革我院自獲得江西省應(yīng)用型高校改革試點(diǎn)以來(lái)，采用CDIO教育理念，對(duì)相關(guān)專(zhuān)業(yè)進(jìn)行了課程改革。微型計(jì)算機(jī)原理課程所在二級(jí)學(xué)院中興通訊信息學(xué)院是我校新余學(xué)院與中興通訊股份有限公司合作辦學(xué)的學(xué)院。自2014年我校與中興通訊股份有限公司簽協(xié)議以來(lái)在教學(xué)過(guò)程中與中興通訊股份有限公司開(kāi)展廣泛合作，根據(jù)應(yīng)用型高校人才培養(yǎng)目標(biāo)，把校企深度融合（College學(xué)院、Enterprise企業(yè)、Cooperation合作）作為基礎(chǔ)平臺(tái)，并與CDIO教育理念對(duì)接，提出了CEC-CDIO高技能人才培養(yǎng)模式。即在校企合作的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)物制作能力、工程施工能力及創(chuàng)新能力，并兼顧施工工藝的構(gòu)思、設(shè)計(jì)和運(yùn)作，培養(yǎng)具有工程創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的能干巧匠。

第三，以工程項(xiàng)目為背景，不斷更新實(shí)踐項(xiàng)目?jī)?nèi)容，建立一個(gè)動(dòng)態(tài)的項(xiàng)目庫(kù)。從工程實(shí)踐、全國(guó)大學(xué)生電子競(jìng)賽、畢業(yè)設(shè)計(jì)，教師承擔(dān)的各級(jí)各類(lèi)科研課題中涉及的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等中進(jìn)行收集整理，建立項(xiàng)目庫(kù)，項(xiàng)目也可以來(lái)源于學(xué)生個(gè)人興趣，由學(xué)生自己選擇，再通過(guò)老師審核的項(xiàng)目。

第四，教學(xué)方法與手段的改革：采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法，利用先進(jìn)的多媒體技術(shù)、虛擬仿真技術(shù)、萬(wàn)用電路板為學(xué)生提供實(shí)踐和理論課程之間有機(jī)知識(shí)關(guān)聯(lián)的教學(xué)情景，鼓勵(lì)學(xué)生以主動(dòng)的方式進(jìn)行工程學(xué)習(xí)。

第五，教學(xué)考核評(píng)價(jià)的改革：改革僅憑試卷成績(jī)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告打分的簡(jiǎn)單考核方式，采取多元考核評(píng)價(jià)方式。以CDIO倡導(dǎo)的“過(guò)程評(píng)價(jià)”為基礎(chǔ)，關(guān)注知識(shí)、技能的學(xué)習(xí)過(guò)程，關(guān)注實(shí)踐環(huán)節(jié)及工程應(yīng)用能力，關(guān)注學(xué)生、教師不同主題的評(píng)價(jià)。

[1]玉瑞,王佳慶.微機(jī)控制技術(shù)教學(xué)改革的實(shí)踐探索[J].廣州大學(xué)學(xué)報(bào),1998,（12）:47-49

[2]盧有亮,閻波.《微機(jī)原理》課程中的課程實(shí)踐探索[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù),2012年（10）:262-264

[3]李剛,司菁菁.基于CDIO理念的微機(jī)原理及應(yīng)用課程三級(jí)項(xiàng)目教學(xué)改革初探[J].教育教學(xué)論壇,2015,（45）:90-91

何偉（第一作者），1981年10月，男，漢族，江西省新余市人，新余學(xué)院新能源科學(xué)與工程學(xué)院，講師，碩士研究生，研究方向:微納電子技術(shù)。

江西省教改課題《基于CDIO模式的微機(jī)原理與接口技術(shù)課程改革與實(shí)踐》（JXJG-15-20-4）。