常赟杰，王勝芹，劉卉

（1.湖南工學(xué)院計(jì)算機(jī)與信息科學(xué)學(xué)院，衡陽 421002；2.湖南工學(xué)院數(shù)理科學(xué)與能源工程學(xué)院，衡陽 421002）

《微機(jī)接口技術(shù)》課程探究式教學(xué)模式改革研究

常赟杰1，王勝芹2，劉卉1

（1.湖南工學(xué)院計(jì)算機(jī)與信息科學(xué)學(xué)院，衡陽 421002；2.湖南工學(xué)院數(shù)理科學(xué)與能源工程學(xué)院，衡陽 421002）

針對傳統(tǒng)“講授+接受”式的《微機(jī)接口技術(shù)》教學(xué)模式中學(xué)生學(xué)習(xí)難度大的問題，將探究式教學(xué)引入課程教學(xué)。教師設(shè)置4個(gè)探究型問題，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探究知識，尋求解決問題的方案。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，探究式教學(xué)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，鍛煉學(xué)生科學(xué)研究能力。

微機(jī)接口技術(shù)；教學(xué)改革；探究式教學(xué)模式

0 引言

《微機(jī)接口技術(shù)》課程是我國高等院校工科類專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程。由于該課程授課內(nèi)容抽象、知識覆蓋范圍廣、教材內(nèi)容相對陳舊、對學(xué)生基礎(chǔ)要求高以及實(shí)踐性強(qiáng)多方面的原因的影響，學(xué)生認(rèn)為學(xué)習(xí)起來難度大，授課教師也普遍反映該課程教學(xué)難度大[1-2]。因?yàn)?，傳統(tǒng)的“講授+接受”式的教學(xué)方法的在本課程上的教學(xué)效果不甚理想。

本文針對當(dāng)前《微機(jī)接口技術(shù)》的教學(xué)現(xiàn)狀，在綜合了當(dāng)前教學(xué)改革研究成果的基礎(chǔ)上，提出了將探究式教學(xué)（Inquiry-oriented Teaching）[3-4]模式引入教學(xué)活動(dòng)中，改變學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生的探究意識，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。

1 探究式教學(xué)模式

在探究式教學(xué)活動(dòng)中，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，以自主獲取知識為前提，以課本知識作為探究內(nèi)容，通過學(xué)生之間的互相協(xié)作、討論，進(jìn)行歸納總結(jié)，最后進(jìn)行知識的構(gòu)建[5]。探究式教學(xué)強(qiáng)調(diào)學(xué)生積極主動(dòng)的去探究知識，在探究的過程中，掌握了分析問題和解決問題的能力。這種將科學(xué)研究中的“探究”思想引入到學(xué)習(xí)過程中的教學(xué)模式，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中鍛煉了科學(xué)思維和科學(xué)研究能力，這有利于提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)興趣，活躍課堂氣氛；有利于提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力[6]。

在《微機(jī)接口技術(shù)》教學(xué)模式設(shè)計(jì)中，我們依據(jù)探究式教學(xué)的基本原則，根據(jù)課程的內(nèi)容和學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，有計(jì)劃，有步驟的開展了教學(xué)活動(dòng)。

2 探究性式教學(xué)模式實(shí)施

2.1 設(shè)置探究性題目

作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課，《微機(jī)接口技術(shù)》的教學(xué)內(nèi)容主要分為微處理器和輸入/輸出接口技術(shù)兩大部分。學(xué)生從基本概念入手，掌握接口電路的基本分析方法，然后運(yùn)用所學(xué)知識解決具體應(yīng)用問題。根據(jù)《微機(jī)接口技術(shù)》的課程特點(diǎn)，我們將教學(xué)內(nèi)容分解為5個(gè)核心內(nèi)容：8086系統(tǒng)的基本組成及其工作原理、存儲(chǔ)器原理與接口、8086系統(tǒng)匯編語言程序設(shè)計(jì)、輸入/輸出接口技術(shù)和總線技術(shù)。根據(jù)以上5個(gè)核心內(nèi)容，我們設(shè)計(jì)了以下4組探究型的題目：

（1）奔騰系列處理器與8086處理器相比，采用了哪些先進(jìn)技術(shù)？

學(xué)生通過個(gè)這題目的探究，不但可以學(xué)習(xí)8086微處理器的知識，了解它的組成結(jié)構(gòu)和工作原理，還通過追蹤最新的技術(shù)，加深了對現(xiàn)代計(jì)算機(jī)組成結(jié)構(gòu)的了解，提高了對計(jì)算機(jī)硬件知識的學(xué)習(xí)興趣。

（2）使用Proteus電路設(shè)計(jì)工具設(shè)計(jì)以8086 CPU為核心，利用27128芯片（16K×8bit）芯片和62512芯片（2K×8 bit）設(shè)計(jì)一個(gè) ROM 空間容量為 16K×16bit，RAM空間為64K×16bit的存儲(chǔ)器子系統(tǒng)，要求存儲(chǔ)器每個(gè)單元的地址唯一且連續(xù)。

通過這個(gè)題目的探究，可以讓學(xué)生學(xué)會(huì)使用仿真軟件進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，并熟悉微型計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，了解存儲(chǔ)器擴(kuò)展方法，以及控制線、片選線的連接方法。

（3）設(shè)計(jì)電壓報(bào)警器，使用ADC0808采集模擬電壓，通過8255控制7段數(shù)碼管顯示實(shí)時(shí)電壓值，當(dāng)電壓超過預(yù)定警戒值時(shí)，使用8259芯片產(chǎn)生中斷，通過8253控制揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲。

本題目結(jié)合了匯編語言程序設(shè)計(jì)和輸入/輸出接口技術(shù)兩大核心知識點(diǎn)，通過這個(gè)題目的探究，學(xué)生掌握了8259、8255、8253和ADC0808芯片的使用方法，并結(jié)合匯編語言程序設(shè)計(jì)知識，具備了開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)，解決工程實(shí)際問題的能力。

（4）分析目前微機(jī)系統(tǒng)的主流總線技術(shù)的技術(shù)指標(biāo)。

通過該題目探究，學(xué)生探究市場上主流的微型計(jì)算機(jī)的 PCI、ATA、PCI-E、USB、PS/2 等技術(shù)知識，掌握微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展規(guī)律，訓(xùn)練科學(xué)的思維方式。

2.3 引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探究知識，尋求解決方案

在本課程的第一次課上，教師就向?qū)W生介紹探究式學(xué)習(xí)的基本要求，然后將將預(yù)先準(zhǔn)備好的4組探究型題目發(fā)給學(xué)生。教師根據(jù)課程的課時(shí)安排，在全部課時(shí)前三分之一時(shí)間內(nèi)把課程的5大核心內(nèi)容的基本知識講解透徹，并結(jié)合探究型題目，告訴學(xué)生在探究問題的過程中需要注意的問題。然后在剩余課時(shí)的三分之二的時(shí)間內(nèi)，學(xué)生進(jìn)行自主探究知識。教師將學(xué)生分劃分成不同的學(xué)習(xí)小組，以課本知識作為主，輔以網(wǎng)絡(luò)資源。學(xué)生積極主動(dòng)查找相關(guān)文獻(xiàn)資料，了解題目的應(yīng)用背景與基本工作原理，并補(bǔ)充學(xué)習(xí)一些課外相關(guān)知識，學(xué)會(huì)仿真工具軟件Proteus的使用。學(xué)生彼此通過協(xié)作，互相討論的方式，找出解決問題的最佳方法。

學(xué)習(xí)小組的人數(shù)要適宜，人數(shù)過多的話，就會(huì)有些學(xué)生偷懶，自己不思考，依靠同組的同學(xué)，以蒙混的形式過關(guān)；人數(shù)過少，會(huì)導(dǎo)致探究的難度和工作量都增大，導(dǎo)致不能按期完成任務(wù)。因此，一個(gè)小組以3-5人最為適合。學(xué)習(xí)小組確定以后，在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中的課題論證、領(lǐng)域知識學(xué)習(xí)、資料檢索、設(shè)計(jì)方案制定和實(shí)施，研究文檔的撰寫，乃至最終的答辯，都通過小組成員分工與合作的方式共同完成。

在課程的最后階段，不同的學(xué)習(xí)小組之間可以互相交流探究成果，主講教師對每個(gè)組的成果進(jìn)行總結(jié)點(diǎn)評。

2.4 探究型教學(xué)模式的考核方式

在探究型的《微機(jī)接口技術(shù)》的學(xué)期的期末階段，學(xué)生以學(xué)習(xí)小組為單位提交研究報(bào)告，參加集體答辯作為考核內(nèi)容。在答辯過程中，授課教師和每個(gè)學(xué)習(xí)小組的組長共同組成答辯小組，為給每組的成果進(jìn)行綜合評分。高質(zhì)量的課題研究成果需要具備適當(dāng)?shù)倪x題難度、相對充分的研究內(nèi)容、正確的研究方法、合理科學(xué)的設(shè)計(jì)方案、優(yōu)良的編碼風(fēng)格、調(diào)理清晰的總結(jié)表述、格式規(guī)范的書面報(bào)告、圖文并茂的答辯PPT等多種因素。

3 結(jié)語

經(jīng)過兩個(gè)學(xué)期的實(shí)驗(yàn)，探究式教學(xué)模式在《微機(jī)接口技術(shù)》課程中的實(shí)施取得了良好的教學(xué)效果。首先，學(xué)生對于該課程的學(xué)習(xí)積極主動(dòng)性得到了提高。在課堂教學(xué)中，學(xué)生始終保持這對解決問題的熱情，思維活躍。其次，教學(xué)效果得到了明顯的改善。學(xué)生已經(jīng)認(rèn)為微機(jī)接口技術(shù)課程的學(xué)習(xí)的難度降低了，并且體會(huì)到了主動(dòng)探究知識的重要性。從探究型題目的完成情況來看，90%以上的學(xué)生都能較好的完成探究型題目的任務(wù)。通過本課程的訓(xùn)練，已經(jīng)有不少的學(xué)生立項(xiàng)參加校級和省級的大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

綜上所述，探究型教學(xué)模式能夠讓學(xué)生在獲得科學(xué)知識的同時(shí)提高科學(xué)探索能力，也能夠在教與學(xué)的過程中形成以認(rèn)知、情感同步發(fā)展為媒介的交互感，讓學(xué)習(xí)的過程和結(jié)果融為一體，培養(yǎng)了學(xué)生解決問題的能力，鍛煉了學(xué)生科學(xué)研究能力。

[1]楊繼臣，陳旭娟，梁慶茵.《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程教學(xué)改革[J].教育教學(xué)論壇,2016（33）:92-93.

[2]張金花，佘勃，過威克.微機(jī)原理及應(yīng)用課程基于項(xiàng)目教學(xué)改革探究[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù),2016,14（3）:144-145.

[3]J.J.Schwab.The Teaching of Science as Inquiry[M],Cambridge:Harvard University Press,1962.

[4]王較過，何傳杰，張夢琴[M].教育理論與實(shí)踐，2010（3）:47-54.

[5]張崇善.探究式:課堂教學(xué)改革之理想選擇[J].教育理論與實(shí)踐，2001（11）:39-42.

[6]白成科.探究式教學(xué)在師范生培養(yǎng)中的應(yīng)用研究[J].當(dāng)代教師教育，2015（1）:64-67.

Research on the Inquiry Teaching Mode Reform of Microcomputer Interface Technology

CHANG Yun-jie1,WANG Sheng-qin2,LIU Hui1
（1.Department of Computer and Information Science,Hunan Institute of Technology,Hengyang 421002；2.Department of Mathematics and Physics,Hunan Institute of Technology,Hengyang 421002）

It is only lecturing and accepting in traditional teaching mode of Microcomputer Interface Technology,this can be difficult for student to study the course,so proposes an inquiry teaching mode.Creates four explorative issues by teachers which induct students to inquire the knowledge and seek solutions.The result shows that the students'interest,the ability to solve problems,and the scientific research ability are cultivated in inquiry teaching mode.

Mode of Microcomputer Interface Technology;Teaching Mode Reform;Inquiry Teaching

湖南工學(xué)院教研教改項(xiàng)目（No.A1535）、湖南工學(xué)院科學(xué)研究項(xiàng)目（No.HY13005）、湖南工學(xué)院大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目（No.H1554）

1007-1423（2017）33-0045-03

10.3969/j.issn.1007-1423.2017.33.011

常赟杰（1980-），男，山東臨沂人，碩士，講師，研究方向?yàn)闊o線傳感器網(wǎng)絡(luò)、ZigBee路由協(xié)議

王勝芹（1978-），女，貴州沿河人，碩士，講師，研究方向?yàn)楹思夹g(shù)及其應(yīng)用

劉卉（1980-），女，湖南衡陽人，碩士，副教授，研究方向?yàn)闊o線傳感器網(wǎng)絡(luò)、智能信息處理

2017-11-10

2017-11-20