萬勇 戴永壽 李立剛 孫偉峰 楊華

摘 要 以電氣信息類各專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課——微機原理為研究對象，建立具有專業(yè)特色的課程教學(xué)模式，提出有專業(yè)特色的課堂教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和實驗教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的改革方案；提出延續(xù)性教學(xué)模式的建立方法，并建立部分電氣信息類專業(yè)的延續(xù)性教學(xué)體系。研究結(jié)果可為各高校各專業(yè)具有類似問題的課程的教學(xué)改革提供參考。

關(guān)鍵詞 微機原理；專業(yè)特色；延續(xù)性教學(xué)模式；實驗教學(xué)

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2018）10-0064-04

Study on Specialized Characteristic Continuity Teaching Model

of Principle of Microcomputer Course//WAN Yong， DAI Yong-shou， LI Ligang， SUN Weifeng， YANG Hua

Abstract In this paper， based on Principle of Microcomputer which

is a discipline basic course for all majors of electric information style，

a specialized characteristic continuity teaching model was established.

Some reform scheme about specialized characteristic teaching con-tents and teaching method for classroom and experiment were pre-sented also. And establishing method of a continuity teaching model was presented and a continuity teaching system for some electrical and information engineering majors were established. The results can provide references for teaching reform of relative courses in va-rious majors and various universities.

Key words principle of microcomputer； specialized characteristic； continuity teaching model； experiment teaching

1 引言

為了適應(yīng)經(jīng)濟社會的發(fā)展需求，培養(yǎng)出更多更好的專業(yè)科技人才，中國石油大學(xué)（華東）提出構(gòu)建“三三三”本科教育培養(yǎng)體系，以“三型、三化、三性”為核心，全面推進本科教育教學(xué)改革與建設(shè)，努力提高本科教育教學(xué)水平。在實現(xiàn)該目標(biāo)的過程中，學(xué)科基礎(chǔ)課和專業(yè)課的課程改革與建設(shè)是推進本科教育教學(xué)改革與建設(shè)的重要內(nèi)容，課程改革與建設(shè)的優(yōu)劣將直接影響本科教育教學(xué)的質(zhì)量和水平。學(xué)科基礎(chǔ)課是各高校各專業(yè)制訂培養(yǎng)方案和教學(xué)計劃時重點考慮的部分。目前，一些專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課的設(shè)置普遍存在兩個問題。

1）相當(dāng)一部分專業(yè)擁有共同的學(xué)科基礎(chǔ)課的設(shè)置，這些課程的教學(xué)內(nèi)容對于各個專業(yè)而言并無太大的差別甚至沒有差別，因此造成課程內(nèi)容的設(shè)計沒有專業(yè)針對性，對各專業(yè)的區(qū)分度不夠。在這種模式下，學(xué)生只是簡單機械地掌握了一些基本概念和基本理論，不知道如何將所學(xué)知識應(yīng)用到本專業(yè)的實際工程問題之中，無法實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容與實際應(yīng)用的有效銜接；學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動性不夠，課程內(nèi)容的設(shè)置并沒有讓學(xué)生感受到和后續(xù)課程以及后續(xù)工作就業(yè)有必然聯(lián)系，無法充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

2）學(xué)科基礎(chǔ)課程的設(shè)置缺乏延續(xù)性，沒有形成課程體系，學(xué)生只是為了拿到這一門課程的學(xué)分，缺乏繼續(xù)深入學(xué)習(xí)和研究的動力；課程學(xué)習(xí)結(jié)束一段時間之后，學(xué)生就會忘記所學(xué)內(nèi)容，無法真正達到掌握知識的目的。

目前已有部分學(xué)者針對高校課程的專業(yè)特色和延續(xù)性等問題進行了較為深入的研究與探索。李宏等人開展了結(jié)合專業(yè)特色的大學(xué)物理課程教學(xué)改革的探索，提出根據(jù)學(xué)生的專業(yè)課程內(nèi)容和特點，結(jié)合學(xué)生需求精選教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生感受到學(xué)以致用[1]。

賈艷萍等人總結(jié)了微生物學(xué)實驗教學(xué)的改革與實踐，根據(jù)專業(yè)特色設(shè)置基礎(chǔ)驗證性實驗以加強基本操作技能訓(xùn)練，開設(shè)有專業(yè)特色的綜合、設(shè)計性實驗以強化學(xué)生實踐能力。采用該方法有效提高了實驗效率和實驗教學(xué)質(zhì)量[2]。

辜智慧等人針對城市規(guī)劃專業(yè)GIS教學(xué)的獨特性和復(fù)雜性，通過理論與實踐的結(jié)合，設(shè)置了與城市規(guī)劃相關(guān)的課程項目，有效提高了教學(xué)質(zhì)量[3]；蘭新國等人根據(jù)環(huán)境科學(xué)專業(yè)GIS課程教學(xué)的特色需求，提出GIS教學(xué)過程中貫穿專業(yè)實例課程化的改革方式，對推進GIS課程的教學(xué)具有很好的參考價值[4]。

丁長河等人論述了圍繞專業(yè)特色進行專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革的必要性，并預(yù)測了在食品化學(xué)課程中的實施效果[5]。

以上研究工作對于建立專業(yè)特色的課程延續(xù)性教學(xué)模式具有較好的借鑒作用。

微機原理課程是中國石油大學(xué)（華東）獲批建設(shè)的山東省省級精品課程，是本校電子信息工程專業(yè)、自動化專業(yè)、電氣工程專業(yè)、測控專業(yè)、機電專業(yè)以及應(yīng)用物理專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)課，也是各高校相關(guān)專業(yè)的研究生入學(xué)考試的重要課程。該課程旨在幫助學(xué)生充分理解微機系統(tǒng)及其接口所涉及的基本概念，通過實驗環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，掌握計算機系統(tǒng)基本接口設(shè)計方法，掌握微機系統(tǒng)及其應(yīng)用的基本技術(shù)，為后續(xù)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)奠定理論基礎(chǔ)和計算機軟硬件應(yīng)用開發(fā)能力，并為今后所從事的專業(yè)及有關(guān)科研工作打好基礎(chǔ)。

目前針對該課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，各專業(yè)學(xué)生、各專業(yè)專業(yè)課教師以及各用人單位普遍反映缺乏專業(yè)特色，缺乏延續(xù)性，內(nèi)容相對較為陳舊，已有一些針對微機原理課程的教學(xué)改革工作。例如：孫洪濤對微機原理實驗教學(xué)的內(nèi)容和方法的改革進行了研究與探索，提出一些可行的改革方法[6]；張元濤分析了微機原理及應(yīng)用課程在教學(xué)方面存在的問題，分別從理論教學(xué)、實驗教學(xué)和考核方式上進行了研究和探索[7]；盧倩等人重點對機電專業(yè)微機原理應(yīng)用課程的實驗教學(xué)進行了教學(xué)改革的研究與探討[8]；邱應(yīng)強對微機原理和單片機課程合并后的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)目標(biāo)進行了研究和探索[9]。

以上研究工作對微機原理課程的改革與建設(shè)有一定的借鑒作用，但是并未解決課程的專業(yè)針對性和延續(xù)性弱等問題。為此，本文針對目前存在的問題，開展微機原理課程具有專業(yè)特色的延續(xù)性教學(xué)模式的研究與探索，研究結(jié)果可為各高校各專業(yè)具有類似問題課程的教學(xué)改革提供參考。

2 具有專業(yè)特色的課程教學(xué)模式的建立

具有專業(yè)特色的課堂教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法 微機原理課程面向的專業(yè)較多，各專業(yè)的特點和就業(yè)需求各不相同，目前的課堂教學(xué)無論從教學(xué)內(nèi)容上還是從教學(xué)方法上，都沒有明確考慮與各專業(yè)的特點和需求相結(jié)合。此外，微機原理課程內(nèi)容相對較龐雜，不容易理解和學(xué)習(xí)，加上缺乏專業(yè)針對性，無法幫助學(xué)生認識到與后續(xù)課程的聯(lián)系，以及學(xué)習(xí)該門課程之后到底對自身的發(fā)展有何作用，造成學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高、教學(xué)效果不佳的局面。為此，首先需要在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法上進行深入變革，改革措施如下。

1）按專業(yè)定制教學(xué)內(nèi)容。教學(xué)內(nèi)容的改革是實現(xiàn)課程專業(yè)化的基礎(chǔ)。首先，詳細調(diào)研各專業(yè)的培養(yǎng)方案和后續(xù)的工作選擇領(lǐng)域，摸清各專業(yè)培養(yǎng)的目標(biāo)、各專業(yè)的特點、后續(xù)課程的安排以及今后就業(yè)可以從事的相關(guān)工作等。其次，綜合考慮各專業(yè)的特點和未來的應(yīng)用需求，將專業(yè)實例引入理論教學(xué)內(nèi)容中，讓學(xué)生利用微機原理課程中學(xué)到的基礎(chǔ)知識來解決專業(yè)的實際應(yīng)用問題，以實際應(yīng)用為目標(biāo)，引導(dǎo)學(xué)生開展與專業(yè)相關(guān)的應(yīng)用問題的方案設(shè)計。在課堂學(xué)習(xí)階段主要完成方案設(shè)計，具體實施穿插在實驗的環(huán)節(jié)完成。通過這種方式可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)生感受到學(xué)有所用。

以電子信息工程專業(yè)為例，該專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)能從事各類電子信息系統(tǒng)的科學(xué)研究、產(chǎn)品設(shè)計、應(yīng)用開發(fā)、系統(tǒng)運營和技術(shù)管理的高素質(zhì)人才；后續(xù)相關(guān)的課程有電子技術(shù)課程設(shè)計、高頻電子線路、電子信息系統(tǒng)設(shè)計、嵌入式系統(tǒng)原理及應(yīng)用、FPGA系統(tǒng)設(shè)計、計算機控制、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、計算機測控綜合實驗；就業(yè)后可從事的相關(guān)工作有電子線路設(shè)計系統(tǒng)工程師、計算機測控系統(tǒng)設(shè)計工程師、計算機系統(tǒng)軟硬件開發(fā)工程師等。在該專業(yè)的課堂教學(xué)過程中，需要充分結(jié)合以上特點設(shè)計專業(yè)實例，例如：

①油田聯(lián)合站溫濕度流量信息采集計算機系統(tǒng)設(shè)計，引導(dǎo)學(xué)生以微處理器為基礎(chǔ)，利用總線技術(shù)和外部接口芯片實現(xiàn)模擬量的采集，采集聯(lián)合站的溫濕度和流量等傳感器的信息，構(gòu)成一個小型的計算機系統(tǒng)，達到培養(yǎng)應(yīng)用開發(fā)型人才的需求。

②電梯核心控制電路的設(shè)計，引導(dǎo)學(xué)生以微處理器為基礎(chǔ)，利用總線技術(shù)和外部接口芯片實現(xiàn)控制電路板的設(shè)計，實現(xiàn)信息的采集和控制信號的輸出，構(gòu)成一個模擬的單片機控制系統(tǒng)，達到培養(yǎng)產(chǎn)品設(shè)計型人才的需求。

此外，還可以設(shè)計更多相關(guān)的專業(yè)實例或者由學(xué)生自擬專業(yè)實例，實現(xiàn)按專業(yè)定制教學(xué)內(nèi)容。

2）學(xué)時的精細化設(shè)計。近幾年，為了適應(yīng)新的就業(yè)形勢以及復(fù)合型人才培養(yǎng)需要，各高校普遍推行培養(yǎng)計劃改革，在培養(yǎng)計劃改革過程中增加一些新的課程，同時壓縮部分已有課程的學(xué)時。微機原理課程的學(xué)時從原來的64學(xué)時縮減為56學(xué)時，但是需要講解的知識量并沒有縮減。此外，由于需要增加具有專業(yè)特色的專業(yè)實例這一新教學(xué)內(nèi)容，需要額外的理論課學(xué)時。

針對學(xué)時有減無增的現(xiàn)狀，可以優(yōu)化并整合現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容，對學(xué)時進行精細化設(shè)計，合理分配學(xué)時。將教學(xué)內(nèi)容進行分類，按學(xué)習(xí)的難易程度分成三類：容易，較難，難。容易學(xué)習(xí)的內(nèi)容將不安排課堂講解，留給學(xué)生自學(xué)，在課堂上不定期抽查學(xué)生的自學(xué)效果；較難的內(nèi)容由教師在課堂上有針對性地講解；難的內(nèi)容作為重點講解的內(nèi)容。優(yōu)化學(xué)時后，可以順利將專業(yè)實例引入理論課的課堂。此外，針對不同的專業(yè)，教學(xué)內(nèi)容難易程度的劃分上也可以有所不同，在學(xué)時的設(shè)計上體現(xiàn)專業(yè)針對性。

3）教學(xué)方法的改進。在實現(xiàn)專業(yè)特色教學(xué)模式的過程中，除了要設(shè)計有專業(yè)特色的教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時分配計劃之外，還需要對目前的教學(xué)方法進行有針對性的改進，以實現(xiàn)在有限的學(xué)時內(nèi)，既能把基礎(chǔ)知識講清楚，又能引入專業(yè)實例的新內(nèi)容。對于一些相似的內(nèi)容，可以只講一個代表性的問題。如“指令系統(tǒng)”這一章，上課的時候講解的是每條指令的格式、功能，使用的方法和注意事項，可以考慮只講一條有代表性的指令，其他指令大同小異，可安排學(xué)生自學(xué)，為學(xué)生安排課后自學(xué)的練習(xí)題，在每一次上課的時候集中檢查自學(xué)的效果。對于一些相似的章節(jié)，如8255A和8253，基本的學(xué)習(xí)思路是一致的，可以考慮只講一種芯片，另一種芯片由學(xué)生自學(xué)，上課的時候通過提問的方式和學(xué)生互動，重點解答學(xué)生感覺比較困難的知識點。采用這種方式，既可以把教師從講解基礎(chǔ)內(nèi)容的重復(fù)性勞動中解放出來，又可以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，滿足其參與感，最終形成有專業(yè)特色的教學(xué)過程。

具有專業(yè)特色的實驗教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法 實驗教學(xué)環(huán)節(jié)是微機原理課程體系中的重要內(nèi)容，通過實際的動手操作，學(xué)生才能夠進一步理解和掌握課堂上所學(xué)的知識。目前設(shè)置的實驗教學(xué)內(nèi)容主要分成匯編語言程序設(shè)計部分和接口電路設(shè)計部分。雖然從字面意義上看是程序設(shè)計和電路設(shè)計，但是從本質(zhì)上講，可由學(xué)生自主設(shè)計的內(nèi)容非常少。另外，實驗內(nèi)容的設(shè)置上也看不到專業(yè)特色的影子，實驗教學(xué)內(nèi)容比較單一，無法發(fā)揮各專業(yè)學(xué)生的特點，達不到專業(yè)培養(yǎng)的目標(biāo)。為了實現(xiàn)專業(yè)特色的教學(xué)目標(biāo)，需要在實驗環(huán)節(jié)開展和理論課環(huán)節(jié)同步的改革，具體措施如下。

1）實驗教學(xué)內(nèi)容改革。微機原理課程一般是在大學(xué)二年級開設(shè)，學(xué)習(xí)的內(nèi)容主要是低級程序設(shè)計語言——匯編語言和接口電路設(shè)計方法，這些內(nèi)容對于二年級的學(xué)生而言難度相對較高，因此，在對實驗教學(xué)內(nèi)容進行改革時，不能一味追求內(nèi)容的深度。學(xué)生的認知有一個逐漸深入的過程，實驗教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置首先還是需要保證有一些共性的、基礎(chǔ)性的實驗內(nèi)容。如對于匯編語言部分的實驗內(nèi)容，由于學(xué)生剛開始接觸一門新的編程語言，這部分的實驗內(nèi)容不需要過多考慮專業(yè)特色和個體之間的差別。隨著學(xué)習(xí)的不斷深入，在后續(xù)的接口電路設(shè)計部分，可以根據(jù)各專業(yè)的特點，加入具有專業(yè)特色以及個體區(qū)分度的實驗內(nèi)容，實驗內(nèi)容的設(shè)置為理論課部分的專業(yè)實例環(huán)節(jié)服務(wù)，達到“理論課設(shè)計，實驗課實施”的目的，實現(xiàn)分類分層次人才培養(yǎng)的模式。

2）實驗教學(xué)方法改革。在完成有專業(yè)特色的實驗教學(xué)內(nèi)容設(shè)置之后，還需要在實驗教學(xué)方法上進行有針對性的改革，以促成新的教學(xué)目標(biāo)的達成。

①鼓勵引導(dǎo)學(xué)生自主選擇設(shè)計和專業(yè)相近的實驗內(nèi)容，組成團隊開展綜合性實驗。將理論課階段設(shè)計的專業(yè)實例的方案在實驗環(huán)節(jié)付諸實現(xiàn)，或者由學(xué)生自主設(shè)計和專業(yè)相近的實驗內(nèi)容。對于一些難度相對較高的實驗項目，可以由學(xué)生自愿組成團隊，協(xié)作完成相關(guān)的實驗內(nèi)容。

②嘗試專業(yè)特色和個體差異的培養(yǎng)模式，教師設(shè)計多套不同的實驗內(nèi)容和方案，根據(jù)學(xué)生自身的興趣和能力確定實驗的內(nèi)容，實現(xiàn)分專業(yè)分層次培養(yǎng)。

③在踐行新培養(yǎng)模式時，對實驗教師的能力提出更高的要求，實驗教師需要不斷提高自身的知識水平和實踐能力，為學(xué)生提供專業(yè)、細致的指導(dǎo)，而不僅僅是幫助學(xué)生得到實驗的結(jié)果。

3 課程延續(xù)性教學(xué)模式的建立

延續(xù)性教學(xué)的必要性 微機原理課程目前的教學(xué)過程中還面臨一個重大問題，即課程學(xué)習(xí)結(jié)束一段時間之后，大部分學(xué)生就會忘記所學(xué)的內(nèi)容，腦子里除了幾個概念、符號外其他一片空白，學(xué)習(xí)的目的只是應(yīng)付考試，無法真正實現(xiàn)掌握知識的目的，對于后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和今后的就業(yè)考核均無明顯幫助。專業(yè)知識在腦海里的印象不深刻，無法形成有效的知識體系。針對這一問題，需要以微機原理理論課課程為中心，開發(fā)并設(shè)置與之配套的帶有專業(yè)特色的實驗環(huán)節(jié)、課程設(shè)計環(huán)節(jié)以及現(xiàn)場實訓(xùn)環(huán)節(jié)，以實現(xiàn)課程理論學(xué)習(xí)到實際應(yīng)用的無縫銜接，實現(xiàn)課程教學(xué)的延續(xù)性，建設(shè)較為完善的微機原理課程體系，為學(xué)生搭建持續(xù)穩(wěn)定的基礎(chǔ)課和專業(yè)課學(xué)習(xí)平臺，進一步調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，有效推動微機原理省級精品課程的建設(shè)。

延續(xù)性教學(xué)模式的建立 微機原理課程延續(xù)性教學(xué)模式的設(shè)計思想是：首先，將具有專業(yè)特色的理論教學(xué)和實驗教學(xué)有機結(jié)合起來，設(shè)置與該課程內(nèi)容相關(guān)的后續(xù)專業(yè)課程；然后，在此基礎(chǔ)上增加后續(xù)的課程設(shè)計環(huán)節(jié)以及現(xiàn)場實訓(xùn)環(huán)節(jié)，以實現(xiàn)課程教學(xué)內(nèi)容到現(xiàn)場實際應(yīng)用的延續(xù)性，建設(shè)較為完善的課程培養(yǎng)體系，為學(xué)生搭建持續(xù)穩(wěn)定的基礎(chǔ)課和專業(yè)課學(xué)習(xí)平臺，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性；最后，可以遴選表現(xiàn)突出的學(xué)生參與教師和微機應(yīng)用相關(guān)的科研活動中，通過科研鍛煉進一步強化對課程理論知識的掌握，同時可以為學(xué)生后續(xù)的研究生階段和工作階段提前做好鋪墊。

按照以上設(shè)計思想，設(shè)計部分專業(yè)延續(xù)性課程教學(xué)體系，如表1所示。參考該表的設(shè)計，可以探索并建立各電類專業(yè)微機原理課程的延續(xù)性教學(xué)體系。

4 總結(jié)

學(xué)科基礎(chǔ)課的內(nèi)容設(shè)置和教學(xué)方法對于本科生能力的培養(yǎng)具有舉足輕重的作用。目前各相關(guān)專業(yè)的部分學(xué)科基礎(chǔ)課具有相同的內(nèi)容設(shè)置，從教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法上來看都沒有專業(yè)針對性和區(qū)分度，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性普遍不高，教學(xué)效果不好。此外，大部分學(xué)科基礎(chǔ)課缺乏延續(xù)性，課程學(xué)習(xí)完成后無法對學(xué)生后續(xù)的學(xué)習(xí)和工作產(chǎn)生持續(xù)的影響。

本文以微機原理課程為研究對象，建立該課程具有專業(yè)特色和延續(xù)性的新教學(xué)模式，提出具有專業(yè)特色的課程教學(xué)和實驗教學(xué)的改革方案，提出電氣信息類部分專業(yè)的延續(xù)性教學(xué)體系設(shè)置方案。本文的研究工作只是在課程專業(yè)特色和延續(xù)性教學(xué)領(lǐng)域開展的初步研究，提出初步的解決方案，在實際教學(xué)過程中還需要在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和課程體系設(shè)置方面結(jié)合實際情況進行動態(tài)調(diào)整和探索，形成具有可操作性的教學(xué)模式，為同類課程的教學(xué)改革提供有價值的參考。

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