以學(xué)生為主體的“微機(jī)原理及應(yīng)用”教學(xué)模式的改革與探索

強(qiáng)繼朋 李云 袁運(yùn)浩

摘要：“微機(jī)原理及應(yīng)用”課程內(nèi)容多且抽象，課堂教學(xué)內(nèi)容與新技術(shù)發(fā)展存在一定差距且實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)只是一些簡單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。因此，采用傳統(tǒng)的以老師為中心的傳授知識的方法，學(xué)生在學(xué)習(xí)“微機(jī)原理及應(yīng)用”課程時(shí)，普遍對內(nèi)容的理解不夠透徹，缺乏自主創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。為了培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)新能力，課堂教學(xué)以教師重點(diǎn)講授和引導(dǎo)自學(xué)相結(jié)合，引入了小組合作教學(xué)和研究性學(xué)習(xí)的改革與探索，改進(jìn)了實(shí)踐教學(xué)方法。

關(guān)鍵詞：“微機(jī)原理及應(yīng)用”；學(xué)生為主體；創(chuàng)新能力

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）02-0124-02

一、引言

“微機(jī)原理及應(yīng)用”是電子、通信工程、自動化、計(jì)算機(jī)等專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程。課堂教學(xué)以Intel 8086 CPU為主線，系統(tǒng)的介紹了微機(jī)系統(tǒng)的基本組成、體系結(jié)構(gòu)和工作模式，還包含了對應(yīng)的指令系統(tǒng)和匯編語言的程序設(shè)計(jì)，及存儲器和接口技術(shù)。該課程的教學(xué)目標(biāo)是要求學(xué)生能夠建立微機(jī)系統(tǒng)的整體概念，理解微型計(jì)算機(jī)的構(gòu)成、工作原理、輸入輸出控制方法，最終能夠完成簡單的控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程過程中，主要遇到的難點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：（1）結(jié)構(gòu)與原理：微型機(jī)主要由大規(guī)模集成電腦組成，內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和原理學(xué)生理解起來比較抽象。（2）匯編語言程序：屬于低級語言，相對于高級語言，理解低級語言要求對微機(jī)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)比較了解。（3）硬件線路設(shè)計(jì)：相對于軟件，學(xué)生更難理解硬件線路設(shè)計(jì)。因此，為了提高學(xué)生對微機(jī)原理課程的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生更好的掌握微機(jī)原理的知識，適應(yīng)以學(xué)生為主的教學(xué)改革，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，成為該課程教學(xué)改革的重要方面。

二、目前存在的問題

我校在電子、通信工程、自動化、計(jì)算機(jī)等專業(yè)均開設(shè)了“微機(jī)原理及應(yīng)用”課程，教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容基本一致。該課程涉及的知識和內(nèi)容較多，其中，軟件方面包括指令系統(tǒng)和匯編語言源程序設(shè)計(jì)，硬件方面包括數(shù)字電路、計(jì)算機(jī)組成原理和微機(jī)接口技術(shù)。由于教學(xué)計(jì)劃學(xué)時(shí)有限，教師很難用傳統(tǒng)的傳授式方法把教學(xué)計(jì)劃的內(nèi)容全部講解透徹；課程教學(xué)內(nèi)容與新技術(shù)存在一定的差距，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣度不高；實(shí)踐環(huán)節(jié)只是一些簡單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生無法綜合性掌握教學(xué)內(nèi)容。以上原因使得學(xué)生普遍對“微機(jī)原理及應(yīng)用”內(nèi)容的理解不夠深入，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.以教師為中心的課堂教學(xué)模式。由于該課程的特點(diǎn)是內(nèi)容多且抽象、知識點(diǎn)聯(lián)系緊密，我校教師課堂上都是采用傳授式的課堂教學(xué)方法，加上課后作業(yè)和實(shí)驗(yàn)進(jìn)行輔助。關(guān)于課后作業(yè)，學(xué)生通常都能獲取答案，不用自己獨(dú)立思考。實(shí)驗(yàn)課的題目，學(xué)生也能獲取源程序和硬件連接，只要模仿一下或者運(yùn)行一下就可以，也是無需獨(dú)立性的思考，無法驗(yàn)證課堂中學(xué)習(xí)的理論知識。因此，這兩個(gè)方面并沒有加深大多數(shù)學(xué)生對課堂內(nèi)容的理解。長此以往，不懂的知識越積越多，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣會受到嚴(yán)重的影響。

2.課堂教學(xué)內(nèi)容與新技術(shù)存在一定差距。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，“微機(jī)原理及應(yīng)用”還是采用以Intel 8086 CPU為主線進(jìn)行介紹，而現(xiàn)在個(gè)人微機(jī)上都是“Itanium”系列處理器，所以，教學(xué)內(nèi)容嚴(yán)重滯后于目前的微機(jī)技術(shù)。盡管課堂上對學(xué)生講述了課堂內(nèi)容是現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)，掌握了課堂內(nèi)容對工業(yè)閉環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有著很大的幫助，很多學(xué)生還是會認(rèn)為這是過時(shí)的技術(shù)，自己不從事硬件技術(shù)，學(xué)這些只是浪費(fèi)時(shí)間，大大降低了學(xué)生的聽課態(tài)度和課后的復(fù)習(xí)態(tài)度。

3.實(shí)踐內(nèi)容缺乏創(chuàng)新性。盡管我?！拔C(jī)原理及應(yīng)用”實(shí)驗(yàn)課是一門獨(dú)立課程，但是只有16個(gè)課時(shí)，主要目的是為了配合理論教學(xué)環(huán)節(jié)，驗(yàn)證理論教學(xué)的內(nèi)容。在當(dāng)今大力提倡培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力為目標(biāo)的教學(xué)理念下，必須重新認(rèn)識實(shí)驗(yàn)課程的作用，改進(jìn)教學(xué)環(huán)節(jié)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，使實(shí)驗(yàn)課程成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)。

上述介紹的三個(gè)主要問題，導(dǎo)致了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣度不高、學(xué)習(xí)效果不好，沒有起到提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的作用。因此，探索以學(xué)生為主體的“微機(jī)原理及技術(shù)”教學(xué)模式是勢在必行的。

三、改革措施

1.重點(diǎn)講授與引導(dǎo)自學(xué)相結(jié)合?！拔C(jī)原理及應(yīng)用”課程所涉及的知識內(nèi)容多且抽象，再加上教學(xué)課時(shí)有限，教師單純依靠傳授的教學(xué)方法很難取得很好的效果。教師在教學(xué)設(shè)計(jì)上要強(qiáng)調(diào)清晰、簡潔、明確，向?qū)W生講解微機(jī)原理的發(fā)展，結(jié)合與現(xiàn)有技術(shù)的關(guān)系講解在實(shí)際工業(yè)系統(tǒng)中的應(yīng)用。本課程的核心知識點(diǎn)大致分為以下四個(gè)方面：微型計(jì)算機(jī)的組成與工作原理、指令系統(tǒng)與匯編語言源程序設(shè)計(jì)、存儲器原理及結(jié)構(gòu)、I/O接口技術(shù)。對需要了解的知識點(diǎn)，教師給出概要說明，引導(dǎo)學(xué)生課外自學(xué)完成。

2.小組合作教學(xué)。小組合作教學(xué)是以小組的形式對班級進(jìn)行重新劃分。每個(gè)小組包含4—6名同學(xué)，推選1名組長，全組在組長的帶領(lǐng)下學(xué)習(xí)。在“微機(jī)原理及應(yīng)用”課程中，采用合作教學(xué)的目的是增強(qiáng)學(xué)習(xí)的自主學(xué)習(xí)能力，促進(jìn)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力和溝通協(xié)調(diào)能力。教學(xué)過程中，會選擇一些重要的知識點(diǎn)，如邏輯地址的含義，隨機(jī)從不同的小組中選擇學(xué)生進(jìn)行講解，并根據(jù)講解情況評分，作為該小組的平時(shí)成績。

3.改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。在實(shí)踐教學(xué)中，除了包含驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，還引入了綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)不是由單個(gè)人完成，而是由小組團(tuán)隊(duì)合作進(jìn)行，其目的是將學(xué)過的主要功能部件有機(jī)的結(jié)合起來，形成一個(gè)具有一定實(shí)際意義的整體。整個(gè)過程中，教師給出實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要求，小組成員根據(jù)問題，進(jìn)行獨(dú)立思考、自由發(fā)揮，自行設(shè)計(jì)所需的硬件、硬件線路的連接及相對應(yīng)的軟件實(shí)驗(yàn)。綜合創(chuàng)新設(shè)計(jì)題目目前有以下幾個(gè)：數(shù)據(jù)采集、鍵控聲音播放器、交通燈控制、簡易的家庭防盜系統(tǒng)等。

4.研究性學(xué)習(xí)。我國建設(shè)創(chuàng)新型國家，需要一大批有創(chuàng)新思維的大學(xué)生，因此對高等教育也提出了很高的要求。大學(xué)教育的目標(biāo)不僅是培養(yǎng)大學(xué)生掌握某專業(yè)的基本知識和技能，還應(yīng)該使大學(xué)生具有獨(dú)立的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。創(chuàng)新能力要求學(xué)生在掌握基本知識的基礎(chǔ)上，能夠主動發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題和解決問題。為了達(dá)到這個(gè)要求，教師應(yīng)該在課堂上引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立思考。

四、結(jié)語

在當(dāng)今快速發(fā)展的信息時(shí)代，以學(xué)生為中心的自主學(xué)習(xí)必將是教學(xué)改革的新方向。為了培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)新能力，進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量，教師除了掌握傳統(tǒng)的教學(xué)模式，還應(yīng)積極改變教學(xué)觀念，給學(xué)生一個(gè)自主學(xué)習(xí)的良好環(huán)境，精心設(shè)計(jì)以學(xué)生為中心的教學(xué)模式。結(jié)合“微機(jī)原理及應(yīng)用”的課程特點(diǎn)，以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為前提，我們從以下幾方面進(jìn)行教學(xué)改革和探索：重點(diǎn)講授與引導(dǎo)自學(xué)相結(jié)合、小組合作教學(xué)、研究性教學(xué)、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。在該模式下，學(xué)生對這門課程的學(xué)習(xí)興趣被充分調(diào)動起來，學(xué)生的思維能力、學(xué)習(xí)能力、知識的運(yùn)行能力、研究能力及整體的綜合素質(zhì)都將得到提高。

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Abstract：The course of Microcomputer Principle and Application contains a series of contents which are abstract.There is a certain gap between teaching content and the development of new technology.There are some simple verification experiments during the course of the experiment.Therefore，when adopting the traditional teaching method based on teacher-centered class，students cannot understand the contents，lack the consciousness of independent innovation and innovation ability.In order to cultivate the self-study ability and innovation ability，teacher should combine the key teaching and the guidance of self-study，introduce the reform and exploration of the group cooperative teaching and the research study，and improves the practice teaching method.

Key words："Microcomputer Principle and Application"；student-centered；innovation ability