基于MOOC的《微机原理与接口技术》教学模式研究

骆冰清 陈燕俐

摘 要：《微机原理与接口技术》作为高等院校计算机相关专业的基础课程，在教学过程中存在重理论轻实践、学生无法构建整体知识体系的问题。基于MOOC的翻转课堂教学模式可将MOOC平台理论学习与课堂实验相结合，因此提出以实验课为教学重点的教学模式，以期改善教学效果，实现教学相长的目的。与传统课堂授课模式相比，教师在教学过程中利用该模式可增强指导性作用，同时提高学生自主学习能力与理论结合实践的能力，帮助学生建立完整的计算机知识体系架构。

关键词：MOOC;《微机原理与接口技术》课程;教学模式

0 引言

《微机原理与接口技术》是国内外高等院校计算机、电子信息、通信及自动化相关专业学生基础必修课程。该课程内容包括汇编语言、计算机组成结构及相关接口技术等，其理论内容较抽象晦涩、实验设置多样化，对学生提出了较高的学习要求[1]。因此，学生学习兴趣在传统课程教学过程中逐步衰减，在实验课程环节存在应付情绪。

近年来基于大规模网络开放课程 （Massive Open Online Courses， MOOC）的翻转课堂教学模式在我国广泛应用，这是一种以学生为本的教学方法，可充分调动学生学习主动性，将灌输式教学转变为互动式学习。

因此，为改善《微机原理与接口技术》课程教学效果，本文基于MOOC的教学模式，将理论课MOOC学习与实验课课堂学习相互结合，以期提高学生实践开发能力，有效实现知识系统构建。

1 基于MOOC的翻转课堂教学模式

MOOC资源是依托名校名师，将完整的课程内容通过微视频、实验、作业等环节进行展现的线上课程教学。该类课程资源优势在于：①不限制学生的学习时间与地点，依靠学生自主学习达到教学目的;②课程目标清晰，结构完整，名师教学，整合了国内优秀教学资源;③可通过精良的制作使微视频内容重点突出、条理清晰，学生可反复学习，满足个体差异化需求。因此近年来，国内各大高校均在MOOC网上提供本校精品优质课程的MOOC资源，形成了MOOC教学风潮，基于MOOC的翻转课堂教学模式研究层出不穷。其原因在于MOOC资源特点及优势与翻转课堂的学习特点耦合。学生通过MOOC资源进行课前准备与自学，在翻转课堂上，教师通过设计实验，项目讨论等环节引导学生完成理论知识的内化，从而加深学生对理论知识的理解，培养了学生对理论学习的应用能力。

文献[2]提出了基于MOOC翻转课堂的3种教学模式，并对MOOC资源替代模式、课外与课内相结合模式及二次开发模式进行了探讨与对比。从学生适应情况、教师工作量、学生接受程度、网络平台使用等多方面深入分析在有效利用MOOC资源的前提下，探讨如何通过翻转课堂实践最优化学生学习效果;文献[3]提出了利用目前主流的智慧教学工具“雨课堂”增强师生互动性，从而提升教学效果;文献[4]也提出应用智慧课堂的教学模式，改进《微机原理技术》课程的教学效果。但文献[3]、[4]均有局限性，文献[3]仅从“雨课堂”现有功能出发，设计教学环节与互动方式，文献[4]也仅提出引入智慧课堂的必要性，两篇文献没有考虑微机原理课程实践性强的特征，缺乏将实验与实践引入教学内容、并与智慧课堂相结合的具体方法。

仅采用MOOC资源替代模式下的《微机原理与接口技术》课程学习无法实现良好的教学效果。其原因在于，该课程是一门理论性与实践性强的课程，虽然MOOC资源整合了优秀的教学内容，但实验环节才是检验课程学习效果、学生理解内化学习内容的战场。MOOC资源的纯视频化单向传输虽然相比传统课堂教学具有某些优势，但无法完成实验环节与理论学习的整合。文献[5]针对传统教学过分注重理论、与实际脱节及实践性不强的问题，提出微机原理课程两个实验设计方案，通过实验加强学生对课程内容的理解;文献[6]提出采用研究性学习的方式改进《微机原理与接口技术》课程的教学方法，该方法充分考虑了课程实践性强的特点，通过增加设计性实验全面提升学生学习能力与学习效果;文献[7]提出通过对知识点进行划分，采用案例教学的方式加强学生学习微机原理技术的实践感知力。文献[6]、[7]采用的方法只适用于小班教学，而《微机原理与接口技术》课程作为一门专业基础课，受众学生较多，该方法實际操作难度较大。

因此，如何采用MOOC教学模式实现《微机原理与接口技术》课程教学模式创新，还需结合课程特点进行更深入的研究与分析。

2 课程教学现存问题

《微机原理与接口技术》课程教学内容涵盖了汇编语言、计算机组成体系、微处理器及接口技术等内容，随着计算机的不断发展，其内容也日渐丰富。有学者[8-9]指出目前《微机原理与接口技术》教学知识点过于落后，导致学生兴趣索然。课题组基于教学实践经验与学生座谈等方式，对课程现状进行总结与梳理。

（1）课程内容落后于计算机发展，实际应用难度大。《微机原理与接口技术》课程目标要求学生掌握16位、32位处理器特点及接口技术等，但微处理器的发展早已远超课本设计内容。因此，学生在实际生活中无法与课堂知识建立联系，很难理解该门课程的学习意义，导致学习动力不足。尽管很多文献提出改进该课程内容的方法，但矛盾在于，目前学生对8086微处理器相关内容表现出学习难度大等畏惧情绪，在不改变教学模式的前提下，很难进一步提升学习质量。

（2）理论知识与实验环节脱离。在很多高校课程设置中，《微机原理与接口技术》课程实验课课时较少，仍然以理论学习为主，实验只为少部分主动学习的学生提供了检验理论知识的机会。同时，由于学生一贯以理论学习为主导的思维定势，导致大部分学生不重视实验课，不能有效地将理论知识与实践应用相结合。

但对于大部分计算机专业基础课程而言，实验是检验理论知识、应用理论知识的重要环节，其重要性不言自喻，但迫于课时设置的原因，该课程实验内容设计仅涵盖重要理论内容的小部分，不利于促进该门课程的学习。

（3）学生无法构建整体的知识体系，无法联系、贯穿前后知识内容。《微机原理与接口技术》课程内容与多个其它课程内容关联，如汇编语言、计算机组成原理、数字电路、操作系统等[10]，具体表现在教学内容呈现出前后关联、相互联系的规律。但在实际教学过程中，学生对所学内容记忆零散，难以构建整体的计算机系统知识体系，无法将教学内容内化。该问题也表现在学生可通过考试，但无法回答最基本的微机原理问题，学生学习潜力无法充分发挥[11]。

鉴于以上问题，本文通过研究MOOC教学模式，深度结合课程实践性强的特点，提出一种改进的基于MOOC的课程教学模式，将MOOC资源与实践实验结合，改进《微机原理与接口技术》课程教学方法，以期实现教学相长。

3 基于MOOC的教学模式改进

3.1 MOOC资源与实验相结合的教学模式

MOOC资源的单向学习模式不适合实验操作性强的学科，而传统教学方式忽略了教学以学生为本的教学宗旨。由此，本文结合《微机原理与接口技术》课程内容特点，提出一种将MOOC资源与实验相结合的课程教学模式改进方法，其结构如图1所示。

该教学模式采用MOOC进行微机原理理论学习，利用课内实验环节实现理论知识应用与实践操作，以达到知识内化的目的。该模式提倡教学以学生为本，将教师的作用与教学工作量集中在实验环节及对学生的引导上。其基本内容可概括为学生利用MOOC平台上优质课程资源进行理论课程学习。教师在MOOC平台上随时了解学生理论课程学习进度与学习效果。通过搭建课内实验平台，教师根据学生理论课学习进度设置实验环节，学生针对性地对理论课知识点进行实践操作、加深理解，实现内化知识。

该教学模式的优势在于可充分调动学生学习自主性，将实验课程作为课内学习的重点环节，改变学生学习评价标准，不仅可使学生理解、接受该课程学习意义，同时将理论知识与实验环节深度结合;在实验环节中教师可了解学生在理论学习中遇到的困难，进行重点答疑，帮助学生构建知识体系结构。

3.2 教师在教学过程中的作用

本文模式对解决目前《微机原理与接口技术》课程教学存在的问题具有重要意义，同时对教学双方也提出了较高要求。学生需具有自主学习意识，在课外MOOC平台上进行理论内容的自学，在课内积极实践，才可达到良好的学习效果，适应未来学习发展趋势;同时，教师在该教学模式教学过程中，发挥的作用也有所改变，具体表现在以下3个方面：

（1）提出问题，发挥教师引导性作用。《微机原理与接口技术》课程实验环节占主要地位，因此本文教学模式强调教师发挥教学能力的环节集中在实验课程设置与实施中。在该过程中，教师需根据学生在MOOC平台上的学习反馈，有针对性地设置实验内容，使学生在实践过程中将理论知识内化。因此，教师在实验课程中需设置问题、提出问题，引导学生去解决，并在过程中给予针对性指导。

（2）解决问题，发挥教师指导性作用。通过在学生实践过程中，为学生解决问题，了解学生学习难点，进行重点答疑，发挥指导作用，帮助学生在实践中完成学习任务。

（3）为学生构建知识体系。基于建构主义学习理论构建课程教学模式，引导学生构建计算机基础知识架构，深化学习内容，全面提升学生思维能力与整体综合素质。

4 结语

本文通过分析《微机原理与接口技术》课程教学特点与目前教学存在的问题，结合基于MOOC资源的翻转课堂教学模式，对传统教学进行创新与改进，引导学生实现专业基础课程理论知识与实践知识交互式构建，达到改善教学效果、提高学生实践开发能力、促成在实践中学习的目的。同时，对于基础性教学内容，在围绕教学目标、结合课程特点的基础上，应利用多样化教学方式，不断适应学习模式及个体需求变化，教学工作才可持续良性发展。

参考文献：

[1] 王红茹，唐炜.  基于课程思政的微机原理与应用课程教学改革与实践探索[J]. 科教文汇：下旬刊，2019（6）：84-85+90.

[2] 武利茹.  基于翻转课堂的文学作品翻译课程教学模式构建研究[J].  吉林省教育学院学报，2019，35（4）：82-85.

[3] 程海涛，李鹏，徐鹤. 基于雨课堂的“微型计算机原理与接口技术”课程教学模式探讨[J]. 计算机时代，2019（10）：93-95.

[4] 李晓飞，吴薇. 智慧课堂教学模式研究——微机原理与接口技术为例[J]. 教育现代化，2018，5（52）：221-222.

[5] 辛博，杨佩. “微机原理”基础实验设计及教学应用[J]. 电气电子教学学报，2018，40（2）：123-127.

[6] 万里冰，霍凯，赵嘉蔚， 等.  “微机原理及接口技术”课程的研究性教学探索[J]. 大学教育，2019（9）：7-9.

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[8] 李晓飞，吴薇. “微机原理与接口技术”课程实践教学环节改革[J].  教育教学论坛，2019（17）：133-134.

[9] 王桂兰，秦金磊，朱有产. 微机原理与接口技术课程改革研究[J]. 教育现代化， 2019（12）：74-76.

[10] HAO S F，MA YL， SUN B L. Teaching research of single-chip microcomputer principle based on knowledge architecture[C]. London： IOP Conference，2019.

[11] 方紅，葛一楠. 基于学生能力培养开展微机原理及接口技术的课程教学改革[J]. 教育教学论坛，2018（50）：59-61.

（责任编辑：江 艳）