“互联网+”背景下的“微机原理”实践教学的改革与探索

张秋艳 王丽

摘 要： 针对“微机原理”技术实践教学目前存在重理论，轻实践，教学模式单一等问题，以榆林学院开展实践教学改革，将“互联网+”教学理念融入到该课程的实践教学中。结合“雨课堂”及“微课”等新教学理念，合理分配实践课程时间，优化实验内容，简化考试形式、强化实践能力，同时给学生提供学科竞赛的实践平台，激发学生的主动性和积极性。

关键词： 互联网+ ; 微机原理; 雨课堂; 教学改革

中图分类号： G642      文献标志码： A

Reform and Exploration of Practical Teaching of "Microcomputer Principle"

under the Background of "Internet Plus"

ZHANG Qiuyan， WANG Li

（School of Energy Engineering， Yulin University， Yulin， Shanxi  719000， China）

Abstract：

In the practical teaching of microcomputer principle technology， there are many problems such as heavy theory， light practice and single teaching mode. Yulin College carries out the practical reform by incorporating the "Internet +" teaching concept into the practical teaching. By combining the new teaching concepts of “rain class” and “micro-course”， we reasonably allocate practical course time， optimize experimental content， simplify examination form， strengthen practical ability， and provide students with a practical platform for academic competition to stimulate students' initiative and enthusiasm.

Key words：

the Internet plus; microcomputer; rain class; teaching reform

0 引言

微机原理课程是榆林学院电气自动化专业、测控技术与仪器专业及机械设计等多个专业的基础课程[1-2]。随着科技的飞速发展，工业、航天、汽车业等很多领域都逐步实现了部分或全部自动化，这都与编程控制分不开。而微机原理与接口技术是单片机、DSP等电子信息编程类的入门基础，其汇编语言的学习对学生掌握基本的硬件概念和软件编程有不少好处[3]，但目前该课程的实践教学存在一些问题，比如实验课时较短，教学内容陈旧，理论和实际联系不密切。随着“互联网+”概念的不断推广，“互联网+教育”在高校教学中逐渐显现出其特有的教学效果，教师与学生借助互联网平台进行预习、学习、总结、讨论交流等线上线下相结合的学习模式，确保学生与教师最大化的了解学习与交流互动，掌握学生的学习情况，逐步激发学生的学习兴趣与主动性，从而提高教学质量与学习效率[4-5]。

1 微机原理实践教学中存在的问题分析

1.1 教学内容陈旧

微机原理是电类学生接触和掌握后续微机控制类课程的基础，目的是培养学生分析和解决相关工程实践中的基本问题的能力[6-7]。该课程内容庞杂，又比较抽象，而在相应的实践教学环节中，由于硬件条件的不成熟，学生只是应用emu8086汇编软件进行模拟仿真，对问题的分析仍然只是理论分析，如实验一，重点放在了寻址方式的练习，加之emu8086本身存在一些Bug，学生只能通过读取一些寄存器来验证代码，对存储单元的定义及其寻址仍然是一知半解。再者，对硬件的应用了解不够深入，对微机原理课程在实践中的用途不明确，从而挫败了学生的学习积极性。

1.2 硬件设备欠缺

由于微机原理的CUP主要是以8086经典处理器为例讲授，学生在接口电路中，对控制器8086与被控对象之间的硬件的连接概念模糊。由于8086试验箱损坏较多，在调试过程中，遇到的问题较多，故而采用Proteus进行模拟仿真，仿真过程中，学生不理解端口地址的确定，导致输出指令不能控制预设的流水灯。这些问题主要源于该课程的实践环节本质还是在虚拟学习，学生不能亲身动手设计硬件，连接硬件。

1.3 教学模式单一、考核形式化

微机原理实践教学是“理论+实践”模式，老师讲述20分钟左右，学生在emu8086软件及Proteus软件仿真中进行模拟仿真80分钟，有些知识点较难，学生预习吃力，而实践课程时间短且比较零散，没有按时做完的学生不具备继续探索学习的条件，导致学生逐渐失去主动思考与突破问题的动力，而每次考核方式单一且形式化，有些学生从中蒙混过关，而教师又不能全面掌握实践效果。

2 “互联网+”背景下的实践教学改革

针对上述影响微机原理实践教学效果的因素，结合90后的思维模式、学习习惯，充分利用互聯网技术，让学生在学中玩转MCU8086，玩转中学MCU8086控制程序，提高实践能力。同时对教学内容、教学手段及教学模式进行创新改革，形成一套较完善的任务驱动与过程互动且评价反馈体系。其整体设计思想，如图1所示。

2.1 实验教学手段创新

摒弃纯理论仿真，引入电路设计-编程控制-调试测试环节，让学生从纯理论分析中走出，进入微机原理实际应用设计中。在微机原理实践课程中，不应该是emu8086软件的纯仿真，也不只是购买MCU8086实验箱，学生只是搭线-下载，而是给学生提供一些面包板或是测试板及一些分立的元器件，要求学生经历元器件的选型-电路设计-编程测试的每个环节，综合掌握专业知识。

2.2 实验内容体系优化

该课程只有8个实验课时，在少课时的客观条件下，为了最大化提高学生的实践操作能力，必须对实验内容进行优化。首先，实验内容的探究性，通过设计一些简单实用功能的题目，如两位数相加、相减，存储其结果到指定单元，让学生带着探究的心态，结合理论课程知识，逐步完成既定功能，不仅巩固了基本指令知识的学习，而且对存储寻址知识有了更直观的认识;其次，加强四次实验内容的关联性，层层推进，激发学生的学习兴趣。在完成编程指令操作的实例之后，引入Proteus仿真软件，设计流水灯循环点亮功能，将程序调试后下载仿真其功能，仿真通过后，学生在面包板搭建实际硬件电路，并进一步作调试，调试成功后，在PCB电路板上焊接电路，从而掌握硬件与软件之间的接口知识，同时巩固了Proteus仿真工具，PCB焊接知识，充分激发学生的学习兴趣，调动学生的积极性;最后，在实验内容考核中，提高内容综合性，应用该课程理论知识，综合设计，完成一个小作品，其实验内容框架，如图2所示。

2.3 教学模式新探索

该课程少课时且实践性强，而现在90后学生善于应用网络，习惯网络化作业，故充分发挥“互联网+”的优势，充分利用网络资源，将“雨课堂”教学模式引入微机原理实践教学中。雨课堂是近几年兴起的一款将教师-学生连接起来的智能终端，可实现课前-课上-课后环节的实时互动。教师可将学习视频、试题、测试等推送到学生手机，学生通过微信可随时随地进行有效学习，如图3所示。首先在教师在装有“雨课堂”软件的电脑上制作教学PPT，学生通过手机微信扫描二维码登录进入课堂;其次，教师将需要预习掌握的基本知识通过“雨课堂”推送给学生，可在讨论区互动了解;再次，在课堂上，通过在线讲解与测试掌握学习情况;最后，教师与学生通过“雨课堂”讨论区随时交流学习心得。

2.3.1 线上学习与讨论

考虑到学生实践课时短，对实验内容的相关知识，如基本指令、寻址方式等基础知识的预习提前两周由“雨课堂”平台中的作业区推送，学生在线上接收到实验内容要求时，提前预习相关内容，了解需要用到的相关元器件。一周后，将学生进行线上分组，4-5人一组进行分区讨论，教师可实时了解学生预习情况，解答相关知识;之后，教师将该实验项目的典型知识学习视频共享群中，学生可以进行提前感性认识，同时，学生也可将自己搜集到的相关学习资料在群中共享，达到资源的共享，有效提高学习效率;一周后，学生以小组的形式在指定实验室自由安排时间，进行选器件，设计电路，编程下载调试，并将所做的实验结果上传在与课程作业区，进行分享与讨论。

2.3.2 线下互动与实践

在实践课堂中，学生带着提前做好的实验作品，进行演示分析，说出小组在完成该作品中，遇到的问题，及如何解决，将实验经验与大家共享;同时，提出自己的新想法，有哪些地方可进行改进，或是在实验过程，哪些问题仍然没有解决，师生互动，讨论分析，最后再完善优化小组作品。这样不仅激发了学生的学习兴趣，提高了学生学习的主动性，而且也增加了学生自我展示的自信心和团队合作能力。

2.3.3 线上线下联合实践

学生在课余时间撰写实验报告之外，观看相关实验内容的微课视频，总结视频中圈点出的关键知识点，最后需完成课后推送的提升小实验，并推送到雨课堂作业区，教师在线掌握学生实验情况，并给出反馈信息。线上与线下的实践学习，强化学生实践能力，克服少课时的弊端。

3 改革后结果分析

微机原理实践课程进行了教学手段、实验内容体系及引入“雨课堂”等新教学模式等方面的改革，为了与传统教学方法之前的差异进行验证，在近两年的教学中对电气和测控两个专业的学生进行了数据统计，通过课上观察学生学习状态、课后调查、雨课堂投票及成绩考核等手段进行了记录与综合统计。实验结果表明，在“互联网+”时代的影响下，学生更倾向于网络学习，手机微信讨论等方式，学习积极性明显提高，课后的自主讨论与学习的主动性也显著增强;动手能力逐渐提升;实验报告中的分析总结更丰富，不再是传统教学下的敷衍形式。通过以上分析，改革后的实践教学能有效激发学生的学习兴趣，促进学生自主学习能力及动手操作能力。

4 总结

“互联网+”的实践教学模式，与传统的实验模式相比，学生的积极性与主动性明显提高，课堂气氛更活跃，师生互动良好，最后，该模式的应用，提高了学生对微机原理的实践应用能力，从而为后续的相关课程打下了扎实基础。

參考文献

[1]林明明，尹晓红.《微机原理与接口技术》教学方法探讨[J].山东化工，2018，47（16）：154-155.

[2] 王静，陈强强，董苏， 等.《微机原理与接口技术》课程实践教学研究[J].赤峰学院学报（自然科学版），2018，34（7）：57-59.

[3] 汤晓安，何智勇， 郝建新，等. 面向多层次学员的“微机原理”教改实践[J]. 高等教育研究学报，2001（2）：40-41.

[4] 姚彦欣，欧荣轩，张黎.“互联网+”背景下高职混合式教学模式课程改革与实践——以“工程测量”课程为例[J].科教文汇（中旬刊），2018（10）：87-88.

[5] 张嫚.基于“互联网+”背景下课程建设的思考与实践[J].农产品加工，2018（18）：98-100.

[6] 张萍. 数控专业《微机原理与应用》课程的教改实践[J]. 南京机械高等专科学校学报，1999（4）：22-23.

[7] 卢倩，王福元，崔治. 机电专业微机原理应用课程实验教学改革策略探讨[J]. 实验室科学，2014（1）：95-97.

（收稿日期： 2019.07.22）