“新工科”背景下《微机原理与接口技术》实践教学改革研究

龚琴

（闽南科技学院，福建 泉州 362332）

0 引言

《微机原理与接口技术》是计算机相关专业的核心课程，它的理论性及实践性均十分突出。它包括了计算机硬件和软件两方面的知识，涵盖信息量巨大，且大多单调乏味、难以理解。在教学过程中，由于实验设备等因素的限制，导致部分创新设计无法正常开展，对于学生探索研究的兴趣产生了一定的负面影响。对于微机原理等实验课程进行深入性的教学，能够让学生对于相关理论内容进行更为全面的了解，一方面能够让教学效率得到提升，另一方面还能够让学生的学习兴趣得到充分的调动，为学生后续的硬件开发做好铺垫。针对教学经验和学生回馈的信息进行收集和梳理，对于这门课程教学中所存在的问题实施梳理和研究。常规的教学方法与应用型人才培养目标之间存在明显的差异，所以需要针对教学方法实施研究和创新。针对课程时间进行科学化的分配，改进实验内容，针对考试形式进行优化、对于实践能力进行提升，为学生创造各类实践的机会，对于学生的学习兴趣进行培养和调动。

1 《微机原理与接口技术》实践教学存在的问题

1.1 实验设备老旧，且实验时间受限制

高校中现有的基于8086处理器的实验箱，大多也是采购于十多年前的。经过长时间的使用，设备已经老旧不堪，损坏相当严重[1]。实验题目设置陈旧，多年没有变化，实验内容当中验证性实验的较多，缺乏综合性的实验题目，设计性的题目更是少之又少。实验课多数情况也是按照实验指导书的步骤进行验证性实验，有时候会与理论教学脱节，实验过程依葫芦画瓢，学生的完整知识结构体系无法统一构建。实验课程安排在实验室的实验箱上完成，学生只能在有限的课内时间进行学习，课余时间如果想进行学习和巩固则缺乏实验条件，而且在实验课程内没有完成实验内容的学生课后无法继续进行，时间在一定程度上限制了学习质量和效果。

1.2 多采用单项实验教学，缺乏综合设计实验

现阶段大部分高校在开展实验教学时通常都会采用单项实验教学法：每个实验相互之间没有联系，学生根据实验手册来开展各项实验，得到实验数据之后整理成制式化报告，就代表着实验正式完成。这种实验无需学生对实验原理进行深入的研究，对于实验结果进行细致性的分析。所以，采用这种教学方法，会导致学生的整体观出现缺失，不能对各类功能模块实施系统性的开发，进而造成学生的知识运用缺乏综合性和系统性。实验内容大部分都是验证性实验，导致大部分的学生在实验时只会按部就班地进行操作，所遇到的问题不能得到及时有效的解决，实践能力无法获得切实的锻炼，创新能力的培养更是无从谈起。

1.3 实践考核本末倒置，不能反映学生的真实水平

现阶段所采用的实验考核大部分都是针对日常考勤和实验报告这两个环节进行考核，此类考核方法缺乏合理性，无法让学生的成绩确保公平性和公正性，因此造成实验报告雷同等问题屡禁不止。但是，对于《微机原理与接口技术》这门课程来讲，应该将重点从知识掌握程度转移到知识应用能力上，在教学过程中采取多种方式进行考评，才能够对学生知识的理解程度进行准确性的评估，让学生自主学习的能力得到锻炼和增强。

2 实践教学改革具体措施

2.1 优化教学内容，改善教学方法

在开展日常教学时，应当对知识点进行合理的分配，由浅入深地对知识难度进行布置。研究以CDIO为基础，即构思—设计—实现—运作教育模式的实验教学方法，科学制定CDIO能力培养目标，让学员对理论知识进行系统性学习的基础上，可以更具针对性地参与各种实践活动，最终让自身的知识水平和实操能力得到同步的培养和提升[2]。依据CDIO模式的相关要求，可以把实验内容结构划分成两个类别。本课程将实验划分5个阶段，分别是验证性、设计性、综合性、应用性和创新性实验；5个层次，分别是基本理论、汇编语言程序设计、存储器设计、接口应用和综合应用系统设计。如图1所示：

图1 CDIO实验教学体系

2.2 激发学习热情，提高创新能力

《微机原理与接口技术》课程教学应当遵循以教师作为主体、以学生作为导向的基本原则。为了培养学生团队协助精神，将班级学生分成若干学习小组（2-3名学生为一组），在教学过程中，教师通过给各组布置学习任务，一步一步用问题激发学生的学习兴趣，激发学习热情，引导他们自觉思考和课外研究。最后教师点评各组完成情况，梳理知识点，布置课后习题来巩固知识和提升应用能力。教学过程中进行讨论和教学之后进行训练，一方面可以让学生的学习兴趣得到激发，另一方面还能够让学生独立思考的能力得到锻炼和提升。借助各种任务的推动，能够让学生发现、分析以及解决问题的能力得到培养和提高，让学生独立探索和创新意识得到建立和增强。同时要解决实践时间不够的问题，学校当务之急必要采取开放式管理模式，给学生相对自由的时间来激发他们的兴趣，使他们在课余时间能够利用实验室资源来学习研究，有创造性地、自主地完成实验任务，这样可以避免学生在实验课程中浅尝辄止，同时达到培养学生遇到问题分析问题、解决问题的能力。

2.3 多层次实验教学，提高实践能力

实验内容具有多样化的特点，所有的实验项目都必须经过必要的程序和步骤。学生应当根据本人的学习情况选取特定的内容来开展实验工作。因为创新类实验的复杂性比较强，花费的时间也会相对较多，但平时的一次课的有限时间完全不够用，可能学生刚产生兴趣并进入实验状态，所以用时比较长的实验就需要被迫进行简化，课后并未对教学内容进行适度的巩固和延伸，不能对实验课上的一些不理解的问题再进行深入理解，针对这种问题可以采用网络版的Proteus，这样就能够让实验室具有虚拟化、开放性的功能。任何一位学生都能够开展仿真性的实验，不再受时间、空间等因素的制约[3]，这样学生就能够在课后进行实践学习。学生进行实验的机会得到了大幅的提升，可以获得更深入的锻炼和学习，同时还可以最大化地对自己的想法进行验证，让学生的实验兴趣得到切实的增强。

2.4 发掘优秀学生参与竞赛，以赛促学

积极引导学生参加全国大学生电子设计竞赛、机器人设计大赛等各种竞赛，对优秀作品和成果进行观摩学习。在教学过程中组织作品竞赛，让学生自行制作课程作品，并彼此进行交流和学习。设计竞赛环节的目的不在于比赛本身，而在于让学生深入了解微型计算机的基本组成与工作原理，在作品开发过程中实现从了解硬件组成到软件编程的跨越，培养学生分析问题、解决问题的能力和创新精神；让学生的协作与操作能力得到了提升，也给之后的实施教学奠定了良好基础。教师在开展教学时，可以更为深入地对知识内容进行研究，让自己的职业素养得到提升，在实践中对教学方法进行改良和优化，建立其教和学的良性循环[4]。

2.5 多元化考核，培养创新人才

为了让常规实验教学考核中的问题得到彻底性的解决，建立多角度和多能力的评价机制，让评价的科学性得到了提升。多角度评价指的是从学生自评等多个层面入手，针对成员的实验成绩实施系统性评价，主要涉及实验预习情况等几项比较重要的环节。其中，学生自评占比20%，教师评价占比 60%，成员互评占比20%。多能力评价指的是利用对各类考核方式进行融合的方式，对学生的学习态度等环节实施评价。利用对评价结果开展系统性的分析，对于方案进行优化，让教学效果获得提升[5]。这样全方位地评价学生对所学知识理解并掌握的情况，既可以真正反映学生的学习情况和学习效果，又可以为教师调整和优化教学目标提供依据[6]。

3 结语

以应用型大学人才培养目标作为指引，根据实际情况，笔者就目前《微机原理与接口技术》实际授课时所遇到的难题进行了分析，并从优化教学内容、激发学习兴趣、多层次实验教学、以赛促学以及多元化考核等五个方面对本门课程的实践教学进行了探索，进而对教学质量进行提升，培养出优质的应用型人才。实践表明，教改让学生的学习主动性得到了充分的激发，让学生的双创意识以及综合素质获得了提升，让教学效果得到了增强，教学改革向前迈出了十分重要的一步。同时，我们也应该清醒地认识到，《微机原理与接口技术》这门课程的实践教学改革是一项漫长的工作，需要不断地摸索和总结经验教训，逐步完善《微机原理与接口技术》课程的实践内容体系，为提高学生创新实践能力，培养高素质新型应用人才奠定强有力的基础。