计算机接口技术课程教学改革探索①

孙桂鸿 朱 凯

（阳光学院，福建 福州 350015）

计算机接口技术课程在计算机科学与技术专业人才培养课程体系中，处于重要的承上启下的位置。课程主要面向专业学生教授微机系统接口相关技术的专业知识和培养与微机系统设计、实施、运维、测试相关的应用实践能力。通过这门课程，前导的汇编语言课程拥有的切实的应用场景，后继的单片机应用技术、嵌入式开发等课程也补齐了关键的技术拼图。

当前计算机产业正面临转型升级的重大机遇，行业对计算机工程技术人才的需求产生了明显的变化。扎实的专业基础知识和基本的工程实践技能之外，要求毕业生所学与当前工程实际紧密关联。能快速上手的同时，具备较强持续学习的能力，乃至能够把握技术发展的动态、展开创新实践。

我院计算机接口技术课程开设以来，面临了两次课时压缩导致的教学内容调整。但是在大部分的时间里，总体的教学模式、内容和方法鲜有变革，在新形式、新要求面前遇到了重大的挑战。

一是传统以专业教师为主导的教学模式下，课程教学缺少改革的动力，即便采用项目式教学[1]，教学内容与行业发展实际也难免脱节，无法达到应用型本科高校对于学生工程实践能力培养目标的要求。

二是知识传授式的教学方法无法适应当前教学对能力培养的要求。尤其在专业课时大量压缩情况下，教师需要对教学内容进行浓缩提炼，即便如此，在大多数的时候讲解完教学内容就已经十分勉强，课堂之上师生之间对学习内容的交流、讨论更难以展开。

三是公式化的标准教学过程[2]，忽视了学生的自主性和差异性，不能满足学生个性化需求，学生学习热情、积极性不高，制约了探究和创新能力的发展。

计算机科学与技术专业要发展，自上而下的教育教学改革已经刻不容缓。计算机科学与技术系教学团队近年来启动了专业人才培养一揽子的教育教学改革计划，从人才培养模式的改进、培养方案的修订、课程体系的重塑到课程教学的应用型改革，取得积极成效。

一、课程改革举措

1.创新思路

计算机接口技术课程改革以阳光学院着力培养“专业基础扎实、实践能力突出，具有创新创业能力的应用型人才”的指导思想为出发点，以培养学生能力为中心，以计算机接口的基础知识学习和综合应用实践为抓手，着力于课程内容的工作化，工作内容的课程化[2]，采用企业项目贯穿始终的项目驱动式教学方式达成教学目标。引入企业真实项目，不断更新教学内容，力争让学生掌握最新的知识与基本技能，激发学生的学习兴趣。改革过程中注重校企协作，注重新平台、新方法、新技术于教学过程的应用。

2.具体举措

（1）校企深度协同，教学与产业不脱节。

教学管理团队展开深入的行业调研之外，邀请专业相关企业高级工程技术人员全程参与课程教学目标、教学内容、教学方法，乃至具体实践项目的设计，广泛吸取来自一线企业的宝贵意见。教学过程中吸纳企业技术人员参与课程教学和评价。教学内容引入合作企业的真实项目，让教学内容有真实的工作任务和应用场景支撑。作为课改项目的延续，教学后持续加强与相关企业的协同育人合作：建设校外实训基地，每年为我院学生提供稳定的实习实践机会；由企业导师组织学生参与企业实际项目，提升学生专业实践能力；为有工作意向的同学提供就业机会，维持与企业的人才输送关系；同时安排专业教师深入企业，开展项目合作，提升专业教师的专业实践能力。

（2）成果导向教育

教学过程中的设计以CDIO[3]的教学模式为指导，以学生为中心，强化学生的学习成效。把教学内容对应的工作任务划分成若干环节，并对各环节设计了对应的情境，展开课程规划、教学设计、教学实施、评价方式改革，整个教学过程持续改进。将企业项目引入教学设计，以团队形式，通过头脑风暴式的小组讨论进行项目的构思和设计，通过团队协作实现项目的落地和正常运转，综合培养学生的工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力。

（3）教学内容知识重构

教学内容的设计围绕人才培养的毕业要求，以计算机接口的基础知识学习和综合应用实践为抓手，以企业的真实工程案例——智慧灯杆项目为载体，展开教学设计。针对学生对理论知识缺乏兴趣，对硬件知识掌握有畏惧等问题，对课程内容设计进行了重构，教学内容引入课程思政。通过搭建知识框架，将理论知识最少化和阶段迭代化，让学生用最少的时间，掌握最核心的知识，设计出最简单的计算机控制系统，并逐步实现知识的精熟与创新。

课程内容除了计算机微机的基础知识，其他知识以四个情境为主线，每个情境中都有迭代上一个情境的开发任务，各个情境之间呈递进关系，反映了同学们在计算机接口课程中的学习工作任务由信息输入、信息输出、信息保存与处理、到人机交互，综合应用的一个过程。用企业项目贯穿的驱动式教学，将课程内容工作化，让学生学会将理论知识转化为应用。每个情境均对应了完整的单片机开发设计流程，重复的是步骤，不同是教学内容[4]。

通过四个任务的设计，每个任务都是每个场景中都有迭代上一个场景的开发任务，各个场景之间呈递进关系。每个任务结合课程的理论知识和实践操作。每个任务都是实际的应用场景，采用企业项目贯穿的驱动式教学，将理论知识变成实际应用符合课程定位。要求学生每个工作任务产出都可视化：比如任务一完成带状态指示灯的设备、任务二完成红绿灯的倒计时显示系统、任务三完成能人机交互的声光报警器、任务四完成智慧灯杆的信息输入和信息展示。每个任务的学生的设计文档，调试过程遇到的问题、解决的思路方法，阅读的参考资料，总结报告等。

（4）教学过程仿真企业运作方法

教学过程中将企业的实际项目真题习作，工作任务课程化，在课程中引入目标导向，把工作任务若干环节，并对各环节设计了对应的情境。通过在模拟企业开发任务的情境中学习，让学生感知企业对于工作任务的要求。在教学过程中，模仿企业运作方法，通过任务下达，制定任务完成计划、任务完成日报、任务完成周报、开发文档编写、任务总结报告等方式对学生进行考核。在教学过程中注重以CDIO 的教学模式为导向，通过模拟企业任务，分小组进行头脑风暴[5]讨论，以及团队合作等方式实现。引入企业工作制度及项目，让学习更有真实感、新鲜感和紧张感，从而建立起更强的时间观念和责任心。通过对任务功能的实现、系统演示、同学的评价、老师的检验，学生可以很清楚地看到自己是否完成任务、完成的质量，或完成了多少，以及出现了哪些问题，实现学生对学习情况的自知，以及接下来的自我修改、完善达到任务的完成。

整个教学过程中学生的项目实战允许个性化追求，通过“牵着走、跟着走、自己走”三个循序渐进的步骤，学生在做中学、学中做[6]，可与老师时时互动，提出自己的思路并得到针对性的指导。学生在学习积累的基础上，自行设计项目解决方案，老师线上线下从旁辅助，项目实践呈现较高的自由度。

（5）教学方法和手段与时俱进。

采用线上线下混合式教学，借助于超星学习通、腾讯视频等新兴线上教学平台和工具，丰富教学手段，提供个性化学习资源，同时拓展师生交流渠道。线上教学配备PPT课件、教学视频、知识点测试题等教学资源，侧重于课程知识点的学习，设有讨论区，提供闯关、抢答等课程学习互动；线下教学组织学生以“项目组”的形式，通过充分的讨论，展开项目的构思、设计与实现。引进企业导师一起验收、评价实践项目，实现课堂与工作无缝衔接，切实提高学生知识运用能力。教学组织仍然为课前、课中、课后三个部分，但是内容涵盖“基础知识+基本技能+企业技术指导+项目实践”四大模块，突出应用能力的培养。针对线上教学互动和创新应用的项目设计设置激励机制，鼓励学生积极互动，大胆创新，改善学习氛围，激发学习、创新热情。

（6）课程评价多元性

本课程主要采用以学生产出为导向，以完成的工作任务为评价内容，以适应岗位能力为评价目标的评价方式。课程评价的方法具有多元性，重视过程性考核，涵盖线上、线下课堂学习及工作任务的完成度。最后课程成绩评定方式采用结构制评分体系，具体结构比例如下：

最后的总成绩S（超过100 按100 算）=L1*20%+L2*30%+L3*20%+L5+L6

考试成绩L1：本课程理论知识考核。

任务完成成绩L2：通过答辩的方式对每个项目组完成的每个任务进行考核，从项目总体质量、系统设计能力、编码能力、测试能力、文档撰写能力等多方面对学生的总体课程学习效果进行评价。答辩过程邀请合作企业专家共同参与。

过程成绩L3：在过程中实现即时地反馈,每个情景都有规定的学习任务和“做”的部分。通过检查学生的任务计划、日报、周报、项目设计文档，项目总结报告，演示系统，就可即时地反馈出系统所存在的问题与不足。通过这个部分，可直观地了解学生的相关知识掌握情况，并根据学生的系统完成情况给出相应的分数。在任务开发的过程中实施项目周报的措施，要求每个项目组每周提交一份书面材料汇报本周的进展、存在的问题以及下周的计划。教师根据项目周报对学生存在的问题进行反馈。

组员分数L4：每个小组成员的成绩由项目组组长根据贡献度进行评定，项目组成员的平均成绩等于L2。组长评定组员成绩需给出具体理由，不能搞平均主义。组长成绩由老师和组员一起给，不低于平均分L2。

积分L5：根据学生在学习各阶段的表现，可获得奖励积分，每个任务累计奖励积分不超过5 分。每个任务的积分实时公布，让学生自知自己的掌握情况，及时的进行调整、努力。

学生成绩评定L6：通过评选最佳团队、最佳作品等方式进行外部激励，学生在学习实践过程中，学到相关知识并完成既定任务，可以收获成就感，并激发继续努力的动力，即内部激励。优胜团队和作品小组成员分别获5 分。

学生学习各阶段完成时，相应的评价成绩就随之产生。阶段性成绩将以在线公布的形式提供学生查询，帮助学生调整学习态度和努力的方向。

（7）教学过程融合课程思政内容

整个教学过程中融入课程思政内容，实现全过程、全课程的全方位育人，增强学生的爱国主义、职业道德教育，使学生在专业自豪、技术自信的同时，具备社会责任感、职业素养及求真精神。

二、改革成效分析

1.学习氛围明显改善

改革之后的教学模式，课堂教学的组织更科学，学生更容易被调动起来。调整之后的知识结构，也更容易被学生所接受。线上平台上线之后，学生有了新的学习途径，与任课教师也有了课堂之外的官方交流渠道。课程上线平台的这一轮课程，学生平均在线学习次数达到569.3 次，闯关、抢答等教学环节气氛热烈，师生互动信息上千条。更优渥的学习条件下，通过一定努力就能切实掌握知识要点，慢慢地更多同学都有了信心，也有了一份耐心去深入专业知识的学习。

2.教学成果喜人

课程教学改革实施以来，学生知识掌握程度、工程实践能力、创新意识均有明显提升。

计算机科学与技术专业17 级本科生较16 级本科生在计算机接口技术理论课程的成绩提升达到了6%。实践项目呈现的合理性、多样性和创新倾向令人感到欣喜。知识、技能的掌握，带来学生自我评价的提高。信心提升的同时，学习热情也达到前所未有的高度。能力和自信的加持下，专业学生积极参与各类学科竞赛，即便在软硬结合的项目上也获得多项省级、国家级奖项。

3.协同育人成果的反向输出

校企双方共同开发的教学资源经过实践的检验之后，被合作企业吸纳入入职员工培训项目，实现反向输出，真正意义上的互利共赢。

总之，计算机接口技术教学改革取得的阶段性成果说明我们的思路和方向是正确的，但这只是课改这条马拉松赛道上很小的一步。未来我们将在教学设计的进一步完善，教学内容的持续迭代更新，校企在课程教学的进一步深化合作方面做更多的挖掘。同时，面向线上平台这一条新战线，我们将持续开展教学资源建设，提供更多高质量的课程相关知识的延伸、拓展和提升的内容，满足应用型人才培养需求的同时，提供更多个性化学习的支持。