以考促学助力微机原理与接口技术课程教学探析

杨玫　李瑛　李祁

关键词：以考促学；微机原理与接口技术；成果导向；BOPPPS

中图分类号：G424 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2023）10-0166-03

成果导向（OBE，Outcome Based Education）[1-2]教育理念非常重视学生对知识的应用，但是教学中经常会遇到很多学生学习完课程却达不到应用目标的情况，这是因为任何知识的学习都包含两个阶段：第一个阶段是记忆理解基本概念、术语和相关原理；第二个阶段才是知识的应用。如果基础不扎实，应用是很难走深走远。本文将结合微机原理与接口技术课程，讨论以考促学如何帮助学生快速通过基础知识的学习。

1 微机原理与接口技术课程特点

微机原理与接口技术课程是面向非计算机专业开设的一门计算机基础课程，课程以Intel 8086/8088 微处理器为例，介绍了微处理器的内部结构、外部引脚和工作原理，以及指令系统、存储器、接口与微处理器的连接，学生通过学习能阐述微型计算机的工作原理，能进行简单微机应用系统的开发与设计。课程存在如下特点：

1.1 课程主线清晰，思维要求高

微机原理与接口技术课程以微机工作原理为主线，教学内容围绕其展开，从微机组成开始，分别介绍微处理器、存储器、总线和接口的组成结构和工作原理，逻辑结构清晰明了。但是由于日常所说的微机实际上指的是微型计算机系统，与计算机科学中的微机在概念上存有差别，学生在理解上存在误区，不能很好地把握课程主线，导致对课程认知存在偏差，很多学生误解课程是要学习计算机硬件维修。

随着计算机的发展，特别是智能手机的普及，操作计算机变得越来越简单，但是理解计算机工作原理却变得越来越难。对于非计算机专业的学生，在学习本课程前，只学习了大学计算机基础和计算机程序设计两门课程，计算思维尚未建立起来，增加了课程学习的难度。

1.2 概念术语庞杂，抽象难理解

微机原理与接口技术课程包含大量计算机学科的概念术语，比如物理地址、逻辑地址、寻址方式、中断、并行、串行等，都比较抽象，较难理解。对于非计算机专业的学生，本课程所涉及的众多概念术语都是第一次接触，理工科专业的学生通常学过数字电子技术，接触过寄存器、触发器和译码器等，理解上可能容易些，对于偏文科的学生会很困难。由于历史等原因，很多微机原理与接口技术教材上的电路图绘制不规范，芯片引脚命名不统一，也会引起学生学习困扰。

1.3 综合应用广泛，知识跨度大

微机原理与接口技术课程前半部分学习微机工作原理，后半部分是接口，课程最终落脚点放在了接口芯片的应用上，部分学生学习前半部分时虽然感觉难，但还能跟上，等到了接口芯片的应用，感觉很难，有学生甚至觉得这是学了两门课吗？接口芯片的应用部分综合应用了前面所学的知识，因为应用必然需要应用情境。当前教学改革强调基础课程与学生专业结合，情境往往与专业背景有关，提前让学生接触专业背景目的是好的，但是知识跨度大，无形中可能增加基础课程的教学难度。

另外，微机系统由硬件系统和软件系统共同构成，二者相辅相成，缺一不可。为了便于教学，硬件系统和软件系统分别开设课程，微机原理与接口技术课程为硬件类课程，但包含汇编语言程序设计；计算机程序设计属于软件类课程，可以零基础学习，但是如果对硬件理解较深，可以更深刻地理解计算机内部执行程序的过程和原理。在微机原理与接口技术课程中，可以继续分类，将教学内容分为微处理器、存储器、总线和接口几个部分，几个部分之间都是“你中有我，我中有你”，但是学生在学习完微处理器、存储器、总线和接口后，一到接口芯片几乎全是综合应用，好像完全没有过渡，学生能明显地感受到知识间存在的割裂感。

2 以考促学助力微机原理与接口技术课程教学

2.1 以考促学融入教学各环节

混合式教学[3-4]背景下，课程教学包含课前、课中和课后三个阶段。课前，教师提供学习任务单帮助学生进行自主学习，学习内容包括本节课所需的预备知识和部分简单的知识点，教师提供微课等视频，主要针对知识内化；课中，教师指导学生开展学习，主要针对知识的初级应用；课后，学生对本节课内容进行复盘，主要针对知识的高级应用与综合應用。三个阶段作为一个整体，共同支撑教学过程的完成。前面阶段的学习效果直接影响后续阶段的学习效果。引入以考促学可以检验每一阶段的学习效果，进而对下一阶段的教学进行有效调整。

2.2 以考促学改进教学目标的可操作性

“以学生为中心”的教育理念提倡教学目标的可操作性，教学大纲中的了解、理解等字眼可操作性比较差，学生对其理解与教师的理解可能天差地别。以“理解微机工作原理”这句话为例，教师通常是这样认为的：能说出微机的组成，能结合8086/8088微处理器说出如何取指令、分析指令、执行指令，而学生往往是这样认为的：微机的工作原理是程序存储程序控制。

以考促学可以通过填空等形式，将教学目标分解细化，提高其可操作性。仍以“理解微机工作原理”为例，教学目标修改为：能说出微机的组成，能说出8086/8088微处理器的组成，能结合8086/8088微处理器举例说明如何取指令、分析指令、执行指令。对应的测试题可以设置如下：①微型计算机的组成包括________、________、________和________。②8086/8088 微处理器由两部分组成，分别是________和________。③以指令ADD AL， 5为例，说明8086/8088 微处理器中如何取指令、分析指令、执行指令。看到这样的测试题目，学生很直观地了解自己的学习状况，教师拿到答卷也很清楚地了解学生的学习情况。

2.3 以考促学关键在于试题设计

以考促学往往被认为等同于应试教育，但是应试教育是相对于素质教育而言的，二者并不是以是否有考试来进行划分的。是不是应试教育跟考不考试无关，关键还是要看试题的使用目的，目的不同相同知识点的试题设计是不同的。以标志寄存器为例，初学时要求学生能根据运算结果判断CF、SF、OF和ZF四个标志位的值，出题如下：计算-55+108，判断标志寄存器CF、SF、OF和ZF四个标志位的值。待课程结束时，直接给出计算式判断标志位知识点单一，不符合综合应用的目的，出题如下：

有以下程序段：

MOV AX， 119E

XOR BX， BX

MOV AL， 20

MOV BL， 30

SUB AL， BL 请问：上述程序段执行后，AX、BX、CF和ZF的值是什么。

2.4 以考促學不是知识应用的终点

以考促学是课程教学中的辅助手段，借助考试这一手段，可以加强学生对知识点的巩固，助力知识点应用，但是考试不能代替知识的应用。教学设计时，不应将考试作为对知识应用考核的唯一手段。以考促学是利用考试这一形式促进学习，绝不是以考定学，不能用考试来判定学习效果。针对微机原理与接口技术课程应用性强的特点，用考试的形式帮助学生较快通过基础关，有效衔接应用关，为通过应用关打好基础。

3 教学案例

以微机原理与接口技术课程的微处理器一节为例，介绍如何将以考促学引入教学设计，课堂教学采用BOPPPS教学模型[5-6]。表1给出了以考促学应用前后教学设计框架对比。

4 教学效果

笔者从2002年开始从事微机原理与接口技术课程的教学工作，平均每年承担一个教学班次，这期间没有采用以考促学，直至2016年开始尝试翻转课堂、BOPPPS模型和对分课堂等，在教学过程中逐渐意识到以考促学的重要性，特别是对基本理论知识的理解非常重要，同时也在思考如何在教学中通过测试的形式提高学生学习效率。2020年，课程教学由线下转为线上教学，采用“腾讯课堂+雨课堂”的形式，线上教学虽然可以通过摄像头看到学生，但是失去了线下教学现场的真实感，教师很难通过表情等即时获得学生的学习反馈，知识点学习结束进行一个小测试可以即时获得学习反馈，有助于教师及时调整教学内容和教学进度。在雨课堂的随堂测试中因为题量少时间限制在30 秒～120 秒之间，所有学生可以分发相同的题目，但是发布课后作业时，因为题量大，时间设置也长，需要采用一人一卷的形式。经过几轮教学，初步形成相对成型的教学模式，针对课程特点相继建设了作业库和试题库，教学效果也获得了提升，图2为近五年微机原理与接口技术课程平均成绩。

5 结论

将以考促学应用到微机原理与接口技术课程以后，学生学习效果有所提高，但是对课前、课中和课后三个阶段的试题设计仍需加强，应明确不同阶段的测试目的，针对测试目的针对性进行题目设计，帮助学生刻意练习，为知识应用夯实基础。