微課在“微機原理及應用”課程教學中的應用研究

李建海 趙彥敏 王琦

摘要：針對非電類專業的“微機原理及應用”課程教學現狀存在的一些現實問題，本文探討了將微課引入微機原理課程教學的可行性，提出了“微機原理及應用”課程微課及相關實驗微課的設計思路，該教學改革經學生反饋，取得了較好的效果。

關鍵詞：微機原理及應用；微課；實驗

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 論文編號：1674-2117（2018）13/14-0152-03

● “微機原理及應用”課程的教學現狀

“微機原理及應用”是工科學校非電類專業一門理論性和實踐性都很強的專業基礎課程，在整個專業教學體系中起著承上啟下的作用，其授課內容涉及微機的硬件結構和軟件編程兩個方面。然而在實際的教學過程中，學生反映課程內容比較抽象且難以理解，學起來枯燥缺乏興趣，唯一感興趣的動手實踐環節，又由于實驗形式單一、方法單調而失去了對學生的吸引力。因此，如何根據課程的特點和學生的實際接受能力安排教學內容、確定教學方法、增強實踐環節效果，使之既符合非電類各專業教學的需要，同時又能充分反映微機的應用場合和發展方向，一直是教師們探討的課題。

“微機原理及應用”課程目前存在的問題主要有以下幾個方面。

一是學生對“微機原理及應用”課程重視程度不夠。各非電類專業一般以幾門本專業的專業課為主干，圍繞這些專業課開設的相關課程和實踐活動較多，而“微機原理及應用”課程屬于公共基礎課，學生的重視程度不夠，學習態度不夠端正，覺得只要能通過考試就行，學習積極性不高。

二是教學方法已不能滿足發展需求。“微機原理及應用”課程主要講解微處理器的內部構造、指令系統和外圍硬件設備擴展的問題，以教師在黑板或PPT上講授原理、概念為主，輔助以適當的習題幫助鞏固知識點和加深理解，學生學習時只是機械記憶和抽象理解，授課的效果不好。另外，由于學時限制，有些教師課堂上只講教材中的經典內容，沒有介紹目前最新的微機發展趨勢和應用現狀，不能有效激發學生學習該課程的積極性。

三是實驗教學環節資源不足。由于實驗學時少，實驗室資源有限，因此“微機原理及應用”課程的實驗基本都是使用集成式實驗臺，在有限時間里做驗證性實驗，學生只需按照實驗指導書要求在實驗臺簡單地插線，然后敲入書中的程序就能達到實驗效果，沒有深入理解具體器件的作用，很難體會到硬件連接與程序調試的過程，因此實驗教學效果很有限，最終導致工科院校的學生畢業之后不認識基本器件，不會編程解決具體問題等。

以上關于“微機原理及應用”課程課堂教學和實驗資源方面的問題，導致學生學習該課程沒有積極性，有些學生甚至產生厭學情緒，表現為課堂睡覺，玩手機，下課抄作業或不交作業，做實驗時應付了事，不能有效達到該課程的教學目的。因此如何提高教學效果和實驗質量是該課程教學過程中需探討的課題。

● 微課應用于“微機原理及應用”課程的可行性

隨著信息技術的發展，電腦、手機等智能設備越來越普遍，使得高校學生獲取知識的途徑和手段有了很大的變化，在大規模網絡開放課程的帶動下，微課已成為當前教育領域的研究熱點與實踐趨勢。微課是指通過提煉知識點制作的一段時間在5～8分鐘以內，具有明確教學目標的教學視頻；它對某個知識點進行講解或強化[1]，學生在視頻情境中學習相關知識，可以最大程度地實現知識的理解與吸收。微課可在計算機或手持移動設備上運行，短小的視頻充分利用時間碎片，學生可以隨時隨地進行學習，符合現代大學生移動學習、自主學習的特點，更適合學生按需學習、個性化學習的需求，既可查漏補缺又能強化鞏固知識。微課這種信息化的教學手段為“微機原理及應用”課程的教學提供了一種新的思路，能滿足學生個性化學習微機原理相關知識、預習微機原理實驗的資源需求。

● 微課在“微機原理及應用”課程中的實踐

1.根據教學目標將課程分解成相應的微單元

教師需要根據總體教學目標將課程進行分解[2]，即將課程分為微機概述及數制轉換、微處理器、存儲器、指令系統、匯編語言編程、中斷系統和常用可編程芯片應用等7個部分。再依據每部分內容組織的特點將其分解成相應的微單元，如將存儲器單元細分成存儲器技術指標、隨機存儲器原理、典型RAM芯片、只讀存儲器原理、典型ROM芯片、存儲器芯片擴展方法、74LS138芯片內容回顧、位擴展原理、位擴展舉例、字擴展原理、字位擴展舉例、字位擴展原理和字位擴展舉例等13個微單元。

2.對每個微單元進行內容設計

每個微單元的學習內容主要包含學習主題、達成目標、重難點把握、相關知識點、學習練習、學習反思（解決問題的過程、存在問題與改進設想）等。教師應該著重把握每個微單元中重難點的內容設計、講解思路和問題啟發等，使其有效地輔助課堂教學。例如，在設計存儲器字擴展原理微單元時，可通過典型題目解析，將存儲器字擴展的問題分解為14個步驟，每一步對應明確的操作，重點在于譯碼器電路設計。學生通過該微單元的學習，能更深刻地理解解題步驟，提高學習該部分內容的興趣。

3.對每個微單元進行微課制作

首先，要明確相應微單元的知識點及重難點，注意在一節微課中以一個重難點內容為宜，較長的內容可分為幾次微課逐步解決。[3]其次，要整理相關的教學材料，通過多種渠道搜集多媒體素材。在進行微課內容的設計時，注意一節的時長應控制在8分鐘以內，這符合學生注意力保持時間較短的特征，這個時間長度也容易將一個簡單問題解答清楚，復雜內容可分為幾個小節講授。最后，在進行教學過程結構設計時，多通過問題引入法或事件引入法快速引入課題，吸引學生注意力；對相關內容講授要條理清晰，語言精練，進行微課制作時可采用多種方法提高微課質量。根據本課程特點，筆者采用屏幕錄像專家+PPT+手機+手寫板+麥克風+背景音樂的方式制作微課，制作時注重采用學生易于接受的方式講清楚每節微課的內容。

4.針對實驗相關內容錄制相應微課

“微機原理及應用”課程每個實驗項目一般安排2個課時，在每次開始實驗前實驗教師都要集中講解實驗目的、內容、步驟、設備使用方法、實驗注意事項、實驗報告要求等[4]，本課程的實驗屬于基礎課實驗，選課學生較多時重復性很強，導致實驗教師的勞動強度很大。而將微課運用于本課程的實驗教學，可以產生良好效果。

（1）實驗教學內容可反復演示

將實驗要求和實驗內容的講解錄制成微課，要求學生提前預習。每個學生的學習能力、理解水平等都不一致，所以每個學生可結合自己的實際情況制訂觀看微課的學習計劃，可以任意停止或者重放微課以確保對實驗內容的理解。經過微課學習的環節，學生到實驗室就可以直接開始做實驗，有問題可以再次觀看微課或由教師解答。這樣，實驗教師不需要在實驗室講解實驗操作過程，可以大大提高教學效率，降低勞動強度。

（2）精細化的實驗教學指導成為可能

實驗內容和操作步驟等都通過教學視頻展現給學生，實驗教師不用集中統一講解和演示，節省的時間可用于解答學生的疑問，這樣不但可以對學生的發散思維進行訓練，而且還能培養學生的創新思維能力。

（3）強化實驗效果，培養學生創新能力

針對容易出錯的實驗內容，還可以在微課中通過一些常見的實驗錯誤問題案例，引導學生思考產生錯誤的原因，避免自己在實驗中產生錯誤，順利完成實驗。同時，在微課中可通過啟發、引導的方式提出一些擴展性的實驗思路和相關的創新實驗方案，這些內容都具有一定的難度，能力較強的學生可以嘗試挑戰解決這些拓展性問題，從而進一步培養解決實際問題的能力和創新能力。

● 結束語

實踐證明，在實踐性、操作性都較強的“微機原理及應用”課程中引入微課是可行的，能有效激發學生的學習興趣，調動學生的學習積極性，提高學生自主發現、探究的能力，培養學生的動手能力，教學效果得到較大的改善。在“微機原理及應用”課程的實驗教學中引入微課，降低了實驗教師的勞動強度，提高了學生動手做的興趣，更培養了學生的創新能力。

參考文獻：

[1]胡鐵生，詹春青.中小學優質“微課”資源開發的區域實踐與啟示[J].中國教育信息化，2012（22）：65-69.

[2]金燕.基于微課的翻轉課堂教學模式實踐研究——以《計算機應用基礎》課程為例[J].職教論壇，2014（23）：55-58.

[3]陳欣，翟翠萍.微課在物理化學實驗課教學中的應用探討[J].廣州化工，2014（17）：230-231.

[4]吳嬋.關于微課對優化高校教學效果的思考[J].科教導刊，2013（29）：17-18.

作者簡介：李建海（1979—），男，甘肅白銀人，講師，碩士，主要研究方向為系統工程。趙彥敏（1979—），女，山東德州人，講師，碩士，主要研究方向為通信與信息處理。王琦（1979—），女，河北雄縣人，講師，碩士，主要研究方向為電力電子與電力傳動。

基金項目：甘肅省工業過程先進控制重點實驗室（XJK201522），甘肅省自然科學基金（1508RJZA090），電信學院教學研究項目資助（DXXY20170209）。