基于融合理念的獨立學院微機原理課程教學方法

容愛瓊 鐘書棋 呂馬仟 徐展熙 劉文達 唐明煜

摘要：針對獨立學院的微機原理課程，提出了基于融合理念的教學方法。分析了獨立學院微機原理課程教學現存問題;分析了該教學方法的意義，論述了“融合式”的教學實踐。教學實踐表明，基于融合理念的微機原理課程教學方法為學生建立了課程間有機聯系的知識體系，有助于強化學生對知識的認識及應用能力、培育學生的系統觀念，教學效果較好。

關鍵詞：融合理念;獨立學院;微機原理;知識體系

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2019）51-0159-02

微機原理是一門應用性和綜合性較強的機電類專業基礎課程，與多門專業基礎課程存在知識關聯。當前，大工程觀培養與新工科建設得到教育界的廣泛關注，前者注重學科之間的交叉與關聯[1-3]，后者內含交叉、融合、關聯、注重工程實踐、關注前沿發展等先進理念[4-5]。對于微機原理課程，以先進教育理論為指導，加強課程間關聯、構筑知識體系具有較大現實意義。

本文結合獨立學院實際情況，提出了基于融合理念的微機原理課程教學方法。在教學實踐中，理論講授和實驗應用聯動進行，理論講授與實驗教學同步進行，基于“項目驅動型”的教學方法設計多個課題項目;引入單片機行業的新工具新技術，搭建實驗平臺;融入C語言程序設計、電工電子、自動控制原理等多門相關課程的知識，建立較為完善的知識體系。該方法可強化學生的工程應用能力，對培養學生的大工程觀具有較好的促進作用。

一、教學方法研究背景

獨立學院的辦學定位是培養應用型人才，對于工科專業強調工程教育的實踐性與學生工程應用能力的培養。目前，獨立學院的微機原理教學存在以下主要問題：（1）機電課程教學之間缺乏知識關聯，常規教學順序是“電工電子、C語言程序設計、微機原理”，不同課程往往跨學期開展，在教學過程中缺少知識點的串聯;（2）實驗平臺一般采用傳統的MS-51系列單片機，對復雜電控應用的適用性較差;（3）學生普遍存在基礎較差等問題，缺乏知識體系的整合能力。

因此，在課程教學上，一方面須完善實驗實踐平臺，強化工程應用能力的培養;另一方面須注重知識體系的建立，串聯多門課程之間的知識和信息。

二、基于融合理念的教學方法

1.融合理念的教學意義。對于機電類專業，微機原理與多門專業基礎課程存在知識關聯。良好的教學應當明晰不同課程的知識與信息之間的聯系，以培養學生的“關聯力”。

針對目前微機原理教學中存在的問題，基于融合理念的教學方法可通過建立較為完整的知識體系、實施融合式教學來破解不同課程之間的“知識壁壘”，讓學生在相關課程有機聯系的知識體系中進行學習，如圖1所示。促進相關知識的融會貫通，對于具體一門課程而言可起到強化記憶、強化認識、強化應用的作用，對于知識體系而言可幫助學生建立課程交叉、知識融合的意識，有助于培養學生的“大工程觀”。

2.理論、實驗、課程項目三者融合。教學實踐發現，無論是“先完成全部理論后進行實驗”，還是“先完成部分理論再完成對應實驗”，都存在理論與實驗在時空和銜接上分離的問題。理論與實驗往往由不同教師完成，在知識講授上缺乏銜接。而以設計性實驗為牽引，促使學生自主學習的教學方法在獨立學院實行具有一定的難度。

因此，對于獨立學院，須要將理論教學和實驗實踐緊密融合在一起，如圖2所示。將理論和實驗教學統一安排在多媒體教學機房;每兩名學生為一組，分配一套自制的單片機實驗平臺，包括一塊STM32單片機最小系統板、一個仿真器、一塊電動機驅動板、一套智能小車平臺，如圖3所示;結合單片機實驗平臺講授理論知識，并在課堂上指導學生完成基礎實驗，實現“理論知識即學即用”，幫助學生快速入門。完成入門后，采用“項目驅動型”教學方法，設置多個課程項目以培養學生的自主學習能力。

當前單片機行業發展迅速，對此全面試行以ST公司32位單片機為教學工具的課程改革，芯片型號為STM32F103VET6。與MS-51相比，選用STM32具有以下優勢：ST公司提供了豐富的函數庫，容易入門;ST公司開發了新工具STM32CubeMX，可自動生成寄存器配置代碼;國內學習STM32的資源非常豐富，便于學生自學自練。

3.C語言程序設計與微機原理融合。對C語言程序設計與微機原理兩門課程進行融合教學，具有以下優點：單片機程序設計提供了一個貼近工程應用的編程對象;C語言課程為學生理解和應用ST公司基于C語言的函數庫準備了基礎知識，可改善微機原理教學效果。

在課程安排上，C語言程序設計在前，微機原理緊接其后;在教學內容上，微機原理使用C語言進行程序設計。

4.電工電子與微機原理關聯。考慮到獨立學院學生的實際情況，對微機原理所涉及的硬件電路知識采用“迂回式教學”。教學初期，不深入講解硬件電路方面知識。在完成微機原理基礎理論的講授和主要模塊的實驗后，大部分學生已完成微機原理的入門，此時以單片機實驗平臺為對象，對原理圖中所涉及的電工電子知識進行適時講解，為學生建立以單片機為核心的電子控制系統硬件部分的知識體系，如圖4所示。

5.自動控制原理與微機原理關聯。單片機在各類自動控制系統中得到廣泛應用。自動控制原理與微機原理這兩門課程存在較大聯系，但前者知識點比較抽象，單純進行課堂講授，學生較難理解。

對此，以課程項目的形式，指導學生利用單片機實驗平臺進行智能小車電動機轉速控制等實驗。結合具體控制應用，講授閉環系統、反饋控制、PID算法、穩態分析和動態分析等教學內容和知識點，便于學生理解自動控制原理。

三、結語

常規微機原理課程教學缺乏融合和關聯，本文針對獨立學院實際情況，提出了基于融合理念的教學方法。在教學中以微機原理課程為關聯中心，融入了多方面的知識和信息，取得了較好的教學效果，今后將進一步改進和推廣。

參考文獻：

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[2]居里鍇，徐建成.“大工程觀”下工程實踐教學改革的探索與實踐[J].中國大學教學，2013，（10）：68-70.

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