新工科背景下微機原理課程教學模式探討

劉艷 秦鑫 張文超

摘要：在新工科背景下，建立以學生為中心的混合式教學模式，從優化教學內容、教學設計、課程思政教學以及綜合考核評價等方面對微機原理與接口技術課程進行全方位教學改革，來提高課程教學質量，培養符合“新工科”要求的高素質復合型人才。

關鍵詞：混合教學模式;微機原理與接口技術;新工科;慕課;教學改革

中圖分類號：G642 ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）05-0160-02

1引言

新工科是主動應對新科技革命和產業變革的戰略行動，是新時代工程教育改革創新的最前沿和新方向。在新工科的大背景下，如何使學生成為既具有扎實的理論知識，又具有實踐能力、獨立思考能力、創新能力的高素質復合型新工科人才是廣大教育工作者需要深入思考的問題[1]。隨著新工科建設全面、深入推進，為滿足國家對新工科人才的需求，微機原理與接口技術課程的改革也需要不斷的探索和實踐，這對于提高“新工科”人才素質具有重要意義。

微機原理與接口技術是高等學校工科專業，硬件技術的基礎課，該課程的培養目標是使學生掌握微型計算機的原理和硬件接口電路設計的相關技術和方法，建立微機系統的整體概念，并具有微機軟件及硬件初步開發、設計的能力。目前，該課程的教學仍存在一些問題，如學生的學習積極性不高、理論與實踐脫節、評價方式單一等[2]，傳統的以老師課堂講授為主的教學模式很難發揮學生的主觀能動性，無法滿足“新工科”建設的背景要求下應用型人才的培養目標。

針對微機原理與接口技術課程的教學改革已有不少研究與實踐，相關工作主要從教學模式、教學方法、學習效果評價等方面開展。本文擬根據“新工科”人才培養的目標，結合微機原理與接口技術課程教學中存在的問題，融合線上資源開展翻轉教學，建立以學生為中心的混合式教學模式，以期提高課程的教學質量，培養新工科應用型創新人才。

2 微機原理課程混合式教學模式

在開放式的學習環境下，傳統課堂教學模式逐漸向混合式教學模式轉變。混合式教學將傳統教學與翻轉教學相結合，采用線上和線下兩種途徑開展教學。實踐證明，這種教學模式不僅提高了學生對知識的理解，更有助于提升學生的動手實踐能力、創新思維能力、團隊交流合作能力等綜合素質。本文主要從優化教學內容、教學設計，課程思政教學以及綜合考核評價等方面對本門課程的教學進行探索。

2.1優化教學內容

微機原理與接口技術是一門理論性和實踐性并重的課程，該課程全面講述微型計算機的基本組成、工作原理、硬件接口和典型應用等內容，實踐部分包括根據具體要求進行程序編寫和接口電路的設計等[3]。“新工科”建設要求教學內容要能體現當前科技發展的新成果和新技術，為讓學生更好地適應新工科發展要求，著重從非計算機專業的特點出發，以應用需求為導向，偏重微機的工程實際應用及外圍信號的處理，結合最新研究進展對教學內容進行適當調整和更新。

在新工科專業課程體系建設中，要注重理論與實踐的結合，利用Proteus虛擬仿真系統進行教學設計，可以把理論教學和實驗教學有效地融合起來[4]。根據教學內容，合理設計實驗，實驗設置的基本思路是減少驗證性實驗，增加設計性實驗，每個實驗又分為基本任務和提高任務，以滿足不同層次學生的需求。引導學生在實踐中質疑和探究，提升學生的創新能力和工程實踐能力[5]。另外，也可以讓學生參與設計課題和獨立課題中的創造性，綜合性活動。

2.2教學設計

有效利用慕課資源構建立體化學習模式，充分發揮線上和線下兩種教學模式的優點，促進學生主動學習，實現以學生為中心，從知識傳授為主向能力培養為主的轉變，達到培養新工科高質量人才的目標。

線上教學體系的構建以慕課平臺為核心，輔以課堂管理工具來實現。課前通過超星學習通平臺向學生發布教學任務單，包括學習目標、學習要求，重點難點以及課前測驗題等內容，要求學生首先通讀教材，然后利用碎片時間，觀看MOOC教學視頻，以及拓展學習材料進行自主學習。MOOC課程將課程學習資源與學習支持充分結合，優化了教學行為[6]。學生通過慕課課程和教學資源可以得到個性化、系統化的發展。利用學習通，可以方便地進行課堂測試和結果統計。通過整理和設計相關配套輔助材料，如在線自測練習，引導和幫助學生自測對基本知識的掌握程度，進行課后鞏固和拓展創新[7]。

在整合課程資源的基礎上，對課堂教學結構進行設計，重視教學結構的完整性和知識體系的分布特征，注重知識點和信息來源的聯系，老師通過營造良好的課堂文化氛圍，引導啟發學生進行深層次的學習，實現知識內化。通過對學生課前學習情況的分析，根據整個班級的學習情況反饋，及時地對教學內容和進度進行調整，針對重點和難點內容進行集中講解。項目教學法和開展小組討論是很好的教學策略，可用于有效開展課堂教學活動，實現分層次教學。

根據各章節內容知識結構的特點，融入工程背景內容，提煉出課程解決的問題，建立若干個項目任務，通過分析項目案例，將微機原理與接口技術課程中的知識點融合聯系起來，幫助學生進一步掌握運用所學知識，提高學生的專業素養和解決微機開發中出現的工程實際問題能力。可增加項目討論和項目匯報等形式，提高學生的學習興趣，拓展學生的知識視野，強化知識綜合應用能力，使學生具有更廣闊的發展空間。

小組討論是另一種有效的課堂組織形式，教師事先設計好討論的題目，將學生劃分為若干小組，進行課堂討論，學生在有一定的知識基礎上，首先熟悉問題，找出方向;然后學生通過在小組內協作，確定并解決問題。鼓勵學生盡其所能地思考，提高小組和自己的思維技能，要注意小組成員應該輪流闡述本小組的學習成果及觀點，盡量做到人人參與。這種方式可以訓練學生自主獲取知識的能力，以不斷擴充知識，進一步培養學生良好的交流溝通及團隊合作能力。也可向學生個別提出問題，要求他們獨立解決，根據學生的學習狀態和反饋進行現場及時的答疑和個性化指導，幫助學生更好地提升學習效果。

2.3課程思政融入教學

培養創新人才，還需要考慮學生的價值觀、個人素養、科學素養、情感態度等方面的因素。如何在專業課教學中融入課程思政內容，開展課程改革創新，成為當今新形態教法的探索路徑。

深入挖掘微機原理與接口技術課程中蘊含的思政教育元素，需要對教學內容進行梳理，明確知識點中所能延伸的思政元素，在知識傳授的過程中融入創新精神、職業道德等思政內涵。在教學中教師要在尊重學生個性差異的基礎上，用積極的眼光，從多角度了解學生，建立良好的師生關系。平時也要加強師生之間的情感溝通，這種潤物細無聲的交流更有利于學生的發展。

2.4綜合考評方式

“新工科”建設強調以學生為中心的理念，改革考核方式。社會需要的人才不僅只是學業成績優異，還需要有應對日趨競爭激烈社會挑戰的綜合素質。根據多元智力理論，我們應該擯棄以學科成績考核為重點的評價觀，不僅關注學生知識和技能的獲得情況，更要關注學生學習的過程、方法，以及相應的情感狀態和價值觀等方面的發展，才能培養出適合時代發展需要的創新型人才。

構建新工科下的多元化課程考核評價體系，細化過程考核機制，綜合評定學生的最終成績，在多種學習情境下確實考查學生解決實際問題的能力和創新能力。注重平時形成性考核，對本門課程所有教學環節中的學習過程進行跟蹤記錄，通過量化的數據和文檔記錄來反映學生能力達成情況[8]。參考學生自評、小組互評，對學生專業知識、實踐能力、綜合素質進行評價，充分發揮考核的激勵、導向和質量監控作用，促進學生全面發展，持續發展，自主發展。

3 總結

“新工科”提出以學生能力、興趣為導向，改進教學方法，提高教學質量。圍繞培養新工科高素質、具有創新能力的人才的目標，本文探索利用慕課等優質教學資源，堅持以學生為中心，開展混合式教學，在教學過程中，教師根據教與學的需求，平衡使用各種類型的教學方式與考核評價方法，引導啟發學生主動學習、積極思考和反思，并對教學過程進行監控，使全部學生獲得均衡的發展，保證有效地提高教學效率，從而實現提高微機原理與接口技術課程教學效果的最終目的。

參考文獻：

[1] 左國玉，雷飛，喬俊飛.新工科背景下面向創新能力培養的微機原理與應用課程改革[J].計算機教育，2021（2）：108-112.

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[3] 尹建華.微型計算機原理與接口技術[M].2版.北京：高等教育出版社，2008.

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[5] 譚躍.關于微機原理與接口技術課程理論和實驗教學的思考[J].電腦知識與技術，2020，16（28）：158-159.

[6] 戴勝華，付文秀.“微機原理與接口技術”MOOC建設[J].電氣電子教學學報，2019，41（4）：25-28.

[7] 吳寧，薄鈞戈，崔舒寧，等.大數據時代計算機基礎教學改革實踐與思考[J].中國大學教學，2020（S1）：42-45.

[8] 楊瀟.“新工科”背景下應用型大學《微機原理與接口技術》課程教學探索[J].教育教學論壇，2019（22）：210-211.

【通聯編輯：王力】

收稿日期：2021-04-29

基金項目：河南省新工科研究與實踐項目，新工科背景下醫學院校工科專業核心課程混合式教學模式研究與實踐（項目編號：2020JGLX056）

作者簡介：劉艷（1982—），女，山西呂梁人，新鄉醫學院醫學工程學院，講師，碩士，主要研究方向為微機原理與接口技術、傳感器等課程的教學與科研。