具有专业特色的微机原理课程延续性教学模式研究

摘 要 以电气信息类各专业的学科基础课——微机原理为研究对象，建立具有专业特色的课程教学模式，提出有专业特色的课堂教学内容、教学方法和实验教学内容、教学方法的改革方案；提出延续性教学模式的建立方法，并建立部分电气信息类专业的延续性教学体系。研究结果可为各高校各专业具有类似问题的课程的教学改革提供参考。

关键词 微机原理；专业特色；延续性教学模式；实验教学

中图分类号：G642.0 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2018）10-0064-04

Study on Specialized Characteristic Continuity Teaching Model

of Principle of Microcomputer Course//WAN Yong， DAI Yong-shou， LI Ligang， SUN Weifeng， YANG Hua

Abstract In this paper， based on Principle of Microcomputer which

is a discipline basic course for all majors of electric information style，

a specialized characteristic continuity teaching model was established.

Some reform scheme about specialized characteristic teaching con-tents and teaching method for classroom and experiment were pre-sented also. And establishing method of a continuity teaching model was presented and a continuity teaching system for some electrical and information engineering majors were established. The results can provide references for teaching reform of relative courses in va-rious majors and various universities.

Key words principle of microcomputer； specialized characteristic； continuity teaching model； experiment teaching

1 引言

为了适应经济社会的发展需求，培养出更多更好的专业科技人才，中国石油大学（华东）提出构建“三三三”本科教育培养体系，以“三型、三化、三性”为核心，全面推进本科教育教学改革与建设，努力提高本科教育教学水平。在实现该目标的过程中，学科基础课和专业课的课程改革与建设是推进本科教育教学改革与建设的重要内容，课程改革与建设的优劣将直接影响本科教育教学的质量和水平。学科基础课是各高校各专业制订培养方案和教学计划时重点考虑的部分。目前，一些专业的学科基础课的设置普遍存在两个问题。

1）相当一部分专业拥有共同的学科基础课的设置，这些课程的教学内容对于各个专业而言并无太大的差别甚至没有差别，因此造成课程内容的设计没有专业针对性，对各专业的区分度不够。在这种模式下，学生只是简单机械地掌握了一些基本概念和基本理论，不知道如何将所学知识应用到本专业的实际工程问题之中，无法实现教学内容与实际应用的有效衔接；学生的学习积极性、主动性不够，课程内容的设置并没有让学生感受到和后续课程以及后续工作就业有必然联系，无法充分调动学生的学习积极性。

2）学科基础课程的设置缺乏延续性，没有形成课程体系，学生只是为了拿到这一门课程的学分，缺乏继续深入学习和研究的动力；课程学习结束一段时间之后，学生就会忘记所学内容，无法真正达到掌握知识的目的。

目前已有部分学者针对高校课程的专业特色和延续性等问题进行了較为深入的研究与探索。李宏等人开展了结合专业特色的大学物理课程教学改革的探索，提出根据学生的专业课程内容和特点，结合学生需求精选教学内容，让学生感受到学以致用[1]。

贾艳萍等人总结了微生物学实验教学的改革与实践，根据专业特色设置基础验证性实验以加强基本操作技能训练，开设有专业特色的综合、设计性实验以强化学生实践能力。采用该方法有效提高了实验效率和实验教学质量[2]。

辜智慧等人针对城市规划专业GIS教学的独特性和复杂性，通过理论与实践的结合，设置了与城市规划相关的课程项目，有效提高了教学质量[3]；兰新国等人根据环境科学专业GIS课程教学的特色需求，提出GIS教学过程中贯穿专业实例课程化的改革方式，对推进GIS课程的教学具有很好的参考价值[4]。

丁长河等人论述了围绕专业特色进行专业基础课程教学改革的必要性，并预测了在食品化学课程中的实施效果[5]。

以上研究工作对于建立专业特色的课程延续性教学模式具有较好的借鉴作用。

微机原理课程是中国石油大学（华东）获批建设的山东省省级精品课程，是本校电子信息工程专业、自动化专业、电气工程专业、测控专业、机电专业以及应用物理专业的学科基础课或专业课，也是各高校相关专业的研究生入学考试的重要课程。该课程旨在帮助学生充分理解微机系统及其接口所涉及的基本概念，通过实验环节的训练，掌握计算机系统基本接口设计方法，掌握微机系统及其应用的基本技术，为后续相关课程的学习奠定理论基础和计算机软硬件应用开发能力，并为今后所从事的专业及有关科研工作打好基础。

目前针对该课程的教学内容和教学方法，各专业学生、各专业专业课教师以及各用人单位普遍反映缺乏专业特色，缺乏延续性，内容相对较为陈旧，已有一些针对微机原理课程的教学改革工作。例如：孙洪涛对微机原理实验教学的内容和方法的改革进行了研究与探索，提出一些可行的改革方法[6]；张元涛分析了微机原理及应用课程在教学方面存在的问题，分别从理论教学、实验教学和考核方式上进行了研究和探索[7]；卢倩等人重点对机电专业微机原理应用课程的实验教学进行了教学改革的研究与探讨[8]；邱应强对微机原理和单片机课程合并后的教学内容、教学方法和教学目标进行了研究和探索[9]。

以上研究工作对微机原理课程的改革与建设有一定的借鉴作用，但是并未解决课程的专业针对性和延续性弱等问题。为此，本文针对目前存在的问题，开展微机原理课程具有专业特色的延续性教学模式的研究与探索，研究结果可为各高校各专业具有类似问题课程的教学改革提供参考。

2 具有专业特色的课程教学模式的建立

具有专业特色的课堂教学内容和教学方法 微机原理课程面向的专业较多，各专业的特点和就业需求各不相同，目前的课堂教学无论从教学内容上还是从教学方法上，都没有明确考虑与各专业的特点和需求相结合。此外，微机原理课程内容相对较庞杂，不容易理解和学习，加上缺乏专业针对性，无法帮助学生认识到与后续课程的联系，以及学习该门课程之后到底对自身的发展有何作用，造成学生学习积极性不高、教学效果不佳的局面。为此，首先需要在教学内容和教学方法上进行深入变革，改革措施如下。

1）按专业定制教学内容。教学内容的改革是实现课程专业化的基础。首先，详细调研各专业的培养方案和后续的工作选择领域，摸清各专业培养的目标、各专业的特点、后续课程的安排以及今后就业可以从事的相关工作等。其次，综合考虑各专业的特点和未来的应用需求，将专业实例引入理论教学内容中，让学生利用微机原理课程中学到的基础知识来解决专业的实际应用问题，以实际应用为目标，引导学生开展与专业相关的应用问题的方案设计。在课堂学习阶段主要完成方案设计，具体实施穿插在实验的环节完成。通过这种方式可以提高学生的学习积极性，让学生感受到学有所用。

以电子信息工程专业为例，该专业的培养目标是培养能从事各类电子信息系统的科学研究、产品设计、应用开发、系统运营和技术管理的高素质人才；后续相关的课程有电子技术课程设计、高频电子线路、电子信息系统设计、嵌入式系统原理及应用、FPGA系统设计、计算机控制、数据采集系统、计算机测控综合实验；就业后可从事的相关工作有电子线路设计系统工程师、计算机测控系统设计工程师、计算机系统软硬件开发工程师等。在该专业的课堂教学过程中，需要充分结合以上特点设计专业实例，例如：

①油田联合站温湿度流量信息采集计算机系统设计，引导学生以微处理器为基础，利用总线技术和外部接口芯片实现模拟量的采集，采集联合站的温湿度和流量等传感器的信息，构成一个小型的计算机系统，达到培养应用开发型人才的需求。

②电梯核心控制电路的设计，引导学生以微处理器为基础，利用总线技术和外部接口芯片实现控制电路板的设计，实现信息的采集和控制信号的输出，构成一个模拟的单片机控制系统，达到培养产品设计型人才的需求。

此外，还可以设计更多相关的专业实例或者由学生自拟专业实例，实现按专业定制教学内容。

2）学时的精细化设计。近几年，为了适应新的就业形势以及复合型人才培养需要，各高校普遍推行培养计划改革，在培养计划改革过程中增加一些新的课程，同时压缩部分已有课程的学时。微机原理课程的学时从原来的64学时缩减为56学时，但是需要讲解的知识量并没有缩减。此外，由于需要增加具有专业特色的专业实例这一新教学内容，需要额外的理论课学时。

针对学时有减无增的现状，可以优化并整合现有的教学内容，对学时进行精细化设计，合理分配学时。将教学内容进行分类，按学习的难易程度分成三类：容易，较难，难。容易学习的内容将不安排课堂讲解，留给学生自学，在课堂上不定期抽查学生的自学效果；较难的内容由教师在课堂上有针对性地讲解；难的内容作为重点讲解的内容。优化学时后，可以顺利将专业实例引入理论课的课堂。此外，针对不同的专业，教学内容难易程度的划分上也可以有所不同，在学时的設计上体现专业针对性。

3）教学方法的改进。在实现专业特色教学模式的过程中，除了要设计有专业特色的教学内容和学时分配计划之外，还需要对目前的教学方法进行有针对性的改进，以实现在有限的学时内，既能把基础知识讲清楚，又能引入专业实例的新内容。对于一些相似的内容，可以只讲一个代表性的问题。如“指令系统”这一章，上课的时候讲解的是每条指令的格式、功能，使用的方法和注意事项，可以考虑只讲一条有代表性的指令，其他指令大同小异，可安排学生自学，为学生安排课后自学的练习题，在每一次上课的时候集中检查自学的效果。对于一些相似的章节，如8255A和8253，基本的学习思路是一致的，可以考虑只讲一种芯片，另一种芯片由学生自学，上课的时候通过提问的方式和学生互动，重点解答学生感觉比较困难的知识点。采用这种方式，既可以把教师从讲解基础内容的重复性劳动中解放出来，又可以调动学生的学习积极性，满足其参与感，最终形成有专业特色的教学过程。

具有专业特色的实验教学内容和教学方法 实验教学环节是微机原理课程体系中的重要内容，通过实际的动手操作，学生才能够进一步理解和掌握课堂上所学的知识。目前设置的实验教学内容主要分成汇编语言程序设计部分和接口电路设计部分。虽然从字面意义上看是程序设计和电路设计，但是从本质上讲，可由学生自主设计的内容非常少。另外，实验内容的设置上也看不到专业特色的影子，实验教学内容比较单一，无法发挥各专业学生的特点，达不到专业培养的目标。为了实现专业特色的教学目标，需要在实验环节开展和理论课环节同步的改革，具体措施如下。

1）实验教学内容改革。微机原理课程一般是在大学二年级开设，学习的内容主要是低级程序设计语言——汇编语言和接口电路设计方法，这些内容对于二年级的学生而言难度相对较高，因此，在对实验教学内容进行改革时，不能一味追求内容的深度。学生的认知有一个逐渐深入的过程，实验教学内容的设置首先还是需要保证有一些共性的、基础性的实验内容。如对于汇编语言部分的实验内容，由于学生刚开始接触一门新的编程语言，这部分的实验内容不需要过多考虑专业特色和個体之间的差别。随着学习的不断深入，在后续的接口电路设计部分，可以根据各专业的特点，加入具有专业特色以及个体区分度的实验内容，实验内容的设置为理论课部分的专业实例环节服务，达到“理论课设计，实验课实施”的目的，实现分类分层次人才培养的模式。

2）实验教学方法改革。在完成有专业特色的实验教学内容设置之后，还需要在实验教学方法上进行有针对性的改革，以促成新的教学目标的达成。

①鼓励引导学生自主选择设计和专业相近的实验内容，组成团队开展综合性实验。将理论课阶段设计的专业实例的方案在实验环节付诸实现，或者由学生自主设计和专业相近的实验内容。对于一些难度相对较高的实验项目，可以由学生自愿组成团队，协作完成相关的实验内容。

②尝试专业特色和个体差异的培养模式，教师设计多套不同的实验内容和方案，根据学生自身的兴趣和能力确定实验的内容，实现分专业分层次培养。

③在践行新培养模式时，对实验教师的能力提出更高的要求，实验教师需要不断提高自身的知识水平和实践能力，为学生提供专业、细致的指导，而不仅仅是帮助学生得到实验的结果。

3 课程延续性教学模式的建立

延续性教学的必要性 微机原理课程目前的教学过程中还面临一个重大问题，即课程学习结束一段时间之后，大部分学生就会忘记所学的内容，脑子里除了几个概念、符号外其他一片空白，学习的目的只是应付考试，无法真正实现掌握知识的目的，对于后续课程的学习和今后的就业考核均无明显帮助。专业知识在脑海里的印象不深刻，无法形成有效的知识体系。针对这一问题，需要以微机原理理论课课程为中心，开发并设置与之配套的带有专业特色的实验环节、课程设计环节以及现场实训环节，以实现课程理论学习到实际应用的无缝衔接，实现课程教学的延续性，建设较为完善的微机原理课程体系，为学生搭建持续稳定的基础课和专业课学习平台，进一步调动学生的学习积极性和主动性，有效推动微机原理省级精品课程的建设。

延续性教学模式的建立 微机原理课程延续性教学模式的设计思想是：首先，将具有专业特色的理论教学和实验教学有机结合起来，设置与该课程内容相关的后续专业课程；然后，在此基础上增加后续的课程设计环节以及现场实训环节，以实现课程教学内容到现场实际应用的延续性，建设较为完善的课程培养体系，为学生搭建持续稳定的基础课和专业课学习平台，充分调动学生的学习积极性和主动性；最后，可以遴选表现突出的学生参与教师和微机应用相关的科研活动中，通过科研锻炼进一步强化对课程理论知识的掌握，同时可以为学生后续的研究生阶段和工作阶段提前做好铺垫。

按照以上设计思想，设计部分专业延续性课程教学体系，如表1所示。参考该表的设计，可以探索并建立各电类专业微机原理课程的延续性教学体系。

4 总结

学科基础课的内容设置和教学方法对于本科生能力的培养具有举足轻重的作用。目前各相关专业的部分学科基础课具有相同的内容设置，从教学内容和教学方法上来看都没有专业针对性和区分度，学生学习的积极性普遍不高，教学效果不好。此外，大部分学科基础课缺乏延续性，课程学习完成后无法对学生后续的学习和工作产生持续的影响。

本文以微机原理课程为研究对象，建立该课程具有专业特色和延续性的新教学模式，提出具有专业特色的课程教学和实验教学的改革方案，提出电气信息类部分专业的延续性教学体系设置方案。本文的研究工作只是在课程专业特色和延续性教学领域开展的初步研究，提出初步的解决方案，在实际教学过程中还需要在教学内容、教学方法和课程体系设置方面结合实际情况进行动态调整和探索，形成具有可操作性的教学模式，为同类课程的教学改革提供有价值的参考。

参考文献

[1]李宏，谷建生，莫文玲.结合专业特色的大学物理课程教学改革探索[J].物理与工程，2014，24（3）：48-50.

[2]贾艳萍，张兰河，郑胜.体现不同专业特色的微生物学实验教学改革研究[J].微生物学通报，2013，40（4）：700-705.

[3]辜智慧，隋杰.针对城市规划专业特色的GIS教学改革实验[J].地理空间信息，2010，8（3）：148-150.

[4]兰国新，陈国维，潘杰.环境科学专业特色的GIS课程教学改革研究[J].教育教学论坛，2014（45）：236-238.

[5]丁长河，悦玉霞，陈复生.突出专业特色开展专业基础课程教学改革探索：以河南工业大学食品化学课程为例[J].河南工业大学学报：社会科学版，2013，9（1）：148-150.

[6]孙洪涛.微机原理实验教学改革的研究与探索[J].中国石油大学胜利学院学报，2008，22（3）：74-75.

[7]张元涛.“微机原理及应用”课程的教学改革探讨[J].中国电力教育，2013（5）：84-85.

[8]卢倩，王福元，崔治.机电专业微机原理应用课程实验教学改革策略探讨[J].实验室科学，2014，17（1）：95-97.

[9]邱应强.微机原理与接口技术课程教学改革探索[J].中国现代教育装备，2014（11）：69-72.