一、跨專業(yè)平臺課背景
通過構(gòu)建跨院系、跨專業(yè)的基礎(chǔ)平臺課,對課程培養(yǎng)方案進(jìn)行更加合理、靈活的設(shè)置,能夠有效緩解高等教育大規(guī)模擴張所帶來的教學(xué)資源供需矛盾問題,因此成為目前越來越多的高等院校專業(yè)及課程建設(shè)的模式與趨勢。近年來,上海工程技術(shù)大學(xué)不斷進(jìn)行教學(xué)培養(yǎng)計劃的改革與修訂,其中結(jié)合電子電氣類專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)與要求,設(shè)置了相應(yīng)的公共基礎(chǔ)平臺課和學(xué)科基礎(chǔ)平臺課模塊,共涉及計算機科學(xué)與技術(shù)、電氣工程及其自動化、電子封裝技術(shù)、廣播電視工程、自動化、軌道交通信號與控制6個專業(yè),近500名來自電子電氣工程學(xué)院和城市軌道交通學(xué)院的本科生。
《微機原理及接口技術(shù)》是我校一門重要的電子電氣類學(xué)科基礎(chǔ)平臺課程,是學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握計算機硬件基本知識及匯編語言程序設(shè)計的入門課程,培養(yǎng)學(xué)生利用硬軟件結(jié)合的方法分析解決電子電氣類學(xué)科專業(yè)領(lǐng)域問題的思維方式和初步能力。眾多高校也一直持續(xù)多年在理工科專業(yè)中開設(shè)此同類課程,且將其劃為重要專業(yè)基礎(chǔ)和主干課程。該課程理論與實踐性均很強,涉及知識點繁多,與數(shù)字電子技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)、計算機控制系統(tǒng)等課程又有著緊密的關(guān)系,在教學(xué)環(huán)節(jié)中起著承上啟下的作用,而課程教學(xué)則需要兼顧各個專業(yè)方向,因此教學(xué)難度較大。
二、教學(xué)現(xiàn)狀
本課程目前以8088/8086為背景機進(jìn)行教學(xué),主要介紹計算機基礎(chǔ)知識、微處理器結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、匯編語言程序設(shè)計、存儲器系統(tǒng)、輸入輸出和中斷技術(shù)、常用數(shù)字接口電路等內(nèi)容,根據(jù)教學(xué)改革的實際需求,目前本課程總學(xué)時僅為48,然而微機原理課程內(nèi)容繁雜且匯編指令多,作為主要的專業(yè)核心課程對學(xué)生的學(xué)習(xí)要求也在不斷提高,此外48學(xué)時全部作為理論教學(xué)課時,缺乏相應(yīng)的配套實踐教學(xué)環(huán)節(jié),而不在學(xué)校專業(yè)大類平臺內(nèi)的電子信息工程專業(yè)。微機原理綜合實驗是作為一門集中實踐教學(xué)環(huán)節(jié)課程單獨安排教學(xué)的,但往往安排在理論課程全部結(jié)束之后,容易造成學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中理論與實踐出現(xiàn)一定的脫節(jié),也不便于學(xué)生對知識的在線理解與消化。同時,作為平臺課面向多個電子電氣類本科專業(yè)開展教學(xué),不同專業(yè)的學(xué)生知識背景與基礎(chǔ)能力不同,教學(xué)目標(biāo)也不同,因此過去分專業(yè)小班授課的傳統(tǒng)教學(xué)模式已經(jīng)*不能適應(yīng)不同專業(yè)合班上課的需求,我們需要進(jìn)一步對專業(yè)基礎(chǔ)等教學(xué)內(nèi)容和方法進(jìn)行優(yōu)化和改革,求同存異,發(fā)揮平臺課的優(yōu)勢,用相同的課程滿足不同專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)。
三、教學(xué)實踐與探索
根據(jù)跨專業(yè)平臺課模式下本課程的教學(xué)現(xiàn)狀及上述存在的問題,在教學(xué)實踐過程中對課程內(nèi)容、教學(xué)手段和方法、實踐教學(xué)等方面進(jìn)行了積極的探索。
1.整合優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。結(jié)合不同專業(yè)學(xué)生的特點和發(fā)展方向,進(jìn)一步整合和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,使學(xué)生更好地與先修及后續(xù)專業(yè)課程銜接,避免相關(guān)知識點的重復(fù)講解和脫節(jié)。例如,學(xué)生雖已有數(shù)字電子技術(shù)課程的學(xué)習(xí)基礎(chǔ),但仍然表現(xiàn)出對硬件部分的學(xué)習(xí)和理解較為困難,因此在授課過程中適當(dāng)?shù)酒瑑?nèi)部的結(jié)構(gòu)介紹,強調(diào)芯片外部引腳及其應(yīng)用編程,淡化硬件本身的細(xì)節(jié)講解,強調(diào)整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的工作原理;學(xué)生已經(jīng)學(xué)過程序設(shè)計語言,因此刪掉重復(fù)的計數(shù)制內(nèi)容,把重點放在補碼運算上,簡化程序控制結(jié)構(gòu)的介紹,把重點放在匯編指令應(yīng)用和匯編程序設(shè)計上;有限學(xué)時內(nèi)學(xué)生很難一時消化大量新的指令知識,在講解時不是僅一味地向?qū)W生快速灌輸全部指令,而是通過挑選常用匯編指令做重點講解,并結(jié)合示例幫助學(xué)生理解和掌握,其余留給學(xué)生課后自主學(xué)習(xí);在課程內(nèi)容的組織上注重提煉共性知識,如存儲器地址與I/O接口的編址、譯碼等內(nèi)容的原理是類似的,可以通過這些內(nèi)容的整合提高教學(xué)效率;部分專業(yè)學(xué)生同時在修讀單片機課程,存在部分教學(xué)內(nèi)容的重疊,更重要的是一部分學(xué)生出現(xiàn)了單片機與8088指令混淆使用的現(xiàn)象,因此教學(xué)時要特別注意加以引導(dǎo),幫助學(xué)生正確區(qū)分和理解不同的指令系統(tǒng);計算機專業(yè)的學(xué)生在編程方面有著敏銳的洞察力和快速的理解力,在課后作業(yè)和課外練習(xí)的部分加強了編程能力的訓(xùn)練設(shè)計,更適合該專業(yè)學(xué)生未來的學(xué)習(xí)和發(fā)展方向。
2.改革教學(xué)手段和方法。多媒體教學(xué)更加靈活和形象,如講解從內(nèi)存或堆棧存取數(shù)據(jù)時,用圖例、動畫的形式能夠十分直觀的進(jìn)行演示,能夠有效提高教師的授課效率,避免大量基本概念和術(shù)語的板書抄寫,從而使教師更加專注于重點和難點內(nèi)容的講解。但微機原理課程知識點繁多且比較抽象,傳統(tǒng)的板書教學(xué)不能被*取代,通過對課程內(nèi)容脈絡(luò)和重難點部分的板書使教學(xué)過程更加連貫,便于學(xué)生更加深入的理解教學(xué)內(nèi)容,同時能夠適當(dāng)調(diào)節(jié)教學(xué)進(jìn)度,提高教學(xué)效果。同時,由于匯編程序設(shè)計的內(nèi)容較多,學(xué)生又普遍認(rèn)為該部分學(xué)起來較為枯燥,難以掌握,因此通過利用匯編仿真軟件進(jìn)行課堂演示引導(dǎo)及翻轉(zhuǎn)課堂等方式與學(xué)生互動學(xué)習(xí),學(xué)生在課后進(jìn)行實際的匯編程序設(shè)計及調(diào)試等操作完成自主學(xué)習(xí),強調(diào)教學(xué)過程中教與學(xué)的互動和學(xué)生的主導(dǎo)作用。另外,還可進(jìn)一步采用任務(wù)驅(qū)動的教學(xué)方法,讓學(xué)生在完成“任務(wù)”的過程中,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新探索的精神。
3.強化創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)。為了充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,同時彌補有限課時條件下實踐學(xué)時不夠甚至缺失實踐環(huán)節(jié)的情況,本課程通過建立微機原理及接口技術(shù)仿真實驗平臺,引入?yún)R編仿真軟件EMU8086和EDA仿真軟件Proteus,進(jìn)行驗證性、設(shè)計性和綜合性實驗等多層次的實踐教學(xué)設(shè)計,使其與理論教學(xué)相輔相成,擴展和深化學(xué)生對微機理論的認(rèn)識及各功能模塊工作原理的理解,培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力、創(chuàng)新能力、綜合應(yīng)用知識的能力,達(dá)到強化教學(xué)效果的目標(biāo),同時面向不同專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求,讓學(xué)生更自由、更有針對性地去自主學(xué)習(xí),充分體現(xiàn)了個性化的教學(xué)思想。
鼓勵學(xué)生以團隊形式積極參加大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目、大學(xué)生電子競賽等課外電子科技創(chuàng)新類活動,或積極參加教師的科研項目,讓學(xué)生真正做到學(xué)以致用,在實踐中培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力,通過相互配合培養(yǎng)學(xué)生團隊協(xié)作的精神。
4.加強課程資源建設(shè)。為了提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識和個性發(fā)展的需求,必須加強課程資源建設(shè),豐富和完善網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源,課程的大綱、教案、電子課件、部分試題及參考答案等教學(xué)資源全部上網(wǎng),將網(wǎng)絡(luò)教學(xué)作為一種重要的教學(xué)手段和教學(xué)場合,實現(xiàn)立體化資源的共享,更好地為教學(xué)服務(wù)。
四、結(jié)語
本文針對跨專業(yè)平臺課“微機原理及接口技術(shù)”的教學(xué)現(xiàn)狀及出現(xiàn)的問題,對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和方法、創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)、課程資源建設(shè)等方面進(jìn)行了積極的探索,未來也將在此基礎(chǔ)上繼續(xù)研究平臺課模式下實踐教學(xué)改革和教師團隊隊伍建設(shè)等。
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