微機原理課程一體化教學(xué)研究論文
0引言
為適應社會(huì )發(fā)展的需求，解決大學(xué)生就業(yè)難與企業(yè)所需技術(shù)技能型人才供給不足的問(wèn)題，2014年教育部明確了高校改革方向，全國近600所地方本科高校向應用技術(shù)、職業(yè)教育類(lèi)型進(jìn)行轉變，我校也確立了向應用型本科高校轉型發(fā)展的辦學(xué)思想．對于應用型本科人才而言，微機原理課程的目標是培養學(xué)生解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力．
1存在的問(wèn)題
微機原理課程是電子信息工程、自動(dòng)化、通信等工科專(zhuān)業(yè)一門(mén)理論性和實(shí)踐性都很強的專(zhuān)業(yè)基礎課程，在整個(gè)專(zhuān)業(yè)教學(xué)體系中起到承上啟下的作用［1］．然而實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生反映課程內容比較抽象難以理解，學(xué)起來(lái)枯燥缺乏興趣，唯一感興趣的動(dòng)手實(shí)踐環(huán)節，又由于實(shí)驗形式單一、方法單調導致對課程的學(xué)習興趣大大降低［2］．
2基于能力培養的一體化教學(xué)研究
當前，高等教育的根本問(wèn)題是人才培養的質(zhì)量問(wèn)題，單方面的強調課堂教學(xué)并不能從根本上提高人才培養的質(zhì)量，基于能力培養的微機原理課程的教學(xué)研究著(zhù)眼于三個(gè)課堂的有機結合，落腳點(diǎn)為課堂教學(xué)、實(shí)驗教學(xué)與課外科技實(shí)踐的有機融合。
2．1以現實(shí)需求為引導，講好第一堂課，激發(fā)學(xué)生學(xué)習興趣
作為層次化教學(xué)的第一階段，以現實(shí)需求及學(xué)生的興趣愛(ài)好引導學(xué)生，講好第一堂課，這個(gè)階段學(xué)生依據其興趣愛(ài)好加入學(xué)校的各種社團，如我院的家電維修社、電子興趣班等，我院依托大學(xué)生科技創(chuàng )新活動(dòng)興趣班每年都在新生入學(xué)軍訓結束后，對新生進(jìn)行宣傳、組織報名、測試選拔興趣班學(xué)員，并利用業(yè)余時(shí)間對其進(jìn)行培訓，目的就是培養興趣，增加動(dòng)手實(shí)踐的機會(huì )，同時(shí)增加“行業(yè)背景”知識［4］．隨著(zhù)人工智能、嵌入式的發(fā)展，智能化產(chǎn)品如雨后春筍般蜂擁而出，硬件在產(chǎn)品設計中的比重越來(lái)越高，特別是當前智能穿戴設備的興起，如智能手表、智能手環(huán)等，在課堂講授的同時(shí)進(jìn)行適當的引入可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習的興趣和上課的積極性，以現實(shí)社會(huì )中的需求引導學(xué)生對本行業(yè)的前沿領(lǐng)域進(jìn)行了解，既增加了學(xué)生對行業(yè)知識儲備，也為其下一步的職業(yè)發(fā)展奠定基礎，在其求職應聘過(guò)程中具備了更強的競爭力和針對性，這不僅有利于學(xué)生拓寬就業(yè)渠道，也可為社會(huì )輸送急需的復合型人才．
2．2多樣化的課堂教學(xué)方法
隨著(zhù)大規模集成電路的發(fā)展，電路集成度越來(lái)越高，組成微機的各部件往往被集成在一塊芯片中，學(xué)生很難從直觀(guān)上獲得感性的認識，還沒(méi)接觸就產(chǎn)生內容抽象枯燥不易掌握的思想［5］，由于本課程內容繁多，知識點(diǎn)零散，學(xué)生學(xué)起來(lái)有“只見(jiàn)樹(shù)木不見(jiàn)森林”，“知其然，而不知其所以然”的感覺(jué)，這就要求授課教師采用多樣化的教學(xué)方式來(lái)調動(dòng)學(xué)生學(xué)習的積極性和主動(dòng)性，打消其消極情緒．采用層次化、模塊化的教學(xué)方式可以將本課程在不同的教學(xué)階段以多種模式針對不同層級的學(xué)生進(jìn)行有針對性的指導，以期最大限度的理論聯(lián)系實(shí)際，培養具有創(chuàng )新意識及動(dòng)手實(shí)踐能力的高素質(zhì)應用型人才［3］，一味的強調微機原理這門(mén)課程的教學(xué)質(zhì)量，并不能從根本上提高學(xué)生的實(shí)踐能力，而需要將微機原理課程融入到專(zhuān)業(yè)培養體系中去，對大學(xué)生實(shí)踐能力的培養融合進(jìn)入分層次、模塊化的一體化實(shí)踐教學(xué)體系，微機原理層次化。提升教學(xué)質(zhì)量，需要不斷的更新教學(xué)觀(guān)念，以教學(xué)改革為動(dòng)力，以社會(huì )需求和就業(yè)為導向，以“厚基礎+重應用+強技能”實(shí)現教學(xué)理念的提升，以三個(gè)課堂相結合實(shí)現教學(xué)方式的提升，以科學(xué)研究和科技競賽實(shí)現教學(xué)水平的提升，以服務(wù)地方經(jīng)濟、承擔企業(yè)的科技攻關(guān)項目，引導學(xué)生參與對產(chǎn)業(yè)核心競爭力具有引領(lǐng)作用的科技創(chuàng )新活動(dòng)，有效地提高學(xué)生的創(chuàng )新實(shí)踐能力．
(1)采用啟發(fā)式教學(xué)方法結合“黑板+多媒體”的教學(xué)手段．隨著(zhù)科技的進(jìn)步，教學(xué)設備也越來(lái)越先進(jìn)，目前絕大多數高校教室都安裝有多媒體教學(xué)設施，教師也樂(lè )意采用融合有圖片、動(dòng)畫(huà)、音視頻等多媒體方式進(jìn)行授課，使所講知識能更加輕易的被學(xué)生接受，但使用多媒體教學(xué)也暴露出了一些弊端，比如教師上課時(shí)過(guò)分依賴(lài)課件，學(xué)生注意力難以長(cháng)時(shí)間集中，容易走神，且采用課件講課速度較快，學(xué)生的思路很難跟得上教師講課的思路，一旦思路跟不上，很容易放棄聽(tīng)課．為此，我們在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，仍是以黑板為主，多媒體為輔，采用啟發(fā)式的教學(xué)方法循序漸進(jìn)的由淺入深、由易到難的進(jìn)行講述，并在此過(guò)程中，不斷的引出新的問(wèn)題，引導學(xué)生順應教師的授課思路不斷的思考、分析問(wèn)題，同時(shí)對關(guān)鍵知識點(diǎn)、重點(diǎn)難點(diǎn)則以圖片、動(dòng)畫(huà)的課件形式展現給同學(xué)們．比如，在講到存儲器與CPU的連接時(shí)，芯片之間的地址線(xiàn)、數據線(xiàn)和控制線(xiàn)的連接規則，需要老師根據自己的授課思路以黑板板書(shū)的形式引導學(xué)生進(jìn)行講述，在結合例題進(jìn)行鞏固和加深知識點(diǎn)的講授時(shí)，以動(dòng)畫(huà)等課件形式剖析存儲器與CPU的連接方式，易引起學(xué)生上課的注意力，同時(shí)給學(xué)生以思考的余地和記筆記的時(shí)間，保證上課的效率．
(2)基于微課和MOOC理念的教學(xué)模式，充分提煉每堂課的知識點(diǎn)．目前，高校微課、網(wǎng)絡(luò )MOOC的在線(xiàn)學(xué)習蓬勃發(fā)展，進(jìn)一步影響著(zhù)高校課程的教學(xué)改革，基于MOOC理念的教學(xué)模式得到進(jìn)一步的探索．微課是指以視頻為載體，教師根據教學(xué)實(shí)踐要求，圍繞課程中的某個(gè)知識點(diǎn)開(kāi)展的簡(jiǎn)短而完整的教學(xué)的活動(dòng)，其主要的學(xué)習形式是自主學(xué)習，體現以學(xué)生為本的教學(xué)思想，雖然時(shí)間短但知識點(diǎn)及內容精煉，針對性強，學(xué)生學(xué)起來(lái)注意力更加集中，是一種非常重要的教學(xué)資源．MOOC(MassiveOpenOnlineCourses)，即大型開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò )課程．基于微課和MOOC理念的教學(xué)模式將課程內容進(jìn)行進(jìn)一步的整合，形成一個(gè)個(gè)的經(jīng)典知識點(diǎn)或知識模塊，教師在講授這些知識點(diǎn)或知識模塊注重結合實(shí)際應用，如微機原理課程中，通過(guò)對某一個(gè)功能電路或典型的芯片的認知學(xué)習，使學(xué)生更加清晰的了解在一個(gè)完整的系統構建過(guò)程中各元件的具體選擇規律及功用，同時(shí)，整個(gè)知識點(diǎn)的學(xué)習過(guò)程既符合一般的認知規律，又具有更強的目的性與實(shí)用性．
2．3建立開(kāi)放式實(shí)驗教學(xué)模式
(1)逐步開(kāi)放實(shí)驗內容，改驗證性實(shí)驗為引導性試驗．在完成教學(xué)大綱的前提下，以理論驗證為基礎，加大綜合性實(shí)驗的比例．以能力培養為主線(xiàn)，構建理論驗證(基礎層)、系統綜合性實(shí)驗(拓展層)、綜合設計與創(chuàng )新實(shí)驗(提高層)三個(gè)層次的實(shí)驗教學(xué)課程體系，利用電工電子實(shí)驗教學(xué)示范中心開(kāi)展網(wǎng)上預約、開(kāi)放實(shí)驗室等多元化的實(shí)驗教學(xué)新模式，提高實(shí)驗室及實(shí)驗設備的利用率，更好的服務(wù)于學(xué)生，層次化的實(shí)驗教學(xué)模式。
(2)引進(jìn)虛擬實(shí)驗技術(shù)，創(chuàng )新實(shí)驗項目．積極引入新的實(shí)驗教學(xué)手段和方法，構建基于EDA技術(shù)的微機原理實(shí)驗體系，學(xué)生在QUAＲTUSII平臺上完成電路設計，然后下載到FPGA開(kāi)發(fā)板上進(jìn)行驗證，將虛擬仿真實(shí)驗與動(dòng)手實(shí)踐相結合，增加了實(shí)驗的拓展性和挑戰性，從而提高學(xué)生獨立分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力．
(3)多樣化的評價(jià)考核方式．學(xué)生在提前完成基礎實(shí)驗的前提下，允許學(xué)生以自由組合的方式結合自己專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)及興趣提出實(shí)驗題目和實(shí)驗方案，教師依據學(xué)生自身情況進(jìn)行指導，對實(shí)驗的難度和存在的不足進(jìn)行有針對性的引導，對完成具備拓展性實(shí)驗的學(xué)生可以實(shí)驗考試免試或實(shí)驗考試加分進(jìn)行激勵，提高其學(xué)習的積極性和主動(dòng)性，達到讓學(xué)生自己去思考問(wèn)題、通過(guò)實(shí)驗尋求答案，使實(shí)驗教學(xué)成為課堂教學(xué)的有限延伸．在采用層次化的實(shí)驗教學(xué)模式的同時(shí)，也要相應的改變實(shí)驗教學(xué)考核的方法，采用層次化、多元化的考核方式有利于調動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，教師的角色有主動(dòng)轉為引導，層次化的實(shí)驗考核分為基礎實(shí)驗類(lèi)考核(占總分值的50%)、綜合性實(shí)驗類(lèi)考核(占總分值的`30%)、拓展設計類(lèi)考核(占總分值的20%)三種，學(xué)生在只完成一定比例的基礎實(shí)驗類(lèi)實(shí)驗是達不到及格要求的，還必須進(jìn)行一部分綜合性實(shí)驗，鼓勵學(xué)生根據自己的實(shí)際情況提出具有拓展性的實(shí)驗題目，為真正提高學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力和創(chuàng )新能力，對完成拓展設計類(lèi)實(shí)驗的學(xué)生給予高分、上傳至實(shí)驗中心網(wǎng)站上供大家借鑒和參考、或以論文的形式發(fā)表等多種獎勵措施，層次化的考核方式能夠清晰客觀(guān)的考察學(xué)生動(dòng)手能力水平［6］，避免傳統實(shí)驗考核的一刀切的弊端，有效地刺激了學(xué)生學(xué)習的主動(dòng)性．
2．4推動(dòng)三個(gè)課堂的有機融合，培養學(xué)生自主學(xué)習創(chuàng )新能力
(1)以特色講座為載體，開(kāi)闊學(xué)生視野，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng )新思維．
(2)以社團活動(dòng)、校園文化活動(dòng)、社會(huì )實(shí)踐為基本點(diǎn)，活躍校園科技文化氛圍，鍛煉學(xué)生社會(huì )活動(dòng)能力，積累實(shí)踐經(jīng)驗，提升大學(xué)生的人文素質(zhì)．
(3)以學(xué)科競賽、創(chuàng )新性項目為平臺，激發(fā)大學(xué)生的創(chuàng )新潛能．同時(shí)積極開(kāi)展校企合作項目，為學(xué)生提供一個(gè)既可以提高其實(shí)踐能力、又可以增加其對創(chuàng )業(yè)企業(yè)的感性認識的平臺和機會(huì )．為充分調動(dòng)學(xué)生學(xué)習的積極性和主動(dòng)性，培養創(chuàng )新能力，以全國電子設計大賽、機器人大賽等為契機，結合我校創(chuàng )新性實(shí)驗項目，廣泛開(kāi)展科技創(chuàng )新活動(dòng)．競賽不僅能夠綜合考察學(xué)生的綜合實(shí)踐能力，而且通過(guò)與其他院校的比賽，還能夠開(kāi)闊視野，了解行業(yè)最新進(jìn)展，把握行業(yè)發(fā)展方向，帶來(lái)新理念、新技術(shù)．從近幾年我校設立的創(chuàng )新性實(shí)驗項目取得的成果來(lái)看，創(chuàng )新性實(shí)驗項目不僅提高了學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，而且鍛煉了其團隊合作能力，注重對學(xué)生基礎理論、基本技能和綜合實(shí)踐能力的考察，尤其注重的是在完成課題的過(guò)程中對學(xué)生創(chuàng )新思維、創(chuàng )新能力的培養．
3結束語(yǔ)
在微機原理的教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中，采用分層次、模塊化、系統化的教學(xué)實(shí)踐體系，形成三個(gè)課堂的有機結合，不僅能夠激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習的積極性，而且對學(xué)生實(shí)踐能力的培養是一個(gè)有益的嘗試，培養和提高了學(xué)生的創(chuàng )新思維和創(chuàng )新能力．隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，微機原理課程的教學(xué)改革還需要進(jìn)一步深化，以達到應用型本科人才培養的目的．
作者：劉黎明 單位：商丘師范學(xué)院
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