李晶，王艳芹，孙影
摘 要：新工科背景下，基于OBE（成果导向教育）理念的人才培养模式已经广泛应用于地方本科院校的应用型课程建设中。文章以“微机原理与接口技术”课程为例，针对目前教学过程中存在的问题，结合大庆师范学院地方本科院校的特点，从师资力量建设、教学大纲建设、教学方法建设、考核方式建设及实验教学建设5个方面提出合理建设方案，为提高应用型人才的专业实践能力奠定基础。
关键词：地方本科院校；
应用型人才；
“微机原理与接口技术”课程；
课程建设
中图分类号：G640 文献标识码：A 文章編号：1002-4107（2023）04-0032-03
随着时代的进步及物联网产业的飞速发展，我国对人才信息素质的要求不断提高，如何培养满足时代需要的科技人才是大庆师范学院作为地方本科院校，在服务地方、转型发展过程中要解决的关键问题[1]。文章根据大庆师范学院“微机原理与接口技术”课程教学现状，结合实验教学经验，提出“微机原理与接口技术”课程教学新方法，进一步提高课程的教学质量，提高学生独立应用微处理器的能力[2]。
一、“微机原理与接口技术”课程简介
“微机原理与接口技术”是部分工科专业的必修课程。本课程的主要教学内容是微处理器的工作原理以及与外设间的接口电路，学生通过该课程的学习，了解微处理器的工作原理，对控制系统的设计原理有一定认识。“微机原理与接口技术”课程的教学目标是通过理论与实验教学使学生掌握现代微型计算机的基本组成、工作原理及典型接口技术，建立微机系统的整体概念，使学生具备运用现代微机技术进行软硬件开发的能力[3]，并通过实验教学培养学生分析解决实际问题的能力。
二、“微机原理与接口技术”课程现状
“微机原理与接口技术”作为大庆师范学院机电工程学院电子信息工程专业的必修课程不仅理论性强，而且还具有很强的工程实践要求。目前，高校开设的“微机原理与接口技术”课程普遍存在以下问题。
1.课程内容繁杂，知识点多，囊括软硬件两方面，学生掌握困难。学时有限，实验资源利用不充分[4]。
2.微机原理与接口技术是一门不断发展的学科，涵盖的应用领域和技术推陈出新，而在实际教学过程中，课堂内容与实际应用严重脱节，因此，如何保证课程的实用性和时效性是当前课程教学改革的首要问题。
三、“微机原理与接口技术”课程建设
（一）教学模式改革
教师作为教学过程的核心，在知识传授过程中是书本的演绎者，如何将书本中枯燥、晦涩的文字言简意赅地输送给学生，是教师的职责所在。因此，提高教师的逻辑能力、表达能力、课件的制作能力等是师资建设的重要课题[5]。
通过促进师资力量的建设，本课程的教学模式得以改善。传统课堂以教师为主、学生为辅，填鸭式的教学模式已经过时，不能满足学生课堂学习的需求。教师经过培训后，在超星学习通上建设在线课程，学生课前对教学内容进行预习，并进行简单测试，可以对基本概念、教学内容有一定了解。在线下课堂，教师以提问为主，使学生发现预习中的漏洞，从而对教学内容进行巩固。通过预习、复习重复进行，使学生掌握所学内容。另外，在线下，学生采取分组式学习方式。由于学生线下时间可自由分配，以小组为单位可以帮助学生营造良好的学习环境，提高学生自主学习的积极性。
（二）教学大纲建设
教学大纲是一门课程中教学内容选取、学时分配、教学目标的综合性表述。结合当前工程认证要求，以培养应用型人才为宗旨，确定本课程的课程目标。教学大纲中应明确本课程所对应学生毕业要求指标点及权重（表1）。
依据课程教学目标要求，将教学内容分为4个模块，即微型计算机基础模块、指令系统模块、汇编语言程序设计模块、存储器与输入输出接口模块。
模块一共4学时，主要包括以下两部分知识点。一是微机系统基本概念，主要内容是：微型计算机的发展、工作过程及组成；
常用记数制；
各种数制之间的转换；
计算机中的二进制数；
二进制编码。学生学习本部分内容后，要对微处理器系统有一定了解，包括系统组成及工作原理、了解并掌握二进制的运算规则、几种进制数相互转换的方法、不同进制运算的处理方法等。教学重难点是不同进制的运算规则、机器数的表示及运算。二是算术逻辑运算及表示，主要内容是：二进制数的算术运算、表示范围、逻辑运算；
基本逻辑门及常用逻辑部件；
有符号数的表示方法和范围；
补码的运算等。对本部分的基本要求是学生应掌握二进制数的算术运算规则，不同位二进制的表示范围，常用的逻辑门电路的运算规则、原码、反码和补码的表示规则及转换，有符号数表示的规则和表示范围，教学重难点是无符号二进制数的算术运算、无符号数的表达范围、运算中的溢出问题、无符号数的逻辑运算、基本逻辑门和译码器。
模块二共10学时，主要包括三部分知识点。一是微处理器的功能和结构、主要引线功能和内部结构，主要内容是：微处理器的功能和结构、8088/8086微处理器的主要引线功能和内部结构、内部寄存器的功能。对本部分的基本要求是：掌握8088/8086微处理器的特点，学习主要引线功能和内部结构，掌握内部寄存器、实地址模式下的存储器寻址及总线时序。教学重难点是：微处理器的功能和结构、8088/8086微处理器、主要引线功能和内部结构。二是指令及指令系统，主要内容是：指令的格式及操作数类型；
指令码的含义、指令对操作数的要求和标志位的影响、指令的功能。对本部分的基本要求是：了解指令及指令系统；
掌握指令的格式、操作数类型；
掌握指令字长与机器字长、各条指令的功能，指令执行后对标志位的影响。教学重难点是：指令对操作数的要求和标志位的影响、各指令如何影响标志位及程序执行。三是指令系统格式及操作数类型，主要内容是：指令码的含义、指令对操作数的要求、指令对标志位的影响及各个指令的功能，对本部分的基本要求是：了解操作数可能的来源或存放处，掌握寻找操作数所在地址的方法、寻找转移地址的方法及寻找操作数所在地址的方法类型。教学重难点是：指令码的含义、指令对操作数的要求、指令对标志位的影响、指令的功能。
模块三共6学时，主要包括以下两部分知识点。一是汇编语言程序及伪指令，主要内容是：汇编语言源程序的结构、语句类型及格式、伪指令及实现的操作、伪指令的应用、DOS 功能调用、BIOS功能调用。对本部分的基本要求是：学习汇编语言源程序的结构及设计流程、了解汇编语言语句格式、掌握伪指令的调用（BIOS及DOS功能的调用）。教学重难点是：汇编语言源程序的结构、汇编语言语句格式、伪指令、功能调用。二是汇编语言的编程，主要内容是：汇编语言源程序结构、逻辑段的定义、基本的输入输出程序、数据定义方式、源程序的编写，对本部分的基本要求是：了解完整的汇编语言源程序结构及如何定义逻辑段，说明段的含义，初始化段寄存器、伪指令、数据定义方式。掌握字符及字符串的输入和显示输出、字符输入缓冲区的定义，输出字符串的定义；
教学重难点是：字符及字符串的输入和输出、源程序的编写、几种结构（顺序、循环、分枝等）的编程实现。
模块四共4学时，主要知识点包括SRAM与DRAM的主要特点及简单接口电路。主要内容是：几种常用存储器芯片及其与系统的连接、I/O系统的特点；
I/O接口的基本功能、编址方式及译码；
接口电路的基本构成。基本教学要求是：了解半导体存储器的分类及其特点、掌握半导体存储芯片的外部特性及其与系统的连接；
掌握接口基本概念、输入输出系统I/O接口和端口，掌握端口的编址方式、简单接口芯片及其应用，教学重难点是：存储器系统及其主要技术指标、半导体存储器的分类及特点。
教师对“微机原理与接口技术”课程进行模块化设计，可以让学生直观地了解该课程的组成结构及教学过程，帮助学生更好地梳理教学内容，掌握课程的教学目标，使学生可以更加有针对性地学习，有侧重点地进行深入学习。另外，通过模块化教学，并配合对应实验，加深学生理论与实践相结合的深度，为培养应用型人才添砖加瓦。
（三）教学方法建设
“微机原理与接口技术”课程具有内容抽象、入门要求高的特点，因此，教师在教学过程中如何深入浅出使学生掌握微处理器的开发及工作原理是一个难题。课程包含硬件、软件和接口三部分内容，教师应使用不同的教学方法进行讲授。硬件部分由于概念抽象，不易理解，主要采用多媒体和网络等辅助教学，吸引学生注意力，激发学生学习兴趣。软件部分通过“改进式教学”，即在原有程序基础上进行改进，与传统教学中枯燥的讲解指令及用法相比，学生更容易对编程产生兴趣，发现汇编语言学习的魅力。接口部分通过典型接口芯片的教学，通过制定详细的任务及流程，在完成实验任务的基础上，使学生具备相应能力。同时，根据内容的灵活程度采用启发式、互动式、讨论式等多种教学方法在活跃课堂气氛的同时，提高学生的学习效果。
教学过程应该是师生互促的过程，教学相长，教师教授学生知识，学生为教师校正教学方法，合适的方法必然使得教学过程事半功倍。教师在教学过程中，应从学生角度出发，以学生的认识水平来设计教学过程，学生学习知识的过程也是能力提升的过程，教师的作用应该是引领学生自主学习。
（四）考核方式建设
课程考核是对学生的知识掌握情况进行反馈的过程，考核不仅能调动学生自主学习的积极性，也是检验教学效果、保证教学质量的重要手段。传统考试中以笔试为主导，考试过程机械性强，考试内容重复率高。“微机原理与接口技术”课程的考核要坚持理论与实际相结合、能力与素质齐进步的原则，具体考核模式为N+1过程考核模式。
本门课程采用N+1过程考核的方式进行考核，检验课程目标达成度，评价学生学习成果达成度。即由4个模块成绩+1个期末成绩构成，4个模块成绩（50%）和期末考试成绩（50%），总评成绩以百分计，满分100分，4个模块成绩由作业、单元设计、报告、实验等部分组成。各考核环节所占分值比例可根据具体情况微调，分值及考核细则见表2。
（五）实验教学建设
实验教学的过程是理论走向实践的过程，学生通过实验检验理论教学中的知识点，实验的过程是对所学知识掌握程度的检验过程。本门课程共包括6次实验课（12学时），实验的合理有效开设是学生将所学理论知识与实践相结合的关键环节。实验在锻炼学生动手能力的同时，帮助学生加深对微型计算机工作过程的理解，在整个教学环节中有着不可替代的作用。针对工程认证中的课程质量认证的要求，实验内容依课程目标进行设计，要求学生课前完成实验内容预习，课堂上完成教学目标要求，课后对实验步骤及结果进行整理，并将整理结果以实验报告形式上交。
实验内容包括预定部分及自由设计部分，预定部分学生按照实验指导书进行操作后可获得实验结果，自由设计部分是根据本次实验内容在预定部分基础上进行深入探索，学生根据自由设计部分的思路进行合理拓展。学生在完成预定部分和自由设计部分后，将实验过程及结果整理到实验报告上，在帮助学生巩固操作的同时，为其撰写科研论文打下良好基础。做实验在提高学生动手能力的同时，也体现了学生团队协做的能力。
“微机原理与接口技术”是电子信息工程专业的必修课程，是学生进行软硬件开发的基础课程，为学生后续学习其他课程提供坚实基础。文章分别从师资力量建设、教学大纲建设、教学方法建设、考核方式建设及实验教学建设5个方面，提出了本课程的建设方案，从教师角度出发，通过提升教师教学能力，助力教学过程及教学资源建设，从而达到提高教学质量的目的；
从教学内容角度出发，分别从教学大纲、教学方法、考核方式和实验教学4个方面对本课程提出合理建设方案。经过两学期的教学反馈，本课程教学取得了较大进步，学生反响较好。目前，本课程教学仍有很多不足，包括学生课堂主动性的调动、课后复习情况等还有待进一步解决。
参考文献：
[1] 唐阳华.地方本科院校转型发展中存在的问题与解决措施：以湖南科技学院为例[J].湖南科技学院学报，2020，41（6）：112-115.
[2] 吴银锋，冯仁剑，于宁，等.“微机原理与接口技术”智慧课堂教学改革探索[J].科教文汇（上旬刊），2021（12）：94-96.
[3] 程兰，马春燕，阎高伟.仿真软件在微机原理与接口技术教学及实验中的应用和探讨[J].计算机教育，2021（9）：181-185.
[4] 徐嘉莉，高山山.任務驱动法在《微机原理与接口技术》教学中的应用[J].电脑知识与技术，2021，17（10）：168-169.
[5] 蔚瑞华，张伟，徐志宇.新工科背景下微机原理与接口技术实践教学改革[J].实验室科学，2021，24（1）：61-64.
编辑∕李梦迪
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