李建海 趙彥敏 王琦

摘要：針對非電類專業(yè)的“微機(jī)原理及應(yīng)用”課程教學(xué)現(xiàn)狀存在的一些現(xiàn)實(shí)問題，本文探討了將微課引入微機(jī)原理課程教學(xué)的可行性，提出了“微機(jī)原理及應(yīng)用”課程微課及相關(guān)實(shí)驗(yàn)微課的設(shè)計(jì)思路，該教學(xué)改革經(jīng)學(xué)生反饋，取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞：微機(jī)原理及應(yīng)用；微課；實(shí)驗(yàn)

中圖分類號：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 論文編號：1674-2117（2018）13/14-0152-03

● “微機(jī)原理及應(yīng)用”課程的教學(xué)現(xiàn)狀

“微機(jī)原理及應(yīng)用”是工科學(xué)校非電類專業(yè)一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，在整個專業(yè)教學(xué)體系中起著承上啟下的作用，其授課內(nèi)容涉及微機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)和軟件編程兩個方面。然而在實(shí)際的教學(xué)過程中，學(xué)生反映課程內(nèi)容比較抽象且難以理解，學(xué)起來枯燥缺乏興趣，唯一感興趣的動手實(shí)踐環(huán)節(jié)，又由于實(shí)驗(yàn)形式單一、方法單調(diào)而失去了對學(xué)生的吸引力。因此，如何根據(jù)課程的特點(diǎn)和學(xué)生的實(shí)際接受能力安排教學(xué)內(nèi)容、確定教學(xué)方法、增強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)效果，使之既符合非電類各專業(yè)教學(xué)的需要，同時又能充分反映微機(jī)的應(yīng)用場合和發(fā)展方向，一直是教師們探討的課題。

“微機(jī)原理及應(yīng)用”課程目前存在的問題主要有以下幾個方面。

一是學(xué)生對“微機(jī)原理及應(yīng)用”課程重視程度不夠。各非電類專業(yè)一般以幾門本專業(yè)的專業(yè)課為主干，圍繞這些專業(yè)課開設(shè)的相關(guān)課程和實(shí)踐活動較多，而“微機(jī)原理及應(yīng)用”課程屬于公共基礎(chǔ)課，學(xué)生的重視程度不夠，學(xué)習(xí)態(tài)度不夠端正，覺得只要能通過考試就行，學(xué)習(xí)積極性不高。

二是教學(xué)方法已不能滿足發(fā)展需求?！拔C(jī)原理及應(yīng)用”課程主要講解微處理器的內(nèi)部構(gòu)造、指令系統(tǒng)和外圍硬件設(shè)備擴(kuò)展的問題，以教師在黑板或PPT上講授原理、概念為主，輔助以適當(dāng)?shù)牧?xí)題幫助鞏固知識點(diǎn)和加深理解，學(xué)生學(xué)習(xí)時只是機(jī)械記憶和抽象理解，授課的效果不好。另外，由于學(xué)時限制，有些教師課堂上只講教材中的經(jīng)典內(nèi)容，沒有介紹目前最新的微機(jī)發(fā)展趨勢和應(yīng)用現(xiàn)狀，不能有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的積極性。

三是實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)資源不足。由于實(shí)驗(yàn)學(xué)時少，實(shí)驗(yàn)室資源有限，因此“微機(jī)原理及應(yīng)用”課程的實(shí)驗(yàn)基本都是使用集成式實(shí)驗(yàn)臺，在有限時間里做驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生只需按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書要求在實(shí)驗(yàn)臺簡單地插線，然后敲入書中的程序就能達(dá)到實(shí)驗(yàn)效果，沒有深入理解具體器件的作用，很難體會到硬件連接與程序調(diào)試的過程，因此實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果很有限，最終導(dǎo)致工科院校的學(xué)生畢業(yè)之后不認(rèn)識基本器件，不會編程解決具體問題等。

以上關(guān)于“微機(jī)原理及應(yīng)用”課程課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)資源方面的問題，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)該課程沒有積極性，有些學(xué)生甚至產(chǎn)生厭學(xué)情緒，表現(xiàn)為課堂睡覺，玩手機(jī)，下課抄作業(yè)或不交作業(yè)，做實(shí)驗(yàn)時應(yīng)付了事，不能有效達(dá)到該課程的教學(xué)目的。因此如何提高教學(xué)效果和實(shí)驗(yàn)質(zhì)量是該課程教學(xué)過程中需探討的課題。

● 微課應(yīng)用于“微機(jī)原理及應(yīng)用”課程的可行性

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，電腦、手機(jī)等智能設(shè)備越來越普遍，使得高校學(xué)生獲取知識的途徑和手段有了很大的變化，在大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)開放課程的帶動下，微課已成為當(dāng)前教育領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)與實(shí)踐趨勢。微課是指通過提煉知識點(diǎn)制作的一段時間在5～8分鐘以內(nèi)，具有明確教學(xué)目標(biāo)的教學(xué)視頻；它對某個知識點(diǎn)進(jìn)行講解或強(qiáng)化[1]，學(xué)生在視頻情境中學(xué)習(xí)相關(guān)知識，可以最大程度地實(shí)現(xiàn)知識的理解與吸收。微課可在計(jì)算機(jī)或手持移動設(shè)備上運(yùn)行，短小的視頻充分利用時間碎片，學(xué)生可以隨時隨地進(jìn)行學(xué)習(xí)，符合現(xiàn)代大學(xué)生移動學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，更適合學(xué)生按需學(xué)習(xí)、個性化學(xué)習(xí)的需求，既可查漏補(bǔ)缺又能強(qiáng)化鞏固知識。微課這種信息化的教學(xué)手段為“微機(jī)原理及應(yīng)用”課程的教學(xué)提供了一種新的思路，能滿足學(xué)生個性化學(xué)習(xí)微機(jī)原理相關(guān)知識、預(yù)習(xí)微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)的資源需求。

● 微課在“微機(jī)原理及應(yīng)用”課程中的實(shí)踐

1.根據(jù)教學(xué)目標(biāo)將課程分解成相應(yīng)的微單元

教師需要根據(jù)總體教學(xué)目標(biāo)將課程進(jìn)行分解[2]，即將課程分為微機(jī)概述及數(shù)制轉(zhuǎn)換、微處理器、存儲器、指令系統(tǒng)、匯編語言編程、中斷系統(tǒng)和常用可編程芯片應(yīng)用等7個部分。再依據(jù)每部分內(nèi)容組織的特點(diǎn)將其分解成相應(yīng)的微單元，如將存儲器單元細(xì)分成存儲器技術(shù)指標(biāo)、隨機(jī)存儲器原理、典型RAM芯片、只讀存儲器原理、典型ROM芯片、存儲器芯片擴(kuò)展方法、74LS138芯片內(nèi)容回顧、位擴(kuò)展原理、位擴(kuò)展舉例、字?jǐn)U展原理、字位擴(kuò)展舉例、字位擴(kuò)展原理和字位擴(kuò)展舉例等13個微單元。

2.對每個微單元進(jìn)行內(nèi)容設(shè)計(jì)

每個微單元的學(xué)習(xí)內(nèi)容主要包含學(xué)習(xí)主題、達(dá)成目標(biāo)、重難點(diǎn)把握、相關(guān)知識點(diǎn)、學(xué)習(xí)練習(xí)、學(xué)習(xí)反思（解決問題的過程、存在問題與改進(jìn)設(shè)想）等。教師應(yīng)該著重把握每個微單元中重難點(diǎn)的內(nèi)容設(shè)計(jì)、講解思路和問題啟發(fā)等，使其有效地輔助課堂教學(xué)。例如，在設(shè)計(jì)存儲器字?jǐn)U展原理微單元時，可通過典型題目解析，將存儲器字?jǐn)U展的問題分解為14個步驟，每一步對應(yīng)明確的操作，重點(diǎn)在于譯碼器電路設(shè)計(jì)。學(xué)生通過該微單元的學(xué)習(xí)，能更深刻地理解解題步驟，提高學(xué)習(xí)該部分內(nèi)容的興趣。

3.對每個微單元進(jìn)行微課制作

首先，要明確相應(yīng)微單元的知識點(diǎn)及重難點(diǎn)，注意在一節(jié)微課中以一個重難點(diǎn)內(nèi)容為宜，較長的內(nèi)容可分為幾次微課逐步解決。[3]其次，要整理相關(guān)的教學(xué)材料，通過多種渠道搜集多媒體素材。在進(jìn)行微課內(nèi)容的設(shè)計(jì)時，注意一節(jié)的時長應(yīng)控制在8分鐘以內(nèi)，這符合學(xué)生注意力保持時間較短的特征，這個時間長度也容易將一個簡單問題解答清楚，復(fù)雜內(nèi)容可分為幾個小節(jié)講授。最后，在進(jìn)行教學(xué)過程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，多通過問題引入法或事件引入法快速引入課題，吸引學(xué)生注意力；對相關(guān)內(nèi)容講授要條理清晰，語言精練，進(jìn)行微課制作時可采用多種方法提高微課質(zhì)量。根據(jù)本課程特點(diǎn)，筆者采用屏幕錄像專家+PPT+手機(jī)+手寫板+麥克風(fēng)+背景音樂的方式制作微課，制作時注重采用學(xué)生易于接受的方式講清楚每節(jié)微課的內(nèi)容。

4.針對實(shí)驗(yàn)相關(guān)內(nèi)容錄制相應(yīng)微課

“微機(jī)原理及應(yīng)用”課程每個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一般安排2個課時，在每次開始實(shí)驗(yàn)前實(shí)驗(yàn)教師都要集中講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?nèi)容、步驟、設(shè)備使用方法、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求等[4]，本課程的實(shí)驗(yàn)屬于基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)，選課學(xué)生較多時重復(fù)性很強(qiáng)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教師的勞動強(qiáng)度很大。而將微課運(yùn)用于本課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以產(chǎn)生良好效果。

（1）實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容可反復(fù)演示

將實(shí)驗(yàn)要求和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的講解錄制成微課，要求學(xué)生提前預(yù)習(xí)。每個學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、理解水平等都不一致，所以每個學(xué)生可結(jié)合自己的實(shí)際情況制訂觀看微課的學(xué)習(xí)計(jì)劃，可以任意停止或者重放微課以確保對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解。經(jīng)過微課學(xué)習(xí)的環(huán)節(jié)，學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室就可以直接開始做實(shí)驗(yàn)，有問題可以再次觀看微課或由教師解答。這樣，實(shí)驗(yàn)教師不需要在實(shí)驗(yàn)室講解實(shí)驗(yàn)操作過程，可以大大提高教學(xué)效率，降低勞動強(qiáng)度。

（2）精細(xì)化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)成為可能

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和操作步驟等都通過教學(xué)視頻展現(xiàn)給學(xué)生，實(shí)驗(yàn)教師不用集中統(tǒng)一講解和演示，節(jié)省的時間可用于解答學(xué)生的疑問，這樣不但可以對學(xué)生的發(fā)散思維進(jìn)行訓(xùn)練，而且還能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

（3）強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)效果，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

針對容易出錯的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，還可以在微課中通過一些常見的實(shí)驗(yàn)錯誤問題案例，引導(dǎo)學(xué)生思考產(chǎn)生錯誤的原因，避免自己在實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生錯誤，順利完成實(shí)驗(yàn)。同時，在微課中可通過啟發(fā)、引導(dǎo)的方式提出一些擴(kuò)展性的實(shí)驗(yàn)思路和相關(guān)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方案，這些內(nèi)容都具有一定的難度，能力較強(qiáng)的學(xué)生可以嘗試挑戰(zhàn)解決這些拓展性問題，從而進(jìn)一步培養(yǎng)解決實(shí)際問題的能力和創(chuàng)新能力。

● 結(jié)束語

實(shí)踐證明，在實(shí)踐性、操作性都較強(qiáng)的“微機(jī)原理及應(yīng)用”課程中引入微課是可行的，能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)、探究的能力，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，教學(xué)效果得到較大的改善。在“微機(jī)原理及應(yīng)用”課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入微課，降低了實(shí)驗(yàn)教師的勞動強(qiáng)度，提高了學(xué)生動手做的興趣，更培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡鐵生，詹春青.中小學(xué)優(yōu)質(zhì)“微課”資源開發(fā)的區(qū)域?qū)嵺`與啟示[J].中國教育信息化，2012（22）：65-69.

[2]金燕.基于微課的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式實(shí)踐研究——以《計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)》課程為例[J].職教論壇，2014（23）：55-58.

[3]陳欣，翟翠萍.微課在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中的應(yīng)用探討[J].廣州化工，2014（17）：230-231.

[4]吳嬋.關(guān)于微課對優(yōu)化高校教學(xué)效果的思考[J].科教導(dǎo)刊，2013（29）：17-18.

作者簡介：李建海（1979—），男，甘肅白銀人，講師，碩士，主要研究方向?yàn)橄到y(tǒng)工程。趙彥敏（1979—），女，山東德州人，講師，碩士，主要研究方向?yàn)橥ㄐ排c信息處理。王琦（1979—），女，河北雄縣人，講師，碩士，主要研究方向?yàn)殡娏﹄娮优c電力傳動。

基金項(xiàng)目：甘肅省工業(yè)過程先進(jìn)控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（XJK201522），甘肅省自然科學(xué)基金（1508RJZA090），電信學(xué)院教學(xué)研究項(xiàng)目資助（DXXY20170209）。