容愛瓊 鐘書棋 呂馬仟 徐展熙 劉文達 唐明煜

摘要：針對獨立學院的微機原理課程，提出了基于融合理念的教學方法。分析了獨立學院微機原理課程教學現(xiàn)存問題;分析了該教學方法的意義，論述了“融合式”的教學實踐。教學實踐表明，基于融合理念的微機原理課程教學方法為學生建立了課程間有機聯(lián)系的知識體系，有助于強化學生對知識的認識及應用能力、培育學生的系統(tǒng)觀念，教學效果較好。

關(guān)鍵詞：融合理念;獨立學院;微機原理;知識體系

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2019）51-0159-02

微機原理是一門應用性和綜合性較強的機電類專業(yè)基礎課程，與多門專業(yè)基礎課程存在知識關(guān)聯(lián)。當前，大工程觀培養(yǎng)與新工科建設得到教育界的廣泛關(guān)注，前者注重學科之間的交叉與關(guān)聯(lián)[1-3]，后者內(nèi)含交叉、融合、關(guān)聯(lián)、注重工程實踐、關(guān)注前沿發(fā)展等先進理念[4-5]。對于微機原理課程，以先進教育理論為指導，加強課程間關(guān)聯(lián)、構(gòu)筑知識體系具有較大現(xiàn)實意義。

本文結(jié)合獨立學院實際情況，提出了基于融合理念的微機原理課程教學方法。在教學實踐中，理論講授和實驗應用聯(lián)動進行，理論講授與實驗教學同步進行，基于“項目驅(qū)動型”的教學方法設計多個課題項目;引入單片機行業(yè)的新工具新技術(shù)，搭建實驗平臺;融入C語言程序設計、電工電子、自動控制原理等多門相關(guān)課程的知識，建立較為完善的知識體系。該方法可強化學生的工程應用能力，對培養(yǎng)學生的大工程觀具有較好的促進作用。

一、教學方法研究背景

獨立學院的辦學定位是培養(yǎng)應用型人才，對于工科專業(yè)強調(diào)工程教育的實踐性與學生工程應用能力的培養(yǎng)。目前，獨立學院的微機原理教學存在以下主要問題：（1）機電課程教學之間缺乏知識關(guān)聯(lián)，常規(guī)教學順序是“電工電子、C語言程序設計、微機原理”，不同課程往往跨學期開展，在教學過程中缺少知識點的串聯(lián);（2）實驗平臺一般采用傳統(tǒng)的MS-51系列單片機，對復雜電控應用的適用性較差;（3）學生普遍存在基礎較差等問題，缺乏知識體系的整合能力。

因此，在課程教學上，一方面須完善實驗實踐平臺，強化工程應用能力的培養(yǎng);另一方面須注重知識體系的建立，串聯(lián)多門課程之間的知識和信息。

二、基于融合理念的教學方法

1.融合理念的教學意義。對于機電類專業(yè)，微機原理與多門專業(yè)基礎課程存在知識關(guān)聯(lián)。良好的教學應當明晰不同課程的知識與信息之間的聯(lián)系，以培養(yǎng)學生的“關(guān)聯(lián)力”。

針對目前微機原理教學中存在的問題，基于融合理念的教學方法可通過建立較為完整的知識體系、實施融合式教學來破解不同課程之間的“知識壁壘”，讓學生在相關(guān)課程有機聯(lián)系的知識體系中進行學習，如圖1所示。促進相關(guān)知識的融會貫通，對于具體一門課程而言可起到強化記憶、強化認識、強化應用的作用，對于知識體系而言可幫助學生建立課程交叉、知識融合的意識，有助于培養(yǎng)學生的“大工程觀”。

2.理論、實驗、課程項目三者融合。教學實踐發(fā)現(xiàn)，無論是“先完成全部理論后進行實驗”，還是“先完成部分理論再完成對應實驗”，都存在理論與實驗在時空和銜接上分離的問題。理論與實驗往往由不同教師完成，在知識講授上缺乏銜接。而以設計性實驗為牽引，促使學生自主學習的教學方法在獨立學院實行具有一定的難度。

因此，對于獨立學院，須要將理論教學和實驗實踐緊密融合在一起，如圖2所示。將理論和實驗教學統(tǒng)一安排在多媒體教學機房;每兩名學生為一組，分配一套自制的單片機實驗平臺，包括一塊STM32單片機最小系統(tǒng)板、一個仿真器、一塊電動機驅(qū)動板、一套智能小車平臺，如圖3所示;結(jié)合單片機實驗平臺講授理論知識，并在課堂上指導學生完成基礎實驗，實現(xiàn)“理論知識即學即用”，幫助學生快速入門。完成入門后，采用“項目驅(qū)動型”教學方法，設置多個課程項目以培養(yǎng)學生的自主學習能力。

當前單片機行業(yè)發(fā)展迅速，對此全面試行以ST公司32位單片機為教學工具的課程改革，芯片型號為STM32F103VET6。與MS-51相比，選用STM32具有以下優(yōu)勢：ST公司提供了豐富的函數(shù)庫，容易入門;ST公司開發(fā)了新工具STM32CubeMX，可自動生成寄存器配置代碼;國內(nèi)學習STM32的資源非常豐富，便于學生自學自練。

3.C語言程序設計與微機原理融合。對C語言程序設計與微機原理兩門課程進行融合教學，具有以下優(yōu)點：單片機程序設計提供了一個貼近工程應用的編程對象;C語言課程為學生理解和應用ST公司基于C語言的函數(shù)庫準備了基礎知識，可改善微機原理教學效果。

在課程安排上，C語言程序設計在前，微機原理緊接其后;在教學內(nèi)容上，微機原理使用C語言進行程序設計。

4.電工電子與微機原理關(guān)聯(lián)?？紤]到獨立學院學生的實際情況，對微機原理所涉及的硬件電路知識采用“迂回式教學”。教學初期，不深入講解硬件電路方面知識。在完成微機原理基礎理論的講授和主要模塊的實驗后，大部分學生已完成微機原理的入門，此時以單片機實驗平臺為對象，對原理圖中所涉及的電工電子知識進行適時講解，為學生建立以單片機為核心的電子控制系統(tǒng)硬件部分的知識體系，如圖4所示。

5.自動控制原理與微機原理關(guān)聯(lián)。單片機在各類自動控制系統(tǒng)中得到廣泛應用。自動控制原理與微機原理這兩門課程存在較大聯(lián)系，但前者知識點比較抽象，單純進行課堂講授，學生較難理解。

對此，以課程項目的形式，指導學生利用單片機實驗平臺進行智能小車電動機轉(zhuǎn)速控制等實驗。結(jié)合具體控制應用，講授閉環(huán)系統(tǒng)、反饋控制、PID算法、穩(wěn)態(tài)分析和動態(tài)分析等教學內(nèi)容和知識點，便于學生理解自動控制原理。

三、結(jié)語

常規(guī)微機原理課程教學缺乏融合和關(guān)聯(lián)，本文針對獨立學院實際情況，提出了基于融合理念的教學方法。在教學中以微機原理課程為關(guān)聯(lián)中心，融入了多方面的知識和信息，取得了較好的教學效果，今后將進一步改進和推廣。

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