孟月波 徐勝軍 劉光輝

摘要：“微機(jī)原理及接口技術(shù)”與“單片機(jī)及應(yīng)用”課程涉及計(jì)算機(jī)軟、硬件及電子技術(shù)等多學(xué)科知識(shí)，實(shí)踐應(yīng)用緊密結(jié)合，屬于微型計(jì)算機(jī)課程鏈教學(xué)體系下主要課程。本文面向?qū)W生創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)，改革了自動(dòng)化專業(yè)“微機(jī)原理與接口技術(shù)”“單片機(jī)原理與應(yīng)用”兩門課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)，完成了初步的微型計(jì)算機(jī)課程鏈實(shí)踐體系構(gòu)建。

關(guān)鍵詞：課程鏈;微機(jī)原理;單片機(jī)

中圖分類號(hào)：G642.0 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1674-9324（2019）19-0131-02

課程體系建設(shè)是實(shí)現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的重要環(huán)節(jié)，自動(dòng)化專業(yè)屬于工程性質(zhì)非常強(qiáng)的專業(yè)，其培養(yǎng)的人才，是我國(guó)工業(yè)2025戰(zhàn)略規(guī)劃實(shí)現(xiàn)的主要力量之一。目前，國(guó)內(nèi)自動(dòng)化專業(yè)普遍開設(shè)了《微機(jī)原理與接口技術(shù)》《單片機(jī)原理與應(yīng)用》《嵌入式系統(tǒng)技術(shù)及應(yīng)用》《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》等微型計(jì)算機(jī)系列課程，我校自動(dòng)化專業(yè)也是如此。這些課程均具有硬件與軟件結(jié)合緊密、理論性與實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)。由于這些課程的教學(xué)內(nèi)容既緊密相關(guān)，又表現(xiàn)出鮮明的層次化，具有遞進(jìn)的“鏈?zhǔn)健标P(guān)系，因此，這些課程構(gòu)成了一條強(qiáng)相關(guān)的微型計(jì)算機(jī)課程鏈。

但在教學(xué)活動(dòng)中，我們發(fā)現(xiàn)這條鏈上的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)存在一系列問題，具體包括：

1.課程間的實(shí)踐環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)完全獨(dú)立，或內(nèi)容重復(fù)，或毫無相關(guān)，缺乏系統(tǒng)性和遞進(jìn)性。

2.各課程實(shí)踐內(nèi)容層次模糊，廣度和深度把握不均衡，綜合性、設(shè)計(jì)性不強(qiáng)等。

3.各課程實(shí)踐平臺(tái)重復(fù)建設(shè)，有效教學(xué)資源得不到充分利用。

4.課程理論教學(xué)與實(shí)踐環(huán)節(jié)脫節(jié)。上述問題的存在不利于學(xué)生對(duì)課程的理解和掌握，不能適應(yīng)創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)要求。解決微型計(jì)算機(jī)課程鏈實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)上述問題，對(duì)發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力、增強(qiáng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

本文以我校自動(dòng)化專業(yè)建設(shè)為背景，以學(xué)生專業(yè)技能素質(zhì)要求為導(dǎo)向，依托省級(jí)精品課程《微機(jī)原理及應(yīng)用》項(xiàng)目建設(shè)，面向?qū)W生創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)，改革了自動(dòng)化專業(yè)《微機(jī)原理與接口技術(shù)》、單片機(jī)原理與應(yīng)用》兩門課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)，完成了初步的微型計(jì)算機(jī)課程鏈實(shí)踐體系構(gòu)建。實(shí)現(xiàn)了《微機(jī)原理與接口技術(shù)》、《單片機(jī)原理與應(yīng)用》兩門課程之間的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容系統(tǒng)化改革，完成了這兩門課程各自的基礎(chǔ)性、設(shè)計(jì)性、研究性有機(jī)結(jié)合的層次化實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容設(shè)置，同時(shí)探索了有效的理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)融合方式，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和積極性，提高教學(xué)質(zhì)量，進(jìn)而增強(qiáng)自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生的專業(yè)技能與工程實(shí)踐能力，發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。

一、課程鏈課程間實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容系統(tǒng)化

結(jié)合我校自動(dòng)化專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃，依據(jù)層次遞進(jìn)、減少重復(fù)等原則設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，調(diào)整《微機(jī)原理與接口技術(shù)》《單片機(jī)原理與應(yīng)用》實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)數(shù)，對(duì)內(nèi)容相近或重復(fù)的部分進(jìn)行整合和刪減，盡量避免內(nèi)容上的冗余，同時(shí)補(bǔ)充新理論、新方法。同時(shí)通過市場(chǎng)調(diào)研及與公司企業(yè)交流合作，深入研究最新行業(yè)動(dòng)向、技術(shù)方向及嵌入式工程師等職位所需資格能力，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以整合相關(guān)課程中相同知識(shí)點(diǎn)使之更加精練。根據(jù)市場(chǎng)和企業(yè)對(duì)硬件人才的需求，將重要、經(jīng)典的基本概念、知識(shí)點(diǎn)連同相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)串聯(lián)起來講授和實(shí)踐，幫助學(xué)生更加系統(tǒng)有效地學(xué)習(xí)硬件課程。此外，為強(qiáng)調(diào)微機(jī)基本原理以及硬件共性的知識(shí)點(diǎn)，通過對(duì)比式實(shí)驗(yàn)內(nèi)容突出原理的普遍性。以系統(tǒng)的存儲(chǔ)器擴(kuò)展為例，《微機(jī)原理與接口技術(shù)》此部分實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)應(yīng)突出利用作為數(shù)據(jù)/地址分時(shí)復(fù)用總線來完成對(duì)存儲(chǔ)器單元地址的確定，而在《單片機(jī)原理與應(yīng)用》部分則強(qiáng)調(diào)用相應(yīng)口線作為數(shù)據(jù)/地址時(shí)分復(fù)用總線完成地位地址設(shè)計(jì)，高位地址則用另一口線完成的方法。

二、課程鏈各門課程實(shí)踐內(nèi)容層次化

我們將每門課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)劃分為四種層次：基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，課程設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，開放性實(shí)驗(yàn)與學(xué)科競(jìng)賽?；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)側(cè)重點(diǎn)是要求學(xué)生掌握基本的程序設(shè)計(jì)和調(diào)試方法，能熟練掌握基本的編程與調(diào)試技巧并熟悉各種接口硬件模塊;設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)其目的是讓學(xué)生的學(xué)習(xí)做到由淺入深，從基礎(chǔ)知識(shí)理解到綜合能力培養(yǎng);課程設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)則是在前期設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際的應(yīng)用系統(tǒng)，完成一個(gè)實(shí)際系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制作，通過這樣的一個(gè)課程設(shè)計(jì)類的實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生更深入地理解和掌握課程內(nèi)容，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)新性;開放性實(shí)驗(yàn)活動(dòng)并將開放性實(shí)驗(yàn)推廣至學(xué)科競(jìng)賽、科研項(xiàng)目申報(bào)以及畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中，可以提升學(xué)生綜合實(shí)踐能力，同時(shí)也使得本課程實(shí)踐教學(xué)得以很好地延伸和發(fā)展，進(jìn)一步全面提高學(xué)生的思維能力、動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，并且令學(xué)生獲得學(xué)以致用的成就感，同時(shí)也改善為了競(jìng)賽而競(jìng)賽、項(xiàng)目申報(bào)缺少可持續(xù)發(fā)展空間及畢業(yè)設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)少的局面。

三、引入項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式仿真實(shí)踐教學(xué)模式

引入項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法及Proteus、Keil等仿真技術(shù)，在項(xiàng)目仿真實(shí)現(xiàn)過程中貫穿各知識(shí)點(diǎn)，解決教師難教，學(xué)生難懂問題。以教學(xué)內(nèi)容為基礎(chǔ)，選擇一個(gè)與教學(xué)內(nèi)容相吻合的實(shí)例，該實(shí)例涉及教學(xué)內(nèi)容的各模塊，以實(shí)例貫穿整個(gè)教學(xué)主線，課程講授完，實(shí)例相關(guān)模塊也介紹完畢。教師借助于Proteus、Keil等仿真軟件，在課堂演示項(xiàng)目實(shí)例對(duì)應(yīng)的硬件仿真與軟件調(diào)試，使學(xué)生形象地觀察并深刻地理解每一步軟件和硬件之間的內(nèi)在關(guān)系。通過該方法，理論與實(shí)踐相結(jié)合，學(xué)生更容易對(duì)知識(shí)點(diǎn)產(chǎn)生興趣，課程內(nèi)容也更便于理解，同時(shí)也使得學(xué)生進(jìn)一步熟悉和理解工程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)流程。

四、其他措施

我院加大實(shí)驗(yàn)室建設(shè)力度，于2015年更新了微機(jī)原理及單片機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，給學(xué)生創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。學(xué)院積極與企業(yè)建立聯(lián)系，加強(qiáng)合作，建立產(chǎn)、學(xué)、研基地，給學(xué)生提供實(shí)踐平臺(tái)，讓學(xué)生走出校門，走進(jìn)企業(yè)，在實(shí)踐中積累經(jīng)驗(yàn)，學(xué)以致用。

五、總結(jié)

本本改革了自動(dòng)化專業(yè)《微機(jī)原理與接口技術(shù)》《單片機(jī)原理與應(yīng)用》兩門課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)，完成了初步的微型計(jì)算機(jī)課程鏈實(shí)踐體系構(gòu)建：整體設(shè)計(jì)課程鏈實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)課程鏈中的兩門主要課程之間實(shí)踐環(huán)節(jié)系統(tǒng)化，建立有機(jī)統(tǒng)一的遞進(jìn)式的實(shí)踐教學(xué)體系;突出培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)，課程鏈中的兩門主要課程各自形成基礎(chǔ)性、設(shè)計(jì)性、研究性相結(jié)合的層次化實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容;理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有效融合，突出工程背景應(yīng)用，推進(jìn)科研成果向教學(xué)內(nèi)容的轉(zhuǎn)化，教學(xué)與科研有機(jī)結(jié)合。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙敏華，何波，孟月波.基于工程教育認(rèn)證的自動(dòng)化類專業(yè)課程體系探究[J].教育教學(xué)論壇，2018，（14）：219-220.

[2]徐旭，董全德，李明.基于課程鏈的單片機(jī)課程教學(xué)改革研究與實(shí)踐[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2016，32（16）：240-241.

[3]沈?qū)W東.軟件綜合實(shí)踐課程鏈?zhǔn)浇虒W(xué)模式的實(shí)踐與探索[J].課程教育研究，2017（43）：236.