胡志强 郭华锋 梁良 赵蕊 陈跃

摘  要：针对微机原理及应用课程内容和应用型本科院校的特点，结合国家一流课程建设背景和课程教学改革目标，从课程目标、教学设计、教学组织、教学方法和教学评价五个方面对微机原理及应用线下一流课程建设进行全面探索，为建设具有高阶性、创新性和挑战度的特色鲜明的线下一流课程建设提供思路，并促进应用型本科院校检测、控制和自动化领域的人才培养。

关键词：微机原理及应用;一流课程;教学改革;课程建设;教学方法

中图分类号：G642      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2024）17-0030-04

Abstract： In view of the content of Microcomputer Principle and Application course and the characteristics of application-oriented colleges and universities， and in combination with the background of national first-class courses construction and the goal of teaching reform， this paper comprehensively explores the construction of the offline first-class curriculum from five aspects： curriculum objectives， teaching design， teaching organization， teaching methods and teaching evaluation. The study provides ideas for the construction of the offline first-class curriculum with distinctive characteristics of high order， innovation and challenge， at the same time promotes the training of talents in the fields of detection， control and automation in application-oriented colleges and universities.

Keywords： Microcomputer Principle and Application; first-class course; teaching reform; curriculum construction; teaching method

2019年，教育部印发的《关于一流本科课程建设的实施意见》中明确提出，课程是人才培养的核心要素，课程质量直接决定人才培养质量[1-3]。教育部高教司前司长吴岩提出了“两性一度”的金课标准[4]，第一提升高阶性：课程目标坚持知识、能力、价值有机融合，课程内容强调广度和深度，加强课程体系整体设计;第二突出创新性：教学内容体现前沿性和时代性，教学方法体现先进性和互动性，知识结构体现学科交叉融合;第三增加挑战度：加大研究性、创新性、综合性内容所占比重，建立完善过程考核与结果性考核有机结合的考评制度。因此要以一流课程建设为抓手，引领带动高校课程体系、课程内容和教学模式改革，持续推进现代信息技术与教育教学深度融合，引导高校打造线上线下相融合的课程质量新标杆。大力推进高校建立和完善适应在线教学、混合式教学考核评价制度，有效支撑高校课程建设。

基于徐州工程学院应用型本科院校[5]的办学理念和定位，培养具有独立思考能力，能够解决工程机械领域实际检测控制与自动化问题的应用型、高水平专业技术人才。微机原理及应用作为机械电子工程专业的专业核心课程，切实遵循“两性一度”金课标准，以学生为中心，从课程目标、教学设计、教学组织、教学过程、教学方法和教学评价六个方面建立微机原理及应用课程的整体体系。

一  课程目标

微机原理及应用是机械电子工程专业的一门专业必修课，同时它也是五门专业核心课程之一，共2.5学分，48学时，面向大三学生开设。课程的知识目标是通过理论学习和实践环节锻炼，使学生掌握计算机的工作原理、单片机的硬件结构、软件编程方法等基本知识;能力目标是具备分析和解决检测、控制和自动化一般技术问题的基本能力。对标表1中的培养标准及知识能力实现矩阵制定课程的大纲。

课程内容见表2，共分为8个知识模块，其中理论学时32学时，实验学时16学时，共计48学时。

微机原理及应用这门课程的特点如图1所示，综合性强、实践性强，它是以计算机工作原理和硬件架构为主线，通过汇编语言和C51程序设计开发，将单片机硬件资源、程序设计、软件仿真、扩展技术以及应用案例开发等内容融为一体。其前导课程包括电工技术、电子技术、电子线路设计和电工与电子技术实验;后续课程有控制工程、机械制造自动化技术、传感器与检测技术和毕业设计等。本门课程也是一门职业能力核心课程，与企业岗位高度匹配，例如：硬件工程师岗位、嵌入式工程师岗位和测试工程师岗位等。

二  教学设计

课程遵循如图2所示的教学设计，首先确定教学目标，包括知识目标和能力目标;然后确定课程重点和难点;再次采用合适的教学手段和教学方法，详解教学过程;最后进行教学总结并持续改进。

三  教学组织

（一）  教学过程

教学过程的组织与实施如图3所示，包括理论教学和实践教学。其中理论教学首先利用自制的短视频进行碎片化移动学习，然后针对学生学习过程中的共性问题进行课堂重难点讲解;实践教学包括虚拟实训、实验室实训和项目实训，虚拟实训利用基于Protus+Keil[6-7]搭建的虚拟仿真系统实现线上实践，实验室实训通过学校实验室平台实现线下实践，项目实训主要是通过制作口袋机来完成线下实践。从而真正实现“线上+线下”协同创新、理实一体化、虚实结合、软硬兼施和以赛促学的教学模式。

（二）  教学方法

教学方法主要采用项目教学法、案例教学法和现场教学法（图4），同时还设有一定比例的翻转课堂，实现以教师为中心到以学生为中心的转变，从而提升课程的内涵。

（三）  教学评价

课程采用如图5所示的全过程多维度的综合评价方式，包括课堂评价体系、期末评价体系和项目评价体系。其中课堂评价体系又分为课前学习评价体系、课中学习评价体系和课后学习评价体系，课前评价体系通过学校学习通上的超星短视频的执行时间、执行数量和完成质量进行量化评价;课中评价体系通过课堂表现进行评价，包括理论课堂和实验课堂，理论课堂通过出勤率、随堂测试和翻转课堂进行量化评价，实验课堂通过实验过程表现、答辩表现和实验结果进行量化评价;课后学习评价体系主要是通过虚拟仿真系统执行时间、执行数量和完成质量进行量化评价。期末评价体系主要是通过作业、实验报告和期末试卷进行量化评价。项目评价体系通过两周的课程实训中完成的硬件电路、软件程序、报告和答辩进行量化评价。

（四）  特色创新

本课程的特色创新主要包括：教材建设、立体化教学资源建设、虚拟仿真平台建设和第二课堂建设四个方面。

1  教材建设

经过多年的课程建设，本课程的教材实现了从他编教材到自编教材的转变，更能适合徐州工程学院应用型本科院校学生的特点，大大提高了教学质量。

2  立体化教学资源建设

课程建有立体化教学资源，精美的PPT，试题库、口袋机和超星线上课程，极大满足不同类型学生学习的需求。

3  虚拟仿真实验平台建设

经过课程团队老师不懈的努力，自助开发了基于Protus和Keil平台的虚拟仿真系统（图6）[8-9]，可以满足学生线上实训的目的，特别是在新冠感染疫情期间，发挥了极大的实践作用和价值，很好地锻炼了学生的实践能力。

4  第二课堂建设

重塑实践教学模式，大力开辟第二课堂（图7），以学科知识为基、生产案例为阶、实际项目驱动、理论与实践相通、教学与生产相融。积极鼓励、组织学生参加以“大学生机械创新设计大赛”“全国软件和信息技术人才大赛”“互联网+”和“挑战杯”为代表的各类学科竞赛和各类各级实践创新项目，大大提高了学生的理论和实践动手能力，增强了企业对学生能力的认可度，增加了就业岗位与专业的匹配度。

四  结束语

经课程团队长期探索、积累、沉淀和实践，微机原理及应用线下一流课程特色逐步鲜明：教学与生产相融（案例为主），以工程应用为主线，从单片机芯片、硬件电路、程序设计、系统仿真到产品调试应用，符合IT硬件开发实际流程，知识融会贯通，突出实用;理论与实践相通（项目为主），凝练课程知识点，申报大创、实验室开放、教师科研等项目，大力开辟第二课堂。学生“学中做”“做中学”，实践创新能力明显提升;教学资源多元立体化，开放课程网站，“互联网+”教材，实验指导书，试题库，微移动学习平台;采用OBE教学模式并持续改进。

参考文献：

[1] 中华人民共和国教育部.关于一流本科课程建设的实施意见（教高〔2019〕8号）[EB/OL].https：//www.gov.cn/gongbao/content/2020/content_5480494.htm.

[2] 王芬，周绿山，张巧玲，等.“一流课程”背景下化工原理课程建设探索[J].化工管理，2022（31）：28-31.

[3] 李娟，马轶.基于一流课程建设的水力学全时程教学探索[J].教育教学论坛，2022（47）：157-160.

[4] 刘瑞平，许晨阳，黄啸.材料科学基础一流课程建设[J].中国冶金教育，2022（5）：56-58.

[5] 伍琼仙，王飞，黄晓燕，等.应用型本科院校产教融合效能评价体系构建研究[J].成都工业学院学报，2022，25（4）：93-97.

[6] 刘晨，陈小亮.基于protues软件和KEIL软件的虚拟实验平台教学做一体化的教学改革[J].时代农机，2019，46（2）：73-75.

[7] 梁丽丽.基于protues提高单片机学习效果的实践研究[J].现代职业教育，2018（3）：77.

[8] 邱刚.Protues仿真软件在单片机教学中的应用[J].电子元器件与信息技术，2021，5（4）：165-167.

[9] 李媛.基于Proteus和Keil的项目式单片机教学改革[J].商丘师范学院学报，2022，38（9）：88-91.

基金项目：江苏省现代教育技术研究课题“‘线上+线下协同创新《微机原理及应用》一流课程实践探索”（2022-R-106508）;徐州工程学院高等教育科学研究课题“‘线上+线下协同创新微机原理及应用教学模式探索研究”（YGJ2119）;徐州工程学院一流本科课程建设项目“《微机原理及应用》”（无编号）;教育部高等教育司产学合作协同育人项目“新工科背景下《微机原理及应用》一流课程建设”（202102053006）;教育部高校学生司供需对接就业育人项目"校企协同打造就业育人有机联动人才培养新模式"（20220101088）

第一作者简介：胡志强（1979-），男，汉族，山东寿光人，工学博士，副教授。研究方向为检测技术与自动化装置，高等教育。