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摘要：本文以实践为导向，深入探讨了微机原理与接口技术课程的建设与改革策略。针对当前课程教学中存在的诸多问题，如教学方法单一、实验设备与资源匮乏、教学内容更新滞后、缺乏综合性实践项目及考试形式单一等，本文提出了一种以实践为核心的教学理念。该理念旨在通过加强实验操作、深化项目实践及培养创新能力，全面提升学生的实践技能和综合应用能力。本文不仅分析了当前课程建设的现状与挑战，还提出了基于实践导向的教学内容优化、课程环节设计、网络资源整合、实践条件强化及与学科竞赛相结合的多维度课程建设思路。实践表明，实施以实践为导向的教学模式后，学生的学习积极性和实践能力显著提升，课程教学质量与效果也实现了明显的飞跃。本研究为微机原理与接口技术课程的进一步建设与改革提供了新颖的思路和宝贵的参考。

关键词：微机原理与接口技术，实践导向，学科竞赛

Abstract： This paper delves into the strategies for the construction and reform of the course of Microcomputer Principles and Interface Technology with a practice-oriented approach. Addressing prevalent issues in current curriculum teaching， including monotonous teaching methods， inadequate experimental equipment and resources， sluggish updating of teaching content， a scarcity of comprehensive practical projects， and monotonous examination formats， this paper advocates a teaching philosophy centered on practice. This philosophy aims to elevate students' practical skills and comprehensive application abilities by enhancing experimental manipulations， deepening project-based learning， and fostering innovation capabilities. The paper not only analyzes the current status and challenges of curriculum construction but also outlines a multi-faceted approach to curriculum development grounded in practice-oriented teaching content and methods. This approach encompasses optimizing teaching content， designing comprehensive course structures， integrating online resources， reinforcing practical conditions， and merging coursework with academic competitions. Implementation of this practice-oriented teaching model has resulted in marked improvements in students' learning enthusiasm and practical abilities， as well as a substantial enhancement in the quality and effectiveness of course instruction. This study offers fresh perspectives and valuable references for the further construction and reform of the Microcomputer Principles and Interface Technology course.

keywords： Principles of Microcomputers and Interface Technology， Practice-oriented， Discipline Competition

0 引言

自动化类专业培养行业针对性强、智能化能力强、创新能力好、系统思维好的高级应用型创新人才，培养学生通过系统分析和自动控制技术来智能控制各种复杂系统的能力[1]。而在智能控制系统中，嵌入式系统起到了核心重要作用，因此在自动化专业的课程体系中，嵌入式类课程起到了重要的专业必修课地位，其中微机原理与接口技术就是其中一门课程，为自动化专业学生提供了必要的理论基础知识和专业技能的实践训练[2-5]。

1. 研究背景

在微机原理与接口技术教学中，近几年随着人工智能的引入，国内许多高校都在加强课程建设和改革力度，取得了很多教改成果。 传统的微机原理与接口技术在教学中，存在一下几个问题：理论与实践脱节： 传统教学方式往往偏重于理论讲解，实践环节不足。学生在课堂上学到的理论知识没有足够的机会通过实际操作来验证和应用，导致理解不深入，实践能力不足。1）. 教学方法单一，教学方法主要以讲授为主，缺乏互动性和趣味性。学生被动接受知识，学习积极性不高，创新思维和解决问题的能力难以得到有效培养。2）. 实验设备和资源不足，由于实验设备和资源有限，学生在实际操作中无法充分体验和掌握嵌入式系统的应用，实验效果不理想。3）. 课程内容更新慢，随着科技的发展，单片机技术和应用领域也在不断更新，但一些课程内容更新滞后，不能及时反映最新的技术发展趋势，学生学到的知识存在一定的时效性问题。4）. 缺乏综合项目，课程设计中缺乏综合性、系统性的项目，学生在学习过程中难以体验到完整的工程项目流程，导致综合应用能力欠缺。5）. 考核方式单一，传统的考核方式主要依赖于笔试，难以全面评价学生的实践能力和创新能力。学生在实际操作和项目实践中的表现得不到充分的重视和反馈[6-9]。

2. 以实践为导向的微机原理与接口技术教学实践

针对上述问题，本课程从提升学生实践能力为导向，进行了微机原理与接口技术课程研究和建设。根据专业工程教育认证需求，微机原理与接口技术这门课程的课程目标为

1）. 优化实验教学内容，将基础实验与综合实验相结合，在保留基础实验如简单的课程案例复现、单一的芯片功能编程基础上，增加综合性和创新性实验，如将串口和按键输入相结合，将AD采集与声光报警相结合等，同时采用自主设计与指导相结合，在实验过程中，我们授课教师给与适当的指导，但更多鼓励学生自行设计硬件连线和软件程序编写，独立完成实验，培养学生的动手能力和创新思维，只有在关键环节进行适当的思路提示和代码演示。

2）. 加强课程设计环节，课程设计作为考核的一个重要环节，并且引入新模块和其他课程相关知识点，引导学生从分析模块特性、读懂模块手册、掌握代码移植等步骤，进行课程综合设计，使得课程设计面向实际应用，让学生参与从需求分析、系统设计到实现的全过程。同时主动和优质企业进行对接，开展联合课程设计，本课程与德州仪器已经连续开展了4届课程联合设计，课程基于德州仪器的最新传感器与行业应用需求，通过小组推进制方式，通过三周时间完成一个团队课程设计任务，学生团队通过可选用的模块进行个性化应用设计，实现一个具有特定应用背景的智能嵌入式系统设计。对于能力高的团队，提供8266WIFI模组和相关应用资料，让学生团队在引导下进行自我学习和编程，实现数据上云的功能。通过这几届的课程设计开展，大概有30%的团队能够实现8266模块的熟悉与应用，同时对于课程设计的评价引入工程规范的考核要求，考核内容包括设计方案的合理性、正确性和完整性；项目推进的顺利性；实物完成情况和实验结果分析；工程文档规范性和文本描述正确性。在课程设计考核上，以教师评价为主，企业专家评价为辅。实施结果证明上述的考核方法能够从多方面、多角度地考察学生的综合能力，取得了较好的结果。

3）. 对教学方法进行改革，采用案例教学法，结合生活中的实例，将光感控制智能家具、温湿度采集及智能控制等对象进行剖析和系统抽象，引入类比法教学，采用比喻等方法将抽象的知识点变得具体易懂，帮助学生更好地理解复杂概念，使得抽象的原理知识与实际应用相结合，激发学生的学习兴趣和动手能力。同时在课程设计阶段采用互动式教学，采用周进度汇报制度，鼓励学生参与课堂讨论，提高学习主动性，并且通过反问方式，让学生思考设计系统的不足和确实的知识点。

4）. 完善网络资源建设，本课程在超星平台上进行相关课程资源建设，将课程的各类教学资源上网，建立了丰富的在线学习资源库，包括视频讲解、电子教材和讲义、学习指南和笔记，方便学生随时随地进行学习，同时建立了课程互动学习小组，学生有疑问可以随时在线平台中提出，并且2周一次开展线下答疑活动，邀请课程学习优秀的学生作为答疑助教学生，在固定地点提供答疑活动。还基于超星平台的大数据来分析提升教学效果，通过大数据技术分析学生的学习行为和成绩，发现问题和不足，及时调整教学策略。同时根据学生的学习情况和兴趣，推荐个性化的学习资源和实现案例，满足不同学生的学习需求。

5）. 进行课程内容与结构的调整，根据科学技术的发展和社会对人才培养的需求，每轮授课时，对授课内容进行时刻更新和内容精选，以基本原理为主线，重点提高学生的逻辑思维能力和利用计算机分析问题、解决问题的能力，以最新技术为提升，引导学生了解最新的科技发展和嵌入式应用对象，并且引入分类分层次教学，针对不同的学生基础差异，采用分类分层次的教学方法，以满足不同基础的学生对课程内容的分类掌握，以便最大化的实现课程内容和学生学习力的匹配。

6）. 改善实践条件，持续进行实验室建设，通过改善实验室条件，通过自制实验开发板，复用现有实验模块，实现了实验设备采购成本的大幅度降低，从而实现了实验开发板套数的更加，不仅满足了平时课程实验1人1套的基本要求，还配备一定数量的备用实验套件满足那些需要借用实验套件在课外进行加强提高学生需求，培养学生进行创新实践的积极性。同时，还建立了实验套件使用注意事项和常见问题处理方法资料库，一方面保证学生不会因为错误的使用导致开发板的损坏，另外一方面也给学生提供了一个扩展知识面，了解硬件原理和常见嵌入式工程问题的知识库，保证了学生能够在兴趣的引导下顺利的开展相关创新工作。

7）. 课程和学科竞赛相促进，首先将竞赛内容融入课程教学，在课程资源中增加竞赛相关的资料和资源，如竞赛题库、竞赛报告等，通过对竞赛题目的分析和讨论，让学生了解竞赛的要求和解题思路，激发他们的学习兴趣和积极性。同时利用竞赛促进课程学习，微机原理与接口技术是电子设计竞赛、机器人竞赛、智能车竞赛的核心支撑课程，因此每年定期举办竞赛校内赛，模拟实际竞赛的环境和流程。同时也做好课程设置与竞赛需求结合，例如根据学科竞赛的最新动向和要求，今年课程授课对象引入了德州仪器的最新MSPM0开发板，确保课程内容与竞赛需求紧密结合。最后进行竞赛成果展示，在课程中展示学生在竞赛中的优秀成果，通过实例展示，激发其他学生的学习动力和兴趣，吸纳竞赛过程的经验教训，从而取得更好的竞赛成绩。近今年，自动化专业学生参与学科竞赛比例达到80%，学科竞赛获奖率超过了40%。

3. 结束语

通过引入学科前沿知识、优化教学内容体系、课程网络资源完善、课程学科竞赛相促进等方式，结合个性化的实践教学项目和工程应用能力培养，使得学生在系统掌握课程基础知识上，增强了学生将理论知识转化为实践动手能力，培养了学生针对具体需求的工程应用能力，引导学生注重自主学习和实际测试相结合，学生在学习的积极性和主动性上得到了大幅度提升，学生对于课程评价一直保持高分，达到了期望的教学效果。微机原理与接口技术的教学改革是一项长期的工作，需要不断进行探索和完善。

参考文献

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[4].陈中显， 平燕娜. 疫情期间自动化专业课程考核改革的难题及其解决方案研究——以“电机与拖动”等专业课程为例[J]. 江苏科技信息， 2022. 39（03）： p. 46-50.

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[7].胡纯意， 李建辉， 胡纯蓉， 蒋文美， 李泽明. 基于OBE理念的翻转课堂教学模式的构建——以“微机原理与接口技术”课程为例[J]. 物联网技术， 2023. 13（08）： p. 159-162.

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本论文受浙大宁波理工学院2021年专业综合改革项目，2022年专业综合改革项目支持

本论文受浙大宁波理工学院2022年专业综合改革项目，2021年专业综合改革项目支持