以問題為導向的接口技術及應用課程教學改革研究

談嫻茹　劉玉潔

摘要：在導向性問題不同的側重點影響下，計算機接口技術課程有著不同的教學重點，但結合不同專業學生對計算機接口技術需求的實際，對接口技術課程教學改革是很有必要的，為此研究以問題為導向的接口技術及應用課程教學改革。結合學生課程學習時遇到的接口技術問題，設定硬件與軟件接口技術的側重點，實際改革時，將學生作為應用課程的主體，設定應用課程教學模式，結合接口技術的理論知識與應用知識的重要程度，安排課程學時，根據學生學習時的接受程度為改革標準，構建課程改革運行機制，最終完成研究。

關鍵詞：接口技術;應用課程;教學改革;運行機制

中圖分類號：G40.7? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）06-0154-02

計算機接口技術是一種極大提高計算機硬盤外部數據傳輸率的一項接口技術，在該技術控制作用下，能夠大幅度提高E-IDE接口的性能，結合同步協議，配合相應的芯片組，提高原有計算機的最大傳輸速度，解放硬件設施內的CPU，進而釋放大量的數據傳輸線程，控制數據直接傳輸至主存中，避免過多的數據占據計算機的CPU，提高整個計算機系統的性能[1，2]。為此研究以問題為導向的接口技術及應用課程教學改革。國外針對接口技術研究起步較早，最早在嵌入式系統仿真開始時，就已初步形成接口技術的初步理論，現已根據不同串口的功能形式，形成不同的接口技術方案。國內針對接口技術研究起步較晚，當今的接口技術更加偏向于理論，應用層面上還存在大量的教學空白。

1 以問題為導向的接口技術

1.1 硬件接口技術

在計算機硬件的基礎上，根據內部芯片JTAG協議對端口訪問標準，讀取計算機內部寄存器的數值，利用調試軟件將JTAG中各項信號傳輸至數據接口TD1上，實際調試硬件接口時，在數據接口TD1與TD0之間放置一個寄存器，此時數據指令通過芯片的引腳加載至數據寄存器中[3]?？刂浦噶罴拇嫫髦械膕hift位移數據在接口TD2與接口TD3之間傳輸，將接口時產生的問題轉化為BYPASS指令，在接口與寄存器的控制下，數據指令直接傳輸至接口TD0，而不經過接口TD1，根據上述的處理過程，根據不同傳輸信號的性質，即可得到不同計算機硬件接口的功能，接口功能如下表所示：

根據上表所示的硬件接口功能，在上述接口功能的驅動下，在接口TD0與TD1之間設置斷點緩沖區，設定緩沖區后，重新定義IO串口的功能，連接核心硬件中的標準四線，通過核心控制芯片的內部計數器產生控制指令，在軟件產生的各項操作指令下，調用一個USB接口，控制緩沖區輸出配置兩個功能點，在硬件調試板上，控制固件芯片數據節點與RAM接口連接，在核心處理硬件上設置一個硬件內部接口，內部接口連接硬件的計數器，配置一定的數據端點并與硬件調試器相連。完成初步調試后，初始化硬件引腳的功能，在調試器上連續輸入三個時鐘信號，設定硬件數據寄存器貫通兩個數據鏈，在I/O接口的控制下，實現對硬件芯片的模擬輸入以及輸出。硬件接口技術研究完畢后，結合硬件的核心功能，研究軟件接口技術。

1.2 軟件接口技術

在設定軟件接口技術時，以學生在學習過程中產生的問題為軟件技術的導向，首先分析學生在學習過程中產生的學習需求，在計算機軟件接口的學習過程中，集成專業化的軟件，能夠統一各個軟件平臺之間的轉換形式。在軟件編程環境下，使用功能代碼進入到軟件工作平臺中，在軟件的二次開發作用下，軟件技術也就產生了多種的接口方式，對于軟件功能強大、學生產生疑惑多的接口，在軟件功能編程以及構建程序接口處，采用宏錄制和組件應用架構組合形式，控制硬件操作在軟件接口的控制下自動生成代碼。為了保證上述組合形式能夠實現計算機用戶界面接口的集成，設定一個Windows API函數，在該函數的控制下，將窗口、事件以及硬件消息進行整合。

在窗口處設定一個句柄，利用該句柄動態分配軟件代碼的身份，在查找軟件的控制下，設定事件動態響應過程，在硬件指令經過軟件接口發生轉換時，數據引發消息傳輸該消息至窗口，窗口即時發生響應。在整合硬件消息時，采用API函數對窗口接收到的數據進行調用，得到不同數據信息在計算機硬件中的位置以及參數列表。根據參數列表中數據信息的參數類型設定后臺數據接口，劃分后臺數據接口為輸出標準化模型以及數據庫連接，根據計算機軟件接口不同的功能，設定一個輸出模型的標準格式，配合數據庫服務的連接接口，將數據庫組件與功能組件進行匹配，在不斷匹配控制下，多數的組件與外部構件產生一個動態鏈接庫，在實際軟件技術運用過程中，更加便捷的封裝軟件功能模塊。在研究不同方向的接口技術后，研究應用課程教學改革。

2 應用課程教學改革

2.1 設定應用課程教學模式

在設定教學模式時，以實際教學中學生產生的問題為模式設計方向，將學生作為應用課程的主體，將原有學生獨立學習的方式轉換為任務學習小組的模式，通過多個學習個體之間的相互配合，形成一個成熟的流程應用課程運行方式，調動學生對于接口技術的學習興趣，所以在設定應用課程的教學模式前，首先確定應用課程的任務，根據課程學生實際的知識接受能力，從學生對計算機接口技術的理解以及認知范圍，確定教師在實際教學的教學任務，在不同教學階段設定不同技術水平的課后任務，教師結合對學生學習能力的了解，將學生匹配為整體水平相同的學習小組，以團隊協調能力強且專業能力強的人作為組長，為不同應用課程任務下發課業任務，整理并監督整個小組任務的任務進程。

教師在核實各個小組完成的課程作業后，分析并對其進行評價打分，確定不同學習小組之間對應用課程的掌握程度，針對不同學習小組存在的學習任務，提出優點以及缺點，并提出相應的修改意見。各個學習小組修改教師指出的意見后，將整個學習任務中形成的各項技術應用方式以及遇到的各項問題，落實成為紙質任務書。教師匯總不同階段應用課程紙質任務書中，不同學生在學習過程中掌握情況不同，根據學生實際情況，調整接下來的課程教學方向。根據接口技術的技術特點，在不同的應用層面上，設定自我評價、組員評價、別組評價以及教師評價的綜合評價方式，在不同的評價方式上賦予一定的分值，教師采用公開不記名的方式對評分進行匯總計算，根據最終的分值確定學生在接口技術學習上掌握程度。設定應用課程教學模式后，結合不同課程的應用性，安排應用課程的課時。

2.2 應用課程課時安排

在制定應用課程的課時安排時，根據微機原理、匯編語言程序設計以及接口技術三大模塊間知識的連續性，將偏向理論的課程劃定到理論課時安排內，在偏向操作的課程劃定到實踐課時內，劃定得到三大教學模塊理論課時與實踐課時，微機原理，理論6課時;匯編語言程序設計，應用15課時、理論4課時;接口技術，應用24課時、理論10課時。

在如上的課時安排下，微機原理模塊主要介紹各項計算機硬件組合以及軟件概念，實際運行時計算機的原理。按照不同的硬件功能以及軟件性質，設定不同學習層次的學習模塊，作為基礎學習知識，應在理論課程中設置多個教學課時，為應用課程打下堅強的理論基礎。匯編語言程序設計課程中含有一定的軟件理論知識，在基礎理論知識的支撐下，學生可以利用相應的理論知識，在實際操作中實現不同硬件的功能，所以在設置該部分的課程時，將理論課時作為應用課時的基礎，將教學的重點放在應用課時上，培養學生對基礎匯編語言程序設計的能力。接口技術是承載硬件與軟件功能實現的重要載體，所以在設置該門課程的課時時，將理論課程與實踐課程同樣作為重點，讓學生在實際的應用過程中，不斷加深學生對理論知識的掌握程度，將理論知識轉換為實際。

在實際的教學過程中，硬件接口技術有著很強的實踐性，不同的硬件接口連接方式可能會給計算機的軟件功能帶來不同的變化，所以根據不同的硬件裝置以及硬件接口，設定不同內容應用教學接口實驗課程，設定的教學實驗以及相應的課時安排如下表所示：

在上表所示的各項實驗內容以及學時課程安排下，增強接口技術課程的實踐性。設定應用課程安排后，構建應用課程改革運行機制，完成改革研究。

2.3 構建課程改革運行機制

在上述應用課程的課時安排下，以課程學習進度以及學生的接受程度為改革標準，在設定的應用課程運行周期下構建一個映射關系，以接口技術的知識鏈為基礎，設置不同應用改革設施的監測預警指標，根據不同水平的指標達成度，考量一定學習周期內學科的科學性以及質量標準。結合接口技術信息平臺發布的質量標準，對應用課程教學采用課前、課中以及課后三個階段的質量評價階段，在以問題為導向的過程中，根據問題在改革教學中得到解決的數量，對應用課程周期性的改革方向進行及時的分析，及時解決學生在實際應用課程學習時產生的問題，以應用課程第一次調整教學方向為改革起點，最終應用課程的評定作為終點，將學生產生的問題要素作為改革運行中的規范要素，控制各個要素間的相互影響關系，保持課程教學改革的一致性。根據接口技術應用課程的側重點，在改革的最后，結合不同學生對學習的需要，匯總學生的導向問題，平衡學生與學習之間的關系，最終形成一個關聯性較強的改革方式。綜合上述分析，最終完成對以問題為導向的接口技術及應用課程教學改革研究。

3 結束語

在計算機課程實際運行過程中，以學生在應用課程中產生的問題為教學導向，能夠提高學生對接口技術的掌握能力，為計算機教師今后研究接口技術的應用型教學提供更多的參考依據。教師在實際改革過程中，應時刻關注接口技術的最新發展，避免學生在學習過程中學習過時的知識。但文中提出的應用課程教學改革只是提供了一個整體的改革方向，在實際運用到教學中時，應注意與實際教學重點相結合。

參考文獻：

[1] 駱峰，陳帆，楊帆，等.以問題為導向的課程教學實踐——高職《微機原理與接口技術》課程教學改革[J].武漢工程職業技術學院學報，2017，29（4）：79-81.

[2] 呂春梅，王帥，周淼，等.以企業項目為導向的產品設計課程教學改革初探[J].機械設計，2018，35（S2）：156-158.

[3] 張奇.以問題為導向的點-面式教學法在藥劑學教學中的應用——以“手性”知識的教學為例[J].化學教育（中英文），2019，40（14）：74-78.

【通聯編輯：張薇】