OBE 理念下計(jì)算機(jī)組成原理課程思政探索與實(shí)踐

吳 昊 劉路路

（合肥師范學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院,安徽 合肥 230601）

一、引言

計(jì)算機(jī)組成原理是計(jì)算機(jī)學(xué)科的核心專業(yè)課，在整個學(xué)科體系中上處于承接數(shù)字邏輯，下則連接微機(jī)原理課程的地位。課程中涉及到控制器、運(yùn)算器、存儲器、以及外圍I/O 的設(shè)計(jì)，這些各類芯片的設(shè)計(jì)，對于目前我們面臨的芯片問題有著非常重要的理論學(xué)習(xí)意義。OBE 理念（Out-comebased-Education）是指成果導(dǎo)向教育理念，強(qiáng)調(diào)的是注重學(xué)生培養(yǎng)的結(jié)果、注重學(xué)以致用。圍繞此傳統(tǒng)教學(xué)方法、課程標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)模式都需要配合OBE 教學(xué)理念進(jìn)行改革[1][2]。

新時代下，要求我們專業(yè)課老師將“課程思政”融入專業(yè)課程的講授過程中，是培養(yǎng)合格的社會主義科技人才的有效方式。當(dāng)前存在的問題是大部分高校缺乏獨(dú)立的與專業(yè)課相融合的課程思政教學(xué)改革模式，使得思政教育模式較為傳統(tǒng)，特別是隨著新時代的發(fā)展，必須做出改革，把課程專業(yè)知識教育和課程思政教育有機(jī)結(jié)合[3]。本文借鑒OBE 教育理念，將在計(jì)算機(jī)組成原理課程中充分挖掘思政元素，融合與專業(yè)知識教育。整體課程思政建設(shè)路徑如圖1 所示：

圖1 基于OBE 理念的計(jì)算機(jī)組成原理課程思政建設(shè)路徑

我們將從當(dāng)前計(jì)算機(jī)組成原理課程思政建設(shè)存在的問題入手，確立課程思政培養(yǎng)目標(biāo)，以培養(yǎng)目標(biāo)為抓手，作出對計(jì)算機(jī)組成原理課程思政建設(shè)的總體架構(gòu)。

二、存在的問題

1.教師的課程思政整體認(rèn)識不強(qiáng)

目前，各高校都很重視課程思政，但專業(yè)課老師，特別是帶工科專業(yè)的老師普通意識不強(qiáng)，認(rèn)為專業(yè)課和思政內(nèi)容是二個完全不同的方面，專業(yè)課的教學(xué)就是講授專業(yè)知識。這些認(rèn)知缺乏了對學(xué)生的愛國主義思想教育，缺乏了對國家培養(yǎng)社會主義接班人的大局觀認(rèn)知[4]。

2.專業(yè)授課中難以實(shí)現(xiàn)思政元素的啟發(fā)

眾所周知，工程類專業(yè)課涉及到多種公式和定理的推導(dǎo)，對數(shù)學(xué)的要求比較高，主要是傳統(tǒng)課程教學(xué)大綱以知識目標(biāo)為主，在工程教育認(rèn)證的推動下逐漸形成了以能力為主的課程目標(biāo)，忽視了專業(yè)課在社會體系中蘊(yùn)含的價值，忽略愛國主義和思想道德教育，教育者不能忘記教育的本質(zhì)含義[5]。

當(dāng)前，課程思政的熱度逐漸加深，工程類的專業(yè)課程也需要積極探索，以適應(yīng)時代的發(fā)展。然而，各級各類學(xué)校的定位、專業(yè)特色、專業(yè)人才培養(yǎng)方案和課程本身內(nèi)容都有所不同，因此需要具體針對自身學(xué)校的特色，引導(dǎo)學(xué)生積極思考和探究課程自身社會性問題[6]。

3.專業(yè)課課程思政效果難以進(jìn)行客觀量化評價

第一點(diǎn)，在計(jì)算機(jī)組成原理專業(yè)課教育體系中，課程思政元素明確性不是很明顯，如何去評價課程思政學(xué)習(xí)效果目前還沒有健全的機(jī)制，同時，在這方面的研究也比較少[7]。

第二點(diǎn)，對于計(jì)算機(jī)組成原理課程，課程學(xué)習(xí)整體成績難以區(qū)分是專業(yè)內(nèi)容產(chǎn)生的還是融入課程思政元素產(chǎn)生的，應(yīng)該來講二者相輔相成不可分割，這就給效果評價帶來難度。

今后，課程思政的效果評價將是急需解決的重大課題。

三、確立“課程思政”專業(yè)課培養(yǎng)目標(biāo)

計(jì)算機(jī)組成原理課程在計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)中居于核心地位，其具有數(shù)電、模電基礎(chǔ)要求高、芯片基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要求高等特點(diǎn)，特別是在當(dāng)前西方對芯片控制的環(huán)境下，進(jìn)一步延伸至學(xué)好信息技術(shù)報(bào)效祖國的方面，對學(xué)生能力要求更高了。結(jié)合合肥師范學(xué)院應(yīng)用型人才培養(yǎng)定位和計(jì)算機(jī)專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，確立通過計(jì)算機(jī)組成原理這門課程的學(xué)習(xí)要求實(shí)現(xiàn)以下課程思政目標(biāo)。

1.要求學(xué)生能理解計(jì)算機(jī)五大組成部件各自功能以及和整體系統(tǒng)的關(guān)系

計(jì)算機(jī)作為一個系統(tǒng)工程，馮洛伊曼架構(gòu)下的電子計(jì)算機(jī)的每個部件都有其不可替代的功能，每個部件也是以芯片的形式構(gòu)成，這些都屬于硬件，這就要求學(xué)生掌握硬件技術(shù)，包括硬件市場、重點(diǎn)企業(yè)等。特別是硬件客觀發(fā)展規(guī)律和制造這些所必不可少的稀土元素，中國所作出的貢獻(xiàn)。元件各自之間也是相互聯(lián)系的，是一個統(tǒng)一的整體，缺一不可，挖掘其中的整體和部分，個人和集體團(tuán)隊(duì)這個思政元素[8]。表1 給出了計(jì)算機(jī)組成的五大部件課程思政元素的課程思政元素素材的挖掘。

表1 計(jì)算機(jī)組成部件知識點(diǎn)課程思政素材挖掘

2.對于課程實(shí)驗(yàn)部分，要求能用科學(xué)發(fā)展觀、認(rèn)識論、方法論來分析、設(shè)計(jì)、開發(fā)探究計(jì)算機(jī)組成部件和系統(tǒng)應(yīng)用

計(jì)算機(jī)組成原理的實(shí)驗(yàn)課程依據(jù)由簡至難基本方法論，科學(xué)合理地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課程的進(jìn)行，如CPU 設(shè)計(jì)，其自身組成包括運(yùn)算器和控制器，可以安排學(xué)生第一個課時設(shè)計(jì)運(yùn)算器，第二個課時來設(shè)計(jì)控制器，最后完成CPU 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。針對實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選取，要考慮學(xué)生知識程度，自由安排，甚至針對每個學(xué)生安排不同的項(xiàng)目，如基礎(chǔ)較差，或者沒有硬件知識基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)題目要設(shè)置簡單一些。如是基礎(chǔ)較好、具有較強(qiáng)的硬件基礎(chǔ)知識，可以設(shè)計(jì)較為復(fù)雜點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目[7]?？傊?，需要體現(xiàn)方法論、科學(xué)發(fā)展觀的思政元素來實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)組成原理的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)。

3.確立團(tuán)隊(duì)的合作意識、培養(yǎng)社會責(zé)任感、職業(yè)道德

計(jì)算機(jī)組成原理這門課程著重培養(yǎng)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理能力，整個計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)是一個系統(tǒng)工程，這不是一個人能完成的，需要團(tuán)隊(duì)的相互配合。計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的快速發(fā)展也帶來了各種新問題，如倫理學(xué)與法律法規(guī)的一些問題。計(jì)算機(jī)信息技術(shù)人員應(yīng)承擔(dān)的社會責(zé)任和常用的倫理理論與倫理分析方法，這就要求培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)道德，對開發(fā)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品以及研發(fā)的技術(shù)將會帶來的社會影響。

4.要求能培養(yǎng)出學(xué)生愛國情懷以及強(qiáng)烈的使命感，為民族芯片產(chǎn)業(yè)自主化作出貢獻(xiàn)

OBE 理念下，計(jì)算機(jī)組成原理課程教學(xué)以學(xué)生能力培養(yǎng)為核心，突出教學(xué)效果，課程思政教學(xué)要考慮將當(dāng)前我國信息產(chǎn)業(yè)所面臨的世界局勢、國內(nèi)形勢這些因素加入，培養(yǎng)學(xué)生對黨和國家科技強(qiáng)國的認(rèn)同感和責(zé)任感[9]。課程思政教學(xué)還需貫徹芯片產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)必須掌握在自己手里的思想，培養(yǎng)學(xué)生努力攻克一些當(dāng)前卡脖子的技術(shù)，填補(bǔ)我國技術(shù)空白的堅(jiān)定決心。

四、基于OBE 理念的課程思政改革總體思路

產(chǎn)出導(dǎo)向（OBE）教育作為一種先進(jìn)的教育理念，計(jì)算機(jī)組成原理課程思政建設(shè)也必須基于此理念。根據(jù)上述計(jì)算機(jī)組成原理課程思政培養(yǎng)目標(biāo)，總體指導(dǎo)思想要以牢固樹立以習(xí)近平新時代中國特色社會主義思想為第一原則，把思政教育和愛國主義教育貫穿在計(jì)算機(jī)組成原理的課程教學(xué)中，培養(yǎng)德才兼?zhèn)洹⒌聦W(xué)兼修、“又紅又?！钡男聲r代合格的計(jì)算機(jī)硬件優(yōu)秀人才。在課程思政建設(shè)改革過程中，以產(chǎn)出效果為導(dǎo)向，在師資思政教學(xué)能力提高方面、教學(xué)方式改革方面、教學(xué)模式改革方面以及課程思政教學(xué)建設(shè)效果評價這四個方面進(jìn)行探索，總體思路框架如圖2 所示：

圖2 基于OBE 的計(jì)算機(jī)組成原理課程改革思路框架圖

1.專業(yè)課教師需要提高思政教學(xué)能力

計(jì)算機(jī)組成原理課程專業(yè)教師首先要具備較強(qiáng)的課程思政教學(xué)意識，教師需要做好備課工作，更要多思考如何融入課程思政內(nèi)容，在課堂上體現(xiàn)出對學(xué)生的思政知識本質(zhì)層次的教育。起先的備課需要花費(fèi)較多的時間和精力，對于新教師比較困難，經(jīng)過教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的積累，思政元素將會越來越多，越來越豐富。如此也會使得課堂氛圍活潑，提高課堂教學(xué)效果。

2.基于“產(chǎn)出導(dǎo)向（OBE）”的課程教學(xué)方式建設(shè)

如教學(xué)方式可以采用對話式，即“以學(xué)生為中心”，開展各種教學(xué)活動，專業(yè)課老師可以根據(jù)課程內(nèi)容以促進(jìn)學(xué)習(xí)效果為目標(biāo)來設(shè)置相應(yīng)的問題，引導(dǎo)學(xué)生積極探索問題，可以以報(bào)告的形式，或者小組的形式來解決問題。同時展開小組討論、師生互動使得課堂的氛圍變得活躍起來，在課堂鼓勵學(xué)生要敢于提出自己的見解和認(rèn)識，敢于與教師辯論，引導(dǎo)學(xué)生的創(chuàng)新思維和主動參與教學(xué)的積極性。

3.課程思政教學(xué)模式改革，突出成果導(dǎo)向

專業(yè)課程教師在思政教改模式方面，要考慮到如何從教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)實(shí)施和成效評估等一整套教學(xué)流程模式來進(jìn)行系統(tǒng)化的課程思政改革，根據(jù)自身專業(yè)課的特點(diǎn)將其思政元素加入到專業(yè)理論教學(xué)內(nèi)容中。上課前，教師需做好本節(jié)課的課程思政如何引入，上課中，要將思政元素在專業(yè)課程中完美地切入，完成思政教學(xué)。課后，可以進(jìn)行小組討論，集思廣益，拓展思政認(rèn)知，傳統(tǒng)的課后作業(yè)可以以課程思政小報(bào)告、課程思政小論文等形式來進(jìn)行，如此，可以實(shí)現(xiàn)新時代的合格的社會主義信息技術(shù)人才的培養(yǎng)[10]。

4.堅(jiān)持產(chǎn)出導(dǎo)向，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)組成與體系課程思政建設(shè)成果有效評價

圖3 計(jì)算機(jī)組成原理與體系結(jié)構(gòu)課程思政評價

對于計(jì)算機(jī)組成原理與體系結(jié)構(gòu)課程思政建設(shè)成果評價，同樣也要以產(chǎn)出為導(dǎo)向。第一、將計(jì)算機(jī)組成原理與體系這門課程教學(xué)產(chǎn)出的學(xué)生能力評價作為評價原則，這方面評價較為客觀，在OBE 理念下，以考試情況、紀(jì)律情況等形式進(jìn)行評價，保障評價較為全面。第二、在評價方法上，首要要確?？尚行?，可以采用靈活多樣的方式，如可以加入自我評價、學(xué)生評價、同行評價等。第三、將計(jì)算機(jī)組成原理課程產(chǎn)出能力、應(yīng)用能力在畢業(yè)生就業(yè)單位問卷調(diào)查反饋進(jìn)行評價。

五、總結(jié)

專業(yè)課課程思政建設(shè)是新時代下社會主義專業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)的本質(zhì)要求，也是新時代高校專業(yè)教師所具備的基本工作要求。“計(jì)算機(jī)組成原理與體系結(jié)構(gòu)”課程作為計(jì)算機(jī)類專業(yè)的核心課程，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件的基礎(chǔ)課程。本課程思政改革堅(jiān)持OBE 教育理念，在培養(yǎng)目標(biāo)、改革總體思路中，強(qiáng)調(diào)如何將此專業(yè)課程中的思政元素進(jìn)行深入挖掘，在課程教學(xué)全過程如課程大綱、課程目標(biāo)、課程教案設(shè)計(jì)中融入課程思政內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)新時代環(huán)境下，培養(yǎng)我國計(jì)算機(jī)硬件合格的設(shè)計(jì)和開發(fā)人才。