軍隊院校“計算機組成原理”課程思政建設研究

陳涵 王睿 王真 羅健欣 趙洪華

關鍵詞：課程思政；計算機組成原理；軍隊院校

1引言

課程思政建設是提高人才培養(yǎng)質量的重要任務，是落實立德樹人任務的戰(zhàn)略舉措。而軍隊院校是部隊戰(zhàn)斗力生成的主陣地，是向軍隊輸送軍事人才的主戰(zhàn)場，更應將課程思政建設落到實處。

專業(yè)課對培養(yǎng)專業(yè)化人才尤為重要。教育部指出：高校課程約80％都是專業(yè)課程，高校教師約80%都是專業(yè)課程教師，學生時間約80％都在專業(yè)學習。多年調查表明，80％大學生認為，對自己成長影響最深的是專業(yè)課和專業(yè)課教師。

“計算機組成原理”是計算機科學與技術及其相關專業(yè)的一門專業(yè)基礎課程，旨在培養(yǎng)學生的系統(tǒng)構建能力和硬件設計能力，在計算機類課程體系中起到承上啟下的作用。在該課程中融入課程思政，能夠增強計算機專業(yè)學生的國家意識、行業(yè)素質和科學精神。

2現(xiàn)狀分析

為培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞母咚刭|、專業(yè)化新型軍事人才，軍隊院校十分重視課程思政建設，積極打造課程思政示范課，全面推進課程思政建設。教員的課程思政意識逐漸加強，各學科課程在教學設計、教學實施過程中都大力挖掘課程思政元素，將課程思政元素融人課堂教學。

軍隊院校的“計算機組成原理”課程思政建設，應該緊扣人才培養(yǎng)要求，除了要培養(yǎng)學生的專業(yè)業(yè)務能力，還需要培養(yǎng)學生的軍官品質：結合理工科專業(yè)課課程特點——將馬克思主義唯物辯證法與科學精神相結合，注重科學思維和科學倫理；考慮當代大學生思維方式——當代大學生主體為“90后”“00后”，他們的生活背景和成長經(jīng)歷使其思維方式體現(xiàn)出獨立自主的特性，不會盲目聽從與單純接受：利用大學校園豐富的校園活動——社團俱樂部活動、科技競賽活動等，將課程思政貫穿于課內課外，并以合理的評價方式，推動課程思政建設，形成良好的思政氛圍。

3課程思政建設

課程思政建設從明確思政目標開始，進行思政教學設計，實施課程思政，最后進行課程思政效果評價，持續(xù)改進課程思政。

3.1課程思政目標

課程思政目標應該與課程目標同向同行，“計算機組成原理”課程教學目標可以分為知識、能力、情感三個層次：在知識層次，學生能夠從局部角度理解計算機各部件的功能、組成、結構和工作原理，又能從整體角度理解計算機整機工作過程；在能力層次，學生能夠從軟硬件協(xié)同角度設計單周期處理器，并評估計算機性能，獲得理解系統(tǒng)、構建系統(tǒng)和優(yōu)化系統(tǒng)的能力：在情感層次，學生能夠具備科學精神、科學思維和科學方法，塑造出系統(tǒng)觀、構造觀和工程觀。

本課程的課程思政目標，在結合了軍隊院校人才培養(yǎng)需求之后，分為國家社會、學科專業(yè)、個人素養(yǎng)三個維度。

（1）國家社會維度：培養(yǎng)學生的愛國情懷與民族自信，明確社會責任與時代使命，樹立社會主義核心價值觀，培養(yǎng)學生科技報國、獻身國防的使命擔當。

（2）學科專業(yè)維度：培養(yǎng)學生求真務實的科學精神與科學倫理，提升職業(yè)素養(yǎng)與匠心精神，培養(yǎng)學生保密意識和為軍為戰(zhàn)的自覺。

（3）個人素養(yǎng)維度：培養(yǎng)學生辯證的科學思維與計算思維，注重知行合一、協(xié)作創(chuàng)新、不畏困難和勇于攀登的精神。

3.2課程思政教學設計

課程思政的教學設計應該聚焦思政目標、緊扣教學內容、考慮課程特色，并兼顧學校的辦學特點。

（1）以學科發(fā)展史為引入，可以培養(yǎng)學生的愛國情懷與民族自信。任何專業(yè)都有其自身發(fā)展史，隱含著人類認識與改造自然的艱辛探索和不懈實踐，更包含著國家盛衰興亡的奧義和民族文明的傳承。了解這部分歷史，能夠幫助當代大學生明確自身的社會責任與時代使命。

（2）以行業(yè)時事案例為契機，可以培養(yǎng)學生的職業(yè)素養(yǎng)與專業(yè)倫理。任何專業(yè)都有倫理價值規(guī)范，理工科專業(yè)更與國家戰(zhàn)略布局和產(chǎn)業(yè)態(tài)勢相關。通過典型案例的啟發(fā)，能夠幫助專業(yè)人才增強倫理意識和職業(yè)素養(yǎng)，勇于質疑、批判，堅守職業(yè)操守。

（3）以學科專業(yè)知識為核心，重點培養(yǎng)學生的科學思維方法?！坝嬎銠C組成原理”作為計算機學科及相關專業(yè)的基礎課程，其教學內容中體現(xiàn)的計算思維、系統(tǒng)觀、構造觀和工程觀貫穿于科學研究和技術發(fā)展的全過程，是培養(yǎng)學生專業(yè)能力、終生學習能力的重要保障。

（4）對于軍隊院校，還需要以計算機科學技術的軍事應用為重點，培養(yǎng)學生的軍事素質與軍官品質。計算機學科與國防軍事是相互推動的，老一輩科學家更是為我國國防事業(yè)奉獻了一生。突出計算機科學技術的軍事應用，可以增強學生為軍為戰(zhàn)、科技報國的自覺意識。

表1按《計算機組成原理》課程的教學內容章節(jié)，選取典型的知識點，采用相應的思政元素，支撐相應的思政目標。

實驗課重點培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力，注重培養(yǎng)學生勇于探索、不怕挫折的精神和創(chuàng)新意識。實驗內容為利用Ligisim軟件構建5級MIPS流水線CPU。其實驗設計如圖1所示。

實驗采用目標導向型教學，最終目標是設計5級MIPS流水線CPU。以單周期CPU為重要節(jié)點。

將單周期CPU設計拆解成各組成部分，與理論課授課內容一一對應，分別完成各部分設計，再集成單周期CPU，幫助學生實現(xiàn)從無到有的過程，以培養(yǎng)學生學思結合的能力。

從單周期CPU設計到流水線CPU設計，設置不同難度階梯，幫助學生分階段實現(xiàn)。這一舉措符合最近發(fā)展區(qū)域理論，有利于增強學生克服困難的自信心，培養(yǎng)學生不怕挫折、勇于探索的精神。

實踐課鼓勵學生自行設計合理的指令系統(tǒng)，并不限制學生使用設計硬布線控制器或存儲邏輯型控制器，這可以在一定程度上培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神。

3.3課程思政實施

課程思政的實施應該統(tǒng)籌考慮理論課教學與實踐課教學，結合線上教學資源，充分利用大學中的各項活動。

（1）充分利用線上教學手段，結合軍隊院校特色，精選課堂思政元素。以“計算機組成原理”課程第一章中計算機發(fā)展概況為例（見表1）：

計算機科學發(fā)展史可以作為知識卡片，通過線上資源（如雨課堂、學科網(wǎng)站）推送到學生手上。一方面，這類史實性知識比較簡單，學生獲取途徑也很便捷，為保證課堂教學的創(chuàng)造性和高階性，沒有必要占用太多的時間：另一方面，當代大學生主體為“90后”“00后”，他們大多不會盲目聽從與單純接受，對于課堂上太多刻意、外顯的思政元素，難免會有所抵觸。

課堂上，“計算機科學發(fā)展史”以二戰(zhàn)時期電子計算機雛形為內容，突出軍事對抗中計算機（密碼機）的作用。首先，作為軍事人才，學生對這部分內容比較感興趣，可以激發(fā)學生的職業(yè)情感和課程興趣；其次，強調保密意識的重要性，可以培養(yǎng)學生的軍官品質：最后，突出為軍為戰(zhàn)的思想，也可以堅定學生科技報國的決心。

（2）注重學生科學思維鍛煉，注意理論實踐知行合一。以“計算機組成原理”課程第二章中的加法器設計為例（見表1）：

理論教學時，采用自頂向下的分析方法，將N位加法器拆解成N個全加器：再由l位全加器功能著手，得到其真值表，化簡出邏輯表達式，最后得到底層邏輯門電路。實驗教學時，則反過來采用自底向上的構造方法，先畫出1個全加器的內部電路圖并加以封裝：再用N個封裝好的全加器，構建N位加法器并加以封裝，供上層電路使用，如圖2所示。

理論教學與實驗教學互相配合，可以系統(tǒng)培養(yǎng)學生的科學思維方法，使其將理論課上學習的知識應用到實驗課中的實際問題求解中，幫助學生構建系統(tǒng)觀、構造觀和工程觀。

3.4課程思政評價

課程思政的評價應該以教學思政目標是否達成進行評價。但是，課程思政目標是否達成，其評判方法與知識目標、能力目標的評價完全不同。

（1）思政目標的達成，不像知識目標一樣，可以通過上幾次課實現(xiàn)。

理工科課程的每一節(jié)課都有明確的、不同的知識目標，而課程思政目標是體現(xiàn)在能力、情感層次上的，這不是一節(jié)課，也不是一門課可以單獨實現(xiàn)的目標，它是在長期、全維的氛圍中實現(xiàn)的。

（2）思政目標的達成，難以像知識目標、能力目標那樣，通過考核進行評價。

知識目標是否達成，可以通過考試，讓學生輸出考察：能力目標是否達成，也可以通過解決專業(yè)問題的方式進行考核。但思政目標主要是情感層次的目標，通過問卷、考試來考核，大多是無效、無意義的，它應該從學生外化的行為選擇中衡量。

對于思想、情感層面的目標，只有學生將其真正外化于行動，才可以真正看出成效。而人的行為，不僅取決于自身意愿，還受到環(huán)境、他人等很多因素的影響。但就學生在校期間，學生所處環(huán)境相對簡單，他們的學習態(tài)度和在校言行就是課程思政目標是否達成的直觀表現(xiàn)。只有學生的學風有了正向的提升，才表明課程思政的目標切實達到。課程思政氛圍的形成，亦能在學生間產(chǎn)生正向的相互影響。所以，若僅從教師角度出發(fā)，在教學設計上進行評價，單看某一節(jié)課的實施，只能主觀評價該節(jié)課的課程思政設計是否恰當，融人是否自然，而課程思政建設是否真正有效，還應該從長遠、宏觀的角度，以學校內學風的變化進行判斷。

4結束語

“高校立身之本在于立德樹人”，全面推進課程思政建設，是落實立德樹人根本任務的戰(zhàn)略舉措。“計算機組成原理”作為計算機學科及相關專業(yè)的核心基礎課程，應該結合理工科課程特點，緊扣課程內容開展課程思政教學設計。同時，針對軍隊院校人才培養(yǎng)目標，切合軍校辦學特色，考慮當代大學生心理，切實有效地開展課程思政建設，并以學生的實際行為、學風等維度的變化作為評價課程思政建設是否有效的標準。