計(jì)算機(jī)組成原理教研論文主題比較分析

劉德喜，鄒 婷，廖國(guó)瓊，萬(wàn)常選，狄國(guó)強(qiáng)

（江西財(cái)經(jīng)大學(xué)信息管理學(xué)院，江西南昌 330032）

0 引言

國(guó)家對(duì)計(jì)算機(jī)人才的培養(yǎng)高度重視，為滿(mǎn)足社會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)人才的需求，計(jì)算機(jī)教育改革也在不斷深入。不同層次的學(xué)校，由于人才培養(yǎng)定位不同，所選擇的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法存在較大差異，通過(guò)分析可幫助教師在教學(xué)中做到有教無(wú)類(lèi)，因“材”施教。計(jì)算機(jī)教學(xué)研究文獻(xiàn)是計(jì)算機(jī)教育工作者對(duì)教育教學(xué)研究成果的總結(jié)，包含了教育教學(xué)的模式、方法、經(jīng)驗(yàn)、改革、創(chuàng)新等內(nèi)容。通過(guò)分析、總結(jié)這些成果，不僅可供其他教師參考與借鑒，還可發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)教學(xué)的現(xiàn)狀和規(guī)律，促進(jìn)教學(xué)改革。

本文以《計(jì)算機(jī)教育》期刊2010-2019 年與計(jì)算機(jī)組成原理相關(guān)教研論文（簡(jiǎn)稱(chēng)教研論文）為研究對(duì)象，以自然語(yǔ)言處理領(lǐng)域的主題模型為主要方法，分別從第一作者的職稱(chēng)、學(xué)校類(lèi)型及論文發(fā)表時(shí)間三個(gè)角度對(duì)論文的正文主題進(jìn)行分析比較。盡管關(guān)于計(jì)算機(jī)組成原理的教研論文也分布在《軟件導(dǎo)刊》《計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)》《中國(guó)大學(xué)教學(xué)》及一些學(xué)院學(xué)報(bào)上，但在《計(jì)算機(jī)教育》上相對(duì)集中，且層次覆蓋豐富，分析結(jié)果具有較好的代表性和權(quán)威性。此外，本文采用的分析方法易于擴(kuò)展到其它課程、課程群或其它專(zhuān)業(yè)文獻(xiàn)集合上。

本文創(chuàng)新點(diǎn)包括利用主題分析方法對(duì)計(jì)算機(jī)組成原理相關(guān)教研論文進(jìn)行分析；采用交叉混合主題模型，在主題分析過(guò)程中進(jìn)行主題比較。

1 研究現(xiàn)狀

前期調(diào)研發(fā)現(xiàn)，對(duì)計(jì)算機(jī)教學(xué)領(lǐng)域的期刊文獻(xiàn)進(jìn)行文獻(xiàn)分析的案例十分少見(jiàn)。非計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的學(xué)者在文獻(xiàn)分析上通常采用元數(shù)據(jù)分析法或借助可視化分析軟件，而計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的學(xué)者則更多采用了相對(duì)先進(jìn)的主題分析模型。

1.1 文獻(xiàn)分析比較

劉嬌等分析了2011-2020 年間重要教育理論期刊文獻(xiàn)，通過(guò)分析總結(jié)教育現(xiàn)代化已有的研究?jī)?nèi)容和成果，反思了研究中存在的一些問(wèn)題。黃崑等以?xún)?nèi)容分析法為主要手段，對(duì)近5 年圖情SSCI 期刊上關(guān)于人工智能倫理研究的文獻(xiàn)進(jìn)行分析，得出了人工智能倫理問(wèn)題的整體關(guān)注度與人工智能倫理研究領(lǐng)域具有較高一致性的結(jié)論。李建榮等使用CiteSpace 軟件對(duì)思想政治教育文獻(xiàn)的主題進(jìn)行可視化分析。

目前，關(guān)于計(jì)算機(jī)教學(xué)領(lǐng)域的文獻(xiàn)分析工作相對(duì)較少。宋珊珊利用知識(shí)圖譜可視化分析軟件CiteSpace 和文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)軟件Bicomb，從文獻(xiàn)的發(fā)表時(shí)間、作者、機(jī)構(gòu)等角度對(duì)我國(guó)中職計(jì)算機(jī)教育教學(xué)研究相關(guān)期刊文獻(xiàn)進(jìn)行可視化分析。并且基于可視化分析結(jié)果，對(duì)中職計(jì)算機(jī)教育教學(xué)研究趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而提出教學(xué)建議，但仍存在以下3 點(diǎn)問(wèn)題：①對(duì)中職計(jì)算機(jī)教育教學(xué)文獻(xiàn)的研究無(wú)法反映高校的實(shí)際情況，分析對(duì)象有待擴(kuò)展；②現(xiàn)有工作并未對(duì)文獻(xiàn)的正文內(nèi)容進(jìn)行挖掘，僅利用文獻(xiàn)的元數(shù)據(jù)，如作者、期刊來(lái)源、作者單位等，研究?jī)?nèi)容有待豐富；③相關(guān)研究工作較少利用自然語(yǔ)言處理領(lǐng)域的最新研究成果，分析模型有待提升。

1.2 文獻(xiàn)分析比較模型

非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)者分析文獻(xiàn)大多采用傳統(tǒng)的元數(shù)據(jù)分析法、詞匯統(tǒng)計(jì)法或借助一些集成的分析軟件。事實(shí)上，在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，文獻(xiàn)分析已有了相對(duì)成熟的模型。例如LDA 主題模型。

近兩年利用LDA 主題模型進(jìn)行文獻(xiàn)分析的工作，主要還是集中在對(duì)科研論文的分析上。譚春輝等使用LDA模型對(duì)數(shù)據(jù)挖掘領(lǐng)域研究熱點(diǎn)進(jìn)行主題識(shí)別。岳麗欣等將LDA 模型結(jié)合多維尺度分析（Multidimensional Scaling，MDS）等主題分析方法。曹樹(shù)金等將LDA 模型結(jié)合共詞分析法，分析論文研究主題的演變，本質(zhì)上也是直接使用LDA 模型進(jìn)行主題識(shí)別，然后對(duì)主題識(shí)別結(jié)果運(yùn)用Ucinet和Netdraw 軟件進(jìn)行共詞分析。

以上方法均先采用傳統(tǒng)LDA 模型進(jìn)行主題識(shí)別，再對(duì)識(shí)別結(jié)果從多個(gè)維度進(jìn)行分析。然而，傳統(tǒng)LDA 模型忽略了詞序問(wèn)題，存在缺失上下文信息的不足，無(wú)法對(duì)文獻(xiàn)主題進(jìn)行比較分析。為此，有學(xué)者提出了改進(jìn)的主題模型，例如Wallach提出的BTM（Bigram Topic Model，BTM），Tang 等提出的mLDA（multiple-contexts LDA，mLDA）模型及常東亞提出的基于滑動(dòng)窗口的主題模型和基于中心詞的上下文主題模型。這些模型都通過(guò)結(jié)合上下文信息，使提取出的主題更具體，能反映所在文檔子集之間的差異。然而，這些較先進(jìn)的主題模型大都用于新聞、微博等領(lǐng)域，很少被應(yīng)用于文獻(xiàn)分析，更沒(méi)有被用于對(duì)教學(xué)研究文獻(xiàn)進(jìn)行分析比較。

2 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

2.1 數(shù)據(jù)采集

用于分析的文獻(xiàn)來(lái)自《計(jì)算機(jī)教育》期刊，時(shí)間跨度為2010-2019 年，主題為計(jì)算機(jī)類(lèi)本科專(zhuān)業(yè)計(jì)算機(jī)組成原理課程教學(xué)研究。具體地，在知網(wǎng)上查詢(xún)“篇名”中含有“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”“計(jì)算機(jī)組成”“計(jì)算機(jī)組織”或“計(jì)算機(jī)體系”的論文，然后排除相關(guān)性不大或非中文論文，共得到104 篇論文作為研究對(duì)象。

2.2 預(yù)處理

首先提取論文中的元信息，包括標(biāo)題、發(fā)表時(shí)間、作者、作者職稱(chēng)、研究領(lǐng)域、工作單位、摘要、關(guān)鍵字、正文等內(nèi)容。同時(shí)，構(gòu)建用戶(hù)自定義詞典，使用結(jié)巴分詞工具進(jìn)行文本分詞，并去除停用詞。

按照本文對(duì)文獻(xiàn)分析比較所設(shè)定的角度，對(duì)每篇論文設(shè)定以下3 類(lèi)屬性：①第一作者的職稱(chēng)分為教授、副教授、講師、其它，其中“其他”包括助教、工程師和職稱(chēng)缺失的情況，僅選擇第一作者，是為了更多地體現(xiàn)了第一作者的工作，此外合作者職稱(chēng)類(lèi)別多可能會(huì)導(dǎo)致不同職稱(chēng)的作者所關(guān)注的主題趨同；②第一作者單位分為985 工程院校、211工程院校、普通院校；③為了既能反映變化規(guī)律，又不會(huì)因?yàn)閭€(gè)別年份論文數(shù)量過(guò)少而影響主題比較分析，按兩年為一個(gè)時(shí)間段劃分論文發(fā)表時(shí)間段，分別為2010-2011、2012-2013、2014-2015、2016-2017、2018-2019年。

2.3 數(shù)據(jù)分布

2.3.1 主題詞云

文獻(xiàn)的主題詞云顯示，計(jì)算機(jī)組成原理教學(xué)研究論文中，被談?wù)撦^多的詞為課程、實(shí)驗(yàn)、學(xué)生、設(shè)計(jì)、教學(xué)、系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)等，涉及到課程內(nèi)容、教學(xué)模式、實(shí)驗(yàn)教學(xué)等主題，其中實(shí)驗(yàn)教學(xué)主題被談及的次數(shù)較多。

2.3.2 論文數(shù)量分布

圖1 為不同職稱(chēng)、學(xué)校、時(shí)間段的論文數(shù)量分布。在論文作者的職稱(chēng)方面，第一作者職稱(chēng)為副教授的論文最多，共44 篇，占42%；其次是講師和教授；其它職稱(chēng)作者的論文數(shù)量最少，僅占10%，這也符合高校中各職稱(chēng)類(lèi)別的教師人數(shù)分布。

Fig.1 Distribution of papers圖1 論文分布情況

在論文作者所在高校的類(lèi)別方面，211 工程院校的教學(xué)研究論文數(shù)量最少，只有11 篇，占10%。這一方面體現(xiàn)了211 工程院校在教學(xué)上的定位，另一方面也提醒讀者，由于樣本數(shù)量的原因，本文對(duì)來(lái)自211 工程院校的論文主題分析的結(jié)論可能存在偏差。

在論文發(fā)表時(shí)間段方面，從2010 年開(kāi)始，關(guān)于計(jì)算機(jī)組成原理方面的教學(xué)研究論文數(shù)量逐年遞減，直到2018至2019 年，論文數(shù)量開(kāi)始大幅度提升，體現(xiàn)了硬件類(lèi)課程被關(guān)注的趨勢(shì)，同時(shí)也反映了硬件類(lèi)課程受?chē)?guó)內(nèi)、國(guó)際形勢(shì)的影響。例如，2017 年開(kāi)始的中興芯片被斷供事件激發(fā)了高校計(jì)算機(jī)教育界對(duì)硬件類(lèi)課程的重視。

2.3.3 不同學(xué)校類(lèi)型及作者職稱(chēng)的論文數(shù)量分布

圖2為對(duì)比985工程院校和普通院校論文發(fā)布情況。

Fig.2 Paper numbers of different author titles and school types圖2 論文數(shù)量關(guān)于作者職稱(chēng)和學(xué)校類(lèi)型的分布

其中，副教授為教學(xué)研究的主體，論文發(fā)表數(shù)量占比最高，而在985 工程院校中講師發(fā)表的論文較少，教授發(fā)表的論文相對(duì)較多，這與普通院校相反。可能由于在重點(diǎn)院校中，高職稱(chēng)教師在培養(yǎng)學(xué)生和教學(xué)方面投入了較多精力，而普通院選的教學(xué)任務(wù)則更多由副教授和講師共同承擔(dān)，這與各高校對(duì)教師的定位存在密切關(guān)系。

2.3.4 不同學(xué)校類(lèi)型及發(fā)表時(shí)間段的論文數(shù)量分布

圖3 為不同時(shí)間段中不同類(lèi)型院校發(fā)表教研論文的分布情況。

Fig.3 Paper numbers of different school types and publication times圖3 論文數(shù)量關(guān)于學(xué)校類(lèi)型和發(fā)表時(shí)間段的分布

總體而言，各類(lèi)型院校在不同時(shí)間段上發(fā)表教學(xué)研究論文的數(shù)量與論文總數(shù)量的變化趨勢(shì)一致。在每個(gè)時(shí)間段，985 工程院校和普通院校的論文數(shù)量較多，其中普通院校最多，占比超過(guò)50%以上，211 工程院校的論文不超過(guò)5篇，甚至在2016-2017 年的數(shù)據(jù)集中未檢索到211 工程學(xué)校發(fā)表的論文。原因可能為985 工程院校更重視本科生的培養(yǎng)，普通院校大多為教學(xué)型大學(xué)，教師在教學(xué)方面投入的時(shí)間精力更多，而211 工程院校則需要教學(xué)和科研并重，但對(duì)教師的考評(píng)方式仍然以科研為主，使教師在教學(xué)研究上的投入相對(duì)較少。

2.3.5 不同作者職稱(chēng)及發(fā)表時(shí)間段的論文數(shù)量分布

圖4 為不同時(shí)間段中不同職稱(chēng)的作者發(fā)表教研論文的分布情況?？傮w而言，各職稱(chēng)教師在不同時(shí)間段上發(fā)表的教學(xué)研究論文數(shù)量與論文總數(shù)量的變化趨勢(shì)一致，也與各職稱(chēng)的教師發(fā)表的論文總數(shù)量占比一致。

Fig.4 Paper numbers of different author titles and publication times圖4 論文數(shù)量關(guān)于作者職稱(chēng)和發(fā)表時(shí)間段的分布

3 文獻(xiàn)分析比較方法

3.1 LDA主題模型

主題模型是基于詞項(xiàng)共現(xiàn)的概率統(tǒng)計(jì)模型，其基本思想是一篇文檔可包含多個(gè)主題，文檔中每一個(gè)詞項(xiàng)都是由主題分布所生成。LDA 模型是由文檔、主題和詞項(xiàng)三層構(gòu)成，通過(guò)LDA 模型從給定數(shù)據(jù)集中，學(xué)習(xí)到各文檔的主題分布及各個(gè)主題的詞項(xiàng)分布。

3.2 交叉混合主題模型

由于LDA 主題模型是在整個(gè)數(shù)據(jù)集的基礎(chǔ)上，生成各文檔的主題分布和主題中的詞分布，并未在模型學(xué)習(xí)過(guò)程中考慮不同類(lèi)別文檔間的主題差異，無(wú)法對(duì)不同類(lèi)別文檔的主題進(jìn)行比較。為了解決該問(wèn)題，本文使用交叉混合主題模型對(duì)主題類(lèi)別進(jìn)行細(xì)分，挖掘它們所共有的背景、公共主題及各文本子集獨(dú)有的特殊主題。

具體而言，背景主題是對(duì)整個(gè)文本集合的籠統(tǒng)歸納，例如本文使用的研究論文集合，它們的背景主題包括教育教學(xué)、組成原理課程及其它涉及公共用詞方面的內(nèi)容；公共主題是從全體文本子集中抽取出的共同主題，例如教學(xué)方法、授課內(nèi)容、教學(xué)改革、實(shí)驗(yàn)教學(xué)等；特殊主題則與各文本子集相對(duì)應(yīng)，例如教授的教研論文關(guān)注點(diǎn)為翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方法，而講師則關(guān)注線(xiàn)上教學(xué)的教學(xué)方法。使用交叉混合主題分析方法提取的主題具有層次性，可給分析者提供更多信息，便于從多角度分析不同文本子集關(guān)注的共同點(diǎn)與不同點(diǎn)。

交叉混合主題模型有三個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，分別為主題數(shù)目

K

、背景主題權(quán)重

λ

和公共主題權(quán)重

λ

。其中，

K

為研究者指定提取出的公共主題個(gè)數(shù)，

λ

為詞項(xiàng)被納入為背景主題的概率，

λ

為詞項(xiàng)被納入公共主題的概率。本文中

K

以公共主題間的相似度和模型收斂速度為依據(jù)進(jìn)行選擇，

λ

以論文長(zhǎng)度為參考進(jìn)行設(shè)定，

λ

以公共主題和特殊主題間的語(yǔ)義一致性為依據(jù)進(jìn)行設(shè)定。通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)評(píng)估分析，本文設(shè)定

K

=3、

λ

=0.9、

λ

=0.2。

4 文獻(xiàn)分析比較

4.1 不同職稱(chēng)關(guān)注主題的差異

根據(jù)第一作者的職稱(chēng)將104 篇文獻(xiàn)分為教授（23 篇）、副教授（44 篇）、講師（27 篇）和其它（10 篇），具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。由于主題分析僅會(huì)得出文檔（子）集中各主題的詞項(xiàng)分布，因此根據(jù)這些詞項(xiàng)分布，為其設(shè)定了不同的名稱(chēng)（見(jiàn)表1 加粗部分）。表1 中僅列出了相應(yīng)主題中概率最高的前10 個(gè)詞項(xiàng)，由于其它類(lèi)別主要為助教和工程師，職稱(chēng)類(lèi)別相對(duì)復(fù)雜且論文數(shù)量偏少，故本文暫且不進(jìn)行深入分析。

Table 1 Topics concerned by different author titles表1 不同職稱(chēng)關(guān)注的主題

由表1 可見(jiàn)，不同職稱(chēng)的教師所發(fā)表的教學(xué)研究論文，可在硬件與實(shí)驗(yàn)、理論教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與人才培養(yǎng)三個(gè)方面進(jìn)行比較。

（1）硬件與實(shí)驗(yàn)方面。教授關(guān)注的是宏觀系統(tǒng)級(jí)實(shí)驗(yàn)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)編程能力和整個(gè)系統(tǒng)性能，因此“系統(tǒng)、程序員、編程、性能、關(guān)聯(lián)”等詞匯較多；副教授關(guān)注仿真和驗(yàn)證類(lèi)實(shí)驗(yàn)，偏向于理論與實(shí)踐結(jié)合，因此“實(shí)驗(yàn)、信號(hào)、仿真、實(shí)驗(yàn)方式、理解、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)”等詞匯較多；講師則更關(guān)注具體部件級(jí)實(shí)驗(yàn)，因此“多核、核技術(shù)、浮點(diǎn)數(shù)、尾數(shù)、計(jì)數(shù)器”等詞匯較多。

（2）理論教學(xué)內(nèi)容方面。教授注重專(zhuān)業(yè)知識(shí)體系的形成，談及較多的詞項(xiàng)例如“諾依曼、指針、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、對(duì)象”等，這些詞項(xiàng)常常涉及其它課程；副教授重點(diǎn)關(guān)注課程內(nèi)容本身，談及較多的詞項(xiàng)例如“中斷、寄存器、尋址、補(bǔ)碼、操作碼、變址、堆棧、操作、累加器、指令”等，大多為計(jì)算機(jī)組成原理課程的內(nèi)容；講師較為關(guān)注考試和考研，因此“考研、真題、知識(shí)點(diǎn)、考查”等詞項(xiàng)涉及較多。

（3）教學(xué)方法和人才培養(yǎng)方面。教授關(guān)注更多的是以學(xué)生為主導(dǎo)或教師學(xué)生雙主體的教學(xué)模式，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力；副教授則注重培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)思維和系統(tǒng)能力；講師關(guān)注并不具體。

對(duì)表1 的分析結(jié)果可知，不同職稱(chēng)的教師在硬件與實(shí)驗(yàn)、理論教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、人才培養(yǎng)等方面的關(guān)注點(diǎn)存在明顯不同，這與教學(xué)經(jīng)歷及對(duì)課程的理解有著密切關(guān)系。因此，對(duì)不同職稱(chēng)關(guān)注主題的差異分析，有利于教師快速把握提升教學(xué)質(zhì)量的方向。例如，在硬件與實(shí)驗(yàn)方面，從部件級(jí)轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)級(jí)；在理論教學(xué)內(nèi)容方面，從知識(shí)點(diǎn)（考點(diǎn)）轉(zhuǎn)變?yōu)檎n程全局再到專(zhuān)業(yè)知識(shí)體系；在教學(xué)方法和人才培養(yǎng)方面，從基于評(píng)估和認(rèn)證轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為本。

4.2 不同學(xué)校類(lèi)型關(guān)注的主題差異

根據(jù)第一作者的單位將104 篇文獻(xiàn)分為985 工程院校（31 篇）、211 工程院校（共11 篇）和普通院校（62 篇），具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

由表2 可見(jiàn)，不同學(xué)校類(lèi)型所發(fā)表的教學(xué)研究論文，可在課堂教學(xué)、教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容三個(gè)方面進(jìn)行比較。

（1）課堂教學(xué)方面。985 工程院校更關(guān)注教材的設(shè)計(jì)與選擇，對(duì)教材討論較多；211 工程院校的教師在關(guān)注具體課程知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)，也關(guān)注課程的考核和教學(xué)方法；普通院校的教師則重點(diǎn)關(guān)注具體課程知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)。此外，相較于普通院校，211 工程院校更關(guān)注計(jì)算機(jī)組成原理課程中多核、核技術(shù)、并行計(jì)算等內(nèi)容。

（2）教學(xué)內(nèi)容組織方面。985 工程院校強(qiáng)調(diào)實(shí)踐教學(xué)，主張將課程理論與學(xué)生實(shí)踐相結(jié)合；211 工程院校和普通院校都更偏重理論教學(xué)，但211 工程院校授課知識(shí)點(diǎn)偏宏觀、系統(tǒng)，授課內(nèi)容強(qiáng)調(diào)知識(shí)的連貫性與系統(tǒng)性，因此“編程、程序、程序員、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、異常、優(yōu)化”等詞項(xiàng)較多。而普通學(xué)校則更多關(guān)注課程知識(shí)點(diǎn)的細(xì)節(jié)，因此“遷移、思維、抽象、中斷、浮點(diǎn)數(shù)、計(jì)算思維、尾數(shù)”等詞項(xiàng)較多。

Table 2 Topics concerned by different school types表2 不同學(xué)校類(lèi)型關(guān)注的主題

（3）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容方面。985 工程院校側(cè)重于討論多部件集成實(shí)驗(yàn)，因此“微指令、機(jī)器碼、模塊、分布、數(shù)據(jù)通路”等詞項(xiàng)較多；211 工程院校側(cè)重于單部件實(shí)驗(yàn)，因此“寄存器、接口、計(jì)數(shù)器、單周期”等詞項(xiàng)較多；普通學(xué)校對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的討論則較為抽象，因此“實(shí)驗(yàn)教學(xué)、能力、部件、過(guò)程、項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)方式”等詞項(xiàng)較多。

對(duì)表2 的分析結(jié)果可知，學(xué)校定位、教學(xué)條件、師資、學(xué)生素質(zhì)等諸多方面的差異對(duì)計(jì)算機(jī)組成原理教學(xué)影響較大。通過(guò)分析可為改進(jìn)或改革教學(xué)提供較為明確的方向。例如，在課堂教學(xué)方面，普通院?？赏ㄟ^(guò)布置課外閱讀等方式讓學(xué)生關(guān)注“多核、并行”等內(nèi)容；在教學(xué)內(nèi)容方面，應(yīng)更加重視實(shí)踐、重視知識(shí)的系統(tǒng)性等；在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容方面，應(yīng)從無(wú)實(shí)驗(yàn)到虛擬實(shí)驗(yàn)過(guò)渡，從單部件實(shí)驗(yàn)到多部件集成實(shí)驗(yàn)發(fā)展。

4.3 不同時(shí)間段關(guān)注的主題差異

根據(jù)論文發(fā)表時(shí)間，以2 年為時(shí)間段將104 篇文獻(xiàn)分為2010-2011 年（30 篇）、2012-2013 年（20 篇）、2014-2015年（19 篇）、2016-2017 年（19 篇）、2018-2019 年（24 篇）。由于部分時(shí)間段的主題內(nèi)容與相鄰時(shí)間段差別不大，因此本文只列出主題內(nèi)容發(fā)生變化較大的幾個(gè)時(shí)間段，如表3所示。

Table 1 Topics concerned by different times表3 不同時(shí)間段關(guān)注的主題

由表3 可見(jiàn)，不同時(shí)間段所發(fā)表的教學(xué)研究論文，可在實(shí)驗(yàn)教學(xué)、理論教學(xué)、教學(xué)方法與教學(xué)模式三個(gè)方面進(jìn)行比較。

（1）實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面。2012 年前教師們強(qiáng)調(diào)撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，例如：“實(shí)驗(yàn)報(bào)告、預(yù)習(xí)、文檔、大綱、任務(wù)”等；2012 年后開(kāi)始談?wù)摼唧w部件的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，例如：“指令、寄存器、尋址、累加器、單元”等；2018 年后實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以虛擬仿真、真實(shí)硬件等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為主，例如“方案、模擬器、虛擬仿真、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、運(yùn)算器、匯編器”等。

（2）理論教學(xué)方面。2015 年之前，教研論文仍以組成原理的章節(jié)內(nèi)容為主；2016 年后則涉及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)等其他課程知識(shí)；2018 年后，教師開(kāi)始強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能力。

（2）教學(xué)方法與教學(xué)模式方面。2010 年左右以關(guān)注高等教育、成人教育中的教學(xué)方法及培養(yǎng)模式為主；2016 年開(kāi)始關(guān)注課程群和課程體系的教學(xué)方法；2018 年則重點(diǎn)關(guān)注培養(yǎng)面向系統(tǒng)的能力和新工科教學(xué)方法。

對(duì)表2 的分析結(jié)果可知，各院校對(duì)計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)的重視程度顯著提高，開(kāi)始從理論到實(shí)踐、從模擬到真實(shí)、從單一部件到整機(jī)系統(tǒng)的方向發(fā)展，理論教學(xué)和教學(xué)方法上也越來(lái)越重視培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)觀和系統(tǒng)能力。這種轉(zhuǎn)變與我國(guó)信息技術(shù)發(fā)展緊密聯(lián)系，與我國(guó)IT 業(yè)面對(duì)的惡劣國(guó)際形勢(shì)相關(guān)。因此，培養(yǎng)學(xué)生的硬件和系統(tǒng)能力是計(jì)算機(jī)組成原理教學(xué)的基本要求。

5 結(jié)語(yǔ)

本文以《計(jì)算機(jī)教育》期刊上近10 年關(guān)于計(jì)算機(jī)組成原理的教學(xué)研究論文為對(duì)象，利用交叉混合主題模型，分別從教師職稱(chēng)、學(xué)校類(lèi)型、時(shí)間三個(gè)不同維度進(jìn)行分析比較。研究發(fā)現(xiàn)，這些論文都涉及理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、教學(xué)方法與人才培養(yǎng)等主題，但不同職稱(chēng)、不同學(xué)校類(lèi)型、不同時(shí)間段教師們的關(guān)注點(diǎn)存在差異，這些差異的根源來(lái)自于學(xué)校定位、教學(xué)條件、師資水平、學(xué)生素質(zhì)、學(xué)科發(fā)展，甚至國(guó)際形勢(shì)。借鑒主題分析結(jié)果，教師可根據(jù)學(xué)校人才培養(yǎng)定位、生源質(zhì)量和教師目前的認(rèn)知階段，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和教學(xué)方法選擇中做到有教無(wú)類(lèi)，因“材”施教。同時(shí)，在了解教學(xué)研究發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)具有針對(duì)性的改進(jìn)方法。

盡管本文所采用的方法也適用于其它課程、課程群或其它專(zhuān)業(yè)的教學(xué)文獻(xiàn)，但目前仍存在以下4 點(diǎn)不足亟待改進(jìn)：①主題分析方法僅能分析較為“抽象”的主題，提煉的主題具有一定的主觀性；②部分子集合中論文數(shù)量過(guò)少，主題分析的有效性存疑；③目前分析的角度僅為作者的職稱(chēng)、學(xué)校類(lèi)型和時(shí)間段，內(nèi)容仍有待豐富；④受作者認(rèn)知局限性，對(duì)主題分析結(jié)果的解釋存在一定的主觀性。