“計(jì)算機(jī)組成原理”課程混合式教學(xué)模式設(shè)計(jì)

張謙，紀(jì)少琪，徐詩(shī)語(yǔ)

［摘 要］ 針對(duì)“計(jì)算機(jī)組成原理”課程教學(xué)改革的問題，按照“以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”的教學(xué)理念，以線上網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源為基礎(chǔ)，線下傳統(tǒng)課堂面授為補(bǔ)充，依據(jù)課前—課中—課后三階段的學(xué)習(xí)框架完成理論教學(xué)，再通過“實(shí)驗(yàn)+實(shí)訓(xùn)”雙結(jié)合的方式進(jìn)行實(shí)踐指導(dǎo)，最后按照考核評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況進(jìn)行考核，設(shè)計(jì)出“計(jì)算機(jī)組成原理”課程的混合式教學(xué)模式開展的教學(xué)內(nèi)容，目的在于充分發(fā)揮“網(wǎng)絡(luò)教學(xué)+課堂面授”混合式教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，以提高“計(jì)算機(jī)組成原理”課程教學(xué)質(zhì)量和效率，推動(dòng)“計(jì)算機(jī)組成原理”課程教學(xué)的改進(jìn)與創(chuàng)新。

［關(guān)鍵詞］ 計(jì)算機(jī)組成原理；混合式教學(xué)；課程改革；教學(xué)模式

［基金項(xiàng)目］ 2020年度廣東省高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目“結(jié)合OBE理念的計(jì)算機(jī)組成原理課程混合式教學(xué)改革實(shí)踐”（440）；2019年度廣東省高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目“基于SPOC混合式教學(xué)模式的構(gòu)建與實(shí)踐”（449）；2019年度廣東省本科高校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程項(xiàng)目“計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)示范中心”（18）

［作者簡(jiǎn)介］ 張 謙（1979—），男，廣西恭城人，碩士，廣東第二師范學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院副教授，主要從事信息化教學(xué)設(shè)計(jì)與機(jī)器人控制研究；紀(jì)少琪（2001—），女，廣東汕頭人，廣東第二師范學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院2019級(jí)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)本科生，研究方向?yàn)樾畔⒒虒W(xué)；徐詩(shī)語(yǔ)（2001—），女，廣東佛山人，廣東第二師范學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院2019級(jí)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)本科生，研究方向?yàn)樾畔⒒虒W(xué)。

［中圖分類號(hào)］ G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A ［文章編號(hào)］ 1674-9324（2023）11-0161-04 ［收稿日期］ 2022-05-26

“計(jì)算機(jī)組成原理”是計(jì)算機(jī)類專業(yè)的核心課程之一，也是后續(xù)學(xué)習(xí)“計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)”“微型計(jì)算機(jī)原理”“操作系統(tǒng)”等計(jì)算機(jī)專業(yè)核心課程的先導(dǎo)基礎(chǔ)，在計(jì)算機(jī)專業(yè)課程體系中起著承前啟后的關(guān)鍵作用［1］。計(jì)算機(jī)組成原理的知識(shí)點(diǎn)多、內(nèi)容龐雜且抽象，多年來(lái)被認(rèn)為既難教又難學(xué)［2］。究其原因，一是學(xué)生想在有限的課堂時(shí)間內(nèi)把內(nèi)容全部消化，但這幾乎是不可能的，因?yàn)檎n程的內(nèi)容本身非常抽象；二是傳統(tǒng)的課堂教學(xué)過程具有不可復(fù)刻性，學(xué)生無(wú)法反復(fù)回顧，課上不能全部理解，課后不能及時(shí)回顧，僅靠自己課上的理解和記憶進(jìn)行學(xué)習(xí)，增加了學(xué)生學(xué)習(xí)這門課程的難度［3］。因此，在“計(jì)算機(jī)組成原理”課程教學(xué)中引入新的教學(xué)模式非常重要。

混合式教學(xué)是指應(yīng)用現(xiàn)代化信息技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和傳統(tǒng)課堂教學(xué)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，通過線上學(xué)生自學(xué)與線下課堂教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，把學(xué)習(xí)者由淺表學(xué)習(xí)引向深度學(xué)習(xí)［4-6］。在混合式教學(xué)過程中，始終強(qiáng)調(diào)“以教師為主導(dǎo)、以學(xué)生為主體”的教學(xué)理念，根據(jù)教與學(xué)的實(shí)際進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，旨在通過多種教、學(xué)方式的“混合”，既發(fā)揮傳統(tǒng)課堂中教師的主導(dǎo)作用，又充分體現(xiàn)學(xué)生在教學(xué)過程中的主體地位，從而優(yōu)化教學(xué)組織，提高教學(xué)質(zhì)量和效率［7-8］。

本文針對(duì)“計(jì)算機(jī)組成原理”課程教學(xué)改革的問題，按照“教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”的教學(xué)理念，以線上網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源為基礎(chǔ)，線下傳統(tǒng)課堂面授為補(bǔ)充，依據(jù)“課前—課中—課后”三階段的學(xué)習(xí)框架完成理論教學(xué)，再通過“實(shí)驗(yàn)+實(shí)訓(xùn)”雙結(jié)合的方式進(jìn)行實(shí)踐指導(dǎo)，最后按照考核評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況進(jìn)行考核，設(shè)計(jì)出“計(jì)算機(jī)組成原理”課程的混合式教學(xué)模式開展的教學(xué)內(nèi)容，目的在于充分發(fā)揮“網(wǎng)絡(luò)教學(xué)+課堂面授”混合教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)“計(jì)算機(jī)組成原理”課程教學(xué)的改進(jìn)與創(chuàng)新。

一、理論教學(xué)設(shè)計(jì)

（一）課前安排

課前安排主要包括三個(gè)方面的工作。

1.確立教學(xué)目標(biāo)，制定導(dǎo)學(xué)大綱。在課程正式開課前，教師對(duì)教學(xué)對(duì)象、教學(xué)內(nèi)容及要求進(jìn)行調(diào)查分析，確立教學(xué)目標(biāo)，對(duì)章節(jié)的重點(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí)進(jìn)行提煉，按教學(xué)安排將章節(jié)內(nèi)容及其重點(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí)加以梳理，整合成課程導(dǎo)學(xué)大綱。

2.搭建好教學(xué)資源系統(tǒng)。除了教師個(gè)人制作的PPT課件、導(dǎo)學(xué)視頻等，教師還可以從信息資源與課程章節(jié)知識(shí)點(diǎn)掌握要求的匹配度、一致性著手，在MOOC、百度文庫(kù)等網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上篩選合適的教學(xué)資源，要求內(nèi)容至少符合90%的學(xué)生水平，重點(diǎn)把控章節(jié)基礎(chǔ)知識(shí)的覆蓋率是否達(dá)100%，同時(shí)章節(jié)末尾需設(shè)置有拓展思考題，用以引發(fā)學(xué)生深入思考和學(xué)習(xí)。混合式教學(xué)模式注重線上線下聯(lián)動(dòng)，理論與實(shí)踐并舉，授課多以翻轉(zhuǎn)課堂為主，為此設(shè)計(jì)如圖1所示的課程教學(xué)資源體系，利用超星學(xué)習(xí)通等平臺(tái)展開，融合軟件平臺(tái)特點(diǎn)，設(shè)置有課堂教學(xué)資源、課程微課視頻、學(xué)生自主資源三大專設(shè)模塊。其中課堂教學(xué)資源模塊主要由教師上傳導(dǎo)學(xué)視頻、PPT課件、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)解析等資源；課程微課視頻主要是教師線下重點(diǎn)講解的部分視頻，用于學(xué)生課后加強(qiáng)復(fù)習(xí)重難知識(shí)點(diǎn)；學(xué)生分享資源模塊則為學(xué)生專項(xiàng)窗口，用于學(xué)生個(gè)人上傳視頻、筆記等資料。對(duì)于主動(dòng)型學(xué)生，在其考核評(píng)價(jià)中可進(jìn)行適當(dāng)加分，以此提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。同時(shí)，針對(duì)實(shí)踐教學(xué)部分，則開放學(xué)校自建的云平臺(tái)，為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，收取學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)訓(xùn)報(bào)告。

3.發(fā)布課前任務(wù)，制定學(xué)習(xí)清單。教師需要預(yù)先設(shè)計(jì)好每次課的學(xué)習(xí)清單，并在課前2～3天將概念性的知識(shí)點(diǎn)、重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)視頻、課前練習(xí)題等資源發(fā)布到教學(xué)平臺(tái)，引導(dǎo)學(xué)生了解本節(jié)課內(nèi)容，并通過平臺(tái)跟蹤查看學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度以督促引導(dǎo)學(xué)生完成課前學(xué)習(xí)，及時(shí)記錄與解答學(xué)生線上提出的問題。通過課前學(xué)情分析，教師可以靈活調(diào)整教學(xué)方案，讓課前、課中、線上線下教學(xué)聯(lián)動(dòng)，更具教學(xué)質(zhì)量與成效。例如，針對(duì)《主存儲(chǔ)器》章節(jié)的學(xué)習(xí)，制定的課前學(xué)習(xí)清單如表1所示。

（二）課中安排

經(jīng)過課前安排的知識(shí)導(dǎo)入，學(xué)生已經(jīng)初步掌握了本次課程所學(xué)的內(nèi)容。因此，在課中教學(xué)過程中，教師應(yīng)對(duì)學(xué)生進(jìn)行答疑解惑，并精講重點(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí)。教師要充分利用課前預(yù)習(xí)相關(guān)的教學(xué)資源，靈活運(yùn)用思維導(dǎo)圖等工具進(jìn)行知識(shí)回顧，對(duì)課前學(xué)習(xí)階段中學(xué)生提出的個(gè)性化問題進(jìn)行針對(duì)性答疑，解決學(xué)生在自學(xué)過程存在的知識(shí)盲點(diǎn)，再對(duì)重點(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí)進(jìn)行精講。可通過引導(dǎo)、提問及師生探討等形式進(jìn)行互動(dòng)，也可以組織小組討論，針對(duì)課前“問題與思考”或案例分析等開展小組活動(dòng)，采用“分組討論，代表匯報(bào)”“生問生答，生講生評(píng)”的生生互動(dòng)形式讓學(xué)生全程參與學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、合作、表達(dá)能力。最后教師再根據(jù)匯報(bào)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)與強(qiáng)化講解，通過雨課堂等平臺(tái)發(fā)布課堂測(cè)試，實(shí)時(shí)了解全部學(xué)生知識(shí)掌握情況，及時(shí)進(jìn)行輔導(dǎo)與解答。

（三）課后安排

課后安排教師應(yīng)注重知識(shí)點(diǎn)的鞏固與答疑，以及課外知識(shí)的延伸。教師要及時(shí)將作業(yè)發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，并要求學(xué)生限時(shí)完成提交，可設(shè)學(xué)生互評(píng)或教師批改的批閱方式，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)分享優(yōu)秀作業(yè)到平臺(tái)供大家二次鞏固學(xué)習(xí)。除此之外，教師還可根據(jù)專業(yè)特色，選取一些課外學(xué)習(xí)資源（如視頻、期刊等）上傳至網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，發(fā)布名師講座、考級(jí)考證、學(xué)科競(jìng)賽等動(dòng)態(tài)供學(xué)生在線自主學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)課堂的向外延伸。增設(shè)延伸話題討論，讓學(xué)生相互答疑，教師進(jìn)行補(bǔ)充總結(jié)，增強(qiáng)教學(xué)趣味性。

另外，教師通過教學(xué)平臺(tái)的學(xué)情數(shù)據(jù)，如學(xué)生觀看視頻及在線學(xué)習(xí)的時(shí)長(zhǎng)、提問和參與討論的次數(shù)等，及時(shí)掌握學(xué)生對(duì)章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度，并可對(duì)不達(dá)標(biāo)的學(xué)生重新下發(fā)學(xué)習(xí)任務(wù)，直到達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。

最后，教師可定期在平臺(tái)發(fā)布調(diào)查問卷，從學(xué)習(xí)資源、課前學(xué)習(xí)清單、課堂教學(xué)形式及知識(shí)掌握情況等方面，收集學(xué)生對(duì)課程教學(xué)的意見，反思教學(xué)過程中的問題，對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)不斷進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

二、實(shí)踐教學(xué)設(shè)計(jì)

“計(jì)算機(jī)組成原理”是理論與實(shí)踐密切聯(lián)系的一門課程，課程內(nèi)容的大部分為抽象理論，只有通過實(shí)踐驗(yàn)證，學(xué)生才能對(duì)理論有更深刻的理解。因此，針對(duì)“計(jì)算機(jī)組成原理”課程進(jìn)行混合式教學(xué)改革，必須進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)時(shí)，教師需針對(duì)課程內(nèi)容給出具體的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，實(shí)踐類型主要包括章節(jié)實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)考核兩種。其中，章節(jié)實(shí)驗(yàn)多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，目的在于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，由教師在課堂上指導(dǎo)學(xué)生完成，緊接著組織學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并討論實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)方案［9］。就學(xué)生而言，為了完成章節(jié)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，通常需預(yù)先了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求，撰寫預(yù)習(xí)報(bào)告，在教師指導(dǎo)下完成實(shí)驗(yàn)步驟并進(jìn)行驗(yàn)證，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)總結(jié)、改進(jìn)與思考，最終提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告給教師評(píng)閱。而對(duì)于課程的實(shí)訓(xùn)考核，一般設(shè)置在期末進(jìn)行，貫穿所有課程知識(shí)點(diǎn)，完成實(shí)訓(xùn)考核任務(wù)。實(shí)訓(xùn)考核一般為設(shè)計(jì)性任務(wù)，學(xué)生在實(shí)訓(xùn)報(bào)告書中，應(yīng)該闡述設(shè)計(jì)基本思路，附上設(shè)計(jì)原理圖及文字說明。設(shè)計(jì)報(bào)告書的其他主要內(nèi)容，要依據(jù)具體任務(wù)進(jìn)行分點(diǎn)闡述，包含每部分設(shè)計(jì)任務(wù)所涉及的基礎(chǔ)概念、原理解釋、具體（數(shù)據(jù)）分析等，并根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行個(gè)性化增刪改減，且需附上實(shí)際調(diào)試圖。

三、考核評(píng)定方法

教學(xué)評(píng)價(jià)是反映和檢測(cè)任課教師教學(xué)效果和教學(xué)狀態(tài)的手段，一般分為主觀評(píng)價(jià)和客觀評(píng)價(jià)。其中主觀評(píng)價(jià)包括同行評(píng)議、教學(xué)督導(dǎo)評(píng)價(jià)、學(xué)生評(píng)價(jià)，客觀評(píng)價(jià)包括教學(xué)測(cè)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)完成度、考試成績(jī)等［10］?；旌鲜浇虒W(xué)模式的考核評(píng)定以過程性學(xué)習(xí)效果為主要指標(biāo)，降低傳統(tǒng)期末考試的終結(jié)性考核的占比。“計(jì)算機(jī)組成原理”的課程考核，也應(yīng)按混合式教學(xué)模式制定，如表2所示。

根據(jù)前述理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)各環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，考核體系可以分為過程性評(píng)價(jià)和終結(jié)性評(píng)價(jià)。其中，過程性評(píng)價(jià)著重考查學(xué)生線上線下參與課程的程度，以及實(shí)驗(yàn)的效果；而終結(jié)性評(píng)價(jià)仍需按照傳統(tǒng)考試模式進(jìn)行開展。不同的地方是，終結(jié)性評(píng)價(jià)包括了課程實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的考核，既能體現(xiàn)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握程度，又能考核學(xué)生將理論應(yīng)用于實(shí)踐的能力，因此考核范圍也更全面。

結(jié)語(yǔ)

“計(jì)算機(jī)組成原理”課程混合式教學(xué)模式設(shè)計(jì)是為了迎合時(shí)代與科技發(fā)展的需要及當(dāng)代高等教育的改革趨勢(shì)，圍繞“學(xué)生為主，教師為輔”的教學(xué)理念，從“課前—課中—課后”全過程設(shè)計(jì)入手，結(jié)合“實(shí)驗(yàn)+實(shí)訓(xùn)”的實(shí)踐指導(dǎo)，依托智慧教學(xué)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)科學(xué)合理的評(píng)價(jià)體系，從而構(gòu)建起一個(gè)完整的混合式教學(xué)結(jié)構(gòu)，推動(dòng)“計(jì)算機(jī)組成原理”課程進(jìn)行教學(xué)改革與研究，進(jìn)而提高課程的教學(xué)質(zhì)量，可以為普通本科高校培養(yǎng)應(yīng)用型人才的教育目標(biāo)提供借鑒。

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Design of Mixed Teaching Model in the Course of Principles of Computer Composition

ZHANG Qian， JI Shao-qi， XU Shi-yu

（School of Computer Science， Guangdong University of Education， Guangzhou，

Guangdong 510303， China）

Abstract： In view of the teaching reform of the course of Principles of Computer Composition， according to the teaching concept of making“teachers as the guide， and students as the center”， based on the online network teaching resources supplemented by offline traditional classroom teaching， the theoretical teaching is completed based on the three-stage learning framework of “pre-class， in-class and after-class”. And then practical guidance is carried out through the combination of “experiment+practice”. Finally， the students learning situation is evaluated according to the assessment criteria， so the teaching content of the mixed teaching model of the course of Principles of Computer Composition is designed. The purpose is to make full use of the advantages of the mixed teaching model of “network teaching and face-to-face classroom teaching”， so as to improve the teaching quality and efficiency of this course and promote the improvement and innovation of the course teaching.

Key words： Principles of Computer Composition; mixed teaching; course reforms; teaching model