基于O2O的高職計算機組成原理課程混合式教學模式探究

陳浩 郭欣欣

摘要：計算機組成原理課程是高職計算機相關專業的基礎核心課程之一。本課程知識面廣、難度大、比較抽象，高職學生在學習過程中容易產生挫折感和厭倦感。針對以上問題，著重探討基于線上線下（O2O），依靠互聯網，構建一種集線上自主學習、線下課堂教學、線上輔導、線下實驗的混合式教學模式。

關鍵詞：O2O;高職;計算機組成原理;混合式教學

一、高職計算機組成原理課教學現狀

（一）課程先修課內容和知識的要求高

計算機組成原理是計算機專業教學的核心課程，也是高職學生比較難學的課程。這門課需要先學習數字電路、計算機操作系統等課程，而很多高職院校計算機專業并沒有開設數字電路課程。即使部分院校開設數字電路課程，但計算機專業學生在學習數字電路課的過程中，因沒有學習相關電路基礎課做支撐，對數字電路知識掌握不牢固，最終極大影響學生對計算機組成原理課程知識的掌握。

（二）課程內容比較抽象

計算機組成原理主要學習計算機系統各組成部件，而這些部件都是由人眼難以看到的集成電路構成。在課堂上，教師主要依靠抽象的電路圖向學生講解各組成部分的原理，這就要求學生具有較強的邏輯思維能力。但是，高職學生與本科院校學生不同，其邏輯思維能力稍顯不足，這就容易使他們在學習過程中難于理解核心概念和理論。此外，就高職院校的計算機組成原理課程來說，該課程抽象的理論多、實操較少，學生很難直接體會到所學知識的用處，這導致學生學習本課程的積極性下降，對所學知識的理解更加困難。

（三）教學方法弊端及不足

智慧教室、多媒體等現代化教學設備的廣泛使用，極大改善了學生的學習方式，能幫助學生迅速高效地學習新知識。但隨著多媒體教學設備的普及，許多高職課程教學中出現以PPT幻燈片和移動端觀看視頻取代板書的現象。雖然教學的信息化使教師課堂教學效率有很大提升，但也存在很多問題。如，教學中教師依靠PPT單純地羅列知識點，學生缺乏充分思考的時間，難以全部消化吸收，師生互動減少等。長此以往，學生會逐漸對PPT課件產生過分依賴心理，從而使其自主學習能力退化，深層次的教學效果無法充分體現。

（四）理論與實踐的相互結合不夠

在大部分的本科院校中，計算機組成原理的教學通常配備相應的實驗設備，教師在課堂上講解理論知識后，可引導學生通過相應的實驗設備自己動手設計。這種理論與實踐的結合，可以加強學生對抽象理論知識的掌握。對于大多數高職院校來說，他們不具備這樣的實踐條件，這使得高職院校的計算機組成原理教學側重于理論。在理論課講解過程中，教師通常借助多媒體給學生講解，雖然提高了課堂效率，但也導致學生對大量的知識點理解不夠迅速和透徹，課后更沒有相應的實踐進行鞏固。理論與實踐的結合程度不足，使學生很難理解和掌握課堂上所學的知識。

二、基于O2O的混合式教學模式構建

O2O（Online To Offline）的概念是Alex在2010年8月提出的。它最初指的是業務服務模型，稱為“線上到線下”。本文提到的O2O是指以“互聯網+”時代背景為核心，充分利用互聯網、教育管理系統、課外實驗教學、工程實踐與互聯網相結合的有效教學模式。O2O混合教學模式實際上反映的是教學安排的混合式教學，教師的工作由先入為主的教學轉變為提問輔導學生和與學生討論交流問題，即成為專職的導師。線上空間為學生提供背景知識、學習資源以及其他支持信息。學生線上線下協作，進行動手實踐，并同步討論，接受教師指導。通過線下物理空間的實踐，學生最終完成實驗并展示自己的實驗結果。以下將從混合教學資源、混合教學過程、混合教學服務三個方面闡述基于O2O的混合式教學模式。

（一）教學資源混合式配置

1、線上資源配置。線上資源配置需借助相應的平臺，隨著移動互聯網的發展，目前，高職院校主要借助于大學MOOC、超星學習通等移動平臺。在互聯網背景下，教學資源的獲取已經超越了地域限制。即使缺乏教育資源的地區也可以通過互聯網獲取教育資源發達地區的在線教學資源。但互聯網時代的海量教學資源，并不意味著可以隨意使用。教師不僅要根據高職學生的特點篩選出合適的資源，而且要分析計算機組成原理的課程體系和難點，合理選擇網絡教學資源。同一個知識點的視頻要按層次梯度組織，如虛擬存儲器概述與虛擬存儲器詳解兩個資源都可以保留，以滿足不同層次學生學習需求。

2、線下的資源配置。計算機組成原理課有一定的實踐性，線下需要配置相應的實驗實訓基地。校內實驗基地以實驗室和虛擬實驗設備的方式進行配置。虛擬平臺下只需要有相應的試驗箱及虛擬仿真工具，這樣，學生就可以運用EDA設計邏輯電路，然后在Quadus下對改進ALU的設計方案進行編程和編譯，最終在實驗臺上進行測試。實驗室還應該配備示波器、萬用表等具體的物理設備。考慮到學生掌握知識層次不同，可將不同層次學生混合在一起分組，給出具體應用場景，由小組設計方案并共同完成設計、調試、撰寫報告等任務。

（二）教學服務混合式構建

1、教師線上答疑。線上平臺為學習者提供背景知識、PPT、視頻等資源，這些資源可以給予學習者大量的信息，但無法有針對性地對學生產生的疑惑給予解答，此時，教師的線上解答就顯得尤為重要。線上答疑可分為兩種形式：第一種形式，教師事先設置一個主題，收集學生們圍繞這個主題提出的問題。第二種形式，教師在網上進行即時解答。教師在網上教學時，可專門預留一定的時間，在這段時間內，學生就課堂教學問題提問，老師將在網上進行即時解答。

2、學生線下討論。學生之間開展討論可以參照教師線上答疑設置主題的做法，不過討論陣地則從線上轉移到線下。教師先對學生進行分組，并設置討論的主題，這樣，學生討論的內容就會相對集中，有利于培養學生的發散思維，也可以培養學生的溝通能力，同時，還能讓學生意識到彼此之間的差距。討論結束后各小組形成討論總結，并提交到線上，教師借助線上平臺的智能分析技術，可以了解各小組學生對知識的掌握程度，進而對不同程度的學生開展個性化教學服務。

（三）教學過程混合式的表現形式

1、教學形式多元化。線下理論課采用教師課堂教學的教學形式，但要加大課堂討論的互動性，通過提問、討論、互動等方式調動學生的學習積極性，激發課堂學習氣氛。在實驗環節盡量由教師進行演示或者先在虛擬仿真平臺上實驗，再由學生動手操作，以加深學生印象，提高教學的直觀性。討論課由老師布置主題，學生在課堂或在線平臺上討論，討論結束后，老師進行評估，最后，學生提交討論報告。實踐環節，教師按照教學內容安排實驗內容，每組學生自選實驗題目，完成實驗內容，提交實驗報告。

2、評價方式多元化。多元化的評價方式是指線上評價與線下評價相結合，學生通過線上平臺完成的簽到、討論、問題回答等線上教學形式都是學生評價體系的一部分。學生在課堂上的表現、完成課堂作業的情況以及完成實驗的情況，也都會作為評價體系的組成部分。另外，不局限于教師對學生的評價，學生之間也可以互相評價。多樣化的評價方式可以對學生的學習進行客觀公正的評價。

三、基于O2O的混合式教學模式實施過程

第一步，課前線上自主學習。學生通過在線學習平臺自主學習，獨立完成練習，獨立思考，獨立討論，獨立提問，老師在網上回答學生提出的問題。第二步，課中線下課堂互動。在課堂講解的過程中，教師針對某一問題，啟發并引導學生進行課堂討論。學生在討論過程中進行分析和提問，教師回答問題，使學生進一步理解所學知識。課堂教學結束，教師布置課后作業，要求學生及時完成并提交到線上平臺。第三步，學習行為數據分析。教師利用線上平臺的數據分析功能，對學生練習提交率、練習出錯率、出錯點等進行分析，得出學生難于理解掌握的知識點，進行一對一的個性化輔導。第四步，課外實驗。通常，每個實驗對應一個理論知識塊。為此，教師在課堂上首先講解實驗理論知識點，然后讓學生通過網絡在虛擬實驗平臺上模擬實驗。第五步，多維度評價。教師利用線上平臺將評價體系分為平時成績（10%）、實驗（40%）、課程考試（50%）三個評價指標。其中，線上簽到占平時成績的50%，線上自主學習和線下課堂參與情況占平時成績的50%。在實驗指標中，參與實驗的學生得總分的20%，個人單獨完成并通過教師檢查得總分的30%。課程考試占50%分值，依據學生考試成績評定。

通過對高職計算機組成原理課教學現狀進行分析，提出以學生為中心的基于O2O的高職計算機組成原理課混合式教學模式。這種模式利用線上資源和線下課堂及實驗進行混合教學，有利于學生更好獲得知識，在一定程度上加快了計算機專業課程建設的步伐，充分調動了學生學習的創新性和自覺性，增進了師生問的溝通交流，增強了計算機組成原理課教學效果，對學生學習效果的評價也更加客觀準確。

此外，本文也具有一定的局限性。首先，基于O2O的混合式教學模式既依賴線上資源，依賴線下資源，對于一些特殊的情況，比如，由于2020年初的新冠肺炎疫情，學生聽課在家，使得線下教學無法進行。此外，本研究目前僅在實際中進行初步應用，還沒有進行比對實驗。下一步，筆者將對應用此教學模式的班級和沒有應用此模式的班級進行對比實驗，分析各項評價指標，用數據來驗證基于O2O的混合式教學模式相對于傳統教學模式的優勢。

作者簡介：陳浩（1988-），男，河南鎮平人，碩士，助教，研究方向：計算機視覺;郭欣欣（1986-），女，河南唐河人，碩士，助教，研究方向：英語教學。

（責任編輯 張萌喆）