地方高校計算機組成原理課程混合式教學模式

楊欣宇，李誠，劉明，張浩鵬，劉正亮

地方高校計算機組成原理課程混合式教學模式

楊欣宇，李誠，劉明，張浩鵬，劉正亮

（齊齊哈爾大學 計算機與控制工程學院，黑龍江 齊齊哈爾 161006）

針對地方高校學生特點，制定了計算機組成原理課程的混合式教學實施方案．通過導學圖給出明確的教學目標，并將課程思政元素全方位融入課程教學的各個環節．教學過程注重多元互動和同伴教學，集知識性和趣味性于一體，激發學生學習的主動性和積極性，培養自主學習能力、團隊協作意識和探究精神．

計算機組成原理；混合式教學；同伴教學；自主學習；課程思政

互聯網、移動技術、人工智能等技術與教育教學的融合使高等教育發生了結構性的變革，突破了教學活動在時間和空間上的局限性，為課程改革和創新帶來了新的契機，使混合式教學成為了未來教育的“新常態”[1]．近幾年，在國家政策的指引和激勵下，混合式教學模式在國內高等教育領域受到充分重視，已經逐漸在高等學校的課程改革與建設中占據主導地位[2-4]．本文以計算機科學與技術專業的核心課程——計算機組成原理為例，探討結合地方高校學生特點的混合式教學模式的方案設計與實踐．

1 混合式教學所要解決的問題

混合式教學，強調的是自主學習能力和探究精神．對于地方高校的學生來說，知識基礎和學習能力都相對薄弱一些，且自主學習的意識不強，在面對復雜問題時還會有一定的畏難情緒，缺乏自信心．如何將線上線下的教學工作融合起來，提高學生的學習興趣，培養學生的科學素養，創新學生的思維方式，開發學生的自主學習能力，是地方高校教師亟待解決的問題．

因此，針對地方高校的混合式教學改革，其主要目標是解決３個問題：（1）自主學習，即如何提高學生自主學習能力，知道“學什么”“怎么學”；（2）主動學習，即如何激發學生學習興趣和自信心，做到“我想學”“我能學”；（3）探究學習，即如何培養學生的科學思維，能夠“學得深”“學得精”．

2 混合式教學模式總體設計

結合歷年教學中所發現的問題，經過周密的調研和思考，制定了計算機組成原理課程混合式教學改革的總體方案，其組織實施總體流程見圖1．

圖1 混合式教學組織實施流程

由圖1可見，課程教學組織實施方案的制定完全基于OBE理念，依托在線教育綜合平臺和社交軟件開展，采用翻轉課堂的教學模式，注重教學過程中的師生互動和生生交流，并將課程思政元素有機融入課程教學的各個環節．其中，教學目標的制定充分考慮了將價值塑造、知識傳授、能力培養三者融為一體，注重培養學生的科學思維方法、自主學習能力和分析與設計能力等，并依據教學目標對教學內容和教學方法進行反向設計，制定教學方案和導學圖．教學活動分為課前、課中、課后3個部分．依據布魯姆認知目標，課前是記憶、理解階段，強調自主學習和互幫互學．學習效果以知識歸納和課前小測的形式反饋給教師，以便教師發現問題，重點突破．課中是應用、分析階段，突出多元互動和同伴教學，盡最大程度保證覆蓋面，并借助于平臺上的工具進行記錄和分析，做到可追溯可評測．課后是評價、創造階段，其主要目的是鞏固成果，挑戰創新，培養實踐能力、分析設計能力和科學思維方法．教學評價既包括學生的學業評價，又包括專家、同行、學生等各個層次的信息反饋．通過對2項內容的綜合評價和分析，發現問題并給出改進方案．

3 混合式教學實施過程中的關鍵措施

3.1 每課一張導學圖，自主學習有依據

自主學習是地方高校進行教學改革所需解決的關鍵問題之一．為保證學生自主學習的質量和效果，將課程內容進行了整合和重構，每次課作為一個學習單元，并為其設計一張導學圖，將課程內容分為若干個模塊，每個模塊再細化為若干個知識點，每個知識點的學習目標都具體到了理解哪些概念，解決哪些問題，并說明針對各知識點的具體教學活動形式，使學生課前自主學習時有所依據[5]．導學圖基本結構見圖2．

圖2 導學圖基本結構

其中，將各知識點按難度的不同層次安排相應的教學活動形式，并對其中的重點內容做出標注．同時，還會結合各知識點的具體內容安排練習、互測、討論等活動，既有要求學生獨立完成的工作，也有需要團隊協作的任務．

3.2 教學活動多樣化，主動學習有動力

教學改革要解決的第2個問題就是培養學生學習的主動性和積極性，使其逐步具備主動學習的習慣和終身學習的意識．為此，在課程的教學過程中設置了多種形式的教學活動．首先，建立由淺入深、循序漸進的評價體系，通過課前小測、課堂練習、課后作業、階段測驗等活動，引導學生逐步深入，培養學生的自信心．其次，細化考核方案，增加過程性考核的比重，督促學生參與各項教學活動，逐步激發學生的學習興趣．同時，通過微信答題小程序和微信群搶答加分活動，將知識性和趣味性融為一體，鼓勵學生進行深入思考和研究．

3.3 同伴合作與競爭，探究學習有深度

同伴教學法是哈佛大學著名教授埃里克·馬祖爾創立的．該方法鼓勵學生合作學習，注重培養學生的批判性思維[6-8]．因此，同伴教學對學生探究能力的培養具有重要的意義和作用．

在課程的各項教學活動中，互測互評、研討交流、項目研究等環節均采用同伴教學的形式．將學生分為若干小組，組內是合作關系，可以在課前學習時互相幫助；組間是競爭關系，可以互相提問和質疑，并根據對方完成情況進行評價．其中，互測互評采用車輪戰形式，每組出一道題目，各組按順序依次解答，再由出題組進行評價，既能督促學生對知識進行深入理解，又能在這個過程中發現問題．研討交流是以小組為單位針對思維擴展問題進行討論，再由各小組對討論結果進行投票．項目研究則是以小組為單位完成指令系統的設計、模型機的設計或課程核心內容模擬等復雜的設計性任務，培養學生的探究能力和團隊協作能力，提高課程的挑戰度．

3.4 點線面三重結構，構建課程思政體系

課程思政是課程改革中必不可少的重要內容．如何讓思政元素“潛移默化、潤物無聲”地融入課程教學過程之中，已經成為課程教學中迫切需要解決的問題．課堂教學是課程思政建設主渠道，必須以課堂教學為切入點，才能將思想政治教育有機融入課程教學，深入挖掘課程知識體系中的思政元素，構建科學合理的課程思政教學體系[9-12]．

計算機組成原理的課程思政建設，結合課程內容和教學方法，將思政元素全方位融入課程教學的各個環節，構建了點、線、面三位一體的課程思政體系．其中，點指的是某個具體的知識點，按該知識點的內容、特點及其所蘊含的思政元素設計教學方案，使學生在接受專業知識的同時在思想意識方面有所感悟．線貫穿于課程教學工作的始終，一條是知識線，結合課程中計算機各組成部分協同工作原理，強調團隊協作

精神；另一條是能力線，通過各種復雜問題的分析處理，培養科學思維方法．面則是把誠信、自信、協作、創新等意識全方位融入課程教學的各個環節，培養學生的學術道德和學術規范，使學生克服畏難心理，樹立自信心，并能夠分工協作完成各項團隊任務，同時培養創新能力和創新思維．

4 教學效果分析及改進

經過歷年的實踐和改進，計算機組成原理課程已經形成一套完整的線上線下混合式教學體系．通過對2016—2018級3個年級混合課堂和傳統課堂教學效果進行對比，混合課堂期末考試80分以上學生比例分別高于傳統課堂8.98，18.83，10.41個百分點，學生對知識的掌握程度和分析解決問題的能力也明顯高于傳統課堂．3個年級混合課堂和傳統課堂的期末考試成績對比見圖3．

圖3 2016—2018級混合課堂與傳統課堂期末考試各分數段人數對比

下一步，計算機組成原理課程所有課堂將全面開展混合式教學，并聚焦新工科建設，開發產學合作項目，構建全方位、立體化的教學體系，培養學生自主學習、實踐操作、團隊協作、創新思維等綜合能力．同時，在現有基礎上進一步加強課程思政建設，深入挖掘課程中蘊含的思政元素，結合我國科技前沿領域培養學生的科技強國意識和大國工匠精神．

綜上所述，計算機組成原理課程的混合式教學改革充分考慮了地方高校學生的特點，經過多年的實踐，已取得了顯著的成果．混合式教學把大部分“聽課”環節變成了課前個性化的線上學習，課堂上開展探究、反思、討論、合作等豐富的活動形式，使知識的獲取方式由單向傳遞變成了多向互動，活躍了課堂氣氛，激發了學生的學習熱情．深度融合線上線下資源開展混合式教學，可以培養學生自主學習和合作學習能力，促進知識內化，有利于提高教學質量，改善教學效益．

[1] 馮曉英，孫雨薇，曹潔婷．“互聯網+”時代的混合式學習：學習理論與教法學基礎[J]．中國遠程教育，2019（2）：7-16．

[2] 馮曉英，王瑞雪，吳怡君．國內外混合式教學研究現狀述評：基于混合式教學的分析框架[J]．遠程教育雜志，2018（5）：13-24．

[3] 鄭靜．國內高?；旌鲜浇虒W現狀調查與分析[J]．黑龍江高教研究，2018（12）：44-48．

[4] 于歆杰．論混合式教學的六大關系[J]．中國大學教學，2019（5）：14-18，28．

[5] 楊欣宇，李誠，張浩鵬．混合式教學在計算機組成原理課程中的應用研究[J]．高師理科學刊，2019，39（10）：77-79．

[6] 陳峻，朱道云，龐瑋，等．思政教學結合同伴教學法融入大學物理實驗的探索[J]．大學物理，2021，40（6）：57-61．

[7] 蘇彩霞，丁嵐．基于同伴教學的《算法與數據結構實驗》課程教學改革探索[J]．科技經濟導刊，2021，29（17）：126-128．

[8] 張義兵，孫俊梅，木塔里甫．基于知識建構的同伴互評教學實踐研究[J]．電化教育研究，2018（7）：108-113．

[9] 中華人民共和國教育部．高等學校課程思政建設指導綱要[EB/OL]．（2020-05-28）[2021-09-20]．http://www.gov. cn/zhengce/zhengceku/2020-06/06/content_5517606.htm．

[10] 葉志明，汪德江，趙慧玲．課程、教書、育人：理工類學科與專業類課程思政之建設與實踐[J]．力學與實踐，2020，42（2）：214-218．

[11] 周立斌，王希艷．以雙向融合為突破口，帶動高?！罢n程思政”的整體改革[J]．高教學刊，2020（22）：132-135．

[12] 吳寒斌，高虹．課程思政教學設計的文化理念與基本原則[J]．黑龍江高教研究，2020（10）：152-155．

Mixed teaching mode of computer composition principle curriculum in local colleges and universities

YANG Xinyu，LI Cheng，LIU Ming，ZHANG Haopeng，LIU Zhengliang

（School of Computer and Control Engineering，Qiqihar University，Qiqihar 161006，China）

According to the characteristics of students in local colleges and universities，a mixed teaching implementation scheme for the computer composition principle curriculum has been formulated．The specific teaching objectives are given through the learning guide map，and the ideological and political elements are integrated into all the links of curriculum teaching．The multiple interactions and the peer teaching are emphasized during the teaching process，and knowledge and interest are integrated effectively，which has stimulated the students′ initiative and enthusiasm in learning，and cultivated the students′ autonomous learning ability，teamwork awareness and inquiry spirit．

computer composition principle；mixed teaching；peer teaching；autonomous learning；curriculum ideology and politics

TP303∶G642.0

A

10.3969/j.issn.1007-9831.2022.02.018

1007-9831（2022）02-0092-04

2021-10-20

黑龍江省高等教育教學改革項目（SJGY20200774）；齊齊哈爾大學教育科學研究項目（GJZRYB202011）

楊欣宇（1971-），女，黑龍江齊齊哈爾人，副教授，碩士，從事計算機硬件與計算機應用研究．E-mail：705046683@qq.com