OBE 理念下計算機組成原理課程思政探索與實踐

吳 昊 劉路路

（合肥師范學院計算機學院,安徽 合肥 230601）

一、引言

計算機組成原理是計算機學科的核心專業(yè)課，在整個學科體系中上處于承接數(shù)字邏輯，下則連接微機原理課程的地位。課程中涉及到控制器、運算器、存儲器、以及外圍I/O 的設(shè)計，這些各類芯片的設(shè)計，對于目前我們面臨的芯片問題有著非常重要的理論學習意義。OBE 理念（Out-comebased-Education）是指成果導向教育理念，強調(diào)的是注重學生培養(yǎng)的結(jié)果、注重學以致用。圍繞此傳統(tǒng)教學方法、課程標準、教學模式都需要配合OBE 教學理念進行改革[1][2]。

新時代下，要求我們專業(yè)課老師將“課程思政”融入專業(yè)課程的講授過程中，是培養(yǎng)合格的社會主義科技人才的有效方式。當前存在的問題是大部分高校缺乏獨立的與專業(yè)課相融合的課程思政教學改革模式，使得思政教育模式較為傳統(tǒng)，特別是隨著新時代的發(fā)展，必須做出改革，把課程專業(yè)知識教育和課程思政教育有機結(jié)合[3]。本文借鑒OBE 教育理念，將在計算機組成原理課程中充分挖掘思政元素，融合與專業(yè)知識教育。整體課程思政建設(shè)路徑如圖1 所示：

圖1 基于OBE 理念的計算機組成原理課程思政建設(shè)路徑

我們將從當前計算機組成原理課程思政建設(shè)存在的問題入手，確立課程思政培養(yǎng)目標，以培養(yǎng)目標為抓手，作出對計算機組成原理課程思政建設(shè)的總體架構(gòu)。

二、存在的問題

1.教師的課程思政整體認識不強

目前，各高校都很重視課程思政，但專業(yè)課老師，特別是帶工科專業(yè)的老師普通意識不強，認為專業(yè)課和思政內(nèi)容是二個完全不同的方面，專業(yè)課的教學就是講授專業(yè)知識。這些認知缺乏了對學生的愛國主義思想教育，缺乏了對國家培養(yǎng)社會主義接班人的大局觀認知[4]。

2.專業(yè)授課中難以實現(xiàn)思政元素的啟發(fā)

眾所周知，工程類專業(yè)課涉及到多種公式和定理的推導，對數(shù)學的要求比較高，主要是傳統(tǒng)課程教學大綱以知識目標為主，在工程教育認證的推動下逐漸形成了以能力為主的課程目標，忽視了專業(yè)課在社會體系中蘊含的價值，忽略愛國主義和思想道德教育，教育者不能忘記教育的本質(zhì)含義[5]。

當前，課程思政的熱度逐漸加深，工程類的專業(yè)課程也需要積極探索，以適應(yīng)時代的發(fā)展。然而，各級各類學校的定位、專業(yè)特色、專業(yè)人才培養(yǎng)方案和課程本身內(nèi)容都有所不同，因此需要具體針對自身學校的特色，引導學生積極思考和探究課程自身社會性問題[6]。

3.專業(yè)課課程思政效果難以進行客觀量化評價

第一點，在計算機組成原理專業(yè)課教育體系中，課程思政元素明確性不是很明顯，如何去評價課程思政學習效果目前還沒有健全的機制，同時，在這方面的研究也比較少[7]。

第二點，對于計算機組成原理課程，課程學習整體成績難以區(qū)分是專業(yè)內(nèi)容產(chǎn)生的還是融入課程思政元素產(chǎn)生的，應(yīng)該來講二者相輔相成不可分割，這就給效果評價帶來難度。

今后，課程思政的效果評價將是急需解決的重大課題。

三、確立“課程思政”專業(yè)課培養(yǎng)目標

計算機組成原理課程在計算機專業(yè)教學中居于核心地位，其具有數(shù)電、模電基礎(chǔ)要求高、芯片基礎(chǔ)設(shè)計要求高等特點，特別是在當前西方對芯片控制的環(huán)境下，進一步延伸至學好信息技術(shù)報效祖國的方面，對學生能力要求更高了。結(jié)合合肥師范學院應(yīng)用型人才培養(yǎng)定位和計算機專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標，確立通過計算機組成原理這門課程的學習要求實現(xiàn)以下課程思政目標。

1.要求學生能理解計算機五大組成部件各自功能以及和整體系統(tǒng)的關(guān)系

計算機作為一個系統(tǒng)工程，馮洛伊曼架構(gòu)下的電子計算機的每個部件都有其不可替代的功能，每個部件也是以芯片的形式構(gòu)成，這些都屬于硬件，這就要求學生掌握硬件技術(shù)，包括硬件市場、重點企業(yè)等。特別是硬件客觀發(fā)展規(guī)律和制造這些所必不可少的稀土元素，中國所作出的貢獻。元件各自之間也是相互聯(lián)系的，是一個統(tǒng)一的整體，缺一不可，挖掘其中的整體和部分，個人和集體團隊這個思政元素[8]。表1 給出了計算機組成的五大部件課程思政元素的課程思政元素素材的挖掘。

表1 計算機組成部件知識點課程思政素材挖掘

2.對于課程實驗部分，要求能用科學發(fā)展觀、認識論、方法論來分析、設(shè)計、開發(fā)探究計算機組成部件和系統(tǒng)應(yīng)用

計算機組成原理的實驗課程依據(jù)由簡至難基本方法論，科學合理地進行實驗課程的進行，如CPU 設(shè)計，其自身組成包括運算器和控制器，可以安排學生第一個課時設(shè)計運算器，第二個課時來設(shè)計控制器，最后完成CPU 設(shè)計與實現(xiàn)。針對實驗項目的選取，要考慮學生知識程度，自由安排，甚至針對每個學生安排不同的項目，如基礎(chǔ)較差，或者沒有硬件知識基礎(chǔ)，實驗題目要設(shè)置簡單一些。如是基礎(chǔ)較好、具有較強的硬件基礎(chǔ)知識，可以設(shè)計較為復(fù)雜點的實驗項目[7]。總之，需要體現(xiàn)方法論、科學發(fā)展觀的思政元素來實現(xiàn)計算機組成原理的實驗課程教學。

3.確立團隊的合作意識、培養(yǎng)社會責任感、職業(yè)道德

計算機組成原理這門課程著重培養(yǎng)計算機硬件系統(tǒng)設(shè)計與原理能力，整個計算機硬件系統(tǒng)是一個系統(tǒng)工程，這不是一個人能完成的，需要團隊的相互配合。計算機硬件技術(shù)的快速發(fā)展也帶來了各種新問題，如倫理學與法律法規(guī)的一些問題。計算機信息技術(shù)人員應(yīng)承擔的社會責任和常用的倫理理論與倫理分析方法，這就要求培養(yǎng)學生的職業(yè)道德，對開發(fā)設(shè)計的產(chǎn)品以及研發(fā)的技術(shù)將會帶來的社會影響。

4.要求能培養(yǎng)出學生愛國情懷以及強烈的使命感，為民族芯片產(chǎn)業(yè)自主化作出貢獻

OBE 理念下，計算機組成原理課程教學以學生能力培養(yǎng)為核心，突出教學效果，課程思政教學要考慮將當前我國信息產(chǎn)業(yè)所面臨的世界局勢、國內(nèi)形勢這些因素加入，培養(yǎng)學生對黨和國家科技強國的認同感和責任感[9]。課程思政教學還需貫徹芯片產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)必須掌握在自己手里的思想，培養(yǎng)學生努力攻克一些當前卡脖子的技術(shù)，填補我國技術(shù)空白的堅定決心。

四、基于OBE 理念的課程思政改革總體思路

產(chǎn)出導向（OBE）教育作為一種先進的教育理念，計算機組成原理課程思政建設(shè)也必須基于此理念。根據(jù)上述計算機組成原理課程思政培養(yǎng)目標，總體指導思想要以牢固樹立以習近平新時代中國特色社會主義思想為第一原則，把思政教育和愛國主義教育貫穿在計算機組成原理的課程教學中，培養(yǎng)德才兼?zhèn)洹⒌聦W兼修、“又紅又專”的新時代合格的計算機硬件優(yōu)秀人才。在課程思政建設(shè)改革過程中，以產(chǎn)出效果為導向，在師資思政教學能力提高方面、教學方式改革方面、教學模式改革方面以及課程思政教學建設(shè)效果評價這四個方面進行探索，總體思路框架如圖2 所示：

圖2 基于OBE 的計算機組成原理課程改革思路框架圖

1.專業(yè)課教師需要提高思政教學能力

計算機組成原理課程專業(yè)教師首先要具備較強的課程思政教學意識，教師需要做好備課工作，更要多思考如何融入課程思政內(nèi)容，在課堂上體現(xiàn)出對學生的思政知識本質(zhì)層次的教育。起先的備課需要花費較多的時間和精力，對于新教師比較困難，經(jīng)過教學經(jīng)驗的積累，思政元素將會越來越多，越來越豐富。如此也會使得課堂氛圍活潑，提高課堂教學效果。

2.基于“產(chǎn)出導向（OBE）”的課程教學方式建設(shè)

如教學方式可以采用對話式，即“以學生為中心”，開展各種教學活動，專業(yè)課老師可以根據(jù)課程內(nèi)容以促進學習效果為目標來設(shè)置相應(yīng)的問題，引導學生積極探索問題，可以以報告的形式，或者小組的形式來解決問題。同時展開小組討論、師生互動使得課堂的氛圍變得活躍起來，在課堂鼓勵學生要敢于提出自己的見解和認識，敢于與教師辯論，引導學生的創(chuàng)新思維和主動參與教學的積極性。

3.課程思政教學模式改革，突出成果導向

專業(yè)課程教師在思政教改模式方面，要考慮到如何從教學設(shè)計、教學實施和成效評估等一整套教學流程模式來進行系統(tǒng)化的課程思政改革，根據(jù)自身專業(yè)課的特點將其思政元素加入到專業(yè)理論教學內(nèi)容中。上課前，教師需做好本節(jié)課的課程思政如何引入，上課中，要將思政元素在專業(yè)課程中完美地切入，完成思政教學。課后，可以進行小組討論，集思廣益，拓展思政認知，傳統(tǒng)的課后作業(yè)可以以課程思政小報告、課程思政小論文等形式來進行，如此，可以實現(xiàn)新時代的合格的社會主義信息技術(shù)人才的培養(yǎng)[10]。

4.堅持產(chǎn)出導向，實現(xiàn)計算機組成與體系課程思政建設(shè)成果有效評價

圖3 計算機組成原理與體系結(jié)構(gòu)課程思政評價

對于計算機組成原理與體系結(jié)構(gòu)課程思政建設(shè)成果評價，同樣也要以產(chǎn)出為導向。第一、將計算機組成原理與體系這門課程教學產(chǎn)出的學生能力評價作為評價原則，這方面評價較為客觀，在OBE 理念下，以考試情況、紀律情況等形式進行評價，保障評價較為全面。第二、在評價方法上，首要要確保可行性，可以采用靈活多樣的方式，如可以加入自我評價、學生評價、同行評價等。第三、將計算機組成原理課程產(chǎn)出能力、應(yīng)用能力在畢業(yè)生就業(yè)單位問卷調(diào)查反饋進行評價。

五、總結(jié)

專業(yè)課課程思政建設(shè)是新時代下社會主義專業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)的本質(zhì)要求，也是新時代高校專業(yè)教師所具備的基本工作要求。“計算機組成原理與體系結(jié)構(gòu)”課程作為計算機類專業(yè)的核心課程，是計算機系統(tǒng)硬件的基礎(chǔ)課程。本課程思政改革堅持OBE 教育理念，在培養(yǎng)目標、改革總體思路中，強調(diào)如何將此專業(yè)課程中的思政元素進行深入挖掘，在課程教學全過程如課程大綱、課程目標、課程教案設(shè)計中融入課程思政內(nèi)容，實現(xiàn)新時代環(huán)境下，培養(yǎng)我國計算機硬件合格的設(shè)計和開發(fā)人才。