“計算機組成原理”課程混合式教學模式設計

張謙，紀少琪，徐詩語

［摘 要］ 針對“計算機組成原理”課程教學改革的問題，按照“以教師為主導、學生為主體”的教學理念，以線上網絡教學資源為基礎，線下傳統課堂面授為補充，依據課前—課中—課后三階段的學習框架完成理論教學，再通過“實驗+實訓”雙結合的方式進行實踐指導，最后按照考核評定標準對學生學習情況進行考核，設計出“計算機組成原理”課程的混合式教學模式開展的教學內容，目的在于充分發揮“網絡教學+課堂面授”混合式教學的優勢，以提高“計算機組成原理”課程教學質量和效率，推動“計算機組成原理”課程教學的改進與創新。

［關鍵詞］ 計算機組成原理；混合式教學；課程改革；教學模式

［基金項目］ 2020年度廣東省高等教育教學改革項目“結合OBE理念的計算機組成原理課程混合式教學改革實踐”（440）；2019年度廣東省高等教育教學改革項目“基于SPOC混合式教學模式的構建與實踐”（449）；2019年度廣東省本科高校教學質量與教學改革工程項目“計算機實踐教學示范中心”（18）

［作者簡介］ 張 謙（1979—），男，廣西恭城人，碩士，廣東第二師范學院計算機學院副教授，主要從事信息化教學設計與機器人控制研究；紀少琪（2001—），女，廣東汕頭人，廣東第二師范學院計算機學院2019級網絡工程專業本科生，研究方向為信息化教學；徐詩語（2001—），女，廣東佛山人，廣東第二師范學院計算機學院2019級網絡工程專業本科生，研究方向為信息化教學。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2023）11-0161-04 ［收稿日期］ 2022-05-26

“計算機組成原理”是計算機類專業的核心課程之一，也是后續學習“計算機體系結構”“微型計算機原理”“操作系統”等計算機專業核心課程的先導基礎，在計算機專業課程體系中起著承前啟后的關鍵作用［1］。計算機組成原理的知識點多、內容龐雜且抽象，多年來被認為既難教又難學［2］。究其原因，一是學生想在有限的課堂時間內把內容全部消化，但這幾乎是不可能的，因為課程的內容本身非常抽象；二是傳統的課堂教學過程具有不可復刻性，學生無法反復回顧，課上不能全部理解，課后不能及時回顧，僅靠自己課上的理解和記憶進行學習，增加了學生學習這門課程的難度［3］。因此，在“計算機組成原理”課程教學中引入新的教學模式非常重要。

混合式教學是指應用現代化信息技術來實現網絡教學和傳統課堂教學的優勢互補，通過線上學生自學與線下課堂教學的有機結合，把學習者由淺表學習引向深度學習［4-6］。在混合式教學過程中，始終強調“以教師為主導、以學生為主體”的教學理念，根據教與學的實際進行教學設計，旨在通過多種教、學方式的“混合”，既發揮傳統課堂中教師的主導作用，又充分體現學生在教學過程中的主體地位，從而優化教學組織，提高教學質量和效率［7-8］。

本文針對“計算機組成原理”課程教學改革的問題，按照“教師為主導、學生為主體”的教學理念，以線上網絡教學資源為基礎，線下傳統課堂面授為補充，依據“課前—課中—課后”三階段的學習框架完成理論教學，再通過“實驗+實訓”雙結合的方式進行實踐指導，最后按照考核評定標準對學生學習情況進行考核，設計出“計算機組成原理”課程的混合式教學模式開展的教學內容，目的在于充分發揮“網絡教學+課堂面授”混合教學的優勢，推動“計算機組成原理”課程教學的改進與創新。

一、理論教學設計

（一）課前安排

課前安排主要包括三個方面的工作。

1.確立教學目標，制定導學大綱。在課程正式開課前，教師對教學對象、教學內容及要求進行調查分析，確立教學目標，對章節的重點和難點知識進行提煉，按教學安排將章節內容及其重點和難點知識加以梳理，整合成課程導學大綱。

2.搭建好教學資源系統。除了教師個人制作的PPT課件、導學視頻等，教師還可以從信息資源與課程章節知識點掌握要求的匹配度、一致性著手，在MOOC、百度文庫等網絡平臺上篩選合適的教學資源，要求內容至少符合90%的學生水平，重點把控章節基礎知識的覆蓋率是否達100%，同時章節末尾需設置有拓展思考題，用以引發學生深入思考和學習。混合式教學模式注重線上線下聯動，理論與實踐并舉，授課多以翻轉課堂為主，為此設計如圖1所示的課程教學資源體系，利用超星學習通等平臺展開，融合軟件平臺特點，設置有課堂教學資源、課程微課視頻、學生自主資源三大專設模塊。其中課堂教學資源模塊主要由教師上傳導學視頻、PPT課件、教學重點和難點解析等資源；課程微課視頻主要是教師線下重點講解的部分視頻，用于學生課后加強復習重難知識點；學生分享資源模塊則為學生專項窗口，用于學生個人上傳視頻、筆記等資料。對于主動型學生，在其考核評價中可進行適當加分，以此提高學生的學習主動性。同時，針對實踐教學部分，則開放學校自建的云平臺，為學生提供實驗實訓平臺，收取學生實驗報告和實訓報告。

3.發布課前任務，制定學習清單。教師需要預先設計好每次課的學習清單，并在課前2～3天將概念性的知識點、重點和難點教學視頻、課前練習題等資源發布到教學平臺，引導學生了解本節課內容，并通過平臺跟蹤查看學生學習進度以督促引導學生完成課前學習，及時記錄與解答學生線上提出的問題。通過課前學情分析，教師可以靈活調整教學方案，讓課前、課中、線上線下教學聯動，更具教學質量與成效。例如，針對《主存儲器》章節的學習，制定的課前學習清單如表1所示。

（二）課中安排

經過課前安排的知識導入，學生已經初步掌握了本次課程所學的內容。因此，在課中教學過程中，教師應對學生進行答疑解惑，并精講重點和難點知識。教師要充分利用課前預習相關的教學資源，靈活運用思維導圖等工具進行知識回顧，對課前學習階段中學生提出的個性化問題進行針對性答疑，解決學生在自學過程存在的知識盲點，再對重點和難點知識進行精講。可通過引導、提問及師生探討等形式進行互動，也可以組織小組討論，針對課前“問題與思考”或案例分析等開展小組活動，采用“分組討論，代表匯報”“生問生答，生講生評”的生生互動形式讓學生全程參與學習，培養學生獨立思考、合作、表達能力。最后教師再根據匯報內容進行總結與強化講解，通過雨課堂等平臺發布課堂測試，實時了解全部學生知識掌握情況，及時進行輔導與解答。

（三）課后安排

課后安排教師應注重知識點的鞏固與答疑，以及課外知識的延伸。教師要及時將作業發布到網絡平臺，并要求學生限時完成提交，可設學生互評或教師批改的批閱方式，鼓勵學生主動分享優秀作業到平臺供大家二次鞏固學習。除此之外，教師還可根據專業特色，選取一些課外學習資源（如視頻、期刊等）上傳至網絡教學平臺，發布名師講座、考級考證、學科競賽等動態供學生在線自主學習，實現課堂的向外延伸。增設延伸話題討論，讓學生相互答疑，教師進行補充總結，增強教學趣味性。

另外，教師通過教學平臺的學情數據，如學生觀看視頻及在線學習的時長、提問和參與討論的次數等，及時掌握學生對章節知識點的掌握程度，并可對不達標的學生重新下發學習任務，直到達到教學目標。

最后，教師可定期在平臺發布調查問卷，從學習資源、課前學習清單、課堂教學形式及知識掌握情況等方面，收集學生對課程教學的意見，反思教學過程中的問題，對教學設計不斷進行優化調整。

二、實踐教學設計

“計算機組成原理”是理論與實踐密切聯系的一門課程，課程內容的大部分為抽象理論，只有通過實踐驗證，學生才能對理論有更深刻的理解。因此，針對“計算機組成原理”課程進行混合式教學改革，必須進行實踐教學設計。設計時，教師需針對課程內容給出具體的實驗項目，實踐類型主要包括章節實驗和實訓考核兩種。其中，章節實驗多為驗證性實驗，目的在于激發學生的學習興趣，由教師在課堂上指導學生完成，緊接著組織學生分析實驗數據，并討論實驗的改進方案［9］。就學生而言，為了完成章節驗證性實驗，通常需預先了解實驗內容及要求，撰寫預習報告，在教師指導下完成實驗步驟并進行驗證，進行實驗總結、改進與思考，最終提交實驗報告給教師評閱。而對于課程的實訓考核，一般設置在期末進行，貫穿所有課程知識點，完成實訓考核任務。實訓考核一般為設計性任務，學生在實訓報告書中，應該闡述設計基本思路，附上設計原理圖及文字說明。設計報告書的其他主要內容，要依據具體任務進行分點闡述，包含每部分設計任務所涉及的基礎概念、原理解釋、具體（數據）分析等，并根據實際需要進行個性化增刪改減，且需附上實際調試圖。

三、考核評定方法

教學評價是反映和檢測任課教師教學效果和教學狀態的手段，一般分為主觀評價和客觀評價。其中主觀評價包括同行評議、教學督導評價、學生評價，客觀評價包括教學測驗、實驗完成度、考試成績等［10］。混合式教學模式的考核評定以過程性學習效果為主要指標，降低傳統期末考試的終結性考核的占比。“計算機組成原理”的課程考核，也應按混合式教學模式制定，如表2所示。

根據前述理論教學和實踐教學各環節的設計，考核體系可以分為過程性評價和終結性評價。其中，過程性評價著重考查學生線上線下參與課程的程度，以及實驗的效果；而終結性評價仍需按照傳統考試模式進行開展。不同的地方是，終結性評價包括了課程實訓內容的考核，既能體現學生對理論知識的掌握程度，又能考核學生將理論應用于實踐的能力，因此考核范圍也更全面。

結語

“計算機組成原理”課程混合式教學模式設計是為了迎合時代與科技發展的需要及當代高等教育的改革趨勢，圍繞“學生為主，教師為輔”的教學理念，從“課前—課中—課后”全過程設計入手，結合“實驗+實訓”的實踐指導，依托智慧教學系統，設計科學合理的評價體系，從而構建起一個完整的混合式教學結構，推動“計算機組成原理”課程進行教學改革與研究，進而提高課程的教學質量，可以為普通本科高校培養應用型人才的教育目標提供借鑒。

參考文獻

［1］李銳，婁樹勇.計算機組成原理課程教學改革與探討［J］.蚌埠學院學報，2021，10（3）：94-97.

［2］張志萍.構建應用型本科高校大數據實踐教學體系［J］.軟件，2019，40（11）：111-113.

［3］張俊瑞.OBE理念下“計算機組成原理”課程教學模式探索［J］.計算機時代，2020（12）：72-75.

［4］王玉芬，朱茜，陳慶燕.“計算機組成原理”線上線下混合式教學模式實踐［C］//新課改教育理論探究，2020：7.

［5］馬淑萍.混合式教學模式及教師角色定位研究［J］.教育信息化論壇，2021，5（6）：24.

［6］陳朝華.計算機網絡課程的混合式教學實踐［J］.福建電腦，2021，37（6）：131.

［7］謝鵬壽，馮濤，杜謹澤，等.計算機組成原理混合式教學改革［J］.計算機教育，2019（12）：157.

［8］蔣雯音，楊芬紅.基于爾雅平臺的“SPOC+課堂”混合式教學設計與應用［J］.計算機教育，2017（12）：90.

［9］樊繼東.OBE模式下BOPPPS模組在工程類課程教學中的應用：以汽車電子與控制教學實踐為例［J］.大學教育，2020（2）：90-94.

［10］李銳，婁樹勇.計算機組成原理課程教學改革與探討［J］.蚌埠學院學報，2021，10（3）：94-97.

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