基于OBE 理念的計算機組成原理課程思政教學改革與實踐

摘要：在高校進行思想政治教育的有效手段之一是在專業課程的教學中融入思政元素。文章以計算機組成原理課程為切入點，基于OBE教學理念進行專業知識傳授與思想政治教育相融合的教學模式改革與實踐。通過對該課程思政教學存在問題的分析，結合課程思政建設需求，將敬業精神和家國情懷等思政元素納入課程的教學大綱、教學設計等各個方面，在保持課程教育性與專業性的基礎上，充分發揮育人功能，從而促進高素質人才培養目標的實現。

關鍵詞：課程思政；計算機組成原理；OBE教學理念；教學改革探索；人才培養

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2025）01-0143-03 開放科學（資源服務） 標識碼（OSID） ：

0 引言

習近平總書記在2016年12月7日至8日全國高校思想政治工作會議上指出：高校要把思想政治工作貫穿教育教學全過程，實現全程育人、全方位育人[1]。立德樹人是高校的根本任務和歷史使命，教師人人講育人、課程門門有思政是落實立德樹人根本任務的最有效手段。在高校的教學活動中，教師不僅要完成教學任務，更重要的是在幫助學生全面發展的前提下，將思政元素科學、合理地融合到專業課程當中。計算機組成原理是面向計算機專業開設的一門基礎課程，也是剛進入大學生活的青年學生接觸專業知識的開端，如何提煉挖掘課程蘊含的思政元素，使其由點連成線進而形成面，實現思政教育與課程體系教育的有機統一是值得深入探討的問題[2-4]。

1 課程思政教學現狀分析

“計算機組成原理”課程是計算機專業和軟件工程專業課程體系中的入門課程，側重硬件學習。其主要內容包括計算機核心部件的邏輯結構和工作原理，涵蓋計算機運算器、存儲器、指令系統、控制器以及總線結構等[5]。當前各大院校已普遍推行該課程的思政教學，但是在授課過程中通常以教師講解為主，授課模式多采用填鴨式，學生的主動性和參與性調動不足。相比于填鴨式教學模式，基于OBE（OutcomebasedEducation，OBE） 理念的計算機組成原理課程教學模式[6]極大地改進了教學效果，但對思政教育融入課程教學關注較少，思政元素與專業知識融合度不高，具體表現如下：

1） 課程思政元素挖掘深度存在不足。專業課程教師在實施課程思政教學時，對該課程的思政育人目標和內涵理解不夠深刻，慣于采用通用思政案例，或者僅在課程導論階段使用思政案例，對思政元素的深入挖掘不足，無法在整個教學過程中實現深度融合，影響思政教育最終效果的提升。

2） 融入已有的教學框架存在一定困難。經過多年的教學經驗積累，大多高校都已經建立了以知識和創新能力為培養目標的相對完善的教學框架，以山西農業大學計算機專業為例，該專業已通過工程教育認證，并采用了基于成果導向教育OBE理念的教學培養方案。在這種情況下，如何使思政教學與已有的教學體系和培養方案實現緊密銜接、有機融合，成為思政教學亟待解決的一個關鍵問題。

3） 課程綜合素質評價方式單一。當前，計算機組成原理課程的評價主要依賴于卷面考試成績，評價方式單一，容易讓學生形成“為分數而學、唯成績論”的習慣，影響學生解決實際問題能力、動手能力、團隊協作能力等，無法全面反映學生真實的綜合能力水平。此外，評價內容僅涉及專業知識，未融入思政考核元素，使得專業知識與思政教育的有機結合存在不足。

2 基于OBE 理念的課程思政教學總體方案

OBE 作為我國工程教育認證的核心理念，由Spady等美國學者在1981年首次提出。這一理念以學生為中心，以最大化學生的學習成果為導向[7-8]。在計算機組成原理課程教學中，基于OBE理念并融合思政教育，旨在將思政教育有機地融入原有的以知識和能力為主的教學體系中，形成一體化的教學模式。基于OBE理念的課程思政教學總體方案如圖1所示，實施的具體步驟可分為3個階段：首先，明確定義學生預期學習成果，其中包括專業人才培養目標、能力目標和思政目標；其次，通過融合思政教育的教學目標重塑、教學內容設計和教學方法改革，實現預期學習成果；最后，采用多元化方式，如問卷調查、分組討論等，對包含思政教育的學習成果進行全面評價。

3 基于OBE 理念的課程思政教學實踐

3.1 重塑課程思政教學目標

傳統計算機組成原理課程的教學目標是使學生掌握計算機的發展歷程、計算機的核心硬件組成及其工作原理，具體包括計算機底層硬件架構、工作原理及軟硬件的聯系等，旨在使學生清楚地了解計算機語言的形成過程及其伴隨的硬件發展，并且能夠運用計算機組成原理課程中學到的基本原理、方法、工具、技術解決學習和工作中的實際問題。

基于OBE思政教學的第一個環節是定義預期思政教學目標，突出德育功能，不斷優化課程建設。通過深度挖掘思政元素，在學習專業課的同時融入習近平新時代中國特色社會主義思想，并以實際社會中的模范代表教導學生，如黃大年個人事跡、倪光南高尚的愛國情懷、任正非不怕失敗的精神為例正確引導學生積極探討，深入了解社會主義核心價值觀，并樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀，讓學生永葆家國情懷。

3.2 規劃課程思政教學內容

課程思政要素的融合過程不是簡單的突兀式“套用”，而是取之于教材，來源于生活，是對專業知識的有益補充。作為教師要善于結合課程特點，有效地設計教學內容，選取合適恰當的熱點問題、人物事跡、真實案例，在授課的過程中將其融合講解，達到“課程思政”與“專業知識”深度融合的目的。為此，根據課程內容，選擇恰當的思政元素融入其中，部分課程內容設計具體如下：

1） 在講授計算機發展史時，主要介紹計算工具的演化及中國計算機發展史，在授課的同時引入算籌、珠算盤等中華民族古老的計算工具，這是中華民族智慧的結晶，能使學生增強文化自信，堅定民族自豪感，激發愛國主義情懷。

2） 在講授計算機硬件系統時，主要介紹計算機主要硬件部分如主板、存儲器芯片、輸入輸出系統的發展。在此基礎上引入中國芯片的發展歷史以及中國超級計算機的研發歷程，激發學生的大國工匠精神，引導學生樹立求真務實的敬業精神。

3） 在講授計算機軟件的發展時，主要介紹操作系統的重要性及發展。引入我國鴻蒙操作系統研發的必要性及艱難研制歷程。讓學生樹立家國情懷，激發學生強烈的愛國主義精神。

4） 在講授存儲器結構時，主要介紹多級存儲系統、高速緩沖存儲器的設計原理。為了得到速度快、容量大、位價低的存儲器，大多采用緩存-主存-輔存的三級存儲系統，而要實現存儲器的正常運行，這三部分必須有條不紊地配合。以此激發學生的敬業精神，培養學生團隊合作精神。

5） 在講授高速緩沖存儲器時，主要介紹主存和Cache的地址映射規則，即全相聯映射、直接映射、組相聯映射。根據不同的映射規則，主存塊映射到不同的緩存塊中，當對應的緩存塊被占用時，有不同的替換策略來保證映射的正常進行，有序工作，互不爭搶。以此增強學生誠信友善、團結友愛、團隊協作的精神。

6） 在講授CPU模塊時，主要介紹CPU架構設計方法及設計原理，在此基礎上引入中國在芯片領域內的發展，如中國自主研發的龍芯、麒麟970、寒武紀MLU100芯片等。激發學生愛國主義情懷，引導學生正視差距，努力進取，激發學生不畏艱難、勇攀科學高峰的勇氣。

3.3 改革課程思政教學方法

計算機組成原理是一門理論性較強的專業基礎課，講授對象一般為工科學生，工科學生的特點是邏輯思維能力強，思維嚴謹，接受力強。結合這一特點，在該課程中融入思政元素的教學內容，關鍵就在于教師引導，而教學方法直接影響著授課效果。基于此，為實現思政教育和課程內容的有機融合，采取的教學方法改革如下：

1） 啟發式價值引導教學：在按照設計好的教學大綱講授具體知識時，突出價值引導。比如在講授計算機的發展史這個知識點，傳統的教學模式下，學生可能只知道世界第一臺計算機叫什么名字、誕生于哪一年、誕生于哪個國家，如果問詢中國第一臺計算機誕生于哪一年、叫什么名字；中國最快的超級計算機又叫什么名字；中國在計算機領域作出了多大的貢獻，絕大多數學生是無法回答的。這就是在教學過程中沒有突出價值引導，沒有讓大學生真正了解祖國在這一領域的成就，無法產生濃厚的文化自信和愛國情操。所以在講授這部分知識時首先要梳理和列舉我國計算機的發展史，尤其是超級計算機的發展和取得的成就，并逐一講述我國杰出的科研人員，通過他們艱苦奮斗的故事引導學生崇尚科學，崇拜為科學事業作出貢獻的科學家，啟發學生產生濃厚的愛國情懷。

2） 拓展教學空間，增強學生參與感：大部分院校計算機組成原理屬于理論課，沒有實驗，學生只能停留在看圖、看視頻來感知計算機硬件。為了能更好地融入思政元素，教學場所不僅是局限在課堂，可以通過課堂內外資源，帶領學生深入工廠、公司，增強學生的體驗感和行為鍛煉。在參觀的時候講解我國“龍芯”芯片的艱難研發歷程，讓學生從老一輩科研人員身上學習和領悟到不畏艱難、勇于創新、敢擔當、敢挑戰的精神，激發學生的民族自豪感和深厚的愛國情感，使學生在情感上與思政主題形成共鳴，提升育人效果。

3.4 采用多元化思政綜合評價體系

為全面評價學生對計算機組成原理課程思政學習的成果，可構建一套完整的多元化思政綜合評價體系，包括分組討論、調研報告、問卷調查等形式。

在分組討論中，主要審視學生的價值觀是否符合規范，以及是否存在偏激言論等情況，以此為考核依據。調研報告則側重評估其報告格式的規范性，同時關注心得體會部分的價值傾向等因素。問卷調查要求學生從多個角度對思政元素進行逐項評價，包括該元素與知識點的關聯程度、教學形式的合理性，以及學生對該元素選材的興趣程度，從中獲得的收獲與啟示等。在評分學生的思政學習效果時，不僅關注分數，還根據學生的反饋信息考慮對評分較低的思政元素進行調整，包括考慮從思政元素庫中刪除或對其教學形式進行變更，以期在下次教學中取得改進。

4 課程思政教學實踐效果

為更好地將“基于OBE理念并融合思政教育的計算機組成原理課程教學模式”應用到教學中，課題組的教師積極參與思政教育培訓的方式，致力于提升自身的思政素養。同時，定期進行教學研討，相互交流經驗，共享教育資源，共同建立了計算機組成原理課程思政資源庫。

經過一個學期的教學實踐，通過問卷調查的形式對計算機組成原理課程思政目標的達成情況進行了調查。大多數學生表示，在思政教學的影響下，他們對課程的興趣有所增加，同時愛國精神和民族自豪感也得到了顯著的提升。對于追求卓越的工匠精神，學生們有了初步的認知和體驗，這對正確人生觀和價值觀的形成也有一定的幫助。然而，也有一部分學生覺得平時已經對時事新聞有較多關注，因此某些思政材料看似新穎，但在他們看來已經是陳舊的新聞，思政效果一般；此外，有些思政元素帶有說教的痕跡，導致學生內心對此有一定的抵觸情緒，因此他們認為自身的思政素養并沒有得到實質性的提升。

5 結論

本文基于OBE理念，結合計算機組成原理的課程特點，將思政教育貫穿于專業知識教授的各個環節，充分提煉其中蘊含的思政元素，與現有教學框架相互交融，形成一個有機統一的整體。在傳授學科知識、提高學生技能的同時，悄然地傳遞正確的世界觀、人生觀、價值觀，發揮了引導學生價值觀的作用，真正使思政教育與“計算機組成原理”這門課程形有機統一的課程思政教育體系。雖然取得了一定的積極效果，但仍存在一些不足之處。下一步思政教育的關鍵在于如何巧妙選擇新穎獨特的思政素材，以及如何使思政教學跳脫出單一的說教形式，采用更富有活力、更貼近年輕人的方式深入學生內心，這成為思政教育亟須關注的問題。

參考文獻：

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[3] 李錦宏，祁超.思政教育融入計算機專業課程的建設[J].科教導刊（下旬刊），2020（33）：140-142.

[4] 鄭麟，周騰，蔡玲如，等.計算機硬件基礎課程的思政元素挖掘與融入研究[J].計算機教育，2021（8）：61-65.

[5] 史小松，馬輝.計算機組成原理課程教學改革探索[J].計算機教育，2022（8）：34-37，42.

[6] 劉瑛.基于OBE理念的獨立院校《計算機組成原理》課程教學模式改革[J].電腦知識與技術，2021，17（35）：225-226，253.

[7] 閆茂德，朱禮亞，許唐雯.OBE理念下自動化一流本科專業課程教學改革與實踐[J].高教學刊，2024，10（5）：7-11.

[8] 傅洪成.基于OBE理念的“四步項目過關制” 教學改革探究[J].教育科學論壇，2021（24）：64-68.

【通聯編輯：王 力】

基金項目：山西省高等學校教學創新項目（J20240466） ；山西省教育教學規劃課題（GH-240401） ；山西省應用基礎研究項目（202203021212455） ；山西農業大學24 校優秀博士啟動項目（6K245406008） ；山西農業大學青年科技創新基金（2019021） ；山西農業大學軟件學院“中青年拔尖創新人才培育工程”項目（SXAUKY2024003）