楊曉霞 王媛媛 張承明

摘要：《計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)》課程講述計(jì)算機(jī)五大部件的工作原理，是計(jì)算機(jī)專業(yè)的主干課程之一。由于《計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)》課程理論性強(qiáng)、內(nèi)容抽象，所以在教學(xué)過程中出現(xiàn)了學(xué)生主動性不高，與實(shí)際應(yīng)用相脫節(jié)等問題。針對這些問題，提出企業(yè)導(dǎo)師參與教學(xué)內(nèi)容制定、微課及重點(diǎn)難點(diǎn)學(xué)生分組討論講解等多種改革手段相結(jié)合的教學(xué)方式。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu);課教學(xué)改革;企業(yè)導(dǎo)師

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）08-0162-03

1 概述

《計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)》課程是我校計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的必修課程，主要介紹計(jì)算機(jī)五大部件之間的組成結(jié)構(gòu)以及各個部件的內(nèi)在運(yùn)行機(jī)制，幫助學(xué)生掌握五大部件的工作原理，建立整機(jī)概念，培養(yǎng)計(jì)算機(jī)思維?！队?jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)》以計(jì)算機(jī)導(dǎo)論、數(shù)字邏輯等課程為先導(dǎo)課程，為微機(jī)原理與結(jié)構(gòu)技術(shù)、操作系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等后繼課程奠定理論基礎(chǔ)，在課程體系中起到了重要的承上啟下的作用，同時(shí)該課程也是計(jì)算機(jī)專業(yè)碩士研究生入學(xué)考試的必考科目，其重要性不言而喻。

然而《計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)》課程的“難教與難學(xué)”是目前高校該課程教學(xué)過程中普遍存在的問題，該課程具有理論性強(qiáng)，內(nèi)容抽象，實(shí)踐不容易與理論相關(guān)聯(lián)等特點(diǎn)，且課程知識體系零散，覆蓋內(nèi)容多，同時(shí)大部分學(xué)生存在“重編程輕硬件”等問題，這無疑為教師的課堂教學(xué)帶來極大的挑戰(zhàn)。

針對這些問題，國內(nèi)外相關(guān)學(xué)者，教師等做了大量的研究與探索。其中王瑞敏等（2014）提出在計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)課程中采用的“傳道式”教學(xué)探索，教師在課堂提出啟發(fā)式的問題，學(xué)生通過課前預(yù)習(xí)和課上討論完成問題的思考與回答。周駿等（2014）針對計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)課程的特點(diǎn)，提出啟發(fā)式的學(xué)習(xí)方法，并引入合理的考核機(jī)制以激勵學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。姜立秋等（2017）提出將仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境引入組成原理課堂，增強(qiáng)學(xué)生的參與意識，讓學(xué)生體會理論知識如何應(yīng)用到實(shí)踐。姚楠（2017）提出將多維互動教學(xué)模式引入到組成原理課堂，有機(jī)結(jié)合多媒體、微信、分組討論等多種不同的教學(xué)手段提高課堂效率。這些方法的本質(zhì)都是要學(xué)生參與課堂的積極性，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，從而提高學(xué)習(xí)效率。但是這些方法往往具有針對性，不同的學(xué)生在授課過程中往往具有不同的特點(diǎn)，需要針對學(xué)生特點(diǎn)開展不同的教學(xué)方法。

目前我校的《計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)》課程的教學(xué)存在下面幾方面的問題：

1）課堂教學(xué)方法與教學(xué)手段單一。課堂教學(xué)依然以教師為主體，采用“灌輸”式教學(xué)方式，教師講，學(xué)生被動接受。課堂上往往出現(xiàn)“老師越講越精神，學(xué)生越聽越犯困”的現(xiàn)象。同時(shí)課堂上教師的講授以PPT為主要載體，將課本上文字提煉之后依然以文字形式照搬到課件上，學(xué)生上課被動拍照，“知識留給了手機(jī)”問題顯著。

2）學(xué)生學(xué)習(xí)主動性不強(qiáng)。針對課前預(yù)習(xí)，往往學(xué)生由于不理解理論知識體系，不知道應(yīng)該怎樣預(yù)習(xí)，或者應(yīng)該預(yù)習(xí)什么，個別能做到課前預(yù)習(xí)的同學(xué)也由于手頭只有課本，往往也因?yàn)椤翱床欢倍共接陬A(yù)習(xí)。課堂聽課學(xué)生存在個別缺勤和“人在心不在”的現(xiàn)象，由于課堂的灌輸式教學(xué)，學(xué)生缺乏主動思考的學(xué)習(xí)過程，被動接受必然導(dǎo)致學(xué)習(xí)主動性的缺乏。而課后復(fù)習(xí)的同學(xué)更是寥寥無幾，沒有課后作業(yè)學(xué)生便認(rèn)為學(xué)習(xí)行為結(jié)束在90分鐘內(nèi)，即便教師布置作業(yè)，“應(yīng)付老師”的抄襲現(xiàn)象也是屢見不鮮。

3）實(shí)踐和理論脫節(jié)?！队?jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)》課程逐一剖析5大部件，并講述原理，理論性強(qiáng)是課程特點(diǎn)。這就導(dǎo)致學(xué)生無法想象組件內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，或者即便看到結(jié)構(gòu)無法了解原理的問題。理論課程教師以理論為主，實(shí)驗(yàn)課與課堂理論內(nèi)容無法關(guān)聯(lián)。導(dǎo)致學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課只是硬性完成教師的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，起不到輔助理論理解的目的。

4）課程考核方式單一。目前《計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)》課程的考核依然以筆試為主，采用“一考定乾坤”的考核方式，這導(dǎo)致學(xué)生考前“臨陣磨槍”，死記硬背課程重點(diǎn)及考試過程抄襲問題嚴(yán)重。即便最終成績中納入30%的平日成績，但是教師的評分依據(jù)往往以到課率和課后作業(yè)為主要標(biāo)準(zhǔn)，不能準(zhǔn)確反映學(xué)生日程學(xué)習(xí)主動性。

5）產(chǎn)教融合不足。與語言課程不同，《計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)》是一門偏向硬件且理論性較高的課程，不易與實(shí)踐相結(jié)合?！拔覟槭裁匆獙W(xué)這門課，它到底有什么用？”也是學(xué)生常有的疑問。站在應(yīng)用角度，適當(dāng)引入企業(yè)人員幫助學(xué)生剖析課程的作用?；蛘哒驹谲浖嵌?，解釋該課程如何輔助編程，是《計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)》課程課堂授課亟待改善的問題。

2 教學(xué)改革措施

針對在我院《計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)》課程課堂教學(xué)中出現(xiàn)的問題，擬從計(jì)算機(jī)專業(yè)工程認(rèn)證的角度出發(fā)，結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂、微信、QQ討論群、小視頻等新型教學(xué)手段，探索適應(yīng)于產(chǎn)教融合的《計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)》課程的新穎的教學(xué)手段，以期提高《計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)效率與教學(xué)質(zhì)量，為培育具備良好工程素養(yǎng)和能力的計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生奠定良好的基礎(chǔ)。主要改革手段有：

1）研究將課堂講授與各種媒體手段有效結(jié)合的“線上+線下”教學(xué)方式。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，各種通信方式日益增加，學(xué)生與教師的溝通不再拘泥于課堂90分鐘。微信討論群，QQ討論群組都是師生溝通的良好方式，但是眾多討論群的存在，也使學(xué)生“疲于應(yīng)對”，甚至“視若無睹”。因此研究有效的利用各種媒體手段，切實(shí)提高學(xué)生學(xué)習(xí)參與度成為關(guān)鍵問題。為提高學(xué)生參與討論的積極性，采用積分獎勵制度，沒提出一個有效問題或者每次對問題進(jìn)行有效解答，均能獲得積分，該積分可以用于進(jìn)行平日成績的兌換。

2）研究有助于提高學(xué)生主動性和創(chuàng)造性的課堂教學(xué)方式。學(xué)生的積極主動性不強(qiáng)，是教學(xué)質(zhì)量難以提高的根本所在。充分利用慕課等線上課程和微課等教學(xué)手段，研究以學(xué)生為主體的翻轉(zhuǎn)課堂和傳統(tǒng)的以教師為主體的講授相結(jié)合的教學(xué)方式，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)主動性和參與度，發(fā)揮學(xué)生主體作用，將被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)換為主動認(rèn)知。在計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)課程中選取7-8個知識點(diǎn)，將學(xué)生分組，每組負(fù)責(zé)1-2個知識點(diǎn)的課前講解。這樣在知識點(diǎn)講解過程中，一方面增加了同學(xué)的積極主動性，增加了同學(xué)們之間的溝通交流，更重要的是能站在學(xué)校角度發(fā)現(xiàn)問題，發(fā)現(xiàn)課程中他們的疑惑所在。

3）針對《計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)》課程的特點(diǎn)，結(jié)合計(jì)算機(jī)專業(yè)工程認(rèn)證研究產(chǎn)教融合的切人點(diǎn)。學(xué)生學(xué)習(xí)主動性不強(qiáng)的另外一個重要原因是不知道“所學(xué)為何”。長久以來計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生存在“重軟輕硬”的錯誤觀念，認(rèn)為硬件的學(xué)習(xí)“完全沒有用”，將硬件和軟件分開理解，沒有成功建立整機(jī)概念。結(jié)合計(jì)算專業(yè)認(rèn)證從需求出發(fā)的要求，充分利用現(xiàn)有的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境，邀請企業(yè)導(dǎo)師參與《計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)》課程，研究產(chǎn)教融合的切入點(diǎn)，幫助學(xué)生理解《計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)》課程學(xué)什么，學(xué)了有什么用等問題。

4）針對上述改革手段，提出了切實(shí)可行的改革方案，改革方案設(shè)計(jì)框圖如圖l所示。具體實(shí)施方案為：

課前：

（1）由企業(yè)導(dǎo)師和任課教師協(xié)商本次課程知識點(diǎn)，應(yīng)用點(diǎn)、重點(diǎn)、難點(diǎn)。對本次課程慕課內(nèi)容進(jìn)行篩選、推薦。

（2）針對基本知識點(diǎn)，學(xué)生利用慕課、課本、參考書籍和教學(xué)PPT等資源進(jìn)行自學(xué)，難點(diǎn)疑問等通過分組形式提交。

（3）針對重點(diǎn)，學(xué)生討論組內(nèi)討論并記錄問題和疑問，主講小組掌握知識點(diǎn)及重點(diǎn)知識。

（4）針對難點(diǎn)：任何教師提前錄制微課，以微課形式進(jìn)行初步講解。

課中：

（1）主講小組對本次課的基本知識點(diǎn)，重點(diǎn)，結(jié)合自己的理解，站在學(xué)生角度進(jìn)行講解。

（2）討論與提問：針對課程知識點(diǎn)進(jìn)行提問并分組討論，答疑。

（3）任何教師總結(jié)：結(jié)合現(xiàn)有虛擬仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境，總結(jié)歸納本課知識點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)，講解難點(diǎn)。

課后：

（1）針對課上知識點(diǎn)，同學(xué)以筆記形式進(jìn)行歸納總結(jié)，再次提出自己的疑問。

（2）針對重點(diǎn)知識，以課后題和課下作業(yè)，補(bǔ)充習(xí)題等形式鞏固，并開展群組討論。

（3）教師錄制微課再次講解重點(diǎn)和存有的難點(diǎn)。

（4）每章結(jié)束后以調(diào)查問卷形式反饋疑問和主講小組的表現(xiàn)。

考核：

建立將考試成績、課堂筆記、分組表現(xiàn)、群組內(nèi)提問與解答情況等環(huán)節(jié)相結(jié)合的考核方式。

3 總結(jié)與展望

針對高校《計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)》課程在教學(xué)過程中出現(xiàn)的學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高、課程教學(xué)及考核手段單一、課程理論性強(qiáng)與實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)等問題，提出有效的、切實(shí)可行的教學(xué)改革方案。在教學(xué)內(nèi)容方面，由企業(yè)導(dǎo)師和任課教師分別從應(yīng)用和理論教學(xué)角度出發(fā)，制定基于應(yīng)用的教學(xué)內(nèi)容;為提高學(xué)生參與課堂、融入課堂的積極性，引入了微信群問題解答、段視頻教學(xué)等學(xué)習(xí)手段，并引入學(xué)生分組討論講解方式;結(jié)合多種教學(xué)手段，同時(shí)引入綜合考慮考試成績、分組表現(xiàn)、群組內(nèi)提問與解答情況等多種情況的考核方式。

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【通聯(lián)編輯：王力】

收稿日期：2019 -11-12

作者簡介：楊曉霞（1980-），女，山東青島人，副教授，碩士，目前從事遙感信息獲取方面的研究工作;王媛媛（1981-），女，山東泰安人，副教授，碩士，目前從事遙感信息獲取方面的研究工作;張承明（1971-），男，山東泰安人，副教授，博士，通訊作者，目前從事深度學(xué)習(xí)方面的研究工作。