摘要：在教育信息化背景下，提倡以學(xué)生為中心，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，《計(jì)算機(jī)組成原理》課程是計(jì)算機(jī)類專業(yè)的核心課程，涉及的知識(shí)面廣，內(nèi)容更新快且抽象，是一門非常難學(xué)難教的課程。本文淺談在教育信息化時(shí)代將傳統(tǒng)的教學(xué)模式與O2O混合式教學(xué)模式相結(jié)合，探索本課程的教學(xué)模式。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)組成原理;教育信息化;O2O教學(xué)模式;自主學(xué)習(xí)

中圖分類號(hào)：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2020）21-0143-02

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

1 前言

計(jì)算機(jī)組成原理是計(jì)算機(jī)專業(yè)的核心課程之一，以數(shù)字邏輯電路為前導(dǎo)課程，為操作系統(tǒng)、嵌入式技術(shù)等后續(xù)課程的理論基礎(chǔ)，知識(shí)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，涉及面廣，是一門非常難學(xué)難教的課程，但課堂教學(xué)時(shí)間有限，完全采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，很難達(dá)到以學(xué)生為中心的目標(biāo)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也高速發(fā)展，可以充分利用網(wǎng)絡(luò)信息管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心的開放教育的一個(gè)有效途徑，拓展了時(shí)間和空間，豐富的教學(xué)資源更是讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)。計(jì)算機(jī)組成原理課程，如何借助教育信息化平臺(tái)，改變教學(xué)模式，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和邏輯思維能力，根據(jù)教學(xué)實(shí)踐，淺談以下幾點(diǎn)體會(huì)。

2 改變教學(xué)觀念初識(shí)O2O混合式教學(xué)模式

當(dāng)今社會(huì)知識(shí)更新速度非?？?，倍增周期，從19世紀(jì)的約50年，到20世紀(jì)90年代，幾乎每年增加一倍，如今2020年，新增知識(shí)可能是現(xiàn)在的3-4倍，也就是說，教師在課堂上講得再多，也跟不上知識(shí)更新的速度，學(xué)生畢業(yè)之后，會(huì)遇到更多的新知識(shí)，甚至課堂學(xué)過的知識(shí)過了若干年后，失效了。所以，教育最重要的不是獲得知識(shí)，而是讓學(xué)生提高獲得知識(shí)的能力，真正做到“授人以魚不如授人以漁”。在教育信息化背景下，以教師為中心傳授知識(shí)為主的教學(xué)模式不適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展。

2012年，世界最著名的MIT和哈佛共同創(chuàng)建了EDX學(xué)習(xí)平臺(tái)，目標(biāo)是把世界最好的課程放在網(wǎng)上，供學(xué)生免費(fèi)學(xué)習(xí)，從此開始，世界各國(guó)在線的學(xué)習(xí)平臺(tái)，風(fēng)起云涌，中國(guó)大學(xué)MOOC、超星等平臺(tái)也提供了大量的在線課程，供學(xué)生自主學(xué)習(xí)，對(duì)全球高等教育開啟了一扇智慧之窗，對(duì)我們的傳統(tǒng)教學(xué)帶來了沖擊，同時(shí)對(duì)教學(xué)改革起到了積極的推動(dòng)作用。“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代，“00后”大學(xué)生運(yùn)用信息技術(shù)獲取知識(shí)能力較強(qiáng)，隨著教育信息化，迎來了全新的線上線下的混合式教學(xué)模式，在線教育平臺(tái)的客戶端從PC機(jī)，到智能手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)終端，移動(dòng)教學(xué)得以實(shí)現(xiàn)。2020年初的疫情，更是讓全國(guó)人民體會(huì)到教育信息化對(duì)人們學(xué)習(xí)的深遠(yuǎn)影響。

3 O2O混合式教學(xué)模式在計(jì)算機(jī)組成原理課程的實(shí)施

3.1 課程分析及課程教學(xué)改革的必要性 課程主要講述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及工作原理，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是一個(gè)硬件與軟件組成的綜合體，所以這門課程的知識(shí)面廣、理論性強(qiáng)，內(nèi)容抽象，而且從表面上看與我們的實(shí)際生活缺乏聯(lián)系，學(xué)生會(huì)認(rèn)為學(xué)習(xí)這門課程的意義不大，缺乏學(xué)習(xí)熱情和積極性。我們知道，大多數(shù)計(jì)算機(jī)用戶面對(duì)的是虛擬機(jī)器的不同層面，存在重軟件輕硬件的現(xiàn)象，我校計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)定位在虛擬機(jī)器較高層面，但學(xué)生們不知道要真正能編寫出高質(zhì)量的軟件，是需要對(duì)實(shí)際機(jī)器有充分地認(rèn)識(shí)。以上原因，使得這門課程難學(xué)亦難教。

基于以上情形，可以看出學(xué)生會(huì)因?yàn)檫@門課程的理論性強(qiáng)且抽象，或前導(dǎo)相關(guān)課程知識(shí)沒有很好地掌握等各種原因，在計(jì)算機(jī)組成原理這門課程的學(xué)習(xí)過程中，遇到許多的困難。在傳統(tǒng)教學(xué)中，往往只重視“教”忽略了學(xué)生的“學(xué)”，為了改變這種現(xiàn)狀，2019年我們申報(bào)了一個(gè)關(guān)于這門課程教學(xué)改革的課題，立項(xiàng)之后，我們努力進(jìn)行課題的研究，從教師、學(xué)生、課程、教學(xué)設(shè)施，四個(gè)主體切入，認(rèn)真分析研究當(dāng)前《計(jì)算機(jī)組成原理》課程教學(xué)中存在的問題，在教學(xué)實(shí)踐中研究對(duì)策，彌補(bǔ)不足，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，采用O2O（Offline To On-line）混合式教學(xué)模式，運(yùn)用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，模擬仿真、情景案例等方法，共享國(guó)內(nèi)外的優(yōu)質(zhì)教育資源，凸顯學(xué)生的主體地位，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、邏輯思維能力，同時(shí)提高教師的教學(xué)設(shè)計(jì)能力。

3.2 O2O混合式教學(xué)模式的教學(xué)環(huán)節(jié)

傳統(tǒng)的教學(xué)模式，雖然教師也是會(huì)認(rèn)真?zhèn)湔n，用心上課，但以教師為中心的灌輸式教學(xué)使同學(xué)們只能被動(dòng)地接受，很難清晰梳理知識(shí)的脈絡(luò)結(jié)構(gòu)，自然學(xué)習(xí)的效率也不會(huì)高。如今，積極轉(zhuǎn)換傳統(tǒng)的教學(xué)思想，采用現(xiàn)代的教學(xué)理念，在教學(xué)中嘗試了多種的教學(xué)方法和模式。教育信息化，開啟了O2O混合式教學(xué)模式，給學(xué)生提供了豐富的學(xué)習(xí)資源，實(shí)現(xiàn)了個(gè)性化學(xué)習(xí)。

將線上網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)與線下傳統(tǒng)教學(xué)有機(jī)結(jié)合，最關(guān)鍵的是線上線下如何混合，才能真正實(shí)現(xiàn)學(xué)生個(gè)性化的深層學(xué)習(xí)，對(duì)于學(xué)生來說，整個(gè)學(xué)習(xí)過程可以分為三個(gè)環(huán)節(jié)：課前的預(yù)習(xí)、課堂的學(xué)習(xí)、課后的提高。線上的學(xué)習(xí)主要體現(xiàn)在課前的預(yù)習(xí)和課后的提高二個(gè)環(huán)節(jié)，線下的教學(xué)主要體現(xiàn)在課堂的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)。

3.3 O2O混合式教學(xué)模式的教學(xué)設(shè)計(jì)

新時(shí)代的高校教師職責(zé)與角色，就是努力成為學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者、教學(xué)過程的設(shè)計(jì)者、教學(xué)理論的研究者。計(jì)算機(jī)組成原理課程中引入的混合式教學(xué)模式應(yīng)以多種教學(xué)平臺(tái)和教學(xué)形式為支撐，教學(xué)資源也要根據(jù)課程內(nèi)容呈現(xiàn)多樣化，充分發(fā)揮教育信息化的資源和優(yōu)勢(shì)。教學(xué)在整個(gè)教學(xué)過程中，需要對(duì)教學(xué)過程三個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行精心設(shè)計(jì)，這種方式得到了學(xué)生的認(rèn)可與歡迎。

課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)。這個(gè)環(huán)節(jié)主要是通過線上學(xué)習(xí)完成，首先教師要引進(jìn)優(yōu)秀的教學(xué)資源，這就要求教師要對(duì)教學(xué)資源進(jìn)行綜合分析、梳理整理、提取有效內(nèi)容，不斷進(jìn)行知識(shí)的更新和重組，充實(shí)自己的課堂教學(xué)，然后發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)，在新授內(nèi)容的課前采用啟發(fā)式的問題驅(qū)動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)，提高學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的興趣，讓學(xué)生帶著問題進(jìn)行線上的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)預(yù)習(xí)。當(dāng)然，根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)不同的具有趣味性問題，這就要求教師不斷提升自己的專業(yè)知識(shí)水平和教學(xué)能力。例1：內(nèi)容開學(xué)之初，進(jìn)行課程介紹時(shí)，可以對(duì)學(xué)生提出這樣的問題：想要知道你們編寫高級(jí)語言程序后，計(jì)算機(jī)怎樣執(zhí)行的嗎？想要自己設(shè)計(jì)一臺(tái)計(jì)算機(jī)嗎？一切要從計(jì)算機(jī)組成原理課程開始，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。例2：學(xué)習(xí)程序的局部原理時(shí)，先提出問題：在某程序中需要引用一個(gè)二維數(shù)組a[i][j]，有兩種處理方法：第一種方法，行標(biāo)作外循環(huán)，列標(biāo)為內(nèi)循環(huán);第二種方法，列標(biāo)作外循環(huán)，行標(biāo)為內(nèi)循環(huán)，請(qǐng)問它們的執(zhí)行速度相同嗎？這樣使學(xué)生變成了教學(xué)過程中的主體，激發(fā)了他們的好奇心，進(jìn)入積極思維狀態(tài)。例3：控制單元的設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)組成原理的重點(diǎn)和難點(diǎn)，控制單元的主要功能是根據(jù)需要發(fā)出各自不同的微操作控制信號(hào)，學(xué)習(xí)這個(gè)單元內(nèi)容時(shí)，課前學(xué)習(xí)的問題：組合邏輯型控制器和微程序控制器的各有什么特點(diǎn)，設(shè)計(jì)它們時(shí)的相同之處和不同之處在哪里，讓學(xué)生變成設(shè)計(jì)者，提高學(xué)生的綜合分析能力。

課堂的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)。這個(gè)環(huán)節(jié)主要是通過線下學(xué)習(xí)完成，雖然是師生面對(duì)面，但還是對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)模式進(jìn)行了改進(jìn)，以學(xué)生為主，教師為輔，這個(gè)過程教師首先對(duì)學(xué)生的預(yù)習(xí)效果進(jìn)行檢測(cè)，再對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容重點(diǎn)講解，同時(shí)增加互動(dòng)模式，回答學(xué)生提出的問題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行歸納總結(jié)，知識(shí)小結(jié)是極為重要的組成部分，是學(xué)生從形象思維逐步轉(zhuǎn)化成抽象思維的能力，是學(xué)生主動(dòng)性活動(dòng)的融人過程，形成了教師引導(dǎo)與學(xué)生主動(dòng)性的有機(jī)統(tǒng)一。例如在學(xué)習(xí)了指令后，進(jìn)行歸納總結(jié)時(shí)，提出問題：指令和數(shù)據(jù)在形式上沒有差別，且都存于存儲(chǔ)器中，計(jì)算機(jī)如何區(qū)分它們。為了完整地回答這個(gè)問題，同學(xué)需要從指令格式到指令的執(zhí)行過程都要有清晰的認(rèn)識(shí)，從而較好地開展了知識(shí)歸納，有利于學(xué)生查缺補(bǔ)漏，不斷提高學(xué)生分析綜合歸納能力。最后進(jìn)行拓展訓(xùn)練，選擇好的話題，開展師生共同討論，或以學(xué)習(xí)小組為單元進(jìn)行交流，并派選代表進(jìn)行表述，提高學(xué)生的表達(dá)能力，營(yíng)造好的學(xué)習(xí)氛圍。

課后的提高環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)。這個(gè)環(huán)節(jié)主要是通過線上學(xué)習(xí)完成，教師可以全方位的及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，對(duì)學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化的指導(dǎo)，師生關(guān)系變得更加融洽，在這個(gè)環(huán)節(jié)里，更加注重師生的交流互動(dòng)，每一個(gè)單元的學(xué)習(xí)完成后，師生間對(duì)課程相關(guān)內(nèi)容的最新動(dòng)態(tài)進(jìn)行交流，拓展知識(shí)，大家各抒己見，提出一些可行性的創(chuàng)新觀點(diǎn)，充分利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，進(jìn)行深層學(xué)習(xí)。

通過以上三個(gè)環(huán)節(jié)的教學(xué)設(shè)計(jì)，對(duì)課程考核的方式也會(huì)做適當(dāng)?shù)母咚?，更加注重學(xué)習(xí)過程的表現(xiàn)，學(xué)習(xí)在整個(gè)學(xué)習(xí)過程，更愿意積極思考，積極表現(xiàn)，改變以往困惑，提高了獲取知識(shí)的能力。

3.4 O2O混合式教學(xué)模式使學(xué)生成為探索新知識(shí)主體

教育信息化，有許多好的教學(xué)方法可以借鑒，O2O線上教學(xué)與線下教學(xué)方式相融合的混合式教學(xué)模式，為學(xué)生留下創(chuàng)新和發(fā)展空間，開拓自身想象力。計(jì)算機(jī)組成原理不僅理論性強(qiáng)，而且實(shí)踐性也很強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于了解計(jì)算機(jī)硬件非常重要，難點(diǎn)就在于，需要將軟件和硬件貫穿在整個(gè)教學(xué)過程，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)箱的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，僅能完成驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不能很好地理解實(shí)際機(jī)器的工作原理，從而不能體現(xiàn)學(xué)生在教學(xué)過程中的主體地位。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，一些仿真實(shí)驗(yàn)軟件的出現(xiàn)，幫助師生解決了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的困惑。不僅降低了實(shí)驗(yàn)成本，學(xué)生只需借助計(jì)算機(jī)平臺(tái)，不受時(shí)間和地點(diǎn)的限制進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，調(diào)動(dòng)學(xué)生潛在的學(xué)習(xí)能力，學(xué)生在充分理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作原理，更好地理解計(jì)算機(jī)硬件與軟件之間相輔相成的關(guān)系，提高了創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力和知識(shí)架構(gòu)能力，使學(xué)生成為探索新知識(shí)主體。

3.5 O2O混合式教學(xué)模式實(shí)時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)

計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，教育信息化得到飛速發(fā)展，在大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)的支撐下，MOOC、雨課堂、超星等優(yōu)秀在線學(xué)習(xí)平臺(tái)，不僅為學(xué)生提供了豐富的自主學(xué)習(xí)資源，同時(shí)也對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度，學(xué)習(xí)時(shí)間、作業(yè)完成情況等各項(xiàng)都進(jìn)行實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)，了解學(xué)生對(duì)課程重要知識(shí)點(diǎn)的掌握程度，了解了學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，可幫助教師及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)，通過這些數(shù)據(jù)分析，教師對(duì)學(xué)生做到有的放矢，可針對(duì)性強(qiáng)化相應(yīng)知識(shí)的講授，開展教學(xué)輔導(dǎo)工作。通過一段的時(shí)間教學(xué)實(shí)踐，取得了好的教學(xué)。

4 O2O混合式教學(xué)模式與傳統(tǒng)教學(xué)模式的比較

5 結(jié)語

計(jì)算機(jī)組成原理主要是基于實(shí)際機(jī)器的視角，對(duì)計(jì)算機(jī)中單處理機(jī)系統(tǒng)的工作原理與組成進(jìn)行了介紹，使學(xué)生能夠站在專業(yè)角度來看計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。在教育信息時(shí)代，采用O2O混合式教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)改革與實(shí)踐，對(duì)教師來說是一個(gè)極大的教學(xué)挑戰(zhàn)，考驗(yàn)教師的綜合能力，線上線下的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了課堂內(nèi)外互動(dòng)教學(xué)，體現(xiàn)了以“教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”，教育信息化，也為教師提供了大量的學(xué)習(xí)資料，我們將在借鑒他人的經(jīng)驗(yàn)和理論基礎(chǔ)上，結(jié)合課程內(nèi)容的更新變化，不斷提高自身的信息素養(yǎng)能力、教學(xué)設(shè)計(jì)能力、教學(xué)研究能力，將現(xiàn)代教育技術(shù)運(yùn)用到日常的教學(xué)活動(dòng)中，不斷進(jìn)行探索、完善，引導(dǎo)學(xué)生開展自主學(xué)習(xí)，總結(jié)出一套適合我校課程的教學(xué)模式。

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【通聯(lián)編輯：張薇】

基金項(xiàng)目：景德鎮(zhèn)學(xué)院2019年教改課題“實(shí)際機(jī)器視角下的《計(jì)算機(jī)組成原理》核心課程的研究與實(shí)踐”（19-67）

作者簡(jiǎn)介：王景珊（1963-），女，江西南昌人，教授，學(xué)士，研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用。