胡燕翔 趙晶 李驪 王春霞 鄭敏

摘 ?要：基于網(wǎng)絡平臺，課堂教學與課下自主學習相互結(jié)合是本科教學發(fā)展的重要趨勢。應用ASP.NET編程語言和SQL Sever數(shù)據(jù)庫，文章設(shè)計并開發(fā)了《計算機組成原理》網(wǎng)絡教學平臺。該平臺突出了師生共用、學生自主出題等功能，較好地實現(xiàn)了課上與課下教學的有效銜接，對于提升課堂教學質(zhì)量的作用明顯。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡教學平臺;計算機組成原理;師生共用;學生自主出題

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2019）13-0064-03

Abstract： Based on the network platform， the combination of classroom teaching and self-learning under the classroom is an important trend in the development of undergraduate teaching. Using ASP.NET programming language and SQL Sever database， the article designed and developed the "computer composition principle" network teaching platform. The platform highlights the functions of teacher-student sharing， studentself-problem， etc.， and achieves an effective connection between class and class teaching， which has obvious effects on improving the quality of classroom teaching.

Keywords： network learning platform; principle of computer composition; teacher-student sharing; student setting questions

一、概述

隨著計算機網(wǎng)絡技術(shù)和MOOC、SPOC等技術(shù)的快速發(fā)展與推廣普及，網(wǎng)絡輔助教學與虛擬仿真實驗在本科教學中發(fā)揮著越來越重要的作用。準確把握新時代大學生“網(wǎng)絡原住民”的時代特征，運用現(xiàn)代網(wǎng)絡教學手段，積極探索適應線上線下融合發(fā)展的教學新模式對于提升課程教學質(zhì)量具有重要的作用。

在傳統(tǒng)的本科課程教學中，教與學集中在課堂時段，以教師講授為主，學生的預習時間和深度往往非常有限，導致以下幾個問題：

1. 對于當堂講授的知識，學生沒有深入思考、討論的時間。由于當堂課后答疑的可能性不高，因此課下溫習或者知識擴展時產(chǎn)生的疑惑，需要等到下一次上課時才能得到解答。

2. 兩次上課之間，需要提供適量的、綜合性與重點難點相結(jié)合的習題，既加深學生對知識的理解，又要建立起前后所學內(nèi)容之間的聯(lián)系;但傳統(tǒng)留、收、批改的周期比較長，時效性不佳。

3. 教師通常是通過結(jié)課后的學生評教評價與期末考試成績來評判授課效果并進行總結(jié)與改進。但這僅能使下屆學生受益。

4. 課程的習試題庫需要不斷豐富更新，且更為重要是題目都是以任課教師的視角根據(jù)課程大綱提出的，往往與學生當前的專業(yè)水平或理解角度不一致。

根據(jù)以上分析，以構(gòu)建新的教學模式為目標，設(shè)計開發(fā)一個師生共用、銜接教與學的綜合實用網(wǎng)絡課程教學平臺是非常必要且可行的。

二、《計算機組成原理》課程網(wǎng)絡教學平臺的設(shè)計思想

《計算機組成原理》是計算機大類專業(yè)的一門核心專業(yè)課，該課程系統(tǒng)講述馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)計算機內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及各個主要部分的功能特征、工作原理、交互方式與基本設(shè)計方法[1]，既是計算機類專業(yè)的難教難學的課程之一[2，3]，也是碩士研究生入學考試的重點考試課程。除具有傳統(tǒng)授課存在的共有問題外，該課程還具有以下特點：

1. 課程內(nèi)容抽象。課程中多數(shù)章節(jié)的知識點都是在芯片內(nèi)部發(fā)生的，邏輯復雜，內(nèi)容抽象;僅靠課堂講授與PPT輔助，大多數(shù)學生都難以很快掌握。

2. 與多門課程聯(lián)系緊密，牽涉專業(yè)知識多，課程內(nèi)容既是理解從高級程序設(shè)計語言、操作系統(tǒng)到機器指令和電路功能的計算機工作原理核心，也是培養(yǎng)學生計算機系統(tǒng)能力的基礎(chǔ)。

該課程的前導課有《數(shù)字電路》、《模擬電子》、《匯編語言程序設(shè)計》，后續(xù)課程包括《計算機體系結(jié)構(gòu)》、《計算機網(wǎng)絡》、《操作系統(tǒng)》與《編譯原理》等，承上啟下，貫穿前后，專業(yè)地位十分重要。但是存在著從高級語言到門電路、從語義到電平變化的巨大跨度，學生理解起來很困難。因此開發(fā)一個與課程教學同步、能夠為師生提供多層次及時交流的網(wǎng)絡學習平臺具有重要的價值。

三、網(wǎng)絡教學平臺的結(jié)構(gòu)與功能

所開發(fā)的網(wǎng)絡課程教學平臺針對計算機類專業(yè)《計算機組成原理》課程的教學，采用ASP.NET編程語言和SQL Sever數(shù)據(jù)庫進行設(shè)計開發(fā)。平臺由教學資源、課后習題、學生自建題庫、教師題庫與師生留言板等功能模塊構(gòu)成。這些模塊在教學功能上構(gòu)成一個整體，完全能夠滿足課程輔助功能。所設(shè)計開發(fā)的網(wǎng)絡教學平臺主要構(gòu)成如下：

（一）教學資源模塊

該模塊中，教師可以在該模塊中上傳課程的教學資源，如授課PPT與視頻、實驗課例程、參考教材、科技文獻、教學網(wǎng)站等，提供豐富的、多類型的、全面的資料與途徑;學生可以在該模塊中查閱、下載上述教學資源到個人電腦，也可以在線直接打開進行閱讀。圖1所示為其中的課件資源下載界面。

（二）學生習題模塊

該模塊供學生用戶進行課后作業(yè)練習。圖2中，虛線標識學生用戶注冊與登錄功能，實線為學生習題練習子模塊。與通常的網(wǎng)絡習題庫不同，習題不是隨機呈現(xiàn)的，而是按照課程進度對學生開放的，由教師按照章->節(jié)->難、重點進行開放，學生根據(jù)課堂的進度或者自己的強化需求來精準地選擇相應知識點進行練習。每一道習題都有答案解析。圖3所示為學生習題模塊的設(shè)計結(jié)構(gòu)與內(nèi)容。

（三）學生自建題庫模塊

本平臺創(chuàng)新地增加了學生自建題庫功能。該功能的設(shè)置目的是：1. 學生根據(jù)自己的學習體會，選擇自認為重要或難理解的知識點出具客觀題，從而起到答疑的效果。2. 教師可以根據(jù)學生自出題目的分析，了解學生學習中普遍存在的疑難點加以輔導，同時豐富題庫。針對每一個難點或重點，學生可以基于對其的理解，遵循題干格式示例，自擬客觀型習題（選擇與填空題）的題干與答案，并最終提交入庫，建立個人題庫。圖4中，實線標識學生自建題庫子模塊，以及自建填空題界面;圖5所示為自建選擇題界面。

（四）教師題庫模塊

教師可以在此模塊中查看并批改學生的課后習題，查看學生自建題庫，及時掌握學生對知識點的理解對錯與程度，并且可以篩選其中的精品習題補充入教師題庫。圖6所示為教師審閱學生習題界面;圖7中所示為教師可以在審閱同時執(zhí)行擴充教師命題庫的功能。

（五）師生留言板模塊

該模塊功能是師生的實時對話臺。學生可以在這里反饋課堂教學的推進速度、授課形式，教學風格、對知識點的闡述方法、課堂氛圍等;也可以就課堂上存有疑惑的教學內(nèi)容提問。教師可以在這里聽取學生對課堂教學的感受、意見與建議，及時調(diào)整、及時改進、及時運用，用最為適當?shù)姆绞脚c形式進行課堂教學，使學生能夠迅速受益;實時解答學生的問題、困惑以及擴展深入時遇到的障礙，并且關(guān)注、適時引領(lǐng)學生的學習方向與學習方法。

除教師與學生用戶外，該平臺管理員具有平臺操作最高權(quán)限，進行用戶管理、課程內(nèi)容錄入與更新、功能維護與升級等。無論是教師用戶還是學生用戶，登陸后進行的所有操作，都會留有記錄，作為學生平時成績的考核根據(jù)之一，也可作為教師教學考核的一部分。此外也便于平臺秩序的維護管理。

四、初步應用效果分析

經(jīng)過近四年的建設(shè)開發(fā)，目前該網(wǎng)絡教學平臺的功能已經(jīng)基本完備，實現(xiàn)了全部功能。迄今為止已正式運行三個學期，使用學生包括了計算機科學與技術(shù)、軟件工程等專業(yè)的學生，共計15個班，共741人，使用效果和學生反饋十分理想，對傳統(tǒng)課堂教學的輔助、補充與深化作用顯著：

1. 上課學生全部做到了課前預習和課后網(wǎng)上完成習題，網(wǎng)上預習和完成課后習題情況計入平時成績。這對于學生養(yǎng)成良好的學習習慣起到了很好的督促作用。

2. 學生自主出題采用分小組的模式，每組2-3人。授課教師在課后根據(jù)內(nèi)容難度規(guī)定出題數(shù)量，由學生根據(jù)學習過程的疑難點提出填空題和選擇題。根據(jù)出題情況分析，疑難點主要出現(xiàn)在存儲系統(tǒng)設(shè)計中的地址線連接、Cache組相聯(lián)的映射與變換關(guān)系、微控制器中數(shù)據(jù)通道的變化過程等知識點的基本概念和設(shè)計方法。根據(jù)分析結(jié)果，授課教師有針對性地調(diào)整教學方法和實驗過程，降低學生理解難度;并從中挑選高質(zhì)量題目并入試題庫。

3. 通過該平臺的使用，對于學生學習自覺性和課程疑難點掌握改善效果明顯。據(jù)統(tǒng)計，多個期末平均卷面成績提升了約8%，參加專業(yè)研究生入學統(tǒng)考的平均成績較使用該平臺前提高約11%。

五、結(jié)束語

當今時代，網(wǎng)絡已經(jīng)成為學生學習與生活的必備環(huán)境與工具。本系統(tǒng)從學生所處的時代與需求出發(fā)，實現(xiàn)《計算機組成原理》課程內(nèi)外、課堂上下的有效銜接，顯著改善了“老師課上講得寂寞，學生課下學得孤獨”的一廂情愿式教學模式，為教師與學生搭建起隨時溝通與討論的便捷通道，同時也為教學質(zhì)量的提高、課程教資的豐富提供了新的行之有效的方法。

參考文獻：

[1]教育部高等學校教學指導委員會.普通高等學校本科專業(yè)類教學質(zhì)量國家標準[M].高等教育出版社，2018.

[2]唐朔飛，劉旭東，王誠，等.《計算機組成原理》課程教學實施方案[J].中國大學教育，2010.

[3]袁春風.計算機系統(tǒng)基礎(chǔ)[M].機械工業(yè)出版社，2014.