張俊瑞，王秀華

摘? 要： 以成果為導(dǎo)向，以能力發(fā)展為目標，構(gòu)建了“以學(xué)生為中心”的計算機組成原理互動課堂。以“指令周期”的教學(xué)設(shè)計為例，介紹了互動課堂的構(gòu)建原則和實施過程。教學(xué)實踐表明，教師與學(xué)生的交流更加深入，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣明顯提升，學(xué)到知識的同時個人能力也得到了很好的鍛煉。

關(guān)鍵詞： 以學(xué)生為中心; 計算機組成原理; 教學(xué)設(shè)計; 互動課堂

中圖分類號：G642? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ?文章編號：1006-8228（2022）06-93-04

Constructing an interactive class with "leaner-centered" based on OBE

——principles of computer composition as a case study

Zhang Junrui， Wang Xiuhua

（Department of Information Technology and Engineering， Jinzhong University， Jinzhong， Shanxi 030619， China）

Abstract： With results-oriented and aiming at ability development， a "leaner-centered" interactive class of principles of computer organization is constructed. Taking the teaching design of "instruction cycle" as a case study， the construction principles and implementation process of interactive classrooms are introduced. The practice results show that the communication between teachers and students has become more in-depth， and students' interest in learning has increased significantly. Students' abilities have also been well exercised while learning knowledge.

Key words： leaner-centered; principles of computer organization; instructional design; interactive class

0 引言

《教育信息化2.0行動計劃》的頒布，為新時代教育信息化的轉(zhuǎn)型升級提供了指導(dǎo)。轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵在于如何對傳統(tǒng)教學(xué)模式進行改革，實現(xiàn)基于學(xué)科的創(chuàng)新。具體來講，就是對教育教學(xué)理念、教學(xué)方法和學(xué)習(xí)方式進行創(chuàng)新，其核心點在于：以“互聯(lián)網(wǎng)+”為技術(shù)支撐，實現(xiàn)課堂教學(xué)方式的變革。

計算機組成原理是我系計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的核心課程之一，是學(xué)生了解計算機內(nèi)部組成和工作原理的關(guān)鍵課程。相較于其他專業(yè)課來說，計算機組成原理更強調(diào)知識點的理論性和系統(tǒng)性[1]，對學(xué)生的要求也更高，多年來被認為既難教也難學(xué)[2]。究其原因，一是該課程的直接應(yīng)用目標不清晰，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中很難有獲得感和成就感，學(xué)習(xí)積極性會逐漸降低，最終導(dǎo)致學(xué)生不愿再學(xué)該門課程;二是工程性和技術(shù)性的內(nèi)容偏多，如果以課堂講授為主，則學(xué)生對知識點的理解缺乏有效的載體，學(xué)習(xí)難度較大[3]。因此，如何打破困局，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)獲得感和成就感，是值得每一個授課教師深思的問題。

1 “以學(xué)生為中心”的教學(xué)模式

傳統(tǒng)教學(xué)模式下，教師是教學(xué)的主體，課堂上以教師的教為中心，沒有真正的互動，加上應(yīng)用型大學(xué)的辦學(xué)模式下，課堂授課學(xué)時被進一步壓縮，因此，教師更多以完成教學(xué)任務(wù)為導(dǎo)向，學(xué)生被動地進行學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)積極性很難調(diào)動起來，學(xué)習(xí)效果不好。

區(qū)別于傳統(tǒng)教學(xué)，成果導(dǎo)向教育（Outcomes-Based Education，OBE）更適應(yīng)現(xiàn)代信息化教學(xué)的需要，其更注重學(xué)生學(xué)到了什么[4]，以學(xué)生的學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向，能力發(fā)展為目標，教育結(jié)構(gòu)和課程作為教育手段而非教育目的，強調(diào)的是學(xué)生能做什么，而不是學(xué)生能知道什么，以學(xué)為中心組織課堂教學(xué)活動[5]，混合式教學(xué)特別是“翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)”成為新常態(tài)。

“以學(xué)生為中心”的教學(xué)模式基于問題確定教學(xué)活動內(nèi)容[6，7]，教師成為了教學(xué)的引導(dǎo)者，學(xué)生成為了教學(xué)的主體，課堂授課以學(xué)生的學(xué)習(xí)成果達成（問題解決）為導(dǎo)向，由課前、課堂、課后三個階段構(gòu)成一個有機的整體[8]。

課前，教師在學(xué)習(xí)平臺上建課，并上傳教學(xué)資源，學(xué)生借助教學(xué)資源進行課前學(xué)習(xí)，完成課前測試，并完成考題等課前任務(wù)。

課堂上，以解決學(xué)生課前預(yù)習(xí)時產(chǎn)生的問題為目的組織教學(xué)活動，強調(diào)學(xué)生的參與度。給學(xué)生分組（通常5人左右為一組），學(xué)生以小組為單位參與課堂活動，教師則采用提問、小組討論、主題討論或者分組任務(wù)等方式引導(dǎo)師生和生生互動，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)更有針對性，同時也將所學(xué)知識進行有效的拓展和延伸。本杰明·富蘭克林（Benjamin Franklin）曾經(jīng)說過：“告訴我，我會忘記;教給我，我可能記住;讓我參與，我才能學(xué)會?！睆娬{(diào)的就是學(xué)習(xí)中的參與和實踐，而不是知識性的灌輸。

課后，教師在學(xué)習(xí)通上布置作業(yè)，督促學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)成果將學(xué)到的知識應(yīng)用于實踐，真正實現(xiàn)“以學(xué)定教”，以學(xué)習(xí)成果達成作為教學(xué)的評價標準。

2 互動課堂的構(gòu)建原則

構(gòu)建OBE理念下“以學(xué)生為中心”的互動課堂，需要對教育教學(xué)理念和教學(xué)方式方法進行變革，對教學(xué)目標、教學(xué)活動、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)評價進行重構(gòu)，具體包括以下四點。

第一，教學(xué)目標重構(gòu)，實現(xiàn)“學(xué)思結(jié)合，知行統(tǒng)一”。教學(xué)目標應(yīng)該體現(xiàn)知識、能力和素質(zhì)目標，是三者的統(tǒng)一，強調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的創(chuàng)造、評價、分析、應(yīng)用、理解和記憶等思維和能力的培養(yǎng)。

第二，教學(xué)活動重構(gòu)，實現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果最大化。教學(xué)活動的設(shè)計原則由問題導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動向知識、思維與能力發(fā)展轉(zhuǎn)變。教師在課前準備時，設(shè)置課前練習(xí)或者思考題，并根據(jù)問題布置課前任務(wù);學(xué)生通過學(xué)習(xí)平臺上的資源進行自主學(xué)習(xí)，完成相應(yīng)的課前任務(wù)，對自己的學(xué)習(xí)成果進行檢驗。課堂上進行師生和生生互動，以解決學(xué)生的問題為主;課后要求學(xué)生完成教師在線上布置的作業(yè)，鼓勵其將所學(xué)知識應(yīng)用于實踐，實現(xiàn)應(yīng)用遷移，即基于知識與思維技能解決問題，實現(xiàn)知識的鞏固和拓展。

第三，教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)。以學(xué)生的個人能力和素質(zhì)培養(yǎng)為出發(fā)點，圍繞知識、能力與素質(zhì)構(gòu)建三維教學(xué)目標，并依據(jù)教學(xué)目標重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容[9]。

第四，教學(xué)評價重構(gòu)。教學(xué)評價是檢驗教學(xué)效果達成的重要途徑之一，采用形成性評價與終結(jié)性評價相結(jié)合的方式，以形成性評價為主。

形成性評價包括三部分，即在教學(xué)過程中形成的教師評價、學(xué)生自我評價和學(xué)生互評。

⑴ 教師評價：課堂上，教師通過提問、學(xué)生講解或隨堂測驗等課堂互動了解學(xué)生對本節(jié)課知識點的掌握情況，以便對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況做出最真實的判斷;課后，教師通過復(fù)習(xí)思考題、課后測試題、課后作業(yè)等，了解學(xué)生對本節(jié)課知識點的掌握程度如何，進行學(xué)習(xí)效果確認[10]，并根據(jù)學(xué)生的實際掌握情況調(diào)整后續(xù)的授課計劃。

⑵ 學(xué)生自我評價：課前，學(xué)生根據(jù)學(xué)習(xí)通上發(fā)布的導(dǎo)學(xué)案、導(dǎo)學(xué)視頻和教學(xué)視頻進行自主學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)通上完成課前測試，對學(xué)習(xí)成果進行自我檢測。

⑶ 學(xué)生互評：一般指學(xué)生在完成小組任務(wù)的過程中，小組之間實現(xiàn)互評。

終結(jié)性評價一般在整個教學(xué)過程結(jié)束后形成，以期末測驗或者期末考試的方式實現(xiàn)。

2.1 互動課堂的教學(xué)設(shè)計

互動課堂的教學(xué)設(shè)計需要考慮以下三點。

⑴ 基于教學(xué)內(nèi)容進行教學(xué)設(shè)計，以高階認知過程目標的達成為導(dǎo)向。

⑵ “以學(xué)生為中心”組織課堂教學(xué)活動。

⑶ 教學(xué)設(shè)計詳細周密，并給出一些環(huán)節(jié)的預(yù)案。

下面以高等教育出版社《計算機組成原理（第三版）》§8.2指令周期為例，介紹如何構(gòu)建計算機組成原理課程中“以學(xué)生為中心”的互動課堂。

2.2 教學(xué)活動組織

學(xué)生要理解并掌握計算機的工作過程，進而能夠進行控制器的分析和設(shè)計，其中的關(guān)鍵就是要理解清楚指令周期的相關(guān)概念及其數(shù)據(jù)流，但是這部分內(nèi)容比較抽象，學(xué)生要具備一定的空間想象能力和邏輯思維能力，因此教師在授課前，需要設(shè)置課前思考題，將學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性調(diào)動起來，引導(dǎo)學(xué)生進行本節(jié)課內(nèi)容的學(xué)習(xí)。

2.2.1 課前

課程開始之前，教師先在超星學(xué)習(xí)通平臺上“建課”，并上傳本課程的相關(guān)教學(xué)資源（如教學(xué)日歷、教學(xué)大綱、教學(xué)視頻、教學(xué)課件、題庫等內(nèi)容）。

本節(jié)課開始之前，教師需要準備：

⑴ 在學(xué)習(xí)平臺上傳本節(jié)課的導(dǎo)學(xué)案、導(dǎo)學(xué)視頻、學(xué)習(xí)任務(wù)和要求，使學(xué)生明確本節(jié)課的學(xué)習(xí)任務(wù)，為學(xué)生在課前進行線上學(xué)習(xí)提供指導(dǎo)和幫助;

⑵ 設(shè)置課前測試題，方便學(xué)生線上學(xué)習(xí)之后進行自測，明確自己的問題所在;

⑶ 根據(jù)本節(jié)課的教學(xué)活動組織，布置課前思考題（要求在上課之前完成），激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為課堂互動做準備。

“指令周期”這部分內(nèi)容需布置的課前思考題為：指令和數(shù)據(jù)都存于存儲器中，計算機如何區(qū)分它們？

2.2.2 課堂

課堂上以學(xué)生的學(xué)習(xí)成果達成為導(dǎo)向設(shè)計和組織教學(xué)活動，實現(xiàn)課堂的翻轉(zhuǎn)，使學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)出達到最大化，教學(xué)活動的組織及時間分配如表1所示，學(xué)生以小組為單位參與課堂互動，每組5人左右。

2.2.3 課后

學(xué)生通過課前自學(xué)完成對知識的粗加工，通過參與課堂互動實現(xiàn)對知識的深度理解，通過課后思考題實現(xiàn)知識的拓展和延伸，并借助課后作業(yè)完成知識的鞏固和深化（教師在學(xué)習(xí)通平臺上發(fā)布作業(yè)并設(shè)置提交的截止時間）?！爸噶钪芷凇辈糠值恼n后作業(yè)有兩個（如表2所示），作業(yè)1：要求學(xué)生分小組完成（每5人/組），以小組為單位提交，目的是培養(yǎng)學(xué)生的團隊意識，讓學(xué)生明白做科研要有協(xié)作精神，只有謙虛寬容、團結(jié)協(xié)作才能走得更遠。作業(yè)2：要求學(xué)生獨立完成，重在培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)和知識梳理的能力。

3 結(jié)束語

通過構(gòu)建OBE理念下“以學(xué)生為中心”的互動課堂，教師的教育理念和教學(xué)模式得到了改進，一定程度上推動了計算機組成原理課程教育信息化的轉(zhuǎn)型升級。通過對教學(xué)設(shè)計進行調(diào)整，實現(xiàn)了以學(xué)生的學(xué)習(xí)成果最大化為最終教學(xué)目標。課堂實踐結(jié)果表明，師生交流明顯深入，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性明顯提高，學(xué)生能力也得到了很好的培養(yǎng)，為進一步推動學(xué)生在探究中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中探究，最終實現(xiàn)學(xué)習(xí)成果的最大化奠定了良好的基礎(chǔ)。

參考文獻（References）：

[1] 丁男，宋嘉琳，董校，等.基于混合式教學(xué)模式的計算機組成原理課程建設(shè)[J].計算機教育，2021（8）：71-74

[2] 趙宇，徐尚中.計算機組成原理課程教學(xué)改革探析[J].中國教育技術(shù)裝備，2010（36）：37-39

[3] 教育部高等學(xué)校計算機科學(xué)與技術(shù)教學(xué)指導(dǎo)委員會.高等學(xué)校計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)核心課程教學(xué)實施方案[M].高等教育出版社，2009

[4] 李志義，朱泓，劉志軍，等.用成果導(dǎo)向教育理念引導(dǎo)高等工程教育教學(xué)改革[J].高等工程教育研究，2014（2）：29-34，70

[5] 梁彥剛，高曉升.產(chǎn)出導(dǎo)向理念下課程教學(xué)質(zhì)量評價模式研究[J].教育現(xiàn)代化，2020，7（42）：126-129

[6] 梁竹梅，祁銀杉，岑逾豪.“以學(xué)生為中心”教學(xué)方式量表的建構(gòu)——信效度檢驗及其應(yīng)用[J].中國大學(xué)教學(xué)，2020（11）：73-80

[7] 劉獻君.論“以學(xué)生為中心”[J].高等教育研究，2012（8）

[8] 盧曉云.面向未來的教與學(xué)[J].中國大學(xué)教學(xué)，2019（12）：49-53

[9] 楊小妮，閆秀聯(lián)，劉娟.獨立院校安全工程專業(yè)應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式研究[J].亞太教育，2016（30）：196，188

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