農(nóng) 健，龔 平

(1.2.梧州學院 信息與電子工程學院，廣西 梧州 543002)

基于微課與翻轉課堂的“計算機組成原理”課程教學模式研究

農(nóng) 健1，龔 平2

(1.2.梧州學院 信息與電子工程學院，廣西 梧州 543002)

在轉型背景下，該文以計算機組成原理為例，針對當前梧州學院“計算機組成原理”課程的教學情況以及存在的問題進行分析，結合微課教學模式以及翻轉課堂教學模式，探討性地提出“計算機組成原理”課程在微課條件下的翻轉課堂教學方法，為梧州學院的“計算機組成原理”課程的教學提供參考。

微課；翻轉課堂；計算機組成原理

0引言

“計算機組成原理”課程是梧州學院本科專業(yè)計算機科學與技術的專業(yè)骨干課，是該專業(yè)的必修課程。計算機組成原理主要是對計算機的主要硬件構成、程序工作方式等基礎知識進行教學。這些基礎知識的理解以及掌握與否，對學生計算機思維的發(fā)展有很大的影響，直接關系到后續(xù)相關課程的學習，也會影響到學生的專業(yè)成長。

微課，又名微課程，是相對于傳統(tǒng)的課程而言的，微課是一門短小精悍的課程，其以一個知識點或問題為主題，以視頻的形式對學生進行教學。微課視頻一般控制在十分鐘左右，由于其簡短的特點，更能集中學生的注意力，從而達到很好的教學效果。在課堂上，教師可以通過微課，對學生進行知識傳授；在課余時間，學生也可以通過微課進行預習、復習，實現(xiàn)自主學習[1-2]。

翻轉課堂是一種新型的課堂教學組織形式[3]，與傳統(tǒng)的課堂組織形式相比，其重心主要是在課堂外通過教學視頻等學習資源培養(yǎng)和鍛煉學生自主學習的能力，課堂內(nèi)通過師生互動、問題答疑等活動，使教學活動達到更好的效果[4-5]。翻轉課堂通過課堂組織形式的改變，能夠激發(fā)學生主動學習的積極性和探究性，從而達到更好的教學目標。

在“計算機組成原理”課程教學中，教師根據(jù)該課程各章節(jié)中的知識點來制作微課，然后進行翻轉課堂教學。學生在課外進行自主的微課學習，記錄在學習過程中遇到的疑點和難點。在上課的過程中，師生面對面進行互動和答疑。通過微課與翻轉課堂教學形式的結合，來達到更好的教學效果。

1目前梧州學院“計算機組成原理”課程教學存在的問題

計算機科學與技術專業(yè)作為梧州學院老牌的本科專業(yè)，學校歷來都比較重視該專業(yè)的建設，加強該專業(yè)的基礎教學，在師資建設、教學資源、實驗設備等方面都有較大的投入，目的是提高學生在硬件系統(tǒng)方面的分析、設計與開發(fā)的能力。但在實際的課程教學當中，仍發(fā)現(xiàn)存在以下問題。

第一，學生硬件基礎差，對計算機的硬件構成不熟悉、程序工作原理不理解。學生在學習“計算機組成原理”課程前，極少接觸計算機硬件和程序工作原理的相關知識。導致在正常的課堂教學當中，學生對新出現(xiàn)的概念、圖形以及原理等知識難以理解，從而大大降低了教師授課以及學生接受知識的效率，使教學難以達到預期目標。

第二，教學方法和手段比較傳統(tǒng)和單一。在當前的科技水平下，計算機組成原理實驗室的教學設備已經(jīng)比較完備，包括多媒體設備、性能優(yōu)越的計算機以及傳統(tǒng)的黑白板。在日常的教學當中，采取多媒體演示和板書相結合的教學手段進行教學，但由于學生基礎差、學時投入較少、課程內(nèi)容抽象等原因，教師難以在既定的課時內(nèi)將教學內(nèi)容講解透徹，難以建立教師和學生之間的互動。

第三，學生缺乏學習積極性?！坝嬎銠C組成原理”作為講解計算機硬件構成以及程序工作原理的基礎課，其中概念性、原理性知識較多，學習起來比較枯燥，學生缺乏學習的興趣。老師在上課的過程當中，也難以采用有效的辦法來吸引學生的注意力。諸如以上因素的影響，導致學生學習缺乏積極性。

第四，實驗方法比較落后。課程實驗是“計算機組成原理”課程的必要環(huán)節(jié)，是加深學生對計算機硬件以及程序工作原理理解的有效手段。在現(xiàn)在的實驗教學中，通常是學生根據(jù)實驗指導書上面的實驗步驟，將試驗箱各部件鏈接起來，然后觀察指示燈或者顯示屏的變化情況，實驗結束。在整個實驗過程當中，大部分學生都沒有理解計算機的工作原理，只是按部就班地完成實驗操作。究其原因，一方面是由于學生在學習理論知識時，沒有將原理理解透徹，另一方面，在實驗教學當中，沒有好的實驗教學方法以及手段，激起學生的興趣，引導學生進行實踐實驗。

2基于微課與翻轉課堂的“計算機組成原理”課程教學模式研究

隨著科學技術的不斷發(fā)展，計算機體系結構的新概念、新技術不斷涌現(xiàn)，給“計算機組成原理”課程帶來了新的挑戰(zhàn)。另外，由于梧州學院正處于應用型大學的轉型階段，這對本課程的教學也提出了新的要求。針對目前梧州學院“計算機組成原理”課程教學存在的問題及其產(chǎn)生原因，結合微課技術以及翻轉課堂教學模式，對本課程的教學方法進行探索，以提高教學效果。主要從以下幾方面進行探索。

2.1 微課教學視頻資源庫的建立

微課視頻的開發(fā)是實現(xiàn)計算機組成原理翻轉課堂教學的先行條件。微課視頻設計與開發(fā)的成功與否，直接影響到后續(xù)教學的進行。計算機組成原理微課視頻資源的開發(fā)包括理論課微課視頻資源開發(fā)和實驗課微課視頻資源開發(fā)。計算原理課程教學存在抽象性、模塊化、關聯(lián)性和層次化等特點。例如，該課程主要介紹計算機硬件的結構和原理，硬件是具體存在的，但其中涉及到采用大規(guī)模集成電路技術的CPU、內(nèi)存等設備的工作原理、設計方法和邏輯實現(xiàn)時，學生就難以理解這些抽象知識。因此設計和制作形象動態(tài)的微課視頻來給學生展示這些設備的工作原理和步驟是微課開發(fā)的重點。在“計算機組成原理”課程微課資源的建立中，根據(jù)“計算機組成原理”課程教學的特點，需開發(fā)和制作計算機組成概述、運算方法和運算器、存儲系統(tǒng)、指令系統(tǒng)、中央處理器、系統(tǒng)總線、外圍設備、輸入輸出系統(tǒng)8大章節(jié)58個知識點的理論教學微課視頻資源和6個實踐教學微課視頻資源。微課視頻的長度10分鐘左右，視頻的內(nèi)容主要以動畫為主，形象地為學生逐步演示計算機每個部件的工作原理和步驟。為了激發(fā)學生自主學習的興趣，吸引學生的注意力，要確保微課內(nèi)容的易理解性以及播放形式的生動性。微課教學視頻資源統(tǒng)一上傳學校微課平臺中，學生可以通過網(wǎng)絡進行觀看學習。

2.2 借助微課視頻引導學生課前自主學習

課前學生的自主學習是翻轉課堂教學能夠正常進行的基礎。在微課資源庫建立完成之后，教師應根據(jù)教學大綱的教學重點和難點，結合整個學期的教學進度，制定學習目標，通過發(fā)布問題或者是作業(yè)的形式，引導學生在課前去微課平臺觀看和學習相應知識點的微課視頻。對于自主學習過程中學生遇到的難以理解的知識點，則要求學生做好問題記錄，到課堂上進行分組討論。通過課前的自主學習，學生可以對計算機組成原理的概念、圖形、原理等知識有一個先行的認識和了解，為后續(xù)的理論學習和實驗操作提供了基礎。

2.3 課堂上進行翻轉課堂教學

與傳統(tǒng)的課堂教學相比，翻轉課堂教學更強調(diào)教學活動組織的合理性，教師需要對課堂的每個環(huán)節(jié)做到合理的掌控。教師根據(jù)課前制定的學習目標，組織教學活動。將學生分為不同的學習小組，選出小組長，進行任務分工，對課前提出的問題或者作業(yè)，進行討論和探討。在整個教學活動的過程中，教師要關注每個小組活動的進展，對提出的問題，給出意見和指導，引導每個學生積極參與討論和思考。小組討論時間結束后，由小組長陳述本小組的學習體會以及遇到的問題，然后教師根據(jù)問題進行講解答疑。答疑結束后，教師應該對本次課堂的學習進行總結，對各組的學習過程進行評價，再次凝練教學目標的知識點，加強學生的理解。對于實驗課程，同樣可以按照以上步驟進行，教師需要在實驗前強調(diào)實驗設備的使用注意事項即可。通過以上的課堂教學活動，調(diào)動了學生學習的主動性和積極性，加強了教師與學生之間的互動，活躍了課堂氣氛，提高了學生的思考能力和協(xié)作能力。

2.4 課后進行綜合評價

課后指導學生通過學習總結、小組評議等方式對翻轉課堂教學過程進行總結評價，一方面可以加深學生對所學知識的理解，一方面教師可以通過此階段發(fā)現(xiàn)在整個翻轉課堂教學過程中存在的不足之處，從而改善教學過程，提高教學效果。另外，教師可以引導學生學習與“計算機組成原理”課程相關的知識點，擴展學生的知識面，提高學生自身的知識水平和能力。

3結束語

基于微課與翻轉課堂的“計算機組成原理”課程教學模式可以充分發(fā)揮學生學習的主觀能動性，激發(fā)學生學習“計算機組成原理”課程的興趣，培養(yǎng)學生探索計算機軟硬件系統(tǒng)的精神，加強教師與學生之間的互動，提升“計算機組成原理”課程的教學效果。目前梧州學院的“計算機組成原理”課程仍采用傳統(tǒng)方法進行教學，在向應用技術型大學轉型和教育信息技術化的大背景下，有必要對“計算機組成原理”的課堂教學模式進行改革。本文提出的基于微課與翻轉課堂的“計算機組成原理”課程教學模式為該課程的改革提供了參考，具有一定的實用價值和指導意義。

[1]David Shieh. These Lectures Are Gone in 60 Seconds [J/OL].[2013-04-28].The Chronicle of Higher Education, 2009,55(26):A13. http://chronicle.com.

[2]張一川,錢揚義.國內(nèi)外“微課”資源建設與應用進展[J].遠程教育雜志,2013(6):26-33.

[3]汪曉東,張晨婧仔.“翻轉課堂”在大學教學中的應用研究[J].現(xiàn)代教育技術, 2013,23(8):11-16.

[4]鐘曉流,宋述強,焦麗珍.信息化環(huán)境中基于翻轉課堂理念的教學設計研究[J]. 開放教育研究,2013(1):58-64.

[5]馬秀麟.大學信息技術公共課翻轉課堂教學的實證研究[J].遠程教育雜志,2013(1):79-85.

(責任編輯：覃華巧)

2017-03-20

2016年廣西高等教育本科教學改革工程項目(2016JGA344)

G640

A

1673-8535(2017)03-0113-04

農(nóng)健(1984-)，男，廣西藤縣人，梧州學院信息與電子工程學院講師，工學碩士，研究方向：數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)庫理論與技術。

龔平(1981-)，女，廣西靈川人，梧州學院信息與電子工程學院副教授，工學碩士，研究方向：數(shù)字圖像處理、計算機網(wǎng)絡應用。