基于O2O的高職計(jì)算機(jī)組成原理課程混合式教學(xué)模式探究

陳浩 郭欣欣

摘要：計(jì)算機(jī)組成原理課程是高職計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)核心課程之一。本課程知識(shí)面廣、難度大、比較抽象，高職學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中容易產(chǎn)生挫折感和厭倦感。針對(duì)以上問(wèn)題，著重探討基于線上線下（O2O），依靠互聯(lián)網(wǎng)，構(gòu)建一種集線上自主學(xué)習(xí)、線下課堂教學(xué)、線上輔導(dǎo)、線下實(shí)驗(yàn)的混合式教學(xué)模式。

關(guān)鍵詞：O2O;高職;計(jì)算機(jī)組成原理;混合式教學(xué)

一、高職計(jì)算機(jī)組成原理課教學(xué)現(xiàn)狀

（一）課程先修課內(nèi)容和知識(shí)的要求高

計(jì)算機(jī)組成原理是計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)的核心課程，也是高職學(xué)生比較難學(xué)的課程。這門(mén)課需要先學(xué)習(xí)數(shù)字電路、計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)等課程，而很多高職院校計(jì)算機(jī)專業(yè)并沒(méi)有開(kāi)設(shè)數(shù)字電路課程。即使部分院校開(kāi)設(shè)數(shù)字電路課程，但計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)字電路課的過(guò)程中，因沒(méi)有學(xué)習(xí)相關(guān)電路基礎(chǔ)課做支撐，對(duì)數(shù)字電路知識(shí)掌握不牢固，最終極大影響學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)組成原理課程知識(shí)的掌握。

（二）課程內(nèi)容比較抽象

計(jì)算機(jī)組成原理主要學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)各組成部件，而這些部件都是由人眼難以看到的集成電路構(gòu)成。在課堂上，教師主要依靠抽象的電路圖向?qū)W生講解各組成部分的原理，這就要求學(xué)生具有較強(qiáng)的邏輯思維能力。但是，高職學(xué)生與本科院校學(xué)生不同，其邏輯思維能力稍顯不足，這就容易使他們?cè)趯W(xué)習(xí)過(guò)程中難于理解核心概念和理論。此外，就高職院校的計(jì)算機(jī)組成原理課程來(lái)說(shuō)，該課程抽象的理論多、實(shí)操較少，學(xué)生很難直接體會(huì)到所學(xué)知識(shí)的用處，這導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的積極性下降，對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解更加困難。

（三）教學(xué)方法弊端及不足

智慧教室、多媒體等現(xiàn)代化教學(xué)設(shè)備的廣泛使用，極大改善了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，能幫助學(xué)生迅速高效地學(xué)習(xí)新知識(shí)。但隨著多媒體教學(xué)設(shè)備的普及，許多高職課程教學(xué)中出現(xiàn)以PPT幻燈片和移動(dòng)端觀看視頻取代板書(shū)的現(xiàn)象。雖然教學(xué)的信息化使教師課堂教學(xué)效率有很大提升，但也存在很多問(wèn)題。如，教學(xué)中教師依靠PPT單純地羅列知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生缺乏充分思考的時(shí)間，難以全部消化吸收，師生互動(dòng)減少等。長(zhǎng)此以往，學(xué)生會(huì)逐漸對(duì)PPT課件產(chǎn)生過(guò)分依賴心理，從而使其自主學(xué)習(xí)能力退化，深層次的教學(xué)效果無(wú)法充分體現(xiàn)。

（四）理論與實(shí)踐的相互結(jié)合不夠

在大部分的本科院校中，計(jì)算機(jī)組成原理的教學(xué)通常配備相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，教師在課堂上講解理論知識(shí)后，可引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備自己動(dòng)手設(shè)計(jì)。這種理論與實(shí)踐的結(jié)合，可以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)抽象理論知識(shí)的掌握。對(duì)于大多數(shù)高職院校來(lái)說(shuō)，他們不具備這樣的實(shí)踐條件，這使得高職院校的計(jì)算機(jī)組成原理教學(xué)側(cè)重于理論。在理論課講解過(guò)程中，教師通常借助多媒體給學(xué)生講解，雖然提高了課堂效率，但也導(dǎo)致學(xué)生對(duì)大量的知識(shí)點(diǎn)理解不夠迅速和透徹，課后更沒(méi)有相應(yīng)的實(shí)踐進(jìn)行鞏固。理論與實(shí)踐的結(jié)合程度不足，使學(xué)生很難理解和掌握課堂上所學(xué)的知識(shí)。

二、基于O2O的混合式教學(xué)模式構(gòu)建

O2O（Online To Offline）的概念是Alex在2010年8月提出的。它最初指的是業(yè)務(wù)服務(wù)模型，稱為“線上到線下”。本文提到的O2O是指以“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代背景為核心，充分利用互聯(lián)網(wǎng)、教育管理系統(tǒng)、課外實(shí)驗(yàn)教學(xué)、工程實(shí)踐與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合的有效教學(xué)模式。O2O混合教學(xué)模式實(shí)際上反映的是教學(xué)安排的混合式教學(xué)，教師的工作由先入為主的教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)樘釂?wèn)輔導(dǎo)學(xué)生和與學(xué)生討論交流問(wèn)題，即成為專職的導(dǎo)師。線上空間為學(xué)生提供背景知識(shí)、學(xué)習(xí)資源以及其他支持信息。學(xué)生線上線下協(xié)作，進(jìn)行動(dòng)手實(shí)踐，并同步討論，接受教師指導(dǎo)。通過(guò)線下物理空間的實(shí)踐，學(xué)生最終完成實(shí)驗(yàn)并展示自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。以下將從混合教學(xué)資源、混合教學(xué)過(guò)程、混合教學(xué)服務(wù)三個(gè)方面闡述基于O2O的混合式教學(xué)模式。

（一）教學(xué)資源混合式配置

1、線上資源配置。線上資源配置需借助相應(yīng)的平臺(tái)，隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，目前，高職院校主要借助于大學(xué)MOOC、超星學(xué)習(xí)通等移動(dòng)平臺(tái)。在互聯(lián)網(wǎng)背景下，教學(xué)資源的獲取已經(jīng)超越了地域限制。即使缺乏教育資源的地區(qū)也可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)獲取教育資源發(fā)達(dá)地區(qū)的在線教學(xué)資源。但互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的海量教學(xué)資源，并不意味著可以隨意使用。教師不僅要根據(jù)高職學(xué)生的特點(diǎn)篩選出合適的資源，而且要分析計(jì)算機(jī)組成原理的課程體系和難點(diǎn)，合理選擇網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源。同一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的視頻要按層次梯度組織，如虛擬存儲(chǔ)器概述與虛擬存儲(chǔ)器詳解兩個(gè)資源都可以保留，以滿足不同層次學(xué)生學(xué)習(xí)需求。

2、線下的資源配置。計(jì)算機(jī)組成原理課有一定的實(shí)踐性，線下需要配置相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)基地。校內(nèi)實(shí)驗(yàn)基地以實(shí)驗(yàn)室和虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)備的方式進(jìn)行配置。虛擬平臺(tái)下只需要有相應(yīng)的試驗(yàn)箱及虛擬仿真工具，這樣，學(xué)生就可以運(yùn)用EDA設(shè)計(jì)邏輯電路，然后在Quadus下對(duì)改進(jìn)ALU的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行編程和編譯，最終在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行測(cè)試。實(shí)驗(yàn)室還應(yīng)該配備示波器、萬(wàn)用表等具體的物理設(shè)備?？紤]到學(xué)生掌握知識(shí)層次不同，可將不同層次學(xué)生混合在一起分組，給出具體應(yīng)用場(chǎng)景，由小組設(shè)計(jì)方案并共同完成設(shè)計(jì)、調(diào)試、撰寫(xiě)報(bào)告等任務(wù)。

（二）教學(xué)服務(wù)混合式構(gòu)建

1、教師線上答疑。線上平臺(tái)為學(xué)習(xí)者提供背景知識(shí)、PPT、視頻等資源，這些資源可以給予學(xué)習(xí)者大量的信息，但無(wú)法有針對(duì)性地對(duì)學(xué)生產(chǎn)生的疑惑給予解答，此時(shí)，教師的線上解答就顯得尤為重要。線上答疑可分為兩種形式：第一種形式，教師事先設(shè)置一個(gè)主題，收集學(xué)生們圍繞這個(gè)主題提出的問(wèn)題。第二種形式，教師在網(wǎng)上進(jìn)行即時(shí)解答。教師在網(wǎng)上教學(xué)時(shí)，可專門(mén)預(yù)留一定的時(shí)間，在這段時(shí)間內(nèi)，學(xué)生就課堂教學(xué)問(wèn)題提問(wèn)，老師將在網(wǎng)上進(jìn)行即時(shí)解答。

2、學(xué)生線下討論。學(xué)生之間開(kāi)展討論可以參照教師線上答疑設(shè)置主題的做法，不過(guò)討論陣地則從線上轉(zhuǎn)移到線下。教師先對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，并設(shè)置討論的主題，這樣，學(xué)生討論的內(nèi)容就會(huì)相對(duì)集中，有利于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維，也可以培養(yǎng)學(xué)生的溝通能力，同時(shí)，還能讓學(xué)生意識(shí)到彼此之間的差距。討論結(jié)束后各小組形成討論總結(jié)，并提交到線上，教師借助線上平臺(tái)的智能分析技術(shù)，可以了解各小組學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度，進(jìn)而對(duì)不同程度的學(xué)生開(kāi)展個(gè)性化教學(xué)服務(wù)。

（三）教學(xué)過(guò)程混合式的表現(xiàn)形式

1、教學(xué)形式多元化。線下理論課采用教師課堂教學(xué)的教學(xué)形式，但要加大課堂討論的互動(dòng)性，通過(guò)提問(wèn)、討論、互動(dòng)等方式調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)課堂學(xué)習(xí)氣氛。在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)盡量由教師進(jìn)行演示或者先在虛擬仿真平臺(tái)上實(shí)驗(yàn)，再由學(xué)生動(dòng)手操作，以加深學(xué)生印象，提高教學(xué)的直觀性。討論課由老師布置主題，學(xué)生在課堂或在線平臺(tái)上討論，討論結(jié)束后，老師進(jìn)行評(píng)估，最后，學(xué)生提交討論報(bào)告。實(shí)踐環(huán)節(jié)，教師按照教學(xué)內(nèi)容安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，每組學(xué)生自選實(shí)驗(yàn)題目，完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

2、評(píng)價(jià)方式多元化。多元化的評(píng)價(jià)方式是指線上評(píng)價(jià)與線下評(píng)價(jià)相結(jié)合，學(xué)生通過(guò)線上平臺(tái)完成的簽到、討論、問(wèn)題回答等線上教學(xué)形式都是學(xué)生評(píng)價(jià)體系的一部分。學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)、完成課堂作業(yè)的情況以及完成實(shí)驗(yàn)的情況，也都會(huì)作為評(píng)價(jià)體系的組成部分。另外，不局限于教師對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)，學(xué)生之間也可以互相評(píng)價(jià)。多樣化的評(píng)價(jià)方式可以對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行客觀公正的評(píng)價(jià)。

三、基于O2O的混合式教學(xué)模式實(shí)施過(guò)程

第一步，課前線上自主學(xué)習(xí)。學(xué)生通過(guò)在線學(xué)習(xí)平臺(tái)自主學(xué)習(xí)，獨(dú)立完成練習(xí)，獨(dú)立思考，獨(dú)立討論，獨(dú)立提問(wèn)，老師在網(wǎng)上回答學(xué)生提出的問(wèn)題。第二步，課中線下課堂互動(dòng)。在課堂講解的過(guò)程中，教師針對(duì)某一問(wèn)題，啟發(fā)并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課堂討論。學(xué)生在討論過(guò)程中進(jìn)行分析和提問(wèn)，教師回答問(wèn)題，使學(xué)生進(jìn)一步理解所學(xué)知識(shí)。課堂教學(xué)結(jié)束，教師布置課后作業(yè)，要求學(xué)生及時(shí)完成并提交到線上平臺(tái)。第三步，學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)分析。教師利用線上平臺(tái)的數(shù)據(jù)分析功能，對(duì)學(xué)生練習(xí)提交率、練習(xí)出錯(cuò)率、出錯(cuò)點(diǎn)等進(jìn)行分析，得出學(xué)生難于理解掌握的知識(shí)點(diǎn)，進(jìn)行一對(duì)一的個(gè)性化輔導(dǎo)。第四步，課外實(shí)驗(yàn)。通常，每個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)一個(gè)理論知識(shí)塊。為此，教師在課堂上首先講解實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)點(diǎn)，然后讓學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)在虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上模擬實(shí)驗(yàn)。第五步，多維度評(píng)價(jià)。教師利用線上平臺(tái)將評(píng)價(jià)體系分為平時(shí)成績(jī)（10%）、實(shí)驗(yàn)（40%）、課程考試（50%）三個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)。其中，線上簽到占平時(shí)成績(jī)的50%，線上自主學(xué)習(xí)和線下課堂參與情況占平時(shí)成績(jī)的50%。在實(shí)驗(yàn)指標(biāo)中，參與實(shí)驗(yàn)的學(xué)生得總分的20%，個(gè)人單獨(dú)完成并通過(guò)教師檢查得總分的30%。課程考試占50%分值，依據(jù)學(xué)生考試成績(jī)?cè)u(píng)定。

通過(guò)對(duì)高職計(jì)算機(jī)組成原理課教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，提出以學(xué)生為中心的基于O2O的高職計(jì)算機(jī)組成原理課混合式教學(xué)模式。這種模式利用線上資源和線下課堂及實(shí)驗(yàn)進(jìn)行混合教學(xué)，有利于學(xué)生更好獲得知識(shí)，在一定程度上加快了計(jì)算機(jī)專業(yè)課程建設(shè)的步伐，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的創(chuàng)新性和自覺(jué)性，增進(jìn)了師生問(wèn)的溝通交流，增強(qiáng)了計(jì)算機(jī)組成原理課教學(xué)效果，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)也更加客觀準(zhǔn)確。

此外，本文也具有一定的局限性。首先，基于O2O的混合式教學(xué)模式既依賴線上資源，依賴線下資源，對(duì)于一些特殊的情況，比如，由于2020年初的新冠肺炎疫情，學(xué)生聽(tīng)課在家，使得線下教學(xué)無(wú)法進(jìn)行。此外，本研究目前僅在實(shí)際中進(jìn)行初步應(yīng)用，還沒(méi)有進(jìn)行比對(duì)實(shí)驗(yàn)。下一步，筆者將對(duì)應(yīng)用此教學(xué)模式的班級(jí)和沒(méi)有應(yīng)用此模式的班級(jí)進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，分析各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，用數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)證基于O2O的混合式教學(xué)模式相對(duì)于傳統(tǒng)教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)。

作者簡(jiǎn)介：陳浩（1988-），男，河南鎮(zhèn)平人，碩士，助教，研究方向：計(jì)算機(jī)視覺(jué);郭欣欣（1986-），女，河南唐河人，碩士，助教，研究方向：英語(yǔ)教學(xué)。

（責(zé)任編輯 張萌喆）