“計算機組成原理”課程思政教學改革研究＊

高珊，靳禹

（天津商業(yè)大學信息工程學院，天津300134；天津輕工職業(yè)技術學院，天津300350）

立德樹人是高等教育的根本任務。高等教育培養(yǎng)學生要樹立正確的人生觀和價值觀，要具備積極向上的理想和社會責任感，要為成為中國特色社會主義事業(yè)發(fā)展和中華民族偉大復興事業(yè)的接班人而不斷進取。時代的發(fā)展促使高等教育對社會需求與時俱進，對高等院校人才培養(yǎng)提出了更高的要求。陳寶生部長在新時代全國高等學校本科教育工作會議上明確提出新時代高等教育的職責，即高校要明確所有課程的育人要素和責任，推動每一位專業(yè)課教師制定開展“課程思政”教學設計，做到課程門門有思政，教師人人講育人。

為了深化教育教學改革，將立德樹人的根本任務落實到學生的專業(yè)素質培養(yǎng)與教育之中，本文以“計算機組成原理”課程為切入點，對課程教學過程進行深度剖析與教學改革，將知識培育與德育培育相結合，挖掘課堂育人新思路，堅持將價值引領與知識傳授，素質提升與能力提高相融合，將思政育人貫穿計算機專業(yè)課程教學的各個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)價值塑造、知識傳授、能力培養(yǎng)三者有機融合。

1 課程思政教學改革思路

1.1 明確課程思政價值

課程思政不同于思政課程，教學核心內(nèi)容以專業(yè)知識為主，在專業(yè)課程知識的講授過程中融入思政元素，首先要明確思政元素的價值。教育的本質是培養(yǎng)人，課程作為教育的實施環(huán)節(jié)，是保證人才培養(yǎng)的基礎，在基礎環(huán)節(jié)中進行思想教育，傳播正確的人生觀和價值觀，弘揚愛國主義精神，引導學生樹立堅定的社會主義信念，立志為中國特色社會主義事業(yè)發(fā)展和中華民族偉大復興事業(yè)而努力學習，這是時代賦予課程的最新價值。

1.2 梳理課程知識點

“計算機組成原理”屬于計算機類偏硬件課程，受學時數(shù)制約，課程主要講授計算機核心組成部件的邏輯結構以及核心部件的工作原理。通過梳理課程常規(guī)知識，總結本課程核心知識共計七章：第一章計算機系統(tǒng)概論，講授計算機發(fā)展史、計算工具的進化、計算機的核心概念和軟硬件系統(tǒng)等；第二章運算方法和運算器，講授計算機中各類型數(shù)據(jù)的機器表示、數(shù)值型數(shù)據(jù)的基本運算方法以及運算器的邏輯結構等；第三章內(nèi)部存儲器，講授存儲系統(tǒng)的多級層次結構、靜態(tài)和動態(tài)存儲器、高速緩沖存儲器、并行存儲器、存儲器芯片的設計等；第四章指令系統(tǒng)，講授指令系統(tǒng)的核心概念及指令系統(tǒng)的發(fā)展、指令的結構、指令系統(tǒng)的設計、尋址方式等；第五章中央處理器，講授CPU的組成與工作原理、CPU的架構及設計方法等；第六章總線系統(tǒng)，主要講授總線的結構及工作原理；第七章輸入輸出系統(tǒng)，主要講授計算機與外設之間的信息交互方式。

1.3 挖掘思政教育結合點

課程思政建設的核心點在于課程教學內(nèi)容與思政要素的有機融合，純粹地生搬硬套無法實現(xiàn)課堂教學的合理規(guī)劃，為此要在課程知識點中挖掘思政教育的結合點?！坝嬎銠C組成原理”講授計算機硬件技術的發(fā)展及實現(xiàn)原理，硬件是軟件使用與開發(fā)的基礎，是中國當前計算機專業(yè)人才緊缺的方向。

因此，挖掘其思政元素，選擇與中國當前硬件行業(yè)發(fā)展關聯(lián)密切的知識作為結合點，從而體現(xiàn)對學生愛國主義精神、敬業(yè)求真精神、誠信友善的態(tài)度、團隊合作精神的培養(yǎng)，促使思政教育有的放矢、思政內(nèi)容與“計算機組成原理”課程形成有機融合的課程思政教育體系。

1.4 設計課程思政方案

明確了“計算機組成原理”課程思政的價值，通過梳理課程知識點挖掘思政要素，“計算機組成原理”課程思政教學改革將圍繞價值塑造、知識傳授、能力培養(yǎng)的根本任務來設計。首先要明確“計算機組成原理”課程育人思政的教學目標；其次選取知識點，明確具體思政教學的融合元素；最后再規(guī)劃具體思政教育的教學內(nèi)容和具體方法。在課程教學中融入思政教育要素，將知識傳授與價值引領有機結合。

2 課程思政建設方案

2.1 課程思政教學目標

“計算機組成原理”課程的教學目標是向學生介紹計算機的發(fā)展歷程、計算機的核心組成及工作原理，具體包括計算機硬件架構、邏輯組成和工作機制及計算機軟硬件的聯(lián)系等。這門課旨在使學生能夠從系統(tǒng)的角度理解計算機的組成，從整體上把握計算機系統(tǒng)各個部分的功能，分析各個部分的關系和作用，培養(yǎng)學生扎實的計算機硬件分析與設計能力。通過在該課程中引入和挖掘思政育人要素，在學生學習專業(yè)課程的同時，對學生進行思想政治的良性引導，把培育和踐行社會主義核心價值觀有機融入整個教學過程，激發(fā)學生的愛國主義情懷，培養(yǎng)學生的敬業(yè)精神，教導學生誠信求真，加強學生的社會責任感，讓學生永葆家國情懷。

2.2 課程思政融合要素

課程思政要素的融合以知識點為思政融合的基本點，通過對課程各章節(jié)內(nèi)容的分析，挖掘與知識點相關的歷史事件、經(jīng)典案例、知名人物、人文知識、傳統(tǒng)文化等知識，作為思政講解的課程要素，將其總結整理為課程思政教學案例，以備教學過程使用。

2.3 課程思政教學內(nèi)容

培養(yǎng)學生愛國主義精神。中國的計算機技術起步較晚，但計算機領域的科研人員一直奮發(fā)圖強，不斷進取。目前中國在超級計算機研發(fā)方面已經(jīng)具備了世界頂級水平，通過了解中國超級計算機，讓學生堅定民族自豪感，激發(fā)愛國主義情懷，感受祖國的日益強大。但中國在芯片制造、操作系統(tǒng)設計等方面還與先進的計算機技術發(fā)展水平存在差距，為此也要鼓勵學生正視差距，努力進取，為中國計算機行業(yè)新興技術的發(fā)展貢獻力量。

培養(yǎng)學生敬業(yè)求真精神。芯片是計算機的核心組成，其實現(xiàn)技術直接影響計算機的性能。中國在芯片設計技術、操作系統(tǒng)設計與開發(fā)等領域一直落后于歐美國家，為此中國科研人員一直致力于相關產(chǎn)品的自主研發(fā)。目前中國自主研發(fā)的龍芯、GPU、麒麟970、寒武紀MLU100芯片都是科技工作者對中國芯片行業(yè)發(fā)展的重要貢獻，是他們投入巨大智力、精力與求真精神的成果。借此激發(fā)學生鉆研專業(yè)技能，贊揚大國工匠精神，引導學生樹立致力于行業(yè)發(fā)展與突破的求真敬業(yè)精神。

培養(yǎng)學生誠信友善的態(tài)度。通過對比主存和Cache的不同映射規(guī)則，展現(xiàn)主存和Cache交互過程中各部件的協(xié)作性，借此引導學生增強誠信意識，彼此團結，相互友愛，在學習和生活中也要遵守規(guī)則，彼此尊重，團結協(xié)作。

培養(yǎng)學生團隊合作精神。多級存儲層次是計算機存儲系統(tǒng)的典型結構。在講解多級層次結構的設計思想時，引導學生在學習和生活中要精誠協(xié)作，互相團結，重視團隊協(xié)作和團隊利益，明確團隊合作才能夠最大地發(fā)揮個人的優(yōu)勢，同時理解團隊協(xié)作才能夠展現(xiàn)出集體最大最優(yōu)的效能。

2.4 課程思政教學手段

“計算機組成原理”課程是理論性較強的專業(yè)基礎課，在該課程中融入思政育人的教學內(nèi)容，關鍵環(huán)節(jié)就是教師引導。教師通過對引導方式和引導類型的設計，使學生積極參與；學生通過資料查詢、問題思考及調(diào)研討論等獲得自我體驗和感悟。為有效實現(xiàn)課程教學目標，擬采用的教學方法包括如下幾種。

多元化的教學方法。教學過程采用多元化教學方法，課堂教學中采用教師課堂講授為主、課堂討論為輔的方式；教學資料可以采用文字、圖片、教學微視頻等多種形式課程資源，同時補充學生查閱資料環(huán)節(jié)，豐富教學方法和手段。

組織和引導學生積極參與和體驗。在思政教育的教學內(nèi)容中，針對具體題目設計具體的互動性環(huán)節(jié)，如問答、調(diào)研、數(shù)字故事、小規(guī)模研討等，提升學生對題目的參與性和主動性，增強學生的體驗感和行為鍛煉，讓學生能夠在情感上與思政主題形成共鳴。

擴展教學的時間與空間。除利用課堂教學進行思政育人外，還可引入其他時間和空間要素共同提高課程的教育教學效果，通過課堂內(nèi)外資源、學校內(nèi)外場景與實踐，線上線下學習及APP推送等多維要素提升育人效果。

3 結語

本文通過對“計算機組成原理”課程思政改革進行研究和初步規(guī)劃，提出了“計算機組成原理”課程思政改革的建設方案。從思政課程建設的目標設計、融合要素、教學內(nèi)容和教學手段等方面進行方案規(guī)劃。隨著該方案持續(xù)實施與不斷改進，教師在教學準備和教學過程中，進一步端正教學態(tài)度，提升教學素養(yǎng)，在教學過程中始終將對學生的價值塑造、知識傳授和能力培養(yǎng)作為教育教學目標。學生在學習過程中，開闊了視野，增強了學習的興趣，提升了學習的動力，實現(xiàn)了三全育人的初步成效。