基于微课与翻转课堂的“计算机组成原理”课程教学模式研究

农 健，龚 平

(1.2.梧州学院 信息与电子工程学院，广西 梧州 543002)

基于微课与翻转课堂的“计算机组成原理”课程教学模式研究

农 健1，龚 平2

(1.2.梧州学院 信息与电子工程学院，广西 梧州 543002)

在转型背景下，该文以计算机组成原理为例，针对当前梧州学院“计算机组成原理”课程的教学情况以及存在的问题进行分析，结合微课教学模式以及翻转课堂教学模式，探讨性地提出“计算机组成原理”课程在微课条件下的翻转课堂教学方法，为梧州学院的“计算机组成原理”课程的教学提供参考。

微课；翻转课堂；计算机组成原理

0引言

“计算机组成原理”课程是梧州学院本科专业计算机科学与技术的专业骨干课，是该专业的必修课程。计算机组成原理主要是对计算机的主要硬件构成、程序工作方式等基础知识进行教学。这些基础知识的理解以及掌握与否，对学生计算机思维的发展有很大的影响，直接关系到后续相关课程的学习，也会影响到学生的专业成长。

微课，又名微课程，是相对于传统的课程而言的，微课是一门短小精悍的课程，其以一个知识点或问题为主题，以视频的形式对学生进行教学。微课视频一般控制在十分钟左右，由于其简短的特点，更能集中学生的注意力，从而达到很好的教学效果。在课堂上，教师可以通过微课，对学生进行知识传授；在课余时间，学生也可以通过微课进行预习、复习，实现自主学习[1-2]。

翻转课堂是一种新型的课堂教学组织形式[3]，与传统的课堂组织形式相比，其重心主要是在课堂外通过教学视频等学习资源培养和锻炼学生自主学习的能力，课堂内通过师生互动、问题答疑等活动，使教学活动达到更好的效果[4-5]。翻转课堂通过课堂组织形式的改变，能够激发学生主动学习的积极性和探究性，从而达到更好的教学目标。

在“计算机组成原理”课程教学中，教师根据该课程各章节中的知识点来制作微课，然后进行翻转课堂教学。学生在课外进行自主的微课学习，记录在学习过程中遇到的疑点和难点。在上课的过程中，师生面对面进行互动和答疑。通过微课与翻转课堂教学形式的结合，来达到更好的教学效果。

1目前梧州学院“计算机组成原理”课程教学存在的问题

计算机科学与技术专业作为梧州学院老牌的本科专业，学校历来都比较重视该专业的建设，加强该专业的基础教学，在师资建设、教学资源、实验设备等方面都有较大的投入，目的是提高学生在硬件系统方面的分析、设计与开发的能力。但在实际的课程教学当中，仍发现存在以下问题。

第一，学生硬件基础差，对计算机的硬件构成不熟悉、程序工作原理不理解。学生在学习“计算机组成原理”课程前，极少接触计算机硬件和程序工作原理的相关知识。导致在正常的课堂教学当中，学生对新出现的概念、图形以及原理等知识难以理解，从而大大降低了教师授课以及学生接受知识的效率，使教学难以达到预期目标。

第二，教学方法和手段比较传统和单一。在当前的科技水平下，计算机组成原理实验室的教学设备已经比较完备，包括多媒体设备、性能优越的计算机以及传统的黑白板。在日常的教学当中，采取多媒体演示和板书相结合的教学手段进行教学，但由于学生基础差、学时投入较少、课程内容抽象等原因，教师难以在既定的课时内将教学内容讲解透彻，难以建立教师和学生之间的互动。

第三，学生缺乏学习积极性。“计算机组成原理”作为讲解计算机硬件构成以及程序工作原理的基础课，其中概念性、原理性知识较多，学习起来比较枯燥，学生缺乏学习的兴趣。老师在上课的过程当中，也难以采用有效的办法来吸引学生的注意力。诸如以上因素的影响，导致学生学习缺乏积极性。

第四，实验方法比较落后。课程实验是“计算机组成原理”课程的必要环节，是加深学生对计算机硬件以及程序工作原理理解的有效手段。在现在的实验教学中，通常是学生根据实验指导书上面的实验步骤，将试验箱各部件链接起来，然后观察指示灯或者显示屏的变化情况，实验结束。在整个实验过程当中，大部分学生都没有理解计算机的工作原理，只是按部就班地完成实验操作。究其原因，一方面是由于学生在学习理论知识时，没有将原理理解透彻，另一方面，在实验教学当中，没有好的实验教学方法以及手段，激起学生的兴趣，引导学生进行实践实验。

2基于微课与翻转课堂的“计算机组成原理”课程教学模式研究

随着科学技术的不断发展，计算机体系结构的新概念、新技术不断涌现，给“计算机组成原理”课程带来了新的挑战。另外，由于梧州学院正处于应用型大学的转型阶段，这对本课程的教学也提出了新的要求。针对目前梧州学院“计算机组成原理”课程教学存在的问题及其产生原因，结合微课技术以及翻转课堂教学模式，对本课程的教学方法进行探索，以提高教学效果。主要从以下几方面进行探索。

2.1 微课教学视频资源库的建立

微课视频的开发是实现计算机组成原理翻转课堂教学的先行条件。微课视频设计与开发的成功与否，直接影响到后续教学的进行。计算机组成原理微课视频资源的开发包括理论课微课视频资源开发和实验课微课视频资源开发。计算原理课程教学存在抽象性、模块化、关联性和层次化等特点。例如，该课程主要介绍计算机硬件的结构和原理，硬件是具体存在的，但其中涉及到采用大规模集成电路技术的CPU、内存等设备的工作原理、设计方法和逻辑实现时，学生就难以理解这些抽象知识。因此设计和制作形象动态的微课视频来给学生展示这些设备的工作原理和步骤是微课开发的重点。在“计算机组成原理”课程微课资源的建立中，根据“计算机组成原理”课程教学的特点，需开发和制作计算机组成概述、运算方法和运算器、存储系统、指令系统、中央处理器、系统总线、外围设备、输入输出系统8大章节58个知识点的理论教学微课视频资源和6个实践教学微课视频资源。微课视频的长度10分钟左右，视频的内容主要以动画为主，形象地为学生逐步演示计算机每个部件的工作原理和步骤。为了激发学生自主学习的兴趣，吸引学生的注意力，要确保微课内容的易理解性以及播放形式的生动性。微课教学视频资源统一上传学校微课平台中，学生可以通过网络进行观看学习。

2.2 借助微课视频引导学生课前自主学习

课前学生的自主学习是翻转课堂教学能够正常进行的基础。在微课资源库建立完成之后，教师应根据教学大纲的教学重点和难点，结合整个学期的教学进度，制定学习目标，通过发布问题或者是作业的形式，引导学生在课前去微课平台观看和学习相应知识点的微课视频。对于自主学习过程中学生遇到的难以理解的知识点，则要求学生做好问题记录，到课堂上进行分组讨论。通过课前的自主学习，学生可以对计算机组成原理的概念、图形、原理等知识有一个先行的认识和了解，为后续的理论学习和实验操作提供了基础。

2.3 课堂上进行翻转课堂教学

与传统的课堂教学相比，翻转课堂教学更强调教学活动组织的合理性，教师需要对课堂的每个环节做到合理的掌控。教师根据课前制定的学习目标，组织教学活动。将学生分为不同的学习小组，选出小组长，进行任务分工，对课前提出的问题或者作业，进行讨论和探讨。在整个教学活动的过程中，教师要关注每个小组活动的进展，对提出的问题，给出意见和指导，引导每个学生积极参与讨论和思考。小组讨论时间结束后，由小组长陈述本小组的学习体会以及遇到的问题，然后教师根据问题进行讲解答疑。答疑结束后，教师应该对本次课堂的学习进行总结，对各组的学习过程进行评价，再次凝练教学目标的知识点，加强学生的理解。对于实验课程，同样可以按照以上步骤进行，教师需要在实验前强调实验设备的使用注意事项即可。通过以上的课堂教学活动，调动了学生学习的主动性和积极性，加强了教师与学生之间的互动，活跃了课堂气氛，提高了学生的思考能力和协作能力。

2.4 课后进行综合评价

课后指导学生通过学习总结、小组评议等方式对翻转课堂教学过程进行总结评价，一方面可以加深学生对所学知识的理解，一方面教师可以通过此阶段发现在整个翻转课堂教学过程中存在的不足之处，从而改善教学过程，提高教学效果。另外，教师可以引导学生学习与“计算机组成原理”课程相关的知识点，扩展学生的知识面，提高学生自身的知识水平和能力。

3结束语

基于微课与翻转课堂的“计算机组成原理”课程教学模式可以充分发挥学生学习的主观能动性，激发学生学习“计算机组成原理”课程的兴趣，培养学生探索计算机软硬件系统的精神，加强教师与学生之间的互动，提升“计算机组成原理”课程的教学效果。目前梧州学院的“计算机组成原理”课程仍采用传统方法进行教学，在向应用技术型大学转型和教育信息技术化的大背景下，有必要对“计算机组成原理”的课堂教学模式进行改革。本文提出的基于微课与翻转课堂的“计算机组成原理”课程教学模式为该课程的改革提供了参考，具有一定的实用价值和指导意义。

[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]张一川,钱扬义.国内外“微课”资源建设与应用进展[J].远程教育杂志,2013(6):26-33.

[3]汪晓东,张晨婧仔.“翻转课堂”在大学教学中的应用研究[J].现代教育技术, 2013,23(8):11-16.

[4]钟晓流,宋述强,焦丽珍.信息化环境中基于翻转课堂理念的教学设计研究[J]. 开放教育研究,2013(1):58-64.

[5]马秀麟.大学信息技术公共课翻转课堂教学的实证研究[J].远程教育杂志,2013(1):79-85.

(责任编辑：覃华巧)

2017-03-20

2016年广西高等教育本科教学改革工程项目(2016JGA344)

G640

A

1673-8535(2017)03-0113-04

农健(1984-)，男，广西藤县人，梧州学院信息与电子工程学院讲师，工学硕士，研究方向：数据挖掘、数据库理论与技术。

龚平(1981-)，女，广西灵川人，梧州学院信息与电子工程学院副教授，工学硕士，研究方向：数字图像处理、计算机网络应用。