计算机原理课程的混合式教学及学习效果评价探索

卢 伟，仲崇权，于海晨，李卓涵，林 恺，赵 亮，张立勇

（大连理工大学 控制科学与工程学院，辽宁 大连 116023）

0 引 言

计算机原理课程是电子信息及自动化相关专业重要的必修课程之一，涵盖计算机软、硬件，并将其紧密结合、相互渗透，具有很强的理论性、实践性、综合性和应用性。然而，传统的教育教学模式下教学效果的提升，已经出现瓶颈，而基于MOOC的线上、线下混合式教学模式脱颖而出，改变了传统高等教育的课程模式，为探索新教学模式提供了思路和方法[1-2]。另外，合理有效地衡量学生学习效果，并能够对课程建设各个环节形成闭环反馈，是保障教学效果的重要环节。

1 课程设计的改革探索

1.1 课程教学内容优化

根据课程特点，应对教学内容进行梳理、区分，从学生目标知识掌握程度、目标能力达成程度等方面出发，重点关注新工科和工程专业认证在基本能力、设计能力和工程实践创新能力3个方面的培养，同时从知识、能力和素质培养出发，采用混合式教学模式，一部分采用线上MOOC形式进行，与线下课堂教学相结合，另一部分采用线下面对面课堂教学模式。一方面可以提供教师与学生的面对面交流机会，使学生充分利用校内教学资源；另一方面，方便教师对学生进行监督和管理。

针对计算机原理课程教学内容，梳理出十大主题，见表1。首先，围绕着MOOC，以学生为中心，以成果为导向，划分每章节知识点，并按照连贯性、系统性，易于形成知识链、知识框架等原则，对这些知识点的组成和结构进行优化；其次，与时俱进，将课程教学团队的最新科研成果融入其中，以体现课程内容的先进性；最后，将各章节知识点进行整合，形成培养要求。通过线上和线下配合，完成学生课堂教学和线上教学的一体化，帮助学生取得预期的学习结果。

1.2 混合式教学手段和方法改革

在将传统的授课方式与线上MOOC紧密结合过程中，充分发挥各自优势，盘活MOOC环境下的课堂教学过程，将整个课程的课堂教学设置为理论教学模块、交流模块、随堂练习模块、工程案例模块和课后作业模块5个模块。理论教学模块仍然采用传统的以教师讲授为主的形式，根据学生课堂反应情况，及时调整重要知识点讲解的详细程度以及难度，另外增加学生自主学习内容来增加学生独立学习和思考的过程，为学生毕业后从事相关技术工作，提升适应能力。在交流模块，与线上教学相结合，实现课堂的部分翻转，理论教学通过学生课前观看MOOC视频来实现，并完成线上测试题，并且教师在线抛出问题，学生在线讨论，教师在线答疑；教师课上继续答疑解惑，为学生赢得课上宝贵时间，与教师进行更深层次的讨论，解决共性及个性问题，促进知识内化，为进一步的学习过程扫清障碍。随堂练习模块采用讲练结合，精讲多练，旨在提高学生对知识的理解和掌握程度，并通过练习及时发现问题。在工程案例模块，与教师科研项目相结合，通过具有先进性的案例，为学生提供理论与实践相结合的机会，提高工程实践能力。课后作业模块提供了一种检验学生学习情况和掌握情况的图形，帮助教师和学生及时发现存在的问题。5个模块有机结合，不断激发学生的学习兴趣，提升课程教学质量。

1.3 课程考核评价模式新探索

随着混合式教学模式的引入，采用有效的考核评价模式衡量学生的学习效果是非常重要的教学环节。学习效果即对知识的掌握程度和能力的达成程度，这里将课程考核评价模式改革的重点放在对学生能力达成情况的考核上。将传统的重视终结性考核，改为线上与线下相结合、形成性考核与终结性考核相结合，不仅重视线下即课堂学习情况，还重视线上视频观看、测试题完成情况、参与讨论情况，在一定程度上淡化终结性考核。在教学过程中，时刻关注学生预期专业能力的达成情况，并通过梳理分析得出可作用于后续教学的反馈信息。

线上线下相融合，探索出一条真正能够反映计算机原理特点，全面体现学生对基础知识掌握程度，综合分析、设计和实践能力的课程考核评价模式。在课程教学过程中，线上部分主要考核学生线上学习的参与度，包括视频观看时间和次数、线上讨论参与次数及线上测试题正确率；线下部分主要考核学生讨论情况、提出问题及解决问题情况。形成性考核作为学习过程的考核，主要体现在随堂练习、课后作业和工程案例的实施过程中；同时，采用一些适应学生个性化发展需要的课程考核评价模式，进一步提高考核模式合理程度，如根据每位学生的课程考核结果所对应的预期能力实际达成度进行分析。

另外，根据课程对应的知识、能力培养目标和课程特点，对课程的能力培养目标进行细化，提出具体能力指标和达成要求，作为考核学生的要点，并且逆向推导出合适的考核评价模式，用以检测学生实际学习成果和能力达成情况；给予学生充分的自由度，鼓励学生进行创造性学习，调整教学方法，摒弃效果不佳的教学方法，寻求合适的教学方法，优化教学效果；注重引导学生通过自主、探究、合作等方式，完成观察、思考、演示的学习过程，提高学生的自主学习能力、团队合作能力，并促进学生养成良好的学习习惯，同时鼓励学生挑战自我，激发创新热情。

2 学习效果评价过程的探索与反馈

2.1 学生学习效果定量及定性评价

为得出学生学习效果的定量分析结果，以教学班为单位，对学生成绩进行整体平均分分析、好中差分段分析和终结性考核分项分析。首先，将班级平均成绩和各分数段学生成绩，按照各考核环节，逆向分配到各能力点中，分配规则见表2；其次，再对各能力点分值纵向求和，得出每个能力点的实际分值；最后，再计算出每个能力满分的占比，从而计算得到每个能力的达成度，见表3。班级平均能力达成度=5.1.2达成度×10%+1.3.1达成度×30%+3.2.3达成度×10%+8.7.3达成度×30%+8.6.3达成度×20%，计算结果如图1所示。好、中、差分段能力达成度分别如图2—图4所示。从总体来看，课程的两个核心能力：知识在设计中的应用能力以及系统建模和确保目标实现能力达成度平均在70%以上，达成情况一般，而成绩较好学生和较差学生的能力达成度相差30%左右，出现了两极分化的现象。据此，在这两个核心能力的培养上，还需要进一步采取措施，改进教学效果。在实验环节，教师需要加强引导，对成绩较差学生，更应该加强线上和线下监督学习和引导，改善其学习习惯和学习效果。

表2 考核项目与能力点分值对应表

表3 考核成绩与目标能力对应表

图1 平均能力达成度

图2 成绩较好学生能力达成度

图3 成绩中等学生能力达成度

图4 成绩较差学生能力达成度

2.2 终结性考核能力达成度分析

终结性考核作为整个课程的最终考核环节，能够有效反映学生的学习效果，同时可以反映出学生在不同考核项上的学习情况。以授课班级为单位，统计学生终结性考核成绩在各题型上的得分情况，从而计算得出各考核项的达成度。总体来说，课程各考核项的达成情况处于中等水平，基本达到课程的培养目标，如图5所示。其中，计算机系统综合设计能力作为课程综合知识运用环节，达成度相对较低，在新一轮的教学中，学生需要进一步加强知识运用类题目的练习。

考虑到学生数量和教师工作量，也可以通过采样的方式，对学生成绩进行统计、分析，并作为学生实际学习成果的展现。

2.3 持续改进措施制订

课程考核结束后，对考核成绩进行分析、梳理、总结，得出学生能力及各考核项达成情况，并分析原因、研究对策，反馈作用于下一轮课程教学的各个环节，包括线上线下课程内容的划分、教学手段和方法、考核方式等，进一步提升学生的学习效果[4]。另外，在课程实施过程中，改变以往信息员为部分学生并且需要分阶段反馈的现状，全体学生均参与信息线上反馈，以便教师能够随时了解学生学习情况，及时调整教学策略；同时，增加高年级学生助理制度，使线上答疑、学生纵向沟通及言传身教更加有效。

3 结 语

在传统课堂教学和单一MOOC教学模式的基础上，采用线上、线下混合式教学模式，以学生为中心，以学习成果为教学目标，培养新工科背景下的工程技术人才。将课程内容重新划分为线上、线下两部分，根据知识特点，选取合适的教学模式；合理规划教学手段与方法，实现部分课堂翻转，力求教学效果最大化；改革考核评价方式，提高对线上学习过程的重视程度，并且对课程培养能力和学生学习效果的达成度进行从定量到定性的分析。文中所述的改革措施和学习效果分析及反馈，能更好地培养学生的工程实践能力、创新意识和终身学习习惯，希望能对工程教育下其他本科课程的教学改革以及教学效果评价过程起到抛砖引玉的作用。

图5 考核项目达成度