[出处] 教育教学论坛_2022年第19期

葛芬 王毅 陈未央 周芳

[关键词] 微机原理与应用;混合式教学;教学模式

[基金项目] 2020年度南京航空航天大学线上线下混合式课程建设专项“微机原理与应用”（20200412K）

[作者简介] 葛 芬（1981—），女，江苏丹阳人，博士，南京航空航天大学电子信息工程学院副教授，主要从事数字集成电路与嵌入式系统设计研究;王 毅（1983—），男，山东济南人，博士，南京航空航天大學电子信息工程学院副教授，主要从事本科生培养与教学管理研究;陈未央（1984—），女，江苏南京人，博士，南京航空航天大学电子信息工程学院助理研究员，主要从事高等教育管理研究。

[中图分类号] G642   [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2022）19-0121-04 [收稿日期] 2021-09-28

随着互联网技术的迅速发展，MOOC、SPOC等大规模在线开放课程的出现，推动了传统课堂教学模式的改革。将传统教学与在线教学相结合的线上线下混合式教学模式，实现以“教”为中心向以“学”为中心转变，成为后疫情时代高等教育教学改革的重要发展方向[1]。作为计算机基础教学指导委员会指定的核心课程之一的“微机原理与应用”课程[2]，是高等学校电子信息类专业必修的一门专业基础课程，如何结合该课程特点和教学要求，探索线上线下混合式教学的实践方法，提高学生自主学习与创新实践的能力，对于促进新形势下计算机基础课程的教学改革有重要意义。

一、“微机原理与应用”教学现状与存在问题

“微机原理与应用”课程教学要求学生掌握微型计算机系统的基本结构、工作原理、汇编语言编程及接口电路的设计[3]，具有较强的理论性和实践性，而在多年的实际教学实践中一直存在教学内容庞杂、教学方式单一、考核方式固化等问题，无法满足新时代人才培养的目标。

（一）教学内容庞杂

“微机原理与应用”课程内容综合了微型计算机软、硬件的理论知识，包括微型计算机基础、CPU功能结构、微处理器指令系统、汇编语言程序设计、存储器原理与扩展、输入输出接口技术等。课程教学内容庞杂，涵盖的知识点众多，但是实际教学中课时安排常常有限，使得课堂信息量很大，导致学生学习负担较重，教师亦无法很好地兼顾授课进度和教学质量。

（二）教学方式单一

“微机原理与应用”课程教学大多采用“PPT+板书”的课堂教学方式，上课过程中仍以教师的讲授为主，学生的参与互动、讨论较少，导致学生学习的主动性难以发挥，从而丧失学习兴趣。特别是，实际教学中大部分教学班依然以大班集体授课为主，课堂学生人数众多，教师无法兼顾每位学生，学生在课堂上缺乏存在感，严重影响课堂教学效果。此外，现有的教学方式较少强调课前预习、课后练习等，无法向学生提供有效的自学途径。

（三）考核方式固化

目前“微机原理与应用”课程的考核仍为“平时成绩+期末考试成绩”的方式，其中平时成绩也大多简单地依据课程作业和考勤情况来评定。这种传统的考核方式结构僵化，无法进行学习过程的阶段性评价，忽略了学生对知识的掌握及综合应用能力的评价反馈，不利于提高学生解决实际工程问题的能力。

二、“微机原理与应用”混合式教学改革与实践

针对上述传统线下课堂教学的不足，可以采用线上学习来弥补。充分发挥“线上学习”与“线下教学”的优势并有机结合，是混合式教学模式的关键[4]。混合式教学模式需要教师对授课内容及课程实施过程进行再设计，既要发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，又要充分体现学生作为学习过程主体的主动性、积极性与创造性。基于这样的指导思想，笔者利用学校建立的网络教学平台（超星学习通）对“微机原理与应用”课程进行了混合式教学的改革实践，具体的举措与实施过程阐述如下。

（一）在线课程资源建设

基于网络教学平台建设在线教学资源是开展线上线下混合教学的前提与支撑条件。课程组首先依据“微机原理与应用”课程的教学大纲和教学目标，将庞杂的授课内容组织为七个知识单元，分别为微型计算机的基础、8086/8088微处理器结构、指令系统、汇编语言程序设计、半导体存储器、输入输出和中断、可编程接口芯片（8253、8255、DAC0832、ADC0809）。针对每个知识单元，我们进一步梳理出教学中的重点与难点，采用碎片化方式组织，分别录制成5～10分钟的视频，最终总共录制完成了45个微视频。其次，整理上传教学目标、教学要求、微课视频、配套PPT、课前测试题、章节作业、考试题库、课后内容拓展等学习资料，构建丰富有趣的课程资源在线呈现方式，便于学生有效地开展自主学习。

（二）线上线下教学过程设计

遵循“教师主导，学生主体”的教学理念，“微机原理与应用”课程线上线下混合式教学过程的实施方案如图1所示，将学习通线上学习与传统的课堂教学有机融合，充分激发学生的学习兴趣，提升学生的自学能力和创新能力，促进教学效果和质量的不断提高[5]。

1.课前自主学习，聚焦重难和盲点。依托在线课程资源，教师每次课前在学习通发布学习任务，包括预习知识点PPT、观看微课视频、课前测试等，让学生提前了解即将讲解的教学内容，并促使学生对教学内容进行思考，明确课程的重要知识点和关键问题。比如，在微处理器指令系统知识单元，本课程组总共发布了16个任务点，包括指令格式、寻址方式及五大类指令的基本语法学习。七大知识单元总共发布了114个任务点。学生可以根据自己的时间安排进行课前线上自主学习，采用进阶式学习模式，即完成并通过一个知识单元的学习任务和测验后，方可进入下一知识单元的学习。在课前学习过程中，要求学生将遇到的问题或者疑点记录下来，可以通过查阅资料尝试自己理解或者在学习通留言给授课教师。教师通过学习通平台了解学生的课前任务点完成情况，并总结学生在预习中遇到的重点、难点和盲点，据此有针对性地调整课堂教学安排。

2.课中引导教学，凝练知识并答疑解惑。课中授课即为线下课堂教学，主要是教师引导学生系统学习，并进行答疑解惑。首先，对每一节课所学的重点内容进行系统地讲授，同时巩固线上自主学习内容，使学生所学的知识系统化和整体化，系统性地了解微机系统基本工作原理及软硬件设计的基本方法。其次，针对学生在课前任务完成中反映的共性问题，进行答疑解惑，聚焦教学难点和重点，如16位CPU结构、基本指令集、中断技术等这些课程重点，以及汇编程序设计、可编程I/O接口芯片等这些难点，使学生加深理解所学知识。课堂教学可采用问题驱动、案例分析和分组讨论的教学方式，启发学生思考和讨论，进一步加深学生对知识的理解，并培养学生分析问题、解决问题的能力和创新意识。比如，在讲授微机系统输入输出传输方式时，引入设计数据采集与监测系统的应用案例，向学生提出如何实现实时数据采集与传输的问题，并让学生以分组的形式进行设想方案的讨论，鼓励学生积极参与发表不同的想法，教师再根据学生讨论方案提出具有典型性的可行方案，进行总结、指导。此外，課堂教学在传统板书、讲解PPT的同时，还可基于学习通或雨课堂平台进行签到、选人答题、随机测验等加强课堂互动，提升学生的注意力，也能有效地反馈学生对课堂内容的掌握情况，进一步改善课堂教学效果。

3.课后拓展提升，教学反思与总结。课后，教师在网络教学平台发布章节作业，并要求学生在规定时间内完成作业解答。教师和助教及时完成在线作业批改、课后在线答疑、讨论互动及学生学习情况跟踪，督促学生完成相应任务点的学习。教师需要根据学生作业、测验完成效果及问题反馈进行教学总结与反思，整理补充教学内容，改进或优化教学方法，达到以学促教的目的。此外，教师还可以在网络教学平台上传课程设计实验、学术论文、科研报告等课外拓展资料，并发布一些前沿热点问题进行讨论，如多核微处理器架构设计、新型存储器应用等，激发学生学习兴趣，拓展学生科学视野，促进学生自主学习能力的锻炼，培养学生综合分析和解决复杂问题的能力。

（三）考核评价方式改革

混合式教学模式下更注重能力的培养和过程评价，通过过程评价，教师可以及时获得反馈，掌握学生的学习情况，在后续的教学中及时改进和调整教学方式和教学内容。在本课程考核方式改革中，课程最终考核成绩由过程评估成绩和期末考试成绩组成，过程评估占40%，期末考试成绩占60%。其中，过程评估成绩又由线上成绩和平时成绩构成，各占总分的20%;线上成绩由课前线上微课视频和PPT学习、章节自测等完成情况评定;平时成绩由课堂表现、出勤率、单元作业完成情况评定。在混合式教学模式下，本学年学生成绩较前一学年有了明显进步（如图2所示）。

结语

本文针对“微机原理与应用”课程线上线下混合式教学模式进行探讨，提出了该课程实施混合式教学模式的改革思路，重点分析了基于学习通平台的在线课程资源建设、线上线下教学过程设计、考核评价方式改革等具体举措，以期提升高校计算机基础课程的教学质量和学习效果。