基于《计算机组成原理》课程翻转课堂的教学研究与实践

林瑾

(广东东软学院 广东，佛山 528225)

摘要： 本文通过分析《计算机组成原理》的课程特点，提出采用翻转课堂的新型教学模式，针对本校的《计算机组成原理》课程设计了翻转课堂的教学流程，举了计算机组成原理课程在翻转教学中的具体实例进行实践研究，通过翻转课堂培养了学生自主学习能力，提高课堂趣味性及加深对学生的了解。

关键词:计算机组成原理；翻转课堂；教学；研究

0引言

《计算机组成原理》是广东东软学院本科专业计算机科学与技术专业的必修课，计算机组成原理这门课的学习，能对程序设计、汇编语言、系统结构、操作系统、编译链接中的关键的系统概念贯穿起来，掌握计算机系统的运转，培养学生对软硬件系统的分析、设计、开发、使用和维护方面的能力。能否掌握这些知识点，对学生掌握整个计算机学科专业其他课程的学习有很大的影响，直接关系到后续课程的学习及专业的定位。

翻转课堂是一种创新的课堂教学模式，目前我院建成14间翻转教室，成为广东学校首个翻转课堂示范区。传统的教学模式是老师在课堂上讲课，布置作业，让学生课后练习。与传统的课堂教学模式不同，在“翻转课堂式教学模式”下，学生在课余时间完成知识的学习，而课堂变成了老师学生之间和学生与学生之间互动的场所，包括答疑解惑、知识的运用等，从而达到更好的教育效果。“翻转课堂”由于创新了课堂教学模式，提高了课堂效率，曾被比尔·盖茨认为“预见了教育的未来”。

智能手机的普及，令很多大学生机不离手，手机已成为和教师抢夺学生注意力的最大竞争对手。而在翻转课堂上，老师可以利用手机让学生参与各种课堂活动，让手机与课堂完美融合。

1研究目标

根据计算机组成原理的课程特点及我院现有的教学条件对《计算机组成原理》课程的翻转教学模式进行了研究，提高教学效果。_[1]研究目标主要有：（1）通过翻转课堂让学生自主学习，课前通过“学习通”APP观看教师提前准备的视频资料，提前掌握知识点，记录重点难点，也可以提前通过聊天工具请教老师；（2）通过翻转课堂提高课堂趣味性，课上通过手机投屏、抢答、团队合作、评分、摇一摇等环节使原本枯燥的计算机组成原理课程变得有趣多了，也提高了学生对课程学习的积极性；（3）通过“翻转课堂”让教师对学生更深入了解，通过APP的分数统计、评分、讨论区、群上问答等环节，让老师更深入了解学生对知识点的掌握情况，及时的改变教学策略及提供教学支持。

2计算机组成原理翻转课堂教学流程的设计

_[2]首先，教师根据计算机组成原理课程的教学大纲、知识点、及本门课的特点，选择翻转知识点、组织设计教学内容包括学习内容、课前任务设计、课前任务学习单、课上任务设计、本节课程总结及反思等

2.1课前

教师准备好教学资料、教学视频及课前练习，针对翻转的知识点布置相应的教学视频、课前练习，将教学资源和练习发布到网络教学平台“超星学习通”上，在平台上提前3天通知学生课前自学。学习的任务会根据知识重要性设置分数权重。

 学生根据老师布置的任务自主安排时间学习，学习后通过看教程或者上网查询等方式完成课前练习，如有疑问可以小组讨论或者与老师“学习通”上交流答疑，最后由小组完成知识点总结的PPT,另外小组组长统计小组在线学习的完成情况、小组收获例如学到什么、遇到问题有无解决、解决方法、还存在什么问题、讲1-2个及作业完成情况汇报。以上内容形成PPT作为课上汇报的内容。

2.2课上

教师按照课前布置的任务进行内化，组织学生小组对课前任务进行汇报，使用“学习通”发布评分任务，对评分最高的前2组加分奖励，学生汇报完后花5-10分钟对学生提出的难点进行有针对性的答疑解惑，对课前练习错误率比较高的题目集中讲解或演示操作，利用“学习通”把按教学内容设计好的问题以抢答的方式发布给学生，在此过程中如果有共性问题就当众讲解，如果有个别问题就单独讲解，最后对本节课内容做总结，对团队进行评价，对表现较突出的学生进行鼓励和必要奖励。

学生进行分组，一般5-6人一组，小组每次翻转课则选出一名汇报人对小组的学习情况及知识点等进行汇报，其他小组对汇报的小组做出评分，在线学习的完成情况占20%、知识点汇报占40%，参与讨论区上的战绩情况占20%,作业完成情况占20%。汇报及老师讲解完后，组长组织对新的课堂任务进行讨论，形成答案后选择组员抢答，并对结果进行解释或者验证展示。

2.3课后

教师根据学生掌握情况决定是否发布课后作业题、对习题的完成情况进行分析和评估，对错误率高的题目及时在群上解答或者讨论区解答，及时补充资料及发起讨论话题等，统计学生的成绩和活动情况，对教学设计、进行教学反思，思考如何更好改进，对课前、课上及课后学生的反馈信息或出问题的活动环节进一步修改和完善自己的教学方案，以提高本门课程后续的教学质量。

学生在课后进一步的完成相应的作业，团队一起解决问题，最后并查看答案解析，把自己的学习心得分享出来，有不懂的问题可查阅平台上的资料或者通过话题讨论反馈给老师，及时的得到解答及知识巩固。

3以计算机组成原理中数据的基本运算为例实施翻转课堂教学

3.1课前任务设计

按照数据基本运算的主要知识点，分成4个内容分别为：①按位运算\逻辑运算\移位运算；②位扩展和位截断运算；③无符号整数的加减运算；④带符号整数的加减运算；知识点资源路径分别是：①“学习通”视频2.7.1、整数的加减运算器；②“学习通”视频2.7.2、从C语言表达式到逻辑电路；③“学习通”视频2.7.3、C语言的各类运算；④“学习通”视频2.7.4、整数的加减运算；⑤教材58页有关数据基本运算的内容。要求学生看完视频后完成课前任务学习单。

3.2课前任务学习单

包括：（1）认真学习视频资源①②③④的内容，做好学习笔记，统计小组在线学习情况，本任务满分20 分；（2） 阅读教材内容，前4组的同学分别按顺序选其中一个知识点做总结，完成教材课后练习题，本任务满分30分；（3）小组成员总结后将遇到的问题写在“学习通”的讨论区上，并对讨论区上回答其他同学提出的问题，本任务满分20 分；（4） 完成“学习通”中数据的基本运算课前练习，组长对课前练习的完成情况做统计，选出答题错误率最高的几题进行讲解和提出疑问，本任务满分30分。（5）以上的课前任务制成PPT的形式汇报

 3.3课上任务设计

学生通过课前的自主学习，已了解定点数的运算方法，并能进行运算，所以课上可列出设计学习任务如表1，学生通过反馈可以直接点出重点难点，老师也可以及时的知道学生的疑问并及时解决，课上可以直接安排定点数的加、减、乘除、浮点数的运算实例给学生分组协作完成，中间增加了手机抢答、投屏、评分等环节增加了课堂趣味性和学生的积极性。 

表1：翻转课堂课上学习任务单

3.4对本次课程内容作总结

根据数据的基本运算课堂测试作业答题情况和每组课堂和课前的表现，教师对团队进行评价，对表现较突出的学生在“学习通”上面进行加分和奖励。

3.5课后反思

利用手机APP等查看本节课学生的学习情况并统计，对学生通过各种方式提出的疑问给予教学支持，对数据的基本运算翻转课堂教学的设计、教学组织及教学效果进行了反思，在课前和课堂学习内容的安排和衔接，课堂活动的小组活动组织，尽可能地达到有效的教学活动。

4翻转教学特色

课堂活动在翻转课室展开，具有温馨舒适的环境，适用于团队合作讨论的桌椅，计算机安装有 C语言开发软件，使学生能充分动手实践，通过项目团队的形式，学生分组分任务完成运算实例任务，并通过组间轮转的方式进行充实完善，然后实施完成，实现学生充分参与教学活动的目标

翻转教学改变了传统的教学模式，在翻转课堂上，手机成为最重要的学习工具之一，对学生来说，可使用手机签到、看课程视频、参与讨论、评分、做练习、投屏讲解，比起以前只能用手机玩游戏、看电影，手机的功能强多了。对于老师来说，使用手机可以节省时间统计平时分数，统计课堂小组评分，通过手机可以随时掌控全班同学的学习情况并做出及时反馈。

_[4]在这种翻转模式下上课，学生不再是课堂上被动的群体，而是课堂上的主角，特别是对计算机组成原理这门课，知识点较为抽象，学生通过自主学习能培养学生自主学习能力，通过学生之间的讨论、师生互动更加深学生对知识的掌握。 

5结语

《计算机组成原理》课程翻转课堂的实践研究是一种新的教学模式，从以“教师为主导”的教学理念变成到以“学生为主体”、教师为辅助引导的学习模式，这种改变充分发挥了学生的主观能动性，培养学生的协作能力、创新能力，提升教学质量。

参考文献：

[1] 王金环，计算机组成原理_课程翻转课堂的应用与实践研究，网络与信息工程，2016（7）

[2] 裴大容，翻转课堂在应用型本科C语言程序设计课程中的教学应用探索，电脑知识与技术，2017.11(13)

[3] 黄玉兰, 翻转课堂在应用型院校C语言课程教学中的应用,软件导刊，2015.11（11）

[4] 农健, 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_,梧州学院学报，2017.6（3）