OBE 理念下計算機組成原理課程思政探索與實踐

吳 昊 劉路路

（合肥師范學院計算機學院,安徽 合肥 230601）

一、引言

計算機組成原理是計算機學科的核心專業課，在整個學科體系中上處于承接數字邏輯，下則連接微機原理課程的地位。課程中涉及到控制器、運算器、存儲器、以及外圍I/O 的設計，這些各類芯片的設計，對于目前我們面臨的芯片問題有著非常重要的理論學習意義。OBE 理念（Out-comebased-Education）是指成果導向教育理念，強調的是注重學生培養的結果、注重學以致用。圍繞此傳統教學方法、課程標準、教學模式都需要配合OBE 教學理念進行改革[1][2]。

新時代下，要求我們專業課老師將“課程思政”融入專業課程的講授過程中，是培養合格的社會主義科技人才的有效方式。當前存在的問題是大部分高校缺乏獨立的與專業課相融合的課程思政教學改革模式，使得思政教育模式較為傳統，特別是隨著新時代的發展，必須做出改革，把課程專業知識教育和課程思政教育有機結合[3]。本文借鑒OBE 教育理念，將在計算機組成原理課程中充分挖掘思政元素，融合與專業知識教育。整體課程思政建設路徑如圖1 所示：

圖1 基于OBE 理念的計算機組成原理課程思政建設路徑

我們將從當前計算機組成原理課程思政建設存在的問題入手，確立課程思政培養目標，以培養目標為抓手，作出對計算機組成原理課程思政建設的總體架構。

二、存在的問題

1.教師的課程思政整體認識不強

目前，各高校都很重視課程思政，但專業課老師，特別是帶工科專業的老師普通意識不強，認為專業課和思政內容是二個完全不同的方面，專業課的教學就是講授專業知識。這些認知缺乏了對學生的愛國主義思想教育，缺乏了對國家培養社會主義接班人的大局觀認知[4]。

2.專業授課中難以實現思政元素的啟發

眾所周知，工程類專業課涉及到多種公式和定理的推導，對數學的要求比較高，主要是傳統課程教學大綱以知識目標為主，在工程教育認證的推動下逐漸形成了以能力為主的課程目標，忽視了專業課在社會體系中蘊含的價值，忽略愛國主義和思想道德教育，教育者不能忘記教育的本質含義[5]。

當前，課程思政的熱度逐漸加深，工程類的專業課程也需要積極探索，以適應時代的發展。然而，各級各類學校的定位、專業特色、專業人才培養方案和課程本身內容都有所不同，因此需要具體針對自身學校的特色，引導學生積極思考和探究課程自身社會性問題[6]。

3.專業課課程思政效果難以進行客觀量化評價

第一點，在計算機組成原理專業課教育體系中，課程思政元素明確性不是很明顯，如何去評價課程思政學習效果目前還沒有健全的機制，同時，在這方面的研究也比較少[7]。

第二點，對于計算機組成原理課程，課程學習整體成績難以區分是專業內容產生的還是融入課程思政元素產生的，應該來講二者相輔相成不可分割，這就給效果評價帶來難度。

今后，課程思政的效果評價將是急需解決的重大課題。

三、確立“課程思政”專業課培養目標

計算機組成原理課程在計算機專業教學中居于核心地位，其具有數電、模電基礎要求高、芯片基礎設計要求高等特點，特別是在當前西方對芯片控制的環境下，進一步延伸至學好信息技術報效祖國的方面，對學生能力要求更高了。結合合肥師范學院應用型人才培養定位和計算機專業應用型人才培養目標，確立通過計算機組成原理這門課程的學習要求實現以下課程思政目標。

1.要求學生能理解計算機五大組成部件各自功能以及和整體系統的關系

計算機作為一個系統工程，馮洛伊曼架構下的電子計算機的每個部件都有其不可替代的功能，每個部件也是以芯片的形式構成，這些都屬于硬件，這就要求學生掌握硬件技術，包括硬件市場、重點企業等。特別是硬件客觀發展規律和制造這些所必不可少的稀土元素，中國所作出的貢獻。元件各自之間也是相互聯系的，是一個統一的整體，缺一不可，挖掘其中的整體和部分，個人和集體團隊這個思政元素[8]。表1 給出了計算機組成的五大部件課程思政元素的課程思政元素素材的挖掘。

表1 計算機組成部件知識點課程思政素材挖掘

2.對于課程實驗部分，要求能用科學發展觀、認識論、方法論來分析、設計、開發探究計算機組成部件和系統應用

計算機組成原理的實驗課程依據由簡至難基本方法論，科學合理地進行實驗課程的進行，如CPU 設計，其自身組成包括運算器和控制器，可以安排學生第一個課時設計運算器，第二個課時來設計控制器，最后完成CPU 設計與實現。針對實驗項目的選取，要考慮學生知識程度，自由安排，甚至針對每個學生安排不同的項目，如基礎較差，或者沒有硬件知識基礎，實驗題目要設置簡單一些。如是基礎較好、具有較強的硬件基礎知識，可以設計較為復雜點的實驗項目[7]?？傊?，需要體現方法論、科學發展觀的思政元素來實現計算機組成原理的實驗課程教學。

3.確立團隊的合作意識、培養社會責任感、職業道德

計算機組成原理這門課程著重培養計算機硬件系統設計與原理能力，整個計算機硬件系統是一個系統工程，這不是一個人能完成的，需要團隊的相互配合。計算機硬件技術的快速發展也帶來了各種新問題，如倫理學與法律法規的一些問題。計算機信息技術人員應承擔的社會責任和常用的倫理理論與倫理分析方法，這就要求培養學生的職業道德，對開發設計的產品以及研發的技術將會帶來的社會影響。

4.要求能培養出學生愛國情懷以及強烈的使命感，為民族芯片產業自主化作出貢獻

OBE 理念下，計算機組成原理課程教學以學生能力培養為核心，突出教學效果，課程思政教學要考慮將當前我國信息產業所面臨的世界局勢、國內形勢這些因素加入，培養學生對黨和國家科技強國的認同感和責任感[9]。課程思政教學還需貫徹芯片產業的核心技術必須掌握在自己手里的思想，培養學生努力攻克一些當前卡脖子的技術，填補我國技術空白的堅定決心。

四、基于OBE 理念的課程思政改革總體思路

產出導向（OBE）教育作為一種先進的教育理念，計算機組成原理課程思政建設也必須基于此理念。根據上述計算機組成原理課程思政培養目標，總體指導思想要以牢固樹立以習近平新時代中國特色社會主義思想為第一原則，把思政教育和愛國主義教育貫穿在計算機組成原理的課程教學中，培養德才兼備、德學兼修、“又紅又?！钡男聲r代合格的計算機硬件優秀人才。在課程思政建設改革過程中，以產出效果為導向，在師資思政教學能力提高方面、教學方式改革方面、教學模式改革方面以及課程思政教學建設效果評價這四個方面進行探索，總體思路框架如圖2 所示：

圖2 基于OBE 的計算機組成原理課程改革思路框架圖

1.專業課教師需要提高思政教學能力

計算機組成原理課程專業教師首先要具備較強的課程思政教學意識，教師需要做好備課工作，更要多思考如何融入課程思政內容，在課堂上體現出對學生的思政知識本質層次的教育。起先的備課需要花費較多的時間和精力，對于新教師比較困難，經過教學經驗的積累，思政元素將會越來越多，越來越豐富。如此也會使得課堂氛圍活潑，提高課堂教學效果。

2.基于“產出導向（OBE）”的課程教學方式建設

如教學方式可以采用對話式，即“以學生為中心”，開展各種教學活動，專業課老師可以根據課程內容以促進學習效果為目標來設置相應的問題，引導學生積極探索問題，可以以報告的形式，或者小組的形式來解決問題。同時展開小組討論、師生互動使得課堂的氛圍變得活躍起來，在課堂鼓勵學生要敢于提出自己的見解和認識，敢于與教師辯論，引導學生的創新思維和主動參與教學的積極性。

3.課程思政教學模式改革，突出成果導向

專業課程教師在思政教改模式方面，要考慮到如何從教學設計、教學實施和成效評估等一整套教學流程模式來進行系統化的課程思政改革，根據自身專業課的特點將其思政元素加入到專業理論教學內容中。上課前，教師需做好本節課的課程思政如何引入，上課中，要將思政元素在專業課程中完美地切入，完成思政教學。課后，可以進行小組討論，集思廣益，拓展思政認知，傳統的課后作業可以以課程思政小報告、課程思政小論文等形式來進行，如此，可以實現新時代的合格的社會主義信息技術人才的培養[10]。

4.堅持產出導向，實現計算機組成與體系課程思政建設成果有效評價

圖3 計算機組成原理與體系結構課程思政評價

對于計算機組成原理與體系結構課程思政建設成果評價，同樣也要以產出為導向。第一、將計算機組成原理與體系這門課程教學產出的學生能力評價作為評價原則，這方面評價較為客觀，在OBE 理念下，以考試情況、紀律情況等形式進行評價，保障評價較為全面。第二、在評價方法上，首要要確?？尚行?，可以采用靈活多樣的方式，如可以加入自我評價、學生評價、同行評價等。第三、將計算機組成原理課程產出能力、應用能力在畢業生就業單位問卷調查反饋進行評價。

五、總結

專業課課程思政建設是新時代下社會主義專業技術人才培養的本質要求，也是新時代高校專業教師所具備的基本工作要求?！坝嬎銠C組成原理與體系結構”課程作為計算機類專業的核心課程，是計算機系統硬件的基礎課程。本課程思政改革堅持OBE 教育理念，在培養目標、改革總體思路中，強調如何將此專業課程中的思政元素進行深入挖掘，在課程教學全過程如課程大綱、課程目標、課程教案設計中融入課程思政內容，實現新時代環境下，培養我國計算機硬件合格的設計和開發人才。