基于Moodle的《微机原理》课程协作式网络教学平台的构建

王 静 董 苏 陈强强 王中心

(1.阜阳师范大学 计算机与信息工程学院，安徽 阜阳 236037；2.国网阜阳供电公司，安徽 阜阳 236001)

随着知识经济全球化时代的到来，世界各国教育改革的步伐在不断加快，协作式学习作为一种重要的学习方式，对提高学生的信息素养，培养创新能力和合作交流能力具有重大意义。学生在协作式学习的过程中体验知识、获得技能，且有助于构建新知识、掌握基本的探究及解决问题的方法[1]。

《微机原理与接口技术》是大学工科专业计算机硬件课程体系中的一门专业基础课，是一门理论性和实践性并重的课程。该课程对培养学生的逻辑思维能力、编程能力、自学能力、分析解决问题的能力都有重要作用，其实践环节能有效提高工科学生的专业技能和动手能力，对单片机原理与应用、DSP技术与应用、嵌入式系统等后续课程的学习有很大帮助[2]。目前，《微机原理与接口技术》课程的教学仍然面临一些问题，主要表现在理论教学与实践应用脱节、实验环节匮乏、评价方式单一等，传统教学模式影响和制约了课堂教学效果。基于多媒体技术与网络技术的协作式教学平台，突破了传统教学的时空限制及教学仪器设备的限制，为学生提供一个更为广阔和便捷的学习环境[3]，在这种自主协作的教学模式下，教师可以为学习者提供更丰富的教学资源，知识的呈现形式也更加丰富有效；学习者也可以帮助教师快速更新与积累教学资源，从而加强师生之间的交流与互动，有效地提高教学质量。

本文通过设计和构建基于Moodle的《微机原理与接口技术》课程协作式网络教学平台，将协作式的教学模式应用于《微机原理与接口技术》课程教学中，从而提高课程的教学质量，提升学生的专业技术知识、交流能力、团队合作能力等综合素质，培养具有独立思维能力和实践动手能力的计算机信息类专业应用型创新人才。

一、实现Moodle平台的相关模块和安装方法

由于M o o d l e 平台使用P H P 语言进行编写，所以，运行Moodle平台首先需要创建PHP运行环境。著名开源Web服务器软件Apache 采用客户端/服务器模型(B/S模型)，客户端为浏览器，且模块化设计极大地提高了用户使用的灵活性，运行稳定安全性高。本系统以WAMP(Window+Apache+MySQL+PHP)模型构建网络学习平台。客户端/服务器模型(B/S模型)流程如1所示，浏览器的作用为解释和显示Web页面，响应用户的输入请求，并通过HTTP协议将用户请求传递给Web服务器。Web服务器运行服务器程序，最基本的功能是侦听和响应客户端的HTTP请求，向客户端发出请求处理结果信息。

图1 网络教学平台的B/S模型

Moodle是一个在教学行业使用很广泛的一种网络工具，具有很强的网络课程管理功能，本文基于WAMP平台下开发的Moodle平台上创设了立体化的教学资源和多元融合的学习活动，利用教学课件、文档、图片、视频、音频、教学案例、实验仿真、网站链接、论坛等课程资源呈现课程的教学内容和资料，并利用Moodle平台的问卷、作业、测验、聊天室等功能添加教学活动，进行拓展教学和动态教学，构建具有“共享信息资源、交互工具、协作空间、个人空间”四大核心要素协作式教学平台。

二、基于Moodle的网络课程学习平台的设计

1.网络课程的设计目标

本文立足于计算机信息相关专业应用型创新人才培养的需要，以计算机、硬件课程体系为核心，注重知识、能力、素质的综合提高，培养具有硬件设计和实践能力的工程技术人才。为了达到这一目标，在建构主义理论和群体动力理论等学习理论的指导下，在分析《微机原理与接口技术》课程传统教学特点与不足的基础上，运用系统分析方法和实证研究，改革传统的教学模式，基于Moodle构建《微机原理与接口技术》课程的协作式教学平台，制定在Moodle平台上开展协作式教学的具体方案，通过立体化的教学资源和多元融合的学习活动实施协作式教学，并建立多维度的教学评价机制。以此提高课程的教学质量，激发学生的学习兴趣，增强学生、教师间的互动协作，增强学生的工程意识和创新意识[4]。

2.网络课程的设计原则

Moodle网络学习平台倡导建构主义学习思想，所以，课程设计要遵循协作式原则、情境再创原则、交互式原则进行设计与开发。教学设计是整个教学任务的重点，良好的教学设计是保证优秀的学习质量的前提。教师在利用Moodle平台进行《微机原理与接口技术》网络课程教学时，应以建构主义理论为基础，充分熟悉和挖掘平台的教学资源，以学生为中心展开情景式、协作式、会话式混合式教学，真正达到知识体系的意义建构[5]。笔者通过多年来的教学经验，总结了《微机原理与接口技术》网络课程的教学思路，该课程以 Intel8086CPU 为主线，围绕微型计算机原理和应用，系统介绍微型计算机的基本知识、基本组成、体系结构和工作模式等。是为了让学生了解微机系统的整体概念，掌握微机的基本组成、工作原理、了解微机内各部件的基本功能、协调工作过程、学会使用汇编语言设计程序、能进行简单的微机应用系统开发，掌握构建简单微机应用系统的能力。

针对不同环节，按照教学目标设定、教学内容实施及教学效果评估三大模块，利用教学课件等多媒体资源、实验仿真、网站链接、论坛等课程资源呈现课程的教学内容和资料，构建协作式教学平台，整体架构如图2所示。

图2 《微机原理与接口技术》网络教学平台功能架构

三、Moodle网络学习平台的实现

1.整体功能设计

根据上述设计方案，利用Moodle平台搭建了《微机原理与接口技术》的协作式网络教学平台，主要包括教学课件、测试题目、程序教学、教学案例、教学进度及资源六个模块，如图3所示。教学课件模块主要包括各个章节的授课PPT课件，测试题目包含章节知识点的跟踪测验和组卷模拟考试，程序教学包括程序精讲和实用开发小设计，教学案例包含培养实践能力的编程实践，教学进度是针对每个学习账户设置的课程规划和学习进度，课程资源模块主要包含视频演示、仿真程序、实验演示等多形式教学资源。

图3 微机原理与接口技术网络课程界面

2.课程创建方法

安装好相应软件后，在系统“首页”点击“添加新课程”，根据系统提示界面进行课程属性设置，课程格式包括四种，单一活动格式是用于在课程页面上显示单个活动或资源(例如测验或SCORM包)[6]，社交格式是论坛显示在课程页面上，主题格式是课程页面按主题部分组织，每周格式是课程页面按每周部分组织，在案例中选择依据主题格式进行排版。点击“保存并预览”检查课程属性填写的正误，确认无误后，点击“保存并返回”即可。如图4所示。

图4 课程创建

课程创建成功后，点击刚刚创建成功的《微机原理与接口技术》课程进入章节编辑功能，编辑每个模块的名称，模块图标。通常把每个章节的课件都存放在此模块内，在模块编辑区可以添加相关活动，例如，测验功能、程序教学、标签、文件、文件夹等可极大丰富课程教学资源和互动形式，如下页图5所示。

图5 课程布局

3.教学内容设计

网络课程教学与传统教学的优势之一便是可以减少教学条件的限制，这对理工科而言十分有利。例如，《微机原理与接口技术》课程中很多实验需要用软硬件仿真模拟演示，在传统的实验教学受课程教学时间限制，无法将过程环节多次反复重演，而不同学生由于接受能力不同，对演示的教学需求不尽相同。通过Moodle平台，教师可以将实验过程录成视频上传到课程平台，学生根据自身情况控制实验进度。另外，网络教学平台可呈现多种多样的教学资源类型，针对不同章节知识点，配套设置文档说明、Flash演示、视频和音频解说等多种讲解资源类型，在课程首页通过“添加资源”的下拉列表框，直接选择创建即可。

图6 教学内容设计

4.教学活动的设计

与传统教学模式相似，沟通与互动是课程教学不可或缺的一个重要环节，良好的沟通互动能有效反馈教学效果，及时调整教学进度，针对性解决教学短板。本设计在Moodle平台中将互动学习社区、聊天室、心得报告、投票、作业、测验等多个活动或资源添加其中，如图6所示，通过这些活动可以增加师生的互动、提高学习效率、促进学生全面发展。

图7 课程讨论互动模块

5.教学评价设计与应用

根据课程学习的顺序，学生进入特定的学习部分依次学习，通过章节测验、课程自测、期中考试、达标考核等环节反馈学习成效，也是衡量教学效果的重要手段。同时，为培养学生在教师和同学的协同之下进行知识建构的能力，还采用对教师评价，对学习者评价，对学习小组综合评价，教师评价学生，学生之间互相评价等多种评价模式，及时反馈和掌握教学动态，调整教学思路，便于更好发挥教学实效。

图8 平台课程评价模块

四、小结

本文在分析目前《微机原理与接口技术》课程的重要地位及教学中存在问题的基础上，基于Moodle的协作式教学平台，对协作式教学方案进行全方位的设计，包括制定方法策略、选取教学模式、设计评价方案等。利用Moodle平台各个模块的功能，构建《微机原理与接口技术》课程协作式教学平台，创设协作式教学环境。包括如何在平台上整合教学资源、开展教学活动、规划教学模块等。同时组织实施相关的教学工作，将基于Moodle的协作式教学应用于课程中，采用任务式协作教学、问题式协作教学、项目式协作教学等多元化的教学方式进行，在协作式平台上开展多种学习活动，实现整个课程的协作式教学。同时，设计方法和研究成果可推广到其他相关的课程教学，如单片机原理课程、DSP技术及应用课程、嵌入式系统课程等，对提高课程的教学质量，激发学生的学习兴趣，增强学生、教师间的互动协作，增强学生的工程意识和创新意识具有较高的应用价值。