OBE 理念下计算机组成原理课程思政探索与实践

吴 昊 刘路路

（合肥师范学院计算机学院,安徽 合肥 230601）

一、引言

计算机组成原理是计算机学科的核心专业课，在整个学科体系中上处于承接数字逻辑，下则连接微机原理课程的地位。课程中涉及到控制器、运算器、存储器、以及外围I/O 的设计，这些各类芯片的设计，对于目前我们面临的芯片问题有着非常重要的理论学习意义。OBE 理念（Out-comebased-Education）是指成果导向教育理念，强调的是注重学生培养的结果、注重学以致用。围绕此传统教学方法、课程标准、教学模式都需要配合OBE 教学理念进行改革[1][2]。

新时代下，要求我们专业课老师将“课程思政”融入专业课程的讲授过程中，是培养合格的社会主义科技人才的有效方式。当前存在的问题是大部分高校缺乏独立的与专业课相融合的课程思政教学改革模式，使得思政教育模式较为传统，特别是随着新时代的发展，必须做出改革，把课程专业知识教育和课程思政教育有机结合[3]。本文借鉴OBE 教育理念，将在计算机组成原理课程中充分挖掘思政元素，融合与专业知识教育。整体课程思政建设路径如图1 所示：

图1 基于OBE 理念的计算机组成原理课程思政建设路径

我们将从当前计算机组成原理课程思政建设存在的问题入手，确立课程思政培养目标，以培养目标为抓手，作出对计算机组成原理课程思政建设的总体架构。

二、存在的问题

1.教师的课程思政整体认识不强

目前，各高校都很重视课程思政，但专业课老师，特别是带工科专业的老师普通意识不强，认为专业课和思政内容是二个完全不同的方面，专业课的教学就是讲授专业知识。这些认知缺乏了对学生的爱国主义思想教育，缺乏了对国家培养社会主义接班人的大局观认知[4]。

2.专业授课中难以实现思政元素的启发

众所周知，工程类专业课涉及到多种公式和定理的推导，对数学的要求比较高，主要是传统课程教学大纲以知识目标为主，在工程教育认证的推动下逐渐形成了以能力为主的课程目标，忽视了专业课在社会体系中蕴含的价值，忽略爱国主义和思想道德教育，教育者不能忘记教育的本质含义[5]。

当前，课程思政的热度逐渐加深，工程类的专业课程也需要积极探索，以适应时代的发展。然而，各级各类学校的定位、专业特色、专业人才培养方案和课程本身内容都有所不同，因此需要具体针对自身学校的特色，引导学生积极思考和探究课程自身社会性问题[6]。

3.专业课课程思政效果难以进行客观量化评价

第一点，在计算机组成原理专业课教育体系中，课程思政元素明确性不是很明显，如何去评价课程思政学习效果目前还没有健全的机制，同时，在这方面的研究也比较少[7]。

第二点，对于计算机组成原理课程，课程学习整体成绩难以区分是专业内容产生的还是融入课程思政元素产生的，应该来讲二者相辅相成不可分割，这就给效果评价带来难度。

今后，课程思政的效果评价将是急需解决的重大课题。

三、确立“课程思政”专业课培养目标

计算机组成原理课程在计算机专业教学中居于核心地位，其具有数电、模电基础要求高、芯片基础设计要求高等特点，特别是在当前西方对芯片控制的环境下，进一步延伸至学好信息技术报效祖国的方面，对学生能力要求更高了。结合合肥师范学院应用型人才培养定位和计算机专业应用型人才培养目标，确立通过计算机组成原理这门课程的学习要求实现以下课程思政目标。

1.要求学生能理解计算机五大组成部件各自功能以及和整体系统的关系

计算机作为一个系统工程，冯洛伊曼架构下的电子计算机的每个部件都有其不可替代的功能，每个部件也是以芯片的形式构成，这些都属于硬件，这就要求学生掌握硬件技术，包括硬件市场、重点企业等。特别是硬件客观发展规律和制造这些所必不可少的稀土元素，中国所作出的贡献。元件各自之间也是相互联系的，是一个统一的整体，缺一不可，挖掘其中的整体和部分，个人和集体团队这个思政元素[8]。表1 给出了计算机组成的五大部件课程思政元素的课程思政元素素材的挖掘。

表1 计算机组成部件知识点课程思政素材挖掘

2.对于课程实验部分，要求能用科学发展观、认识论、方法论来分析、设计、开发探究计算机组成部件和系统应用

计算机组成原理的实验课程依据由简至难基本方法论，科学合理地进行实验课程的进行，如CPU 设计，其自身组成包括运算器和控制器，可以安排学生第一个课时设计运算器，第二个课时来设计控制器，最后完成CPU 设计与实现。针对实验项目的选取，要考虑学生知识程度，自由安排，甚至针对每个学生安排不同的项目，如基础较差，或者没有硬件知识基础，实验题目要设置简单一些。如是基础较好、具有较强的硬件基础知识，可以设计较为复杂点的实验项目[7]。总之，需要体现方法论、科学发展观的思政元素来实现计算机组成原理的实验课程教学。

3.确立团队的合作意识、培养社会责任感、职业道德

计算机组成原理这门课程着重培养计算机硬件系统设计与原理能力，整个计算机硬件系统是一个系统工程，这不是一个人能完成的，需要团队的相互配合。计算机硬件技术的快速发展也带来了各种新问题，如伦理学与法律法规的一些问题。计算机信息技术人员应承担的社会责任和常用的伦理理论与伦理分析方法，这就要求培养学生的职业道德，对开发设计的产品以及研发的技术将会带来的社会影响。

4.要求能培养出学生爱国情怀以及强烈的使命感，为民族芯片产业自主化作出贡献

OBE 理念下，计算机组成原理课程教学以学生能力培养为核心，突出教学效果，课程思政教学要考虑将当前我国信息产业所面临的世界局势、国内形势这些因素加入，培养学生对党和国家科技强国的认同感和责任感[9]。课程思政教学还需贯彻芯片产业的核心技术必须掌握在自己手里的思想，培养学生努力攻克一些当前卡脖子的技术，填补我国技术空白的坚定决心。

四、基于OBE 理念的课程思政改革总体思路

产出导向（OBE）教育作为一种先进的教育理念，计算机组成原理课程思政建设也必须基于此理念。根据上述计算机组成原理课程思政培养目标，总体指导思想要以牢固树立以习近平新时代中国特色社会主义思想为第一原则，把思政教育和爱国主义教育贯穿在计算机组成原理的课程教学中，培养德才兼备、德学兼修、“又红又专”的新时代合格的计算机硬件优秀人才。在课程思政建设改革过程中，以产出效果为导向，在师资思政教学能力提高方面、教学方式改革方面、教学模式改革方面以及课程思政教学建设效果评价这四个方面进行探索，总体思路框架如图2 所示：

图2 基于OBE 的计算机组成原理课程改革思路框架图

1.专业课教师需要提高思政教学能力

计算机组成原理课程专业教师首先要具备较强的课程思政教学意识，教师需要做好备课工作，更要多思考如何融入课程思政内容，在课堂上体现出对学生的思政知识本质层次的教育。起先的备课需要花费较多的时间和精力，对于新教师比较困难，经过教学经验的积累，思政元素将会越来越多，越来越丰富。如此也会使得课堂氛围活泼，提高课堂教学效果。

2.基于“产出导向（OBE）”的课程教学方式建设

如教学方式可以采用对话式，即“以学生为中心”，开展各种教学活动，专业课老师可以根据课程内容以促进学习效果为目标来设置相应的问题，引导学生积极探索问题，可以以报告的形式，或者小组的形式来解决问题。同时展开小组讨论、师生互动使得课堂的氛围变得活跃起来，在课堂鼓励学生要敢于提出自己的见解和认识，敢于与教师辩论，引导学生的创新思维和主动参与教学的积极性。

3.课程思政教学模式改革，突出成果导向

专业课程教师在思政教改模式方面，要考虑到如何从教学设计、教学实施和成效评估等一整套教学流程模式来进行系统化的课程思政改革，根据自身专业课的特点将其思政元素加入到专业理论教学内容中。上课前，教师需做好本节课的课程思政如何引入，上课中，要将思政元素在专业课程中完美地切入，完成思政教学。课后，可以进行小组讨论，集思广益，拓展思政认知，传统的课后作业可以以课程思政小报告、课程思政小论文等形式来进行，如此，可以实现新时代的合格的社会主义信息技术人才的培养[10]。

4.坚持产出导向，实现计算机组成与体系课程思政建设成果有效评价

图3 计算机组成原理与体系结构课程思政评价

对于计算机组成原理与体系结构课程思政建设成果评价，同样也要以产出为导向。第一、将计算机组成原理与体系这门课程教学产出的学生能力评价作为评价原则，这方面评价较为客观，在OBE 理念下，以考试情况、纪律情况等形式进行评价，保障评价较为全面。第二、在评价方法上，首要要确保可行性，可以采用灵活多样的方式，如可以加入自我评价、学生评价、同行评价等。第三、将计算机组成原理课程产出能力、应用能力在毕业生就业单位问卷调查反馈进行评价。

五、总结

专业课课程思政建设是新时代下社会主义专业技术人才培养的本质要求，也是新时代高校专业教师所具备的基本工作要求。“计算机组成原理与体系结构”课程作为计算机类专业的核心课程，是计算机系统硬件的基础课程。本课程思政改革坚持OBE 教育理念，在培养目标、改革总体思路中，强调如何将此专业课程中的思政元素进行深入挖掘，在课程教学全过程如课程大纲、课程目标、课程教案设计中融入课程思政内容，实现新时代环境下，培养我国计算机硬件合格的设计和开发人才。