計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)理論性課程混合式教學(xué)效果提升策略的研究與實(shí)踐

劉毅文， 姚敦紅， 楊玉軍， 彭小寧， 張 顯*

（懷化學(xué)院1.計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院；2.武陵山片區(qū)健康大數(shù)據(jù)智能處理與應(yīng)用湖南省高等學(xué)校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南懷化418008）

2020 年春季因新冠肺炎疫情影響，教育部提出“停課不停學(xué)”要求，在各類(lèi)在線(xiàn)教育平臺(tái)技術(shù)加持下，全國(guó)各地高校開(kāi)啟網(wǎng)課模式，教師們紛紛化身“主播”開(kāi)啟直播教學(xué)，越來(lái)越多的教育工作者開(kāi)始接觸混合式教學(xué)，這深刻影響了我們的教育方式，推動(dòng)我國(guó)教育迅速進(jìn)入“線(xiàn)上教學(xué)”時(shí)代[1].

然而，在混合式教學(xué)運(yùn)行過(guò)程中存在諸多問(wèn)題，如學(xué)生自律性差、課前預(yù)習(xí)不充分、知識(shí)內(nèi)化缺乏、課中翻轉(zhuǎn)課程形式重于內(nèi)容、課后作業(yè)完成質(zhì)量不佳、相似度高，學(xué)生整體表現(xiàn)出學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性差的疲態(tài)[2].以計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)理論性課程為例，課程知識(shí)點(diǎn)本身較為抽象枯燥，線(xiàn)上測(cè)驗(yàn)題手段單一，學(xué)生在完全不看學(xué)習(xí)資源的情況下通過(guò)上網(wǎng)搜索答案依然能快速通過(guò)測(cè)試，這嚴(yán)重影響線(xiàn)下教學(xué)效果，教師無(wú)法得知學(xué)生真實(shí)狀態(tài)和知識(shí)水平，導(dǎo)致后續(xù)“教”的開(kāi)展效果不佳.

現(xiàn)有的混合式教學(xué)研究大多集中在教學(xué)模式、教學(xué)方式等方面，覺(jué)得學(xué)生應(yīng)該怎么學(xué)，教學(xué)方式和教學(xué)設(shè)計(jì)就應(yīng)該怎么設(shè)計(jì)，而鮮有學(xué)者站在教學(xué)評(píng)價(jià)的角度思考如何有效測(cè)驗(yàn)學(xué)生掌握知識(shí)的真實(shí)水平[3].因此，本文主要針對(duì)應(yīng)用型地方本科院校的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)理論性課程混合式教學(xué)，探討基于Bloom模型的知識(shí)分層評(píng)測(cè)策略以及實(shí)踐心得，在試點(diǎn)的計(jì)算機(jī)組成原理課程教學(xué)中經(jīng)過(guò)一年多的實(shí)踐取得了較好成效.

1 混合式教學(xué)內(nèi)涵及目的

混合式教學(xué)是線(xiàn)上網(wǎng)絡(luò)與線(xiàn)下課堂教學(xué)的融合，也是教學(xué)時(shí)間、空間、方式、評(píng)價(jià)四個(gè)方面的混合，最終目的是使每個(gè)學(xué)生得到充分的發(fā)展[4-6].混合式教學(xué)將學(xué)習(xí)者的“學(xué)”放在課前，要求學(xué)習(xí)者在認(rèn)真觀看優(yōu)秀的慕課資源后內(nèi)化知識(shí)，再通過(guò)課堂上教師的“教”和“導(dǎo)”，指引學(xué)習(xí)者學(xué)會(huì)完善、調(diào)整自我認(rèn)知體系，能靈活應(yīng)用和分析知識(shí)間的聯(lián)系，在研究中敢于質(zhì)疑、決策、創(chuàng)新.教學(xué)設(shè)計(jì)是教師改進(jìn)混合式教學(xué)方式提升效果的最直接的核心環(huán)節(jié)，其關(guān)鍵點(diǎn)在于以學(xué)生為本，持續(xù)有效評(píng)價(jià)學(xué)生知識(shí)水平，精準(zhǔn)觸及學(xué)生知識(shí)盲區(qū)去造“惑”，推動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)教學(xué)資源去解“惑”，幫助學(xué)生在應(yīng)用實(shí)踐中頓悟去除“惑”.

2 基于Bloom模型的課程教學(xué)內(nèi)容層次劃分

美國(guó)教育心理學(xué)家布魯姆（B.J.Bloom）將教育目標(biāo)劃分為認(rèn)知領(lǐng)域、情感領(lǐng)域和操作領(lǐng)域三個(gè)領(lǐng)域，共同構(gòu)成教育目標(biāo)體系[7].其中，認(rèn)知學(xué)習(xí)領(lǐng)域中把教學(xué)目標(biāo)細(xì)分成八大層次，從低到高依次為：識(shí)記、理解、應(yīng)用、分析、綜合、評(píng)價(jià)、設(shè)計(jì)、創(chuàng)新.淺層學(xué)習(xí)的認(rèn)知水平停留在前四層，而深層學(xué)習(xí)的認(rèn)知水平對(duì)應(yīng)著后四層，從淺層到深層知識(shí)數(shù)量構(gòu)成金字塔型.表1以《計(jì)算機(jī)組成原理》課程為例，基于Bloom模型對(duì)主要教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分解.

表1 《計(jì)算機(jī)組成原理》課程主要教學(xué)內(nèi)容分解

在數(shù)據(jù)共享和人工智能時(shí)代，學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)搜索答案的能力大大提高，似乎都懂卻都不懂，因此教師設(shè)置測(cè)驗(yàn)評(píng)價(jià)方式要盡量體現(xiàn)個(gè)性化、多元化、離散化等特征，以便教師有效區(qū)分和掌握學(xué)生個(gè)人的知識(shí)能力層次，保證課堂上能有的放矢地提出學(xué)生分歧大的知識(shí)點(diǎn)來(lái)高效組織課堂翻轉(zhuǎn)教學(xué)活動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生多思考、多質(zhì)疑、多評(píng)價(jià).

3 基于Bloom模型的課程知識(shí)點(diǎn)分層測(cè)驗(yàn)的改革研究

3.1 識(shí)記、理解層次的知識(shí)測(cè)驗(yàn)方式更新

長(zhǎng)期以來(lái)，教師在講解的過(guò)程中或者課后會(huì)布置一些單選題、填空題、判斷題來(lái)強(qiáng)化學(xué)生對(duì)知識(shí)的記憶，以題促學(xué).受題目篇幅限制，這類(lèi)題型往往考查單一知識(shí)點(diǎn)細(xì)節(jié)，要求學(xué)生填寫(xiě)應(yīng)用知識(shí)的結(jié)果或者定義名稱(chēng)，缺少了中間過(guò)程推導(dǎo)等，因此這些題型可作為識(shí)記和理解層次的一般難度使用.若要鞏固記憶、加深理解，在課后測(cè)驗(yàn)中可加入大型不定項(xiàng)選擇和分步填空題.

3.1.1大型不定項(xiàng)選擇題

將“十幾項(xiàng)選N”的大型不定項(xiàng)選擇題替代“四選一”的傳統(tǒng)單選題，更適合考查學(xué)習(xí)者對(duì)概念定義類(lèi)知識(shí)點(diǎn)的理解程度.課后測(cè)驗(yàn)與考試測(cè)驗(yàn)不同，學(xué)生考慮時(shí)間更充裕，但知識(shí)的掌握程度還游離于似懂非懂之間，換一種與教材上描述不同的說(shuō)法極大可能引起學(xué)生錯(cuò)判.因此設(shè)置該題型一是刺激學(xué)生在多輪“學(xué)習(xí)-思考-推導(dǎo)-討論”過(guò)程中遞進(jìn)迭代，二是讓教師去引導(dǎo)學(xué)生從“四面八方”擴(kuò)大知識(shí)面，三是設(shè)計(jì)更多可選和模棱兩可的組合（例如15個(gè)選項(xiàng)，能組合出32 767種選擇），鼓勵(lì)學(xué)生間互相討論交流，有思考才有分歧，有分歧才有爭(zhēng)論，爭(zhēng)論不服輸會(huì)激發(fā)學(xué)生去挖掘知識(shí)點(diǎn)上更多的細(xì)節(jié)，最后期待課堂上老師給出滿(mǎn)意的答案，或是提出自己找到的觀點(diǎn)和推導(dǎo)過(guò)程去質(zhì)疑老師答案.例1以《計(jì)算機(jī)組成原理》課程中馮·諾依曼模型知識(shí)點(diǎn)示例說(shuō)明.

例1：馮·諾伊曼型計(jì)算機(jī)工作方式的基本特點(diǎn)主要有（ ）.

（14.52%）A、指令由操作碼和地址碼組成.操作碼表示操作數(shù)在存儲(chǔ)器中的位置，地址碼表示操作的性質(zhì)；

（79.84%）B*、按地址訪(fǎng)問(wèn)，通常情況下按順序執(zhí)行指令；

（2.42%）C、堆棧操作；

（2.42%）D、存儲(chǔ)器按內(nèi)容選擇地址；

（99.19%）E*、指令和數(shù)據(jù)都是采用二進(jìn)制方式編碼；

（3.23%）F、數(shù)據(jù)和指令必須分別放在兩個(gè)存儲(chǔ)器中；

（94.35%）G*、指令在存儲(chǔ)器中按順序存放；

（65.32%）H*、存儲(chǔ)器的任何位置既可以存放數(shù)據(jù)也可以存放指令；

（19.35%）I、按地址訪(fǎng)問(wèn)，并且一定是按順序執(zhí)行指令；

（96.77%）J*、指令和數(shù)據(jù)的地位是同等的；

（20.97%）K、必須具備運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、適配器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備五大基本組成部件，缺一不可.

注：括號(hào)中的百分比表示學(xué)生選擇統(tǒng)計(jì)，選項(xiàng)后帶*表示正確答案，下同.

本題設(shè)置為不定項(xiàng)選擇題，一共提供了A—K共11個(gè)選項(xiàng)，所有選項(xiàng)內(nèi)容均摘自課程教材，5個(gè)選項(xiàng)設(shè)置為正確，學(xué)生不得不逐一閱讀思考每個(gè)選項(xiàng).每個(gè)選項(xiàng)經(jīng)過(guò)課程組精心加工后，強(qiáng)調(diào)了知識(shí)重難點(diǎn)，蘊(yùn)含了易錯(cuò)點(diǎn)，其中A、D、K選項(xiàng)都是半對(duì)半錯(cuò)，將概念順序顛倒，旨在讓學(xué)生真正明白這些概念的區(qū)別；B和I選項(xiàng)相悖，旨在引導(dǎo)學(xué)生理解教材中所說(shuō)“存儲(chǔ)程序并按地址順序執(zhí)行”的含義，類(lèi)似的還有F、H、J選項(xiàng).另外，本題設(shè)置有完全正確才得分的嚴(yán)苛要求，鼓勵(lì)學(xué)生課后相互討論自己的所選答案.有不少學(xué)生在某些選項(xiàng)中難以抉擇，在線(xiàn)上線(xiàn)下都展開(kāi)了激烈的討論，課后多次求助教師.如此，學(xué)生通過(guò)做題、討論、聆聽(tīng)的過(guò)程自主全面地學(xué)習(xí)理解知識(shí)點(diǎn)，其間教師也既造了“惑”又解了“惑”，教學(xué)效果和教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度得到了明顯提升.

3.1.2 分步填空題

分步填空題是傳統(tǒng)填空題的升級(jí)版，主要適用于推理、算法、計(jì)算等有多步過(guò)程的知識(shí)點(diǎn).在算法類(lèi)知識(shí)點(diǎn)上使用圖文或偽代碼描述比較多，學(xué)生通常多次實(shí)踐后才能真正理解其過(guò)程.該題型以具體案例做引導(dǎo)，將整個(gè)計(jì)算過(guò)程拆解成若干步，每步設(shè)有填空來(lái)考查學(xué)生是否弄懂了每步的計(jì)算過(guò)程.該題型更像白盒測(cè)試會(huì)盡量覆蓋分支，而非黑盒測(cè)試僅注重輸出結(jié)果.例2以《計(jì)算機(jī)組成原理》課程中CRC校驗(yàn)碼的知識(shí)點(diǎn)示例說(shuō)明.

例2：某一數(shù)據(jù)傳輸采用CRC校驗(yàn)方式，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)為（11 1101），生成多項(xiàng)式G（x）=x4+x2+1，那么回答下列問(wèn)題：

（76.34%）（1）CRC校驗(yàn)碼中的校驗(yàn)信息位r至少要有4位，這里選擇r=rmin.

（66.34%）（2）將數(shù)據(jù)信息（有效信息）向左邏輯移位rmin位，組成被除數(shù)；而根據(jù)G（x），除數(shù)=10101（用二進(jìn)制數(shù)表示）.

（60.17%）（3）將被除數(shù)與除數(shù)做模2除運(yùn)算，對(duì)于每一位上的運(yùn)算來(lái)說(shuō)，實(shí)際就是 異或 運(yùn)算，即加不進(jìn)位，減不借位.

（42.94%）（4）根據(jù)上商原則，當(dāng)部分余數(shù)小于除數(shù)的位數(shù)時(shí)，該余數(shù)最后即為最后余數(shù).通過(guò)計(jì)算，最后余數(shù)為1010，那么上的6位商為110010（用二進(jìn)制數(shù)表示）.

（35.68%）（5）因此，要傳輸出去的十六進(jìn)制CRC校驗(yàn)編碼應(yīng)為3DA H（用十六進(jìn)制表示）.

（34.87%）（6）若目標(biāo)結(jié)點(diǎn)接收到的二進(jìn)制比特序列為

（101101 1011），在目標(biāo)結(jié)點(diǎn)處進(jìn)行計(jì)算，得到余數(shù)=0101（用二進(jìn)制數(shù)表示且位數(shù)與rmin一致），因此余數(shù)不為零，被檢測(cè)出傳輸過(guò)程出現(xiàn)了差錯(cuò).

本題詳細(xì)展現(xiàn)了CRC校驗(yàn)碼產(chǎn)生的中間過(guò)程，每一個(gè)步驟設(shè)有一空.教師根據(jù)每一步的正確率可了解學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)掌握的整體程度.在有人力和系統(tǒng)支持的條件下，分步填空題的題干可以設(shè)置為學(xué)生個(gè)人學(xué)號(hào)的后幾位，或者分為幾組，保證題目答案不全一樣，防止學(xué)生抄襲.如果出題和判題都交給人工，那么工作量很大，因此要借助相應(yīng)的題目結(jié)題程序去完成，這個(gè)程序設(shè)計(jì)的任務(wù)可布置給學(xué)生完成，作為下一層次能力的測(cè)驗(yàn)內(nèi)容.

3.2 應(yīng)用、分析層次的知識(shí)測(cè)驗(yàn)方式更新

應(yīng)用、分析層次的測(cè)驗(yàn)題可以適當(dāng)新增編程、程序填空、改錯(cuò)等的題型.在理解的基礎(chǔ)上培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力，促使學(xué)生能從理解一個(gè)點(diǎn)提升到理解一個(gè)面，從人算一道題擴(kuò)展到機(jī)算一類(lèi)題，從解決個(gè)別問(wèn)題到解決通用問(wèn)題[8].在應(yīng)用的過(guò)程中思考感受人機(jī)計(jì)算的差異，總結(jié)知識(shí)點(diǎn)的易錯(cuò)點(diǎn)和難點(diǎn)，調(diào)整自我知識(shí)建構(gòu)體系.

3.2.1 軟件仿真類(lèi)編程題

編程題可在上述提到的分步填空題基礎(chǔ)上再升級(jí)，運(yùn)用高級(jí)語(yǔ)言中的語(yǔ)法、數(shù)據(jù)類(lèi)型等構(gòu)建程序，模擬硬件工作過(guò)程，從機(jī)器運(yùn)行的角度再次重塑知識(shí)點(diǎn)產(chǎn)生的過(guò)程與人類(lèi)的想法[9].編程能力也是每位計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生應(yīng)具有的基本素質(zhì)，在理論性課程中再次強(qiáng)調(diào)編程要求，將原理思想編寫(xiě)成代碼，在人才培養(yǎng)過(guò)程中“讓程序不掉線(xiàn)”.

因此，《操作系統(tǒng)原理》《離散數(shù)學(xué)》《編譯原理》《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》[10]等課程教材上有許多實(shí)驗(yàn)都要求學(xué)生編碼，《形式語(yǔ)言與自動(dòng)機(jī)》也要求學(xué)生畫(huà)出有窮狀態(tài)自動(dòng)機(jī)，對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行應(yīng)用編程，比如編譯預(yù)處理中的刪除注釋、實(shí)現(xiàn)某類(lèi)正則表達(dá)式的判斷等等.目前，筆者主要使用杭州百騰公司研發(fā)的PTA平臺(tái)自主命題、布置作業(yè)和代碼查重.一些學(xué)生的優(yōu)秀程序也被筆者用來(lái)生成分步填空題的答案，降低教師出題的難度和錯(cuò)題的幾率.例3是《計(jì)算機(jī)組成原理》原碼兩位乘的應(yīng)用編程題，學(xué)生乍看題時(shí)毫無(wú)頭緒，但反復(fù)觀看慕課和教材相關(guān)內(nèi)容、整理思路算法后基本能獨(dú)立完成任務(wù)，甚至能在課堂上講解代碼邏輯.

例3：分別輸入純整數(shù)X和純整數(shù)Y，要求：

（1）帶符號(hào)輸入：正數(shù)用+表示，負(fù)數(shù)用-表示，沒(méi)有寫(xiě)符號(hào)默認(rèn)表示為正數(shù).

（2）計(jì)算過(guò)程應(yīng)體現(xiàn)原碼兩位乘的思想，代碼中不能含有乘法運(yùn)算符號(hào)“*”.

輸入格式：輸入純整數(shù)X、純整數(shù)Y.

輸出格式：輸出X*Y的結(jié)果，結(jié)果不帶有小數(shù)點(diǎn).

輸入樣例：

（1）45，41（2）+45，-41（3）-45，+41（4）45，0

輸出樣例：

（1）1845（2）-1845（3）-1845（4）0

3.2.2 案例式改錯(cuò)題

案例式改錯(cuò)題多應(yīng)用于計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)步驟多、線(xiàn)路設(shè)計(jì)圖較復(fù)雜或需要編程等題的重要知識(shí)點(diǎn)，要求學(xué)生把實(shí)驗(yàn)操作中常見(jiàn)的錯(cuò)誤找出來(lái).改錯(cuò)題聚焦學(xué)生常見(jiàn)的代表性錯(cuò)誤，反向點(diǎn)撥知識(shí)易錯(cuò)點(diǎn).在復(fù)雜知識(shí)點(diǎn)的實(shí)訓(xùn)中，微小錯(cuò)誤往往能成為“攔路虎”，影響后續(xù)操作.缺少獨(dú)立思考力的學(xué)生會(huì)習(xí)慣性地求助提問(wèn)，問(wèn)前“如臨大敵”，問(wèn)后“不以為然”，依賴(lài)他人、不擅長(zhǎng)自我分析與總結(jié).因此，教師要有意識(shí)地收集學(xué)生犯錯(cuò)頻率高的問(wèn)題，考查易被遺忘的微小處，“悄然無(wú)聲”地將學(xué)生求助的角色置換成糾錯(cuò)者，既培養(yǎng)學(xué)生描述與發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力，又培養(yǎng)學(xué)生分析與解決問(wèn)題的能力.

3.3 綜合、評(píng)價(jià)層次的知識(shí)測(cè)驗(yàn)方式更新

本層測(cè)驗(yàn)方式的總體思想是努力做到“四有”——問(wèn)題有深度，學(xué)生有思考，討論有收獲，能力有提高.教師允許一部分學(xué)生扮演教師角色，圍繞知識(shí)點(diǎn)發(fā)揮自我主觀能動(dòng)性，翻轉(zhuǎn)角色做好微課、命題、講題、架構(gòu)講解的工作，雖經(jīng)學(xué)生精心設(shè)計(jì)但還要認(rèn)真講解知識(shí)點(diǎn)；鼓勵(lì)另一部分學(xué)生帶著批判質(zhì)疑的眼光去評(píng)價(jià)以上同學(xué)的工作，給出肯定或否定的理由.教師引導(dǎo)并告訴他們這不是在吹毛求疵，而是站在評(píng)價(jià)者的角度幫助他人共同進(jìn)步.

3.3.1 學(xué)生自微課設(shè)計(jì)

自微課指教師引導(dǎo)或者規(guī)定學(xué)生自己去設(shè)計(jì)制作某知識(shí)點(diǎn)的微課[12].目前混合式學(xué)習(xí)中學(xué)生始終處于被動(dòng)接受狀態(tài)，學(xué)生看懂和真懂是有一段距離的.因此，自微課需要沖破原有微課或教材的知識(shí)體系束縛，讓學(xué)生自己去吃透、理解、梳理、重現(xiàn)舊的知識(shí)，由“學(xué)生”扮演“老師”，從“接受”轉(zhuǎn)為“探索”，“新瓶裝舊酒”地將自己理解的知識(shí)通過(guò)微課的形式反串講給他人聽(tīng).微課的編排、設(shè)計(jì)、制作過(guò)程都展現(xiàn)學(xué)生全方位綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力.

在自微課創(chuàng)作過(guò)程中，學(xué)生往往會(huì)去慕課平臺(tái)尋找更多名師的微課資源來(lái)模仿，這一點(diǎn)可以鼓勵(lì)且不用太過(guò)在意，講微課就像講故事，哪怕同樣的故事讓不同的人講，故事內(nèi)容和效果還是不盡相同，究竟是東施效顰還是擇善而從主要還是取決于學(xué)生的用心和理解程度.優(yōu)秀的微課作品形式優(yōu)美，通俗、巧妙地表達(dá)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)，能震撼他人心靈.課程中制作的微課作品不僅完成課程任務(wù)，還能被推薦參加微課類(lèi)制作的學(xué)科競(jìng)賽（如中國(guó)大學(xué)生計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)大賽），其終版也被收錄于教師的教學(xué)資源庫(kù)作為優(yōu)秀示例，一舉三得.

3.3.2 學(xué)生自主命題與講題

除自微課外，教師還可在課程各階段的教學(xué)活動(dòng)完成后，要求學(xué)生按照例題內(nèi)容進(jìn)行自主原創(chuàng)命題，嚴(yán)禁抄襲網(wǎng)上或題庫(kù)的原題，并要求學(xué)生提供題目答卷與解析.在自命題過(guò)程中，學(xué)生由“被動(dòng)”變?yōu)椤爸鲃?dòng)”，扮演教師角色努力回顧本階段老師講了什么，吃透基礎(chǔ)點(diǎn)，認(rèn)真研究重難點(diǎn).在命題過(guò)程中，學(xué)生會(huì)進(jìn)一步鞏固所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)，溫故而知新，對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)的掌握必將更上一層樓.

對(duì)于學(xué)生出的質(zhì)量較高的題目，教師可將其改造規(guī)范，按知識(shí)點(diǎn)匯總歸類(lèi)，繼而豐富自己的教學(xué)題庫(kù).將來(lái)把這些好題發(fā)下去給其他學(xué)生做，集學(xué)生之智去驗(yàn)學(xué)生之識(shí).對(duì)于學(xué)生出的難題，可以要求出題人制作圖解或錄制視頻做更詳盡的敘述.同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)題目提出疑問(wèn)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，由出題人去解答.在這個(gè)過(guò)程中，教師要扮演好引導(dǎo)者和監(jiān)督者的角色，提供學(xué)生“為人師表，授業(yè)解惑”的翻轉(zhuǎn)機(jī)會(huì)，要避免學(xué)生雙方過(guò)激，促成學(xué)生間達(dá)成一致，形成“要題-出題-驗(yàn)題-考題-辯題-收題”的良性循環(huán)，最終充分調(diào)動(dòng)學(xué)生雙方的主觀能動(dòng)性.

3.4 設(shè)計(jì)、創(chuàng)新層次的知識(shí)測(cè)驗(yàn)方式更新

在本層測(cè)驗(yàn)的設(shè)計(jì)上教師可以結(jié)合科研成果，整理成一道道論述題供學(xué)生思考討論回答，并帶領(lǐng)學(xué)生了解某個(gè)科技領(lǐng)域的前沿研究.此外，在課外為他們提供實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)，引導(dǎo)學(xué)生“在學(xué)習(xí)中做研究，在研究中創(chuàng)新知識(shí)”，引領(lǐng)學(xué)生思考理論創(chuàng)新和實(shí)踐創(chuàng)新.

對(duì)于理論基礎(chǔ)扎實(shí)的學(xué)生，教師要強(qiáng)調(diào)做學(xué)問(wèn)應(yīng)有科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，鼓勵(lì)他們閱讀與課本知識(shí)相關(guān)的文獻(xiàn)和最新論文，了解最新動(dòng)態(tài)，參與前沿理論的探討，申報(bào)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目，有條件的同學(xué)可以根據(jù)自己的想法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，發(fā)表科研論文，做到理論創(chuàng)新；對(duì)于實(shí)踐能力強(qiáng)的學(xué)生，教師可指導(dǎo)他們參加一些競(jìng)賽和項(xiàng)目開(kāi)發(fā)，強(qiáng)調(diào)工程項(xiàng)目的構(gòu)造觀、系統(tǒng)觀、工程觀，有條件的同學(xué)可以參與服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)項(xiàng)目，申請(qǐng)軟件著作權(quán)和專(zhuān)利，做到實(shí)踐創(chuàng)新.

4 教學(xué)改革效果分析

2020 年以《計(jì)算機(jī)組成原理》專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)核心課程為試點(diǎn)進(jìn)行了混合式教學(xué)的改革實(shí)踐.通過(guò)采集中國(guó)大學(xué)生慕課平臺(tái)以及學(xué)院自主研發(fā)的無(wú)紙化考試平臺(tái)上的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，對(duì)學(xué)生綜合考試成績(jī)從卷面成績(jī)、知識(shí)點(diǎn)、學(xué)習(xí)積極性、設(shè)計(jì)創(chuàng)新成果等多個(gè)維度進(jìn)行了比較分析.

2020 學(xué)年在同一年級(jí)試行了以混合式教學(xué)為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)教學(xué)班和教學(xué)改革班兩種風(fēng)格，兩類(lèi)班級(jí)學(xué)生平均基礎(chǔ)、平均實(shí)力相似，期末卷面成績(jī)?nèi)绶植紙D圖1所示.傳統(tǒng)班學(xué)生卷面成績(jī)的不及格率是24.8%，而教改班僅3.5%；傳統(tǒng)班的人數(shù)峰值集中在60—69分?jǐn)?shù)段，教改班的人數(shù)峰值集中在70—79段偏上；80分以上的教改班明顯占優(yōu).

圖1 期末卷面成績(jī)對(duì)比

根據(jù)《計(jì)算機(jī)組成原理》教材前八章的知識(shí)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)學(xué)生的得分合格率，結(jié)果如圖2所示，實(shí)施教學(xué)改革后學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握明顯好于傳統(tǒng)教學(xué)班的學(xué)生.

圖2 知識(shí)點(diǎn)得分合格率對(duì)比

參照中國(guó)大學(xué)生慕課平臺(tái)和浙大PTA系統(tǒng)的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，將兩類(lèi)實(shí)驗(yàn)班級(jí)的五項(xiàng)在線(xiàn)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)——SPOC作業(yè)分?jǐn)?shù)、視頻觀看個(gè)數(shù)、視頻觀看時(shí)長(zhǎng)、主題討論條數(shù)、PTA作業(yè)分?jǐn)?shù)等進(jìn)行對(duì)比，以傳統(tǒng)班數(shù)據(jù)為分母、教改班數(shù)據(jù)為分子相除求得比值，結(jié)果如圖3所示，實(shí)施教學(xué)改革后關(guān)于各數(shù)據(jù)點(diǎn)的學(xué)習(xí)率都有所提升.

圖3 在線(xiàn)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)對(duì)比

在設(shè)計(jì)、創(chuàng)新方面，2020年教改班學(xué)生以“補(bǔ)碼”“海明校驗(yàn)碼”等知識(shí)點(diǎn)制作微課作品獲得2020年中國(guó)大學(xué)生計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)大賽微課類(lèi)國(guó)家三等獎(jiǎng)2項(xiàng)，設(shè)計(jì)“物聯(lián)網(wǎng)背包”“物聯(lián)網(wǎng)眼鏡”“計(jì)算機(jī)散熱裝置”等以第一作者獲得實(shí)用新型專(zhuān)利3項(xiàng)，在省級(jí)學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表與存儲(chǔ)相關(guān)的論文1篇，獲得國(guó)家軟件著作權(quán)3項(xiàng)，取得了較豐碩的成果.因?qū)鹘y(tǒng)班未作過(guò)多要求，參與學(xué)生數(shù)量少、積極性不高，導(dǎo)致成果明顯缺乏.

5 結(jié)語(yǔ)

本文探索了計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)理論性課程的混合式教學(xué)改革方法，使用Bloom的知識(shí)點(diǎn)分層模型，積極嘗試更新了各層知識(shí)獨(dú)特的測(cè)驗(yàn)方式，有效幫助了教師更好地翻轉(zhuǎn)教學(xué)和評(píng)價(jià)學(xué)生知識(shí)水平，幫助學(xué)生有針對(duì)性地在線(xiàn)學(xué)習(xí)、提問(wèn)，真正弄懂個(gè)人知識(shí)盲點(diǎn)，取得了良好的教學(xué)效果.此項(xiàng)研究也受到湖南省懷化學(xué)院雙一流應(yīng)用特色學(xué)科“控制科學(xué)與工程”的資助.

當(dāng)然，在一年的教學(xué)實(shí)踐中也發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題.例如，第一輪教學(xué)改革后班級(jí)存在兩個(gè)極端，個(gè)別知識(shí)點(diǎn)的掌握不夠理想；差異化評(píng)價(jià)學(xué)生和個(gè)性化題目設(shè)置會(huì)極大消耗教師精力和時(shí)間等.如何在混合式教學(xué)差異和統(tǒng)一上找到一個(gè)平衡點(diǎn)依然是新一輪教學(xué)中值得研究和改進(jìn)之處.