計算機組成原理課程是計算機科學與技術專業的核心課程，該課程對培養學生掌握計算機硬件系統的基本原理、分析與設計系統的能力具有重要意義。自疫情以來，課程組及時調整授課方案，以“超星在線學習中心+騰訊會議+QQ群”相結合的方式打造線上教學課堂，依據BOPPPS教學模式進行教學設計，突出“以學生為中心，學生自學與教師教學相融合”的混合式教學模式，确保疫情期間教學活動有序開展。
一、 教學設計思路
本課程依據BOPPPS教學模式進行教學設計，BOPPPS教學模式源于加拿大的教師技能培訓，是一種以教學目标為導向、以學生為中心的教學模式，将教學全程設計為“導入(Bridge - in)、目标(Objective)、前測(Pre - Assessment)、參與式學習 (Participatory learning)、後測(Post - Assessment)、總結 (Summery)”六個階段，從吸引學生學習興趣入手，在教學之前告知教學目标以實現目标導向，并對學生進行學前摸底測驗，了解學生的知識能力儲備情況，再根據這一測驗結果設計互動的參與式教學活動。教學活動完成後用測驗了解掌握情況，最後進行教學小結。基于該教學設計，本課程通過課前、課堂和課後三個環節展開線上線下相結合的混合式教學。
二、 教學設計方案
本部分以《計算機組成原理》課程中第4章 存儲器的部分章節作為授課内容，按照1周4學時授課任務進行教學安排，線上和線下各2學時，具體教學設計方案如下表。
授課内容 |
存儲器分類及存儲器層次化結構 |
課程名稱 |
計算機組成原理 |
課程性質 |
專業必修課 |
學分 |
3.5 |
課時 |
4學時 （線上2+線下2） |
教學對象 |
計算機2020級56班 |
一、教學目标（知識，能力，素質） |
知識目标： （1）掌握不同角度下存儲器的分類及各類存儲器的基本特點； （2）掌握存儲系統的層次化結構； （3）掌握主存儲器的内部構成及存儲原理。 能力目标： （1）理解存儲器層次化結構劃分原理，能夠綜合考慮容量、價格和速度等因素配置計算機存儲系統； （2）能夠結合存儲器的工作原理識别各類存儲器在計算機中的應用，并根據原理分析“數據永久存儲、數據丢失”等常見問題。 素質目标： （1）通過查閱資料，了解目前普遍使用的固态硬盤、移動硬盤、U盤等移動存儲設備的工作原理，并分析其特點，形成調研分析報告。 （2）通過查閱國外對我國存儲器産業實施禁運與制裁，國内存儲器廠商的不斷崛起，激發學生對存儲器行業的興趣及為國家做貢獻的愛國情懷。 |
二、本次授課基本内容 |
本次授課知識體系框架如下圖所示： 
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三、教學重難點 |
本節授課内容包括存儲器分類、存儲器的層次結構劃分以及幾種類型主存儲器的基本單元電路，計算機存儲體系對計算機性能的影響，半導體存儲芯片譯碼驅動方式。 教學重點：存儲器的層次結構劃分以及幾種類型主存儲器的基本單元電路及工作原理。 教學難點：如何根據需求選擇合适的半導體存儲芯片譯碼驅動方式。 |
四、教學方法及手段 |
Ø 教學方法： 具體有自主學習法、任務驅動法、讨論法和講授法。 在線上學習階段，采用自主學習法開展教學，要求學生通過觀看視頻完成存儲器分類、存儲器的層次結構劃分以及幾種類型主存儲器的基本單元電路等基礎性知識的學習； 在線下課堂教學階段，将學生進行分組，采用讨論法對計算機存儲體系對計算機性能的影響、結合存儲器的工作原理識别各類存儲器在計算機中的應用等問題進行現場讨論；針對比較抽象、難以理解的半導體存儲芯片譯碼驅動方式這一知識點，采用講授法進行教學； 在學習主存工作原理之後，采用任務驅動法，給學生布置查閱資料任務，了解固态硬盤、移動硬盤、U盤等輔助存儲器的工作原理，并形成分析報告。 Ø 教學手段： 在線學習中心（學習通）、分組讨論、多媒體課件、黑闆 |
五、教學設計 |
環節 |
教學環節 |
教學内容 |
時間 （分鐘） |
教學方法 及手段 |
教學目标 |
課前線上學習 |
1 |
發布授課通知 |
布置線上學習内容、課堂教學内容和需完成的自學任務。 |
|
線上發布 |
明确學習任務和要求 |
2 |
學生利用在線課程開展學習 |
1.觀看在線課程4.1節、4.2.1-4.2.7部分内容； |
75 |
在線教學資源 |
掌握知識目标的要求 |
3 |
線上自測 |
1.學生完成在線讨論； 2.完成在線課程4.5本章自測題部分的存儲器概述和主存儲器前測題 |
20 |
在線習題 |
檢驗自學效果 |
課堂活動（90分鐘） |
1 |
線上學習總結 |
公布在線視頻觀看、自測題完成情況 |
5 |
超星學習通 |
檢驗自學成果，督促學生改進 |
2 |
答疑解惑 |
針對線上自學、前測存在問題進行答疑 |
20 |
講授法 讨論法 |
強化知識目标 |
3 |
課堂研讨 |
研讨内容： 1.RAM和ROM有什麼區别？内存的存儲原理是什麼？請根據學過的存儲器原理，解釋計 算機在掉電後，不保存的數據會丢失，而保存文件之後數據就不會丢失這一現象。 2.計算機為什麼要采用層次化存儲結構？各級存儲器有何特點？假如給你5000元作為購買計算機基金，試從應用需求、性價比、存儲容量等角度給出你的購買方案。 |
45 |
分組讨論 研讨法 資料查閱法 多媒體教室 網絡搜索 |
培養學生分組合作、文獻查閱、溝通與交流、語言表達等能力；培養學生能夠運用基礎理論分析解決實際問題能力 |
4 |
素質拓展 |
（1）以組為單位，查閱固态硬盤、移動硬盤、U盤等輔助存儲器的工作原理，并形成分析報告。 （2）查閱國外對我國存儲器産業實施禁運與制裁及對我國信息産業影響的相關資料和國内存儲器廠商發展資料。 |
20 |
任務驅動法 |
拓展知識，培養寫作 |
課後學習 |
1 |
作業：完成在線課程4.5本章自測題部分的存儲器概述和主存儲器後測題 |
20 |
超星學習通 |
強化訓練 |
2 |
答疑解惑 |
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授課QQ群 |
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六、課堂小結 |
在整個教學過程中，通過線上自學、課堂讨論、查閱資料等教學方法，突出“以學生為中心”的教學理念，着重培養學生自主學習能力； 線下課堂以學生為主體，教師引導為主導，通過分組讨論、講授、問答互動、資料查閱等手段，培養學生分析問題解決實際應用問題的能力； 通過學生課堂分享、分組讨論等活動，培養學生團隊合作能力、溝通交流與表達能力； 通過查閱資料撰寫報告，培養學生寫作與綜合運用能力。 |
三、 教學實施過程
在教學的具體實施過程中，将 “導入(Bridge - in)、目标(Objective)、前測(Pre - Assessment)、參與式學習 (Participatory learning)、後測(Post - Assessment)、總結 (Summery)”六個階段貫穿于課前線上學習、課堂活動、課後學習以及課堂小結四個教學環節。
1.線上學習
線上學習階段主要是學生根據布置的學習任務，利用在線課程資源自主完成相關知識點的自學、在線讨論、學習效果檢測前測題等學習任務。具體實施過程及樣例設計如下：
1.1發布授課通知
為了讓學生提前了解學習内容和學習形式，通過超星學習平台在開課前2天發放授課通知，明确指定教學方式、教學手段和教學内容。課程以各種形式發布的通知如圖1所示。
圖1 授課通知
1.2學生利用在線課程開展學習
學生在超星學習平台上通過網絡或者移動端設備觀看課程組錄制的知識點微視頻，任課教師根據訪問量和觀看時間掌握學生自學情況，并根據學習情況及時督促學生完成學習任務。在線學習情況統計如圖2所示。
（a）觀看時長
（b） 規定日期内學習次數
圖2 學生在線學習情況統計
1.3線上自測
線上自測部分包括參與線上讨論和完成前測題兩部分。主要考查學生利用在線視頻資源自學情況，能夠針對知識點進行自檢，并設置了低于60分有一次重做的機會；同時，學生答題效果将作為教師課堂講授的依據，也有利于教師掌握學生對知識的掌握程度。線上讨論則考查學生運用知識的能力以及查閱文獻能力。線上讨論及自測情況如圖3所示。
圖3 線上自測情況
2.課堂活動
課堂活動是線下教學的主體，是對線上自主學習的總結與延伸，是實現教學目标中能力和素質培養的必經環節。該過程針對學生自學過程中存在的問題進行答疑解惑，并針對重點問題采用講授、分組讨論等教學方法進行深化、細化。具體實施過程如下：
2.1線上教學總結
該階段需要在線下課之前完成，授課教師根據學生在線讨論、前測題完成情況總結學生自學存在的一些誤區或者錯題，并進行記錄，哪些題目錯誤率較高并分析原因，為課堂教學做前期了解。線上自學總結示例如圖4所示。
圖4 課前自測總結
2.2針對線上自學、前測存在問題進行答疑
該部分主要是重點講解錯題及解析錯誤觀點，通常采用講授法、随堂練習、讨論法等方式開展教學，課堂上注重師生之間、生生之間的互動。為了激勵學生參與熱情，可以通過設置在線學習獎勵積分的方式敦促學生。開展課堂教學活動如圖5所示。
圖5 線上教學活動示
2.3課堂研讨
此教學環節是實現能力培養的重要環節，學生通過分組讨論、查閱資料形成對問題的見解，在理解基礎知識的同時，能夠結合實際應用給出小組的問題答案或者解決方案。通過問卷調查顯示，學生非常喜歡這種教學方式，并樂于參與其中。線上課堂研讨情況如圖6所示。
（a）第3小組讨論
（b）第5小組讨論
圖6 線上課堂研讨
四、 課後輔導
此過程主要利用授課QQ群、布置的各類作業批改及學習中心讨論主題為學生答疑解惑。通過騰訊會議參會數據統計監督學生出勤情況，并及時向學生反饋。答疑及學習情況反饋方式如圖7、圖8所示。
圖7 通過QQ群答疑
圖8 以線上作業和騰訊會議出勤數據為依據的反饋情況
五、 線上教學總結
一路走來，線上教學實屬當前疫情形勢下的無奈之舉，作為教育工作者，應因時而動，因令而動，充分發揮課程組的教學優勢，與時俱進、踔厲奮發，通過不斷努力，實現“雲端課堂”的教學内容不跑偏、教學方法有創新、學習效果不走樣。
位置：