基于OBE 理念的计算机组成原理课程思政教学改革与实践

摘要：在高校进行思想政治教育的有效手段之一是在专业课程的教学中融入思政元素。文章以计算机组成原理课程为切入点，基于OBE教学理念进行专业知识传授与思想政治教育相融合的教学模式改革与实践。通过对该课程思政教学存在问题的分析，结合课程思政建设需求，将敬业精神和家国情怀等思政元素纳入课程的教学大纲、教学设计等各个方面，在保持课程教育性与专业性的基础上，充分发挥育人功能，从而促进高素质人才培养目标的实现。

关键词：课程思政；计算机组成原理；OBE教学理念；教学改革探索；人才培养

中图分类号：G642 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2025）01-0143-03 开放科学（资源服务） 标识码（OSID） ：

0 引言

习近平总书记在2016年12月7日至8日全国高校思想政治工作会议上指出：高校要把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人[1]。立德树人是高校的根本任务和历史使命，教师人人讲育人、课程门门有思政是落实立德树人根本任务的最有效手段。在高校的教学活动中，教师不仅要完成教学任务，更重要的是在帮助学生全面发展的前提下，将思政元素科学、合理地融合到专业课程当中。计算机组成原理是面向计算机专业开设的一门基础课程，也是刚进入大学生活的青年学生接触专业知识的开端，如何提炼挖掘课程蕴含的思政元素，使其由点连成线进而形成面，实现思政教育与课程体系教育的有机统一是值得深入探讨的问题[2-4]。

1 课程思政教学现状分析

“计算机组成原理”课程是计算机专业和软件工程专业课程体系中的入门课程，侧重硬件学习。其主要内容包括计算机核心部件的逻辑结构和工作原理，涵盖计算机运算器、存储器、指令系统、控制器以及总线结构等[5]。当前各大院校已普遍推行该课程的思政教学，但是在授课过程中通常以教师讲解为主，授课模式多采用填鸭式，学生的主动性和参与性调动不足。相比于填鸭式教学模式，基于OBE（OutcomebasedEducation，OBE） 理念的计算机组成原理课程教学模式[6]极大地改进了教学效果，但对思政教育融入课程教学关注较少，思政元素与专业知识融合度不高，具体表现如下：

1） 课程思政元素挖掘深度存在不足。专业课程教师在实施课程思政教学时，对该课程的思政育人目标和内涵理解不够深刻，惯于采用通用思政案例，或者仅在课程导论阶段使用思政案例，对思政元素的深入挖掘不足，无法在整个教学过程中实现深度融合，影响思政教育最终效果的提升。

2） 融入已有的教学框架存在一定困难。经过多年的教学经验积累，大多高校都已经建立了以知识和创新能力为培养目标的相对完善的教学框架，以山西农业大学计算机专业为例，该专业已通过工程教育认证，并采用了基于成果导向教育OBE理念的教学培养方案。在这种情况下，如何使思政教学与已有的教学体系和培养方案实现紧密衔接、有机融合，成为思政教学亟待解决的一个关键问题。

3） 课程综合素质评价方式单一。当前，计算机组成原理课程的评价主要依赖于卷面考试成绩，评价方式单一，容易让学生形成“为分数而学、唯成绩论”的习惯，影响学生解决实际问题能力、动手能力、团队协作能力等，无法全面反映学生真实的综合能力水平。此外，评价内容仅涉及专业知识，未融入思政考核元素，使得专业知识与思政教育的有机结合存在不足。

2 基于OBE 理念的课程思政教学总体方案

OBE 作为我国工程教育认证的核心理念，由Spady等美国学者在1981年首次提出。这一理念以学生为中心，以最大化学生的学习成果为导向[7-8]。在计算机组成原理课程教学中，基于OBE理念并融合思政教育，旨在将思政教育有机地融入原有的以知识和能力为主的教学体系中，形成一体化的教学模式。基于OBE理念的课程思政教学总体方案如图1所示，实施的具体步骤可分为3个阶段：首先，明确定义学生预期学习成果，其中包括专业人才培养目标、能力目标和思政目标；其次，通过融合思政教育的教学目标重塑、教学内容设计和教学方法改革，实现预期学习成果；最后，采用多元化方式，如问卷调查、分组讨论等，对包含思政教育的学习成果进行全面评价。

3 基于OBE 理念的课程思政教学实践

3.1 重塑课程思政教学目标

传统计算机组成原理课程的教学目标是使学生掌握计算机的发展历程、计算机的核心硬件组成及其工作原理，具体包括计算机底层硬件架构、工作原理及软硬件的联系等，旨在使学生清楚地了解计算机语言的形成过程及其伴随的硬件发展，并且能够运用计算机组成原理课程中学到的基本原理、方法、工具、技术解决学习和工作中的实际问题。

基于OBE思政教学的第一个环节是定义预期思政教学目标，突出德育功能，不断优化课程建设。通过深度挖掘思政元素，在学习专业课的同时融入习近平新时代中国特色社会主义思想，并以实际社会中的模范代表教导学生，如黄大年个人事迹、倪光南高尚的爱国情怀、任正非不怕失败的精神为例正确引导学生积极探讨，深入了解社会主义核心价值观，并树立正确的世界观、人生观、价值观，让学生永葆家国情怀。

3.2 规划课程思政教学内容

课程思政要素的融合过程不是简单的突兀式“套用”，而是取之于教材，来源于生活，是对专业知识的有益补充。作为教师要善于结合课程特点，有效地设计教学内容，选取合适恰当的热点问题、人物事迹、真实案例，在授课的过程中将其融合讲解，达到“课程思政”与“专业知识”深度融合的目的。为此，根据课程内容，选择恰当的思政元素融入其中，部分课程内容设计具体如下：

1） 在讲授计算机发展史时，主要介绍计算工具的演化及中国计算机发展史，在授课的同时引入算筹、珠算盘等中华民族古老的计算工具，这是中华民族智慧的结晶，能使学生增强文化自信，坚定民族自豪感，激发爱国主义情怀。

2） 在讲授计算机硬件系统时，主要介绍计算机主要硬件部分如主板、存储器芯片、输入输出系统的发展。在此基础上引入中国芯片的发展历史以及中国超级计算机的研发历程，激发学生的大国工匠精神，引导学生树立求真务实的敬业精神。

3） 在讲授计算机软件的发展时，主要介绍操作系统的重要性及发展。引入我国鸿蒙操作系统研发的必要性及艰难研制历程。让学生树立家国情怀，激发学生强烈的爱国主义精神。

4） 在讲授存储器结构时，主要介绍多级存储系统、高速缓冲存储器的设计原理。为了得到速度快、容量大、位价低的存储器，大多采用缓存-主存-辅存的三级存储系统，而要实现存储器的正常运行，这三部分必须有条不紊地配合。以此激发学生的敬业精神，培养学生团队合作精神。

5） 在讲授高速缓冲存储器时，主要介绍主存和Cache的地址映射规则，即全相联映射、直接映射、组相联映射。根据不同的映射规则，主存块映射到不同的缓存块中，当对应的缓存块被占用时，有不同的替换策略来保证映射的正常进行，有序工作，互不争抢。以此增强学生诚信友善、团结友爱、团队协作的精神。

6） 在讲授CPU模块时，主要介绍CPU架构设计方法及设计原理，在此基础上引入中国在芯片领域内的发展，如中国自主研发的龙芯、麒麟970、寒武纪MLU100芯片等。激发学生爱国主义情怀，引导学生正视差距，努力进取，激发学生不畏艰难、勇攀科学高峰的勇气。

3.3 改革课程思政教学方法

计算机组成原理是一门理论性较强的专业基础课，讲授对象一般为工科学生，工科学生的特点是逻辑思维能力强，思维严谨，接受力强。结合这一特点，在该课程中融入思政元素的教学内容，关键就在于教师引导，而教学方法直接影响着授课效果。基于此，为实现思政教育和课程内容的有机融合，采取的教学方法改革如下：

1） 启发式价值引导教学：在按照设计好的教学大纲讲授具体知识时，突出价值引导。比如在讲授计算机的发展史这个知识点，传统的教学模式下，学生可能只知道世界第一台计算机叫什么名字、诞生于哪一年、诞生于哪个国家，如果问询中国第一台计算机诞生于哪一年、叫什么名字；中国最快的超级计算机又叫什么名字；中国在计算机领域作出了多大的贡献，绝大多数学生是无法回答的。这就是在教学过程中没有突出价值引导，没有让大学生真正了解祖国在这一领域的成就，无法产生浓厚的文化自信和爱国情操。所以在讲授这部分知识时首先要梳理和列举我国计算机的发展史，尤其是超级计算机的发展和取得的成就，并逐一讲述我国杰出的科研人员，通过他们艰苦奋斗的故事引导学生崇尚科学，崇拜为科学事业作出贡献的科学家，启发学生产生浓厚的爱国情怀。

2） 拓展教学空间，增强学生参与感：大部分院校计算机组成原理属于理论课，没有实验，学生只能停留在看图、看视频来感知计算机硬件。为了能更好地融入思政元素，教学场所不仅是局限在课堂，可以通过课堂内外资源，带领学生深入工厂、公司，增强学生的体验感和行为锻炼。在参观的时候讲解我国“龙芯”芯片的艰难研发历程，让学生从老一辈科研人员身上学习和领悟到不畏艰难、勇于创新、敢担当、敢挑战的精神，激发学生的民族自豪感和深厚的爱国情感，使学生在情感上与思政主题形成共鸣，提升育人效果。

3.4 采用多元化思政综合评价体系

为全面评价学生对计算机组成原理课程思政学习的成果，可构建一套完整的多元化思政综合评价体系，包括分组讨论、调研报告、问卷调查等形式。

在分组讨论中，主要审视学生的价值观是否符合规范，以及是否存在偏激言论等情况，以此为考核依据。调研报告则侧重评估其报告格式的规范性，同时关注心得体会部分的价值倾向等因素。问卷调查要求学生从多个角度对思政元素进行逐项评价，包括该元素与知识点的关联程度、教学形式的合理性，以及学生对该元素选材的兴趣程度，从中获得的收获与启示等。在评分学生的思政学习效果时，不仅关注分数，还根据学生的反馈信息考虑对评分较低的思政元素进行调整，包括考虑从思政元素库中删除或对其教学形式进行变更，以期在下次教学中取得改进。

4 课程思政教学实践效果

为更好地将“基于OBE理念并融合思政教育的计算机组成原理课程教学模式”应用到教学中，课题组的教师积极参与思政教育培训的方式，致力于提升自身的思政素养。同时，定期进行教学研讨，相互交流经验，共享教育资源，共同建立了计算机组成原理课程思政资源库。

经过一个学期的教学实践，通过问卷调查的形式对计算机组成原理课程思政目标的达成情况进行了调查。大多数学生表示，在思政教学的影响下，他们对课程的兴趣有所增加，同时爱国精神和民族自豪感也得到了显著的提升。对于追求卓越的工匠精神，学生们有了初步的认知和体验，这对正确人生观和价值观的形成也有一定的帮助。然而，也有一部分学生觉得平时已经对时事新闻有较多关注，因此某些思政材料看似新颖，但在他们看来已经是陈旧的新闻，思政效果一般；此外，有些思政元素带有说教的痕迹，导致学生内心对此有一定的抵触情绪，因此他们认为自身的思政素养并没有得到实质性的提升。

5 结论

本文基于OBE理念，结合计算机组成原理的课程特点，将思政教育贯穿于专业知识教授的各个环节，充分提炼其中蕴含的思政元素，与现有教学框架相互交融，形成一个有机统一的整体。在传授学科知识、提高学生技能的同时，悄然地传递正确的世界观、人生观、价值观，发挥了引导学生价值观的作用，真正使思政教育与“计算机组成原理”这门课程形有机统一的课程思政教育体系。虽然取得了一定的积极效果，但仍存在一些不足之处。下一步思政教育的关键在于如何巧妙选择新颖独特的思政素材，以及如何使思政教学跳脱出单一的说教形式，采用更富有活力、更贴近年轻人的方式深入学生内心，这成为思政教育亟须关注的问题。

参考文献：

[1] 出燕鹏.课程思政背景下高校思政教育工作的创新开展路径[J].哈尔滨学院学报，2022，43（9）：127-129.

[2] 刘铭.发现科学之美的课程思政教学实践：以计算机组成原理课程为例[J].大学教育，2023，12（13）：63-66.

[3] 李锦宏，祁超.思政教育融入计算机专业课程的建设[J].科教导刊（下旬刊），2020（33）：140-142.

[4] 郑麟，周腾，蔡玲如，等.计算机硬件基础课程的思政元素挖掘与融入研究[J].计算机教育，2021（8）：61-65.

[5] 史小松，马辉.计算机组成原理课程教学改革探索[J].计算机教育，2022（8）：34-37，42.

[6] 刘瑛.基于OBE理念的独立院校《计算机组成原理》课程教学模式改革[J].电脑知识与技术，2021，17（35）：225-226，253.

[7] 闫茂德，朱礼亚，许唐雯.OBE理念下自动化一流本科专业课程教学改革与实践[J].高教学刊，2024，10（5）：7-11.

[8] 傅洪成.基于OBE理念的“四步项目过关制” 教学改革探究[J].教育科学论坛，2021（24）：64-68.

【通联编辑：王 力】

基金项目：山西省高等学校教学创新项目（J20240466） ；山西省教育教学规划课题（GH-240401） ；山西省应用基础研究项目（202203021212455） ；山西农业大学24 校优秀博士启动项目（6K245406008） ；山西农业大学青年科技创新基金（2019021） ；山西农业大学软件学院“中青年拔尖创新人才培育工程”项目（SXAUKY2024003）