基于Moodle的《微機原理》課程協(xié)作式網(wǎng)絡(luò)教學平臺的構(gòu)建

王 靜 董 蘇 陳強強 王中心

(1.阜陽師范大學 計算機與信息工程學院，安徽 阜陽 236037；2.國網(wǎng)阜陽供電公司，安徽 阜陽 236001)

隨著知識經(jīng)濟全球化時代的到來，世界各國教育改革的步伐在不斷加快，協(xié)作式學習作為一種重要的學習方式，對提高學生的信息素養(yǎng)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力和合作交流能力具有重大意義。學生在協(xié)作式學習的過程中體驗知識、獲得技能，且有助于構(gòu)建新知識、掌握基本的探究及解決問題的方法[1]。

《微機原理與接口技術(shù)》是大學工科專業(yè)計算機硬件課程體系中的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門理論性和實踐性并重的課程。該課程對培養(yǎng)學生的邏輯思維能力、編程能力、自學能力、分析解決問題的能力都有重要作用，其實踐環(huán)節(jié)能有效提高工科學生的專業(yè)技能和動手能力，對單片機原理與應用、DSP技術(shù)與應用、嵌入式系統(tǒng)等后續(xù)課程的學習有很大幫助[2]。目前，《微機原理與接口技術(shù)》課程的教學仍然面臨一些問題，主要表現(xiàn)在理論教學與實踐應用脫節(jié)、實驗環(huán)節(jié)匱乏、評價方式單一等，傳統(tǒng)教學模式影響和制約了課堂教學效果。基于多媒體技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的協(xié)作式教學平臺，突破了傳統(tǒng)教學的時空限制及教學儀器設(shè)備的限制，為學生提供一個更為廣闊和便捷的學習環(huán)境[3]，在這種自主協(xié)作的教學模式下，教師可以為學習者提供更豐富的教學資源，知識的呈現(xiàn)形式也更加豐富有效；學習者也可以幫助教師快速更新與積累教學資源，從而加強師生之間的交流與互動，有效地提高教學質(zhì)量。

本文通過設(shè)計和構(gòu)建基于Moodle的《微機原理與接口技術(shù)》課程協(xié)作式網(wǎng)絡(luò)教學平臺，將協(xié)作式的教學模式應用于《微機原理與接口技術(shù)》課程教學中，從而提高課程的教學質(zhì)量，提升學生的專業(yè)技術(shù)知識、交流能力、團隊合作能力等綜合素質(zhì)，培養(yǎng)具有獨立思維能力和實踐動手能力的計算機信息類專業(yè)應用型創(chuàng)新人才。

一、實現(xiàn)Moodle平臺的相關(guān)模塊和安裝方法

由于M o o d l e 平臺使用P H P 語言進行編寫，所以，運行Moodle平臺首先需要創(chuàng)建PHP運行環(huán)境。著名開源Web服務器軟件Apache 采用客戶端/服務器模型(B/S模型)，客戶端為瀏覽器，且模塊化設(shè)計極大地提高了用戶使用的靈活性，運行穩(wěn)定安全性高。本系統(tǒng)以WAMP(Window+Apache+MySQL+PHP)模型構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)學習平臺。客戶端/服務器模型(B/S模型)流程如1所示，瀏覽器的作用為解釋和顯示W(wǎng)eb頁面，響應用戶的輸入請求，并通過HTTP協(xié)議將用戶請求傳遞給Web服務器。Web服務器運行服務器程序，最基本的功能是偵聽和響應客戶端的HTTP請求，向客戶端發(fā)出請求處理結(jié)果信息。

圖1 網(wǎng)絡(luò)教學平臺的B/S模型

Moodle是一個在教學行業(yè)使用很廣泛的一種網(wǎng)絡(luò)工具，具有很強的網(wǎng)絡(luò)課程管理功能，本文基于WAMP平臺下開發(fā)的Moodle平臺上創(chuàng)設(shè)了立體化的教學資源和多元融合的學習活動，利用教學課件、文檔、圖片、視頻、音頻、教學案例、實驗仿真、網(wǎng)站鏈接、論壇等課程資源呈現(xiàn)課程的教學內(nèi)容和資料，并利用Moodle平臺的問卷、作業(yè)、測驗、聊天室等功能添加教學活動，進行拓展教學和動態(tài)教學，構(gòu)建具有“共享信息資源、交互工具、協(xié)作空間、個人空間”四大核心要素協(xié)作式教學平臺。

二、基于Moodle的網(wǎng)絡(luò)課程學習平臺的設(shè)計

1.網(wǎng)絡(luò)課程的設(shè)計目標

本文立足于計算機信息相關(guān)專業(yè)應用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需要，以計算機、硬件課程體系為核心，注重知識、能力、素質(zhì)的綜合提高，培養(yǎng)具有硬件設(shè)計和實踐能力的工程技術(shù)人才。為了達到這一目標，在建構(gòu)主義理論和群體動力理論等學習理論的指導下，在分析《微機原理與接口技術(shù)》課程傳統(tǒng)教學特點與不足的基礎(chǔ)上，運用系統(tǒng)分析方法和實證研究，改革傳統(tǒng)的教學模式，基于Moodle構(gòu)建《微機原理與接口技術(shù)》課程的協(xié)作式教學平臺，制定在Moodle平臺上開展協(xié)作式教學的具體方案，通過立體化的教學資源和多元融合的學習活動實施協(xié)作式教學，并建立多維度的教學評價機制。以此提高課程的教學質(zhì)量，激發(fā)學生的學習興趣，增強學生、教師間的互動協(xié)作，增強學生的工程意識和創(chuàng)新意識[4]。

2.網(wǎng)絡(luò)課程的設(shè)計原則

Moodle網(wǎng)絡(luò)學習平臺倡導建構(gòu)主義學習思想，所以，課程設(shè)計要遵循協(xié)作式原則、情境再創(chuàng)原則、交互式原則進行設(shè)計與開發(fā)。教學設(shè)計是整個教學任務的重點，良好的教學設(shè)計是保證優(yōu)秀的學習質(zhì)量的前提。教師在利用Moodle平臺進行《微機原理與接口技術(shù)》網(wǎng)絡(luò)課程教學時，應以建構(gòu)主義理論為基礎(chǔ)，充分熟悉和挖掘平臺的教學資源，以學生為中心展開情景式、協(xié)作式、會話式混合式教學，真正達到知識體系的意義建構(gòu)[5]。筆者通過多年來的教學經(jīng)驗，總結(jié)了《微機原理與接口技術(shù)》網(wǎng)絡(luò)課程的教學思路，該課程以 Intel8086CPU 為主線，圍繞微型計算機原理和應用，系統(tǒng)介紹微型計算機的基本知識、基本組成、體系結(jié)構(gòu)和工作模式等。是為了讓學生了解微機系統(tǒng)的整體概念，掌握微機的基本組成、工作原理、了解微機內(nèi)各部件的基本功能、協(xié)調(diào)工作過程、學會使用匯編語言設(shè)計程序、能進行簡單的微機應用系統(tǒng)開發(fā)，掌握構(gòu)建簡單微機應用系統(tǒng)的能力。

針對不同環(huán)節(jié)，按照教學目標設(shè)定、教學內(nèi)容實施及教學效果評估三大模塊，利用教學課件等多媒體資源、實驗仿真、網(wǎng)站鏈接、論壇等課程資源呈現(xiàn)課程的教學內(nèi)容和資料，構(gòu)建協(xié)作式教學平臺，整體架構(gòu)如圖2所示。

圖2 《微機原理與接口技術(shù)》網(wǎng)絡(luò)教學平臺功能架構(gòu)

三、Moodle網(wǎng)絡(luò)學習平臺的實現(xiàn)

1.整體功能設(shè)計

根據(jù)上述設(shè)計方案，利用Moodle平臺搭建了《微機原理與接口技術(shù)》的協(xié)作式網(wǎng)絡(luò)教學平臺，主要包括教學課件、測試題目、程序教學、教學案例、教學進度及資源六個模塊，如圖3所示。教學課件模塊主要包括各個章節(jié)的授課PPT課件，測試題目包含章節(jié)知識點的跟蹤測驗和組卷模擬考試，程序教學包括程序精講和實用開發(fā)小設(shè)計，教學案例包含培養(yǎng)實踐能力的編程實踐，教學進度是針對每個學習賬戶設(shè)置的課程規(guī)劃和學習進度，課程資源模塊主要包含視頻演示、仿真程序、實驗演示等多形式教學資源。

圖3 微機原理與接口技術(shù)網(wǎng)絡(luò)課程界面

2.課程創(chuàng)建方法

安裝好相應軟件后，在系統(tǒng)“首頁”點擊“添加新課程”，根據(jù)系統(tǒng)提示界面進行課程屬性設(shè)置，課程格式包括四種，單一活動格式是用于在課程頁面上顯示單個活動或資源(例如測驗或SCORM包)[6]，社交格式是論壇顯示在課程頁面上，主題格式是課程頁面按主題部分組織，每周格式是課程頁面按每周部分組織，在案例中選擇依據(jù)主題格式進行排版。點擊“保存并預覽”檢查課程屬性填寫的正誤，確認無誤后，點擊“保存并返回”即可。如圖4所示。

圖4 課程創(chuàng)建

課程創(chuàng)建成功后，點擊剛剛創(chuàng)建成功的《微機原理與接口技術(shù)》課程進入章節(jié)編輯功能，編輯每個模塊的名稱，模塊圖標。通常把每個章節(jié)的課件都存放在此模塊內(nèi)，在模塊編輯區(qū)可以添加相關(guān)活動，例如，測驗功能、程序教學、標簽、文件、文件夾等可極大豐富課程教學資源和互動形式，如下頁圖5所示。

圖5 課程布局

3.教學內(nèi)容設(shè)計

網(wǎng)絡(luò)課程教學與傳統(tǒng)教學的優(yōu)勢之一便是可以減少教學條件的限制，這對理工科而言十分有利。例如，《微機原理與接口技術(shù)》課程中很多實驗需要用軟硬件仿真模擬演示，在傳統(tǒng)的實驗教學受課程教學時間限制，無法將過程環(huán)節(jié)多次反復重演，而不同學生由于接受能力不同，對演示的教學需求不盡相同。通過Moodle平臺，教師可以將實驗過程錄成視頻上傳到課程平臺，學生根據(jù)自身情況控制實驗進度。另外，網(wǎng)絡(luò)教學平臺可呈現(xiàn)多種多樣的教學資源類型，針對不同章節(jié)知識點，配套設(shè)置文檔說明、Flash演示、視頻和音頻解說等多種講解資源類型，在課程首頁通過“添加資源”的下拉列表框，直接選擇創(chuàng)建即可。

圖6 教學內(nèi)容設(shè)計

4.教學活動的設(shè)計

與傳統(tǒng)教學模式相似，溝通與互動是課程教學不可或缺的一個重要環(huán)節(jié)，良好的溝通互動能有效反饋教學效果，及時調(diào)整教學進度，針對性解決教學短板。本設(shè)計在Moodle平臺中將互動學習社區(qū)、聊天室、心得報告、投票、作業(yè)、測驗等多個活動或資源添加其中，如圖6所示，通過這些活動可以增加師生的互動、提高學習效率、促進學生全面發(fā)展。

圖7 課程討論互動模塊

5.教學評價設(shè)計與應用

根據(jù)課程學習的順序，學生進入特定的學習部分依次學習，通過章節(jié)測驗、課程自測、期中考試、達標考核等環(huán)節(jié)反饋學習成效，也是衡量教學效果的重要手段。同時，為培養(yǎng)學生在教師和同學的協(xié)同之下進行知識建構(gòu)的能力，還采用對教師評價，對學習者評價，對學習小組綜合評價，教師評價學生，學生之間互相評價等多種評價模式，及時反饋和掌握教學動態(tài)，調(diào)整教學思路，便于更好發(fā)揮教學實效。

圖8 平臺課程評價模塊

四、小結(jié)

本文在分析目前《微機原理與接口技術(shù)》課程的重要地位及教學中存在問題的基礎(chǔ)上，基于Moodle的協(xié)作式教學平臺，對協(xié)作式教學方案進行全方位的設(shè)計，包括制定方法策略、選取教學模式、設(shè)計評價方案等。利用Moodle平臺各個模塊的功能，構(gòu)建《微機原理與接口技術(shù)》課程協(xié)作式教學平臺，創(chuàng)設(shè)協(xié)作式教學環(huán)境。包括如何在平臺上整合教學資源、開展教學活動、規(guī)劃教學模塊等。同時組織實施相關(guān)的教學工作，將基于Moodle的協(xié)作式教學應用于課程中，采用任務式協(xié)作教學、問題式協(xié)作教學、項目式協(xié)作教學等多元化的教學方式進行，在協(xié)作式平臺上開展多種學習活動，實現(xiàn)整個課程的協(xié)作式教學。同時，設(shè)計方法和研究成果可推廣到其他相關(guān)的課程教學，如單片機原理課程、DSP技術(shù)及應用課程、嵌入式系統(tǒng)課程等，對提高課程的教學質(zhì)量，激發(fā)學生的學習興趣，增強學生、教師間的互動協(xié)作，增強學生的工程意識和創(chuàng)新意識具有較高的應用價值。