PBL教學模式下《操作系統》課程教學改革

胡永 楊曉波 孫海霞王東

摘 要：研究PBL教學方法，對于操作系統這樣一門理論理解和實踐應用并重的課程運用以問題為導向的教學方法，將學習與任務或問題掛鉤，強調把學習設置到特定的、有意義的問題情景中，通過學習者的自主探究和協同合作來解決問題，從而學習隱含在問題背后的學科知識，形成自主學習的能力和解決問題的技能。

關鍵詞：操作系統；PBL；教學改革；用例

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1002-2589（2013）08-0239-03

《操作系統》是計算機類專業的核心基礎課，重在實踐。作為專業必修課在學科層次結構中起關鍵作用，對該課程的掌握程度影響學習者的學科發展方向及專業水平。本課程要求掌握操作系統的基本概念、原理以及方法，掌握其作為用戶和操作系統的接口對整個計算機系統進行的管理和控制功能。作為數據庫管理系統，計算機網絡等課程的前期基礎課程，為開發各種系統軟件和應用軟件提供基礎知識儲備。

一、PBL教學法簡介

（一）PBL教學法

PBL教學法是目前全球范圍內非常流行的一種教學方法，該方法于1969年由美國神經病學教授Barrows在麥克馬斯特大學第一次提出，PBL的教學理念認為問題是選擇知識的依據即學習的起點，教學實施過程中應該是先問題而后內容。不同于傳統的以學科為基礎的教學方法，PBL教學法以問題為導向，注重學生的主動學習，并不以教師講授為主。PBL教學法的基礎是信息加工心理學和認知心理學，在建構主義學習理論范疇之內。建構主義有這樣的認識，知識并不是通過教師傳授而獲得，而是通過學生在一定的情境中，借助相關人員的幫助，比如說學習者之間的相互溝通，共享學習資料等獲得。當前大部分高校在醫學類等專業教學過程中普遍使用PBL教學法，取得了理想的教學效果。

（二）PBL學習空間

PBL的學習空間劃分為問題空間以及信息空間兩部分，在計算機支持PBL學習環境中這兩個子空間都發揮著關鍵作用，為進行協作問題求解力圖建立開放式的學習環境，使得學習過程中幫助學習者獲取最多信息。分析PBL學習過程，解決好下列三個階段：即問題階段、學習階段以及解決階段。PBL學習過程中，第一步要從問題出發，并且始終以問題為中心展開學習，也就是說整個學習過程其實就是瞄準某一相關問題，獲取與該問題有聯系的信息直到最終得到問題答案的過程，既進行了高效率的學習，又形成了對目標問題的多方位求解途徑。

（三）PBL基本要素

1.學習用例。學習用例是基于問題學習的核心，并不僅僅局限于某一單方面，可來自教師、教程以及網絡資源等。用例可以以多種方式呈現，比如某一案例、某一研究報告或某一段視頻資料等，設計優質的學習用例是教師組織該教學法的核心工作。用例必須目標明確，應該涵蓋在相關課程知識體系以及認知結構框架之內，教師要對相關教程中的教學內容進行精心設計，要符合學習者特點，難易程度要適中，最好是學習者比較熟知且帶有一點趣味性；任務的設計要考慮連續、漸進以及層次性。學習者通過學習用例展開自己的學習過程時，本質學習工作并不是求解，分析、思考、在相關問題解決的過程中挖掘必要信息，進行邏輯推理和思考，學習相關知識以及收獲問題求解技能才是這些用例的本質目的。

2.分組協作學習。協作學習在PBL學習過程中非常關鍵，教師只是作為一個輔助者，或者對于學習者來說更客觀的是作為一種資源，學習者自己負責相關模塊的學習，在平等的基礎上進行師生之間的交互。分組是以學習者為中心進行的，每組人數一般為4到8人，學生在各個小組內開展工作。通過教程、圖書館、網絡、教師等途徑各分組學生自己查找并獲取必要資源，教師的主要工作是促進及幫助每個小組的學習過程，推薦策略使學生高效利用相關學習資源，協調各分組之間的技能交互。小組內任務劃分必須明確具體，團隊協作過程中各組員都對其他組員負有責任，協作學習過程中產生激勵，分擔壓力，不僅鍛煉研究能力，也要增強協作精神與意識。

3.任務實施與考核。教師為學生提供支持指引學生參與到實訓任務中，以學習者主動解決問題為主，在任務完成過程中探索、發現、創造性學習，經歷解決問題的全部過程。遇到問題時可以通過互相探討、咨詢教師、翻閱資料等方式獲取有用信息，促使學習者主動借助網絡及圖書館等資源。重視學習者實際操作調試能力的考核，開展考核內容及考核方法革新，建立學生電子檔案，記錄平時提問、實驗任務完成情況等，全面公平地反映學生實際水平。

二、PBL教學模式下《操作系統》課程教學改革可行性分析

（一）操作系統課程教學主要問題

1.課程理論性強、教學方法單一。該課程理論性太強且大部分內容抽象枯燥，當前很多大學生普遍重技術輕理論，從而對這些基礎理論課程的學習不夠重視。教師重點偏向理論教學，與操作系統實際使用的融合存在距離，學與用之間互動不夠。教學方法機械死板，教學手段單一，以課堂講授為主要教學方式，忽略了學生的主體地位，沒有充分調動學生的主觀能動性。

2.實驗教學環節相對薄弱。大部分高校操作系統課程實驗學時數較少，基本都在十個學時左右，有部分高校甚至沒有開設實驗課，學生參與研究性學習的機會很少，學習興趣普遍不高，基本上沒有自己動手分析設計一個具體的操作系統實例的過程，理論與實踐沒有良好結合，學習者基本上只掌握了一些基本概念，學習效果并不理想。

（二）PBL教學模式下《操作系統》課程教學改革可行性

通過分析最近幾年的教學活動，總結得出西藏民族學院學生對于操作系統課程的學習過程存在下列薄弱環節，首先由于高級語言程序設計以及數據結構等前期課程的學習欠缺，不能良好進入后期專業課程學習，前后期知識沒法有效融合；其次很難獨立開展某一具體問題的思考、分析以及解決等，不能有效鍛煉邏輯思維。通過任務驅動來促進學習興趣及學習動力，根據相關教學內容設置具體任務，將有關知識點穿插在該任務中展開本節課程的學習，在興趣驅動下進行分析、思考、解決、總結。

PBL教學法能夠營造輕松、主動的學習氛圍，學生能積極主動的暢所欲言，充分表達自己的觀點，獲得其他同學和老師的信息比較容易，使相關問題盡可能當場暴露。分組討論除了加深理解基礎理論，還可以不斷發現并解決新問題，縮短學習過程，加深印象。課程主要任務是理解基本概念、基本原理和實現技術，分析我院學生尤其區內學生的學習特征，結合PBL教學模式，在教學過程中按照學生的學習進度及實踐能力掌握程度的基礎上采用任務驅動法。

任務實施過程中以學生自主開發為主，通過具體任務的演示使學生能夠動手實現。教師為學生提供支持側重引導學生參與到實訓任務中，檢查任務的進展情況，及時進行歸納小結，指示知識及技能要點，總結實踐模塊以及理論知識點。任務完成過程中學生主動經歷全部解決過程，親自體驗探索、發現以及創造的學習過程。比較復雜的任務將其分解成若干子任務，任務劃分好后根據學生特點將各子任務布置給各小組，學生首先對任務進行思考分析，實踐操作完成后給教師提交文檔報告等。通過巡回指導教師可以分析各組完成情況并根據學生提交的相關文檔檢驗教學效果。

目前國內各高校在操作系統課程的教學過程中使用PBL教學方法還處于初級階段，研究較少。分析操作系統課程本身的特點，PBL教學方法非常適合操作系統課程的教學，分析該課程教學過程及知識結構，教學過程構架比較適合采用以問題為主軸，我院學生尤其區內計算機相關專業學生學習此類較抽象專業課時更適合使用問題導向吸引其學習興趣。

三、PBL教學模式下《操作系統》課程教學實施過程

（一）授課教師進行相關培訓

一般情況下大學課程教學活動過程使用比較普遍的是問題式教學法以及討論式教學法，它們和PBL教學法在教學理念、組織及形式上區別較大。具體實施PBL教學法之前教師應該加強學習，轉變教育觀念，從前臺隱向后臺，由主講變成主導，指導學生認知學習技巧，策劃教學內容、制作紙質或電子教案、提供教學所需資源、把握教學過程、正確引導和促進教學實施，評價及總結教學效果。授課教師必須深刻認識和學習PBL教育觀念，注重教學實施過程中的各個環節，保證教學設計的質量。

（二）教學用例設計

針對具體任務學生要自主探究進行問題解決，所以任務驅動教學法的關鍵工作之一是任務的設計，要保證各部分實訓任務之間有相關聯系也要使學生有切入點。設計者應該全面把握具體用例對于學習目標的指導性、問題所處的情景、學生的認知水平、資源可獲取性、技術難度等方面。

（三）引導學生進行問題識別

指引學生以合理的方式識別問題，探討問題，鼓勵他們進行更深層次的思考。讓學生自發融入學習內容情景之中，積累專業經驗，培養專業技能。啟發學生在具備一定的基礎之上挖掘自己所掌握的知識內容，采用敘述或探討的方式描述自己對問題的理解，然后在小組內部交流對相關問題的認識，對專業知識進行梳理和回顧，為掌握及應用專業知識和技能解決實際問題積累經驗和基礎。

（四）組內交流、協作學習

基于問題識別，形成有關該問題本質的假設，提出各種解決方案并歸納可以進一步發掘的問題，識別有用概念以便應用到具體問題，借助專業知識和技能進行問題解決。開拓自發學習的領域，主動分析并利用組內成員提供的資料及他們對問題的看法和解決方案，進行專業研究和學習。在此基礎上各學習小組內部展開交流溝通，最終對問題的解決方案進行總結分析，然后依托PBL問題思考相關領域內的專業知識。

（五）建立合理評價體系

教學評價的主要目的是加強師生間的知識交流與配合，促進被考核者綜合能力的不斷進步。能夠敦促學生不斷開拓進取，不斷更新自我認識?？己苏攉@得考核對象的相關反饋信息后，能夠在第一時間對教學過程進行反思與調整，使教學水平得到鍛煉和提高。

PBL教學評價呈現多元化、多樣化等特點，教學評價的目的是激發學生進行知識探索。評價PBL教學效果、評價培養學生進行團隊協作能力以及評價PBL的教學適應性等。PBL教學過程更注重教學實施過程中學生的表現而不僅僅是教學結果，即重視對學生學習過程的評價，結合自我評價、結合教師與學生相互評價。

參考文獻：

[1]張堯學.計算機操作系統教程：第3版[M].北京：清華大學出版社，2012.5-1.

[2]胡永，杜理明.《操作系統》課程教學中的問題及對策[J].河北北方學院學報：自然科學版，2010，（2）：80-83.

[3]張銀.淺談對PBL的研究與思考[J].現代教育技術，2004，（3）：53-56.

[4]何文孝.PBL的學習模型研究[D].重慶：西南師范大學，2005.

[5]劉璐，古繼寶.PBL教學方法的理論與實踐探討[J].教育與現代化，2004，（2）：40-44.