基于“金課”標(biāo)準(zhǔn)的《操作系統(tǒng)》課程改革實踐

胡彥玲　張軼群

摘要：早在2018年，我國教育部就提出了全國各大高校要創(chuàng)建“一流本科教育”的要求，而一流的本科教育實現(xiàn)，其實質(zhì)應(yīng)該是“因材施教”，針對不同層次的學(xué)生要有不同的培養(yǎng)方法。一流課程的教學(xué)活動不僅僅要讓學(xué)生牢固掌握課程的基礎(chǔ)知識，更要打造出有深度、有難度、有挑戰(zhàn)度的"金課"。本文是作者根據(jù)自身多年的課程教學(xué)經(jīng)驗，結(jié)合當(dāng)前國家對本科人才培養(yǎng)的新要求，進(jìn)行的以“金課”為標(biāo)準(zhǔn)開展的課程教學(xué)活動小結(jié)。

關(guān)鍵詞：操作系統(tǒng)課程;一流本科教育;“金課”

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）08-0139-02

現(xiàn)在人們的生產(chǎn)和生活已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化，原來出門必帶鑰匙、錢包和手機，現(xiàn)在只要有手機和網(wǎng)絡(luò)，一切就盡在掌握中。因此，計算機各個專業(yè)也成了高校學(xué)生報名的熱門專業(yè)[1]。計算機操作系統(tǒng)這門課是計算機系本科專業(yè)的基礎(chǔ)支撐課程，它起到的作用是管理系統(tǒng)軟硬件資源，合理調(diào)度并提高系統(tǒng)效率的作用。操作系統(tǒng)課程內(nèi)容如圖1所示。

可以說，沒有操作系統(tǒng)的計算機是沒有靈魂的鐵疙瘩。從這里可以看出這門課程在計算機專業(yè)知識結(jié)構(gòu)中的重要性。而正是因為它的重要，抽象、難理解，知識點既多又松散，概念難理解，實驗難度大等也就成了它的代名詞[2]。學(xué)生抱怨：“不愿學(xué)，學(xué)不會，聽不懂”。那么怎樣讓門學(xué)生畏懼的“老”課程煥發(fā)“青春”，一直是我們這些授課老師的奮斗目標(biāo)。

教育部推出的打造“金課”課程的號召后，作為一名有十多年教齡的高校教師來說的確有許多啟發(fā)和觸動。反思操作系統(tǒng)課程的教學(xué)，存在的問題還是比較多的：首先是教學(xué)模式的單一，即便我們在疫情期間也嘗試了線上和線下混合式教學(xué)模式，但是由于課程本身的特點，單純的線上效果不盡如人意。其次是實驗環(huán)節(jié)難度大，該課程的實驗對學(xué)生編程能力有一定要求。要實現(xiàn)課程中的各種管理算法必須有較好的C語言基礎(chǔ)，并且深刻理解相應(yīng)算法思想才能完成。最后是課程知識點偏多，再加上實驗課課時，留給老師進(jìn)行遞進(jìn)教學(xué)和分層次教學(xué)的課堂時間明顯不足，導(dǎo)致對學(xué)生掌握課程知識的情況沒有完善的培養(yǎng)和考核機制[3]。

針對以上問題，我們團(tuán)隊的教師在多個學(xué)期，對不同本科專業(yè)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)改革實踐，從課程深度、難度等方面改進(jìn)教學(xué)方式和方法，最終形成了以下幾點教學(xué)改革經(jīng)驗。

1 精選教學(xué)和實驗內(nèi)容，提高課程教學(xué)的含“金”量

沒有一本教材能滿足所有學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。以往傳統(tǒng)的教學(xué)中授課老師都被要求講授的內(nèi)容要緊跟教材，那是因為當(dāng)時沒有便捷的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源。如果要為學(xué)生提供有層次，有深度和廣度的知識系統(tǒng)，一本教材的內(nèi)容是完全不夠的。所以，在教學(xué)改革過程中，我們是以一本教材為主，然后為學(xué)生推薦一到兩本輔助教材。推薦的輔助教材是考慮了學(xué)生學(xué)情不同而設(shè)置的。

教學(xué)過程中的內(nèi)容以選用的紙質(zhì)教程為主，其他教程中的補充內(nèi)容穿插其中，用于對課本知識進(jìn)行有效補充和深入。課后，教學(xué)內(nèi)容將以電子稿形式發(fā)布在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上，學(xué)生可以隨時隨地地獲取和學(xué)習(xí)。

課程實驗也精選內(nèi)容，分為基礎(chǔ)驗證型、綜合型、創(chuàng)新型實驗，形成多類型實驗教學(xué)體系。3個層次的實驗難度逐步遞增，既能符合不同專業(yè)學(xué)生對課程學(xué)習(xí)的需要，也更方便教師對學(xué)生能力進(jìn)行評價。

2 線上、線下教學(xué)結(jié)合提高教學(xué)手段的含“金”量

微課、翻轉(zhuǎn)課堂以及現(xiàn)在流行的MOOC課程的出現(xiàn)，使得傳統(tǒng)的課堂教學(xué)一下子似乎失去了往日的輝煌。特別是新冠疫情的出現(xiàn)，線上教學(xué)的靈活性和便捷性完全體現(xiàn)了出來。但是在進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和課堂教學(xué)效果比對后我們發(fā)現(xiàn)，無論是傳統(tǒng)課堂還是網(wǎng)絡(luò)教學(xué)都有利弊。如何有機融合這兩類教學(xué)方法，有效結(jié)合兩者的優(yōu)勢，才是我們教學(xué)一線教師應(yīng)該思考和實踐的。

盲目地引入網(wǎng)絡(luò)平臺上的完整課程內(nèi)容肯定是不明智的，在學(xué)習(xí)知識的過程中如果缺少師生互動，學(xué)生學(xué)習(xí)上的問題不知道找誰來解答，那么學(xué)習(xí)效果肯定也好不了[4]。所以，認(rèn)真區(qū)分線上和線下教學(xué)內(nèi)容，劃分教學(xué)層次才是教學(xué)手段融合的關(guān)鍵。

在教學(xué)改革實踐中我們將一個知識點分成幾個層次：應(yīng)知應(yīng)會、掌握和理解。內(nèi)容發(fā)布時間分為課前，課中和課后。

1）課前：預(yù)習(xí)是一個非常好的習(xí)慣。將第2天教學(xué)中較簡單，較核心的內(nèi)容提前發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺上讓同學(xué)們預(yù)習(xí)，還可以給出1到3個問題讓他們思考。這樣，他們在課前就能對上課內(nèi)容有一定的了解，而且還能帶著自己的疑問去課堂尋找答案，這無疑對課堂教學(xué)是有益的。當(dāng)然，課前預(yù)習(xí)時間不宜太長，內(nèi)容也不宜太難，學(xué)生學(xué)習(xí)15分鐘左右是比較合適的;

2）課中：對應(yīng)知應(yīng)會內(nèi)容簡單回顧，接著遞進(jìn)知識點內(nèi)容。這部分內(nèi)容是各專業(yè)本科生都必須牢固掌握的。課堂上會把這部分知識點詳細(xì)講解并進(jìn)行重點和難點的分析解答，課堂分組討論等也是經(jīng)常進(jìn)行的活動。

3）課后：將一次課的知識點歸納后發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)課堂，方便學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)。增加課后測試和延展知識，這些內(nèi)容放在網(wǎng)絡(luò)平臺，既可以讓學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)情況做一個初期的把握，又可以用作高層次學(xué)生的強化練習(xí)。

這里以課程中的死鎖知識點為例，詳細(xì)介紹如何安排教學(xué)。分層次教學(xué)安排如表1所示。

通過對知識點內(nèi)容的合理分配，既可以讓枯燥的定義通過不同的題目和教學(xué)手段變得更加有趣味，又可以讓準(zhǔn)備考研的同學(xué)和喜歡進(jìn)行軟件開發(fā)的同學(xué)有選擇地學(xué)習(xí)課程知識。

3 開展引導(dǎo)式研討，提高教學(xué)方法的含“金”量

每門課程的性質(zhì)決定了該課程適應(yīng)的教學(xué)方法和模式。操作系統(tǒng)概論總體來說還是屬于理論多于實踐的課程[5]。這種課程的學(xué)習(xí)需要學(xué)生自身有學(xué)習(xí)的動力和愿望。由教師引導(dǎo)的研討，是許多課程教學(xué)中采用的教學(xué)方法。提出問題，思考問題和解決問題，在互相辯論的過程中，學(xué)生的精力高度集中，思想靈活發(fā)散，最終的效果比老師單一講授要好很多[6]。研討活動開展的時機靈活多變，并且可以根據(jù)討論問題的難度進(jìn)行調(diào)整。

例如：在講解操作系統(tǒng)內(nèi)核分配算法時，將先介紹先來先服務(wù)（FCFS）、短任務(wù)優(yōu)先（SJF）以及時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度等算法的基本思想。在同學(xué)們對算法思想完全掌握后開展研討活動。研討的題目是：通過學(xué)習(xí)這些內(nèi)核分配算法，你認(rèn)為哪種算法更好？

大多數(shù)時候，每位同學(xué)會選擇一種調(diào)度算法然后介紹算法的優(yōu)點，而其他同學(xué)會針對他的發(fā)言進(jìn)行駁斥。但最終的結(jié)論是，并沒有最好的算法，只有最適合的算法！所以，調(diào)度是一種選擇，只有在了解自身需求的情況下才能做出好的選擇。通過這種類型的討論活動，不但能讓學(xué)生更進(jìn)一步掌握算法思想，也會讓他們思想得到升華。

4 多元化培養(yǎng)模式，提高教學(xué)效果的含“金”量

我國現(xiàn)在推行的教育理念越來越趨向于多元化，“因材施教”再一次被強調(diào)和重視[7]。每個學(xué)生在大一時期就應(yīng)該確定自己的研究方向，并在自己的大學(xué)生涯為之努力。在教學(xué)過程中我們也發(fā)現(xiàn)，有的同學(xué)對理論研究更感興趣，有的同學(xué)則更喜歡編程開發(fā)，他們感興趣的研究方向是有區(qū)別的。操作系統(tǒng)課程本身就是理論與實踐相結(jié)合的，對自我要求不同，學(xué)習(xí)興趣不同的同學(xué)，我們考慮多元化，分層次培養(yǎng)和考核。在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上，我們將會提供全面的、不同層次的學(xué)習(xí)資料，每位同學(xué)可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)興趣，自由選取內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)。后期根據(jù)他們的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行不同難度的考評。

5 完善評價方式，提高學(xué)生能力評價的含“金”量

課程教學(xué)完成后的教學(xué)效果評價一直是一個難點。如何將學(xué)生對課程基本知識點掌握程度的評價和他們自身的學(xué)習(xí)能力評價區(qū)分開來也是許多老師一直在思考和探索的問題。

早在2012年，學(xué)院就將課程評定方式做了調(diào)整：課程綜合成績=平時表現(xiàn)分+實驗操作分+期末考試分，按百分制分配比例為2：1：7。但是在實踐后發(fā)現(xiàn)，無論從課程性質(zhì)、專業(yè)和學(xué)情等角度考慮，這樣的評定標(biāo)準(zhǔn)仍然不太完善。

所以，將操作系統(tǒng)課程的綜合評價分成兩個部分，每個部分又可以分成幾個層次。結(jié)合課程性質(zhì)調(diào)整了每項考核的權(quán)重比例，最終對學(xué)生完成綜合評價。具體比例分配如表2所示：

6 小結(jié)

以上是操作系統(tǒng)課程教學(xué)改革過程中的一些經(jīng)驗總結(jié)，后期通過學(xué)生反饋也證實效果較好。當(dāng)前，國家和企業(yè)需要各種類型的人才，而一線教師要做的就是盡可能地根據(jù)每位同學(xué)自身的條件，提供他們需要的知識，培養(yǎng)相應(yīng)的能力。為了做到這一點，我們還將繼續(xù)探索。

參考文獻(xiàn)：

[1] 馮麗萍，宗春梅，張靜.基于需求發(fā)展理論的操作系統(tǒng)課堂教學(xué)實踐[J].軟件導(dǎo)刊（教育技術(shù)），2018，17（3）：33-35.

[2] 張德江，袁海軍.地方高校課程教學(xué)“去水增金”四問[J].現(xiàn)代教育科學(xué)，2019（7）：90-96.

[3] 丁衛(wèi)平，管致錦，王杰華，等.“操作系統(tǒng)”課程教學(xué)改革探索[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2018，40（4）：42-45，80.

[4] 劉俊，張驥，陳俞逾，等.基于新形勢下操作系統(tǒng)課程改革與建設(shè)[J].計算機產(chǎn)品與流通，2019（8）：244.

[5] 古麗娜孜·艾力木江，乎西旦·居馬洪，程如鐵.“操作系統(tǒng)”課程教學(xué)改革的探索[J].信息記錄材料，2019，20（8）：245-247.

[6] 侯利娟.“操作系統(tǒng)”課程的幾種教學(xué)策略研究[J].中國電力教育，2012（14）：77-78.

[7] 湯小丹，梁紅兵，哲鳳屏.計算機操作系統(tǒng)[M].4版.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2014.

【通聯(lián)編輯：王力】