基于OBE理念的“操作系統(tǒng)”課程混合式教學(xué)模式探討

楊樂嬋

（金陵科技學(xué)院，江蘇 南京 211169）

中國從2013年啟動(dòng)了“成果導(dǎo)向”（Outcome Based Education，OBE）教育理念引導(dǎo)的工程教育改革?；贠BE理念的教育針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)中過分關(guān)注知識(shí)學(xué)習(xí)而忽視實(shí)際問題解決能力培養(yǎng)的弊端，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，以學(xué)生的學(xué)習(xí)成果為起點(diǎn)反向設(shè)計(jì)和開展教學(xué)活動(dòng)[1-2]。“以學(xué)生為中心”的教學(xué)可以通過引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生在課堂中的參與度，積極主動(dòng)地投入到課堂的學(xué)習(xí)活動(dòng)中來實(shí)現(xiàn)。學(xué)生不再是被動(dòng)地學(xué)習(xí)，而是主動(dòng)地思考并提出問題，從而成為課堂的主角。教師以學(xué)生思考提出的問題和學(xué)習(xí)的成果來規(guī)劃設(shè)計(jì)課堂教學(xué)活動(dòng)，有針對(duì)性地進(jìn)行重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容的教學(xué)指導(dǎo)，真正地提高課堂學(xué)習(xí)的效率和效果。

“操作系統(tǒng)”是計(jì)算機(jī)學(xué)科的專業(yè)核心課程之一，也是重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。根據(jù)操作系統(tǒng)這門課的自身特點(diǎn)可見，它的知識(shí)范疇較廣，既涉及到計(jì)算機(jī)硬件方面的知識(shí)又涉及到計(jì)算機(jī)軟件方面的知識(shí)。該課程提出的基本概念和算法原理相對(duì)比較抽象，涉及的設(shè)計(jì)方法和實(shí)現(xiàn)技術(shù)又較難向?qū)W生形象直觀地展示，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中容易失去學(xué)習(xí)興趣，尤其是對(duì)于基礎(chǔ)不夠扎實(shí)、自學(xué)能力不強(qiáng)、缺乏主動(dòng)學(xué)習(xí)的學(xué)生，就更容易出現(xiàn)放棄學(xué)習(xí)的現(xiàn)象。而操作系統(tǒng)在學(xué)生專業(yè)能力培養(yǎng)和專業(yè)知識(shí)架構(gòu)中的地位是不可替代的，傳統(tǒng)教學(xué)模式中的問題日益突出。

因此，改變傳統(tǒng)的單一、被動(dòng)式的教學(xué)模式，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性，達(dá)到以學(xué)生為中心，成為該課程教學(xué)必須要面對(duì)的一個(gè)挑戰(zhàn)。本文將基于OBE理念對(duì)“操作系統(tǒng)”課程的線上和線下混合式教學(xué)模式進(jìn)行探討。

1 基于OBE的混合式教學(xué)模式的關(guān)鍵原則

1.1 以O(shè)BE教學(xué)理念為核心

基于OBE教學(xué)理念下設(shè)計(jì)和開展教學(xué)活動(dòng)時(shí)，圍繞它的核心理念，教師需要思考課程教學(xué)的“六問”[3]：①這門課是為哪些學(xué)生開設(shè)的，即思考教學(xué)對(duì)象是誰；②為什么開設(shè)這門課程，這門課程與學(xué)生的成長與發(fā)展的關(guān)系是什么，即思考如何從學(xué)生的成長和發(fā)展的角度設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)；③課程期望學(xué)生取得的學(xué)習(xí)成果是什么；④如何有效地幫助學(xué)生取得這些學(xué)習(xí)成果，即思考以學(xué)生的學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向組織教學(xué)；⑤如何知道學(xué)生已經(jīng)取得了這些學(xué)習(xí)成果，即思考如何制定有效和及時(shí)的教學(xué)考核評(píng)估反饋機(jī)制；⑥如何促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)成果持續(xù)改進(jìn)，即思考教學(xué)的持續(xù)改進(jìn)機(jī)制。圍繞這六問，設(shè)計(jì)組織教學(xué)活動(dòng)。

1.2 教學(xué)敏捷性的追蹤與響應(yīng)

敏捷教學(xué)是應(yīng)對(duì)新時(shí)代教學(xué)目標(biāo)多元化和人才需求個(gè)性化的特征，以學(xué)生發(fā)展為中心，采用迭代、循序漸近的方法開展教學(xué)，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。敏捷教學(xué)作為一種自頂向下、由整體到部分的教學(xué)框架，符合技能訓(xùn)練規(guī)律，適合學(xué)生掌握工程技能，對(duì)提升學(xué)生綜合工程能力具有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義[4]。筆者結(jié)合“操作系統(tǒng)”課程教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在理解操作系統(tǒng)功能及算法原理時(shí)，缺乏對(duì)系統(tǒng)的總體框架或系統(tǒng)架構(gòu)的整體層面上的理解和掌握，往往對(duì)系統(tǒng)整體把握不到位，容易片面理解具體的算法實(shí)現(xiàn)和技術(shù)描述，且未能把握算法技術(shù)細(xì)節(jié)與系統(tǒng)總體目標(biāo)的關(guān)系，這也是以往教學(xué)過程中教師容易力不從心的地方。筆者通過引導(dǎo)學(xué)生從宏觀角度認(rèn)識(shí)系統(tǒng)，全方位貫徹“自頂向下、由粗到精”的教學(xué)與實(shí)踐理念，使學(xué)生可整體上對(duì)操作系統(tǒng)有一定的認(rèn)識(shí)和理解，建立系統(tǒng)的整體觀念，然后隨著問題復(fù)雜程度的增加，學(xué)生逐步接受并掌握逐漸加深的系統(tǒng)內(nèi)核功能的算法與原理，同時(shí)提升學(xué)生對(duì)復(fù)雜問題的認(rèn)識(shí)能力和理解能力。

1.3 引導(dǎo)和提高學(xué)生的挑戰(zhàn)感和興趣感

“操作系統(tǒng)”課程本身的特點(diǎn)決定其內(nèi)容的復(fù)雜性、理論性和抽象性，學(xué)生學(xué)習(xí)這門課程是有一定難度的，特別是對(duì)于基礎(chǔ)較弱、抽象思維能力不強(qiáng)、學(xué)習(xí)積極性不高的學(xué)生而言，就更容易失去興趣。筆者通過課程的教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，通過在課前測(cè)試、課堂練習(xí)研討、課后提高等環(huán)節(jié)給學(xué)生設(shè)置“夠得著”難度的作業(yè)和任務(wù)，能有效地引導(dǎo)和提高學(xué)生的挑戰(zhàn)感和興趣感。“夠得著”的難度是指具有一定難度，但是需要學(xué)生經(jīng)過一定程度的努力后可以解決的難度。作業(yè)或任務(wù)如果太簡(jiǎn)單了，學(xué)生很容易做出來，則既失去考核的目的，也使學(xué)生失去挑戰(zhàn)感，沒有“跳躍的高度”。如果任務(wù)或作業(yè)太復(fù)雜了，極大地打擊學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，挫敗感增強(qiáng)，直接失去學(xué)習(xí)的興趣。設(shè)置“夠得著”的難度，讓學(xué)生經(jīng)過努力完成，使學(xué)生有成就感，成就感的滿足是學(xué)習(xí)興趣的源泉。

將生活中的例子融入“操作系統(tǒng)”課程抽象化的理論知識(shí)點(diǎn)的講解中可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。首先，可以對(duì)比理解，知識(shí)點(diǎn)更具體化，使學(xué)生容易接受。其次，學(xué)生感覺課程不枯燥，會(huì)更有興趣學(xué)習(xí)。這就要求教師在備課過程中要將抽象的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行概括總結(jié)，然后淺出到具體的例子。例如調(diào)度算法中的先來先服務(wù)調(diào)度算法與最短作業(yè)優(yōu)先算法的比較與病人到醫(yī)院看病的例子作對(duì)比理解。

1.4 合理有效的反饋機(jī)制與標(biāo)準(zhǔn)細(xì)化

持續(xù)改進(jìn)是工程教育專業(yè)認(rèn)證的其中一個(gè)核心理念[5]，因此建立一種以評(píng)價(jià)、反饋和改進(jìn)為特征的考核反饋機(jī)制尤其重要。教師通過合理有效的反饋機(jī)制獲得學(xué)生學(xué)習(xí)課程的達(dá)成度情況，從而反思教學(xué)活動(dòng)并持續(xù)改進(jìn)教學(xué)方法?！安僮飨到y(tǒng)”課程的考核不局限于期末試卷成績，還包括課堂小組討論、實(shí)踐報(bào)告撰寫、實(shí)踐操作和課內(nèi)課后作業(yè)等方面的具體表現(xiàn)。在以上各個(gè)考核方式中，分別制定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)并折算成相應(yīng)的分?jǐn)?shù)值，最終形成對(duì)應(yīng)于各個(gè)課程目標(biāo)的達(dá)成度值。

建立并細(xì)化考核評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，不僅有利于教師獲得學(xué)生對(duì)于課程的哪一個(gè)內(nèi)容、哪一個(gè)課程目標(biāo)或者教學(xué)環(huán)節(jié)的達(dá)成度情況，而且有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)積極性。后者主要通過對(duì)課堂討論、實(shí)踐報(bào)告、課內(nèi)外練習(xí)或作業(yè)的考核評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行細(xì)化來實(shí)現(xiàn)。細(xì)化這些考核方式的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不僅是讓學(xué)生了解自己的報(bào)告或作業(yè)完成得不好的原因，而且是讓他們知道自己完成得很好的地方在哪里，即使是作業(yè)或報(bào)告、實(shí)踐活動(dòng)獲得高分，也要讓他們通過評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)了解自己獲得高分的原因。因?yàn)檫@些課堂討論、實(shí)踐報(bào)告、作業(yè)等考核方式不僅是客觀題目的評(píng)分，還涉及到許多因素的評(píng)分，如創(chuàng)新性、邏輯結(jié)構(gòu)等。這樣不僅可以讓學(xué)生在后面的報(bào)告和作業(yè)完成中繼續(xù)努力保持好的方面，而且提高了學(xué)習(xí)的熱情和積極性。

2 “操作系統(tǒng)”課程線上線下混合式教學(xué)流程設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)“操作系統(tǒng)”課程教學(xué)模式由于受課時(shí)限制，無法組織學(xué)生自由研討，甚至無法在課程內(nèi)容的廣度和深度上進(jìn)行拓展與挖掘。而如果采用“線上線下”混合教學(xué)模式，教師可以提前將上課內(nèi)容的視頻、上課要討論的問題布置給學(xué)生，學(xué)生可以提前預(yù)習(xí)和學(xué)習(xí)課程內(nèi)容，提前掌握基礎(chǔ)知識(shí)和容易理解的內(nèi)容，完成一些作業(yè)。課堂上教師可以有更多時(shí)間給他們講解課程中的難點(diǎn)和重點(diǎn)，從廣度和深度上進(jìn)行拓展。學(xué)生可以帶著前面線上學(xué)習(xí)中遇到的問題和疑惑的部分在課堂教學(xué)中提問，教師為學(xué)生答疑解惑?！安僮飨到y(tǒng)”課程借助超星學(xué)習(xí)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)線上和線下混合式教學(xué)，以學(xué)生為主體，提供教學(xué)輔助，引導(dǎo)學(xué)生自主探究，分為課前自學(xué)、課堂探討、課后提升3個(gè)環(huán)節(jié)，如圖1所示。

圖1 “操作系統(tǒng)”課程線上線下混合式教學(xué)流程設(shè)計(jì)

2.1 課前自學(xué)

通過平臺(tái)上布置對(duì)應(yīng)課時(shí)的學(xué)習(xí)視頻，要求學(xué)生觀看視頻，提前學(xué)習(xí)該課時(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)和原理，完成相應(yīng)的在線練習(xí)題，同時(shí)共享課程學(xué)習(xí)資源，教師根據(jù)課時(shí)內(nèi)容布置討論題目，學(xué)生線上討論并共享各自學(xué)習(xí)心得。教師可隨時(shí)了解學(xué)生的視頻觀看情況以及完成練習(xí)題和討論學(xué)習(xí)心得的情況，據(jù)此調(diào)整課堂教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法。

2.1.1 平臺(tái)上視頻學(xué)習(xí)和在線練習(xí)

教師通過教學(xué)平臺(tái)提供對(duì)應(yīng)課時(shí)的學(xué)習(xí)視頻，隨時(shí)了解學(xué)生的觀看時(shí)長、觀看的次數(shù)、觀看百分比、觀看時(shí)間的先后順序等。學(xué)生通過提前預(yù)習(xí)和學(xué)習(xí)課程內(nèi)容，提前掌握基礎(chǔ)知識(shí)和容易理解的內(nèi)容，完成在線練習(xí)題。解決了傳統(tǒng)“操作系統(tǒng)”課程教學(xué)模式由于受課時(shí)限制無法從廣度和深度上教學(xué)問題，節(jié)約了課堂時(shí)間。教師通過平臺(tái)監(jiān)督和提醒學(xué)生完成視頻和練習(xí)，通過平臺(tái)統(tǒng)計(jì)并掌握學(xué)生的練習(xí)完成情況。

2.1.2 閱讀課程資源

通過平臺(tái)上傳“操作系統(tǒng)”課程學(xué)習(xí)資源、圖文教程、相應(yīng)的學(xué)習(xí)視頻、實(shí)踐操作指南，以及提供課程的各種學(xué)習(xí)資源下載網(wǎng)址。學(xué)生提前學(xué)習(xí)和預(yù)習(xí)不僅節(jié)省了課堂教學(xué)時(shí)間，有利于教學(xué)活動(dòng)高效地展開，更有利于教學(xué)敏捷性的追蹤與響應(yīng)。敏捷教學(xué)是先整體后局部，迭代地、循序漸進(jìn)地開展教學(xué)。學(xué)生在預(yù)學(xué)習(xí)過程中，對(duì)系統(tǒng)的總體框架或系統(tǒng)架構(gòu)的整體層面上會(huì)有一定程度的理解和掌握，因此，課前自學(xué)是“先整體”。并且，隨著預(yù)先學(xué)習(xí)次數(shù)的增加或者反復(fù)觀看學(xué)習(xí)視頻，學(xué)生對(duì)于系統(tǒng)架構(gòu)的整體層面上的理解是迭代地反復(fù)地進(jìn)行。

2.1.3 線上討論

教師通過平臺(tái)設(shè)置相應(yīng)課時(shí)內(nèi)容的討論題，學(xué)生經(jīng)過觀看視頻和閱讀學(xué)習(xí)資源等一系列預(yù)學(xué)習(xí)活動(dòng)后，完成討論題。學(xué)生可以線上討論，互相交流，形成良好的學(xué)習(xí)氛圍，然后各自總結(jié)并提交討論作業(yè)，同時(shí)將學(xué)習(xí)中遇到的疑難點(diǎn)分組整理匯報(bào)。教師可隨時(shí)了解學(xué)生是否進(jìn)行了討論以及討論的程度，在布置討論題時(shí)，設(shè)置“夠得著”的難度，學(xué)生經(jīng)過努力是可以完成的，有效地引導(dǎo)和提高學(xué)生的挑戰(zhàn)感和興趣感。另外，細(xì)化討論作業(yè)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，及時(shí)批改和反饋給學(xué)生評(píng)語，讓學(xué)生了解自己的報(bào)告或作業(yè)的完成情況，重要的甚至是了解自己完成得很好的地方在哪里，不僅可以讓學(xué)生繼續(xù)努力保持好的方面，而且提高了學(xué)習(xí)的熱情和積極性。

2.2 課堂探討

2.2.1 重難點(diǎn)講授

學(xué)生通過課前自學(xué)已經(jīng)對(duì)相應(yīng)課時(shí)內(nèi)容的基礎(chǔ)知識(shí)和易理解內(nèi)容有一定程度的掌握，教師則針對(duì)局部的重難點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行深入地詳細(xì)地講授，從廣度和深度上進(jìn)行拓展。這些重難點(diǎn)內(nèi)容往往是一些抽象化的理論知識(shí)點(diǎn)和算法原理，可以引入生活中的例子進(jìn)行對(duì)比講解，學(xué)生會(huì)容易理解和掌握。

2.2.2 分組匯報(bào)與課堂研討

在前面的課程自學(xué)中，學(xué)生將學(xué)習(xí)遇到的疑難點(diǎn)分組整理匯報(bào)并提交。課堂中，教師根據(jù)學(xué)生提出的疑難點(diǎn)進(jìn)行講解分析，并讓學(xué)生分組討論，然后再基于教師講解分析后說說自己的認(rèn)識(shí)和理解。

課堂研討是敏捷教學(xué)概念的“后局部”。學(xué)生經(jīng)過課前自學(xué)階段會(huì)對(duì)系統(tǒng)的總體框架或功能模塊從整體層面上有一定程度的理解，慢慢地學(xué)生會(huì)針對(duì)局部的具體的算法原理和技術(shù)實(shí)現(xiàn)提出疑問，這就是“后局部”。學(xué)生逐步從易到難地接受并要求掌握更復(fù)雜的操作系統(tǒng)內(nèi)核功能算法及實(shí)現(xiàn)技術(shù)，教師在課堂研討中根據(jù)學(xué)生的疑難點(diǎn)答疑解惑，因此，課堂研討是“后局部”。敏捷教學(xué)的重要原則之一是迭代地、循序漸進(jìn)地開展教學(xué)。課堂上答疑解惑之后，教師根據(jù)疑難知識(shí)點(diǎn)設(shè)置一系列課堂測(cè)試或課堂練習(xí)題，讓學(xué)生對(duì)于這些疑難點(diǎn)進(jìn)行反復(fù)的迭代的訓(xùn)練。同時(shí)，在布置課堂測(cè)試或練習(xí)時(shí)，注意“夠得著”的難度，保持學(xué)生的“挑戰(zhàn)感”。對(duì)于不同學(xué)生可能存在理解掌握能力有快慢的差異，可設(shè)置不同難度層次的課堂練習(xí)題。

2.2.3 教師總結(jié)

教師對(duì)課堂探討的內(nèi)容，涉及的重點(diǎn)、疑難點(diǎn)進(jìn)行畫龍點(diǎn)睛的概述總結(jié)，并要求下一節(jié)課的提前自學(xué)課時(shí)內(nèi)容。

2.3 課后提升

課后作業(yè)的鞏固是對(duì)課堂知識(shí)點(diǎn)重難點(diǎn)的迭代復(fù)習(xí)理解。另外，“操作系統(tǒng)”理論課與實(shí)踐課是相輔相成的，為了順利地開展操作系統(tǒng)的實(shí)踐課，在理論課的課后提升環(huán)節(jié)，教師可提前布置相關(guān)的實(shí)踐操作，如Linux進(jìn)程管理操作。

3 結(jié)束語

“操作系統(tǒng)”課程線上線下混合式教學(xué)，拓展了學(xué)生的視野與思維，將基礎(chǔ)知識(shí)內(nèi)容，課程整體框架的學(xué)習(xí)內(nèi)容放在課前和線上，使學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容有整體層面的認(rèn)識(shí)，也無形中延長了課堂學(xué)習(xí)的時(shí)間，有助于教師課堂從深度上拓展教學(xué)內(nèi)容，解決學(xué)生課堂上難以跟上教學(xué)進(jìn)度、難以消化的問題。課堂中的探討以及答疑解惑使學(xué)生迭代地、循序漸進(jìn)地掌握局部的具體算法原理和技術(shù)。