OBE教育模式下的操作系統(tǒng)課程教學改革

邱劍鋒 朱二周 周 勇 仲 紅

摘要：由于操作系統(tǒng)課程本身理論性較強，同時教學過程中缺乏對學生學習結果的有效評價方式，實現(xiàn)操作系統(tǒng)課程教學目標存在一定的難度。文章提出將OBE教育理念引入該課程，變以教學內(nèi)容驅(qū)動為學習結果驅(qū)動，即“學習結果一教學內(nèi)容設計一評價體系”的新教學模式，進一步提高教學質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量。

關鍵詞：OBE教育模式；學習結果；操作系統(tǒng)

1 0BE教育模式的研究概述

基于學習結果的教育模式（outcomes-basededucation，簡稱OBE）最初起源于20世紀90年代西方國家的基礎教育改革。1994年，美國學者William G.Spady對OBE作出如下解釋：“對教育系統(tǒng)中的每個環(huán)節(jié)進行清晰地聚焦和組織，確定一個學習的目標，圍繞這一目標使學生在完成學習過程之后能夠達到預期的結果”。文獻[1]中提出學習結果的定義能夠?qū)φ麄€課程的教學活動和學生學習的效果產(chǎn)生巨大的驅(qū)動作用。澳大利亞的教育學者將OBE看做是基于學生學習結果的教育過程，將OBE模式下課程的教學計劃、教學大綱等都作為實現(xiàn)特定目標的手段，由特定的學生學習結果對整個教育過程進行驅(qū)動。

國內(nèi)研究方面，文獻[2]對OBE教育模式進行充分研究，總結OBE教育模式所包含的“兩個目標、三個假設和四個原則”，并且指出“如果不是以這四項原則為落實的中心，它就不能被稱為真正的以結果為基礎”。文獻[3]在對OBE教育模式進行充分研究的基礎上，對在汕頭大學具體實施OBE教育模式進行實踐和探索，為建設有彈性、高水平和可持續(xù)的OBE工程教育模式提供了有意義的借鑒。在OBE教育模式下，教師需要事先對學生完成學業(yè)時應該具備的能力有個明確而清晰的認識，以此為目標設計整個教學活動，包括教學計劃、教學大綱、評價模式等，以保證實現(xiàn)預期的教學目標。在這種模式下，相對于傳統(tǒng)的以教學內(nèi)容驅(qū)動的教學活動，以學生學習結果作為教學驅(qū)動力成為一種新的教育模式。

OBE教育模式強調(diào)以學生的學習結果為驅(qū)動力，進而反向設計教學活動和評價標準，以利于學生的學習。OBE教育理念促進教師更好地優(yōu)化教學環(huán)節(jié)和教學內(nèi)容，更新教學方法，重視對學生學習效果的評價，進而提高教學質(zhì)量。筆者以操作系統(tǒng)課程為例，從微觀的角度，在操作系統(tǒng)課程建設中引入OBE教育理念，探討提高操作系統(tǒng)課程建設的新的有效途徑。

2 操作系統(tǒng)課程特點及現(xiàn)狀分析

操作系統(tǒng)是計算機學科的專業(yè)核心課程之一，也是重要的專業(yè)基礎課程。在傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)教學模式中，理論知識的傳授是教學過程的主要驅(qū)動力，主要涉及操作系統(tǒng)的基本概念和基本原理，包括進程管理、存儲管理、設備管理、文件管理等。由于缺乏對學習結果的有效評價手段，加上操作系統(tǒng)課程本身理論性較強，學生在學習過程中難以深入理解相關概念和原理。這種傳統(tǒng)教育模式中存在的知識傳授與教學結果相背離的現(xiàn)象，往往導致教學目標難以順利實現(xiàn)。傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)課程教學主要存在以下幾方面的問題。

（1）傳統(tǒng)的教學方式強調(diào)以教學進程為導向，要求學生按既定的教學計劃、時間、進度等開展學習，忽視了學生“學習結果”這一根本目標。

（2）在教學模式上強調(diào)以知識導向為主，忽視對學生能力的培養(yǎng)。傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)教學強調(diào)知識導向的教學模式，教師關注的是教學內(nèi)容，學生關注的是對獲得知識的總結和整理，缺乏對學生推理、評價等多方面能力的培養(yǎng)。

（3）傳統(tǒng)的教學方式強調(diào)以教師為中心，學生按照教師的要求完成學習任務。這種學習形式單一，需要引入團隊協(xié)作的方式，從多角度提高學生學習的效率。

此外，傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)課程教學以教學內(nèi)容驅(qū)動教學過程，缺乏對學生學習結果的考核評價。授課過程以理論知識的講授為主，學生被動地接受知識而缺乏對知識點的深刻理解，即“知其然而不知其所以然”。整個教學過程以完成教學內(nèi)容為目標，強調(diào)學生按既定的時間和進度進行課程學習，加之考核評價方式單一，難以對學生的學習結果給予正確有效的評價。為了適應我國工程教育的需要，結合安徽大學應用型本科人才培養(yǎng)的要求和特點，我們在操作系統(tǒng)課程建設中引入OBE教育理念，以學習結果為導向，以學生為中心，協(xié)同教學，從教學目標、教學內(nèi)容、教學手段、學生評價等方面開展基于學習結果的操作系統(tǒng)課程教學改革與探索。

3 0BE教育模式下的操作系統(tǒng)課程建設

OBE教育模式是以學生為中心、以學生學習結果為導向的面向結果的教學模式。這種教學模式以學生通過學習能夠獲得什么和掌握什么技能作為教學活動的基礎，構建學習結果評價模式，同時要求教師引導學生自主學習，注重學乍個性發(fā)展，培養(yǎng)學生自主學習的積極性，提高教學效率。

3.1 以學習結果為導向，優(yōu)化課程教學內(nèi)容，建立層次化的教學模式

在OBE教育理念下，教師應以學生學習結果為目標導向，對操作系統(tǒng)的教學內(nèi)容加以優(yōu)化，引入“基本概念學習一源碼分析一算法仿真”的三段式教學模式，同時對學生在每一個階段的學習實施有效的評價。在操作系統(tǒng)基本概念中，進程調(diào)度是一個重要的核心問題，如何選擇適當?shù)恼{(diào)度策略，對整個系統(tǒng)資源的利用率和系統(tǒng)的吞吐量都有著至關重要的影響。

（1）調(diào)度策略之基本概念學習。根據(jù)OBE的理念，教師需明確這一階段對學習效果的要求：掌握常用的進程調(diào)度策略，理解在選擇調(diào)度算法時需要考慮的若干準則；然后由學習效果的要求反向設計教學內(nèi)容，主要包括先來先服務、短進程優(yōu)先、時間片輪轉(zhuǎn)、高響應比優(yōu)先等調(diào)度策略，公平性、有效性、響應時間、周轉(zhuǎn)時間、系統(tǒng)吞吐量等衡量調(diào)度算法優(yōu)劣的各種因素。尤其需要說明的是上述因素之間有時是相互矛盾的，教師要根據(jù)系統(tǒng)具體的要求進行取舍。這一階段的考核可以通過課堂提問、練習等多種方式完成。

（2）調(diào)度策略之源碼分析。如果說基本概念的學習是基礎，那么源碼分析環(huán)節(jié)就架起了從理論到實踐的橋梁。傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)教學中，由于種種原因，教師沒有或者很少加入對操作系統(tǒng)源碼的分析，往往會導致從操作系統(tǒng)理論教學直接進入操作系統(tǒng)課程設計這一實踐課程的教學時，學生難以接受，教學效果不佳。源碼分析主要是結合Linux操作系統(tǒng)，將操作系統(tǒng)的基本理論落實到具體的操作系統(tǒng)實踐中，讓學生理解在Linux操作系統(tǒng)中如何實現(xiàn)操作系統(tǒng)基本概念。教師要針對進程調(diào)度策略的教學，根據(jù)OBE教育模式，明確學生在經(jīng)過這一階段的學習后能夠達到的目標，即“理解Linux操作系統(tǒng)進程調(diào)度策略及選擇調(diào)度算法的準則；具備分析操作系統(tǒng)源碼的能力”，并據(jù)此設計相應的教學內(nèi)容。評價方式可以采用課堂提問、分組討論、撰寫分析報告等多種形式，以激發(fā)學生的學習興趣，提高教學質(zhì)量。

（3）調(diào)度策略之算法仿真。操作系統(tǒng)是一門實踐性較強的應用型課程，學生對操作系統(tǒng)的理解和應用最終需要通過實踐教學環(huán)節(jié)完成。算法仿真是在理論教學和源碼分析的基礎上，由學生自己動手實現(xiàn)一個或若干個調(diào)度策略，在這個過程中進一步加深對基本概念的認識，提高實踐能力。考核方式上可以讓學生分組，每組完成一個指定的功能模塊并撰寫研究報告，最后以答辯的考核方式對學生加以評價。

3.2 以學習結果為導向，優(yōu)化操作系統(tǒng)課程實驗教學，提高學生的動手能力

在操作系統(tǒng)課程設置中，操作系統(tǒng)實驗依附于操作系統(tǒng)理論教學，與單列的操作系統(tǒng)課程設計不同，其目的在于使學生通過實驗能夠深化對操作系統(tǒng)基本原理和概念的認識，激發(fā)學生自主學習的積極性，為下一步進行操作系統(tǒng)課程設計打下堅實的基礎。由于在實驗項目設計中缺乏明確的目標導向，學生對實驗項目“興味索然”，影響實驗課程的教學效果。

學生的學習過程往往是一個有計劃和循序漸進的過程。根據(jù)學生在學習過程中表現(xiàn)出來的這種“漸近性”特點，教師可在操作系統(tǒng)實驗教學中引入OBE教育模式，將實驗教學分為3個階段，針對各階段制訂相應的學習目標。實驗教學的階段性目標見表1。

根據(jù)每個階段的目標，教師可由OBE模式下的反向設計原則設計每個階段的教學內(nèi)容。

第1階段：實驗基礎部分。該階段針對實驗教學的要求，指導學生復習相關知識點，即“溫故”，引導學生自學，為后續(xù)實驗打下較好的理論基礎。

第2階段：驗證性實驗。該階段主要是讓學生熟悉Linux環(huán)境下的基本功能和初步的系統(tǒng)管理實驗，包括系統(tǒng)的安裝、用戶接口、編程環(huán)境、系統(tǒng)管理工具，熟悉操作系統(tǒng)的運行環(huán)境，為后續(xù)實驗奠定基礎。

第3階段：設計性實驗。這部分內(nèi)容在實驗教學中屬于相對較難的環(huán)節(jié)，包括進程調(diào)度策略（FCFS、SJF、RR等）、存儲管理及頁面置換策略（分頁、分段、虛擬存儲、頁面置換等）、文件系統(tǒng)模擬等。在教學要求上，教師可以根據(jù)實驗的代碼量和規(guī)模將實驗分為必做和選做并對學生分組，以組為單位匯報實驗結果，同時給予相應的評價。

3.3 以學習結果為導向，建立多元化、標準化的評價模式

OBE中的“結果”反映到操作系統(tǒng)的教學中即是學生通過課程學習所獲得的能力，這種能力可以表現(xiàn)為對知識點的理解能力、運用知識解決實際問題的能力、個人的表達能力、學生間的相互合作能力等。以往通過一張試卷、一個分數(shù)進行考核的方式過于簡單，以偏概全，難以體現(xiàn)學生學習的結果。OBE理念以學生的能力培養(yǎng)為第一要務，因此教師應該以多元化的方式檢驗學生的學習效果，重點考查其學習成果是否與預期目標相匹配。多元化的評價模式見表2。

OBE教育模式中的評價手段能夠有效反映學生學習的結果，考查學生在學完某一個知識點后所具有的能力，然后由評價的結果反過來進一步促進教學內(nèi)容和教學手段的優(yōu)化，提高教學質(zhì)量。

4 結語

OBE的教育理念作為一種對傳統(tǒng)教育模式的革新，在教學內(nèi)容的優(yōu)化、教學手段的更新以及評價體系的合理設置上有著重要而現(xiàn)實的指導意義。筆者從微觀的角度，在操作系統(tǒng)課程建設中引入OBE理念，在一定程度上對操作系統(tǒng)課程的教學內(nèi)容、教學策略和評價模式進行了改革與探索，未來將把OBE的理念用于相關課程的課程群建設中，為進一步發(fā)揮OBE教育模式在教學中的指導性地位奠定基礎。

參考文獻：

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