線上線下混合教學(xué)模式的“操作系統(tǒng)”課程教學(xué)研究

米熱古麗·克比爾

喀什大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，新疆 喀什，844000

0 引言

快速發(fā)展的線上開放課程很早應(yīng)用于教學(xué)教育中，給人類提供了高質(zhì)量的教育資源和多樣化的學(xué)習(xí)方法，也給高等教育教學(xué)改革帶來了全新的挑戰(zhàn)與機會。在線課程不僅僅改變了傳統(tǒng)的教育教學(xué)方法與手段，而且最大限度地實現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)課程資源和個性化學(xué)習(xí)的普及與推廣。在“互聯(lián)網(wǎng)+”的影響中，我國高校教育教學(xué)改革逐漸深入，線下線上互相結(jié)合的混合教學(xué)模式也漸漸蓬勃發(fā)展。高校應(yīng)該按照教育部對國家級精品在線開放課程建設(shè)的標準開展課程建設(shè)，打造金課、消滅水課，改革傳統(tǒng)課堂教育教學(xué)模式勢在必行[1]。

但是就當前的發(fā)展現(xiàn)狀來看，線上線下混合教學(xué)所取得的預(yù)期成績還并不是十分的理想，在實際工作推動和實施的過程當中，還存在著形式主義的不良態(tài)勢。為此筆者在研究活動實施和開展的過程當中，選擇了操作系統(tǒng)課程作為重點的研究對象，對于這一個課程體系線上線下的高質(zhì)量融合發(fā)展提出了一些個人的想法和見解。通過相關(guān)策略的落地實施，不僅能夠為操作系統(tǒng)課程的發(fā)展搭建起堅實的平臺支撐，同時也可以為其他課程的優(yōu)化和進步提供一些決策職業(yè)。這也就意味著本文的研究活動具有十分明顯的現(xiàn)實意義和實踐價值。

1 課程內(nèi)容及現(xiàn)狀

《計算機操作系統(tǒng)》是高等院校計算機及相關(guān)專業(yè)必學(xué)的主干課程。本課程涉及的硬軟件知識較多、內(nèi)容抽象、實現(xiàn)技術(shù)難于理解。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠系統(tǒng)地掌握操作系統(tǒng)的基本概念，了解操作系的工作原理和實現(xiàn)方法。深層次地理解操作系統(tǒng)如何管理和控制計算機系統(tǒng)的軟硬件資源，以及為什么說操作系統(tǒng)是計算機的核心總控軟件、是計算機系統(tǒng)的指揮和管理中心、是計算機系統(tǒng)的靈魂。

目前，操作系統(tǒng)原理這門課程一直被認為比較難學(xué)難教的計算機專業(yè)課程之一。為什么這么認為呢？主要原因是什么？可以從以下兩個方面進行說明。第一，主要原因是操作系統(tǒng)在計算機系統(tǒng)中的地位決定的。通過操作系統(tǒng)與硬軟件之間的關(guān)系可以看出來它是用戶與計算機硬件系統(tǒng)之間的接口。各種應(yīng)用程序以操作系統(tǒng)作為支撐環(huán)境向用戶提供各種服務(wù)?？梢哉f操作系統(tǒng)管理計算機的一切，它是計算機系統(tǒng)的大管家、橋梁、指揮家、魔術(shù)師。由于本課程涉及的硬軟件知識比較多、概念比較抽象，涉及的算法也比較多[2]，整體實現(xiàn)技術(shù)和思想不容易理解。第二，操作系統(tǒng)對學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)也有較高的要求。要求學(xué)生對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序設(shè)計、計算機組成原理與體系結(jié)構(gòu)有一定的基礎(chǔ)。在教學(xué)過程中，學(xué)生的基礎(chǔ)知識也直接影響到教學(xué)效果。學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)不完備的情況下，學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)這門課程確實比較難，這樣很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2 存在的問題及解決對策

2.1 任課老師在第一堂課的引導(dǎo)工作不到位

第一堂課能否激發(fā)起學(xué)生的好奇心和求知欲，非常重要。任課老師在第一堂課的引導(dǎo)工作不到位會造成學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不濃、熱情不高、積極性不強等問題。作為一名操作系統(tǒng)課程的任課教師，必須要知道一門原理為主的課程如何激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。利用第一堂課，讓同學(xué)們深刻認識到操作系統(tǒng)這門課程的重要性，做好引導(dǎo)工作。但是問題恰恰是很多的任課教師都沒有能夠積極發(fā)揮第一堂課的備課作用。甚至有一些教師的引導(dǎo)活動還存在著流于形式的嫌疑。教師在前期的備課過程當中沒有關(guān)注學(xué)生們主體學(xué)習(xí)地位的發(fā)揮，反而過度關(guān)注教學(xué)連貫性的實現(xiàn)。這樣一來，在整個課程當中，教師就成了淘淘不絕的講述者，而學(xué)生們也就成了被動的傾聽者。由于第一堂課的引導(dǎo)規(guī)劃設(shè)計不夠科學(xué)合理，讓學(xué)生們沒有激發(fā)起對于這一堂課程的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣不夠濃厚，就會導(dǎo)致他們在課堂當中分神，注意力不集中等，這些問題的出現(xiàn)都會直接影響到學(xué)習(xí)的質(zhì)量和效果。

第一堂課一般用問題驅(qū)動，引導(dǎo)討論，循序漸進，講授法等好幾種教學(xué)方法有機結(jié)合，調(diào)動學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)興趣，誘導(dǎo)學(xué)生喜愛上操作系統(tǒng)這門課程，讓學(xué)生知道為什么學(xué)本課程，學(xué)什么，怎么樣才能學(xué)好。圍繞以上問題，與學(xué)生互動，引導(dǎo)他們明確這門課程的主要特點，重點內(nèi)容和學(xué)習(xí)方法。引導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)變思維，思考問題有操作系統(tǒng)使用者的角度轉(zhuǎn)變?yōu)椴僮飨到y(tǒng)開發(fā)者的角度。教育體制改革的不斷推動和實施，也針對當前的教育教學(xué)活動提出了更明晰的要求，那就是要發(fā)揮學(xué)生們在課堂當中的主人翁地位，要給予學(xué)生們更多思考交流和自主探究的機會?？梢哉f這一個基本要求與第一堂課的引導(dǎo)作用的基本目標也是不謀而合的。所謂的引導(dǎo)作用就是教師要在鼓勵學(xué)生們的基礎(chǔ)之上，讓學(xué)生們學(xué)會自主學(xué)習(xí)，讓學(xué)生們學(xué)會自主探索。這樣一來就能夠讓學(xué)生們從原本被動的學(xué)習(xí)狀態(tài)朝著主動的學(xué)習(xí)狀態(tài)轉(zhuǎn)化，這對于學(xué)習(xí)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效率的提升也是相當有利的。

2.2 缺乏對實驗教學(xué)環(huán)節(jié)的重視

通過進一步調(diào)研，發(fā)現(xiàn)好多高校在計算機操作系統(tǒng)原理課程的教學(xué)設(shè)計中，對實驗教學(xué)環(huán)節(jié)的重視嚴重不足，實驗教學(xué)課時很少，也可以說幾乎沒有。操作系統(tǒng)原理是理論和實踐相結(jié)合的一門課程，如果理論教學(xué)和實驗教學(xué)結(jié)合不足或者根本沒有安排實驗課，就直接影響到學(xué)生的學(xué)習(xí)效果、學(xué)習(xí)積極性、對理論知識的理解程度。由于課程規(guī)劃的時間相對比較少，教師需要趕進度，課程講解的速度比較快，學(xué)生們就難以精準地理解其中所涉及的概念內(nèi)涵。在實際操作的過程當中更是會遇到這樣那樣的問題。

計算機操作系統(tǒng)課程的教學(xué)過程中只要把工作原理，實現(xiàn)技術(shù)和應(yīng)用等三個方面有效結(jié)合才能達到教學(xué)目標。開放實驗教學(xué)要促成“工作原理、實現(xiàn)技術(shù)、應(yīng)用”的互相融合，不僅讓學(xué)生把握操作系統(tǒng)的抽象概念及工作原理，而且還能夠運用所學(xué)的基本原理來解決問題，從而能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力[3]。創(chuàng)新的前提是實踐。開放實驗課程的目標是通過實踐更深入的把握抽象內(nèi)容的同時更加提高學(xué)生的解決與分析問題能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和能力。創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，由以前的“教”為主實驗教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)橐浴皩W(xué)”為主，提高學(xué)生學(xué)習(xí)愛好，讓實驗教學(xué)形式向多樣化方向發(fā)展。設(shè)計實驗內(nèi)容是應(yīng)考慮以下幾個問題。

（1）實驗內(nèi)容的設(shè)計是實驗教學(xué)過程中的關(guān)鍵以及特別重要的問題。設(shè)計實驗內(nèi)容之前一定要好好考慮教學(xué)對象。不同專業(yè)的實驗內(nèi)容也有一定的差異。在我校主要給計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)和網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)開設(shè)計算機操作系統(tǒng)課程。這兩種專業(yè)在人才培養(yǎng)方案里面的培養(yǎng)目標不同，所以教學(xué)內(nèi)容的側(cè)重點也不同， 設(shè)計實驗內(nèi)容的時候要考慮各專業(yè)的特點。給網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的學(xué)生設(shè)計實驗內(nèi)容時，實驗項目偏向于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的配置、維護和管理。

（2）因為操作系統(tǒng)課程對學(xué)生的基礎(chǔ)知識結(jié)構(gòu)有一定的要求，設(shè)計試驗內(nèi)容的時候，必須要考慮不同基礎(chǔ)的學(xué)生。設(shè)計難易程度不同的實驗項目，保證所有的學(xué)生有能力完成。這樣才能鼓勵學(xué)生充分發(fā)揮創(chuàng)新意識，讓基礎(chǔ)不好的學(xué)生也充滿信心。

（3）實現(xiàn)線上線下有機結(jié)合。學(xué)生的動手能力有一定的差異，光靠實驗課時間學(xué)好是遠遠不夠的，為了進一步提高學(xué)生的動手能力必須好好利用網(wǎng)絡(luò)平臺的實驗資源，讓同學(xué)們利用課外時間進行學(xué)習(xí)，這樣可以提高實驗教學(xué)質(zhì)量。

2.3 各種教學(xué)方法有機結(jié)合不足

主要以講授法為主，忽略了計算機專業(yè)課程常用的范例教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法、WebQuest教學(xué)法、基于問題的學(xué)習(xí)等教學(xué)方法的使用。教學(xué)方法的單一性直接影響到教學(xué)效果，使學(xué)生始終處于被動狀態(tài)。

（1）為了達到最好的教學(xué)效果，按教學(xué)內(nèi)容的不同，采用不同的教學(xué)方法。操作系統(tǒng)教學(xué)過程中難度比較大的易被學(xué)生混雜的抽象概念，知識單元、各教學(xué)環(huán)節(jié)之間的過濾，需要歸納、總結(jié)的時候用講授法。教師應(yīng)該根據(jù)學(xué)生們的不同情況和基本訴求進行教學(xué)內(nèi)容的規(guī)劃設(shè)計。筆者在對自己的教學(xué)實踐經(jīng)驗進行全面的總結(jié)整理以后也看出針對不同學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，進行教學(xué)內(nèi)容的差異性規(guī)劃，所取得的效果是十分顯著的。舉例來說，對于能力比較強的，寫代碼比較順暢的學(xué)生，教師可以進行拔高練習(xí)活動，讓他們接觸到具有一定難度的練習(xí)作業(yè)，這也可以激發(fā)起他們攻克困難的熱情。對于那些基礎(chǔ)相對薄弱的學(xué)生，教師則應(yīng)該關(guān)注于基礎(chǔ)理論知識的引導(dǎo)和滲透，讓他們在充分掌握基礎(chǔ)知識的前提之下開展后續(xù)的各項學(xué)習(xí)活動和代碼寫作活動等[4]。

（2）學(xué)生編寫代碼和理解代碼的能力不太理想，解決問題的能力也不夠，不容易理解同步進行的實現(xiàn)方法和概念。在這種情形之下，教師就可以積極地開展范例教學(xué)的基本模式，通過教師的前期示范，也能夠讓學(xué)生們更為精準地理解基礎(chǔ)理論，并在全面理解的基礎(chǔ)之上進行撰寫作業(yè)等活動。這樣一來也能夠?qū)崿F(xiàn)理論和實踐的相互融合，幫助學(xué)生們更加順利地完成作業(yè)任務(wù)。范例教學(xué)法是以典型的范例為核心，通過“典型的例子”、“學(xué)生能夠理解的例子”來進行講解，讓學(xué)生能夠通過特殊的案例來掌握難以理解的內(nèi)容。比如：用P、V操作來實現(xiàn)并各發(fā)進程在執(zhí)行過程中存在的制約關(guān)系進程同步和進程互斥的時候，通過典型的“獨木過橋”問題、“哲學(xué)家就餐問題”、“生產(chǎn)者-消費者”問題、“讀者-寫者”問題等來講解進程同步和互斥的概念及實現(xiàn)方法。

（3）任務(wù)驅(qū)動法是為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力不可缺少的一種有效的教學(xué)方法。學(xué)生通過完成任務(wù)的方式進行學(xué)習(xí)的“學(xué)生為主，教師為輔”的教學(xué)方法。任課教師指定任務(wù)之前，先對任務(wù)進行全面分析，這樣有利于學(xué)生少走彎路。任務(wù)的形式有如下。①任務(wù)要求一定要明確。教學(xué)的初級階段可用第一種形式。例如，講解操作系統(tǒng)的存儲管理方式固定分區(qū)法的工作原理之后，要求學(xué)生設(shè)計出固定分區(qū)管理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。②任務(wù)的部分要求明確。另一部分學(xué)生自由發(fā)揮。分析分區(qū)存儲分配管理方式的不足，比如“碎片”問題嚴重，雖然可以通過“緊湊”法來將很多碎片連接成可用的大塊空間，但是開銷很大。這個基礎(chǔ)上要求學(xué)生設(shè)計出另一種離散存儲管理方式。③老師只安排給任務(wù)的原則性要求，但大部分是需要學(xué)生自由發(fā)揮。

（4）算法是解決問題的方法，操作系統(tǒng)涉及的算法較多，為了進一步提高學(xué)生的解決和分析問題的能力。講解處理機調(diào)度算法，頁面置換算法等各類算法的時候，用比較法效果最好，通過比較法，使學(xué)生能夠把握各類算法的優(yōu)缺點，避免算法選擇不當引起的各種現(xiàn)象。

（5）應(yīng)用類比教學(xué)法，把操作系統(tǒng)與現(xiàn)實生活連起來，提高課程的吸引力，親和力。例如，講解進程之間存在的制約關(guān)系及引起的根本原因的時候，進程互斥關(guān)系可以比作若干同學(xué)去圖書室借書或者兩隊進行排球比賽。進程同步關(guān)系可以比作接力賽，因為進程同步關(guān)系就是源于進程之間的相互合作。講解進程的狀態(tài)和狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換時，把阻塞狀態(tài)的進程比作為了打飯排隊的學(xué)生，把就緒狀態(tài)的進程比作正準備打飯的學(xué)生，把執(zhí)行狀態(tài)的進程比作正在打飯的學(xué)生。舉的例子盡量貼近生活，這樣學(xué)生容易理解，覺得這門課挺有意思，有了興趣才有效果。

2.4 有效利用網(wǎng)上優(yōu)秀資源遠遠不夠

主要原因是對課程資源內(nèi)涵認識不夠。部分老師認為教材就是唯一的課程資源，上課的過程中離不開教材，沒有用新課程理念去認識課程資源的作用。

有效利用網(wǎng)上優(yōu)秀資源，充分發(fā)揮優(yōu)秀網(wǎng)絡(luò)資源對教學(xué)的促進作用。充分利用網(wǎng)上優(yōu)秀資源，上好線下教學(xué)，把課堂交給學(xué)生充分調(diào)動學(xué)生的積極性，推動安靜的課堂變成激發(fā)學(xué)生相互交流創(chuàng)新思考的場所。例如：讓學(xué)生觀看優(yōu)秀慕課視頻等。慕課是一種開放式網(wǎng)絡(luò)課程.除了慕課平臺還有超星等平臺，慕課的優(yōu)點是教學(xué)資源的“精細化”和“精品化”。

作為一名任課教師，更有必要不斷的提高自己教學(xué)能力和水平，得進一步完善自己的專業(yè)知識和體系。在傳統(tǒng)的教學(xué)教育過程中，任課老師一個人單獨計劃課程教學(xué)進度和推進策略，但是有了慕課資源以來就不一樣了，慕課是各高校高水平的老師、教授進行授課，質(zhì)量高，集中了世界一流大學(xué)的教學(xué)模式和優(yōu)秀教師的教學(xué)設(shè)計。任課老師通過學(xué)習(xí)慕課資源，能深深地感受到自身的不足，從而不斷提高教學(xué)技能和信息素養(yǎng)，慕課平臺給老師提供了自我彌補的好機會[5]。

在線下教學(xué)中，部分同學(xué)能夠很好地把握老師所講的課堂內(nèi)容，而部分同學(xué)對課堂內(nèi)容的理解不夠深，慕課為這些學(xué)生提供了良好的課后學(xué)習(xí)的機會。通過慕課進行反復(fù)學(xué)習(xí)，能夠進一步鞏固課堂內(nèi)容。通過慕課，學(xué)生還可以學(xué)習(xí)自己感興趣的知識，可以說優(yōu)秀資源對教學(xué)效果的影響非常大。

2.5 提高教學(xué)效果

為了提高教學(xué)效果，條件允許的情況下，上課的時候線上和線下同時進行，這樣學(xué)生下課以后，隨時聽回放?？梢噪S時隨地學(xué)習(xí)也可以選擇性地學(xué)習(xí)而且重復(fù)學(xué)習(xí)看不懂的部分。這樣能保證各種原因參加不了線下教學(xué)的學(xué)生也能聽直播或者回放。

3 結(jié)語

綜上所述，根據(jù)課程和學(xué)生的特點合理利用網(wǎng)絡(luò)資源、合理搭配、線上線下有機結(jié)合才能達到最好的教學(xué)效果。為此，對于廣大的計算機專業(yè)教師來說，在教學(xué)活動開展的過程當中，應(yīng)該重點關(guān)注教學(xué)內(nèi)容的豐富和教學(xué)方法的創(chuàng)新。尤其是在信息技術(shù)日新月異、不斷發(fā)展的宏觀背景之下，教師要積極發(fā)揮線上教學(xué)的優(yōu)勢作用，借助于線上和線下的高度整合，為學(xué)生們創(chuàng)造更靈活的學(xué)習(xí)空間，帶來更豐富的學(xué)習(xí)資源。通過搭建堅實的平臺支撐，讓學(xué)生們的計算機素養(yǎng)不斷提高。