“操作系統(tǒng)應(yīng)用基礎(chǔ)”課程的研究性教學(xué)

　　摘要：針對(duì)國(guó)防科技大學(xué)系統(tǒng)工程類專業(yè)的現(xiàn)狀，探索和嘗試“操作系統(tǒng)應(yīng)用基礎(chǔ)”課程研究性教學(xué)模式。文章主要介紹教學(xué)內(nèi)容上強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體性、教學(xué)過程中強(qiáng)調(diào)學(xué)生的參與性，課程作業(yè)上強(qiáng)調(diào)學(xué)生的研究性的教學(xué)方法。實(shí)踐表明，該研究性教學(xué)模式，在提高該課程的教學(xué)效果的同時(shí)，有力地支持了學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
　　關(guān)鍵詞：操作系統(tǒng)；研究性教學(xué)；教學(xué)改革
　　
　　高校計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)類課程具有很強(qiáng)的理論性和綜合性，概念多而且抽象，同時(shí)，課程實(shí)驗(yàn)組織比較困難，容易造成理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)脫節(jié)的現(xiàn)象。計(jì)算機(jī)類專業(yè)的“操作系統(tǒng)”課程教學(xué)通常采用兩種手段相結(jié)合：一是以一個(gè)具體的操作系統(tǒng)為實(shí)例，分析操作系統(tǒng)的內(nèi)核結(jié)構(gòu)，從而理解課程中的原理與概念；二是實(shí)際動(dòng)手編寫實(shí)踐，有些學(xué)校操作系統(tǒng)課程的全部實(shí)驗(yàn)完成后基本形成了一個(gè)小型的操作系統(tǒng)原型。而我校開設(shè)的“操作系統(tǒng)應(yīng)用基礎(chǔ)”課程是系統(tǒng)工程類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，在講授操作系統(tǒng)基本原理的基礎(chǔ)上，更加強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力。該課程計(jì)劃學(xué)時(shí)少，無法組織類似操作系統(tǒng)內(nèi)核實(shí)例分析或操作系統(tǒng)原型編寫之類的課程實(shí)驗(yàn)。傳統(tǒng)的教學(xué)方式基本上以課堂理論講授為主，結(jié)合算法的模擬編程實(shí)驗(yàn)來組織教學(xué)過程。課程內(nèi)容的廣泛性與學(xué)時(shí)的局限性之間的矛盾，以及理論教學(xué)的抽象性與教學(xué)實(shí)驗(yàn)的局限性之間的矛盾，即不利于學(xué)生系統(tǒng)、全面地掌握計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)，而且限制學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、獨(dú)立研究能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。同時(shí)，傳統(tǒng)的課程教學(xué)模式相對(duì)單一和枯燥，由于知識(shí)基礎(chǔ)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的理解有困難，學(xué)生容易對(duì)學(xué)習(xí)失去興趣和信心，最終影響到學(xué)生的學(xué)習(xí)效果及專業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)。因此，針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足，在非計(jì)算機(jī)專業(yè)的操作系統(tǒng)類課程教學(xué)中探索一種新型的教學(xué)理念是及其必要的。
　　本文總結(jié)了“操作系統(tǒng)應(yīng)用基礎(chǔ)”課程教學(xué)中，應(yīng)用研究型教學(xué)進(jìn)行教學(xué)改革的體會(huì)，并就教學(xué)過程中的相關(guān)問題進(jìn)行探討和思考，旨在提高該課程的教學(xué)效果的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。
　　1研究性教學(xué)與研究性學(xué)習(xí)
　　研究性教學(xué)是指教師通過引發(fā)、促進(jìn)、支持、指導(dǎo)學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)來完成教學(xué)任務(wù)的一種教學(xué)思想、教學(xué)模式和教學(xué)方法[1]。研究性教學(xué)作為一種教學(xué)理念，對(duì)教師而言是研究性教學(xué)，對(duì)學(xué)生而言叫研究性學(xué)習(xí)。研究性教學(xué)具有主動(dòng)性、參與性、過程性和合作性等特點(diǎn)，通過研究性教學(xué)可以有效促進(jìn)“教”與“學(xué)”互動(dòng)，達(dá)到深化教學(xué)改革的目的。
　　研究性教學(xué)模式不同于一般以教學(xué)任務(wù)為中心的傳授式教學(xué)模式，是一種以學(xué)生為中心的教學(xué)模式[2]，是教師把研究的思想、方法引入教學(xué)活動(dòng)，指導(dǎo)學(xué)生引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)造性地運(yùn)用已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，從自然、社會(huì)和日常生活中選擇與課程相關(guān)的專題進(jìn)行研究，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)問題、研究問題和解決問題，使學(xué)生在主動(dòng)探索、思考、實(shí)踐的學(xué)習(xí)過程中，吸收知識(shí)、獲得經(jīng)驗(yàn)、提高應(yīng)用能力，同時(shí)養(yǎng)成科學(xué)研究的精神和科學(xué)態(tài)度[3]。
　　當(dāng)今在校大學(xué)生的最大特點(diǎn)是自我選擇性極強(qiáng)，很少盲目認(rèn)同某種價(jià)值觀，趨同意識(shí)很淡，喜歡自主展示思想，通過爭(zhēng)論和碰撞形成觀點(diǎn)，摸索新的思路[4]。研究性教學(xué)也是以學(xué)生發(fā)展為本的教育思想在教學(xué)活動(dòng)中的具體化，是最終實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)模式根本轉(zhuǎn)變的基礎(chǔ)。
　　2研究性教學(xué)模式的實(shí)施
　　2.1教學(xué)內(nèi)容強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體性
　　“操作系統(tǒng)應(yīng)用基礎(chǔ)”課程的教學(xué)內(nèi)容涵蓋范圍廣，涉及的知識(shí)點(diǎn)多且雜，大量的概念、公式、算法過于抽象、難于理解。學(xué)生因此容易產(chǎn)生畏難情緒，進(jìn)而喪失學(xué)習(xí)的興趣和信心。同時(shí)，由于學(xué)時(shí)的局限性，教師課堂講授無法詳細(xì)展開，對(duì)相關(guān)內(nèi)容的講解往往流于表面，或過于注重所謂重點(diǎn)難點(diǎn)等局部細(xì)節(jié)，而忽略課程內(nèi)容的整體性和系統(tǒng)性。學(xué)生雖然學(xué)習(xí)完課程的內(nèi)容，卻不知道自己學(xué)到什么、能夠解決什么問題。針對(duì)這種情況，我們?cè)诮虒W(xué)活動(dòng)開展之前，多次深入學(xué)生中，通過聊天、座談等方式，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)心理、需求和基礎(chǔ)。然后以學(xué)生已有的生活學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，在強(qiáng)化課程內(nèi)容的系統(tǒng)性的基礎(chǔ)上，精簡(jiǎn)課堂講授內(nèi)容。對(duì)學(xué)生比較熟悉的內(nèi)容，如操作系統(tǒng)接口，進(jìn)行提綱式介紹，并引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行課外實(shí)踐加以理解和掌握。對(duì)于知識(shí)難點(diǎn)，應(yīng)避免照本宣科式的概念宣講，而是要調(diào)動(dòng)學(xué)生以發(fā)展的觀點(diǎn)看待其中的各項(xiàng)功能或技術(shù)，引導(dǎo)學(xué)生思考這些功能和技術(shù)出現(xiàn)的原因是什么、各自解決了什么問題、對(duì)操作系統(tǒng)整體而言有什么樣的影響。對(duì)于內(nèi)容的組織形式，我們應(yīng)盡可能采用學(xué)生熟悉的語言，例如將操作系統(tǒng)中的處理機(jī)管理、存儲(chǔ)器管理和設(shè)備管理等內(nèi)容分別組織稱為“如何高效使用你的CPU”、“如何有效使用你的內(nèi)存條”和“如何管理你的顯卡、網(wǎng)卡、聲卡”等主題，組織學(xué)生對(duì)應(yīng)用需求和解決方案進(jìn)行歸納與總結(jié)，找出課程的系統(tǒng)性和規(guī)律性，從而使學(xué)生掌握其基本內(nèi)容，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生綜合分析的能力。
　　2.2教學(xué)過程強(qiáng)調(diào)學(xué)生的參與性
　　研究性教學(xué)模式不同于傳統(tǒng)的教師“一言堂”，它鼓勵(lì)和倡導(dǎo)學(xué)生的參與。研究性教學(xué)模式的這種參與不僅僅是通過簡(jiǎn)單的提問與回答來檢查學(xué)生對(duì)知識(shí)的記憶程度，而是通過教學(xué)設(shè)計(jì)，使得學(xué)生帶著問題，主動(dòng)思參與，以便形成覆蓋課堂內(nèi)外的研究性學(xué)習(xí)情境。為了達(dá)到上述目的，我們對(duì)教學(xué)過程進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，主要采取三種方法。
　　1) 在基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)重視“探討型”教學(xué)，變“是什么”的教學(xué)思路為“為什么”的探索思路。教師不再直接給出理論知識(shí)點(diǎn)，而是給出面臨的問題，并以交互探討方式，引導(dǎo)學(xué)生在已有的知識(shí)結(jié)構(gòu)上思考如何解決問題，最后組織學(xué)生對(duì)不同的解決方法進(jìn)行比較和總結(jié)，從而融教學(xué)知識(shí)點(diǎn)于問題分析、探討和解決過程中。例如在學(xué)習(xí)存儲(chǔ)器管理時(shí)，我們并不直接講解相關(guān)理論和方法，而是給出相關(guān)應(yīng)用假定和技術(shù)背景，要求學(xué)生自行設(shè)計(jì)一個(gè)單道系統(tǒng)的存儲(chǔ)管理機(jī)制，隨后組織學(xué)生對(duì)該機(jī)制的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，并不停提出新的需求，引導(dǎo)學(xué)生一步一步將其改造成為多道系統(tǒng)的存儲(chǔ)管理機(jī)制。在這個(gè)研討式的教學(xué)過程中，由于教師的引導(dǎo)和學(xué)生相互之間競(jìng)爭(zhēng)的激勵(lì)，學(xué)生產(chǎn)生了極大的思考熱情。逐步的研討過程不僅完成了大綱規(guī)定的教學(xué)任務(wù)，還激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
　　2) 在實(shí)踐性較強(qiáng)的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)采用“講座型”教學(xué)，我們完全拋開了教師主講的角色，而是安排學(xué)生間舉行帶有一定對(duì)抗性的自由講座。如磁盤文件系統(tǒng)相關(guān)內(nèi)容，我們組織了“磁盤整理在不同操作系統(tǒng)下的效果”和“操作系統(tǒng)使用痕跡及其清除方法”兩個(gè)自由講座，由學(xué)生小組之間在課后準(zhǔn)備資料，在課堂進(jìn)行答辯式的講座，最后由教師進(jìn)行總結(jié)，將講座內(nèi)容收斂至相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。這種組織方式符合大學(xué)生追求自我實(shí)現(xiàn)的心理，使教學(xué)過程由“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔襾斫獭保梢耘囵B(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和研究精神，在實(shí)際的實(shí)施過程中，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生往往都表現(xiàn)出極大的參與熱情。
　　3) 在教學(xué)多媒體準(zhǔn)備過程中，注意發(fā)現(xiàn)和重視學(xué)生的特長(zhǎng)，變教學(xué)內(nèi)容為“我的課程內(nèi)容”。在教學(xué)過程中，我們發(fā)現(xiàn)不少學(xué)生對(duì)于動(dòng)畫的設(shè)計(jì)具有濃厚興趣和一定的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。因此，我們鼓勵(lì)和吸收部分學(xué)生參與教學(xué)動(dòng)畫的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，即讓學(xué)生參與到教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)準(zhǔn)備的過程中來，這種嘗試也取得良好的效果，不僅鼓勵(lì)和保護(hù)了學(xué)生的課外特長(zhǎng)，而且極大提高了學(xué)生對(duì)課程的認(rèn)可度。
　　3課程作業(yè)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的研究性
　　課程作業(yè)的設(shè)計(jì)一直是高校教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。信息類專業(yè)課程的傳統(tǒng)課程作業(yè)通常包括兩種：習(xí)題和編程實(shí)踐。但是，由于作業(yè)的設(shè)計(jì)存在問題，學(xué)生產(chǎn)生倦怠心理，課程作業(yè)存在抄襲現(xiàn)象，這種現(xiàn)象有悖于課程作業(yè)設(shè)計(jì)的初衷。
　　
　　2007年開始，我們?cè)谡n程作業(yè)環(huán)節(jié)中嘗試性引入了研究性寫作。研究性寫作來源于近年美國(guó)高等教育中所進(jìn)行的兩場(chǎng)運(yùn)動(dòng)：將多樣性寫作貫穿到所有學(xué)科教學(xué)中去和在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生批判性思維。寫作活動(dòng)既是一個(gè)進(jìn)行批判性思維的過程，又是交流批判性思維的結(jié)果[5]45。我們對(duì)研究性寫作環(huán)節(jié)的要求是：在一個(gè)給定的學(xué)科技術(shù)領(lǐng)域中，學(xué)生自行利用圖書館和互聯(lián)網(wǎng)，查閱相關(guān)資料來源，運(yùn)用分析和綜合的方法，完成一篇揭示理解和有獨(dú)到思維的文章[5]53，然后在課堂內(nèi)進(jìn)行宣講、討論甚至辯論。
　　例如，在課程開設(shè)之初，我們布置學(xué)生完成了以《操作系統(tǒng)：開源化 vs. 商業(yè)化》為題的寫作；而在課程后期的時(shí)候我們布置學(xué)生完成以《我看“漢語編程”》、《我的預(yù)測(cè)：十年后的操作系統(tǒng)》等為題的寫作。這些寫作題目都是存在較大爭(zhēng)議性、沒有定論的內(nèi)容，學(xué)生在完成過程中無法簡(jiǎn)單地通過“互相拷貝”的方式完成，而是需要在大量資料查閱的基礎(chǔ)上，進(jìn)行自主的思考和研究方能完成。對(duì)于研究性寫作論文，我們組織學(xué)生在課堂上宣講，并仍然以對(duì)抗性辯論的方式，從操作系統(tǒng)原理和應(yīng)用的角度對(duì)寫作中的立論及觀點(diǎn)進(jìn)行分析、討論。目的在于鞏固學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的掌握程度的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生利用已有知識(shí)分析問題的能力。從論文完成和論文宣講過程來看，學(xué)生的參與熱情非常高，在對(duì)立觀點(diǎn)的辯論過程中迸發(fā)出了不少有深度的火花。
　　4思考與建議
　　研究性教學(xué)是與研究型大學(xué)和高等教育改革高度契合的一種現(xiàn)代教學(xué)模式，它具有深厚的理論根據(jù)。研究性教學(xué)需要教育者對(duì)課程進(jìn)行研究并與受教育者有效溝通，其核心是信息和知識(shí)的有效傳承，其本質(zhì)是受教育者在教育者的指導(dǎo)下選擇并確定研究選題，用類似科學(xué)研究的方式，主動(dòng)地獲取知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)、解決問題[6]。我們?cè)凇安僮飨到y(tǒng)應(yīng)用基礎(chǔ)”課程教學(xué)過程中，針對(duì)研究性教學(xué)模式進(jìn)行探索，在取得一定的教學(xué)效果的基礎(chǔ)上，對(duì)教學(xué)過程中存在的問題也進(jìn)行思考。
　　1) 研究性教學(xué)對(duì)教師素質(zhì)提出更高的要求，需要專家型教師(expert teachers)。專家型教師不僅在課程內(nèi)容上具有更廣泛的知識(shí)面，還要掌握豐富有效的教學(xué)法知識(shí)和教育心理學(xué)知識(shí)，能更有效地組織和監(jiān)控課程；專家型教師還要具有較強(qiáng)的科研能力和創(chuàng)新精神，不僅善于發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí)潛在的問題，而且更善于創(chuàng)造性的提出解決辦法并應(yīng)用到其中。因此，教師職業(yè)修養(yǎng)的提高，包括專業(yè)技術(shù)知識(shí)、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)以及教學(xué)責(zé)任心，是基于研究性教學(xué)改革的重要前提。
　　2) 以學(xué)生為中心的研究性教學(xué)模式則強(qiáng)調(diào)學(xué)生在教學(xué)過程中的主體性。現(xiàn)代大學(xué)生追求個(gè)性化自我實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，使每個(gè)學(xué)生個(gè)體都表現(xiàn)出不同于他人的獨(dú)特性。如何設(shè)計(jì)、組織和監(jiān)控研究性教學(xué)過程，使之面向全體學(xué)生而不是少數(shù)個(gè)體，防止研究性教學(xué)變成小范圍內(nèi)的“開小灶”，是一個(gè)需要進(jìn)一步研究和探討的問題。實(shí)際上，這也是針對(duì)“因材施教”理念提出的更高要求。
　　3) 傳統(tǒng)教學(xué)模式大多存在“重講輕練”、“重記憶輕研究”等情形，傳統(tǒng)教學(xué)計(jì)劃是以課內(nèi)的教師講授為主，課外的學(xué)生綜合實(shí)踐被弱化和忽略。而研究性教學(xué)是一種以培養(yǎng)和提高學(xué)生綜合素質(zhì)為目標(biāo)的教學(xué)模式，開展研究性學(xué)習(xí)必須課內(nèi)與課外雙管其下，在課程內(nèi)容“精講”的基礎(chǔ)上重視學(xué)生的研究性實(shí)踐。不僅要求教師對(duì)如何合理安排課程內(nèi)容進(jìn)行仔細(xì)的分析和研究，而且在教學(xué)計(jì)劃方面也需要統(tǒng)一優(yōu)化，平衡課內(nèi)課外的時(shí)間安排，保證學(xué)生有足夠的課外研究時(shí)間。
　　4) 目前，課程考試和考核基本采用幾種固定題型檢查學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的記憶程度和初步理解程度，這仍是以教學(xué)任務(wù)為中心的教學(xué)模式。如何改革課程考核辦法和形式，使之鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)，并能對(duì)研究性教學(xué)的教學(xué)效果進(jìn)行有效檢驗(yàn)，仍然是一個(gè)值得研究的理論和實(shí)踐課題。
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1] 王升. 研究性學(xué)習(xí)的理論與實(shí)踐[M]. 北京:教育科學(xué)