基于翻轉課堂的多模式操作系統教學改革研究

張乾燕，陳林

摘要：本文針對操作系統課程傳統教學中存在的問題，以翻轉課堂為核心，提出了基于翻轉課堂的多種教學模式結合的操作系統課程教學改革思路，提升了學生自主協作學習能力、實踐創新能力，提高了該門課程的教學質量和教學效果。

關鍵詞：翻轉課堂；操作系統；教學模式

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）46-0124-02

操作系統課程是計算機學科中一門核心的專業課，幫助學生理解操作系統在進行計算機軟硬件資源管理時常用的概念、方法、算法和技術等。該門課程的學習將幫助學生建立系統的、完整的專業基礎理論體系，培養學生的設計能力、創新思維和實踐能力，為后續課程的學習和專業發展奠定重要的基礎。

一、操作系統課程教學現狀

1.教學方法落后，學生學習興趣度不高。目前，操作系統課程教學大多仍采取傳統的“灌輸式”教學方法，即使運用了多媒體教學設備，也只是把理論知識進行了演示。這種滿堂灌的教學手段導致學生上課不能積極思考，不能主動參與到教學環節中來，所以學習興趣度較低。

2.教學中理論性太強，教學模式單一。操作系統理論內容概念較為抽象，不易理解，理論性太強。教師在教學過程中只注重講解概念與算法，實驗課也大多是驗證型的最基本層次的實驗，教學模式過于單一，忽視理論和實踐的有效結合，學生的實踐和創新能力得不到培養。

二、新型教學模式

隨著信息技術的發展，微課、翻轉課堂等新型教學模式日漸流行起來。翻轉課堂又稱為“顛倒課堂”，指的是重新調整課堂內外的時間，將學習的決定權從教師轉移給學生。翻轉課堂是把傳統的“教師在課堂上課，學生課后完成作業”教學模式進行了顛倒：課前學生在家看視頻完成知識的學習，課堂則成為了答疑解惑、完成練習以及師生之間交流互動的場所。這種新型教學方式符合現在這種知識大爆炸時代背景下的學習理念，充分培養了學生自主學習和實踐的能力，提高了解決問題的能力。而隨著信息技術的發展，現在各大高校都已具備了網絡學習等多種信息服務平臺，這也就為基于翻轉課堂的多模式教學改革提供了基礎。

三、基于翻轉課堂的多模式教學改革

1.課前模式。翻轉課堂的課前教學，教師通過網絡平臺進行知識傳遞，學生進行自主學習。這種方式尤其合適《操作系統》這種原理性較強的課程，同時可以借助不同類型的教學模式來進行有效的教學改革。①分割知識單元，采用任務式教學法。教師先要根據教學大綱對各章節的知識單元進行碎片化整理，分割成小的任務點，錄制成視頻讓學生課前自主完成學習。如，在講解處理機調度算法時，教師可以錄制一段5-6分鐘的視頻，講解先來先服務、短作業優先、高響應比、時間片輪轉等算法的思想，達到了知識傳遞的效果。然后，教師根據視頻內容設計任務點作業（如幾個選擇和填空題等），讓學生看完視頻后自主完成，教師可根據學生的答題情況了解學生對任務點的掌握情況進行課堂環節的設計。②引導式教學法。教師可在課前一周將驗證型的基礎實驗放到網絡平臺上，讓學生先自主學習運行并記錄實驗結果，對實驗結果進行分析來理解實驗原理。如實驗：首次適應分配算法，學生可以通過閱讀實驗算法、數據結構、流程圖等了解代碼設計，知道了空閑分區表需按照地址由低到高進行排列，實際運行后感受到了該算法是每次從表首進行查找空閑區間進行有效分配。在完成上述的驗證實驗后，教師適時的引導學生思考：如果采用循環首次適應算法要怎么辦呢？采用最佳適應分配算法又怎么對空閑區進行有效調整呢？這樣就引導了學生獨立思考并自主進行實驗設計，為開展設計型實驗提供了基礎。

2.課中模式。在學生完成了翻轉課堂的課前自主學習后，教師在設計課堂教學活動時，應充分發揮學生的主體性，加大學生的參與度，完成知識的內化。①類比教學法。教師在課堂知識點講解中，可以將生活中人們熟悉的方式與操作系統中的一些抽象的概念、算法、數據結構等進行類比，以幫助學生更加直觀、形象地理解相關理論知識。如，教師對學生已經自主學習過的處理機調度算法知識點進行綜述，可以利用生活中去超市買東西的情景進行類比先來先服務算法，讓學生總結和回答優缺點并提出新的方案，層層引導學生為什么有了另外的其他調度算法，從而對各種算法的內涵有了深入理解。②研討式教學法。翻轉課堂利用課前學生自主學習講授了一些基本知識點，而對于重難點知識點，教師應該要精講。比如，在時間片輪轉調度算法中，教師提出問題讓學生探討：（1）一個進程在給定時間片內提前運行結束了，處理機要在那兒等著時間片結束還是直接調度下一個進程？（2）當一個進程在時間片結束后沒有運行完要重新回到隊列末尾排隊，而同一時刻又有新的進程到達，那么進程在就緒隊列中應該怎樣排隊？在學生探討時，教師可參與討論并有效管理課堂，最終通過實例的講解讓學生真正將所學的理論與實際應用結合起來了。③項目式教學法。項目驅動式教學是將基本原理、關鍵技術、方法和工具等有效結合的教學模式。在學生通過翻轉課堂自主完成驗證型實驗后，教師以項目為導向，提出設計型實驗要求，讓學生自己解決問題，激發學生繼續深入設計難度更大點的項目的興趣。如前面所提，學生已經通過驗證型實驗了解和掌握了首次適應分配算法的原理、技術方法，教師在實驗課中要求大家完成最佳適應分配算法的分配以及回收的設計型實驗。學生根據之前驗證型實驗的方法和技術，自己完成數據結構和相關算法的設計，調試代碼完成實驗。

3.課后模式。①線上教育延伸教學法。知識是溫故而知新的，翻轉課堂教學模式的課后教學可以通過線上教育將教學從課堂上擴展到課外。該方法主要通過網絡學習平臺上的答疑、項目練習、作業等形式達到鞏固知識的目的。②分層式案例教學法。遵循學生創新能力培養的整體規劃，構建“操作系統案例庫”。針對不同專業方向、不同接受能力的同學，因材施教，采用不同級別的案例教學給出不同需求，學生根據自身能力來完成不同層次項目。

四、總結

本文提出的基于翻轉課堂的多模式教學改革，從學生角度，操作系統課程不再是單純的概念和思想的傳授，而是自己主動性地介入到操作系統的理解當中；從教師角度，操作系統課程不再是經典的教學結論，而是不斷探索并與學生同成長的過程。它以學生能力培養為目標，實施新穎有效的教學方法來優化教學環節，真正做到了“以學生為主體”，激發了學生學習的興趣度，培養了學習主動性，提高了創新實踐能力，為學生今后的職業規劃發展奠定了基礎。

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