基于翻轉課堂模式的操作系統課程教學改革研究

李勤

摘 要：首先分析了《操作系統》課程目前的教學現狀，并比較了翻轉課堂模式與傳統教學模式的差異性，然后結合操作系統課程特色，基于翻轉課堂這一新型教學思想，從教學理念、教學內容、教學方法、教學評價等多個方面入手探索適合于民辦高校的《操作系統》課程教學的教學模式。

關鍵詞：翻轉課堂；教學改革；操作系統

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2018.36.088

1 引言

《操作系統》是計算機科學與技術專業、軟件工程專業及物聯網工程專業的重要專業核心課程。主要研究對物理計算機怎樣實施有效的管理和控制，在管理和控制中的技術和方法，以達到高效且充分的利用計算機系統的軟硬件資源。操作系統是一個大型且復雜的系統軟件，要求學生從總體的概念和基本工作原理上入手，掌握操作系統的結構。通過學習這門課程，使學生對計算機是怎樣協調一致的工作原理有更清楚的認識，對計算機系統中各功能模塊有更明確的認識，為今后從事計算機的研究、設計、開發和制作打下堅實的基礎。

操作系統課程內容龐雜，涉及的原理、概念、算法等知識比較多而且抽象，理論性和實踐性都非常強，信息技術的飛速發展，計算機操作系統更新換代頻繁，課本上的知識不能很好地與實際應用接軌，造成學生對此課程的興趣不高，學生就很難理解和掌握操作系統基本原理。如何才能在有限的學時內提高操作系統課程的教學效果，促使學生更好的掌握其工作原理并具備相應的實踐能力，操作系統課程教學改革勢在必行。

2 《操作系統》課程目前教學現狀

目前在我校《操作系統》課程針對大三計算機專業學生開設，像進程的描述與控制、處理機調度與死鎖、虛擬存儲器等知識非常抽象，沒有之前的C語言、數據結構等課程那樣直觀，學生對概念性的東西只有短暫的印象，往往學了后面就忘了前面的知識，課程中間有相當大的難度，學生一旦產生畏難情緒，會更加抵觸課程的后續開展，導致該課程教學效果不理想。

（1）教學內容跟不上時代發展。

目前的操作系統主要包括：UNIX、Linux、MacOSX、Windows、iOS、Android，隨著互聯網技術的不斷發展，操作系統智能化和多元化特點日益突出，而課堂上講授的基本知識與理論沒能和飛速發展的智能技術保持同步，最新的操作系統智能技術較少提及，令學生在課堂上學習興趣不大。

（2）教學方式陳舊。

采用傳統的教學方式，教師按照教學大綱和教學進度表在課堂上講授，學生被動接受，由于該課程概念抽象，內容難懂，而且教師要在有限的課時內講授完相應知識，課堂上師生互動時間較少。

（3）成績評定方式過于陳舊。

成績評定方法為：總評成績由平時成績加實驗成績加期末考試成績組成，其中，平時占30%，實驗占10%，期末考試占60%，這樣的評定方法說明了期末考試前只要學生突擊復習一下，考試便能夠通過，總評就能及格，往往不能反映出學生真實的學習過程和學習態度。

（4）理論與實踐脫節。

操作系統內容理論性強，理論學時占據了課程總學時的80%，同時，操作系統實踐環節涉及面廣，并且要求學生有較強的綜合分析、設計和解決問題的能力。學生不能將理論與實踐相結合，實踐能力和創新能力不能得到有效地培養。

3 翻轉課堂與傳統教學的差異

傳統教學模式中，教師主導課堂，學生被動接受知識，學生在課堂內進行學習，通過課后作業進行知識內化，翻轉課堂模式中，學生在課前主動完成知識的學習，課堂內，教師成為輔助學習者，以答疑、研討為主。翻轉課堂比傳統課堂教學更有針對性，學生帶著問題進課堂，教師將學生的問題收集起來，師生之間就問題進行討論，分析歸納從而引出重難點，使學生記憶更加深刻，加深印象。

翻轉課堂與傳統教學模式正好相反，學生在課前通過觀看視頻以替代教師的課堂講解，課堂內學生把精力集中在完成習題及師生互動交流上，知識傳授在課外進行，知識內化在課內完成。為較好地實施翻轉課堂的教學模式，我們構建了基于翻轉課堂的教學模型，模型結構如圖1所示。

為了便于教學資源的發布和交流，建立了一個專門的教學QQ群。教師把教學資料上傳到群里，師生之間的交流、溝通、作業提交都通過這個群進行。通過圖1所示基于翻轉課堂的教學模型可以看出：在課外，教師通過網絡發布教學資源，布置學習任務，學生通過觀看課程視頻，通過教學QQ群接收學習內容和習題，不受地方限制，隨時自主學習；在課內，教師針對學生們遇到的疑難問題進行指導，和討論，對于學生在自主學習過程中遇到的共性問題進行歸納總結，并留出一定的時間對學生進行單元測試，以檢驗學生的學習情況，課堂內師生的互動性大大加強。

4 結合操作系統課程特色，構建基于翻轉課堂的教學模式

操作系統課程的理論性，實踐性都很強，借助于翻轉課堂的思想進行課程改革，經研究有以下途徑：

（1）教學內容模塊化。

操作系統是位于“裸機”上的資源管理軟件，整體功能是由進程的描述與控制、處理機調度與死鎖、存儲器管理、輸入輸出系統、文件管理、用戶接口等六大功能模塊組成。教師需要非常熟悉操作系統的教學內容和教學目標，將教學內容模塊化，對知識點進行合理分割，以一個學時為單位形成教學任務單。課前，教師根據教學任務單提供學習資料（包括課件，大綱等）、分配學習任務，提供微視頻、項目要求、題庫資源等，供學生選擇學習。學生通過明確任務，觀看視頻，自主學習掌握本次課程的主要知識內容，課堂上，以學生為中心，教師加強引導，教學方式以答疑、研討、測試為主，輔助學生在課前自主學習的基礎上構建相應的知識體系，課后，引導學生對所學知識進行反思、總結和提升。

（2）增加綜合型實驗項目。

減少驗證型實驗項目，增加綜合型實驗項目，實驗平臺可以選擇Linux操作系統作為實驗平臺，因為Linux操作系統是開源的操作系統，以此為平臺，學生能夠很直觀地了解操作系統的邏輯結構，學生通過分析源代碼深入學習，提高了自身的動手能力和自主學習能力。通過綜合型實驗項目的鍛煉，提高了學生的工程實踐能力。學生由“被動接受”變為“主動創新”，翻轉式教學方法有效地啟發了學生的創新思維，在促進個性學習的同時保證了教學質量，同時學生的創新能力和實踐動手能力得到了提高。

（3）課程成績評定多元化。

在翻轉課堂模式下，課程成績評定方法更著重于學習過程的評價，將傳統的考核方法變化為過程評價和期末考試各占百分之五十，過程評價包括課堂外學生的學習記錄，學生參與提問和討論的次數，對課程內容的熟悉程度，回答問題的正確性，作業及實驗報告的規范性等。

5 基于翻轉課堂的教學模式可行性分析

操作系統課程面對的是大學三年級學生，這些學生已適應了大學的生活，有一定的自學能力，同時具備了一定的專業素質，同學之間比較了解有利于溝通，同時這部分學生是計算機相關專業，對網絡、計算機相當熟悉，具備了網絡溝通、交流的條件，下載資料、上傳資料、播放視頻的方法都已非常熟悉，同時他們也有電腦、手機等工具用來播放微視頻，因而從學生方面具備了開展“翻轉課堂”教學的可行性。

考慮到開展“翻轉課堂”教學對于教師和學生來說都是一種新的嘗試，因而沒有在《操作系統》課程的所有教學中采用翻轉課堂教學，而是選取課程的部分內容，例如，選擇教材第二章：進程管理，進行教學試點，其他內容仍采用傳統教學模式進行課程的教學；因考慮到教師和學生的適應問題，對翻轉式教學開展的次數和開展的時機都要有所規劃。教師要對每次課進行總結，為下次課的開展提供經驗，并進一步完善教學資源。在完成了一輪翻轉課堂的教學之后要進行總結、改進、完善，以便更好地開展下次翻轉課堂的教學。

接下來，我們準備在大三上學期，對信息學院計科兩個班采取不同的教學方式，一班采取傳統教學模式，二班采取翻轉課堂教學模式。通過教學改革，希望能夠提高學生對操作系統課程的學習興趣和自主學習能力，希望能夠得到預期的效果。

6 結語

近年來，隨著互聯網和信息技術的飛速發展，我們的學習環境和學習模式發生了深刻的變革。探討基于翻轉課堂教學模式對操作系統課程進行改革，不僅對形成民辦高校特色課程，提升課程教學效果具有重要意義，同時有利于促進學生對操作系統基本原理的理解和掌握，對培養學生的理性思維、提升學生綜合能力和素質具有重要價值。本文結合操作系統課程特點，構建了基于翻轉課堂的教學模式，通過該課程的教學模式改革，促進學生更好地掌握操作系統基本原理，提高學生的自主學習能力，期待能夠得到滿意的教學效果。

參考文獻

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