操作系統課程的翻轉課堂實施路徑研究

李勤

摘?要：《操作系統》是我校計算機科學與技術專業、軟件工程專業極為重要的專業核心課程。對該課程的教學現狀進行了分析，利用網絡教學平臺，實現了課前預習、課中講解，課后鞏固的教學方法。探討了適合于操作系統課程的翻轉課堂實施路徑，有助于提高教學質量和教學效果。

關鍵詞：操作系統;翻轉課堂;實施

中圖分類號：G4?文獻標識碼：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.03.082

一直以來，《操作系統》都是計算機科學與技術專業、軟件工程專業極為重要的專業核心課程。主要講述了計算機操作系統的結構和原理，主要偏重于操作系統功能與結構的理論分析。通過學習該課程，使學生掌握計算機操作系統各部分的功能和實現這些功能的體系結構和重要算法;可為后續專業課程的學習以及提高軟件設計水平和計算機應用技術奠定堅實的基礎。

1?《操作系統》課程的教學現狀分析

采用傳統的講授為主的授課形式，借助PPT課件進行展示。操作系統課程知識點多，原理性強，在課堂上教師總是“一言堂”，學生被動接受，師生之間缺乏互動，在課后，學生普遍反映內容太多，無法全部掌握。內容抽象，難以理解等。

有一部分學生從職高升學到我校，學生的學習能力、理解能力不夠強。使用傳統教學方式學生的興趣不高，教學效果不佳，無法調動學生的學習積極性，而采取翻轉課堂教學模式，能夠靈活應用多種教學手段，例如傳統的講授法、情景教學法、案例教學法、分組討論法，將這些方法融入創新的教學模式當中，翻轉課堂，即將傳統的教學活動“翻轉”，進行線上和線下混合學習，從而實現老師和學生在線學習與交流、討論、互動等。

2?《操作系統》課程的翻轉課堂實施路徑

2.1?教學內容的設計

《操作系統》的內容包括：操作系統的體系結構，進程的概念，進程的描述與控制，進程的同步與通訊，處理機調度的策略和處理死鎖的方法，存儲器管理的方案和分配算法，文件系統的運行機制等。教學重點包括：進程的概念，并以進程管理為主線，協調組織計算機內的硬軟件資源。結合進程的管理分析存儲管理機制、系統調度機制、文件存儲和訪問機制以及設備驅動機制。面對不同的教學內容，在設計時應區別對待，必須根據課程內容、大綱要求及課程難度進行合理的設計與分配。

借助網絡教學平臺，教師可以將課程學習資料，包括課件、視頻，案例等上傳到網上，同時了解學生的學習動態，收集學生的學習結果并針對性地設計課堂教學活動;學生借助該平臺可獲得學習資源，進行課前自主學習和練習，就學習中遇到的問題同教師在線交流，構建知識體系，完成知識內化。這里的網絡教學平臺采用學習通移動教學平臺，運用學習通可進行手機簽到、討論、搶答、直播互動、資源檢索，電子資源搜索下載等。

課前，教師將課程學習資料（課件，動畫，視頻，案例等）上傳到網絡教學平臺，提前發送給學生，以便學生提前預習。

課中，教師講解重難點，解答學生所提問題，將學生進行分組討論，根據學生反饋情況進行總結。

課后，教師建立了一個專門的教學QQ群。通過QQ群發布作業。教師根據作業的完成情況，選擇性地講解難的知識點和錯得多的題目，并將其錄制為微課視頻，發布到網絡教學平臺，供學生鞏固學習。

2.2?學習任務單的設計

學習任務單是為了更好地引導學生在課前進行自主學習，在設計學習任務單時，要遵循學生的認知規律，指導學生從各個模塊的關聯性中掌握操作系統基本原理，《操作系統》的先修課程是：計算機組成原理、程序設計基礎、數據結構。后續課程是：軟件工程、編譯原理等。因此，在學習操作系統課程之前，學生必須已具備計算機組成原理、程序設計基礎、數據結構的原理和知識，學生通過自主學習，找到多門課程之間的聯系，從而更好地掌握操作系統基本原理。

在設計學習任務單時，教師應指明章節題目、教學目的和要求、本章重點和難點，學生在自主學習完之后，需要進行總結，提出學習過程中存在的問題和困難，并記錄下來，記錄在學習任務單上。在此之后，教師查看學生提交的學習任務單，總結和歸納出共性問題和重難點問題，以便在課堂上有針對性地講解、輔導和交流。

3?操作系統課程的翻轉課堂實施效果

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，因而在《操作系統》課程中選取課程的部分內容進行“翻轉課堂”教學，例如，選擇教材第二章：進程的描述與控制和第三章：處理機調度與死鎖，進行教學試點，其他內容仍采用傳統教學模式進行課程教學。

選取的內容可分為這樣幾個模塊：進程控制，進程同步，進程通信，線程的實現;處理機調度的層次和調度算法，作業與作業調度，進程調度，實時調度，預防死鎖，死鎖的檢測與解除等等。

在講解處理機調度算法時：第一個是先來先服務（FCFS）和短作業優先（SJF）調度算法;第二個是優先級調度算法（PSA）和高響應比優先調度算法（HRRN），哪一種進程調度算法更好？進程在就緒隊列中應該怎樣排隊？帶著這些問題，我們可以從進程的運行時間、執行順序、周轉時間、帶權周轉時間來考慮，通過實際案例來講解處理機調度算法，并突出算法之間的優劣。針對基礎薄弱的學生，構建“操作系統案例庫”，將典型例題上傳到網絡教學平臺，提供給學生自主學習。

對于操作系統課程，對信息學院計科A、B兩個班進行教學試點，A班采用傳統教學模式，B班采用翻轉課堂教學模式。教師對于B班的30名學生進行分組，分為6組，提前按小組給學生布置好任務，讓學生提前做好準備，學生在課堂上分小組講解這節課的內容。課后，教師對這節課進行總結，進一步完善教學資源，突出重點，彌補不足，以便下次更好地開展翻轉課堂教學。這種方法有利于學生將被動的學習變為主動學習，提高其學習積極性。

在學期末，我們對信息學院計科專業A、B兩個班的班級成績進行了統計分析，兩個班的人數都是30人，A班采用傳統教學模式，B班采用翻轉課堂教學模式。在兩種教學模式下，學生期末考試成績分布情況如表1所示。

從表1可以看出，使用傳統教學模式的班級優良率為20%，使用翻轉課堂教學的B班優良率達到了43%，提高了23%，不及格率下降到0%，總的看來，采用翻轉課堂教學的班級考試成績有所提高，平均分有所提高，優良率也有所提高。說明翻轉課堂教學模式能夠增強學生的學習積極性和自主學習能力。

翻轉課堂教學模式能夠加強師生互動，讓學生由被動的學習轉變為主動學習，在具體實踐的過程中，仍遇到一些新問題，例如：學生能否在課堂上全程使用手機來學習？學校教學管理部門是否允許這種學習方法？教師如何引導學生在課堂上使用智能手機，活躍課堂氣氛，提高學習動力和興趣等。并且，對任課教師的要求也比較高，比如，任課老師是否已經掌握翻轉課堂的基本技術？能否熟練錄制和剪輯視頻？能否制作微課以及靈活運用學習通軟件等。在今后的教學過程中，還需要任課教師不斷學習，提高專業技能，才能不斷完善翻轉課堂教學模式，培養學生的實際動手能力。

4?結語

《操作系統》屬于一門交叉融合性的課程，針對操作系統課程特點，遵循學生認知規律，依托網絡平臺對學生的學習過程進行重構，真正以學生為學習的中心，激發學生的學習興趣及其學習自主性，探索一條適合于操作系統課程的翻轉課堂實施路徑，是本文的研究重點。通過該課程改革方案的設計與實施，不僅有助于促進學生對操作系統基本原理的理解和掌握，而且培養了學生創新思維能力，提升了課程的教學效果。

參考文獻

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