操作系統課程線上線下混合式教學設計

代仕芳 李燕 查利娟

（南京財經大學信息工程學院 江蘇 南京 210003）

操作系統作為計算機及相關專業一門重要的專業課程，由許多概念、設計思想及算法等構成，具有概念多、理論性強、較抽象等特點。操作系統課程教學［1-2］主要采用傳統的講授式教學方式，以教師課堂面授為主，學生則被動接受，這種教學方式的好處在于教授的內容多、效率高，但卻忽略了學生的個體差異及在學習中的積極性和主動性，且受時空限制，不利于學生自主學習能力的培養。對于高等教育來說，除了傳授必要知識之外，更要培養學生的獨立思考和自主學習的能力，為其即將步入社會做好準備。

隨著云計算、云存儲、5G 等新一代信息技術的發展，知識的傳播方式和渠道更為廣泛，慕課、微課、金課等一系列不再受時空限制的新型線上教學模式［2］在國內各級各類教育中掀起了一股熱潮。在這種新型的線上教學模式下，學生個體可以根據自身情況自主設置學習目標，選擇學習內容，有助于培養學生自主學習能力，輕松實現個性化教學。2020年初，新冠疫情推動了在線教學快速地推廣與普及，雨課堂、超星學習通、中國大學MOOC等［3］各種在線教學平臺和教學工具得到空前的應用和發展。

但伴隨著其迅速發展的同時，在線教學自身存在的問題也逐漸凸顯出來［4］，學生自我管理能力較差、教學管理水平不高、教學平臺建設不足等問題使得教學效果遠遠偏離期望值。熱潮過后，冷靜分析傳統的線下課堂和新型線上教學模式各有利弊（見表1），在一定程度上優勢互補，因此，圍繞二者有機結合的混合式教學模式逐漸進入人們的教學研究視野范圍之內［5-6］。

表1 線上線下教學模式比較與分析

本文旨在探索線上線下混合式教學在操作系統課程中的應用與實施，針對學生個體差異，讓學生根據自身情況有選擇地進行學習，培養和提高學生自主學習能力，達到自我提高和自我突破，力求讓每個學生都能有所進步，以培養更多優秀人才。

1 操作系統課程混合式教學方案選擇

線上線下混合式教學模式［5］是學生在教師團隊的指導下，改變傳統單一的課堂教學為課堂教學與網絡線上學習相結合的教學模式。在混合教學模式下，教師可以根據課程特點和學生情況，有針對性地設置教學內容，根據學生個體差異，設計層次式的教學目標。基于混合式教學對線上線下教學側重不同，可將混合教學大致分成“線上為主，線下為輔”和“線下為主，線下為輔”兩種混合式教學方案。

1.1 “線上為主，線下為輔”的混合式教學方案

這種教學方案以學生線上自主學習為主，線下教學針對重難點知識、個體差異進行個性化的輔導，并組織互動答疑，輔助學生順利完成課程學習。這種側重于線上教學的混合式教學方案適應于以下幾種情況的課程。

（1）在線資源建設較為完備的課程。課程建設周期長、開銷大。

（2）課程內容短小精悍的選修課程。這種課程內容不多，建設在線資源的開銷不大，且學生能快速完成學習任務拓展知識面。

（3）專業性不強的通識類課程。這類課程專業性不強，學生能夠輕松地自學完成課程內容。

1.2 “線下為主，線上為輔”的混合式教學方案

這種混合式教學方案以線下教師導學為主，學生可以利用線上資源輔助性地查漏補缺或進行知識拓展。這種方案適用于課程內容多、專業性強、線上資源建設不充分的課程。

線下課堂教學的主要任務有：（1）講授操作系統課程的主要內容；（2）指導學生對線上的學習資源有針對性地學習；（3）對學生的線上/線下的學習結果及時地給予反饋。

線上網絡課程的主要任務是：（1）彌補課堂時間有限的不足，提供在線學習資源，培養學生自主學習能力；（2）針對學生個體化差異，不同的學生可以根據自身情況有選擇在線學習內容，如接受力較差的學生，課堂上接受知識有限，課后可利用線上課堂查漏補缺，而對于能力較強的學生，可完成部分在線自主學習內容；（3）利用在線課程的作業考試、學習時長統計等功能，幫助教師快速掌握學生的學習情況。

操作系統課程作為專業主干課，具有概念多、原理性強、較抽象的特點，完備的線上課堂建設周期長、開銷大，且受辦學歷史和辦學特色的影響，不同的學校對該課程的要求不同、教學目標和教學內容都不盡相同，有限的幾套在線操作系統課程不能完全符合各校的操作系統課程要求。此外，“線上為主，線下為輔”的混合式教學方式是以學生線上自主學習為主，而課程內容較多會影響學生學習主動性和積極性。

綜上所述，第二種混合式教學方案更加適用于操作系統課程。線下課堂教學為主、線上網絡教學為輔的混合式教學方案既能充分發揮課堂教學的優勢，如教授內容多、面對面溝通方便順暢、能及時直觀地掌握學生的學習情況、快速地進行課程進度調整等，還可以利用線上資源，設計層次式教學目標，針對個體差異，進行個性化教學，同時培養學生的自主學習能力。這種線上教學為輔的混合教學方式能夠快速地完成由單一課堂教學向混合式教學轉換過程，線上網絡教學僅擔任輔助教學的角色。混合式教學課程建設之初自主課程資源有限，此時，可以借用部分現有的網上教學資源，后期再逐步豐富與完善。

2 操作系統課程混合式教學體系的建設

混合式教學模式并不是線上與線下的簡單機械相加，而是學生利用線上平臺和線上資源自主學習、練習、討論和提問，解決線下教學的時空限制問題。線下課堂主要進行課程導學、對課程重難點講解、監督指導學生完成線上任務和線下答疑，通過線上線下穿插交互式的教學方式，將傳統學生被動學習的面授式教學模式向以學生自主學習為主的混合式教學模式轉換，提高學生自主學習的能力和興趣，鍛煉學生獨立思考的能力，養成良好的學習習慣，優化學習效果。因此，混合式教學的操作系統課程建設尤為重要，且相比于單一的教學模式，混合式教學下的課程建設更加繁雜［7］。

本節從混合式教學的操作系統層次化教學目標、課程內容及配套的考評體系3個方面全面建設混合式教學的操作系統課程體系。

2.1 混合式教學下的層次式教學目標

操作系統課程作為計算機及相關專業的必修課程，教學的目標不僅要求學生能夠掌握基本的實現原理及方法，更希望學生通過學習操作系統這一大型系統軟件，掌握軟件設計開發的基本思想，提高軟件開發能力。而學生個人情況和自身能力的差異決定設置統一的教學目標，不僅無法很好地達成預期的教學效果，還會挫敗學習信心和學習熱情。

因此，混合式操作系統課程教學目標設計成層次式結構，學生可根據自身能力和興趣完成相應的學習任務，達成不同的教學目標。這種層次式的教學目標設計讓學生具有了自主選擇權，可根據自己的實際情況選擇相應的教學目標，完成相應的學習任務，提升學習興趣，激發學習潛力。

此外，為了鼓勵學生不斷地提高和突破自己，可以為不同層次的教學目標設置不同的績點，鼓勵學生選擇更高難度的內容，以期每個學生在學習完操作系統課程后，自身知識儲備和能力都有所突破和提高。本課題考慮將教學目標設計成3個層次。

（1）了解操作系統軟件的基本組成及工作原理和方法，這一目標重點在于理論知識的理解與掌握。

（2）能將基本的原理和算法轉換成代碼，完成小的功能模塊的代碼實現，如小型文件系統、連續內存分配和回收算法等，這部分目標不僅要求能夠很好地掌握理論知識，還要有一定的實踐能力，需要配套一定的實驗課時。

（3）掌握并行開發的思想，并運用到實際的軟件開發中去。這一教學目標的實現不僅需要充分掌握理論知識，也不再是小規模的代碼實現，而是要求能靈活運用已學操作系統軟件開發思想和算法工作原理到新的軟件項目開發中去。這一目標的達成只靠書本知識是遠遠不夠的，需要大量的拓展知識，還需要學生具有優秀的理解力和編碼能力。

這3個教學目標難度從易到難，逐層遞進，并需根據其難易程度設置合適的績點。

2.2 混合式教學的操作系統課程內容建設

混合式教學的課程建設與傳統的課堂教學的課程內容相比，不同點在于除了建設線下課程內容外，還需建設在線課程內容。因為有了線上課程做補充，混合式教學中的線下課程內容建設相對于傳統的課堂教學課程內容建設來說可以相對簡單一些。基于專業課程的特點，現有在線資源無法完全符合本校操作系統課程的教學需求，混合式教學的操作系統課程內容的建設重點還是在于線上課程的建設。

線上課程的資料來源主要有兩種方式：（1）教師自己準備視頻課件討論練習等資源，上傳到線上課程供學生學習，這種方式能夠完全按照老師的教學進度和教學內容配置線上資源，但需要較長的線上課程建設時間，教師個人在短時間內難以完成；（2）教師根據自己課程的內容尋找合適在線教學課程，購買并使用現有在線課程的教學資源，建立異步SPOC 課程，這種方式教師不需要自己建設網上課程，能夠快速實踐混合式教學，但利用現有在線教學資源需要付費購買。

本文所述混合式教學設計側重于線下課堂，因此，線上課程無需對課程整體內容進行全面建設，操作系統課程線上內容可從以下3個方面著手。

（1）為彌補線下課堂教學課時有限的不足，需要建設有效的在線平臺，以快速完成練習、測試、討論、等環節的工作。因此，在線課程需要建設的首要任務就是建設完備的教學素材庫內容。包括課件、練習、討論等內容，以供學生下載學習及在線交流。

（2）僅針對需要補充線上資源加強和鞏固少量重難點課程內容，為了貼合實際教學內容，這部分重難點在線資源建設需要教師團隊自己錄制，教師可以通過釘釘、群課堂、雨課堂等教學工具或軟件完成重難點在線課程內容的制作，成本開銷小，且制作周期短。

（3）為實現層次式個性化教學目標，對于學習能力較強的學生或基于學生的興趣點的差異，需要利用在線課程補充拓展課程內容。針對這部分在線資源建設，教師團隊可以收集現有相關免費在線資源，可以是網頁、論文或視頻，這部分在線課程內容的建設需要配合層次式教學目標和考評結果不斷地更新和擴充。

2.3 線上線下混合式教學考評體系的建設

混合式操作系統課程建設完畢及層次式教學目標設定后，還需要一套與之相對應的考評機制，以督促和激勵學生自主學習，充分發揮線上線下混合式教學的優勢。為了加強學生的團隊意識和合作精神，考慮設立學習互助小組，在分組的前提下，提出小組考評和個人考評雙重機制。

每次課前，教師在線上教學平臺發布本次課的學習任務，包括簽到、練習、討論等，并安排組長督促組員積極參與并按時完成。教師根據學生個人的在線視頻和課件的學習時長、每次練習得分、線上討論等情況給出學生個人平時成績，再根據每組的學生的綜合完成情況給出每組每次的小組評分。而期末總評時，學生的平時總評成績為“60%×個人平時成績+40%×小組平時成績”，即綜合考慮個人和小組，培養團隊意識，提倡合作精神，充分發揮學習小組互助作用，達到相互監督、相互幫助、共同進步的目的。最后，每個學生課程的總評成績為“70%×期末考核成績+30%×學生平時總評成績”。

就目前來看，期末閉卷考試的課程評價方式相對來說還是較為公平公正，能反映出學生實際學習效果的一種考核方案。因此，在本文所述考評體系中，期末考核的比重稍大，一般設置70%，教師也可根據實際情況來調整期末所占比例。

3 操作系統課程混合式教學的實施

3.1 操作系統課程的線上線下混合教學

實施過程涉及教師和學生兩種角色從課前、課中、課后3個階段來具體落實。

3.1.1 教師

課前，教師充分準備課程資料并做好線上課程建設，包括課件、視頻、練習、討論，并做好學生分組，設置組長，目的是形成互助學習模式，學生之間相互監督、相互學習，且便于管理。另外，組長可以幫助教師完成一些輔助性的工作，如收發作業、一對一輔導其他學生等，減輕教師的工作量。課中，教師進行線下課程教學，主要包括重難點講解、線下課程導學、學習檢查與反饋，并布置下節課的預習任務等。課后，教師需要整理教學進度、發布在線練習、在線學情分析、平時成績記錄和上傳、在線解答學生疑問。

3.1.2 學生

課前，學生根據教師布置的學習任務，借助網上教學平臺自主提前預習在線課程內容，小組內可利用在線教學平臺交流討論。課中，學生在課堂上學習教師的重難點講解、與教師面對面溝通交流、線下小組討論等。課后，根據教師的教學任務安排和重難點提示，自主復習，并完成教師布置的課后練習、討論。

具體的混合式教學實施過程如圖1 所示，教學過程中主要涉及教師和學生兩個參與方，每方分課前、課中、課后3 個階段參與到混合式教學中來，且這3 個階段對參與雙方來說都是一個循環往復的過程，各參與方各階段的主要任務，在上面的已經充分介紹過了；值得注意的是教師的線下課堂教學會影響學生課前、課中、課后3個階段的工作，如線下課堂中教師會布置學生下次課前的預習任務，講解這次課程的重難點，布置本次課的課后作業及復習任務等；學生的課前的在線交流和討論會反饋到教師課前準備工作，決定這次課堂介紹的重難點內容；學生的課中學習、提問、交流、討論等會直接反饋到教師的線下課堂中來，讓教師直觀地感知教學反饋和教學結果；學生課后作業的提交情況，會被教師的課后作業批改、平時成績的記錄所感知，進一步影響后續課程教學目標和任務的制定，促進教學的改進與質量的提高。通過圖1 可知，教學雙方不是相互獨立的，而是相互作用、相互促進、相輔相成的有機整體。

圖1 雙角色三階段混合式教學實施過程

3.2 操作系統課程混合式教學中相互促進的建設和實施過程

在具體的混合式教學操作系統課程建設和實施過程中，不是相互獨立、互不相關的，而是相互影響、相互促進的過程，其具體表現為事先設定的層次式教學目標指導操作系統線上線下課程內容和考評機制的建設，配套的混合式教學考評機制得到的教學反饋來指導層次式教學目標和課程內容的調整。因此，在本文設計的操作系統混合式教學體系是由層次式教學目標、課程內容、考評機制構成的三位一體有機循環整體。線上線下混合教學操作系統課程建設和實施過程是相輔相成、相互促進的。

4 結語

線上線下混合式教學既能充分發揮線上和線下教學兩者的優勢，又能避免單一教學存在的問題。本文探索了混合式教學在操作系統課程中的建設與實施，不僅詳細設計了基于混合式教學的操作系統課程建設與實施過程，還配套設計了對應的層次式教學目標和對采用混合式教學的操作系統課程的考評體系。在實際教學中，相比于單一的線上或線下教學來說，混合式教學更加適用類似于操作系統這樣課程內容多、難度大的高校專業課程，更綜合考慮個體差異，有針對性地培養優秀人才。本文采用線下課堂教學為主、線上教學為輔的混合式教學策略，相較于其他混合式教學策略來說，課程建設的速度更快、開銷更小，配套的層次式教學目標和考評體系更有利于個性化的教學的實現。