基于“金課”標(biāo)準(zhǔn)的《操作系統(tǒng)》課程改革實(shí)踐

胡彥玲　張軼群

摘要：早在2018年，我國教育部就提出了全國各大高校要?jiǎng)?chuàng)建“一流本科教育”的要求，而一流的本科教育實(shí)現(xiàn)，其實(shí)質(zhì)應(yīng)該是“因材施教”，針對(duì)不同層次的學(xué)生要有不同的培養(yǎng)方法。一流課程的教學(xué)活動(dòng)不僅僅要讓學(xué)生牢固掌握課程的基礎(chǔ)知識(shí)，更要打造出有深度、有難度、有挑戰(zhàn)度的"金課"。本文是作者根據(jù)自身多年的課程教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合當(dāng)前國家對(duì)本科人才培養(yǎng)的新要求，進(jìn)行的以“金課”為標(biāo)準(zhǔn)開展的課程教學(xué)活動(dòng)小結(jié)。

關(guān)鍵詞：操作系統(tǒng)課程;一流本科教育;“金課”

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2022）08-0139-02

現(xiàn)在人們的生產(chǎn)和生活已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化，原來出門必帶鑰匙、錢包和手機(jī)，現(xiàn)在只要有手機(jī)和網(wǎng)絡(luò)，一切就盡在掌握中。因此，計(jì)算機(jī)各個(gè)專業(yè)也成了高校學(xué)生報(bào)名的熱門專業(yè)[1]。計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)這門課是計(jì)算機(jī)系本科專業(yè)的基礎(chǔ)支撐課程，它起到的作用是管理系統(tǒng)軟硬件資源，合理調(diào)度并提高系統(tǒng)效率的作用。操作系統(tǒng)課程內(nèi)容如圖1所示。

可以說，沒有操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)是沒有靈魂的鐵疙瘩。從這里可以看出這門課程在計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)中的重要性。而正是因?yàn)樗闹匾?，抽象、難理解，知識(shí)點(diǎn)既多又松散，概念難理解，實(shí)驗(yàn)難度大等也就成了它的代名詞[2]。學(xué)生抱怨：“不愿學(xué)，學(xué)不會(huì)，聽不懂”。那么怎樣讓門學(xué)生畏懼的“老”課程煥發(fā)“青春”，一直是我們這些授課老師的奮斗目標(biāo)。

教育部推出的打造“金課”課程的號(hào)召后，作為一名有十多年教齡的高校教師來說的確有許多啟發(fā)和觸動(dòng)。反思操作系統(tǒng)課程的教學(xué)，存在的問題還是比較多的：首先是教學(xué)模式的單一，即便我們?cè)谝咔槠陂g也嘗試了線上和線下混合式教學(xué)模式，但是由于課程本身的特點(diǎn)，單純的線上效果不盡如人意。其次是實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)難度大，該課程的實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生編程能力有一定要求。要實(shí)現(xiàn)課程中的各種管理算法必須有較好的C語言基礎(chǔ)，并且深刻理解相應(yīng)算法思想才能完成。最后是課程知識(shí)點(diǎn)偏多，再加上實(shí)驗(yàn)課課時(shí)，留給老師進(jìn)行遞進(jìn)教學(xué)和分層次教學(xué)的課堂時(shí)間明顯不足，導(dǎo)致對(duì)學(xué)生掌握課程知識(shí)的情況沒有完善的培養(yǎng)和考核機(jī)制[3]。

針對(duì)以上問題，我們團(tuán)隊(duì)的教師在多個(gè)學(xué)期，對(duì)不同本科專業(yè)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)改革實(shí)踐，從課程深度、難度等方面改進(jìn)教學(xué)方式和方法，最終形成了以下幾點(diǎn)教學(xué)改革經(jīng)驗(yàn)。

1 精選教學(xué)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提高課程教學(xué)的含“金”量

沒有一本教材能滿足所有學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。以往傳統(tǒng)的教學(xué)中授課老師都被要求講授的內(nèi)容要緊跟教材，那是因?yàn)楫?dāng)時(shí)沒有便捷的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源。如果要為學(xué)生提供有層次，有深度和廣度的知識(shí)系統(tǒng)，一本教材的內(nèi)容是完全不夠的。所以，在教學(xué)改革過程中，我們是以一本教材為主，然后為學(xué)生推薦一到兩本輔助教材。推薦的輔助教材是考慮了學(xué)生學(xué)情不同而設(shè)置的。

教學(xué)過程中的內(nèi)容以選用的紙質(zhì)教程為主，其他教程中的補(bǔ)充內(nèi)容穿插其中，用于對(duì)課本知識(shí)進(jìn)行有效補(bǔ)充和深入。課后，教學(xué)內(nèi)容將以電子稿形式發(fā)布在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上，學(xué)生可以隨時(shí)隨地地獲取和學(xué)習(xí)。

課程實(shí)驗(yàn)也精選內(nèi)容，分為基礎(chǔ)驗(yàn)證型、綜合型、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)，形成多類型實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。3個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)難度逐步遞增，既能符合不同專業(yè)學(xué)生對(duì)課程學(xué)習(xí)的需要，也更方便教師對(duì)學(xué)生能力進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2 線上、線下教學(xué)結(jié)合提高教學(xué)手段的含“金”量

微課、翻轉(zhuǎn)課堂以及現(xiàn)在流行的MOOC課程的出現(xiàn)，使得傳統(tǒng)的課堂教學(xué)一下子似乎失去了往日的輝煌。特別是新冠疫情的出現(xiàn)，線上教學(xué)的靈活性和便捷性完全體現(xiàn)了出來。但是在進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和課堂教學(xué)效果比對(duì)后我們發(fā)現(xiàn)，無論是傳統(tǒng)課堂還是網(wǎng)絡(luò)教學(xué)都有利弊。如何有機(jī)融合這兩類教學(xué)方法，有效結(jié)合兩者的優(yōu)勢，才是我們教學(xué)一線教師應(yīng)該思考和實(shí)踐的。

盲目地引入網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上的完整課程內(nèi)容肯定是不明智的，在學(xué)習(xí)知識(shí)的過程中如果缺少師生互動(dòng)，學(xué)生學(xué)習(xí)上的問題不知道找誰來解答，那么學(xué)習(xí)效果肯定也好不了[4]。所以，認(rèn)真區(qū)分線上和線下教學(xué)內(nèi)容，劃分教學(xué)層次才是教學(xué)手段融合的關(guān)鍵。

在教學(xué)改革實(shí)踐中我們將一個(gè)知識(shí)點(diǎn)分成幾個(gè)層次：應(yīng)知應(yīng)會(huì)、掌握和理解。內(nèi)容發(fā)布時(shí)間分為課前，課中和課后。

1）課前：預(yù)習(xí)是一個(gè)非常好的習(xí)慣。將第2天教學(xué)中較簡單，較核心的內(nèi)容提前發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)上讓同學(xué)們預(yù)習(xí)，還可以給出1到3個(gè)問題讓他們思考。這樣，他們?cè)谡n前就能對(duì)上課內(nèi)容有一定的了解，而且還能帶著自己的疑問去課堂尋找答案，這無疑對(duì)課堂教學(xué)是有益的。當(dāng)然，課前預(yù)習(xí)時(shí)間不宜太長，內(nèi)容也不宜太難，學(xué)生學(xué)習(xí)15分鐘左右是比較合適的;

2）課中：對(duì)應(yīng)知應(yīng)會(huì)內(nèi)容簡單回顧，接著遞進(jìn)知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容。這部分內(nèi)容是各專業(yè)本科生都必須牢固掌握的。課堂上會(huì)把這部分知識(shí)點(diǎn)詳細(xì)講解并進(jìn)行重點(diǎn)和難點(diǎn)的分析解答，課堂分組討論等也是經(jīng)常進(jìn)行的活動(dòng)。

3）課后：將一次課的知識(shí)點(diǎn)歸納后發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)課堂，方便學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)。增加課后測試和延展知識(shí)，這些內(nèi)容放在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，既可以讓學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)情況做一個(gè)初期的把握，又可以用作高層次學(xué)生的強(qiáng)化練習(xí)。

這里以課程中的死鎖知識(shí)點(diǎn)為例，詳細(xì)介紹如何安排教學(xué)。分層次教學(xué)安排如表1所示。

通過對(duì)知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容的合理分配，既可以讓枯燥的定義通過不同的題目和教學(xué)手段變得更加有趣味，又可以讓準(zhǔn)備考研的同學(xué)和喜歡進(jìn)行軟件開發(fā)的同學(xué)有選擇地學(xué)習(xí)課程知識(shí)。

3 開展引導(dǎo)式研討，提高教學(xué)方法的含“金”量

每門課程的性質(zhì)決定了該課程適應(yīng)的教學(xué)方法和模式。操作系統(tǒng)概論總體來說還是屬于理論多于實(shí)踐的課程[5]。這種課程的學(xué)習(xí)需要學(xué)生自身有學(xué)習(xí)的動(dòng)力和愿望。由教師引導(dǎo)的研討，是許多課程教學(xué)中采用的教學(xué)方法。提出問題，思考問題和解決問題，在互相辯論的過程中，學(xué)生的精力高度集中，思想靈活發(fā)散，最終的效果比老師單一講授要好很多[6]。研討活動(dòng)開展的時(shí)機(jī)靈活多變，并且可以根據(jù)討論問題的難度進(jìn)行調(diào)整。

例如：在講解操作系統(tǒng)內(nèi)核分配算法時(shí)，將先介紹先來先服務(wù)（FCFS）、短任務(wù)優(yōu)先（SJF）以及時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度等算法的基本思想。在同學(xué)們對(duì)算法思想完全掌握后開展研討活動(dòng)。研討的題目是：通過學(xué)習(xí)這些內(nèi)核分配算法，你認(rèn)為哪種算法更好？

大多數(shù)時(shí)候，每位同學(xué)會(huì)選擇一種調(diào)度算法然后介紹算法的優(yōu)點(diǎn)，而其他同學(xué)會(huì)針對(duì)他的發(fā)言進(jìn)行駁斥。但最終的結(jié)論是，并沒有最好的算法，只有最適合的算法！所以，調(diào)度是一種選擇，只有在了解自身需求的情況下才能做出好的選擇。通過這種類型的討論活動(dòng)，不但能讓學(xué)生更進(jìn)一步掌握算法思想，也會(huì)讓他們思想得到升華。

4 多元化培養(yǎng)模式，提高教學(xué)效果的含“金”量

我國現(xiàn)在推行的教育理念越來越趨向于多元化，“因材施教”再一次被強(qiáng)調(diào)和重視[7]。每個(gè)學(xué)生在大一時(shí)期就應(yīng)該確定自己的研究方向，并在自己的大學(xué)生涯為之努力。在教學(xué)過程中我們也發(fā)現(xiàn)，有的同學(xué)對(duì)理論研究更感興趣，有的同學(xué)則更喜歡編程開發(fā)，他們感興趣的研究方向是有區(qū)別的。操作系統(tǒng)課程本身就是理論與實(shí)踐相結(jié)合的，對(duì)自我要求不同，學(xué)習(xí)興趣不同的同學(xué)，我們考慮多元化，分層次培養(yǎng)和考核。在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上，我們將會(huì)提供全面的、不同層次的學(xué)習(xí)資料，每位同學(xué)可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)興趣，自由選取內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)。后期根據(jù)他們的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行不同難度的考評(píng)。

5 完善評(píng)價(jià)方式，提高學(xué)生能力評(píng)價(jià)的含“金”量

課程教學(xué)完成后的教學(xué)效果評(píng)價(jià)一直是一個(gè)難點(diǎn)。如何將學(xué)生對(duì)課程基本知識(shí)點(diǎn)掌握程度的評(píng)價(jià)和他們自身的學(xué)習(xí)能力評(píng)價(jià)區(qū)分開來也是許多老師一直在思考和探索的問題。

早在2012年，學(xué)院就將課程評(píng)定方式做了調(diào)整：課程綜合成績=平時(shí)表現(xiàn)分+實(shí)驗(yàn)操作分+期末考試分，按百分制分配比例為2：1：7。但是在實(shí)踐后發(fā)現(xiàn)，無論從課程性質(zhì)、專業(yè)和學(xué)情等角度考慮，這樣的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)仍然不太完善。

所以，將操作系統(tǒng)課程的綜合評(píng)價(jià)分成兩個(gè)部分，每個(gè)部分又可以分成幾個(gè)層次。結(jié)合課程性質(zhì)調(diào)整了每項(xiàng)考核的權(quán)重比例，最終對(duì)學(xué)生完成綜合評(píng)價(jià)。具體比例分配如表2所示：

6 小結(jié)

以上是操作系統(tǒng)課程教學(xué)改革過程中的一些經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，后期通過學(xué)生反饋也證實(shí)效果較好。當(dāng)前，國家和企業(yè)需要各種類型的人才，而一線教師要做的就是盡可能地根據(jù)每位同學(xué)自身的條件，提供他們需要的知識(shí)，培養(yǎng)相應(yīng)的能力。為了做到這一點(diǎn)，我們還將繼續(xù)探索。

參考文獻(xiàn)：

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[4] 劉俊，張?bào)K，陳俞逾，等.基于新形勢下操作系統(tǒng)課程改革與建設(shè)[J].計(jì)算機(jī)產(chǎn)品與流通，2019（8）：244.

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【通聯(lián)編輯：王力】