基于问题的分组式教学在“操作系统”课堂中的应用

于 群，李 勇

（1.山东农业大学信息学院计算机系，山东 泰安 271018；2.山东省泰安市岱岳区职业教育中心，山东 泰安 271024）

基于问题的分组式教学在“操作系统”课堂中的应用

于 群1，李 勇2

（1.山东农业大学信息学院计算机系，山东 泰安 271018；2.山东省泰安市岱岳区职业教育中心，山东 泰安 271024）

根据“操作系统”课程的特点，结合实际教学经验，在“操作系统”教学中采用基于问题的分组式教学法。即先对学生分组，然后以问题为主，通过学生组提出和解决问题，使学生以团队的形式参与到教学中来，提高了学生的学习兴趣，能更好的掌握知识点，达到了很好的教学效果。

操作系统；问题式教学；分组式教学；教学效果

1 引言

“操作系统”是计算机科学及相关专业的一门重要专业基础课程，通过对操作系统课程的学习， 能够较全面地了解和掌握现代计算机操作系统的基本概念、基本原理、基本方法和实现技术， 使学生具有使用和分析操作系统的基本能力。作为授课教师，如何使这门课教学的效果得到改观，是一个需要研究的课题[1]。问题式教学改变过去传统的“填鸭”式教学方法，在讲授完主要知识点后，通过布置作业的形式，让学生搜集信息，提出问题，老师选择有价值的问题，通过小组讨论解决问题。学生解决不了的老师再答疑，教师在教学中起到点拨、主导的作。将这种问题式分组教学方法应用于操作系统的教学当中，充分发挥了教师的主导作用和学生的主体作用，培养学生的自学能力、辨析能力、逻辑思维能力、创造能力和语言表达能力[2]。在理论教学部分，操作系统原理涉及软件和硬件知识、知识点多、跨度大， 单纯记忆概念、知识点效果不好； 在实践教学部分，考虑学生的具体情况设置实验内容，充分锻炼每个学生的实践动手能力。在分组时注意学生的梯度搭配，让学生在学习和解决问题以及实践操作时感受到团队的力量，提高了学生的学习兴趣和热情，取得了很好的教学效果。

2 基于问题的分组式教学的特点与要求

2.1 问题式教学的特点

问题教学法，就是以问题为载体贯穿教学过程，使学生在设问和释问的过程中萌生自主学习的动机和欲望，进而逐渐养成自主学习的习惯，并在实践中不断优化自主学习的方法，提高自主学习能力的一种教学方法。教师不能只停留于自己的教，还应该探索如何使学生会学和学会问。而这其中的一个标志是学生会不会问。营造一个“问题”环境,让学生知道问什么,怎么问，让学生“问出一片新天空”,这是非常重要的一点。利用学生提出的问题,引导学生验证他们自己的猜想和结论。教师根据讨论的情况有针对性地讲解，准确地引导学生解决问题。

与传统教学模式相比，基于问题式教学有以下几个主要特征。（1）创设问题情境，以学生自主问题为主；（2）角色转换，教师由传统的“填鸭式”讲解，变为提供引导与支持，而学生变为主角，主动获得相关知识内容，并进行讨论汇报，在加深自我理解的同时也能对其它同学予以启发；（3）课堂气氛活跃，在问题式教学中，教师和学生不是简单的提问回答的互动方式，而是学生带着问题听课，然后讨论进一步加深理解。因此，问题式教学方法要求课堂知识具有更多的相关性和实用性，有利于开发学生未来创业所需要的发现问题、分析问题和解决问题的能力，有利于培养学生独立自主的学习能力。

2.2 分组式教学的特点

所谓分组式教学，指的是通过教学过程和课堂提问、练习等途径对学生进行基本的了解，然后按照学生的兴趣、理解力、表达能力等各方面进行分组，通过对学生分组，指导学生分工合作共同达成一定的教学目标。它与传统教学模式最大的不同就是改变以教师为主的“填鸭式”教学，侧重对学生的学习过程和学习能力等方面的监控，，通过共同达成学习目标培养学生的理解力、表达力以及合作精神。同时因为老师的“放手”，自主学习能力得到发展。

2.3 基于问题的分组式教学实施的几个关键问题

基于问题的分组式教学结合了问题式教学和分组式教学的特点，其实施最终要以学生掌握知识点，并拓广学习能力为目标，因此在实施过程中存在几个关键的问题：

（1）充分了解，合力分组

在对学生分组时要根据学生的实际学习情况，基础好和基础差的学生要合理的进行梯度搭配，这样在共同解决问题时，基础好的学生可以带动基础差的学生，而且很多基础差的学生思想比较灵活，可以拓广解决问题的思路。并且同学们在遇到困难时，可以共同探讨，畅所欲言，在轻松愉快的氛围中掌握知识点，体会到团队合作的力量。

（2）设置情景，提出问题

知识点讲解提出问题时，教师可以结合新旧知识点的异同，课本章节的开头和结语处，结合生活实例等方面创设情境，寻找问题。然后进一步在知识应用上寻找问题，在解题策略多样性上寻找问题等。同时创设具有生活气息、难易适度，贴近学生认知水平的开放性的问题。根据教师设计的问题，使学生能在现有知识背景下，通过查询资料，认真思考找到解决问题的办法，从而掌握知识点。不仅激发了学生的求知欲望，还唤发学生的主体意识，为学生自主探索、解决问题营造氛围。

（3）合作交流，解决问题

在问题的解决过程中，要将单纯的讲解知识点解决问题转变为讲解解决问题的方法，并且教师要参与到各组中及时收集信息，适时引导调控。个人或小组针对问题进行资料收集，或讨论、或实验等方式，进而逐步得出结论。教师收集同学们存在的共性问题、疑难问题、核心问题、难点问题，组织学生汇报、讨论、交流。在实际的教学过程中，可以让学生组参与到问题的设计、解决和掌握的过程中来，提高学生学习的积极性，增加课堂的活跃度，更能增强学生的自信心。

3 基于问题的分组式教学在“操作系统”课程中的应用

操作系统是逻辑性和系统性都很强的学科， 应该先把它的知识体系理清楚，以汤小丹、梁红兵等人编著的计算机操作系统（第三版）教材为例，操作系统的主要功能不仅是本门课程讲解的重点，也是本门课程的主线。讲解时按照操作系统管理的硬件资源处理机、内存、设备以及软件资源文件进行讲解。其中处理机管理包括以下部分：进程管理和处理机调度与死锁；存储器管理单独一个章节；设备管理部分单独一个章节； 还有文件管理部分及操作系统接口部分。 这样，在讲解的时候就形成了一条知识链， 可以按照主知识链上的知识点逐步细化 讲解其中的各个小知识点，做到条理清楚、互相联系。图1为第三章处理机调度与死锁的知识链。

图1 处理机调度与死锁知识链

根据关联性有目的地设计问题，有意义地提出问题，通过问题把操作系统中的理论难点、抽象概念引导出来，学生通过回答问题，从不同的角度寻求解决问题的原则、途径和方法，加深对操作系统的理解。

3.1 分组方法

首先确定组的数量，如本学期学习此课程的共60人，可分为12组，每组5人；然后让学习委员根据本班的实际情况确定每组的人员，在分组中要注意人员的选择，如男女生比例，基础好基础差学生比例，考研与不考研学生比例等，要达到合理的梯度搭配；而且每组要有一个组长，负责人员的分工和协调，如回答问题时的组员顺序和提出问题时的代言人，以及与其他组的交流。

3.2 “操作系统”问题的设计

操作系统课程涉及很多比较抽象的理论知识和很多复杂的算法。要想很好的掌握这些知识，不能只单纯靠课堂上老师的讲解，而必须课前预习，课上认真听讲，课后复习。因此设计问题时，要包含复习类问题、课堂中问题及预习类问题。

（1）复习类问题的设计

复习类问题主要针对前期内容，问题要全面，起到巩固知识的作用。在实际教学过程中，采用很多娱乐节目中经常用的“分类”和“黑盒子”方法，如在复习第三章“处理机调度与死锁”时，可以将题目分为“第一类”和“第二类”问题，然后让12组中的某一组（可抽签决定由哪一个组来回答）的第一个学生自主选择，如学生选择“第一类”问题，则转向“处理机调度类”问题，如学生选择“第二类”问题，则转向“死锁类”问题；假设每类问题都设计了4个问题，然后再让第二个学生选择回答1～4中的哪个问题，当学生选择完成后，再展现问题的具体题目，然后再让组中的其他学生作答。采用这种设计问题的方法，可以增加趣味性，让学生有种挑战自我的感觉。而且能促进学生在全组范围内全面的复习前期内容，因为不小心就有可能选到本组的“软肋”。

（2）课堂中问题的设计

在复习完前期内容后，开始讲解本堂课的内容。首先要明确提出需要解决哪些问题，这些问题与前期内容有哪些关联，在整个课程中处于哪个位置。这些问题可以放在上一节课的预习类问题中，在本节课中让学生组作答。然后让学生组自己提出在预习中碰到哪些问题。最后把这些所有的问题都摆出来，开始一一分析和解决。本组提出的问题可以本组自己解决，也可以让其他组解决，可以设定些“奖励”，如提出最具有代表性问题组、解决问题最好的组等等。

（3）预习类问题的设计

预习类问题主要是明确下一节课内容需要解决哪些问题，这些问题与本节内容有哪些关联，在整个课程中处于哪个位置。而且要求学生组通过预习，提出几个问题。

3.3 “操作系统”问题的解决及知识点掌握

在问题解决方面，将问题分为两大类：理论性问题和实践性问题。对于理论性问题，可以利用小例子来讲解理论，并且尽量用自己总结的说法来代替这些抽象的理论定义。要求学生能用自己的话将这些理论描述出来。对于实践性问题，可将组内成员分成多个层次来解决由易到难的问题，然后相互讨论、相互学习。比如，在实践教学中选择Linux操作系统作为操作系统的实验平台，把实验分成三个层次， 由易到难依次为：（1）以Linux操作系统为平台，结合理论知识理解操作系统的管家概念（操作系统管理硬件和软件资源，对各类资源进行合理调度），并掌握Linux操作系统的基本使用，包括图形界面和命令行的使用。（2）基于Linux的编程。通过Linux的vi编辑器编写进程、进程通信、内存管理的相关程序，理解理论中提到的进程概念、进程通信方式、以及内存用户空间的使用。通过Linux编程进一步理解操作系统中的概念和原理。（3）阅读Linux的源码。通过对源码的阅读，理解操作系统的加载、启动，以及内部的数据结构等相关问题。这一层次主要针对学有余力的学生， 可以引导学生综合了解Linux操作系统的实现机制， 深入理解某专题的实现机理和过程， 创造性地构造新算法、新模块、添加新功能，这样更有利于激发学生学习操作系统的兴趣和主动性， 训练其分析问题、解决问题的综合能力， 培养团队协作能力。

4 结束语

问题式教学是课堂上常用的一种教学模式，它是以问题为中心，将知识点融入到问题中，在学生分析问题、解决问题的过程中，逐步的掌握知识点，从而达到很好的教学效果。“操作系统”课程是一门理论结合实践的课程，在课堂教学和实践教学中，经常会有同学学习困难，自主控制能力差，因此想到将学生分组，提出了基于问题的分组式教学，在教学实践中，让学生在课堂解决自己所发现的问题，还要加强引导，让学生不断挖掘问题，重视引导学生把问题的探索和发现延续到课尾，让学生再提问题，以便课后进一步地去探究、去解决，从而培养学生实践能力与创新意识。

[1] 汤小丹等.计算机操作系统（第三版）[M].西安：电子科技大学出版社,2009.3.

[2]张建凤.如何开展问题式教学[J].延边教育学院学报,2009,23（2）:107-111.

[3]尚旭峰.问题式教学的特点和实施要求[J].文学教育,2010,2:41.

2014-10-16

于群（1979-），山东农业大学信息学院计算机系讲师。 李勇（1977-），山东省泰安市岱岳区职业教育中心教师。

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