基于翻转课堂的多模式操作系统教学改革研究

张乾燕，陈林

摘要：本文针对操作系统课程传统教学中存在的问题，以翻转课堂为核心，提出了基于翻转课堂的多种教学模式结合的操作系统课程教学改革思路，提升了学生自主协作学习能力、实践创新能力，提高了该门课程的教学质量和教学效果。

关键词：翻转课堂；操作系统；教学模式

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）46-0124-02

操作系统课程是计算机学科中一门核心的专业课，帮助学生理解操作系统在进行计算机软硬件资源管理时常用的概念、方法、算法和技术等。该门课程的学习将帮助学生建立系统的、完整的专业基础理论体系，培养学生的设计能力、创新思维和实践能力，为后续课程的学习和专业发展奠定重要的基础。

一、操作系统课程教学现状

1.教学方法落后，学生学习兴趣度不高。目前，操作系统课程教学大多仍采取传统的“灌输式”教学方法，即使运用了多媒体教学设备，也只是把理论知识进行了演示。这种满堂灌的教学手段导致学生上课不能积极思考，不能主动参与到教学环节中来，所以学习兴趣度较低。

2.教学中理论性太强，教学模式单一。操作系统理论内容概念较为抽象，不易理解，理论性太强。教师在教学过程中只注重讲解概念与算法，实验课也大多是验证型的最基本层次的实验，教学模式过于单一，忽视理论和实践的有效结合，学生的实践和创新能力得不到培养。

二、新型教学模式

随着信息技术的发展，微课、翻转课堂等新型教学模式日渐流行起来。翻转课堂又称为“颠倒课堂”，指的是重新调整课堂内外的时间，将学习的决定权从教师转移给学生。翻转课堂是把传统的“教师在课堂上课，学生课后完成作业”教学模式进行了颠倒：课前学生在家看视频完成知识的学习，课堂则成为了答疑解惑、完成练习以及师生之间交流互动的场所。这种新型教学方式符合现在这种知识大爆炸时代背景下的学习理念，充分培养了学生自主学习和实践的能力，提高了解决问题的能力。而随着信息技术的发展，现在各大高校都已具备了网络学习等多种信息服务平台，这也就为基于翻转课堂的多模式教学改革提供了基础。

三、基于翻转课堂的多模式教学改革

1.课前模式。翻转课堂的课前教学，教师通过网络平台进行知识传递，学生进行自主学习。这种方式尤其合适《操作系统》这种原理性较强的课程，同时可以借助不同类型的教学模式来进行有效的教学改革。①分割知识单元，采用任务式教学法。教师先要根据教学大纲对各章节的知识单元进行碎片化整理，分割成小的任务点，录制成视频让学生课前自主完成学习。如，在讲解处理机调度算法时，教师可以录制一段5-6分钟的视频，讲解先来先服务、短作业优先、高响应比、时间片轮转等算法的思想，达到了知识传递的效果。然后，教师根据视频内容设计任务点作业（如几个选择和填空题等），让学生看完视频后自主完成，教师可根据学生的答题情况了解学生对任务点的掌握情况进行课堂环节的设计。②引导式教学法。教师可在课前一周将验证型的基础实验放到网络平台上，让学生先自主学习运行并记录实验结果，对实验结果进行分析来理解实验原理。如实验：首次适应分配算法，学生可以通过阅读实验算法、数据结构、流程图等了解代码设计，知道了空闲分区表需按照地址由低到高进行排列，实际运行后感受到了该算法是每次从表首进行查找空闲区间进行有效分配。在完成上述的验证实验后，教师适时的引导学生思考：如果采用循环首次适应算法要怎么办呢？采用最佳适应分配算法又怎么对空闲区进行有效调整呢？这样就引导了学生独立思考并自主进行实验设计，为开展设计型实验提供了基础。

2.课中模式。在学生完成了翻转课堂的课前自主学习后，教师在设计课堂教学活动时，应充分发挥学生的主体性，加大学生的参与度，完成知识的内化。①类比教学法。教师在课堂知识点讲解中，可以将生活中人们熟悉的方式与操作系统中的一些抽象的概念、算法、数据结构等进行类比，以帮助学生更加直观、形象地理解相关理论知识。如，教师对学生已经自主学习过的处理机调度算法知识点进行综述，可以利用生活中去超市买东西的情景进行类比先来先服务算法，让学生总结和回答优缺点并提出新的方案，层层引导学生为什么有了另外的其他调度算法，从而对各种算法的内涵有了深入理解。②研讨式教学法。翻转课堂利用課前学生自主学习讲授了一些基本知识点，而对于重难点知识点，教师应该要精讲。比如，在时间片轮转调度算法中，教师提出问题让学生探讨：（1）一个进程在给定时间片内提前运行结束了，处理机要在那儿等着时间片结束还是直接调度下一个进程？（2）当一个进程在时间片结束后没有运行完要重新回到队列末尾排队，而同一时刻又有新的进程到达，那么进程在就绪队列中应该怎样排队？在学生探讨时，教师可参与讨论并有效管理课堂，最终通过实例的讲解让学生真正将所学的理论与实际应用结合起来了。③项目式教学法。项目驱动式教学是将基本原理、关键技术、方法和工具等有效结合的教学模式。在学生通过翻转课堂自主完成验证型实验后，教师以项目为导向，提出设计型实验要求，让学生自己解决问题，激发学生继续深入设计难度更大点的项目的兴趣。如前面所提，学生已经通过验证型实验了解和掌握了首次适应分配算法的原理、技术方法，教师在实验课中要求大家完成最佳适应分配算法的分配以及回收的设计型实验。学生根据之前验证型实验的方法和技术，自己完成数据结构和相关算法的设计，调试代码完成实验。

3.课后模式。①线上教育延伸教学法。知识是温故而知新的，翻转课堂教学模式的课后教学可以通过线上教育将教学从课堂上扩展到课外。该方法主要通过网络学习平台上的答疑、项目练习、作业等形式达到巩固知识的目的。②分层式案例教学法。遵循学生创新能力培养的整体规划，构建“操作系统案例库”。针对不同专业方向、不同接受能力的同学，因材施教，采用不同级别的案例教学给出不同需求，学生根据自身能力来完成不同层次项目。

四、总结

本文提出的基于翻转课堂的多模式教学改革，从学生角度，操作系统课程不再是单纯的概念和思想的传授，而是自己主动性地介入到操作系统的理解当中；从教师角度，操作系统课程不再是经典的教学结论，而是不断探索并与学生同成长的过程。它以学生能力培养为目标，实施新颖有效的教学方法来优化教学环节，真正做到了“以学生为主体”，激发了学生学习的兴趣度，培养了学习主动性，提高了创新实践能力，为学生今后的职业规划发展奠定了基础。

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