操作系统课程线上线下混合式教学改革研究

于晓飞

（长春光华学院，吉林长春 130031）

0 引言

操作系统课程以理论和实践教学相结合，在课程体系建设中具有至关重要的作用。在当今科技飞速发展的时代，企业对人才的要求更多的倾向于学习能力和动手实践能力。因此，在本科教育阶段，如何培养学生的自主学习能力，以及通过加深对知识的理解来提高实践操作的能力是当下必不可少的研究课题。

1 教学现状分析

操作系统课程在计算机科学与技术专业的课程体系中起到承上启下的重要作用。它既涵盖《计算机组成原理》等偏硬件的课程知识，又涵盖《数据结构》、《算法设计与分析》以及《面向过程的程序设计》等偏软件的课程知识。因此，该课程具有实践性强、涉及面广以及多门课程纵横交叉的特点，无疑是计算机专业中难度偏高的一门课程。为提高教学质量，目前已有各种教学手段和教学方法被应用，如任务驱动式教学、翻转课堂和创客理念等。

然而，传统的线下教学课堂时间有限，部分学生对理论知识的理解困难或不透彻，一旦问题没有及时解决，势必会导致学生在实践操作方面仍旧存在障碍。而线上教学是近年来兴起的一种新型教学模式，旨在使学生能够利用碎片时间，充分发挥互联网教学资源的重要作用，提高学习兴趣以及学习效率。同时，教师也能够获取学生在互联网上的相关学习信息，分析了解学生的学习情况，进而有利于教师在线上布置学习任务、引导学生自主学习。因此，基于操作系统课程的自身特点，本文提出线上线下混合式教学模式。

2 教学内容的设置

2.1 理论教学内容整合

目前，操作系统课程是按照教材的顺序进行授课，第一部分介绍操作系统的起源和发展；第二部分介绍操作系统的运行环境；第三部分是进程管理；第四部分是多线程；第五部分是互斥与同步；第六部分是死锁；第七部分是实存储器管理技术；第八部分是虚拟存储管理；第九部分是设备管理；第十部分是文件系统。

从实际教学情况出发，在教学过程中考虑将教学内容进行模块化处理。基于操作系统的四大主要功能，即进程管理、存储管理、设备管理和文件管理，整合部分教学内容，整合后的操作系统课程教学内容如表1所示。

表1 操作系统课程教学

2.2 实训教学

操作系统课程的实践性非常强，是理论和实践深度结合的一门课程。在学习了理论知识后，必须要有实践操作才能真正掌握知识。合理安排实训教学有利于提高学生对课程内容的理解。针对操作系统课程的教学内容，设置两次实训教学，具体如下：

2.2.1 银行家算法

银行家算法是解决进程死锁问题的经典算法，要求学生依据算法设计程序，编程实现在输入资源总数量、各进程最大资源需求量、已分配的资源数量以及某一时刻某进程请求资源数目时，程序能够输出系统在分配给该进程请求资源量后是否为安全状态。本次实训一方面能够让学生体会操作系统对进程中资源的管理过程，从而加深对进程管理知识的理解，另一方面能够锻炼学生的动手编程能力。对于计算机专业的学生来讲，依据算法编写并调试代码是必备的素质之一。

2.2.2 可变分区管理

该实训内容为在可变分区管理方式下，根据不同的进程存储空间请求选择一种适当的算法对内存进行管理分配。实验中模拟主存的分配，把主存区分配给作业后并不实际启动装入程序装入作业，而用输出“分配情况”来代替。本次实训不仅能够加深学生对可变分区算法的理解以及锻炼实践操作的能力，还可以提高学生的逻辑思维能力。

针对上述两次实训内容，教师分层次撰写实验指导书，方便学生明确实验内容、实验目的以及实验器材等相关信息，做到“有本可依”。

3 线上线下混合教学方案

3.1 教学步骤

操作系统课程作为计算机专业的核心课程，在当今对应用型人才需求强烈的时代背景下，传统的线下课堂已不足以培养学生解决问题的能力，加之操作系统课程自身具有多学科纵横交叉的特点，学生们需要有多元化、多方面的知识结构来加深对操作系统的理解。设置线上线下混合教学方案有利于解决上述问题。具体教学步骤如下：

3.1.1 学生线上学习

教师通过教学大纲和教学目标确立教学内容与教学活动，制作教案、课件和教学微视频，上传到线上教学平台，其中微视频以知识点为单位进行制作，每个视频控制在8～15分钟左右，方便同学利用碎片时间观看学习。并根据教学要点、重点以及难点设置配套练习题，方便学生检测自学效果。每周上课前，学生根据老师发布的周学习任务进行线上自主学习，观看微视频，完成相关作业。

3.1.2 线下教学部分

教学内容中的重难点理论知识安排在线下进行，教师基于线上学习的数据统计对掌握不透彻的部分在线下课堂加以进一步的讲解。对于具体算法，采用“翻转课堂”的教学方法，让学生汇报线上学习情况，教师进行点评和指导。除此之外，实训部分也安排在线下实验室或机房进行，以学生自主练习为主，教师指导为辅。调动学生的积极主动性。每次实验结束，对学生的实际完成情况进行现场打分，激发学生的学习兴趣。

3.1.3 线上测验、讨论

在每一个章节结束时，在线上学习平台设置章节测验，检测学生的学习效果，了解学生的学习情况，对章节测验成绩不达标的学生，在线下答疑结束时要求其重新测试一次。同时，针对本门课的重点、难点或前沿知识以讨论的形式发放至学习平台，让学生在讨论区互动留言，提高学生自主解决问题和独立思考的能力。

3.1.4 线下答疑

每周设置一次线下答疑，主要针对本周的教学难点和重点与学生进行面对面交流，了解学生的学习情况。

3.2 课程评价

基于线上线下混合式教学，本文一改传统的考试评价模式，同时考虑学生线上线下的学习情况，设置适当的分值权重来对学生的学习情况进行评价。本方案更加重视学生的学习行为，将平时学习成绩占比提高至55%，期末考试成绩占比设置为45%。其中平时成绩由课堂签到、微视频观看情况、线上讨论、线上测验和实验成绩5部分构成；最终课程成绩具体各部分占比为：课堂签到*0.05+微视频观看情况*0.15+线上讨论*0.05+线上测验*0.15+实验成绩*0.15+期末考试*0.45。其中实验成绩由实验报告和当堂实验得分构成。具体考核过程如图1所示。

图1 考核过程

4 结语

本文对操作系统课程在教学内容、教学方法和课程评价等方面进行了改革，并将改革后的方案应用到实际教学活动中。实践表明，本文提出的线上线下混合式教学模式具有一定的应用价值，和传统的线下教学模式相比，取得了较好的教学效果，并且能够更加有效的提高学生学习主动性和学习兴趣。然而教学改革就是要在实践中不断的完善发展，对于未来可能出现的一些不足之处，仍要进行进一步的改善。