基于翻转课堂模式的操作系统课程教学改革研究

李勤

摘 要：首先分析了《操作系统》课程目前的教学现状，并比较了翻转课堂模式与传统教学模式的差异性，然后结合操作系统课程特色，基于翻转课堂这一新型教学思想，从教学理念、教学内容、教学方法、教学评价等多个方面入手探索适合于民办高校的《操作系统》课程教学的教学模式。

关键词：翻转课堂；教学改革；操作系统

中图分类号：G4 文献标识码：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2018.36.088

1 引言

《操作系统》是计算机科学与技术专业、软件工程专业及物联网工程专业的重要专业核心课程。主要研究对物理计算机怎样实施有效的管理和控制，在管理和控制中的技术和方法，以达到高效且充分的利用计算机系统的软硬件资源。操作系统是一个大型且复杂的系统软件，要求学生从总体的概念和基本工作原理上入手，掌握操作系统的结构。通过学习这门课程，使学生对计算机是怎样协调一致的工作原理有更清楚的认识，对计算机系统中各功能模块有更明确的认识，为今后從事计算机的研究、设计、开发和制作打下坚实的基础。

操作系统课程内容庞杂，涉及的原理、概念、算法等知识比较多而且抽象，理论性和实践性都非常强，信息技术的飞速发展，计算机操作系统更新换代频繁，课本上的知识不能很好地与实际应用接轨，造成学生对此课程的兴趣不高，学生就很难理解和掌握操作系统基本原理。如何才能在有限的学时内提高操作系统课程的教学效果，促使学生更好的掌握其工作原理并具备相应的实践能力，操作系统课程教学改革势在必行。

2 《操作系统》课程目前教学现状

目前在我校《操作系统》课程针对大三计算机专业学生开设，像进程的描述与控制、处理机调度与死锁、虚拟存储器等知识非常抽象，没有之前的C语言、数据结构等课程那样直观，学生对概念性的东西只有短暂的印象，往往学了后面就忘了前面的知识，课程中间有相当大的难度，学生一旦产生畏难情绪，会更加抵触课程的后续开展，导致该课程教学效果不理想。

（1）教学内容跟不上时代发展。

目前的操作系统主要包括：UNIX、Linux、MacOSX、Windows、iOS、Android，随着互联网技术的不断发展，操作系统智能化和多元化特点日益突出，而课堂上讲授的基本知识与理论没能和飞速发展的智能技术保持同步，最新的操作系统智能技术较少提及，令学生在课堂上学习兴趣不大。

（2）教学方式陈旧。

采用传统的教学方式，教师按照教学大纲和教学进度表在课堂上讲授，学生被动接受，由于该课程概念抽象，内容难懂，而且教师要在有限的课时内讲授完相应知识，课堂上师生互动时间较少。

（3）成绩评定方式过于陈旧。

成绩评定方法为：总评成绩由平时成绩加实验成绩加期末考试成绩组成，其中，平时占30%，实验占10%，期末考试占60%，这样的评定方法说明了期末考试前只要学生突击复习一下，考试便能够通过，总评就能及格，往往不能反映出学生真实的学习过程和学习态度。

（4）理论与实践脱节。

操作系统内容理论性强，理论学时占据了课程总学时的80%，同时，操作系统实践环节涉及面广，并且要求学生有较强的综合分析、设计和解决问题的能力。学生不能将理论与实践相结合，实践能力和创新能力不能得到有效地培养。

3 翻转课堂与传统教学的差异

传统教学模式中，教师主导课堂，学生被动接受知识，学生在课堂内进行学习，通过课后作业进行知识内化，翻转课堂模式中，学生在课前主动完成知识的学习，课堂内，教师成为辅助学习者，以答疑、研讨为主。翻转课堂比传统课堂教学更有针对性，学生带着问题进课堂，教师将学生的问题收集起来，师生之间就问题进行讨论，分析归纳从而引出重难点，使学生记忆更加深刻，加深印象。

翻转课堂与传统教学模式正好相反，学生在课前通过观看视频以替代教师的课堂讲解，课堂内学生把精力集中在完成习题及师生互动交流上，知识传授在课外进行，知识内化在课内完成。为较好地实施翻转课堂的教学模式，我们构建了基于翻转课堂的教学模型，模型结构如图1所示。

为了便于教学资源的发布和交流，建立了一个专门的教学QQ群。教师把教学资料上传到群里，师生之间的交流、沟通、作业提交都通过这个群进行。通过图1所示基于翻转课堂的教学模型可以看出：在课外，教师通过网络发布教学资源，布置学习任务，学生通过观看课程视频，通过教学QQ群接收学习内容和习题，不受地方限制，随时自主学习；在课内，教师针对学生们遇到的疑难问题进行指导，和讨论，对于学生在自主学习过程中遇到的共性问题进行归纳总结，并留出一定的时间对学生进行单元测试，以检验学生的学习情况，课堂内师生的互动性大大加强。

4 结合操作系统课程特色，构建基于翻转课堂的教学模式

操作系统课程的理论性，实践性都很强，借助于翻转课堂的思想进行课程改革，经研究有以下途径：

（1）教学内容模块化。

操作系统是位于“裸机”上的资源管理软件，整体功能是由进程的描述与控制、处理机调度与死锁、存储器管理、输入输出系统、文件管理、用户接口等六大功能模块组成。教师需要非常熟悉操作系统的教学内容和教学目标，将教学内容模块化，对知识点进行合理分割，以一个学时为单位形成教学任务单。课前，教师根据教学任务单提供学习资料（包括课件，大纲等）、分配学习任务，提供微视频、项目要求、题库资源等，供学生选择学习。学生通过明确任务，观看视频，自主学习掌握本次课程的主要知识内容，课堂上，以学生为中心，教师加强引导，教学方式以答疑、研讨、测试为主，辅助学生在课前自主学习的基础上构建相应的知识体系，课后，引导学生对所学知识进行反思、总结和提升。

（2）增加综合型实验项目。

减少验证型实验项目，增加综合型实验项目，实验平台可以选择Linux操作系统作为实验平台，因为Linux操作系统是开源的操作系统，以此为平台，学生能够很直观地了解操作系统的逻辑结构，学生通过分析源代码深入学习，提高了自身的动手能力和自主学习能力。通过综合型实验项目的锻炼，提高了学生的工程实践能力。学生由“被动接受”变为“主动创新”，翻转式教学方法有效地启发了学生的创新思维，在促进个性学习的同时保证了教学质量，同时学生的创新能力和实践动手能力得到了提高。

（3）课程成绩评定多元化。

在翻转课堂模式下，课程成绩评定方法更着重于学习过程的评价，将传统的考核方法变化为过程评价和期末考试各占百分之五十，过程评价包括课堂外学生的学习记录，学生参与提问和讨论的次数，对课程内容的熟悉程度，回答问题的正确性，作业及实验报告的规范性等。

5 基于翻转课堂的教学模式可行性分析

操作系统课程面对的是大学三年级学生，这些学生已适应了大学的生活，有一定的自学能力，同时具备了一定的专业素质，同学之间比较了解有利于沟通，同时这部分学生是计算机相关专业，对网络、计算机相当熟悉，具备了网络沟通、交流的条件，下载资料、上传资料、播放视频的方法都已非常熟悉，同时他们也有电脑、手機等工具用来播放微视频，因而从学生方面具备了开展“翻转课堂”教学的可行性。

考虑到开展“翻转课堂”教学对于教师和学生来说都是一种新的尝试，因而没有在《操作系统》课程的所有教学中采用翻转课堂教学，而是选取课程的部分内容，例如，选择教材第二章：进程管理，进行教学试点，其他内容仍采用传统教学模式进行课程的教学；因考虑到教师和学生的适应问题，对翻转式教学开展的次数和开展的时机都要有所规划。教师要对每次课进行总结，为下次课的开展提供经验，并进一步完善教学资源。在完成了一轮翻转课堂的教学之后要进行总结、改进、完善，以便更好地开展下次翻转课堂的教学。

接下来，我们准备在大三上学期，对信息学院计科两个班采取不同的教学方式，一班采取传统教学模式，二班采取翻转课堂教学模式。通过教学改革，希望能够提高学生对操作系统课程的学习兴趣和自主学习能力，希望能够得到预期的效果。

6 结语

近年来，随着互联网和信息技术的飞速发展，我们的学习环境和学习模式发生了深刻的变革。探讨基于翻转课堂教学模式对操作系统课程进行改革，不仅对形成民办高校特色课程，提升课程教学效果具有重要意义，同时有利于促进学生对操作系统基本原理的理解和掌握，对培养学生的理性思维、提升学生综合能力和素质具有重要价值。本文结合操作系统课程特点，构建了基于翻转课堂的教学模式，通过该课程的教学模式改革，促进学生更好地掌握操作系统基本原理，提高学生的自主学习能力，期待能够得到满意的教学效果。

参考文献

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