操作系统课程的翻转课堂实施路径研究

李勤

摘 要：《操作系统》是我校计算机科学与技术专业、软件工程专业极为重要的专业核心课程。对该课程的教学现状进行了分析，利用网络教学平台，实现了课前预习、课中讲解，课后巩固的教学方法。探讨了适合于操作系统课程的翻转课堂实施路径，有助于提高教学质量和教学效果。

关键词：操作系统;翻转课堂;实施

中图分类号：G4 文献标识码：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.03.082

一直以来，《操作系统》都是计算机科学与技术专业、软件工程专业极为重要的专业核心课程。主要讲述了计算机操作系统的结构和原理，主要偏重于操作系统功能与结构的理论分析。通过学习该课程，使學生掌握计算机操作系统各部分的功能和实现这些功能的体系结构和重要算法;可为后续专业课程的学习以及提高软件设计水平和计算机应用技术奠定坚实的基础。

1 《操作系统》课程的教学现状分析

采用传统的讲授为主的授课形式，借助PPT课件进行展示。操作系统课程知识点多，原理性强，在课堂上教师总是“一言堂”，学生被动接受，师生之间缺乏互动，在课后，学生普遍反映内容太多，无法全部掌握。内容抽象，难以理解等。

有一部分学生从职高升学到我校，学生的学习能力、理解能力不够强。使用传统教学方式学生的兴趣不高，教学效果不佳，无法调动学生的学习积极性，而采取翻转课堂教学模式，能够灵活应用多种教学手段，例如传统的讲授法、情景教学法、案例教学法、分组讨论法，将这些方法融入创新的教学模式当中，翻转课堂，即将传统的教学活动“翻转”，进行线上和线下混合学习，从而实现老师和学生在线学习与交流、讨论、互动等。

2 《操作系统》课程的翻转课堂实施路径

2.1 教学内容的设计

《操作系统》的内容包括：操作系统的体系结构，进程的概念，进程的描述与控制，进程的同步与通讯，处理机调度的策略和处理死锁的方法，存储器管理的方案和分配算法，文件系统的运行机制等。教学重点包括：进程的概念，并以进程管理为主线，协调组织计算机内的硬软件资源。结合进程的管理分析存储管理机制、系统调度机制、文件存储和访问机制以及设备驱动机制。面对不同的教学内容，在设计时应区别对待，必须根据课程内容、大纲要求及课程难度进行合理的设计与分配。

借助网络教学平台，教师可以将课程学习资料，包括课件、视频，案例等上传到网上，同时了解学生的学习动态，收集学生的学习结果并针对性地设计课堂教学活动;学生借助该平台可获得学习资源，进行课前自主学习和练习，就学习中遇到的问题同教师在线交流，构建知识体系，完成知识内化。这里的网络教学平台采用学习通移动教学平台，运用学习通可进行手机签到、讨论、抢答、直播互动、资源检索，电子资源搜索下载等。

课前，教师将课程学习资料（课件，动画，视频，案例等）上传到网络教学平台，提前发送给学生，以便学生提前预习。

课中，教师讲解重难点，解答学生所提问题，将学生进行分组讨论，根据学生反馈情况进行总结。

课后，教师建立了一个专门的教学QQ群。通过QQ群发布作业。教师根据作业的完成情况，选择性地讲解难的知识点和错得多的题目，并将其录制为微课视频，发布到网络教学平台，供学生巩固学习。

2.2 学习任务单的设计

学习任务单是为了更好地引导学生在课前进行自主学习，在设计学习任务单时，要遵循学生的认知规律，指导学生从各个模块的关联性中掌握操作系统基本原理，《操作系统》的先修课程是：计算机组成原理、程序设计基础、数据结构。后续课程是：软件工程、编译原理等。因此，在学习操作系统课程之前，学生必须已具备计算机组成原理、程序设计基础、数据结构的原理和知识，学生通过自主学习，找到多门课程之间的联系，从而更好地掌握操作系统基本原理。

在设计学习任务单时，教师应指明章节题目、教学目的和要求、本章重点和难点，学生在自主学习完之后，需要进行总结，提出学习过程中存在的问题和困难，并记录下来，记录在学习任务单上。在此之后，教师查看学生提交的学习任务单，总结和归纳出共性问题和重难点问题，以便在课堂上有针对性地讲解、辅导和交流。

3 操作系统课程的翻转课堂实施效果

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，因而在《操作系统》课程中选取课程的部分内容进行“翻转课堂”教学，例如，选择教材第二章：进程的描述与控制和第三章：处理机调度与死锁，进行教学试点，其他内容仍采用传统教学模式进行课程教学。

选取的内容可分为这样几个模块：进程控制，进程同步，进程通信，线程的实现;处理机调度的层次和调度算法，作业与作业调度，进程调度，实时调度，预防死锁，死锁的检测与解除等等。

在讲解处理机调度算法时：第一个是先来先服务（FCFS）和短作业优先（SJF）调度算法;第二个是优先级调度算法（PSA）和高响应比优先调度算法（HRRN），哪一种进程调度算法更好？进程在就绪队列中应该怎样排队？带着这些问题，我们可以从进程的运行时间、执行顺序、周转时间、带权周转时间来考虑，通过实际案例来讲解处理机调度算法，并突出算法之间的优劣。针对基础薄弱的学生，构建“操作系统案例库”，将典型例题上传到网络教学平台，提供给学生自主学习。

对于操作系统课程，对信息学院计科A、B两个班进行教学试点，A班采用传统教学模式，B班采用翻转课堂教学模式。教师对于B班的30名学生进行分组，分为6组，提前按小组给学生布置好任务，让学生提前做好准备，学生在课堂上分小组讲解这节课的内容。课后，教师对这节课进行总结，进一步完善教学资源，突出重点，弥补不足，以便下次更好地开展翻转课堂教学。这种方法有利于学生将被动的学习变为主动学习，提高其学习积极性。

在学期末，我们对信息学院计科专业A、B两个班的班级成绩进行了统计分析，两个班的人数都是30人，A班采用传统教学模式，B班采用翻转课堂教学模式。在两种教学模式下，学生期末考试成绩分布情况如表1所示。

从表1可以看出，使用传统教学模式的班级优良率为20%，使用翻转课堂教学的B班优良率达到了43%，提高了23%，不及格率下降到0%，总的看来，采用翻转课堂教学的班级考试成绩有所提高，平均分有所提高，优良率也有所提高。说明翻转课堂教学模式能够增强学生的学习积极性和自主学习能力。

翻转课堂教学模式能够加强师生互动，让学生由被动的学习转变为主动学习，在具体实践的过程中，仍遇到一些新问题，例如：学生能否在课堂上全程使用手机来学习？学校教学管理部门是否允许这种学习方法？教师如何引导学生在课堂上使用智能手机，活跃课堂气氛，提高学习动力和兴趣等。并且，对任课教师的要求也比较高，比如，任课老师是否已经掌握翻转课堂的基本技术？能否熟练录制和剪辑视频？能否制作微课以及灵活运用学习通软件等。在今后的教学过程中，还需要任课教师不断学习，提高专业技能，才能不断完善翻转课堂教学模式，培养学生的实际动手能力。

4 结语

《操作系统》属于一门交叉融合性的课程，针对操作系统课程特点，遵循学生认知规律，依托网络平台对学生的学习过程进行重构，真正以学生为学习的中心，激发学生的学习兴趣及其学习自主性，探索一条适合于操作系统课程的翻转课堂实施路径，是本文的研究重点。通过该课程改革方案的设计与实施，不仅有助于促进学生对操作系统基本原理的理解和掌握，而且培养了学生创新思维能力，提升了课程的教学效果。

参考文献

[1]缪静敏，王琼.高校翻转课堂：现状、成效与挑战[J].开放教育研究，2015，21（5）：74-78.

[2]陈怡，赵呈领.基于翻转课堂模式的教学设计及应用研究[J].现代教育技术，2014，24（2）：49-54.

[3]于红，何南，冯艳红，等.在操作系统课程教学中培养学生创新能力[J].计算机教育，2010，（6）：12-14.