线上线下混合教学模式的“操作系统”课程教学研究

米热古丽·克比尔

喀什大学计算机科学与技术学院，新疆 喀什，844000

0 引言

快速发展的线上开放课程很早应用于教学教育中，给人类提供了高质量的教育资源和多样化的学习方法，也给高等教育教学改革带来了全新的挑战与机会。在线课程不仅仅改变了传统的教育教学方法与手段，而且最大限度地实现了优质课程资源和个性化学习的普及与推广。在“互联网+”的影响中，我国高校教育教学改革逐渐深入，线下线上互相结合的混合教学模式也渐渐蓬勃发展。高校应该按照教育部对国家级精品在线开放课程建设的标准开展课程建设，打造金课、消灭水课，改革传统课堂教育教学模式势在必行[1]。

但是就当前的发展现状来看，线上线下混合教学所取得的预期成绩还并不是十分的理想，在实际工作推动和实施的过程当中，还存在着形式主义的不良态势。为此笔者在研究活动实施和开展的过程当中，选择了操作系统课程作为重点的研究对象，对于这一个课程体系线上线下的高质量融合发展提出了一些个人的想法和见解。通过相关策略的落地实施，不仅能够为操作系统课程的发展搭建起坚实的平台支撑，同时也可以为其他课程的优化和进步提供一些决策职业。这也就意味着本文的研究活动具有十分明显的现实意义和实践价值。

1 课程内容及现状

《计算机操作系统》是高等院校计算机及相关专业必学的主干课程。本课程涉及的硬软件知识较多、内容抽象、实现技术难于理解。通过本课程的学习，学生能够系统地掌握操作系统的基本概念，了解操作系的工作原理和实现方法。深层次地理解操作系统如何管理和控制计算机系统的软硬件资源，以及为什么说操作系统是计算机的核心总控软件、是计算机系统的指挥和管理中心、是计算机系统的灵魂。

目前，操作系统原理这门课程一直被认为比较难学难教的计算机专业课程之一。为什么这么认为呢？主要原因是什么？可以从以下两个方面进行说明。第一，主要原因是操作系统在计算机系统中的地位决定的。通过操作系统与硬软件之间的关系可以看出来它是用户与计算机硬件系统之间的接口。各种应用程序以操作系统作为支撑环境向用户提供各种服务。可以说操作系统管理计算机的一切，它是计算机系统的大管家、桥梁、指挥家、魔术师。由于本课程涉及的硬软件知识比较多、概念比较抽象，涉及的算法也比较多[2]，整体实现技术和思想不容易理解。第二，操作系统对学生的知识结构也有较高的要求。要求学生对数据结构、程序设计、计算机组成原理与体系结构有一定的基础。在教学过程中，学生的基础知识也直接影响到教学效果。学生的知识结构不完备的情况下，学习操作系统这门课程确实比较难，这样很难激发学生的学习兴趣。

2 存在的问题及解决对策

2.1 任课老师在第一堂课的引导工作不到位

第一堂课能否激发起学生的好奇心和求知欲，非常重要。任课老师在第一堂课的引导工作不到位会造成学生学习兴趣不浓、热情不高、积极性不强等问题。作为一名操作系统课程的任课教师，必须要知道一门原理为主的课程如何激发起学生的学习热情。利用第一堂课，让同学们深刻认识到操作系统这门课程的重要性，做好引导工作。但是问题恰恰是很多的任课教师都没有能够积极发挥第一堂课的备课作用。甚至有一些教师的引导活动还存在着流于形式的嫌疑。教师在前期的备课过程当中没有关注学生们主体学习地位的发挥，反而过度关注教学连贯性的实现。这样一来，在整个课程当中，教师就成了淘淘不绝的讲述者，而学生们也就成了被动的倾听者。由于第一堂课的引导规划设计不够科学合理，让学生们没有激发起对于这一堂课程的学习兴趣，学生们的学习兴趣不够浓厚，就会导致他们在课堂当中分神，注意力不集中等，这些问题的出现都会直接影响到学习的质量和效果。

第一堂课一般用问题驱动，引导讨论，循序渐进，讲授法等好几种教学方法有机结合，调动学生的课堂学习兴趣，诱导学生喜爱上操作系统这门课程，让学生知道为什么学本课程，学什么，怎么样才能学好。围绕以上问题，与学生互动，引导他们明确这门课程的主要特点，重点内容和学习方法。引导学生转变思维，思考问题有操作系统使用者的角度转变为操作系统开发者的角度。教育体制改革的不断推动和实施，也针对当前的教育教学活动提出了更明晰的要求，那就是要发挥学生们在课堂当中的主人翁地位，要给予学生们更多思考交流和自主探究的机会。可以说这一个基本要求与第一堂课的引导作用的基本目标也是不谋而合的。所谓的引导作用就是教师要在鼓励学生们的基础之上，让学生们学会自主学习，让学生们学会自主探索。这样一来就能够让学生们从原本被动的学习状态朝着主动的学习状态转化，这对于学习质量和学习效率的提升也是相当有利的。

2.2 缺乏对实验教学环节的重视

通过进一步调研，发现好多高校在计算机操作系统原理课程的教学设计中，对实验教学环节的重视严重不足，实验教学课时很少，也可以说几乎没有。操作系统原理是理论和实践相结合的一门课程，如果理论教学和实验教学结合不足或者根本没有安排实验课，就直接影响到学生的学习效果、学习积极性、对理论知识的理解程度。由于课程规划的时间相对比较少，教师需要赶进度，课程讲解的速度比较快，学生们就难以精准地理解其中所涉及的概念内涵。在实际操作的过程当中更是会遇到这样那样的问题。

计算机操作系统课程的教学过程中只要把工作原理，实现技术和应用等三个方面有效结合才能达到教学目标。开放实验教学要促成“工作原理、实现技术、应用”的互相融合，不仅让学生把握操作系统的抽象概念及工作原理，而且还能够运用所学的基本原理来解决问题，从而能够培养学生的创新能力[3]。创新的前提是实践。开放实验课程的目标是通过实践更深入的把握抽象内容的同时更加提高学生的解决与分析问题能力，培养学生的创新意识和能力。创新能力的培养，由以前的“教”为主实验教学转变为以“学”为主，提高学生学习爱好，让实验教学形式向多样化方向发展。设计实验内容是应考虑以下几个问题。

（1）实验内容的设计是实验教学过程中的关键以及特别重要的问题。设计实验内容之前一定要好好考虑教学对象。不同专业的实验内容也有一定的差异。在我校主要给计算机科学与技术专业和网络工程专业开设计算机操作系统课程。这两种专业在人才培养方案里面的培养目标不同，所以教学内容的侧重点也不同， 设计实验内容的时候要考虑各专业的特点。给网络工程专业的学生设计实验内容时，实验项目偏向于网络服务器的配置、维护和管理。

（2）因为操作系统课程对学生的基础知识结构有一定的要求，设计试验内容的时候，必须要考虑不同基础的学生。设计难易程度不同的实验项目，保证所有的学生有能力完成。这样才能鼓励学生充分发挥创新意识，让基础不好的学生也充满信心。

（3）实现线上线下有机结合。学生的动手能力有一定的差异，光靠实验课时间学好是远远不够的，为了进一步提高学生的动手能力必须好好利用网络平台的实验资源，让同学们利用课外时间进行学习，这样可以提高实验教学质量。

2.3 各种教学方法有机结合不足

主要以讲授法为主，忽略了计算机专业课程常用的范例教学法、任务驱动教学法、WebQuest教学法、基于问题的学习等教学方法的使用。教学方法的单一性直接影响到教学效果，使学生始终处于被动状态。

（1）为了达到最好的教学效果，按教学内容的不同，采用不同的教学方法。操作系统教学过程中难度比较大的易被学生混杂的抽象概念，知识单元、各教学环节之间的过滤，需要归纳、总结的时候用讲授法。教师应该根据学生们的不同情况和基本诉求进行教学内容的规划设计。笔者在对自己的教学实践经验进行全面的总结整理以后也看出针对不同学生的学习能力，进行教学内容的差异性规划，所取得的效果是十分显著的。举例来说，对于能力比较强的，写代码比较顺畅的学生，教师可以进行拔高练习活动，让他们接触到具有一定难度的练习作业，这也可以激发起他们攻克困难的热情。对于那些基础相对薄弱的学生，教师则应该关注于基础理论知识的引导和渗透，让他们在充分掌握基础知识的前提之下开展后续的各项学习活动和代码写作活动等[4]。

（2）学生编写代码和理解代码的能力不太理想，解决问题的能力也不够，不容易理解同步进行的实现方法和概念。在这种情形之下，教师就可以积极地开展范例教学的基本模式，通过教师的前期示范，也能够让学生们更为精准地理解基础理论，并在全面理解的基础之上进行撰写作业等活动。这样一来也能够实现理论和实践的相互融合，帮助学生们更加顺利地完成作业任务。范例教学法是以典型的范例为核心，通过“典型的例子”、“学生能够理解的例子”来进行讲解，让学生能够通过特殊的案例来掌握难以理解的内容。比如：用P、V操作来实现并各发进程在执行过程中存在的制约关系进程同步和进程互斥的时候，通过典型的“独木过桥”问题、“哲学家就餐问题”、“生产者-消费者”问题、“读者-写者”问题等来讲解进程同步和互斥的概念及实现方法。

（3）任务驱动法是为了培养学生的创新能力不可缺少的一种有效的教学方法。学生通过完成任务的方式进行学习的“学生为主，教师为辅”的教学方法。任课教师指定任务之前，先对任务进行全面分析，这样有利于学生少走弯路。任务的形式有如下。①任务要求一定要明确。教学的初级阶段可用第一种形式。例如，讲解操作系统的存储管理方式固定分区法的工作原理之后，要求学生设计出固定分区管理的数据结构。②任务的部分要求明确。另一部分学生自由发挥。分析分区存储分配管理方式的不足，比如“碎片”问题严重，虽然可以通过“紧凑”法来将很多碎片连接成可用的大块空间，但是开销很大。这个基础上要求学生设计出另一种离散存储管理方式。③老师只安排给任务的原则性要求，但大部分是需要学生自由发挥。

（4）算法是解决问题的方法，操作系统涉及的算法较多，为了进一步提高学生的解决和分析问题的能力。讲解处理机调度算法，页面置换算法等各类算法的时候，用比较法效果最好，通过比较法，使学生能够把握各类算法的优缺点，避免算法选择不当引起的各种现象。

（5）应用类比教学法，把操作系统与现实生活连起来，提高课程的吸引力，亲和力。例如，讲解进程之间存在的制约关系及引起的根本原因的时候，进程互斥关系可以比作若干同学去图书室借书或者两队进行排球比赛。进程同步关系可以比作接力赛，因为进程同步关系就是源于进程之间的相互合作。讲解进程的状态和状态之间转换时，把阻塞状态的进程比作为了打饭排队的学生，把就绪状态的进程比作正准备打饭的学生，把执行状态的进程比作正在打饭的学生。举的例子尽量贴近生活，这样学生容易理解，觉得这门课挺有意思，有了兴趣才有效果。

2.4 有效利用网上优秀资源远远不够

主要原因是对课程资源内涵认识不够。部分老师认为教材就是唯一的课程资源，上课的过程中离不开教材，没有用新课程理念去认识课程资源的作用。

有效利用网上优秀资源，充分发挥优秀网络资源对教学的促进作用。充分利用网上优秀资源，上好线下教学，把课堂交给学生充分调动学生的积极性，推动安静的课堂变成激发学生相互交流创新思考的场所。例如：让学生观看优秀慕课视频等。慕课是一种开放式网络课程.除了慕课平台还有超星等平台，慕课的优点是教学资源的“精细化”和“精品化”。

作为一名任课教师，更有必要不断的提高自己教学能力和水平，得进一步完善自己的专业知识和体系。在传统的教学教育过程中，任课老师一个人单独计划课程教学进度和推进策略，但是有了慕课资源以来就不一样了，慕课是各高校高水平的老师、教授进行授课，质量高，集中了世界一流大学的教学模式和优秀教师的教学设计。任课老师通过学习慕课资源，能深深地感受到自身的不足，从而不断提高教学技能和信息素养，慕课平台给老师提供了自我弥补的好机会[5]。

在线下教学中，部分同学能够很好地把握老师所讲的课堂内容，而部分同学对课堂内容的理解不够深，慕课为这些学生提供了良好的课后学习的机会。通过慕课进行反复学习，能够进一步巩固课堂内容。通过慕课，学生还可以学习自己感兴趣的知识，可以说优秀资源对教学效果的影响非常大。

2.5 提高教学效果

为了提高教学效果，条件允许的情况下，上课的时候线上和线下同时进行，这样学生下课以后，随时听回放。可以随时随地学习也可以选择性地学习而且重复学习看不懂的部分。这样能保证各种原因参加不了线下教学的学生也能听直播或者回放。

3 结语

综上所述，根据课程和学生的特点合理利用网络资源、合理搭配、线上线下有机结合才能达到最好的教学效果。为此，对于广大的计算机专业教师来说，在教学活动开展的过程当中，应该重点关注教学内容的丰富和教学方法的创新。尤其是在信息技术日新月异、不断发展的宏观背景之下，教师要积极发挥线上教学的优势作用，借助于线上和线下的高度整合，为学生们创造更灵活的学习空间，带来更丰富的学习资源。通过搭建坚实的平台支撑，让学生们的计算机素养不断提高。