基于“金课”标准的《操作系统》课程改革实践

时间：2024-05-04

胡彦玲　张轶群

摘要：早在2018年，我国教育部就提出了全国各大高校要创建“一流本科教育”的要求，而一流的本科教育实现，其实质应该是“因材施教”，针对不同层次的学生要有不同的培养方法。一流课程的教学活动不仅仅要让学生牢固掌握课程的基础知识，更要打造出有深度、有难度、有挑战度的"金课"。本文是作者根据自身多年的课程教学经验，结合当前国家对本科人才培养的新要求，进行的以“金课”为标准开展的课程教学活动小结。

关键词：操作系统课程;一流本科教育;“金课”

中图分类号：G642 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）08-0139-02

现在人们的生产和生活已经发生了翻天覆地的变化，原来出门必带钥匙、钱包和手机，现在只要有手机和网络，一切就尽在掌握中。因此，计算机各个专业也成了高校学生报名的热门专业[1]。计算机操作系统这门课是计算机系本科专业的基础支撑课程，它起到的作用是管理系统软硬件资源，合理调度并提高系统效率的作用。操作系统课程内容如图1所示。

可以说，没有操作系统的计算机是没有灵魂的铁疙瘩。从这里可以看出这门课程在计算机专业知识结构中的重要性。而正是因为它的重要，抽象、难理解，知识点既多又松散，概念难理解，实验难度大等也就成了它的代名词[2]。学生抱怨：“不愿学，学不会，听不懂”。那么怎样让门学生畏惧的“老”课程焕发“青春”，一直是我们这些授课老师的奋斗目标。

教育部推出的打造“金课”课程的号召后，作为一名有十多年教龄的高校教师来说的确有许多启发和触动。反思操作系统课程的教学，存在的问题还是比较多的：首先是教学模式的单一，即便我们在疫情期间也尝试了线上和线下混合式教学模式，但是由于课程本身的特点，单纯的线上效果不尽如人意。其次是实验环节难度大，该课程的实验对学生编程能力有一定要求。要实现课程中的各种管理算法必须有较好的C语言基础，并且深刻理解相应算法思想才能完成。最后是课程知识点偏多，再加上实验课课时，留给老师进行递进教学和分层次教学的课堂时间明显不足，导致对学生掌握课程知识的情况没有完善的培养和考核机制[3]。

针对以上问题，我们团队的教师在多个学期，对不同本科专业学生进行教学改革实践，从课程深度、难度等方面改进教学方式和方法，最终形成了以下几点教学改革经验。

1 精选教学和实验内容，提高课程教学的含“金”量

没有一本教材能满足所有学生的学习需求。以往传统的教学中授课老师都被要求讲授的内容要紧跟教材，那是因为当时没有便捷的网络学习资源。如果要为学生提供有层次，有深度和广度的知识系统，一本教材的内容是完全不够的。所以，在教学改革过程中，我们是以一本教材为主，然后为学生推荐一到两本辅助教材。推荐的辅助教材是考虑了学生学情不同而設置的。

教学过程中的内容以选用的纸质教程为主，其他教程中的补充内容穿插其中，用于对课本知识进行有效补充和深入。课后，教学内容将以电子稿形式发布在网络教学平台上，学生可以随时随地地获取和学习。

课程实验也精选内容，分为基础验证型、综合型、创新型实验，形成多类型实验教学体系。3个层次的实验难度逐步递增，既能符合不同专业学生对课程学习的需要，也更方便教师对学生能力进行评价。

2 线上、线下教学结合提高教学手段的含“金”量

微课、翻转课堂以及现在流行的MOOC课程的出现，使得传统的课堂教学一下子似乎失去了往日的辉煌。特别是新冠疫情的出现，线上教学的灵活性和便捷性完全体现了出来。但是在进行了网络教学和课堂教学效果比对后我们发现，无论是传统课堂还是网络教学都有利弊。如何有机融合这两类教学方法，有效结合两者的优势，才是我们教学一线教师应该思考和实践的。

盲目地引入网络平台上的完整课程内容肯定是不明智的，在学习知识的过程中如果缺少师生互动，学生学习上的问题不知道找谁来解答，那么学习效果肯定也好不了[4]。所以，认真区分线上和线下教学内容，划分教学层次才是教学手段融合的关键。

在教学改革实践中我们将一个知识点分成几个层次：应知应会、掌握和理解。内容发布时间分为课前，课中和课后。

1）课前：预习是一个非常好的习惯。将第2天教学中较简单，较核心的内容提前发布到网络学习平台上让同学们预习，还可以给出1到3个问题让他们思考。这样，他们在课前就能对上课内容有一定的了解，而且还能带着自己的疑问去课堂寻找答案，这无疑对课堂教学是有益的。当然，课前预习时间不宜太长，内容也不宜太难，学生学习15分钟左右是比较合适的;

2）课中：对应知应会内容简单回顾，接着递进知识点内容。这部分内容是各专业本科生都必须牢固掌握的。课堂上会把这部分知识点详细讲解并进行重点和难点的分析解答，课堂分组讨论等也是经常进行的活动。

3）课后：将一次课的知识点归纳后发布到网络课堂，方便学生后续学习。增加课后测试和延展知识，这些内容放在网络平台，既可以让学生对自己的学习情况做一个初期的把握，又可以用作高层次学生的强化练习。

这里以课程中的死锁知识点为例，详细介绍如何安排教学。分层次教学安排如表1所示。

通过对知识点内容的合理分配，既可以让枯燥的定义通过不同的题目和教学手段变得更加有趣味，又可以让准备考研的同学和喜欢进行软件开发的同学有选择地学习课程知识。

3 开展引导式研讨，提高教学方法的含“金”量

每门课程的性质决定了该课程适应的教学方法和模式。操作系统概论总体来说还是属于理论多于实践的课程[5]。这种课程的学习需要学生自身有学习的动力和愿望。由教师引导的研讨，是许多课程教学中采用的教学方法。提出问题，思考问题和解决问题，在互相辩论的过程中，学生的精力高度集中，思想灵活发散，最终的效果比老师单一讲授要好很多[6]。研讨活动开展的时机灵活多变，并且可以根据讨论问题的难度进行调整。

例如：在讲解操作系统内核分配算法时，将先介绍先来先服务（FCFS）、短任务优先（SJF）以及时间片轮转调度等算法的基本思想。在同学们对算法思想完全掌握后开展研讨活动。研讨的题目是：通过学习这些内核分配算法，你认为哪种算法更好？

大多数时候，每位同学会选择一种调度算法然后介绍算法的优点，而其他同学会针对他的发言进行驳斥。但最终的结论是，并没有最好的算法，只有最适合的算法！所以，调度是一种选择，只有在了解自身需求的情况下才能做出好的选择。通过这种类型的讨论活动，不但能让学生更进一步掌握算法思想，也会让他们思想得到升华。

4 多元化培养模式，提高教学效果的含“金”量

我国现在推行的教育理念越来越趋向于多元化，“因材施教”再一次被强调和重视[7]。每个学生在大一时期就应该确定自己的研究方向，并在自己的大学生涯为之努力。在教学过程中我们也发现，有的同学对理论研究更感兴趣，有的同学则更喜欢编程开发，他们感兴趣的研究方向是有区别的。操作系统课程本身就是理论与实践相结合的，对自我要求不同，学习兴趣不同的同学，我们考虑多元化，分层次培养和考核。在网络教学平台上，我们将会提供全面的、不同层次的学习资料，每位同学可以根据自己的学习兴趣，自由选取内容进行学习。后期根据他们的学习情况进行不同难度的考评。

5 完善评价方式，提高学生能力评价的含“金”量

课程教学完成后的教学效果评价一直是一个难点。如何将学生对课程基本知识点掌握程度的评价和他们自身的学习能力评价区分开来也是许多老师一直在思考和探索的问题。

早在2012年，学院就将课程评定方式做了调整：课程综合成绩=平时表现分+实验操作分+期末考試分，按百分制分配比例为2：1：7。但是在实践后发现，无论从课程性质、专业和学情等角度考虑，这样的评定标准仍然不太完善。

所以，将操作系统课程的综合评价分成两个部分，每个部分又可以分成几个层次。结合课程性质调整了每项考核的权重比例，最终对学生完成综合评价。具体比例分配如表2所示：

6 小结

以上是操作系统课程教学改革过程中的一些经验总结，后期通过学生反馈也证实效果较好。当前，国家和企业需要各种类型的人才，而一线教师要做的就是尽可能地根据每位同学自身的条件，提供他们需要的知识，培养相应的能力。为了做到这一点，我们还将继续探索。

参考文献：

[1] 冯丽萍，宗春梅，张静.基于需求发展理论的操作系统课堂教学实践[J].软件导刊（教育技术），2018，17（3）：33-35.

[2] 张德江，袁海军.地方高校课程教学“去水增金”四问[J].现代教育科学，2019（7）：90-96.

[3] 丁卫平，管致锦，王杰华，等.“操作系统”课程教学改革探索[J].电气电子教学学报，2018，40（4）：42-45，80.

[4] 刘俊，张骥，陈俞逾，等.基于新形势下操作系统课程改革与建设[J].计算机产品与流通，2019（8）：244.

[5] 古丽娜孜·艾力木江，乎西旦·居马洪，程如铁.“操作系统”课程教学改革的探索[J].信息记录材料，2019，20（8）：245-247.