OBE教育模式下的操作系統(tǒng)課程教學(xué)改革

1、OBE教育模式下的操作系統(tǒng)課程教學(xué)改革1 0BE 教育模式的研究概述基于學(xué)習(xí)結(jié)果的教育模式（ outcomes-basededucation ，簡 稱OBE最初起源于20世紀(jì)90年代西方國家的基礎(chǔ)教育改革。 1994年，美國學(xué)者 William G.Spady對OBE作出如下解釋：“對 教育系統(tǒng)中的每個環(huán)節(jié)進(jìn)行清晰地聚焦和組織， 確定一個學(xué)習(xí)的 目標(biāo)，圍繞這一目標(biāo)使學(xué)生在完成學(xué)習(xí)過程之后能夠達(dá)到預(yù)期的 結(jié)果”。文獻(xiàn) 1 中提出學(xué)習(xí)結(jié)果的定義能夠?qū)φ麄€課程的教學(xué) 活動和學(xué)生學(xué)習(xí)的效果產(chǎn)生巨大的驅(qū)動作用。 澳大利亞的教育學(xué) 者將OBE看做是基于學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果的教育過程，將OBE模式下課 程的教學(xué)計劃

2、、 教學(xué)大綱等都作為實(shí)現(xiàn)特定目標(biāo)的手段， 由特定 的學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果對整個教育過程進(jìn)行驅(qū)動。國內(nèi)研究方面，文獻(xiàn)2對OBE教育模式進(jìn)行充分研究，總 結(jié)OBE教育模式所包含的“兩個目標(biāo)、三個假設(shè)和四個原則”， 并且指出“如果不是以這四項(xiàng)原則為落實(shí)的中心， 它就不能被稱 為真正的以結(jié)果為基礎(chǔ)”。文獻(xiàn)3在對OBE教育模式進(jìn)行充分 研究的基礎(chǔ)上，對在汕頭大學(xué)具體實(shí)施 OBE教育模式進(jìn)行實(shí)踐和 探索，為建設(shè)有彈性、高水平和可持續(xù)的OBE工程教育模式提供 了有意義的借鑒。在OBE教育模式下，教師需要事先對學(xué)生完成 學(xué)業(yè)時應(yīng)該具備的能力有個明確而清晰的認(rèn)識， 以此為目標(biāo)設(shè)計 整個教學(xué)活動，包括教學(xué)計劃、教學(xué)大綱、

3、評價模式等，以保證 實(shí)現(xiàn)預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。 在這種模式下， 相對于傳統(tǒng)的以教學(xué)內(nèi)容 驅(qū)動的教學(xué)活動， 以學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果作為教學(xué)驅(qū)動力成為一種新的 教育模式。OBE教育模式強(qiáng)調(diào)以學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果為驅(qū)動力，進(jìn)而反向設(shè) 計教學(xué)活動和評價標(biāo)準(zhǔn)，以利于學(xué)生的學(xué)習(xí)。OBE教育理念促進(jìn)教師更好地優(yōu)化教學(xué)環(huán)節(jié)和教學(xué)內(nèi)容， 更新教學(xué)方法， 重視對學(xué) 生學(xué)習(xí)效果的評價， 進(jìn)而提高教學(xué)質(zhì)量。 筆者以操作系統(tǒng)課程為 例，從微觀的角度，在操作系統(tǒng)課程建設(shè)中引入OBE教育理念，探討提高操作系統(tǒng)課程建設(shè)的新的有效途徑。2 操作系統(tǒng)課程特點(diǎn)及現(xiàn)狀分析 操作系統(tǒng)是計算機(jī)學(xué)科的專業(yè)核心課程之一， 也是重要的專 業(yè)基礎(chǔ)課程。 在傳統(tǒng)的操

4、作系統(tǒng)教學(xué)模式中， 理論知識的傳授是 教學(xué)過程的主要驅(qū)動力， 主要涉及操作系統(tǒng)的基本概念和基本原 理，包括進(jìn)程管理、存儲管理、設(shè)備管理、文件管理等。由于缺 乏對學(xué)習(xí)結(jié)果的有效評價手段， 加上操作系統(tǒng)課程本身理論性較 強(qiáng)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中難以深入理解相關(guān)概念和原理。 這種傳統(tǒng) 教育模式中存在的知識傳授與教學(xué)結(jié)果相背離的現(xiàn)象， 往往導(dǎo)致 教學(xué)目標(biāo)難以順利實(shí)現(xiàn)。 傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)課程教學(xué)主要存在以下 幾方面的問題。（1）傳統(tǒng)的教學(xué)方式強(qiáng)調(diào)以教學(xué)進(jìn)程為導(dǎo)向，要求學(xué)生按 既定的教學(xué)計劃、時間、進(jìn)度等開展學(xué)習(xí)，忽視了學(xué)生“學(xué)習(xí)結(jié) 果”這一根本目標(biāo)。（2）在教學(xué)模式上強(qiáng)調(diào)以知識導(dǎo)向?yàn)橹?，忽視對學(xué)生能力 的培養(yǎng)

5、。 傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)教學(xué)強(qiáng)調(diào)知識導(dǎo)向的教學(xué)模式， 教師關(guān) 注的是教學(xué)內(nèi)容， 學(xué)生關(guān)注的是對獲得知識的總結(jié)和整理， 缺乏 對學(xué)生推理、評價等多方面能力的培養(yǎng)。（3）傳統(tǒng)的教學(xué)方式強(qiáng)調(diào)以教師為中心，學(xué)生按照教師的 要求完成學(xué)習(xí)任務(wù)。 這種學(xué)習(xí)形式單一， 需要引入團(tuán)隊(duì)協(xié)作的方 式，從多角度提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率。此外，傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)課程教學(xué)以教學(xué)內(nèi)容驅(qū)動教學(xué)過程， 缺乏對學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果的考核評價。 授課過程以理論知識的講授為 主，學(xué)生被動地接受知識而缺乏對知識點(diǎn)的深刻理解， 即“知其 然而不知其所以然”。 整個教學(xué)過程以完成教學(xué)內(nèi)容為目標(biāo)， 強(qiáng) 調(diào)學(xué)生按既定的時間和進(jìn)度進(jìn)行課程學(xué)習(xí)， 加之考核評價方式單 一

6、，難以對學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果給予正確有效的評價。 為了適應(yīng)我國 工程教育的需要， 結(jié)合安徽大學(xué)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的要求和特 點(diǎn)，我們在操作系統(tǒng)課程建設(shè)中引入 OBE教育理念，以學(xué)習(xí)結(jié)果 為導(dǎo)向，以學(xué)生為中心，協(xié)同教學(xué)，從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教 學(xué)手段、學(xué)生評價等方面開展基于學(xué)習(xí)結(jié)果的操作系統(tǒng)課程教學(xué) 改革與探索。3 0BE 教育模式下的操作系統(tǒng)課程建設(shè)OBE教育模式是以學(xué)生為中心、以學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果為導(dǎo)向的面 向結(jié)果的教學(xué)模式。 這種教學(xué)模式以學(xué)生通過學(xué)習(xí)能夠獲得什么 和掌握什么技能作為教學(xué)活動的基礎(chǔ)，構(gòu)建學(xué)習(xí)結(jié)果評價模式， 同時要求教師引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)， 注重學(xué)乍個性發(fā)展， 培養(yǎng)學(xué)生 自主學(xué)習(xí)的積極性

7、，提高教學(xué)效率。3.1 以學(xué)習(xí)結(jié)果為導(dǎo)向， 優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容， 建立層次化的 教學(xué)模式在OBE教育理念下，教師應(yīng)以學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果為目標(biāo)導(dǎo)向，對操作系統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容加以優(yōu)化， 引入“基本概念學(xué)習(xí)一源碼分析 一算法仿真”的三段式教學(xué)模式， 同時對學(xué)生在每一個階段的學(xué) 習(xí)實(shí)施有效的評價。 在操作系統(tǒng)基本概念中， 進(jìn)程調(diào)度是一個重 要的核心問題， 如何選擇適當(dāng)?shù)恼{(diào)度策略， 對整個系統(tǒng)資源的利 用率和系統(tǒng)的吞吐量都有著至關(guān)重要的影響。(1) 調(diào)度策略之基本概念學(xué)習(xí)。根據(jù) OBB的理念，教師需明確這一階段對學(xué)習(xí)效果的要求： 掌握常用的進(jìn)程調(diào)度策略， 理 解在選擇調(diào)度算法時需要考慮的若干準(zhǔn)則； 然后由學(xué)習(xí)效果的

8、要 求反向設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，主要包括先來先服務(wù)、短進(jìn)程優(yōu)先、時間 片輪轉(zhuǎn)、 高響應(yīng)比優(yōu)先等調(diào)度策略， 公平性、有效性、響應(yīng)時間、 周轉(zhuǎn)時間、 系統(tǒng)吞吐量等衡量調(diào)度算法優(yōu)劣的各種因素。尤其需要說明的是上述因素之間有時是相互矛盾的， 教師要根據(jù)系統(tǒng)具 體的要求進(jìn)行取舍。 這一階段的考核可以通過課堂提問、 練習(xí)等 多種方式完成。(2) 調(diào)度策略之源碼分析。如果說基本概念的學(xué)習(xí)是基礎(chǔ)， 那么源碼分析環(huán)節(jié)就架起了從理論到實(shí)踐的橋梁。 傳統(tǒng)的操作系 統(tǒng)教學(xué)中， 由于種種原因， 教師沒有或者很少加入對操作系統(tǒng)源碼的分析，往往會導(dǎo)致從操作系統(tǒng)理論教學(xué)直接進(jìn)入操作系統(tǒng)課 程設(shè)計這一實(shí)踐課程的教學(xué)時，學(xué)生難以接受，教

9、學(xué)效果不佳。 源碼分析主要是結(jié)合 Linux 操作系統(tǒng)， 將操作系統(tǒng)的基本理論落 實(shí)到具體的操作系統(tǒng)實(shí)踐中， 讓學(xué)生理解在 Linux 操作系統(tǒng)中如 何實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)基本概念。 教師要針對進(jìn)程調(diào)度策略的教學(xué)， 根 據(jù)OBE教育模式，明確學(xué)生在經(jīng)過這一階段的學(xué)習(xí)后能夠達(dá)到的 目標(biāo)，即“理解 Linux 操作系統(tǒng)進(jìn)程調(diào)度策略及選擇調(diào)度算法的 準(zhǔn)則；具備分析操作系統(tǒng)源碼的能力” ， 并據(jù)此設(shè)計相應(yīng)的教學(xué) 內(nèi)容。評價方式可以采用課堂提問、分組討論、撰寫分析報告等 多種形式， 以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣， 提高教學(xué)質(zhì)量。（3）調(diào)度策略之算法仿真。操作系統(tǒng)是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的應(yīng)用型課 程，學(xué)生對操作系統(tǒng)的理解和應(yīng)用

10、最終需要通過實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)完 成。算法仿真是在理論教學(xué)和源碼分析的基礎(chǔ)上， 由學(xué)生自己動 手實(shí)現(xiàn)一個或若干個調(diào)度策略， 在這個過程中進(jìn)一步加深對基本 概念的認(rèn)識，提高實(shí)踐能力。考核方式上可以讓學(xué)生分組，每組 完成一個指定的功能模塊并撰寫研究報告， 最后以答辯的考核方 式對學(xué)生加以評價。3.2 以學(xué)習(xí)結(jié)果為導(dǎo)向， 優(yōu)化操作系統(tǒng)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)， 提高 學(xué)生的動手能力在操作系統(tǒng)課程設(shè)置中， 操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)依附于操作系統(tǒng)理論 教學(xué)，與單列的操作系統(tǒng)課程設(shè)計不同， 其目的在于使學(xué)生通過 實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛏罨瘜Σ僮飨到y(tǒng)基本原理和概念的認(rèn)識， 激發(fā)學(xué)生自主 學(xué)習(xí)的積極性，為下一步進(jìn)行操作系統(tǒng)課程設(shè)計打下堅實(shí)的基 礎(chǔ)。由于

11、在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計中缺乏明確的目標(biāo)導(dǎo)向， 學(xué)生對實(shí)驗(yàn)項(xiàng) 目“興味索然”，影響實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)效果。學(xué)生的學(xué)習(xí)過程往往是一個有計劃和循序漸進(jìn)的過程。 根據(jù) 學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中表現(xiàn)出來的這種“漸近性”特點(diǎn)， 教師可在操 作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入 OBE教育模式，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)分為3個階段， 針對各階段制訂相應(yīng)的學(xué)習(xí)目標(biāo)。 實(shí)驗(yàn)教學(xué)的階段性目標(biāo)見表 1。根據(jù)每個階段的目標(biāo)，教師可由OBE模式下的反向設(shè)計原則 設(shè)計每個階段的教學(xué)內(nèi)容。第 1 階段：實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)部分。該階段針對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求，指 導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)相關(guān)知識點(diǎn)，即“溫故”，引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)，為后續(xù)實(shí) 驗(yàn)打下較好的理論基礎(chǔ)。第 2 階段：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。 該階段主要是讓學(xué)生熟

12、悉 Linux 環(huán) 境下的基本功能和初步的系統(tǒng)管理實(shí)驗(yàn)， 包括系統(tǒng)的安裝、 用戶 接口、編程環(huán)境、系統(tǒng)管理工具，熟悉操作系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境，為 后續(xù)實(shí)驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。第 3 階段：設(shè)計性實(shí)驗(yàn)。 這部分內(nèi)容在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中屬于相對 較難的環(huán)節(jié)，包括進(jìn)程調(diào)度策略（FCFS SJF、RR等）、存儲管 理及頁面置換策略（分頁、分段、虛擬存儲、頁面置換等）、文 件系統(tǒng)模擬等。 在教學(xué)要求上， 教師可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)的代碼量和規(guī) 模將實(shí)驗(yàn)分為必做和選做并對學(xué)生分組， 以組為單位匯報實(shí)驗(yàn)結(jié) 果，同時給予相應(yīng)的評價。3.3 以學(xué)習(xí)結(jié)果為導(dǎo)向，建立多元化、標(biāo)準(zhǔn)化的評價模式OB沖的“結(jié)果”反映到操作系統(tǒng)的教學(xué)中即是學(xué)生通過課程學(xué)習(xí)所獲得的能力，這種能力可以表現(xiàn)為對知識點(diǎn)的理解能 力、運(yùn)用知識解決實(shí)際問題的能力、個人的表達(dá)能力、學(xué)生間的 相互合作能力等。 以往通過一張試卷、 一個分?jǐn)?shù)進(jìn)行考核的方式 過于簡單，以偏概全，難以體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的結(jié)果。OBE理念以學(xué)生的能力培養(yǎng)為第一要務(wù)， 因此教師應(yīng)該以多元化的方式檢驗(yàn)學(xué) 生的學(xué)習(xí)效果， 重點(diǎn)考查其學(xué)習(xí)成果是否與預(yù)期目標(biāo)相匹配。 多 元化的評價模式見表 2。OBE教育模式中的評價手段能夠有效反映學(xué)生學(xué)習(xí)的結(jié)果， 考查學(xué)生在學(xué)完某一個知識點(diǎn)后所具有的能力， 然后由評價的結(jié) 果反過來進(jìn)一步促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段的優(yōu)