邱劍鋒 朱二周 周 勇 仲 紅

摘要：由于操作系統(tǒng)課程本身理論性較強(qiáng)，同時(shí)教學(xué)過(guò)程中缺乏對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果的有效評(píng)價(jià)方式，實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)課程教學(xué)目標(biāo)存在一定的難度。文章提出將OBE教育理念引入該課程，變以教學(xué)內(nèi)容驅(qū)動(dòng)為學(xué)習(xí)結(jié)果驅(qū)動(dòng)，即“學(xué)習(xí)結(jié)果一教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)一評(píng)價(jià)體系”的新教學(xué)模式，進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：OBE教育模式；學(xué)習(xí)結(jié)果；操作系統(tǒng)

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(jiǎn)稱OBE）最初起源于20世紀(jì)90年代西方國(guó)家的基礎(chǔ)教育改革。1994年，美國(guó)學(xué)者William G.Spady對(duì)OBE作出如下解釋：“對(duì)教育系統(tǒng)中的每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行清晰地聚焦和組織，確定一個(gè)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(guò)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€(gè)課程的教學(xué)活動(dòng)和學(xué)生學(xué)習(xí)的效果產(chǎn)生巨大的驅(qū)動(dòng)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(guò)程，將OBE模式下課程的教學(xué)計(jì)劃、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(duì)整個(gè)教育過(guò)程進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

國(guó)內(nèi)研究方面，文獻(xiàn)[2]對(duì)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(gè)目標(biāo)、三個(gè)假設(shè)和四個(gè)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(duì)OBE教育模式進(jìn)行充分研究的基礎(chǔ)上，對(duì)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(duì)學(xué)生完成學(xué)業(yè)時(shí)應(yīng)該具備的能力有個(gè)明確而清晰的認(rèn)識(shí)，以此為目標(biāo)設(shè)計(jì)整個(gè)教學(xué)活動(dòng)，包括教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)大綱、評(píng)價(jià)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(duì)于傳統(tǒng)的以教學(xué)內(nèi)容驅(qū)動(dòng)的教學(xué)活動(dòng)，以學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果作為教學(xué)驅(qū)動(dòng)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(dòng)力，進(jìn)而反向設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)和評(píng)價(jià)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(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)，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(jì)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)的操作系統(tǒng)教學(xué)模式中，理論知識(shí)的傳授是教學(xué)過(guò)程的主要驅(qū)動(dòng)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(chǔ)管理、設(shè)備管理、文件管理等。由于缺乏對(duì)學(xué)習(xí)結(jié)果的有效評(píng)價(jià)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(guò)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(shí)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(wèn)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(jì)劃、時(shí)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(shí)導(dǎo)向?yàn)橹?，忽視?duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)。傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)教學(xué)強(qiáng)調(diào)知識(shí)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(duì)獲得知識(shí)的總結(jié)和整理，缺乏對(duì)學(xué)生推理、評(píng)價(jià)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(dòng)教學(xué)過(guò)程，缺乏對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果的考核評(píng)價(jià)。授課過(guò)程以理論知識(shí)的講授為主，學(xué)生被動(dòng)地接受知識(shí)而缺乏對(duì)知識(shí)點(diǎn)的深刻理解，即“知其然而不知其所以然”。整個(gè)教學(xué)過(guò)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(shí)間和進(jìn)度進(jìn)行課程學(xué)習(xí)，加之考核評(píng)價(jià)方式單一，難以對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果給予正確有效的評(píng)價(jià)。為了適應(yīng)我國(guó)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?cè)诓僮飨到y(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(píng)價(jià)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(guò)學(xué)習(xí)能夠獲得什么和掌握什么技能作為教學(xué)活動(dòng)的基礎(chǔ)，構(gòu)建學(xué)習(xí)結(jié)果評(píng)價(jià)模式，同時(shí)要求教師引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，注重學(xué)乍個(gè)性發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，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(duì)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(shí)對(duì)學(xué)生在每一個(gè)階段的學(xué)習(xí)實(shí)施有效的評(píng)價(jià)。在操作系統(tǒng)基本概念中，進(jìn)程調(diào)度是一個(gè)重要的核心問(wèn)題，如何選擇適當(dāng)?shù)恼{(diào)度策略，對(duì)整個(gè)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)OBE的理念，教師需明確這一階段對(duì)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(shí)需要考慮的若干準(zhǔn)則；然后由學(xué)習(xí)效果的要求反向設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，主要包括先來(lái)先服務(wù)、短進(jìn)程優(yōu)先、時(shí)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(shí)間、周轉(zhuǎn)時(shí)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(shuō)明的是上述因素之間有時(shí)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(guò)課堂提問(wèn)、練習(xí)等多種方式完成。

（2）調(diào)度策略之源碼分析。如果說(shuō)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(duì)操作系統(tǒng)源碼的分析，往往會(huì)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(jì)這一實(shí)踐課程的教學(xué)時(shí)，學(xué)生難以接受，教學(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(duì)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(guò)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(jì)相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容。評(píng)價(jià)方式可以采用課堂提問(wèn)、分組討論、撰寫分析報(bào)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(duì)操作系統(tǒng)的理解和應(yīng)用最終需要通過(guò)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(dòng)手實(shí)現(xiàn)一個(gè)或若干個(gè)調(diào)度策略，在這個(gè)過(guò)程中進(jìn)一步加深對(duì)基本概念的認(rèn)識(shí)，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(gè)指定的功能模塊并撰寫研究報(bào)告，最后以答辯的考核方式對(duì)學(xué)生加以評(píng)價(jià)。

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(dòng)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(jì)不同，其目的在于使學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛏罨瘜?duì)操作系統(tǒng)基本原理和概念的認(rèn)識(shí)，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(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。由于在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)中缺乏明確的目標(biāo)導(dǎo)向，學(xué)生對(duì)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(guò)程往往是一個(gè)有計(jì)劃和循序漸進(jìn)的過(guò)程。根據(jù)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中表現(xiàn)出來(lái)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(gè)階段，針對(duì)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(gè)階段的目標(biāo)，教師可由OBE模式下的反向設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)每個(gè)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(duì)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(shí)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(jì)性實(shí)驗(yàn)。這部分內(nèi)容在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中屬于相對(duì)較難的環(huán)節(jié)，包括進(jìn)程調(diào)度策略（FCFS、SJF、RR等）、存儲(chǔ)管理及頁(yè)面置換策略（分頁(yè)、分段、虛擬存儲(chǔ)、頁(yè)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(duì)學(xué)生分組，以組為單位匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，同時(shí)給予相應(yīng)的評(píng)價(jià)。

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(píng)價(jià)模式

OBE中的“結(jié)果”反映到操作系統(tǒng)的教學(xué)中即是學(xué)生通過(guò)課程學(xué)習(xí)所獲得的能力，這種能力可以表現(xiàn)為對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解能力、運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力、個(gè)人的表達(dá)能力、學(xué)生間的相互合作能力等。以往通過(guò)一張?jiān)嚲?、一個(gè)分?jǐn)?shù)進(jìn)行考核的方式過(guò)于簡(jiǎn)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?jiǎng)?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(píng)價(jià)模式見表2。

OBE教育模式中的評(píng)價(jià)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(gè)知識(shí)點(diǎn)后所具有的能力，然后由評(píng)價(jià)的結(jié)果反過(guò)來(lái)進(jìn)一步促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段的優(yōu)化，提高教學(xué)質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

OBE的教育理念作為一種對(duì)傳統(tǒng)教育模式的革新，在教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化、教學(xué)手段的更新以及評(píng)價(jià)體系的合理設(shè)置上有著重要而現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)意義。筆者從微觀的角度，在操作系統(tǒng)課程建設(shè)中引入OBE理念，在一定程度上對(duì)操作系統(tǒng)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)策略和評(píng)價(jià)模式進(jìn)行了改革與探索，未來(lái)將把OBE的理念用于相關(guān)課程的課程群建設(shè)中，為進(jìn)一步發(fā)揮OBE教育模式在教學(xué)中的指導(dǎo)性地位奠定基礎(chǔ)。

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