趙靜文 劉翔 石蘊(yùn)玉 湯顯

摘要：傳統(tǒng)的以知識(shí)講解為主的操作系統(tǒng)課程教學(xué)，無法激活學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，導(dǎo)致學(xué)生解決問題能力欠缺，創(chuàng)新能力不足，無法滿足社會(huì)及企業(yè)的需求。實(shí)踐表明，探索啟發(fā)式和研究性教學(xué)，不僅能夠提高操作系統(tǒng)課程的教學(xué)成效，而且能轉(zhuǎn)換學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，幫助學(xué)生從根源理解問題，加深學(xué)生的思考深度，提高學(xué)生獨(dú)立思考、團(tuán)隊(duì)合作及創(chuàng)新能力，甚至可以將操作系統(tǒng)專業(yè)知識(shí)中的哲學(xué)道理應(yīng)用到生活中，多方位提高學(xué)生的個(gè)人能力。

關(guān)鍵詞：操作系統(tǒng);內(nèi)存管理;啟發(fā)式教學(xué);獨(dú)立思考

中圖分類號(hào)：G642.0? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1674-9324（2020）10-0240-02

一、教學(xué)現(xiàn)狀和問題

近年來社會(huì)及企業(yè)對(duì)于計(jì)算機(jī)人才需求猛增，但學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)學(xué)科知識(shí)缺乏深入思索，理解淺薄，無法應(yīng)對(duì)公司層出不窮的突發(fā)問題。操作系統(tǒng)課程作為一門內(nèi)容涵蓋廣、涉及多門先行課程的重點(diǎn)課程，內(nèi)容復(fù)雜多樣，抽象難懂[1]。尤其對(duì)于以應(yīng)用型人才為培養(yǎng)目標(biāo)的院校來說，以傳統(tǒng)的教學(xué)方式進(jìn)行教學(xué)，原本內(nèi)容繁多的課程愈發(fā)枯燥難懂，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)動(dòng)力，難以獲得成就感，很難自主學(xué)習(xí)提高個(gè)人學(xué)習(xí)及實(shí)踐能力。為了改變這一現(xiàn)狀，需要對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)方法進(jìn)行反思，并在不斷嘗試中探索適用于激發(fā)學(xué)生興趣、培養(yǎng)學(xué)生能力的教學(xué)方法。

二、啟發(fā)式教學(xué)方法討論

以教師為主體的教學(xué)模式不易調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，容易陷入知識(shí)灌輸、忽視學(xué)生能力培養(yǎng)的旋渦。與之相反，啟發(fā)式教學(xué)充分考慮教學(xué)的本質(zhì)，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為學(xué)習(xí)的主體，教師作為輔助角色調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性[2];強(qiáng)調(diào)在系統(tǒng)學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)，完成對(duì)學(xué)生智力的開發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力;強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)力的激發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力;強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)的應(yīng)用，通過實(shí)踐實(shí)現(xiàn)理論應(yīng)用化，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力[3]。以下分別以“調(diào)度算法有什么用”和“內(nèi)存空間如何管理”為例，提出啟發(fā)式教學(xué)的兩種實(shí)現(xiàn)方法和教學(xué)目標(biāo)，引入啟發(fā)式教學(xué)方法并對(duì)其進(jìn)行探討。

“內(nèi)存空間如何管理”引導(dǎo)學(xué)生通過獨(dú)立思考提出解決策略，通過小組合作提交本組內(nèi)存管理解決方案初級(jí)版本，繼而小組間進(jìn)行頭腦風(fēng)暴，指出其他組所提內(nèi)存管理方法的不足及優(yōu)點(diǎn)，并在小組內(nèi)開展討論，對(duì)本組方案加以修正，提交小組管理方法修正版。最終由教師教授學(xué)生現(xiàn)今操作系統(tǒng)所用內(nèi)存管理策略，引導(dǎo)學(xué)生指出現(xiàn)存方法的不足，并提出所設(shè)想可能的解決方法?！罢{(diào)度算法有什么用”以一道貼近生活的問題引入，讓學(xué)生主動(dòng)并積極地思考在有先后安排限制的條件下如何安排工作順序可以獲得最高的效率，通過此問題幫助學(xué)生完全憑借個(gè)人獨(dú)立思考得到對(duì)“調(diào)度”概念的清晰認(rèn)知，具備濃厚的成就感，此時(shí)提出“若你面對(duì)計(jì)算機(jī)中的若干進(jìn)程，你會(huì)如何安排讓CPU的效率更高”迫使學(xué)生對(duì)進(jìn)程調(diào)度展開拓展性獨(dú)立思考。

三、辯論式啟發(fā)

1.課前準(zhǔn)備。課前教師通過對(duì)學(xué)生的性格和能力做初步了解，為之后小組人員分配做準(zhǔn)備，并在本節(jié)授課前講授程序的裝入和鏈接、內(nèi)存管理的功能等基礎(chǔ)知識(shí);布置學(xué)生了解內(nèi)存空間的物理組成，以便在課堂討論快速進(jìn)入思考。

2.分組。在了解學(xué)生個(gè)性的基礎(chǔ)上合理分配小組成員，將能力相對(duì)較好、基礎(chǔ)薄弱、積極性高、活躍、性格內(nèi)向等性格迥異但明顯互補(bǔ)的學(xué)生分散在每個(gè)小組，為促進(jìn)學(xué)生之間互相促進(jìn)、互相學(xué)習(xí)創(chuàng)造條件。當(dāng)對(duì)學(xué)生提出內(nèi)存空間如何管理的問題時(shí)，每位學(xué)生都有自己的想法，但由于知識(shí)儲(chǔ)備量、思考方式不同，每個(gè)人提出的管理策略均存在亮點(diǎn)與明顯不足，小組間可通過討論修改存在缺陷的部分，得到小組內(nèi)存管理方案的初級(jí)版。

3.頭腦風(fēng)暴。在小組討論前，教師提出一個(gè)可類比于內(nèi)存管理的貼近生活的問題：“假設(shè)一家公司共100人，老板承諾為100人提供住宿，但這家公司只能滿足50人的住宿，公司老板如何利用現(xiàn)有資源滿足100人的休息要求？[4]”并以普遍存在的輪班制引導(dǎo)學(xué)生提出錯(cuò)開時(shí)間使用宿舍的解決方式，幫助學(xué)生在內(nèi)存管理解決方案思考中拓寬思路，向虛擬內(nèi)存的方向思考。在組內(nèi)和組間討論中，對(duì)于內(nèi)存管理解決方案涉及的每個(gè)點(diǎn)，每個(gè)人對(duì)其他人提出的觀點(diǎn)不斷提出追問，迫使雙方深入思索，直到一方自陷矛盾無言以對(duì)，從而得到對(duì)這一點(diǎn)的最佳解決方法，即在不斷辯駁中反思不足，形成每組內(nèi)存管理解決方案的修改版。

4.知識(shí)講授。教師結(jié)合學(xué)生所提方案引入現(xiàn)今操作系統(tǒng)所用內(nèi)存管理策略，讓學(xué)生和所在小組提出的解決方法作對(duì)比，分別指出本小組所提方法和現(xiàn)存方法的不足，并提出所設(shè)想的可能的解決方法。最后由教師對(duì)小組方案和現(xiàn)今方法作對(duì)比，從用戶使用角度提出各自存在的優(yōu)點(diǎn)及不足，促進(jìn)學(xué)生對(duì)本堂課提出方案的反思，加深對(duì)于內(nèi)存管理現(xiàn)有方法的認(rèn)識(shí)，并通過實(shí)例教導(dǎo)學(xué)生針對(duì)項(xiàng)目提出方案解決問題最終的目標(biāo)是滿足用戶需求。

四、貼近生活式引導(dǎo)思考

1.提出問題。在進(jìn)程調(diào)度課程開始前，教師向?qū)W生提出問題：“A同學(xué)正在學(xué)習(xí)蒸雞蛋，打雞蛋需要1分鐘，切蔥花需要2分鐘，攪拌雞蛋需要2分鐘，洗鍋需要2分鐘，燒水需要6分鐘，蒸雞蛋需要8分鐘，他完成這些工作一共用了21分鐘。你認(rèn)為他的工作安排合理嗎？若是由你來完成，你會(huì)如何安排蒸雞蛋的步驟？你認(rèn)為最少花多長時(shí)間可以蒸熟雞蛋？”以這道題引入，讓每個(gè)學(xué)生經(jīng)過思考后發(fā)表自己的意見。每位學(xué)生發(fā)表個(gè)人意見后，教師再次提出問題，此次不再是簡單的生活問題，而是一個(gè)簡單的進(jìn)程調(diào)度的題目，根據(jù)多個(gè)進(jìn)程的運(yùn)行時(shí)間和優(yōu)先級(jí)安排調(diào)度算法，繼續(xù)由每位學(xué)生自主思索并記錄自己的解決策略，并向全班匯報(bào)自己的策略具備何種功能，教師對(duì)每位學(xué)生提出算法的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行表揚(yáng)，通過此種方式提高學(xué)生的自信心和思考的積極性。

2.知識(shí)學(xué)習(xí)。教師在每次提問后結(jié)合課本講授相關(guān)概念，在蒸雞蛋的思考后講授進(jìn)程調(diào)度的概念，在各自進(jìn)程調(diào)度策略功能的匯報(bào)后講授進(jìn)程調(diào)度的時(shí)機(jī)、目標(biāo)以及調(diào)度性能的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，帶領(lǐng)同學(xué)們一起對(duì)自己提出的調(diào)度方法做出評(píng)價(jià)，反思自己方法的缺點(diǎn)及改進(jìn)方法。教師在學(xué)生獨(dú)立思索及反思后介紹常用的進(jìn)程調(diào)度算法，并由學(xué)生對(duì)這些算法做出評(píng)價(jià)，對(duì)比自己提出的解決策略，思索進(jìn)一步改進(jìn)的方法，加深對(duì)進(jìn)程調(diào)度的理解。

3.應(yīng)用于生活。教師在課程基本內(nèi)容講授之余，提議學(xué)生聯(lián)系課程開始的蒸雞蛋問題，引發(fā)學(xué)生對(duì)生活的思考，教導(dǎo)學(xué)生科學(xué)管理自己的時(shí)間，學(xué)習(xí)進(jìn)程調(diào)度算法的思想，根據(jù)個(gè)人任務(wù)的優(yōu)先級(jí)及先后順序合理安排時(shí)間，達(dá)成時(shí)間的高效利用。

五、結(jié)語

科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，現(xiàn)今社會(huì)上的教學(xué)方法不斷創(chuàng)新并投入實(shí)踐，每種方法都有自己的針對(duì)性，并取得相應(yīng)的成果。在這些創(chuàng)新和實(shí)踐中，教師作為教學(xué)工作核心的要素，肩負(fù)重任。但最重要的是，不能忘記教學(xué)的本質(zhì)目標(biāo)是學(xué)生的學(xué)習(xí)，因此必須突出學(xué)生的主體地位，根據(jù)學(xué)生和課程的特點(diǎn)靈活選擇教學(xué)軟硬件，加強(qiáng)學(xué)生的課堂參與度，激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)力，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力;加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的思索，完成對(duì)學(xué)生智力的開發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力;通過加大課堂實(shí)踐鞏固學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握，實(shí)現(xiàn)理論應(yīng)用化，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)的院校實(shí)踐表明，探索啟發(fā)式和研究性教學(xué)，不僅能夠提高操作系統(tǒng)課程的教學(xué)成效，而且能轉(zhuǎn)換學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，幫助學(xué)生從根源理解問題，加深學(xué)生的思考深度，提高學(xué)生的獨(dú)立思考和創(chuàng)新能力，滿足社會(huì)和企業(yè)的需求，并且可以將操作系統(tǒng)專業(yè)知識(shí)中的哲學(xué)道理應(yīng)用到生活中，全面提高學(xué)生的個(gè)人能力。

參考文獻(xiàn)：

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Exploration of Heuristic Teaching Methods for Operating System Courses

ZHAO Jing-wen， LIU Xiang， SHI Yun-yu， TANG Xian

（School of? Electronic and Electrical Engineering， Shanghai University of Engineering Science，

Shanghai 201620， China）

Abstract：Traditional teaching of operating system course based on knowledge explanation cannot activate students' interest in learning，resulting in students' lack of problem-solving ability and innovation ability，unable to meet the needs of society and enterprises.Practice shows that exploring heuristic and research-based teaching can not only improve the teaching effect of operating system courses，but also transform students' learning methods，help students understand problems from their roots，deepen students' thinking depth，improve students' independent thinking，teamwork and innovation ability，and even apply philosophical principles learned from operating system professional knowledge to life，finally improve students' personal abilities in many ways.

Key words：operating system;memory management;heuristic teaching;independent thinking