OBE导向全程紧张的操作系统教学改革,该文是操作系统相关本科毕业论文范文与教学改革和操作系统和紧张方面硕士论文范文.
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摘 要：针对传统操作系统课程教学模式难以切实提高学生操作系统设计和开发能力的状况,基于学习产出的教育模式和全程紧张的理念,阐述对操作系统课程的教学内容、教学方式等进行全方位的教学改革探索过程,提出产出导向全程紧张的教学改革方案并说明实践效果.
关键词：OBE；全程紧张；教学改革；操作系统
0引言
操作系统是计算机科学与技术、软件工程、网络工程等计算机类专业的核心课程,围绕操作系统教学内容、教学方式等的教学改革多年来在国内外一直备受重视和关注[1-2].传统的操作系统课程教学中,一般以教师讲解为主,主要围绕进程、处理机、内存、文件、IO管理等各类基本概念以及相关的调度、分配等基本算法进行介绍.学生在完成操作系统课程学习后,虽然对课程涉及的概念和算法能够较好地掌握,但却难以将所学内容进一步提升为操作系统的设计和开发能力.为适应时展的新趋势和新要求,笔者对操作系统课程的教学理念、教学内容和教学方式进行了系统梳理和优化,引入基于学习产出的教育模式[3-4]（Outcomes-BasedEducation,OBE）和全程紧张[5]的指导思想,对课程进行了全方位的教学改革.
1OBE理念
OBE最早出现于美国和澳大利亚的基础教育改革中.20世纪80年代到90年代早期,OBE在美国教育界是一个十分流行的术语.美国学者斯派帝撰写的《基于产出的教育模式：争议与答案》一书中对此模式进行了深入研究.该书把OBE定义为“清晰地聚焦和组织教育系统,使之围绕确保学生获得在未来生活中获得实质性成功的经验”.他认为OBE实现了教育范式的转换.因为,在OBE教育模式中,学生学到了什么和是否成功远比怎样学习和什么时候学习重要.西澳大利亚教育部门把OBE定义为：“基于实现学生特定学习产出的教育过程.教育结构和课程被视为手段而非目的.如果它们无法为培养学生特定能力作出贡献,它们就要被重建.学生产出驱动教育系统运行.”虽然定义繁多,但其共性较为明显.在OBE教育系统中,教育者必须对学生毕业时应达到的能力及其水平有清楚的构想,然后寻求设计适宜的教育结构来保证学生达到这些预期目标.学生产出而非教科书或教师经验成为驱动教育系统运作的动力,这显然同传统上内容驱动和重视投入的教育形成了鲜明对比.
OBE是以预期学习产出为中心来组织、实施和评价教育的结构模式.实施OBE教育模式主要有4个步骤：定义学习产出、实现学习产出、评估学习产出和使用学习产出.其中,预期学习产出的定义是首要关键环节.学习产出定义要可操作化和具体化.为了实现预期学习产出,所有的教学计划和课程内容都要遵循“回溯式设计”原则,实现完整的匹配矩阵.
OBE教育模式是以学生为中心、以学生学习结果为导向的面向结果的教学模式.这种教学模式以学生通过学习能够获得什么和掌握什么技能作为教学活动的基础,构建学习结果评价模式,同时要求教师引导学生自主学习,注重学生个性发展,培养学生自主学习的积极性,提高教学效率.
OBE也是当前国际工程教育专业认证的核心理念,随着2016年6月我国正式加入国际上最具影响力的工程教育学位互认协议《华盛顿协议》,OBE的理念和符合OBE要求的教育教学改革也在我国教育界掀起了一股新的热潮.以学生为中心,全程紧张的教学模式,既是OBE的内在要求,也是实现OBE的有力保障.
2操作系统教学改革方案
2.1教改思路
深圳大学计算机与软件学院于2014年启动了面向高水平大学建设的国际化教学改革,主要借鉴美国高校的做法,引入“两减两加”模式,即减少毕业生的总学分要求,减少每门课程的教师讲授时间,增加每门课程的学习内容和难度,增加学生的实际学习产出.与此同时,深圳大学计算机科学与技术专业于2015年正式启动了工程教育专业认证工作,围绕产出导向、解决复杂工程问题能力、持续改进等核心理念,对课程体系、课程教学内容与方案等进行了系统梳理和优化.
整体教学改革思路是以国际实质等效的工程教育专业认证要求为导向,参考美国纽约州立大学宾汉姆敦分校计算机相关学科的教学模式,全新设计计算机科学与技术、软件工程、网络工程等专业的培养方案和模式；对于每门具体课程,在教学理念、教学内容、教学方式等方面密切结合OBE的要求,全面引入宾汉姆敦的优秀做法,在此基础上再依据深圳大学的实际情况加入自己的特色.
针对操作系统课程,整体教学改革思路是：基于OBE理念和全程紧张的方式,以学生为中心,以学生实际操作系统设计和开发能力的提升为目标,重点从教学内容和教学方式两方面开展教学改革.
2.2教学内容
以学生设计和开发能力提升为产出导向的教学,要求改变传统操作系统课程中以基本概念、基本算法为主的教学内容,强调学生对操作系统整体知识和逻辑体系的把握,解决以往只见树木不见森林的弊端,并在此基础上加大实践内容的学习和训练.
传统操作系统的教学将整门课程的内容分为进程描述与控制、处理机调度与死锁、存储器管理、虚拟存储器、输入输出系统、文件管理、磁盘存储器的管理、操作系统接口、多处理机操作系统、多媒体操作系统、系统保护与安全等离散的内容.由于教学内容庞杂,且授课时间有限,传统的讲授模式难以逐一覆盖上述全部内容.更突出的问题是传统讲授过程中各知识点难以有机地相互贯通,导致学生对操作系统的整体结构和内在逻辑缺乏统一的理解,只见树木不见森林.同时,传统的操作系统实验教学也以基本算法的原理验证为主,学生对操作系统的整体设计和开发缺乏锻炼,无法真正提升实际实践能力.
为此,应从两个方面对操作系统的教学内容进行改革.首先,引入国外广受认可的教学参考书——威廉·斯托林斯编著的《操作系统——精髓与设计原理》[6]和塔嫩鲍姆编著的《现代操作系统》[7].这两本教材的特点是既覆盖了现代操作系统的原理和实践,讲述了操作系统的基本概念、原理和方法,又以当代流行的操作系统Windows8、UNIX、Android、Linux为例,展现了当代操作系统的本质和特点.依托这两本参考教材,我们设计了表1的教学内容.
上述教学内容设计的主要出发点和特点是突出原理在实际系统中的应用,并强调知识模块的整体化.
教学内容改革的第二个方面是将传统的算法验证型实验改为设计性或综合性应用型实验,将学生对基本原理和算法的掌握从理解层面提升到应用层面,锻炼学生的综合设计能力和实际开发能力.表2为本课程开设的实验列表.
2.3教学方式
OBE理念要求以学生产出作为教学的最终目标,结合所设计的教学内容,可在教学方式上进行如下改革.
首先,将传统以教师讲授为主的方式过渡到“讲授—自学—助学”三位一体的模式,突出学生的自主性.具体而言,一方面将操作系统课程的学时由以往每周平均3学时讲授1学时实验,变更为每周2学时讲授2学时实验.通过减少教师的讲授时间,给学生更多的实验时间,以更好地完成复杂的设计性、综合性实验.同时将部分传统的讲授内容改为要求学生自学,给学生更大的压力,促使其更主动地投入学习.另一方面,为弥补讲授内容减少可能给学生带来的困惑,在课程中引入了助教机制,本课程的助教由经过培训的研究生担任,主要工作职责是实验指导和课后答疑,学生遇到问题除可和教师交互外,更多的是可与课程的助教就具体问题展开详细的讨论.
以进程管理为例,传统教学安排6学时讲授和2学时实验,讲授内容分别为“进程的描述和控制”“进程同步及经典同步问题”“进程通信与线程”,实验为“进程同步与通信”.新模式下,讲授和实验均调整为4学时,讲授内容调整为“进程及线程的概念、同步与通信”“Linux、Windows、Android的进程和线程管理与并发机制”,实验内容调整为“Linux/Windows/Android的进程/线程同步”和“Linux/Windows/Android的进程/线程通信”.教学过程中将难度较低的内容留给学生自己学习,教师重点关注核心概念和算法的讲解,提高教学效率.同时将实验内容融入实际操作系统,以实际产出为导向,并突出对学生解决复杂工程问题的训练.
其次,课程教学过程中采用全程紧张的模式,以学生能力的提升为目的.传统课程教学存在的一个问题是学生平常不努力,临近考试再突击,偏重于表面的课程成绩.本课程全程紧张的教学主要采用如下3种途径来实现：一是减少教师讲授内容和时间,给学生布置自学内容并及时考核跟进,在整个教学过程中不断给学生以督促和压力,通过全程紧张的过程把控来确保整体的教学效果；二是加大实验内容和难度,要求学生开发出类实际系统,并能进行实际的运行和展示,选课学生通常每周要花6小时时间,才能较好地完成实验任务,为确保学生们能充分重视实验任务,大幅提升了实验考核在总考核中的比重,给学生们设置了较大的动力和压力；三是要求学生以分组形式,在课后对Linux/Android源码进行系统的分析与总结,然后在课堂中进行讲解,并由其他学生进行质证,讲解方和质证方的表现均作为课程考核的组成部分.
3结语
OBE教育理念作为一种对传统教育模式的革新,在教学内容的优化、教学手段的更新以及评价体系的合理设置上有着重要而现实的指导意义,全程紧张的教学模式则有利于确保教学效果的落地.笔者主要从教学内容和教学方式两个角度点探索了操作系统课程教学的改革.实践过程中,虽然初期学生反映学习压力和难度都增加了不少,并有一定抵触情绪,但课程结束后,选课学生普遍反映通过本课程真正学到了知识,提高了能力.
概括总结：该文是一篇关于教学改革和操作系统和紧张方面的操作系统论文题目、论文提纲、操作系统论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文.
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