竇金鳳　郭忠文　蔣永國　唐瑞春

摘要:本文在研究計算機“操作系統(tǒng)”課程特征,借鑒其他教師寶貴經(jīng)驗的基礎上,根據(jù)多年的教學感受,分析探討了如何打造魅力課堂的方法。在實踐中將其應用于“操作系統(tǒng)”的教學過程中,取得了良好的效果。最后本文給出了幾點教學設計實例。希望與相關領域的教師共享,方便“操作系統(tǒng)”的教學、學習和應用。

關鍵詞:課堂教學;教學設計;教案設計;操作系統(tǒng);藝術

中圖分類號:G642 文獻標識碼:B

1引言

作為一線教師,每個人都希望能給自己的學生們創(chuàng)設一個充滿魅力的課堂。當你站在講臺上看著你的學生們時而瞪大眼睛、屏住呼吸,時而興趣盎然、興致勃勃、掌聲陣陣,時而思緒萬千、如沐春風、如癡如醉……,你會情緒高漲,思路如滔滔江水,連綿不絕,你會感動!將你的知識、智慧、生命融入你的課堂,讓學生沉浸在美的畫面、詩的境界、愛的懷抱之中,那是一種藝術,是一種魅力,也是我魂牽夢繞、無限追尋的伊甸園!

站在講臺上講授“計算機操作系統(tǒng)”這門課程已經(jīng)七八年了,筆者一直在探索講授“計算機操作系統(tǒng)”的課堂藝術魅力?！坝嬎銠C操作系統(tǒng)”是計算機學科最重要的專業(yè)基礎課程,是計算機專業(yè)的三大主干課程之一。其教學目標是培養(yǎng)學生的理論素質和動手能力,在掌握基礎理論知識的同時,提高計算機實際應用水平,為社會提供滿足需求的人才。該課程內容龐雜、涉及面廣、概念抽象、原理性強,學生學習理解有一定難度。如何將這樣一門典型的原理性課程講透徹、講明白,調動學生的積極性,提高學生的興趣,打造一種具有藝術魅力的課堂氛圍,這是一個值得不斷探索、不斷思考的問題。經(jīng)過長期的教學觀摩,聽取了許多優(yōu)秀教師的授課,更加地意識到課堂教學藝術的重要性和魅力。每一個教師都在根據(jù)自己學生的思維規(guī)律和心理特點,使用著他們的教學方法、手段和技巧等,他們散發(fā)出的人格魅力深深地感動、教育著筆者。在借鑒其他教師的經(jīng)驗技巧、聆聽教學督導的心得建議后,通過本人的教學實踐探討適合“計算機操作系統(tǒng)”課程的藝術課堂。

2課前精心的設計和安排

要想上好任何一門課程,教師就必須在教學內容的組織與講解、教學活動的推進與展開、教學方法和手段的應用等方面都要有精心的設計和安排。

首先,教師應該熟練把握課程內容,設計教學方案?；ㄙM時間、付出精力去研究、分析教材,直至使內容脈絡分明,重點、難點清晰凸顯。達到這一步,教師也就具備了對課程內容整體把握的能力,可以做到不拘泥于教材而是按照由簡到繁、由易到難、由具體到抽象的學習認知規(guī)律,嫻熟地駕馭課程的講授。

其次,教師應重視教學設計,對課堂每個環(huán)節(jié)進行精心設計。這里包含的內容最多,要將本次課堂中,教學內容的組織與講解、教學活動的推進與展開、教學方法和手段的應用等方面,都要涉及并且要到位?！凹毠?jié)決定成敗”,“臺上一分鐘,臺下十年功”。每次課前,都要對本次課堂的各個環(huán)節(jié),包括舊內容的回顧,新內容的導入、概括、展開,中間的精彩穿插的安排,結束時的歸納總結等等。每個環(huán)節(jié)、每個步驟都要用心構思,備課花費的時間和精力要遠遠超過上課,一般一到兩天,甚至更長。課下的功夫做足,課堂上一定會有滿意的回報。

第三,多媒體課件的反復設計、修改。根據(jù)教學設計,認真設計和修改多媒體課件。多媒體課件代替或者部分代替了傳統(tǒng)的板書,它給學生以美好的視覺、聽覺和豐富的知識量。但是,如何按照授課思路,學生的思維,將知識豐富地漸進地、成功地、展現(xiàn)在學生面前,這需要花費很多精力和耐心。比如,用信號量機制實現(xiàn)進程同步問題的算法實現(xiàn)。在展示算法時,要按照有幾個進程,進程包括那幾個過程,如何加入信號量的wait、signal同步操作,分析算法實現(xiàn)正確與否,這樣一些步驟,逐一的將算法語句展現(xiàn)出來,不能一下子跳出來。這樣學生就可以按照講課思路真正理解算法的實現(xiàn)過程和結論。當然,圖的動態(tài)展示等等,都要花時間去認真完成,不能疏忽。比如,進程高級通信模型的理解,就應該按照如下思路:(1)發(fā)送方將信息復制到自己的發(fā)送區(qū);(2)發(fā)送組建成消息,掛到消息隊列;(3)接收方從消息隊列取消息,復制到自己的接收區(qū)。將這個過程用圖片演示清楚,每一條箭頭、每一部分內容都要做到動態(tài)演示,方便學生理解。

3課堂中藝術的展現(xiàn)

3.1統(tǒng)一的課堂標準

有一個課堂標準是可以制定并適合于每種課程的,那就是每次課堂都應包含如下內容:回顧上次課堂內容;歸納概括本次課堂內容;演繹本次課堂內容;總結本次課堂內容。采用問題導入式、實例分析、類比教學等慣例教學方法。

3.2特色教學

真正做到以學生為主體,讓學生參與課堂教學。傳統(tǒng)的課堂做法常常是教師自己講自己的,學生愛聽不聽,被動地接受新知識。如何將學生被動的接受性學習變?yōu)橹鲃拥难芯啃詫W習,在教學設計中應該有所體現(xiàn),并且付諸實施。比如,課堂模擬、課堂討論、學生提問、實例分析、問卷分析、作業(yè)習題跟進等等。課堂模擬讓學生動起來,參與到實景教學中,要提前設計,寫出設計內容、設計過程、結論等。一個課堂模擬結束后,它的內容可以貫穿整次課堂的原理理解,效果很好,學生理解就會很深入。每次課堂都要安排一到兩個課堂討論,設計討論主題,讓學生自助發(fā)言,鼓勵新思路產(chǎn)生,最后總結,進行思路規(guī)整?；诓僮飨到y(tǒng)理論知識與前沿知識脫節(jié)現(xiàn)象,積極補充前沿知識。由于課時有限,通過問卷方式讓學生利用課堂以外的時間去了解操作系統(tǒng)的相關實時動向,然后在課堂中花五分鐘左右的時間進行“操作系統(tǒng)前沿知識”匯總講授,既擴展學生思路,鍛煉動手能力,又擴充教師的知識,畢竟人多力量大!實際問題分析,講授完了理論知識,利用現(xiàn)行操作系統(tǒng)的分析和類比實例幫助學生理論聯(lián)系實際,將原理知識融會貫通。所有上述課堂手段要達到理想的教學效果,需要查閱大量的書籍、資料,用心去設計每個過程。比起常規(guī)教學,這一過程需要付出更多的時間、精力和耐心,但學生的學習積極性得到了極大提高,學生更加尊重教師的勞動!

新內容的導入,建立“最近發(fā)展區(qū)”。導入實際上是一個設疑的過程,通過引發(fā)認知沖突,呈現(xiàn)一些能建立新舊知識之間聯(lián)系的內容,使學生回顧已有的知識經(jīng)驗,產(chǎn)生對新知識的學習興趣。通過引導式問題的引入,使學生帶著問題聽課等等方法,漸進式展現(xiàn)新知識。通過啟發(fā)式問題導入,在提問-啟發(fā)-回答-補充-總結中加深理解。在課程講授過程中,穿插問題,引導、鼓勵學生主動思考,尋找解決方案,大膽回答問題(個別回答、集中回答交叉),然后展開講解。提出問題、分析問題、導入下面的新知識。問題環(huán)環(huán)相扣,新知識漸進導入,增加學生的理解。比如,在內存連續(xù)分配的幾種方式講授過程中,由學生思考并且提出問題尋找當前這一種分配方式會產(chǎn)生的問題,然后教師分析,由學生提出解決方案,教師再分析導入下一種分配方式的講解,問題環(huán)環(huán)相扣,最后,漸進式將所有分配方式講授完整。學生皺眉思考、會心微笑,輕松接收新知識。引導學生帶問題聽課,漸進式講授新知識。如“覆蓋、交換與虛擬內存技術一樣嗎?”這一問題,教師不直接下結論,給同學們留下懸念,激發(fā)學生興趣,帶著問題思考,漸進式展現(xiàn)新知識,最后在下次課堂做出總結。一方面,激勵學生聽課興趣,另一方面,觀察學生聽課質量。提出問題或者討論后,一定要給出分析結論,不能只作一般的工作,失去學生的信任,減弱學生的興趣。

藝術融入。多媒體不僅僅代替板書的效果,而且可以增加視覺、聽覺美感。在課堂中適當?shù)募尤雱赢?、音樂這些“調味品”會收到意想不到的效果,讓學生沉浸在美的畫面、詩的境界、音樂的沐浴、愛的懷抱之中。

建立并不斷豐富教學網(wǎng)站。將本課程的課件、課堂的演示文件、教學常規(guī)文件以及動畫、視頻、現(xiàn)代操作系統(tǒng)的前沿知識資料等輔助教學資料放入課程網(wǎng)站。這樣做,不僅可以使學生更多地了解這門課程,也為學生提供了一個跨越時空的學習交流平臺,便于來自不同專業(yè)的選課同學相互學習、共同進步。為了幫助學生及時解決學習中的疑難問題,采用郵件、課堂提問、課下答疑等方法,并及時將典型問題反饋到課堂中。通過學生的提問,發(fā)現(xiàn)新穎思路,予以鼓勵!

3.3教學語言

許多名師的課堂教學,都有一種潛在的“魔力”——極富感染力的,充滿藝術魅力的教學語言。如果把課堂教學比作是詩,那么教學語言無疑是流動著的韻律;如果把課堂教學比作是樂,那么教學語言無疑就是跳動著的音符。教學語言作為課堂教學中最重要的教學工具,它的藝術魅力,無疑直接影響著教學活動的效果,值得我們去研究。教學語言要具有明確的導向性,激勵性。富有情感感染力的評價語言,可以點出學生思維表達中的語言精華,最大限度的調動了學生學習主動性、積極性。比如,一個同學在通過電子郵件提問題,得到答復后,他又發(fā)給筆者的郵件內容,讓人感動!于是在課堂中,筆者給學生說了這樣一席話:“在課堂的學習中,我一直強調思想點的掌握,雖然大家覺得原理課程跟不上實際應用潮流發(fā)展,但是思想?yún)s是永恒不衰的。下面是一個同學在通過電子郵件提問題,在我答復后,又發(fā)給我的郵件內容:“我能基本能明白老師的意思。本來還有點疑問要問老師:為什么存在作業(yè)調度(多道批處理系統(tǒng))的系統(tǒng)中會出現(xiàn)時間片完成的概念。按照老師舉的例子,我對這個問題也明白了。感覺自己現(xiàn)在對經(jīng)典的,完美符合概念的問題比較容易接受,對這種超出經(jīng)典范圍的實際問題接受起來容易鉆牛角尖。剩下的我再自己看看就好了。謝謝老師。”多么聰明的回答,多么智慧的語言,老師在上課中就沒有想到這樣一句確切而又完美的話——“經(jīng)典的,完美符合概念的問題”、“超出經(jīng)典范圍的實際問題”。謝謝你的定義,老師跟你們學到了很多東西,謝謝!

教師課堂教學語言表達形式是多種多樣的,一句生動、幽默、真心的評價語,或是一個會心的微笑,一個親切的點頭,一次真心的鼓掌……給予學生的不僅僅是別具匠心的獎賞,更是讓學生從中體會成功的甜蜜。教學語言在課堂中散發(fā)著藝術魅力,課堂因此而更有味道。

4教學設計實例

4.1課堂模擬——哲學家進餐問題

(1) 設計內容:每位同學在右邊放一支筆(當筷子),形成一個哲學家進餐的場景;

(2) 角色要求:聽到教師說“1,2,3”就開始拿起筆,同學們一起拿,從右邊開始,再拿左邊。教師說“1,2,3,?！?就要停止爭奪。

(3) 可能出現(xiàn)的問題分析:①每人只拿到一支筆(筷子),沒有拿到兩支筆(筷子)的學生,所有人無法“進餐”,進入死鎖狀態(tài)。②有的同學沒有拿到,有的同學拿了一支,有的拿了兩支。打破死鎖的條件。邊分析,便講課,給出結論。

學生共分9組,模擬效果非常成功。在這個場景模擬中,一方面,調解了學生聽課氣氛;另一方面,學生理解問題更加深入,而且學生能做到主動思考。比如:由于同學的規(guī)則感,第一個問題成功出現(xiàn),借機分析死鎖問題。當問第二個問題時(為什么有的同學拿了一支筆,有的拿了兩只?),有的同學氣憤地說:“他賴皮,違反規(guī)則!”問:“為什么?他怎么違反規(guī)則的?”這位同學說:“他先拿左邊的,后拿右邊的!”筆者引導道:“大家注意了,前面出現(xiàn)了死鎖,這位賴皮的同學給了我們一個解決方案,大家說是什么?”大家紛紛搶答,借這個機會,筆者給出了第一個解決死鎖的方案。接著,筆者繼續(xù)問同樣的問題,有的同學說:“老師,他硬搶走的!”這就是剝奪資源了,也是一種解決方案。

4.2課堂討論——基本分頁式管理與基本分段式管理的區(qū)別

在講授完存儲管理的離散分配方式后,通過討論的方式給出基本分頁式、基本分段式管理的區(qū)別。在討論過程中,學生提出很多新穎的思路,予以鼓勵,并且規(guī)整得出分析結論。借助分析雙方各有優(yōu)缺點的機會,導入新知識點——段頁式管理方式。

4.3小貼士,思想點、知識點提醒

小貼士:分區(qū)使用表和空閑分區(qū)鏈、空閑分區(qū)表很簡單,教材中也沒做很多說明,容易被忽略。它們可是在連續(xù)分區(qū)的內存分配和回收中,起著重要的角色!

通過小貼士提醒學生加深理解思想點比較重要但是容易忽略的地方。

4.4音樂小故事——“大海的故事”

在講授連續(xù)分配方式和離散分配方式時,伴隨著美麗大海的歌聲,講述了一個自制的音樂故事:

“在浩瀚的大海上;

我們靜靜地傾聽著海的歌聲;

遠處游來一群小魚,望不到邊;

一只海鷗飛過;

嗖,它叼起一條小魚;

這只小魚很無奈地說:

哎!我們魚群的魚太多了,

沒有一個巖石的洞能做我們的家,

我們只能在海里游蕩!

海鷗嘲笑地說:

這不簡單嗎,多找?guī)讉€巖洞,分開住就好了!

就在海鷗張嘴的時候,小魚說:知道了!謝謝!

便游進了大海,無影無蹤了!

海鷗愣了……”

悠揚的音樂、美麗的詩詞、頑皮的笑話,蘊育著所學的原理。故事講完,整個教室安靜了一分鐘,然后就是陣陣掌聲,一個故事,一個笑話,一個原理!

4.5問卷

問卷一:目前,Intel公司研制的計算機多核技術風靡全球,請大家根據(jù)提供的資料和網(wǎng)上調查,分析下列問題:

(1) 計算機多核與計算機多處理機的硬件體系有何不同?發(fā)展情況?

(2) 針對兩者的操作系統(tǒng),現(xiàn)在的發(fā)展情況如何?

(3) 你認為計算機多核操作系統(tǒng)有哪些技術要解決?

將全班同學分成9個組,規(guī)定時間間按組收取電子版,在多處理機調度后分析總結,講授單處理機、超線程、多核與多處理機的相關知識。

4.6教學信息反饋

學生提問:能不能讓服務員管理筷子,那樣就不會出現(xiàn)死鎖了?

回答:這是一個集中式思想,很好。一個人集中管理就不會出現(xiàn)個別哲學家不了解全局,只顧資源競爭的問題。如果實現(xiàn)它,需要建立一個服務員進程,大家考慮用什么思路去解呢,需要幾個進程呢,有什么優(yōu)缺點呢?鼓勵學生去思考、嘗試。并給出提示:整理一下思路,將信號量及wait和signal原語都放在服務員進程里,不出現(xiàn)在哲學家進程里。有什么優(yōu)點?

這個提問說明學生認真思考問題了,講到信號量機制,就能提出于后面新知識管程機制類似的想法。要予以鼓勵和分析?！翱磥?你們中出現(xiàn)一個小科學家也很容易,就看你有沒用心!”在講管程機制前進行這一教學信息的反饋分析,便于引入管程機制,學生很輕松的就理解這一機制了。

5結束語

在這樣的課堂中,充滿自信、充滿激勵、充滿賞識、充滿尊重、充滿期待。學生在課堂上身心自由。他們能說自己想說的話,能充分地表達自己的思想和見解。在這里,

微笑是教室里燦爛的陽光,笑臉是課堂上永不凋謝的花朵。每一張臉都是那么自信,那么滿足。這是美的世界,這是夢想的伊甸園——藝術課堂。追求無止境,打造有魅力的藝術課堂是我們每個教師的理想與追求,讓我們一起分享經(jīng)驗,一起共勉吧!

參考文獻:

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