程昌品　周如旗　牟來彥

摘要：針對目前操作系統(tǒng)課程教學存在的問題，提出以建構主義為指導的基于知識樹的遷移教學法，即提倡以學生為主體、以教師為主導的教學理念，學生在教師的引導下，識別或總結操作系統(tǒng)各章節(jié)知識點的內(nèi)在關系，自主畫出各章節(jié)知識點的“知識樹”，實現(xiàn)對知識點的總體把握、關聯(lián)記憶和有序排列，從而實現(xiàn)從領域知識到學生個體知識的遷移，形成學生知識體系的建構。

關鍵詞：知識樹；遷移教學；知識遷移

1 目前操作系統(tǒng)課程教學存在的問題

操作系統(tǒng)原理課程是計算機專業(yè)的主干課程之一。操作系統(tǒng)管理系統(tǒng)中所有的軟、硬件資源，為用戶和計算機之間提供了一個接口。操作系統(tǒng)經(jīng)過多年的發(fā)展，形成了多種不同的操作系統(tǒng)，其組成結構、設計思想和實現(xiàn)各有特色，也使得操作系統(tǒng)課程內(nèi)容龐雜、涉及面廣和概念抽象，教師不好教，學生不好學。目前，操作系統(tǒng)課程教學主要存在以下幾個方面的問題。

1）教學互動匱乏。

教師在進行操作系統(tǒng)課程教學時，主要采用“灌輸式”教學法，導致學生主體地位不夠突出，學生思考的空間狹小，課堂缺乏互動，教學信息溝通不暢，在一定程度上加劇了“信息不對稱”。

2）教學內(nèi)容與其他課程脫節(jié)。

操作系統(tǒng)與計算機組成原理等課程、操作系統(tǒng)課程設計與數(shù)據(jù)結構程序設計等脫節(jié)，學生不清楚操作系統(tǒng)在計算機科學與技術學科中的地位與作用。

3）實踐環(huán)節(jié)薄弱。

操作系統(tǒng)課程是理論性和實踐性都很強的課程，學生對其基本概念和基本理論往往要通過實踐加以理解和深化，目前開設的實驗課程不足以滿足理論教學的需要。

2 知識樹

知識樹就是用樹的形式體現(xiàn)整個課程或章節(jié)的知識結構和知識點的內(nèi)在聯(lián)系，其要領就是用樹干、樹枝、樹葉、果實等元素，將識記材料依據(jù)其從屬形成一棵知識“樹”。人們形象地把知識樹稱為學生學習的“地圖”，有了它，學生思維才不會跑偏，學生掌握的知識越多，“地圖”就越顯得重要。操作系統(tǒng)課程知識樹如圖1所示。

從圖1可以看出，操作系統(tǒng)有5大管理功能，正好是知識樹上的5個樹枝，樹枝上的樹葉或果實就是每個管理功能要掌握的主要內(nèi)容。在教學時，教師用板書或幻燈片的形式描繪出圖1，可使學生更加直觀地了解操作系統(tǒng)的知識體系；然后再運用啟發(fā)式教學法，多聯(lián)系實際，運用類比教學、任務驅動教學、探究式教學、案例引導教學等，使學生尋找到摘取操作系統(tǒng)“果實”的途徑。將知識樹用于操作系統(tǒng)課程教學有以下兩個方面的好處。

1）有利于教學目標的設計。

對教師來說，知識樹可以更好地幫助教師備課，對課程體系進行系統(tǒng)全面的建構：知識樹的梳理，使教師對教材內(nèi)容的研究更加深入；畫好知識樹后，教師在備課和講課時就有了目的性和針對性。對學生來說，教師引導學生畫出知識樹時，教材知識的脈絡就一目了然地展現(xiàn)在學生面前，學生明確了要掌握的知識，學習更加有效。

2）有利于學生邏輯思維能力的培養(yǎng)。

建構主義理論認為學習的意義已從記憶和復述知識轉向發(fā)現(xiàn)和使用知識，從而實現(xiàn)知識體系有意義的建構。應用知識樹進行操作系統(tǒng)課程的教學，可較好地契合建構主義理論的要求，幫助學生把握操作系統(tǒng)知識體系的構成元素，解讀各構成元素之間的關系，培養(yǎng)自主學習能力，實現(xiàn)課本知識到學生領悟知識的遷移。

值得注意的是，知識樹的構建需要學生本人在模仿的基礎上，根據(jù)自己的理解與認識獨立完成，這樣學生才能不斷地從中吸取知識，培養(yǎng)興趣，收獲快樂。學生要注意千萬不能直接照抄或復制其他同學的知識樹，否則很難建構個性化的知識結構，收不到良好效果。

3 遷移教學法

葉圣陶先生指出，“教任何功課，最終目的都在于達到不需要教。假如學生進入這樣一種境界：能夠自己去探索，自己去辨析，自己去歷練，從而獲得正確的知識和熟練的能力，豈不是就不需要教了嗎？而學生所以要學要練，就為要進入這樣的境界。給指點，給解說，卻隨時準備少指點，少講說，最后做到不指點，不講說。這好比牽著手走，卻隨時準備放手。在這上頭，教者可以下好多功夫。”這番話道出了遷移教學的根本問題。教師傳道、授業(yè)、解惑，最高境界是使學生達到舉一反三、觸類旁通的學習效果。老子說“授人以魚，不如授人以漁”，說的是傳授給人既有知識，不如傳授給人學習知識的方法，如果想永遠有魚吃，那就要學會釣魚的方法，“授人以漁”的教學方法同近代教育學提出的遷移教學有著異曲同工之妙。遷移教學基本思路如圖2所示。

由圖2不難看出，遷移教學與傳統(tǒng)教學的不同之處在于遷移教學強調(diào)把傳統(tǒng)的以教師為中心的“灌輸式”教學法，轉變?yōu)橐詫W生為主體、以教師為主導的教學模式。在教學活動中，教師應是博學多才的引導者，是引領學生步入知識王國的“導游”，學生則是充滿好奇心、滿懷強烈求知欲望的“游客”，在興趣與探究精神的感召下，主動獲得暢游知識王國的獨特體驗。在遷移教學中，學習材料的組織、學生的認知結構、教師的指導方法，都是影響學習遷移的重要因素，尤其是教師有意識的指導有助于學習的積極遷移或者實現(xiàn)正遷移。教師在教學時有意識地運用啟發(fā)式、引導式、授人以漁的教學方法，引導學生比較學習材料的異同，啟發(fā)學生概括總結學習內(nèi)容，促進學生學習的積極遷移。

4 基于知識樹的遷移教學過程示例

基于知識樹的遷移教學法可分為繪制知識樹、分析探索和總結評價等3個階段。

1）繪制知識樹。

繪制知識樹的目的在于啟發(fā)學生主動學習，實現(xiàn)順向遷移。例如，在復習請求式分頁存儲管理知識時，基于學生已學習過實存分頁存儲管理，教師可以要求學生在復習時理出主要知識點，包括分頁管理的基本思想、分頁地址變換、性能評價、頁表等，進而總結出實存分頁存儲管理的局限性，然后自然引出請求式分頁管理的必要性，指導學生畫出知識樹。分頁管理知識樹如圖3所示。

需要說明的是知識樹繪制的主體應該是學生，教師不能代替學生包辦。知識樹的構建主要取決于學生對知識中概念關系的理解，因此具有很強的主觀性，不一定要求一致，教師可提供一些知識樹范例讓學生模仿，圖3所示的分頁管理知識樹只是一個范例，并不是唯一的分頁管理知識樹。教學實踐表明，讓學生參與知識樹繪制有很多益處，不僅令學生很好地復習了所學知識，而且對加深學生理解有著不可替代的作用。在實際應用中，我們可舉辦學生知識樹演講比賽，進一步激發(fā)學生的積極性，變被動學習為主動學習。endprint

2）分析探索。

分析探索的目的是引導學生分析、探索問題，實現(xiàn)知識點的積極遷移。一種學習對另一種學習起促進作用的遷移，叫正遷移，也叫積極遷移。學生通過構建和學習圖3所示的分頁管理知識樹，發(fā)現(xiàn)它有一些要改進的問題，如當一個用戶程序的頁數(shù)大于當前總空閑內(nèi)存塊數(shù)時，系統(tǒng)就不能將該程序裝入運行，即用戶程序將受到物理內(nèi)存大小的限制。為了解決這個問題，人們提出虛存分頁管理。教師要啟發(fā)學生探討虛存分頁管理的基本思想，引導學生明確這是一種以時間換空間的技術。對于虛存分頁管理，教師不要急于講解，應該先讓學生利用自己繪制的知識樹進行討論、分析、自主探索，在這一過程中，教師盡量不要直接告訴學生如何解決面臨的問題，可以進行適當?shù)膯l(fā)，給出合理建議，提供學生所需的資料，也可以參與其中討論。

3）總結評價。

教師要組織學生針對前兩個階段的工作制訂評價方案和完成教學評價，進而了解學生的認知水平，如學生對知識樹中虛存分頁管理問題的描述與解決方案不盡完整。教師此時需對虛存分頁管理中要解決的3個問題進行概括總結，同時講解為此引入的數(shù)據(jù)結構：修改后的頁表以及必要的請調(diào)策略和淘汰策略，還要對該虛存管理的性能進行評價。在淘汰策略的講解中引出下節(jié)課要學習的內(nèi)容——頁面置換算法，啟發(fā)學生進一步認識知識之間的層次遞進關系。最后，教師要布置一些精選的練習題讓學生分析思考，同時要求學生細化和完善分頁管理知識樹。這一教學環(huán)節(jié)的要點是教師需根據(jù)學生學習的實際情況有重點、有針對性地精講，對學生已掌握的內(nèi)容不必一一重復，要充分運用討論式、交互式教學方法與學生互動，利用生動形象的語言（包括肢體語言）活躍課堂氣氛，通過創(chuàng)設積極的學習氛圍啟發(fā)學生思考問題，樂于學習，主動學習。

5 結語

綜上所述，知識樹與遷移教學法較好地契合了建構主義學習理論。教師在實施操作系統(tǒng)相關知識的教學時，應遵循以學生為主體、以教師為主導的教學理念，引導學生總結教學單元各知識點的內(nèi)在關系，促使學生自主地畫出教學單元的知識樹，在頭腦中建立起完整的知識體系，提高教學質量。

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（編輯：宋文婷）endprint