于 群，李 勇

（1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)信息學(xué)院計(jì)算機(jī)系，山東 泰安 271018；2.山東省泰安市岱岳區(qū)職業(yè)教育中心，山東 泰安 271024）

基于問題的分組式教學(xué)在“操作系統(tǒng)”課堂中的應(yīng)用

于 群1，李 勇2

（1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)信息學(xué)院計(jì)算機(jī)系，山東 泰安 271018；2.山東省泰安市岱岳區(qū)職業(yè)教育中心，山東 泰安 271024）

根據(jù)“操作系統(tǒng)”課程的特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，在“操作系統(tǒng)”教學(xué)中采用基于問題的分組式教學(xué)法。即先對(duì)學(xué)生分組，然后以問題為主，通過學(xué)生組提出和解決問題，使學(xué)生以團(tuán)隊(duì)的形式參與到教學(xué)中來，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，能更好的掌握知識(shí)點(diǎn)，達(dá)到了很好的教學(xué)效果。

操作系統(tǒng)；問題式教學(xué)；分組式教學(xué)；教學(xué)效果

1 引言

“操作系統(tǒng)”是計(jì)算機(jī)科學(xué)及相關(guān)專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，通過對(duì)操作系統(tǒng)課程的學(xué)習(xí)， 能夠較全面地了解和掌握現(xiàn)代計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的基本概念、基本原理、基本方法和實(shí)現(xiàn)技術(shù)， 使學(xué)生具有使用和分析操作系統(tǒng)的基本能力。作為授課教師，如何使這門課教學(xué)的效果得到改觀，是一個(gè)需要研究的課題[1]。問題式教學(xué)改變過去傳統(tǒng)的“填鴨”式教學(xué)方法，在講授完主要知識(shí)點(diǎn)后，通過布置作業(yè)的形式，讓學(xué)生搜集信息，提出問題，老師選擇有價(jià)值的問題，通過小組討論解決問題。學(xué)生解決不了的老師再答疑，教師在教學(xué)中起到點(diǎn)撥、主導(dǎo)的作。將這種問題式分組教學(xué)方法應(yīng)用于操作系統(tǒng)的教學(xué)當(dāng)中，充分發(fā)揮了教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、辨析能力、邏輯思維能力、創(chuàng)造能力和語言表達(dá)能力[2]。在理論教學(xué)部分，操作系統(tǒng)原理涉及軟件和硬件知識(shí)、知識(shí)點(diǎn)多、跨度大， 單純記憶概念、知識(shí)點(diǎn)效果不好； 在實(shí)踐教學(xué)部分，考慮學(xué)生的具體情況設(shè)置實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，充分鍛煉每個(gè)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。在分組時(shí)注意學(xué)生的梯度搭配，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)和解決問題以及實(shí)踐操作時(shí)感受到團(tuán)隊(duì)的力量，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，取得了很好的教學(xué)效果。

2 基于問題的分組式教學(xué)的特點(diǎn)與要求

2.1 問題式教學(xué)的特點(diǎn)

問題教學(xué)法，就是以問題為載體貫穿教學(xué)過程，使學(xué)生在設(shè)問和釋問的過程中萌生自主學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)和欲望，進(jìn)而逐漸養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣，并在實(shí)踐中不斷優(yōu)化自主學(xué)習(xí)的方法，提高自主學(xué)習(xí)能力的一種教學(xué)方法。教師不能只停留于自己的教，還應(yīng)該探索如何使學(xué)生會(huì)學(xué)和學(xué)會(huì)問。而這其中的一個(gè)標(biāo)志是學(xué)生會(huì)不會(huì)問。營造一個(gè)“問題”環(huán)境,讓學(xué)生知道問什么,怎么問，讓學(xué)生“問出一片新天空”,這是非常重要的一點(diǎn)。利用學(xué)生提出的問題,引導(dǎo)學(xué)生驗(yàn)證他們自己的猜想和結(jié)論。教師根據(jù)討論的情況有針對(duì)性地講解，準(zhǔn)確地引導(dǎo)學(xué)生解決問題。

與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，基于問題式教學(xué)有以下幾個(gè)主要特征。（1）創(chuàng)設(shè)問題情境，以學(xué)生自主問題為主；（2）角色轉(zhuǎn)換，教師由傳統(tǒng)的“填鴨式”講解，變?yōu)樘峁┮龑?dǎo)與支持，而學(xué)生變?yōu)橹鹘?，主?dòng)獲得相關(guān)知識(shí)內(nèi)容，并進(jìn)行討論匯報(bào)，在加深自我理解的同時(shí)也能對(duì)其它同學(xué)予以啟發(fā)；（3）課堂氣氛活躍，在問題式教學(xué)中，教師和學(xué)生不是簡單的提問回答的互動(dòng)方式，而是學(xué)生帶著問題聽課，然后討論進(jìn)一步加深理解。因此，問題式教學(xué)方法要求課堂知識(shí)具有更多的相關(guān)性和實(shí)用性，有利于開發(fā)學(xué)生未來創(chuàng)業(yè)所需要的發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，有利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立自主的學(xué)習(xí)能力。

2.2 分組式教學(xué)的特點(diǎn)

所謂分組式教學(xué)，指的是通過教學(xué)過程和課堂提問、練習(xí)等途徑對(duì)學(xué)生進(jìn)行基本的了解，然后按照學(xué)生的興趣、理解力、表達(dá)能力等各方面進(jìn)行分組，通過對(duì)學(xué)生分組，指導(dǎo)學(xué)生分工合作共同達(dá)成一定的教學(xué)目標(biāo)。它與傳統(tǒng)教學(xué)模式最大的不同就是改變以教師為主的“填鴨式”教學(xué)，側(cè)重對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)能力等方面的監(jiān)控，，通過共同達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生的理解力、表達(dá)力以及合作精神。同時(shí)因?yàn)槔蠋煹摹胺攀帧?，自主學(xué)習(xí)能力得到發(fā)展。

2.3 基于問題的分組式教學(xué)實(shí)施的幾個(gè)關(guān)鍵問題

基于問題的分組式教學(xué)結(jié)合了問題式教學(xué)和分組式教學(xué)的特點(diǎn)，其實(shí)施最終要以學(xué)生掌握知識(shí)點(diǎn)，并拓廣學(xué)習(xí)能力為目標(biāo)，因此在實(shí)施過程中存在幾個(gè)關(guān)鍵的問題：

（1）充分了解，合力分組

在對(duì)學(xué)生分組時(shí)要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況，基礎(chǔ)好和基礎(chǔ)差的學(xué)生要合理的進(jìn)行梯度搭配，這樣在共同解決問題時(shí)，基礎(chǔ)好的學(xué)生可以帶動(dòng)基礎(chǔ)差的學(xué)生，而且很多基礎(chǔ)差的學(xué)生思想比較靈活，可以拓廣解決問題的思路。并且同學(xué)們?cè)谟龅嚼щy時(shí)，可以共同探討，暢所欲言，在輕松愉快的氛圍中掌握知識(shí)點(diǎn)，體會(huì)到團(tuán)隊(duì)合作的力量。

（2）設(shè)置情景，提出問題

知識(shí)點(diǎn)講解提出問題時(shí)，教師可以結(jié)合新舊知識(shí)點(diǎn)的異同，課本章節(jié)的開頭和結(jié)語處，結(jié)合生活實(shí)例等方面創(chuàng)設(shè)情境，尋找問題。然后進(jìn)一步在知識(shí)應(yīng)用上尋找問題，在解題策略多樣性上尋找問題等。同時(shí)創(chuàng)設(shè)具有生活氣息、難易適度，貼近學(xué)生認(rèn)知水平的開放性的問題。根據(jù)教師設(shè)計(jì)的問題，使學(xué)生能在現(xiàn)有知識(shí)背景下，通過查詢資料，認(rèn)真思考找到解決問題的辦法，從而掌握知識(shí)點(diǎn)。不僅激發(fā)了學(xué)生的求知欲望，還喚發(fā)學(xué)生的主體意識(shí)，為學(xué)生自主探索、解決問題營造氛圍。

（3）合作交流，解決問題

在問題的解決過程中，要將單純的講解知識(shí)點(diǎn)解決問題轉(zhuǎn)變?yōu)橹v解解決問題的方法，并且教師要參與到各組中及時(shí)收集信息，適時(shí)引導(dǎo)調(diào)控。個(gè)人或小組針對(duì)問題進(jìn)行資料收集，或討論、或?qū)嶒?yàn)等方式，進(jìn)而逐步得出結(jié)論。教師收集同學(xué)們存在的共性問題、疑難問題、核心問題、難點(diǎn)問題，組織學(xué)生匯報(bào)、討論、交流。在實(shí)際的教學(xué)過程中，可以讓學(xué)生組參與到問題的設(shè)計(jì)、解決和掌握的過程中來，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，增加課堂的活躍度，更能增強(qiáng)學(xué)生的自信心。

3 基于問題的分組式教學(xué)在“操作系統(tǒng)”課程中的應(yīng)用

操作系統(tǒng)是邏輯性和系統(tǒng)性都很強(qiáng)的學(xué)科， 應(yīng)該先把它的知識(shí)體系理清楚，以湯小丹、梁紅兵等人編著的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)（第三版）教材為例，操作系統(tǒng)的主要功能不僅是本門課程講解的重點(diǎn)，也是本門課程的主線。講解時(shí)按照操作系統(tǒng)管理的硬件資源處理機(jī)、內(nèi)存、設(shè)備以及軟件資源文件進(jìn)行講解。其中處理機(jī)管理包括以下部分：進(jìn)程管理和處理機(jī)調(diào)度與死鎖；存儲(chǔ)器管理單獨(dú)一個(gè)章節(jié)；設(shè)備管理部分單獨(dú)一個(gè)章節(jié)； 還有文件管理部分及操作系統(tǒng)接口部分。 這樣，在講解的時(shí)候就形成了一條知識(shí)鏈， 可以按照主知識(shí)鏈上的知識(shí)點(diǎn)逐步細(xì)化 講解其中的各個(gè)小知識(shí)點(diǎn)，做到條理清楚、互相聯(lián)系。圖1為第三章處理機(jī)調(diào)度與死鎖的知識(shí)鏈。

圖1 處理機(jī)調(diào)度與死鎖知識(shí)鏈

根據(jù)關(guān)聯(lián)性有目的地設(shè)計(jì)問題，有意義地提出問題，通過問題把操作系統(tǒng)中的理論難點(diǎn)、抽象概念引導(dǎo)出來，學(xué)生通過回答問題，從不同的角度尋求解決問題的原則、途徑和方法，加深對(duì)操作系統(tǒng)的理解。

3.1 分組方法

首先確定組的數(shù)量，如本學(xué)期學(xué)習(xí)此課程的共60人，可分為12組，每組5人；然后讓學(xué)習(xí)委員根據(jù)本班的實(shí)際情況確定每組的人員，在分組中要注意人員的選擇，如男女生比例，基礎(chǔ)好基礎(chǔ)差學(xué)生比例，考研與不考研學(xué)生比例等，要達(dá)到合理的梯度搭配；而且每組要有一個(gè)組長，負(fù)責(zé)人員的分工和協(xié)調(diào)，如回答問題時(shí)的組員順序和提出問題時(shí)的代言人，以及與其他組的交流。

3.2 “操作系統(tǒng)”問題的設(shè)計(jì)

操作系統(tǒng)課程涉及很多比較抽象的理論知識(shí)和很多復(fù)雜的算法。要想很好的掌握這些知識(shí)，不能只單純靠課堂上老師的講解，而必須課前預(yù)習(xí)，課上認(rèn)真聽講，課后復(fù)習(xí)。因此設(shè)計(jì)問題時(shí)，要包含復(fù)習(xí)類問題、課堂中問題及預(yù)習(xí)類問題。

（1）復(fù)習(xí)類問題的設(shè)計(jì)

復(fù)習(xí)類問題主要針對(duì)前期內(nèi)容，問題要全面，起到鞏固知識(shí)的作用。在實(shí)際教學(xué)過程中，采用很多娛樂節(jié)目中經(jīng)常用的“分類”和“黑盒子”方法，如在復(fù)習(xí)第三章“處理機(jī)調(diào)度與死鎖”時(shí)，可以將題目分為“第一類”和“第二類”問題，然后讓12組中的某一組（可抽簽決定由哪一個(gè)組來回答）的第一個(gè)學(xué)生自主選擇，如學(xué)生選擇“第一類”問題，則轉(zhuǎn)向“處理機(jī)調(diào)度類”問題，如學(xué)生選擇“第二類”問題，則轉(zhuǎn)向“死鎖類”問題；假設(shè)每類問題都設(shè)計(jì)了4個(gè)問題，然后再讓第二個(gè)學(xué)生選擇回答1～4中的哪個(gè)問題，當(dāng)學(xué)生選擇完成后，再展現(xiàn)問題的具體題目，然后再讓組中的其他學(xué)生作答。采用這種設(shè)計(jì)問題的方法，可以增加趣味性，讓學(xué)生有種挑戰(zhàn)自我的感覺。而且能促進(jìn)學(xué)生在全組范圍內(nèi)全面的復(fù)習(xí)前期內(nèi)容，因?yàn)椴恍⌒木陀锌赡苓x到本組的“軟肋”。

（2）課堂中問題的設(shè)計(jì)

在復(fù)習(xí)完前期內(nèi)容后，開始講解本堂課的內(nèi)容。首先要明確提出需要解決哪些問題，這些問題與前期內(nèi)容有哪些關(guān)聯(lián)，在整個(gè)課程中處于哪個(gè)位置。這些問題可以放在上一節(jié)課的預(yù)習(xí)類問題中，在本節(jié)課中讓學(xué)生組作答。然后讓學(xué)生組自己提出在預(yù)習(xí)中碰到哪些問題。最后把這些所有的問題都擺出來，開始一一分析和解決。本組提出的問題可以本組自己解決，也可以讓其他組解決，可以設(shè)定些“獎(jiǎng)勵(lì)”，如提出最具有代表性問題組、解決問題最好的組等等。

（3）預(yù)習(xí)類問題的設(shè)計(jì)

預(yù)習(xí)類問題主要是明確下一節(jié)課內(nèi)容需要解決哪些問題，這些問題與本節(jié)內(nèi)容有哪些關(guān)聯(lián)，在整個(gè)課程中處于哪個(gè)位置。而且要求學(xué)生組通過預(yù)習(xí)，提出幾個(gè)問題。

3.3 “操作系統(tǒng)”問題的解決及知識(shí)點(diǎn)掌握

在問題解決方面，將問題分為兩大類：理論性問題和實(shí)踐性問題。對(duì)于理論性問題，可以利用小例子來講解理論，并且盡量用自己總結(jié)的說法來代替這些抽象的理論定義。要求學(xué)生能用自己的話將這些理論描述出來。對(duì)于實(shí)踐性問題，可將組內(nèi)成員分成多個(gè)層次來解決由易到難的問題，然后相互討論、相互學(xué)習(xí)。比如，在實(shí)踐教學(xué)中選擇Linux操作系統(tǒng)作為操作系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，把實(shí)驗(yàn)分成三個(gè)層次， 由易到難依次為：（1）以Linux操作系統(tǒng)為平臺(tái)，結(jié)合理論知識(shí)理解操作系統(tǒng)的管家概念（操作系統(tǒng)管理硬件和軟件資源，對(duì)各類資源進(jìn)行合理調(diào)度），并掌握Linux操作系統(tǒng)的基本使用，包括圖形界面和命令行的使用。（2）基于Linux的編程。通過Linux的vi編輯器編寫進(jìn)程、進(jìn)程通信、內(nèi)存管理的相關(guān)程序，理解理論中提到的進(jìn)程概念、進(jìn)程通信方式、以及內(nèi)存用戶空間的使用。通過Linux編程進(jìn)一步理解操作系統(tǒng)中的概念和原理。（3）閱讀Linux的源碼。通過對(duì)源碼的閱讀，理解操作系統(tǒng)的加載、啟動(dòng)，以及內(nèi)部的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等相關(guān)問題。這一層次主要針對(duì)學(xué)有余力的學(xué)生， 可以引導(dǎo)學(xué)生綜合了解Linux操作系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)機(jī)制， 深入理解某專題的實(shí)現(xiàn)機(jī)理和過程， 創(chuàng)造性地構(gòu)造新算法、新模塊、添加新功能，這樣更有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)的興趣和主動(dòng)性， 訓(xùn)練其分析問題、解決問題的綜合能力， 培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

4 結(jié)束語

問題式教學(xué)是課堂上常用的一種教學(xué)模式，它是以問題為中心，將知識(shí)點(diǎn)融入到問題中，在學(xué)生分析問題、解決問題的過程中，逐步的掌握知識(shí)點(diǎn)，從而達(dá)到很好的教學(xué)效果。“操作系統(tǒng)”課程是一門理論結(jié)合實(shí)踐的課程，在課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)中，經(jīng)常會(huì)有同學(xué)學(xué)習(xí)困難，自主控制能力差，因此想到將學(xué)生分組，提出了基于問題的分組式教學(xué)，在教學(xué)實(shí)踐中，讓學(xué)生在課堂解決自己所發(fā)現(xiàn)的問題，還要加強(qiáng)引導(dǎo)，讓學(xué)生不斷挖掘問題，重視引導(dǎo)學(xué)生把問題的探索和發(fā)現(xiàn)延續(xù)到課尾，讓學(xué)生再提問題，以便課后進(jìn)一步地去探究、去解決，從而培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力與創(chuàng)新意識(shí)。

[1] 湯小丹等.計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)（第三版）[M].西安：電子科技大學(xué)出版社,2009.3.

[2]張建鳳.如何開展問題式教學(xué)[J].延邊教育學(xué)院學(xué)報(bào),2009,23（2）:107-111.

[3]尚旭峰.問題式教學(xué)的特點(diǎn)和實(shí)施要求[J].文學(xué)教育,2010,2:41.

2014-10-16

于群（1979-），山東農(nóng)業(yè)大學(xué)信息學(xué)院計(jì)算機(jī)系講師。 李勇（1977-），山東省泰安市岱岳區(qū)職業(yè)教育中心教師。

G434

A

1008—3340（2015）01—0078—03