米愛中

（河南理工大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 焦作市 454150）

設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)是近年來(lái)教育界新興的教育理念，他是一種在項(xiàng)目中學(xué)習(xí)知識(shí)并用于設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)方式，美國(guó)教授Doreen Nelson提出了設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)的概念，并應(yīng)用于K-12課程，取得了成功。隨后各國(guó)開始了設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)的研究和應(yīng)用，國(guó)內(nèi)學(xué)者鄭煒冬將設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)應(yīng)用于高校程序設(shè)計(jì)課程，提出一種循環(huán)的設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)模型：項(xiàng)目設(shè)計(jì)產(chǎn)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，學(xué)生因此獲取所需知識(shí)，然后通過實(shí)驗(yàn)分析歸納出一定的結(jié)論并產(chǎn)生新的思路，最后用這些思路去設(shè)計(jì)新的項(xiàng)目。王佑鎂等認(rèn)為設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)是一種基于項(xiàng)目研究的方法，同時(shí)也是一種基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)方法，學(xué)生可以通過項(xiàng)目完成學(xué)習(xí)任務(wù)。他還認(rèn)為設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)是一種依賴高度研究的基于項(xiàng)目和基于標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)方法。它為學(xué)生學(xué)習(xí)應(yīng)用技術(shù)提供一種更快的方式。

該學(xué)習(xí)方法的主體是學(xué)生，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)是設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)的目的，設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)重點(diǎn)不是關(guān)注學(xué)生的考試成績(jī)，而是學(xué)生的創(chuàng)造力和解決陌生問題的思考方法，這也是中國(guó)學(xué)生最缺乏的思維方式。因此對(duì)于操作系統(tǒng)課程改革，使用設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)的方式是十分必要的。

一、設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)的內(nèi)涵

設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，自主創(chuàng)新能力。該方法第一步是啟發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，這是設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)關(guān)鍵的一步，決定后續(xù)步驟實(shí)現(xiàn)與否，該步驟一般采用項(xiàng)目學(xué)習(xí)的方式。而采用什么類型的項(xiàng)目并無(wú)具體說明，本文認(rèn)為應(yīng)該采用簡(jiǎn)單有趣，易學(xué)易會(huì)的原則作為選擇項(xiàng)目的基本原則。只有學(xué)生看到項(xiàng)目后就有一種了解的沖動(dòng)，才能帶動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)其中的知識(shí)。然后就是在項(xiàng)目中學(xué)習(xí)知識(shí)，學(xué)生對(duì)于項(xiàng)目的興趣會(huì)引導(dǎo)自己了解如何完成這個(gè)項(xiàng)目，大學(xué)課程中如果開設(shè)手把手開發(fā)掃雷游戲這種選修課，選修的人一定很多。項(xiàng)目要分解成一個(gè)個(gè)具體功能，從最簡(jiǎn)單開始學(xué)習(xí)，一步步實(shí)現(xiàn)整個(gè)項(xiàng)目，這對(duì)想學(xué)習(xí)編程和操作系統(tǒng)的學(xué)生是很有幫助的。設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)最終的目的就是設(shè)計(jì)，也就是將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用，開發(fā)一個(gè)新的項(xiàng)目或者改良現(xiàn)有的項(xiàng)目。

綜上可以看出，（1）設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)是一種基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，沒有項(xiàng)目引導(dǎo)，難以完成學(xué)習(xí)要求。（2）設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)最關(guān)鍵的一步是啟發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。（3）設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)的目的是設(shè)計(jì)，創(chuàng)造性的將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用在項(xiàng)目中。

二、設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)與操作系統(tǒng)課程

操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵組成部分，負(fù)責(zé)管理與配置內(nèi)存，決定系統(tǒng)資源供需的優(yōu)先次序，控制輸入與輸出設(shè)備，管理文件系統(tǒng)等基本任務(wù)。高校開設(shè)操作系統(tǒng)這門課程，主要目的是讓學(xué)生了解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的原理和基本功能幫助學(xué)生以后能夠開發(fā)出優(yōu)秀的軟件。操作系統(tǒng)一直比較難學(xué)的計(jì)算機(jī)課程，教學(xué)效果也一直不是很理想。設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)是十分適用于這種應(yīng)用型課程的，可以通過一個(gè)個(gè)項(xiàng)目來(lái)促發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓他們了解了這門課程的魅力，自然可以提高學(xué)習(xí)效果。一般操作系統(tǒng)教科書中，都介紹了系統(tǒng)的主要功能，全面而不細(xì)致，學(xué)生學(xué)習(xí)完之后也弄不清楚操作系統(tǒng)的原理，因此這種粗陋的教學(xué)方式必須要摒棄，采用新式的設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)方法，從一個(gè)小項(xiàng)目著手，搞明白一個(gè)功能，其他的知識(shí)自然而然就解決了。

三、操作系統(tǒng)課程教學(xué)中的問題

呆板的教學(xué)方式，書本學(xué)習(xí)一直是計(jì)算機(jī)相關(guān)課程的主要教學(xué)方式，這種方式弊端很大，計(jì)算機(jī)課程是動(dòng)手實(shí)踐的課程，理論都反應(yīng)在代碼上，雖然上課學(xué)習(xí)的很明白，操作起來(lái)并不像想象中那么簡(jiǎn)單，學(xué)習(xí)編程語(yǔ)言通過課本學(xué)習(xí)也可以起到入門的作用，但是操作系統(tǒng)不同于其他計(jì)算機(jī)課程，理論很抽象，微軟操作系統(tǒng)的內(nèi)核代碼是封閉的，這使得我們學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)更加困難，如果學(xué)校采用單一的書本講授方式會(huì)讓這個(gè)課程更加的晦澀難懂，學(xué)生學(xué)習(xí)完這個(gè)課程也不會(huì)懂得操作系統(tǒng)的原理。

缺乏深厚的基礎(chǔ)基礎(chǔ)，高校計(jì)算機(jī)課程本身實(shí)踐性不強(qiáng)，例如匯編語(yǔ)言，C語(yǔ)言，JAVA語(yǔ)言等只開設(shè)一個(gè)學(xué)期的課程，學(xué)生學(xué)習(xí)完之后過段時(shí)間就會(huì)忘掉許多知識(shí)，而操作系統(tǒng)卻需要不少知識(shí)作為鋪墊，例如匯編語(yǔ)言，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等，知識(shí)沒有形成一個(gè)整體，增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，很多學(xué)生學(xué)習(xí)這門課程時(shí)基本不懂老師在講什么。

實(shí)踐環(huán)節(jié)薄弱，這是計(jì)算機(jī)相關(guān)課程的通病，高校雖然都會(huì)開設(shè)一定課時(shí)的實(shí)踐，安排方式卻不恰當(dāng)，往往是課本學(xué)習(xí)之后才開始實(shí)踐，實(shí)踐中基本的循環(huán)語(yǔ)句好多學(xué)生都記不起來(lái)，操作系統(tǒng)的理論難度要大于一般性課程，實(shí)踐課更是想不起所學(xué)知識(shí)，即使翻書也解決不了實(shí)踐中碰到的問題。

操作系統(tǒng)教材難以理解，由于核心代碼沒有開源，專業(yè)計(jì)算機(jī)人才也不知道系統(tǒng)內(nèi)核的情況，加之教材偏向于理論，增加了知識(shí)的抽象性，學(xué)習(xí)難度驟然增大。

四、基于設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)的操作系統(tǒng)課程改革探析

第一，選擇合適的輔助教材，教材作為一種學(xué)習(xí)資料是不可或缺的，設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)的開端主要是啟發(fā)學(xué)習(xí)興趣，輔助教材的作用就是多個(gè)項(xiàng)目的注解和知識(shí)簡(jiǎn)介。學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)可以先從文件管理的開發(fā)項(xiàng)目開始，分解成一個(gè)個(gè)子項(xiàng)目，從GDI繪圖，集合類等大的方向和一些API函數(shù)這些小的內(nèi)容，慢慢學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)一個(gè)操作系統(tǒng)的分支功能，學(xué)生看到一個(gè)建議的文件管理工具，會(huì)感到很有趣，引導(dǎo)他們從繪圖開始，慢慢實(shí)現(xiàn)所有的功能。

第二，貫通始終的理論學(xué)習(xí)，在設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)中，一切學(xué)習(xí)都是圍繞項(xiàng)目的，根據(jù)項(xiàng)目學(xué)習(xí)需要的理論，這也是自學(xué)的主要方法，往往一個(gè)項(xiàng)目中所需要的方法和理論是多樣的，文件管理需要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，C語(yǔ)言等理論的綜合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)一個(gè)功能需要學(xué)習(xí)很多不同種類的知識(shí)，教師可以根據(jù)學(xué)生的反饋信息，具體的詳解部分知識(shí)，以問題為導(dǎo)向的聽課效果比平時(shí)高很多。在項(xiàng)目中學(xué)習(xí)知識(shí)，在學(xué)習(xí)中產(chǎn)生疑問，這就是理論知識(shí)學(xué)習(xí)的良性循環(huán)。

第三，基于設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)的操作系統(tǒng)課程教學(xué)模型，第一步是設(shè)計(jì)一個(gè)個(gè)單一知識(shí)點(diǎn)的子項(xiàng)目，這些子項(xiàng)目都是一個(gè)項(xiàng)目的組成部分，方便后續(xù)的綜合開發(fā)。教師要演示子項(xiàng)目的開發(fā)過程，學(xué)生可以按照老師去做，這種形象化教學(xué)可以讓學(xué)生更容易接受抽象的原理，教師可以布置一些相關(guān)子項(xiàng)目檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果，可以計(jì)入平時(shí)成績(jī)。第二步建立一個(gè)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系，完全按照綜合項(xiàng)目的完成率作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，每次課程都是一個(gè)子項(xiàng)目的開發(fā)，很容易得到學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果，力求每個(gè)學(xué)生都能學(xué)會(huì)。第三步是團(tuán)隊(duì)開發(fā)，團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力也是設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)的目的。一個(gè)學(xué)習(xí)小組可以自由的選擇項(xiàng)目進(jìn)行開發(fā)，開發(fā)完成率也可以計(jì)入學(xué)習(xí)成績(jī)。第四步是成果展示，進(jìn)一步鼓勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)造能力，把已經(jīng)成型的產(chǎn)品推廣使用，有的甚至可以申請(qǐng)校方投資創(chuàng)業(yè)，這些都是由前例的。

作為一種新興的教育方式，設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)方法尤其適合中國(guó)的高校課程改革，它以團(tuán)隊(duì)協(xié)作，創(chuàng)新能力和自主學(xué)習(xí)能力為培養(yǎng)目標(biāo)，這正是我們當(dāng)代學(xué)生所缺乏的，而操作系統(tǒng)課程是一門應(yīng)用型課程，可以運(yùn)用設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)方法，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。文中概述了設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)方法，分析了高校操作系統(tǒng)課程的弊端，并提出一些整體改善建議和一個(gè)課程教學(xué)模型。

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