一、教学理念与教学设计

1)学生为本

所有的教学改革和教研活动最终的受益者应该是学生,应屏弃“重形式,轻内容”的轻浮手法,追求的效果应是使学生“愿学、会学、学会、会用”。因此,遵循的原则是“内容为主、形式为辅”。在了解学生的知识基础,学习风格和学习动机的基础上,进行系统化教学设计。通过优选的内容、优秀的教师和优质的实践项目调动学生的认知内驱力;通过构建多元的学习环境和学习方式,在不同的教学阶段有针对性地选择合适的教学辅助材料,满足不同学生的学习,达到因材施教。按照主导-主体的教学设计模式,以建构主义、认知主义、人本主义等学习理论为指导、对学习者特征、学习需要、教学目标、教学策略和方法、教学内容的选择、学习环境、教学评价等教学要素进行分析和设计,重视学生自主学习、协同学习和研究性学习等学习环境和资源的设计和开发。

我们没有盲目地编写教材,而是选择了高等学校工科电子类规划精选系列教材和新世纪计算机类本科系列教材作为我们的教材,高教出版社引进的优秀英文教材《Applied Operating System Concept》作为辅助教材。

2)用内容的魅力吸引学生

操作系统是重要的计算机系统软件,同时也是最活跃的学科之一,其发展极为迅速。在教学内容方面注意跟踪面向21世纪教学内容改革的新动向,不断更新教学内容,介绍了近年来引入或广泛使用的技术,如微内核结构、线程等,随着网络的广泛使用,还增加了网络操作系统和系统安全性保障的内容。

用心去总结专业知识的认知规律,用不断刷新的内容扩大同学们的眼界,激发学习的欲望和兴趣,用精心设计又联系实际的例子启发同学的创造性思维,使难讲、难学、难理解的操作系统教学变得既内容丰富又生动形象,既富有逻辑性又有趣味性。合理安排了习题课,精选例题与习题进行分析,进一步加强了对理论知识的理解。目前,在计算机专业,操作系统课程已成为最受学生欢迎的、最具有吸引力的和上座率最高的课程之一。

3)形式为辅

简单地将讲课的文字翻写到PPT“课件”上的作法是不可取的,老师讲课变成坐着念“课件”的方式是无法容忍的。我们将“课件”教学和传统的板书式教学相结合,传统为主,“课件”为辅。重点及难点内容采用传统的板书式教学,强调思维和理解的过程,吸引学生的注意力。同时,将利用操作系统 CAI课件将枯燥难懂的部分进行展现和形象说明,提高学习兴趣。

4)引入自主学习和研究性学习环境

课题组集成了“教材”,“《操作系统常见题解析及模拟题》”,“《操作系统课程设计指导书》”,“智能组卷系统”等教学团队创立的资源,设计开发了操作系统网络教学辅助平台..,全面系统地综合了各种教学手段,充分利用网络为学生提供更多的学习资源。平台中的教学课件方便学生对学习内容的掌握;在线讨论和答疑教室增强学生和学生、学生和教师之间的交流,实现了互动学习;练习与考试系统具有课题组编写的完备的试题库,可自动评分,能及时地检测学生对所学知识的掌握程度;作业的在线提交与批改能够反馈学生的理解和动手情况。
二、各种教学方法的使用情况

在操作系统教学中,采用课堂讲授、多媒体教学和网络教学相结合的授课方式。常用的教学方法包括启发式教学法、案例式教学法、讨论法、演示法、讲授法、发现法、项目实践法、实验法,网络环境下的探究式学习和协作式学习等。例如通过讲授法、演示法和实验法讲解进程和线程部分的知识,首先讲解线程与进程差别、进程调度、切换时机和方法,再利用程序演示进程创建和结束,观察系统中进程的属性和轮换,并在课后实验中实现多线程编程;通过启发式教学和讨论法讲授存储管理技术、调度与死锁,讲解同步互斥原语,引导学生找出并发受限和不能互斥的不足。通过发现法和网络探究式学习的方式学习设备管理模块的知识;通过讲授法、讨论法和网络协作学习讲授网络操作系统部分的知识。教学效果良好,改变满堂灌的教学方式,活跃了课堂气氛,激发了学生的创新能力和创新意识,提高了教学效果。
三、上课学生规模

目前开设操作系统课程的专业主要包括信息科学与工程学院的计算机科学与技术专业、信息安全专业和教育技术学专业,理学院的信息科学与计算科学专业,里仁学院的计算机科学与技术专业。本课程是计算机科学与技术和信息安全两个专业的必修课,上课学生总规模每年约550人。
四、信息技术手段的应用及效果

课堂教学采用“粉笔+黑板”和“多媒体投影+CAI教学软件”相结合的模式,针对不同的知识点选择具体的教学手段。

(1)利用CAI系统,提高课堂教学效果

利用CAI教学软件辅助课堂教学,结合黑板板书,既增加课堂的信息量,又使课堂变的更加生动。将课程中的重点和难点问题通过动画或视频的形式展示出来,便于学生理解和。将难以直接用语言解释清楚的问题通过多媒体形式演示出来,使问题题更加具体。CAI给学生课下预习和复习提供了辅导资源。CAI系统的御用既提高了学生掌握知识的效率,又能够激发学生的学习兴趣,受到了学生的认可和欢迎。

(2)建设自主学习平台,拓展学生学习和师生交流空间

该网络学习平台集在线学习、资源下载、学习交流、信息发布、网上答疑、作业管理、在线考试、协同学习于一体。为学生的学习提供了丰富的数字化资源和环境,如课程的教学大纲、任课教师简介、电子教案、有声在线学习、课程设计指导、实验指导、形成性和总结性练习、教学录像、辅导资源、答疑教室、知识拓展和在线讨论等。学生可以任何时间和地点在该平台上学习,并可以与任课教师进行网上实时交流,发布个人的学习心得、成果和体会。该平台的应用,为学生和教师建立了课外学习、辅导和交流的空间。教师可以发布信息,指导学生学习,学生可以在该平台进行自主学习或协同学习,从该系统下载资源、拓展知识。该平台已经投入使用3年,大量的教学组织、辅导、答疑活动在该平台上实用化,作业的布置、提交和批改全部在网上进行,该平台成为老师辅助教学,学生自主学习的优良环境。

(3)“燕山大学-英特尔多核技术实验室”与虚拟搭建技术相结合构建课程设计和实验平台。

学生连续两年在多核技术实验室进行操作系统课程设计和实践学习,通过设计综合性实验课题,为学生提供综合运用知识、培养科研素质,提高学生的自主学习能力和创新能力的机会。综合实验的验收采取演示、讲解和答辩相结合方式,使学生的科研能力和人文素质得到全方位的锻炼。
五、考试与成绩评定

该课程是考试课,采用(笔试)闭卷考试方式,在《操作系统常见题解析及模拟题》的基础上,建立了不断完善的具有丰富试题类型和题量的试题库。在考核学生是否掌握课程基本概念和基本原理的基础上,加大分析类、评价类题目的比重,以考核学生运用知识解决问题的能力。为保证考试内容的全面性和科学性,采用了多元量规评价方法。对于实验环节,注重评估实验步骤的科学性和实验结果分析的准确性。

考题设计的指导思想是注重能力的考核,而不是记忆的考核。因此在考题中没有什么是XXXX, 什么叫XXXX的概念题,而是采用“单选择、多选择、判断正误、简答、解答”五种题型的进行考核,考试内容强调大题量、全覆盖、强重点,题量在50道以上。课程设计设置为单独一门课程,考核方式为提交课程设计说明书,上机演示答辩,在课程设计指导书给出了明确的、合理的评分和验收标准。作业、考试等教改举措。