基于SPOC的操作系统原理混合式教学研究.pdf

111 随着信息技术和移动智能终端的快速发展，教育现代化已经来临，自慕课开创远程数字化时代以来，混合式教育模式已引起了社会的广泛关注，从2012 年开始，以在线课程为核心的互联网公司纷纷涌现并飞速发展，Coursera、edX 等公共网络教学平台集合了国际名校大量免费、高质量的课程，为学习者提供在线支持。MOOC（慕课）作为一种现代化线上教学平台，具有如下优点：（1）具有依托的在线平台，拍摄课程可以循环利用，教师不再需要重复授课；（2）满足碎片化学习需要，慕课以知识点的形式呈现课程，学生可以充分利用业余时间进行学习；（3）突破传统课程时间、空间的限制，足不出户即可学到众多高校的课程，学习资源丰富；（4）突破课堂限制，要求学生有较高的自律能力和自主学习能力，按时完成在线课程学习。但 MOOC 也存在不足，如缺乏传统课堂中的及时交互氛围，难以满足分层教学的需求，要求学员具有较强的自律能力等，据统计，MOOC仅有不足 10%的学员能坚持完成课程学习，教学质量不高。加州大学伯克利分校的阿曼德福克斯教授在2013 年提出了 SPOC（Small Private Online Courese）的教学模式，又称小规模专有在线课程或私播课。SOPC 融合 MOOC 的主要优势，并将在线教学和课堂教学有机结合，通过在线教学教授理论知识，课堂教学交流互动，使得授课变得更加灵活方便1，目前，SPOC 已经成为智慧教育的新趋势，被众多师生所接受。哈佛大学早在 2013 年就对三门课进行了SPOC 实验，加州大学伯克利分校、麻省理工学院和科罗拉州立大学等也对不同课程进行了 SPOC 实验，目前国内大学也纷纷加入SPOC的实验行业，通过国内外不同高校对 SPOC 的实验证明，学生课堂学习的投入程度增加，教学质量得到了有效提升。收稿日期：2022-07-22基金项目：2019 年贵州省高等学校教学内容和课程体系改革项目（2019139）；遵义师范学院培育项目（JKPY006）作者简介：杨茂强，男，贵州遵义人，遵义师范学院信息工程学院副教授，硕士，主要从事软件可靠性研究。基于 SPOC 的操作系统原理混合式教学研究杨茂强，成爱民，蔡春梅（遵义师范学院 信息工程学院，贵州 遵义 563006）摘要：在网络技术和移动智能终端快速发展的时代，互联网+教育已经成为高等教育教学改革的有力推手，作者将线上线下教学进行有机结合，构建了基于 SPOC 的线上线下混合式教学模式，并以操作系统原理课程教学为实践。结果证明，该混合式教学改革教学效果显著，能有效提高课程教学的质量。关键词：SPOC；混合式；教学研究；操作系统中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1009-3583（2023）-0111-03Research on blended teaching of operating system principlebased on SPOCYANG Mao-qiang,CHENG AI-min,CAI Chun-mei(School of Information Engineering,Zunyi Normal University,Zunyi 563006,China)In the era of rapid development of network technology and mobile intelligent terminals,internet+education has become apowerful driver of higher education teaching reform.The author organically combines online and offline teaching,builds an online andoffline blended teaching mode based on SPOC,and takes the teaching of operating system principles as practice.The result shows thatthe teaching effect of the blended teaching reform is remarkable and can effectively improve the quality of course teaching.SPOC;blended style;teaching research;operation system第 25 卷第 2 期2023 年 4 月遵义师范学院学报Journal of Zunyi Normal UniversityVol.25,No.1Apr.2023 112 第 25 卷第 2 期遵义师范学院学报2023 年 4 月1 混合式教学模式概述混合式教学模式是对传统教学模式的突破，是基于建构主义学习理论指导，运用现代化信息技术手段，实现对多样化教学资源的开发、整合与利用，将传统的线下课堂教学内容与网络在线教学实现深度融合2。本文中的混合教学模式，指的是基于SPOC平台的多模态教学，“混合”的是小型在线课程平台与多模态教学模式3，混合式教学突破了时间和空间的限制，主要体现在课前自主学习、课中互动教学、课后巩固复习，是对课堂教学的一种延伸。既能调动学生的学习积极性和主动性，又能体现课程教学中教师的主导作用，是高校教学改革发展的新方向。2 教学模式设计本研究以操作系统原理为例。操作系统原理是一门综合性很强的专业基础课，在计算机专业知识体系中起着承上启下的作用，它既能巩固程序设计基础、数据结构等已学课程知识，又能引导学生进一步理解计算机系统的工作原理，让学生初步掌握复杂软件的设计方法，为后续专业课程的学习奠定坚实的技术基础。课程具有内容多、涉及面广、概念抽象、不易理解等特点，是计算机专业中难教、难学的课程之一。为了有效地调动学生学习课程的积极性和主动性4，我们对该课程的教学模式进行了全面改革，将课程的教学分为线上与线下相结合的混合教学模式，教学模式设计如图 1 所示，共分为教学内容设计、学情分析、教学活动设计和评价机制设计共四个步骤。图 1 教学模式设计3 教学内容设计根据我院人才培养方案的要求，该课程的教学学时为48学时，教学周为16 周，周学时为 3，结合我院学生的实际情况，对课程的教学内容进行了划分，分为课堂教学和线上教学两部分，详细教学内容划分如表 1 所示。表 1 课程内容及学时分配表章节学时教学内容（要点）教学形式1概述2学时操作系统功能、特征、层次结构课堂讲授1学时操作系统的类型线上教学2进程管理6学时进程的基本概念、进程的状态转换、进程同步机制、PV操作、经典的进程同步问题、进程间的通信课堂讲授3学时进程图、进程的创建与撤销、线程线上教学3处理机管理8学时调度的基本概念、调度队列模型、进程调度算法、实时系统调度、死锁基本概念、死锁的预防、银行家算法、死锁定理课堂讲授4学时调度准则、调度算法、死锁的解除线上教学4存储管理6学时程序的装入与链接、分配算法、基本分页、分段、请求分页、页面置换算法课堂讲授3学时分区操作、段页式存储管理、请求分段线上教学5设备管理6学时I/O 控制方式、缓冲技术、设备分配课堂讲授3学时I/O的分类、SPOOLING技术、磁盘调度算法线上教学6文件管理4学时文件、文件结构、文件存储空间管理、文件外存分配、文件共享与链接课堂讲授2学时文件类型、文件分配表 FAT线上教学从表 1 可以看出，本课程三分之一的学时和教学内容被划到了线上，这样的划分便于课程教学。4 学情分析在开课前首先对学生进行学情分析，由于该课程是在第三学期开设，所以对学生的学情分析并不难，该研究主要从学生现有的知识结构、学习目标和学习环境等三个方面进行分析。在课程教学中，学生现有的知识与即将获得的知识是密切相关的，根据学生现有的知识结构合理安排教学内容，有助于培养学生对新知识的接受能力。在学生现有知识结构的基础上，制定合理的课程学习目标，必要时可以实现分层学习目标，便于分层式教学的实现。根据学习目标，选择合适的学习环境，主要是线上教学环境的选择，该课程目前仅限于本校学生参与，故属于小规模私有课程，在线上教学部分采用超星学习通平台。学习通跟其他同类产品相比，最大的一个优势是资源，包括课程、视频、电子书、期刊、论文等等。而所有资源都可以供用户免费使用，同时具有完备的教学模块，如课前的通知、班级群聊、资料发放、课中互动、签到、投票、问答、测试等等，还提供了一平三端（即云平台、教室端、移动端和管理端）功能去实现智慧环境下教学新生态的构建，教师可利用平台进行上传课程资源、课堂二维码签到、推送通知消息、发布任务点、布置和批改作业、开展讨论、答疑解惑以及课堂测试等一系列教学活动,全方位辅助教学整 113 个过程。5 教学活动设计教学活动分为线上和线下两个环节，线上教学以学生自主学习为主，教师课前在学习通上发布相关教学资料并布置学习任务，教学资料应多样化，可以是视频、文档、音频、图片、素材等；学习任务可以是讨论、抢答、测验、练习、报告、小组实验等。学生在学习了给定资料后才能完成任务，任务可以穿插在学习资料中，也可以单独给出，教师可以适时补充学习资料，可以实时在线监督学生学习情况和任务完成情况，学生在学习过程中也可以与教师进行互动交流。为了提高学生学习的积极性和主动性，教师可以根据学习内容发布一些趣味性的问题，引导学生积极发表自己的观点和看法，积极参与到课程教学中来，营造浓厚的学习氛围，并启用“督学”功能，提醒学生按时完成“任务点”中的任务。通过设置章节测验，检查学生的学习效果，了解学生的学习情况，对章节测验成绩不达标的学生进行单独辅导，达到分层教学的目的，从而提高学生自主解决问题和独立思考的能力5，线上教学活动设计如图 2 所示。图 2 线上教学活动课堂教学活动以翻转教学、互动教学等方式为主，一方面讲授线下教学内容，另一方面对线上学习内容进行答疑，由于三分之一的内容学生已经在线上进行了学习，所以课堂互动的时间相对比较宽裕，能有效开展课堂教学活动，让多数同学都参与到课堂互动中来，从而有效提高了课堂教学的质量。6 评价机制为了提升课程学习的深度和广度，全面考核课程的学习效果，课程的考核方式采用线上与线下相结合、过程评价与结果评价相结合、学习态度与学习成果相结合等多结合考核方式，通过学生线上学习记录、参与讨论、作业完成、任务完成等，考核学生的学习过程、学习态度和学习能力等，期末考核则考查学生学习的效果。线上线下相结合的考核机制，更能全面评价学生的课程学习情况。7 教学效果该课程自进行混合式教学改革以来，教学效果逐年向好，线上课程资源也在不断丰富，目前线上题库量已达 2000 余道，资料库、试卷库、作业库等资料已完全满足课程教学需要，近三年学生对课程的评价和课程教学效果都在逐年向好。近三年学生评教结果和成绩统计如图 3 和图 4 所示。图 3 近三年学生对课程评价图 4 近三年学生成绩统计8 结语基于 SPOC 的混合式教学，利用学习通平台完成线上教学的学习，打破了时间和空间的限制，学习通平台的课前预习、课中答疑探讨、课后复习巩固等功能，增进了学生对课程的完整体验6。通过实践表明，基于 SPOC 的混合式教学模式具有一定的应用价值，在教学实践中取得了较好的教学效果，但教学改革是一个长期的过程，在今后的教学中仍需不断完善。参考文献：1于群,王秀丽,王雅琴.“SPOC+雨课堂”混合式操作系统实验教学研究与实践J.山东农业工程学院学报,2022(3):115-118.2蒲静.基于SPOC的线上线下混合式“金课”教学模式的实践研究J.黑龙江教师发展学院学报,2022(3)：40-42.3吴玉花.基于 SPOC 平台的混合教学模式的实证研究J.宁夏大学学报,2022(1):197-203.4陈宝国,陈磊,邓明.基于“学习通”平台的混合教学模式研究与实践以操作系统课程为例J.计算机教育,2021(2):85-88.5于晓飞.操作系统课程线上线下混合式教学改革研究J.海外文摘,2021(19):92-93.6贾美娟,邵国强，李欣，等.基于MOOC+SPOC的 计算机网络原理 课程教学新模式探究J.创新教育研究,2022(5):985-992.（责任编辑：徐国红）杨茂强等基于 SPOC 的操作系统原理混合式教学研究