前言：寻找写作灵感？中文期刊网用心挑选的操作系统教学中支架搭建的学导式教学法的探索与实践，希望能为您的阅读和创作带来灵感，欢迎大家阅读并分享。
摘 要：本人通过十多年对《操作系统》课程的教学和研究，提出一种“基于支架搭建的学导式教学法”，在教师引导，学生自主学习的过程中，所有的教学环节都是以学生为主体，实践表明，采用该教学模式讲授操作系统课程，不但使学生容易掌握操作系统的基本原理、实现机制和基本算法，而且有利于培养学生的学习能力，激发学生的求知欲，从而培养学生的独立探索和创新能力。
关键词：支架搭建；学导式；操作系统 ；引导；主体
一、引言
1.1操作系统课程的特点
操作系统是计算机系统中不可缺少的最底层系统软件。是“计算机专业”的一门必修课，学习操作系统可为学生较全面的建立起关于计算机系统的概念。本课程从资源管理和用户接口等角度介绍操作系统的基本原理、实现机制和基本算法等。并结合目前的典型操作系统进行具体分析，加深对操作系统基本原理的理解和认识。课程中有许多必须掌握的重点和难点。其特点是理论知识多，概念性强，涉及相关课程多，抽象，枯燥，难学。
1.2操作系统课程的教学现状
目前大多数学生感觉只要会用操作系统就行，学习操作系统原理好象用处不大。这就降低了学生的积极性，造成部分学生从心理上对该课程并不是很重视，学生学习就没有动力。同时，操作系统原理与硬件关系较大，在实验中，实现易于操作和理解的系统化的实验体系较难，教学方法单一，一般的操作系统教材大多是以抽象的原理叙述为主，理论往往与实际应用融通不够，造成理论与实践脱节，讲解过程中缺乏对知识点的串联和实例化的讲解，使得学生学完操作系统课程后，无法把所学知识与目前常用操作系统联系起来，更无从实现操作系统的功能了。学生得不到感性认识，难以引起学生的兴趣和主动性。
在和师生的交流中，普遍反映计算机操作系统课程难教也难学，枯燥而繁杂的理论，往往又不能真正应用于操作系统的现实中，纯粹是各种原理和算法的罗列，教与学两方面都觉乏味。特别是网络的迅速发展促使计算机操作系统有了较大发展,必然对“计算机操作系统”教学有着更新更高的要求。而高校计算机操作系统的教学在教学模式、教学方法、教学内容、上机实验等环节上都满足不了实际需求。再加上课程自身的原因和目前的教学方法和教学环境等因素，因此对《操作系统》课程进行教学改革势在必行。
本人通过十多年对《操作系统》课程的教学经验和研究，提出一种“基于支架搭建的学导式教学法”，简单的说，就是按照学生的智力，为学生建立理解问题的构架——>组成知识的概念框架——>学生参与，教师引导，师生互动——>分析难点重点得出结论——>归纳总结的方法，这种教学方法，把支架教学、问题教学和学导式教学有机的结合起来，从而提高学生的自学能力、分析问题的能力、解决问题的能力和逻辑思维能力。
二、改进课堂教学模式
2.1搭建操作系统课堂新型教学模式
课堂教学是教学中普遍使用的一种手段，它是教师给学生传授知识和技能的全过程，它主要包括教师讲解，学生问答，教学活动以及教学过程中使用的教具。课堂教学是素质教育的主阵地，但传统课堂教学有很多不足，例如忽视了学生的课堂主体，教学方法单一，枯燥，容易使学生失去学习兴趣，不利于学生对教学难点的掌握。使学生丧失了学习的主动性、自主性和创造性。本人结合操作系统课程的特点和目前教学过程中表现出的不足，经过长期教学实施和研究的积累，建立“基于支架搭建的学导式”的教学讲授模式。逐步形成了卓有特色和成效的创新人才教学方法，并逐步建立了完善的实施管理体系，提高了教学效果。
1、基于支架搭建的学导式教学法的理论基础
支架式教学是建构主义的一种教学模式。支架式教学法的定义也很多。目前，比较有影响、流行的定义源自于欧共体“远距离教育与训练项目”(DGXⅢ)的有关文件。支架式教学被定义为“支架式教学应当为学习者建构对知识的理解提供一种概念框架(conceptual framework)。 这种框架中的概念是为发展学习者对问题的进一步理解所需要的，为此，要先分解学习任务，以便于把学生引入更深入的理解。[2]”支架式教学法认为恰当的教学应该从教师的外部辅导到学生的自我内化这一次序进行。它是以学生为中心，教师为学生提供学习支架的一个教学过程，学生利用情境、协作、会话等学习环境要素充分发挥他们的主动性和积极性，把学习的控制权逐渐由教师转移给学生自己，最终达到使学生有效地实现自我学习的方法。从支架的表现形式来看：可以分为范例、问题、建议、工具、图表等。在实际授课过程中，采用哪种支架教学法，应该围绕当前学习的主题，按“最临近发展区”的要求，建立相应的支架，将学生引入一定的问题情景，也就是进入支架的某个层次，再由教师启发引导，学生独立探索，从而确定与概念相关的各种属性，掌握当前学习的重点和难点。
学导式教学法既是一种教学法，同时也体现一种教学组织模式。学导式教学法突出学生自学、教师引导的思想。学导式教学法是在教师指导下，学生进行自学的一种方法。是一种充分重视教学过程中“学”的因素的教学。学导式教学模式真正把学习的主动权交给了学生，同时也把学好这门课的责任交给了他们。在充分发挥学生主动性的基础上，教师采用各种教学手段创造条件、积极引导，为使学生主动探索，开发智力，发展体能，成为学习的真正的主人。学导式教学法突出学在导前，先学后教，让学生“学”在前面，积极进行“自学和解疑”，这都是以学生为主体的活动，让学生充分利用自己的潜能去主动获取未知的知识[3]。#p#分页标题#e#
基于支架搭建的学导式教学法是支架式教学和学导式教学方式的一种有效结合。教师需要在课前明确教学主题的目的和重点难点，估计学生的理解能力和学生的知识层次，为学生搭建有效学习的支架，然后引导学生思考问题，分析问题和解决问题，在此模式的教学过程中，能够有效调动学生的积极性，提高学生的学习兴趣，是老师和学生之间实现了双向互动，课堂气氛活跃，教学效果明显。
2、基于支架搭建的学导式教学法的教学模式
教学改革研究小组成员结合教学实践，在十多年的教学研究过程中，改革了计算机操作系统课程中传统的教学模式，设计并实施了“基于支架搭建的学导式教学法”的教学讲授模式。如图1所示。
图1基于支架搭建的学导式教学模式
该模式的教学中，将计算机操作系统课程的系列内容搭建成一个个支架，让学生首先体验学习主题的任务情景，并产生任务意识，以“疑“为主轴，学为主体，探讨问题的原因及解决办法，学生可以选择不同的学习方式，可以利用网络资源自主学习，也可以“学生和学生”之间、“老师和学生”之间小组讨论的形式进行协作学习，或者进行探索与研究问题的探究性学习。教师在教学过程中的主要职责是引导学生进入自主学习的状态，培养、锻炼、提高学生“自主、协作及探究”的学习能力。使学生主动探索，成为学习的真正的主人[4]。该模式具有以下几个方面的特征： “支架式”教学策略的运用为学生的有效探究提供了支持和帮助，能够使学生对每个学习主题有一个整体的认识，并形成对事物的概念框架；学导式促进学生的全面发展，学导式让学生不仅学会知识，还要运用知识，还要会动手、动脑；激发了学生的学习兴趣，提高了课堂效率，发展了学生的思维，也在一定程度上提高了学生的科学素质；在具体教学中，还设计并实施了“问题探究”与“协作学习”相结合的“互动”理论课堂教学模式，同时结合实践教学，形成一套自主学习与协作学习的教学模式。
2.2基于支架搭建的学导式教学法的实施过程
基于支架搭建的学导式教学法“按照学生的智力，为学生建立理解问题的构架——>组成知识的概念框架——>学生参与，教师引导，师生互动——>分析难点重点得出结论——>归纳总结的方法”展开教学内容，在教师引导，学生自主学习的过程中，所有的教学环节都是以学生为主体，，这样有利于培养学生的学习能力，激发学生的求知欲，从而培养学生的独立探索和创新能力。
在操作系统课程里，应根据课程内容的不同，搭建不同类型的支架，然后教师采用学导式教学法，学生参与，教师引导，师生互动，分析难点重点得出结论，最后归纳总结，完成整堂课程的教学，譬如：在讲解进程同步问题时，应搭建一个案例支架，以病人去医院看病为例，看病过程可以看成是两个活动：化验活动和诊断活动，这两个活动就是两个进程，化验单和化验结果类似与进程同步问题中的信号量。在讲解进程调度算法时，也可以用日常生活中在车站排队等搭建案例支架；又譬如在“操作系统”课程中,“多道程序设计技术”、“进程”、 “线程”、 “紧凑技术”等很多概念和技术的引入都有它的原因，在讲解这些概念时可以搭建问题支架：为什么要引入这些概念和技术？他们能解决什么问题？是如何解决的？解决后又会带来什么样的新问题？在这种特定主题的学习中，教师可以预期学生可能遇到的困难时，对支架问题进行适当设计是必要的。这样我们对任何一个概念的讲解和任何一种技术的引进，都努力去搭建问题支架。有问题的提出，就有引发思考和争论，就能启动学生的思维，就会活跃课堂气氛，也就不再感觉操作系统“枯燥和乏味”了。这样就把抽象难懂的理论讲得生动活泼, 使学生能抓住重点,感觉课堂讲授有趣味。因此把“问题”引用到学导式教学中，搭建问题支架，引导学生发现问题，对于培养他们的问题意识，提升他们的创新能力有一定的作用。
三、基于支架搭建的学导式教学模式在操作系统课程中的实现
3.1要把握操作系统课程中的教学重点和难点
操作系统原理课程是以“操作系统的五大功能”为主线，贯穿整个教材的，通过多年操作系统课程的教学实践,我们认为在该课程学中应注重把握操作系统课程中的重点和难点。典型的重点和难点内容有： 单道与多道、并发与并行、同步与互斥、设备缓冲等概念的理解与区别；进程同步与互斥中的信号量机制、进程调度等算法的理解；存储管理的原理与算法、虚存、页面置换等算法的理解；磁盘调度等算法的理解与实现、中断/异常处理过程、文件系统的目录结构、文件存储、访问权限等等。把握了这些重点和难点，就能抓住操作系统课程的精髓。
对于这些重点和难点，在采用“基于支架搭建的学导式教学法”的教学组织方面，教师通过教学研讨教学主题的重点、难点给学生精心设计搭建学习新知识的有效支架，使抽象的概念具体化、形象化，在引导学生思考、答疑、解疑时，了解学生的掌握情况，实施调整引导策略、更新教学手段，并辅以分组等形式激发学生的学习兴趣。教学实施方面，对于概念通过建立概念框架、结合实际操作系统引导学生、让学生理解并掌握；对于各种算法，则通过案例支架、图表支架等，直观地讲述算法的原理和流程，同时通过多种算法的比较获得更好的讲解效果。
3.2调整优化教学内容，构建完整的课堂知识结构。
操作系统在整个计算机中处于承上启下的地位, 操作系统课程的先修课程是程序设计语言、数据结构、计算机组成原理。这便决定了操作系统课程与其他课程之间的紧密联系及彼此间教学内容的重叠性。另外，就操作系统教材本身，好多章节中的内容相互重复，譬如：在进程调度算法中的FCFS算法和FPF算法，在设备分配算法中也有FCFS算法和FPF 算法，基本缺页置换中的LRU算法和LFU算法，页式虚拟存储中也有LRU算法和LFU算法，这部分内容相同，前面讲过，后面可一带而过。又因教材中的信息既有学生已知的，也有学生未知的。也可一带而过，而那些容易引发学生思考、培养能力的部分，应作为教学重点，引导学生深入挖掘，直到学生满足为止。因此，教师在教学设计中，必须熟悉教材各部分的内容，避免有的知识点重复多次的被讲解，教材中许多知识的呈现都能激发教师的创造性。备课应考虑学生的认知水平和兴趣爱好，根据教学目标对教材进行取舍，力求实用化，努力挖掘教材中能力训练素材和具有思维价值的材料，及时添加更新教学内容。构建完整的课堂知识结构，再通过各种方式加以合理组合，使学生对学习内容有兴趣。#p#分页标题#e#
3.3加强实践教学环节，注重创新能力的培养
创新能力的培养要给学生一个自由的空间，我们在操作系统课程中安排了“课堂实验、课程设计、知识竞赛、创新训练的实验教学链，实验要求学生自己分解任务，安排分工等。由于没有标准的和现成的答案，学生在实验前要自己查找资料，设计方案，交流讨论。
操作系统课程实验是一个非常重要的教学环节,对理解操作系统的基本理论,掌握操作系统的具体实现技术,体验操作系统的抽象思维方法,培养规范的系统程序设计能力,都具有十分重要的意义。操作系统课作为计算机及其相关专业重要的专业基础理论课程,课堂理论教学环节相对成熟。但在实际教学过程中，一般学校由于条件限制很少有机会让学生完成所有实验，甚至有的学校根本不做实验，我们应该改变这个现状。
在操作系统实验中，设置面向实际应用的操作系统实验，使学生掌握针对实际应用的系统，为了理论联系实际，在教授原理和实验中，因 Linux操作系统源码公开，应用广泛，而且还是免费的，故引入Linux操作系统作为实例，加深对操作系统原理的理解和认识。
操作系统实践教学改革的难点主要包括学生实验课题、内容及要求的确立和操作系统综合模块化实验开发平台的建设等两方面。目前实践教学内容以“处理机管理、内存管理、设备管理和文件管理”四个方面来展开。在今后的实践教学改革过程中可考虑引入进程与线程的实现、文件管理系统的设计等实验项目。教师在设计实验内容时，有意识地将教学与操作系统的新发展、新技术、新内容融合到操作系统教学中，不断更新理论和实践教学内容和方法。建立“课堂实验+课程设计+知识竞赛+创新训练”的完整的实践教学链。学生可自行设计完成实验，建立操作系统案例库，优秀作品可选入案例库，供学生相互之间学习和不断改进，让学生在理论与实践的结合中掌握基本方法，积累经验，通过不断的探索，在经历创新的艰辛中体验创新的乐趣。
四、基于支架搭建的学导式教学法的教学效果
基于支架搭建的学导式教学法的教学效果先后在计算机科学与技术专业2006——2008级全体学生中以及在应用技术专业2009学生中的“计算机操作系统”课程中得以实施，并取得了显著效果。
1.激发了学生的学习兴趣。
在教学实践中，通过教师搭建理论课堂与实践教学的平台，老师引导启发学生自主学习，在课程实施过程中，实现师生、生生互动，分析难点重点得出结论最后归纳总结的方法，这种交互方式，学生非常乐于接受，使学生不再感觉操作系统课程抽象、难懂、枯燥，而是觉得有问题可以探讨，分析和解决，使学生能抓住重点,感觉课堂讲授有趣味。
2.掌握操作系统的原理。
通过本课程学习，使学生掌握操作系统的基本原理，基本算法和实现机制，并结合目前的典型操作系统（以Linux操作系统为实例）进行具体分析，加深对操作系统基本原理的理解和认识。
3.注重能力的培育。
通过搭建支架，引导学生思考、精心构造涉及现代操作系统核心技术的和面向应用的创新型课程设计，精心选取实际操作系统环境。学生通过这些教学环节，激发创造性，提高学生们学习新知识的能力、解决问题分析问题的能力。
五、总结
几年来的教学实践表明，采用基于支架搭建的学导式教学法，不仅使学生更好地掌握了操作系统课程的基本教学内容，而且，学生设计解决具体问题的能力大大提高，全面提高了课程的教学质量。教学实践中，我们体会到基于支架搭建的学导式教学模式比较适合原理性比较强的课程，老师应能以多元化，多层次形式呈现教学内容，对于该课程，学生能按自身学习基础，兴趣及认知风格来自主学习，,实现互动学习，主动学习。
对“操作系统”课程教学模式理论的探讨，还需要通过实践来不断地论证和改进。还应完善教学网站，建立操作系统试题库，开发该科目的在线考试系统。教育在发展，教学模式，教学方法都在个改变。随着我们的不断探索，不断地研究，我们的教学会更加完善！
参考文献：
[1] 汤子赢.计算机操作系统[M].西安：电子科技大学出版社，2006
[2] 何克抗，郑永柏，谢幼如．教学系统设计［M］．北京：北京师范大学出版社2002.10．164
[3]张人杰，大教育学[M]广州：广东高等教育出版社，2003：315
[4] 李勇帆.基于大学生自主创新能力培养的信息技术系列课程教学改革与精品课程建设研究大学计算机课程报告论坛论文集.北京：高等教育出版社，2008；302-303