竇金鳳　郭忠文　蔣永國(guó)　唐瑞春

摘要:本文在研究計(jì)算機(jī)“操作系統(tǒng)”課程特征,借鑒其他教師寶貴經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,根據(jù)多年的教學(xué)感受,分析探討了如何打造魅力課堂的方法。在實(shí)踐中將其應(yīng)用于“操作系統(tǒng)”的教學(xué)過程中,取得了良好的效果。最后本文給出了幾點(diǎn)教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)例。希望與相關(guān)領(lǐng)域的教師共享,方便“操作系統(tǒng)”的教學(xué)、學(xué)習(xí)和應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:課堂教學(xué);教學(xué)設(shè)計(jì);教案設(shè)計(jì);操作系統(tǒng);藝術(shù)

中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

1引言

作為一線教師,每個(gè)人都希望能給自己的學(xué)生們創(chuàng)設(shè)一個(gè)充滿魅力的課堂。當(dāng)你站在講臺(tái)上看著你的學(xué)生們時(shí)而瞪大眼睛、屏住呼吸,時(shí)而興趣盎然、興致勃勃、掌聲陣陣,時(shí)而思緒萬千、如沐春風(fēng)、如癡如醉……,你會(huì)情緒高漲,思路如滔滔江水,連綿不絕,你會(huì)感動(dòng)!將你的知識(shí)、智慧、生命融入你的課堂,讓學(xué)生沉浸在美的畫面、詩的境界、愛的懷抱之中,那是一種藝術(shù),是一種魅力,也是我魂?duì)繅?mèng)繞、無限追尋的伊甸園!

站在講臺(tái)上講授“計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)”這門課程已經(jīng)七八年了,筆者一直在探索講授“計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)”的課堂藝術(shù)魅力。“計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)”是計(jì)算機(jī)學(xué)科最重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程,是計(jì)算機(jī)專業(yè)的三大主干課程之一。其教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的理論素質(zhì)和動(dòng)手能力,在掌握基礎(chǔ)理論知識(shí)的同時(shí),提高計(jì)算機(jī)實(shí)際應(yīng)用水平,為社會(huì)提供滿足需求的人才。該課程內(nèi)容龐雜、涉及面廣、概念抽象、原理性強(qiáng),學(xué)生學(xué)習(xí)理解有一定難度。如何將這樣一門典型的原理性課程講透徹、講明白,調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,提高學(xué)生的興趣,打造一種具有藝術(shù)魅力的課堂氛圍,這是一個(gè)值得不斷探索、不斷思考的問題。經(jīng)過長(zhǎng)期的教學(xué)觀摩,聽取了許多優(yōu)秀教師的授課,更加地意識(shí)到課堂教學(xué)藝術(shù)的重要性和魅力。每一個(gè)教師都在根據(jù)自己學(xué)生的思維規(guī)律和心理特點(diǎn),使用著他們的教學(xué)方法、手段和技巧等,他們散發(fā)出的人格魅力深深地感動(dòng)、教育著筆者。在借鑒其他教師的經(jīng)驗(yàn)技巧、聆聽教學(xué)督導(dǎo)的心得建議后,通過本人的教學(xué)實(shí)踐探討適合“計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)”課程的藝術(shù)課堂。

2課前精心的設(shè)計(jì)和安排

要想上好任何一門課程,教師就必須在教學(xué)內(nèi)容的組織與講解、教學(xué)活動(dòng)的推進(jìn)與展開、教學(xué)方法和手段的應(yīng)用等方面都要有精心的設(shè)計(jì)和安排。

首先,教師應(yīng)該熟練把握課程內(nèi)容,設(shè)計(jì)教學(xué)方案?；ㄙM(fèi)時(shí)間、付出精力去研究、分析教材,直至使內(nèi)容脈絡(luò)分明,重點(diǎn)、難點(diǎn)清晰凸顯。達(dá)到這一步,教師也就具備了對(duì)課程內(nèi)容整體把握的能力,可以做到不拘泥于教材而是按照由簡(jiǎn)到繁、由易到難、由具體到抽象的學(xué)習(xí)認(rèn)知規(guī)律,嫻熟地駕馭課程的講授。

其次,教師應(yīng)重視教學(xué)設(shè)計(jì),對(duì)課堂每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行精心設(shè)計(jì)。這里包含的內(nèi)容最多,要將本次課堂中,教學(xué)內(nèi)容的組織與講解、教學(xué)活動(dòng)的推進(jìn)與展開、教學(xué)方法和手段的應(yīng)用等方面,都要涉及并且要到位。“細(xì)節(jié)決定成敗”,“臺(tái)上一分鐘,臺(tái)下十年功”。每次課前,都要對(duì)本次課堂的各個(gè)環(huán)節(jié),包括舊內(nèi)容的回顧,新內(nèi)容的導(dǎo)入、概括、展開,中間的精彩穿插的安排,結(jié)束時(shí)的歸納總結(jié)等等。每個(gè)環(huán)節(jié)、每個(gè)步驟都要用心構(gòu)思,備課花費(fèi)的時(shí)間和精力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過上課,一般一到兩天,甚至更長(zhǎng)。課下的功夫做足,課堂上一定會(huì)有滿意的回報(bào)。

第三,多媒體課件的反復(fù)設(shè)計(jì)、修改。根據(jù)教學(xué)設(shè)計(jì),認(rèn)真設(shè)計(jì)和修改多媒體課件。多媒體課件代替或者部分代替了傳統(tǒng)的板書,它給學(xué)生以美好的視覺、聽覺和豐富的知識(shí)量。但是,如何按照授課思路,學(xué)生的思維,將知識(shí)豐富地漸進(jìn)地、成功地、展現(xiàn)在學(xué)生面前,這需要花費(fèi)很多精力和耐心。比如,用信號(hào)量機(jī)制實(shí)現(xiàn)進(jìn)程同步問題的算法實(shí)現(xiàn)。在展示算法時(shí),要按照有幾個(gè)進(jìn)程,進(jìn)程包括那幾個(gè)過程,如何加入信號(hào)量的wait、signal同步操作,分析算法實(shí)現(xiàn)正確與否,這樣一些步驟,逐一的將算法語句展現(xiàn)出來,不能一下子跳出來。這樣學(xué)生就可以按照講課思路真正理解算法的實(shí)現(xiàn)過程和結(jié)論。當(dāng)然,圖的動(dòng)態(tài)展示等等,都要花時(shí)間去認(rèn)真完成,不能疏忽。比如,進(jìn)程高級(jí)通信模型的理解,就應(yīng)該按照如下思路:(1)發(fā)送方將信息復(fù)制到自己的發(fā)送區(qū);(2)發(fā)送組建成消息,掛到消息隊(duì)列;(3)接收方從消息隊(duì)列取消息,復(fù)制到自己的接收區(qū)。將這個(gè)過程用圖片演示清楚,每一條箭頭、每一部分內(nèi)容都要做到動(dòng)態(tài)演示,方便學(xué)生理解。

3課堂中藝術(shù)的展現(xiàn)

3.1統(tǒng)一的課堂標(biāo)準(zhǔn)

有一個(gè)課堂標(biāo)準(zhǔn)是可以制定并適合于每種課程的,那就是每次課堂都應(yīng)包含如下內(nèi)容:回顧上次課堂內(nèi)容;歸納概括本次課堂內(nèi)容;演繹本次課堂內(nèi)容;總結(jié)本次課堂內(nèi)容。采用問題導(dǎo)入式、實(shí)例分析、類比教學(xué)等慣例教學(xué)方法。

3.2特色教學(xué)

真正做到以學(xué)生為主體,讓學(xué)生參與課堂教學(xué)。傳統(tǒng)的課堂做法常常是教師自己講自己的,學(xué)生愛聽不聽,被動(dòng)地接受新知識(shí)。如何將學(xué)生被動(dòng)的接受性學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)的研究性學(xué)習(xí),在教學(xué)設(shè)計(jì)中應(yīng)該有所體現(xiàn),并且付諸實(shí)施。比如,課堂模擬、課堂討論、學(xué)生提問、實(shí)例分析、問卷分析、作業(yè)習(xí)題跟進(jìn)等等。課堂模擬讓學(xué)生動(dòng)起來,參與到實(shí)景教學(xué)中,要提前設(shè)計(jì),寫出設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)過程、結(jié)論等。一個(gè)課堂模擬結(jié)束后,它的內(nèi)容可以貫穿整次課堂的原理理解,效果很好,學(xué)生理解就會(huì)很深入。每次課堂都要安排一到兩個(gè)課堂討論,設(shè)計(jì)討論主題,讓學(xué)生自助發(fā)言,鼓勵(lì)新思路產(chǎn)生,最后總結(jié),進(jìn)行思路規(guī)整?；诓僮飨到y(tǒng)理論知識(shí)與前沿知識(shí)脫節(jié)現(xiàn)象,積極補(bǔ)充前沿知識(shí)。由于課時(shí)有限,通過問卷方式讓學(xué)生利用課堂以外的時(shí)間去了解操作系統(tǒng)的相關(guān)實(shí)時(shí)動(dòng)向,然后在課堂中花五分鐘左右的時(shí)間進(jìn)行“操作系統(tǒng)前沿知識(shí)”匯總講授,既擴(kuò)展學(xué)生思路,鍛煉動(dòng)手能力,又?jǐn)U充教師的知識(shí),畢竟人多力量大!實(shí)際問題分析,講授完了理論知識(shí),利用現(xiàn)行操作系統(tǒng)的分析和類比實(shí)例幫助學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際,將原理知識(shí)融會(huì)貫通。所有上述課堂手段要達(dá)到理想的教學(xué)效果,需要查閱大量的書籍、資料,用心去設(shè)計(jì)每個(gè)過程。比起常規(guī)教學(xué),這一過程需要付出更多的時(shí)間、精力和耐心,但學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性得到了極大提高,學(xué)生更加尊重教師的勞動(dòng)!

新內(nèi)容的導(dǎo)入,建立“最近發(fā)展區(qū)”。導(dǎo)入實(shí)際上是一個(gè)設(shè)疑的過程,通過引發(fā)認(rèn)知沖突,呈現(xiàn)一些能建立新舊知識(shí)之間聯(lián)系的內(nèi)容,使學(xué)生回顧已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn),產(chǎn)生對(duì)新知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣。通過引導(dǎo)式問題的引入,使學(xué)生帶著問題聽課等等方法,漸進(jìn)式展現(xiàn)新知識(shí)。通過啟發(fā)式問題導(dǎo)入,在提問-啟發(fā)-回答-補(bǔ)充-總結(jié)中加深理解。在課程講授過程中,穿插問題,引導(dǎo)、鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)思考,尋找解決方案,大膽回答問題(個(gè)別回答、集中回答交叉),然后展開講解。提出問題、分析問題、導(dǎo)入下面的新知識(shí)。問題環(huán)環(huán)相扣,新知識(shí)漸進(jìn)導(dǎo)入,增加學(xué)生的理解。比如,在內(nèi)存連續(xù)分配的幾種方式講授過程中,由學(xué)生思考并且提出問題尋找當(dāng)前這一種分配方式會(huì)產(chǎn)生的問題,然后教師分析,由學(xué)生提出解決方案,教師再分析導(dǎo)入下一種分配方式的講解,問題環(huán)環(huán)相扣,最后,漸進(jìn)式將所有分配方式講授完整。學(xué)生皺眉思考、會(huì)心微笑,輕松接收新知識(shí)。引導(dǎo)學(xué)生帶問題聽課,漸進(jìn)式講授新知識(shí)。如“覆蓋、交換與虛擬內(nèi)存技術(shù)一樣嗎?”這一問題,教師不直接下結(jié)論,給同學(xué)們留下懸念,激發(fā)學(xué)生興趣,帶著問題思考,漸進(jìn)式展現(xiàn)新知識(shí),最后在下次課堂做出總結(jié)。一方面,激勵(lì)學(xué)生聽課興趣,另一方面,觀察學(xué)生聽課質(zhì)量。提出問題或者討論后,一定要給出分析結(jié)論,不能只作一般的工作,失去學(xué)生的信任,減弱學(xué)生的興趣。

藝術(shù)融入。多媒體不僅僅代替板書的效果,而且可以增加視覺、聽覺美感。在課堂中適當(dāng)?shù)募尤雱?dòng)畫、音樂這些“調(diào)味品”會(huì)收到意想不到的效果,讓學(xué)生沉浸在美的畫面、詩的境界、音樂的沐浴、愛的懷抱之中。

建立并不斷豐富教學(xué)網(wǎng)站。將本課程的課件、課堂的演示文件、教學(xué)常規(guī)文件以及動(dòng)畫、視頻、現(xiàn)代操作系統(tǒng)的前沿知識(shí)資料等輔助教學(xué)資料放入課程網(wǎng)站。這樣做,不僅可以使學(xué)生更多地了解這門課程,也為學(xué)生提供了一個(gè)跨越時(shí)空的學(xué)習(xí)交流平臺(tái),便于來自不同專業(yè)的選課同學(xué)相互學(xué)習(xí)、共同進(jìn)步。為了幫助學(xué)生及時(shí)解決學(xué)習(xí)中的疑難問題,采用郵件、課堂提問、課下答疑等方法,并及時(shí)將典型問題反饋到課堂中。通過學(xué)生的提問,發(fā)現(xiàn)新穎思路,予以鼓勵(lì)!

3.3教學(xué)語言

許多名師的課堂教學(xué),都有一種潛在的“魔力”——極富感染力的,充滿藝術(shù)魅力的教學(xué)語言。如果把課堂教學(xué)比作是詩,那么教學(xué)語言無疑是流動(dòng)著的韻律;如果把課堂教學(xué)比作是樂,那么教學(xué)語言無疑就是跳動(dòng)著的音符。教學(xué)語言作為課堂教學(xué)中最重要的教學(xué)工具,它的藝術(shù)魅力,無疑直接影響著教學(xué)活動(dòng)的效果,值得我們?nèi)パ芯?。教學(xué)語言要具有明確的導(dǎo)向性,激勵(lì)性。富有情感感染力的評(píng)價(jià)語言,可以點(diǎn)出學(xué)生思維表達(dá)中的語言精華,最大限度的調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性、積極性。比如,一個(gè)同學(xué)在通過電子郵件提問題,得到答復(fù)后,他又發(fā)給筆者的郵件內(nèi)容,讓人感動(dòng)!于是在課堂中,筆者給學(xué)生說了這樣一席話:“在課堂的學(xué)習(xí)中,我一直強(qiáng)調(diào)思想點(diǎn)的掌握,雖然大家覺得原理課程跟不上實(shí)際應(yīng)用潮流發(fā)展,但是思想?yún)s是永恒不衰的。下面是一個(gè)同學(xué)在通過電子郵件提問題,在我答復(fù)后,又發(fā)給我的郵件內(nèi)容:“我能基本能明白老師的意思。本來還有點(diǎn)疑問要問老師:為什么存在作業(yè)調(diào)度(多道批處理系統(tǒng))的系統(tǒng)中會(huì)出現(xiàn)時(shí)間片完成的概念。按照老師舉的例子,我對(duì)這個(gè)問題也明白了。感覺自己現(xiàn)在對(duì)經(jīng)典的,完美符合概念的問題比較容易接受,對(duì)這種超出經(jīng)典范圍的實(shí)際問題接受起來容易鉆牛角尖。剩下的我再自己看看就好了。謝謝老師?！倍嗝绰斆鞯幕卮?多么智慧的語言,老師在上課中就沒有想到這樣一句確切而又完美的話——“經(jīng)典的,完美符合概念的問題”、“超出經(jīng)典范圍的實(shí)際問題”。謝謝你的定義,老師跟你們學(xué)到了很多東西,謝謝!

教師課堂教學(xué)語言表達(dá)形式是多種多樣的,一句生動(dòng)、幽默、真心的評(píng)價(jià)語,或是一個(gè)會(huì)心的微笑,一個(gè)親切的點(diǎn)頭,一次真心的鼓掌……給予學(xué)生的不僅僅是別具匠心的獎(jiǎng)賞,更是讓學(xué)生從中體會(huì)成功的甜蜜。教學(xué)語言在課堂中散發(fā)著藝術(shù)魅力,課堂因此而更有味道。

4教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)例

4.1課堂模擬——哲學(xué)家進(jìn)餐問題

(1) 設(shè)計(jì)內(nèi)容:每位同學(xué)在右邊放一支筆(當(dāng)筷子),形成一個(gè)哲學(xué)家進(jìn)餐的場(chǎng)景;

(2) 角色要求:聽到教師說“1,2,3”就開始拿起筆,同學(xué)們一起拿,從右邊開始,再拿左邊。教師說“1,2,3,?！?就要停止?fàn)帄Z。

(3) 可能出現(xiàn)的問題分析:①每人只拿到一支筆(筷子),沒有拿到兩支筆(筷子)的學(xué)生,所有人無法“進(jìn)餐”,進(jìn)入死鎖狀態(tài)。②有的同學(xué)沒有拿到,有的同學(xué)拿了一支,有的拿了兩支。打破死鎖的條件。邊分析,便講課,給出結(jié)論。

學(xué)生共分9組,模擬效果非常成功。在這個(gè)場(chǎng)景模擬中,一方面,調(diào)解了學(xué)生聽課氣氛;另一方面,學(xué)生理解問題更加深入,而且學(xué)生能做到主動(dòng)思考。比如:由于同學(xué)的規(guī)則感,第一個(gè)問題成功出現(xiàn),借機(jī)分析死鎖問題。當(dāng)問第二個(gè)問題時(shí)(為什么有的同學(xué)拿了一支筆,有的拿了兩只?),有的同學(xué)氣憤地說:“他賴皮,違反規(guī)則!”問:“為什么?他怎么違反規(guī)則的?”這位同學(xué)說:“他先拿左邊的,后拿右邊的!”筆者引導(dǎo)道:“大家注意了,前面出現(xiàn)了死鎖,這位賴皮的同學(xué)給了我們一個(gè)解決方案,大家說是什么?”大家紛紛搶答,借這個(gè)機(jī)會(huì),筆者給出了第一個(gè)解決死鎖的方案。接著,筆者繼續(xù)問同樣的問題,有的同學(xué)說:“老師,他硬搶走的!”這就是剝奪資源了,也是一種解決方案。

4.2課堂討論——基本分頁式管理與基本分段式管理的區(qū)別

在講授完存儲(chǔ)管理的離散分配方式后,通過討論的方式給出基本分頁式、基本分段式管理的區(qū)別。在討論過程中,學(xué)生提出很多新穎的思路,予以鼓勵(lì),并且規(guī)整得出分析結(jié)論。借助分析雙方各有優(yōu)缺點(diǎn)的機(jī)會(huì),導(dǎo)入新知識(shí)點(diǎn)——段頁式管理方式。

4.3小貼士,思想點(diǎn)、知識(shí)點(diǎn)提醒

小貼士:分區(qū)使用表和空閑分區(qū)鏈、空閑分區(qū)表很簡(jiǎn)單,教材中也沒做很多說明,容易被忽略。它們可是在連續(xù)分區(qū)的內(nèi)存分配和回收中,起著重要的角色!

通過小貼士提醒學(xué)生加深理解思想點(diǎn)比較重要但是容易忽略的地方。

4.4音樂小故事——“大海的故事”

在講授連續(xù)分配方式和離散分配方式時(shí),伴隨著美麗大海的歌聲,講述了一個(gè)自制的音樂故事:

“在浩瀚的大海上;

我們靜靜地傾聽著海的歌聲;

遠(yuǎn)處游來一群小魚,望不到邊;

一只海鷗飛過;

嗖,它叼起一條小魚;

這只小魚很無奈地說:

哎!我們魚群的魚太多了,

沒有一個(gè)巖石的洞能做我們的家,

我們只能在海里游蕩!

海鷗嘲笑地說:

這不簡(jiǎn)單嗎,多找?guī)讉€(gè)巖洞,分開住就好了!

就在海鷗張嘴的時(shí)候,小魚說:知道了!謝謝!

便游進(jìn)了大海,無影無蹤了!

海鷗愣了……”

悠揚(yáng)的音樂、美麗的詩詞、頑皮的笑話,蘊(yùn)育著所學(xué)的原理。故事講完,整個(gè)教室安靜了一分鐘,然后就是陣陣掌聲,一個(gè)故事,一個(gè)笑話,一個(gè)原理!

4.5問卷

問卷一:目前,Intel公司研制的計(jì)算機(jī)多核技術(shù)風(fēng)靡全球,請(qǐng)大家根據(jù)提供的資料和網(wǎng)上調(diào)查,分析下列問題:

(1) 計(jì)算機(jī)多核與計(jì)算機(jī)多處理機(jī)的硬件體系有何不同?發(fā)展情況?

(2) 針對(duì)兩者的操作系統(tǒng),現(xiàn)在的發(fā)展情況如何?

(3) 你認(rèn)為計(jì)算機(jī)多核操作系統(tǒng)有哪些技術(shù)要解決?

將全班同學(xué)分成9個(gè)組,規(guī)定時(shí)間間按組收取電子版,在多處理機(jī)調(diào)度后分析總結(jié),講授單處理機(jī)、超線程、多核與多處理機(jī)的相關(guān)知識(shí)。

4.6教學(xué)信息反饋

學(xué)生提問:能不能讓服務(wù)員管理筷子,那樣就不會(huì)出現(xiàn)死鎖了?

回答:這是一個(gè)集中式思想,很好。一個(gè)人集中管理就不會(huì)出現(xiàn)個(gè)別哲學(xué)家不了解全局,只顧資源競(jìng)爭(zhēng)的問題。如果實(shí)現(xiàn)它,需要建立一個(gè)服務(wù)員進(jìn)程,大家考慮用什么思路去解呢,需要幾個(gè)進(jìn)程呢,有什么優(yōu)缺點(diǎn)呢?鼓勵(lì)學(xué)生去思考、嘗試。并給出提示:整理一下思路,將信號(hào)量及wait和signal原語都放在服務(wù)員進(jìn)程里,不出現(xiàn)在哲學(xué)家進(jìn)程里。有什么優(yōu)點(diǎn)?

這個(gè)提問說明學(xué)生認(rèn)真思考問題了,講到信號(hào)量機(jī)制,就能提出于后面新知識(shí)管程機(jī)制類似的想法。要予以鼓勵(lì)和分析?！翱磥?你們中出現(xiàn)一個(gè)小科學(xué)家也很容易,就看你有沒用心!”在講管程機(jī)制前進(jìn)行這一教學(xué)信息的反饋分析,便于引入管程機(jī)制,學(xué)生很輕松的就理解這一機(jī)制了。

5結(jié)束語

在這樣的課堂中,充滿自信、充滿激勵(lì)、充滿賞識(shí)、充滿尊重、充滿期待。學(xué)生在課堂上身心自由。他們能說自己想說的話,能充分地表達(dá)自己的思想和見解。在這里,

微笑是教室里燦爛的陽光,笑臉是課堂上永不凋謝的花朵。每一張臉都是那么自信,那么滿足。這是美的世界,這是夢(mèng)想的伊甸園——藝術(shù)課堂。追求無止境,打造有魅力的藝術(shù)課堂是我們每個(gè)教師的理想與追求,讓我們一起分享經(jīng)驗(yàn),一起共勉吧!

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