徐曼 殷脂 徐建平

摘? 要：本文針對(duì)操作系統(tǒng)原理課程教學(xué)中存在的教學(xué)內(nèi)容抽象、學(xué)生理解困難，教學(xué)方式單一、學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣等問(wèn)題，提出以操作系統(tǒng)的資源管理的本質(zhì)特性為出發(fā)點(diǎn)，設(shè)計(jì)以課堂教學(xué)中存在的管理任務(wù)為主要實(shí)踐內(nèi)容的沉浸式課堂，學(xué)生在實(shí)施課堂管理任務(wù)時(shí)學(xué)習(xí)、實(shí)踐操作系統(tǒng)原理的基本概念、原理和方法。在此基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，利用TRIZ體系中的資源分析法對(duì)沉浸式課堂進(jìn)行了優(yōu)化。教學(xué)實(shí)踐表明，沉浸式課堂的實(shí)施有效地增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)于操作系統(tǒng)原理知識(shí)的理解，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)和鍛煉了學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。

關(guān)鍵詞：操作系統(tǒng);沉浸式教學(xué);TRIZ

中圖分類號(hào)：TP33? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract：Aiming at the problems of abstract content，difficulty in understanding，single teaching method and lack of interest in learning，this paper puts forward the design of immersion classroom for the operating system principles course，based on the resource management features of operating system.The immersion classroom is designed with the existing management tasks in classroom teaching as the main practical content.Students learn and practice the basic concepts，principles and methods of operating system principles when implementing classroom management tasks.On this basis，in order to further improve students' innovation ability and practical ability，the immersion classroom is optimized by using the resource analysis method in TRIZ system.Teaching practice shows that the implementation of immersion classroom effectively enhances students' understanding of the operating system principle knowledge，improves students' interest in learning，and cultivates and exercises students' innovative ability and practical ability.

Keywords：operating system;immersion teaching;TRIZ

1? ?引言（Introduction）

操作系統(tǒng)原理是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、信息安全和軟件工程等相關(guān)專業(yè)的專業(yè)核心課程，對(duì)于建立學(xué)生的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)思維、提升編程的效率等具有非常重要的作用。操作系統(tǒng)原理的教學(xué)內(nèi)容包含大量抽象的概念、原理和算法，傳統(tǒng)的教學(xué)方式是由教師講授，學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)，教學(xué)內(nèi)容的抽象和教學(xué)方式的單一導(dǎo)致學(xué)生感到操作系統(tǒng)原理枯燥，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的興趣和積極性;同時(shí)，這種教學(xué)方式使得學(xué)生產(chǎn)生“操作系統(tǒng)原理課程實(shí)用性不強(qiáng)”的錯(cuò)誤認(rèn)知，學(xué)生學(xué)習(xí)被動(dòng)，學(xué)習(xí)目的僅僅是為了應(yīng)付期末考試。新工科建設(shè)提倡提升學(xué)生的工程實(shí)踐能力，國(guó)際工程教育認(rèn)證提倡以能力為導(dǎo)向的教育理念，操作系統(tǒng)原理課程的教學(xué)和學(xué)習(xí)現(xiàn)狀顯然與其不符[1]。

針對(duì)上述問(wèn)題，分析操作系統(tǒng)課程的特點(diǎn)，我們發(fā)現(xiàn)操作系統(tǒng)本質(zhì)上是管理的科學(xué)。我們抓住“操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)資源的管理者”這個(gè)操作系統(tǒng)的基本特性，把課堂的資源和計(jì)算機(jī)資源作類比，從中抽取出需要管理的資源，設(shè)計(jì)各種課堂管理任務(wù)，分配給學(xué)生完成，這樣學(xué)生可以在對(duì)課堂任務(wù)的管理中體會(huì)計(jì)算機(jī)資源管理的各種功能和算法。在教學(xué)設(shè)計(jì)中，教師對(duì)課程的管理也為學(xué)生提供了資源管理的示范。我們把這種課堂稱為沉浸式課堂。由于在沉浸式課堂中，學(xué)生需要調(diào)動(dòng)各個(gè)感官完成課堂管理任務(wù)和學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)習(xí)的效果要優(yōu)于傳統(tǒng)的通過(guò)閱讀、聽講學(xué)習(xí)的方式。

為了進(jìn)一步提升學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，在創(chuàng)新理論和方法TRIZ的資源分析法的指導(dǎo)下，我們對(duì)課堂設(shè)計(jì)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。教學(xué)實(shí)踐結(jié)果表明，基于TRIZ的沉浸式課堂的實(shí)施調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，提升了學(xué)習(xí)效果，可以有效地提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，符合新工科建設(shè)的要求和國(guó)際工程教育認(rèn)證的理念。

2? ?操作系統(tǒng)課程的本質(zhì)特性（Essential characteristicsof the operating system course）

2.1? ?三大主線

在長(zhǎng)期的操作系統(tǒng)教學(xué)實(shí)踐中，我們總結(jié)出操作系統(tǒng)課程的三大主線和兩個(gè)核心概念。

第一條主線是操作系統(tǒng)的功能。計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)是配置在計(jì)算機(jī)硬件上的第一層軟件，是對(duì)硬件系統(tǒng)的第一次擴(kuò)充。從一般用戶的觀點(diǎn)，可以把操作系統(tǒng)看作是用戶與計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)之間的接口;從資源管理觀點(diǎn)，則可把操作系統(tǒng)視為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源的管理者[2]。國(guó)內(nèi)外的經(jīng)典的操作系統(tǒng)教材都是以操作系統(tǒng)對(duì)各種資源的管理為編目的依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)，分別從處理機(jī)管理、存儲(chǔ)器管理、設(shè)備管理和文件管理闡述操作系統(tǒng)的原理，操作系統(tǒng)就是資源管理器，操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)就是提高資源的利用率和為用戶提供友好的接口[2-4]。因此，操作系統(tǒng)本質(zhì)上來(lái)說(shuō)是管理的科學(xué)。

第二條主線是操作系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。操作系統(tǒng)作為配置在計(jì)算機(jī)硬件上的第一層軟件，其本質(zhì)上是系統(tǒng)軟件，因此可以從軟件設(shè)計(jì)的角度學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)。從操作系統(tǒng)的編程實(shí)現(xiàn)的角度研究操作系統(tǒng)，操作系統(tǒng)由兩大部分組成，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法。對(duì)于任意一種資源管理的實(shí)現(xiàn)，都是要設(shè)計(jì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)描述資源，設(shè)計(jì)相應(yīng)的算法來(lái)對(duì)資源進(jìn)行控制和管理。

第三條主線是一個(gè)進(jìn)程的生命周期?？梢詮囊粋€(gè)進(jìn)程的視角，研究操作系統(tǒng)如何對(duì)一個(gè)進(jìn)程在一個(gè)完整的生命周期中的各項(xiàng)活動(dòng)進(jìn)行管理，如何對(duì)其使用到的資源進(jìn)行分配和回收，以及如何對(duì)于進(jìn)程和其他進(jìn)程之間的關(guān)系進(jìn)行協(xié)調(diào)和控制。

2.2? ?兩個(gè)核心概念

兩大貫穿始終的概念，包括時(shí)間與空間、邏輯與物理。拋開操作系統(tǒng)管理各種資源的細(xì)節(jié)，我們把操作系統(tǒng)管理的計(jì)算機(jī)資源分成兩大類，一類是時(shí)間資源，例如，進(jìn)程管理、線程管理都是對(duì)處理機(jī)的時(shí)間進(jìn)行分配和管理;另一類是空間資源，例如，內(nèi)存管理是對(duì)內(nèi)存空間的管理，磁盤管理是對(duì)磁盤空間的管理，文件管理是對(duì)文件存儲(chǔ)的物理空間的管理等。為了提高管理的效能，經(jīng)常會(huì)在時(shí)間和空間兩個(gè)要素之間做平衡，有時(shí)候是在用時(shí)間換取空間，例如，虛擬存儲(chǔ)有時(shí)候是在用空間換取時(shí)間，例如，頁(yè)式存儲(chǔ)管理中的快表的使用。

學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)時(shí)，我們經(jīng)常會(huì)用兩個(gè)不同的視角，一個(gè)是用戶的視角，從用戶視角所觀察到的稱為邏輯的，例如邏輯地址空間、文件的邏輯結(jié)構(gòu)等;另一個(gè)是系統(tǒng)的視角，從系統(tǒng)視角所觀察到的稱為物理的，例如物理地址空間、文件的物理結(jié)構(gòu)等。

3? ?沉浸式課堂的設(shè)計(jì)（Design of immersion classroom）

從學(xué)生的角度來(lái)看，操作系統(tǒng)概念多、原理多、算法復(fù)雜，并且抽象。但是，從我們長(zhǎng)期的教學(xué)實(shí)踐來(lái)看，操作系統(tǒng)的知識(shí)脈絡(luò)很清晰，由以上總結(jié)的三大主線和兩個(gè)核心概念組成，其他的概念都圍繞著它們展開。如果學(xué)生能夠較容易地理解操作系統(tǒng)的知識(shí)脈絡(luò)，將會(huì)極大地提升學(xué)習(xí)的效果。而我們總結(jié)出來(lái)的主線和概念不是抽象的，是和我們的生活和學(xué)習(xí)密切相關(guān)的、是具體的，每個(gè)學(xué)生都會(huì)遇到時(shí)間管理和空間管理的問(wèn)題。

為了讓學(xué)生對(duì)于管理有更深切的體會(huì)，在學(xué)生和教師之間建立共同的語(yǔ)境，我們把課堂管理作為課程教學(xué)的沉浸式的實(shí)踐環(huán)節(jié)，把操作系統(tǒng)課堂設(shè)計(jì)成為需要學(xué)生完成多項(xiàng)課堂管理任務(wù)的課堂，學(xué)生沉浸在各種課堂管理任務(wù)中，時(shí)刻會(huì)遇到與操作系統(tǒng)資源管理相似的資源管理任務(wù)，操作系統(tǒng)課程中學(xué)習(xí)到的各種算法可以隨時(shí)應(yīng)用到課堂管理任務(wù)中。

3.1? ?課堂自主管理

我們?cè)谡n堂活動(dòng)中，挖掘出多項(xiàng)課堂管理任務(wù)，在學(xué)生中成立課堂管理任務(wù)小組。課堂自主管理小組的設(shè)置如表1所示。

每一個(gè)小任務(wù)都可以類比為操作系統(tǒng)中的一個(gè)程序，而每節(jié)課每個(gè)課堂管理任務(wù)的執(zhí)行就是一個(gè)程序的執(zhí)行，即進(jìn)程。因此，進(jìn)程管理中的很多概念和算法可以滲透進(jìn)去。例如進(jìn)程的創(chuàng)建、執(zhí)行、撤銷、阻塞，進(jìn)程的同步、進(jìn)程的互斥、進(jìn)程的死鎖。

此外，在任務(wù)的執(zhí)行過(guò)程中，會(huì)遇到各種需要解決的問(wèn)題。例如，小組成員的調(diào)度問(wèn)題。小組有多個(gè)成員，每次的任務(wù)由誰(shuí)來(lái)完成，需要進(jìn)行調(diào)度，那么如何進(jìn)行調(diào)度呢？進(jìn)程管理中我們學(xué)習(xí)到很多種調(diào)度算法，學(xué)生可以嘗試使用這些調(diào)度算法來(lái)解決小組成員的任務(wù)調(diào)度問(wèn)題。由于這些課堂管理任務(wù)都是額外的，所以需要學(xué)生具備很強(qiáng)的時(shí)間管理能力，有很多事要做，先做什么再做什么，有長(zhǎng)任務(wù)、短任務(wù)，如何平衡，也可以使用進(jìn)程調(diào)度中學(xué)習(xí)到的調(diào)度算法。

課堂管理為操作系統(tǒng)教學(xué)提供了學(xué)生和老師，以及學(xué)生和學(xué)生之間可以交流的共同的語(yǔ)境。教師可以在講授操作系統(tǒng)的理論時(shí)，使用課堂管理任務(wù)作為例子，由于有過(guò)管理實(shí)踐，學(xué)生很容易心領(lǐng)神會(huì)。學(xué)生也可以在課后運(yùn)用操作系統(tǒng)課程中學(xué)到的算法，提升課堂管理的效率，從而更好地理解操作系統(tǒng)的算法。

3.2? ?學(xué)習(xí)管理

組織學(xué)習(xí)管理小組，讓學(xué)生主動(dòng)地有意識(shí)地對(duì)自己的操作系統(tǒng)課程的學(xué)習(xí)進(jìn)行管理，學(xué)習(xí)管理小組的設(shè)置如表2所示。

課堂回顧組 課后對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)、歸納和拓展，上課時(shí)帶領(lǐng)全班同學(xué)進(jìn)行上一節(jié)課的課堂內(nèi)容回顧課堂回顧組由多名同學(xué)組成，負(fù)責(zé)在課后對(duì)課堂學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)和拓展，在下一節(jié)課上課前帶領(lǐng)全班同學(xué)進(jìn)行課堂內(nèi)容的回顧。學(xué)習(xí)是教師和學(xué)生共同參與的活動(dòng)，傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式是教師從教師的視角講授知識(shí)，由于教師常年多次講授，會(huì)認(rèn)為所講知識(shí)簡(jiǎn)單，學(xué)生很容易接受;學(xué)生進(jìn)行課堂回顧，可以讓教師得以從學(xué)生視角看到學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度，以及學(xué)生的關(guān)注點(diǎn)等，是一種非常及時(shí)的對(duì)于教學(xué)的反饋。

而操作系統(tǒng)原理的學(xué)習(xí)也需要學(xué)生經(jīng)常站在用戶和系統(tǒng)兩個(gè)不同的視角學(xué)習(xí)，課堂回顧的設(shè)置為學(xué)生提供了不同的視角看同一個(gè)問(wèn)題的示范。

3.3? ?沉浸式課堂的典型案例

3.3.1? ?課代表可以由班長(zhǎng)擔(dān)任嗎—通道

為了保證操作系統(tǒng)教學(xué)的正常運(yùn)行，在開課時(shí)，都會(huì)征集一名課代表。在征集課代表的時(shí)候，教師會(huì)強(qiáng)調(diào)，班長(zhǎng)不能擔(dān)任課代表。教師會(huì)埋下一個(gè)伏筆，為什么班長(zhǎng)不能擔(dān)任課代表呢，課程后面會(huì)為大家揭曉答案。于是，就激發(fā)了學(xué)生的好奇心。在講到設(shè)備管理時(shí)，講到I/O控制時(shí)，以班長(zhǎng)要一名同學(xué)幫他完成一項(xiàng)小任務(wù)為例，由程序直接控制方式，到中斷控制方式，再到DMA，最后講到通道方式，通道方式是對(duì)于班長(zhǎng)來(lái)說(shuō)效率最高的一種控制方式，班長(zhǎng)可以和通道并行工作、被中斷的次數(shù)最少。這時(shí)候，教師再提醒大家，給大家揭曉“班長(zhǎng)為什么不能兼任課代表”這個(gè)問(wèn)題的答案。

通過(guò)這樣的方式，學(xué)生很容易就理解了I/O控制的發(fā)展過(guò)程，以及各種方式的優(yōu)缺點(diǎn)，學(xué)生還會(huì)把打趣某個(gè)班委或者課代表“你就是一個(gè)通道”。

3.3.2? ?課堂管理和學(xué)習(xí)管理中的表格—數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

在前面，我們提到操作本質(zhì)上是一種系統(tǒng)軟件，由數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和各種算法構(gòu)成。在計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，我們也學(xué)習(xí)了各種資源管理相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。對(duì)于這些名目繁多的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的作用，學(xué)生并不是很能理解。在課堂管理及學(xué)習(xí)管理任務(wù)布置時(shí)，教師會(huì)有意識(shí)地給學(xué)生一些標(biāo)準(zhǔn)的表格模板，用來(lái)登記任務(wù)，在管理過(guò)程中也會(huì)提醒學(xué)生對(duì)表格進(jìn)行更新，學(xué)期末要求學(xué)生根據(jù)表格中登記的數(shù)據(jù)對(duì)任務(wù)執(zhí)行情況進(jìn)行考核。教師在上課時(shí)會(huì)給學(xué)生指出，這些管理表格的本質(zhì)就是計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)中設(shè)置的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，操作系統(tǒng)通過(guò)這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)進(jìn)程的運(yùn)行和資源的使用進(jìn)行管理;而課堂管理或?qū)W習(xí)管理小組的小組長(zhǎng)也正是用這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)記錄任務(wù)進(jìn)程的運(yùn)行的。通過(guò)這樣的類比，很多抽象的概念都變得具體了。

4? 基于TRIZ創(chuàng)新方法的沉浸式課堂的優(yōu)化（Optimization of immersion classroom based on TRIZ innovative method）

TRIZ（The Theory of Inventive Problem Solving）是1946年由G.S.Altshuller創(chuàng)立的一種創(chuàng)新理論和方法[5]，應(yīng)用于技術(shù)創(chuàng)新、管理創(chuàng)新等各個(gè)領(lǐng)域。TRIZ的理論和方法源于對(duì)大量專利的分析，已形成一套系統(tǒng)的創(chuàng)新方法體系。

TRIZ理論基礎(chǔ)是技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則，包括完備性法則、能量傳遞法則、動(dòng)態(tài)性進(jìn)化法則、提高理想度法則、子系統(tǒng)不均衡進(jìn)化法則、向超系統(tǒng)進(jìn)化法則、向微觀進(jìn)化法則、協(xié)調(diào)性法則。

TRIZ提供了一組創(chuàng)造性思維技法，這些創(chuàng)新思維技法幫助人們打破思維定勢(shì)，引導(dǎo)人們?cè)谧裱陀^規(guī)律的基礎(chǔ)上，沿著一定的維度進(jìn)行思考。TRIZ創(chuàng)新思維技法包括：小人法、STC（Size、Time、Cost）算子法、最終理想解法、金魚法、九屏幕法。

TRIZ認(rèn)為，對(duì)技術(shù)系統(tǒng)中可用資源的創(chuàng)造性應(yīng)用能夠增加技術(shù)系統(tǒng)的理想度，這是解決發(fā)明問(wèn)題的基石。資源分析就是從系統(tǒng)的高度研究分析資源，挖掘系統(tǒng)的隱性資源，關(guān)注系統(tǒng)資源間的有機(jī)聯(lián)系，合理地組合、配置、優(yōu)化資源結(jié)構(gòu)，提升系統(tǒng)資源的應(yīng)用價(jià)值或理想度。

我們以TRIZ資源分析法對(duì)操作系統(tǒng)課堂進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。操作系統(tǒng)課堂作為一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，它的子系統(tǒng)包括學(xué)生、教師、教材，以及教室的硬件設(shè)施;超系統(tǒng)包括學(xué)校的軟硬件環(huán)境，整個(gè)上海市、全國(guó)以至全球的操作系統(tǒng)研究的環(huán)境，操作系統(tǒng)相關(guān)的其他技術(shù)等等。從時(shí)間軸上，又可以擴(kuò)展到過(guò)去和未來(lái)。利用九屏幕法可以把操作系統(tǒng)課程可以利用的資源擴(kuò)充到九個(gè)維度，為原來(lái)的數(shù)十倍甚至更多倍。用TRIZ資源分析法對(duì)操作系統(tǒng)課堂的優(yōu)化，包括課外拓展、課外實(shí)踐和智慧課堂等。

4.1? ?課外拓展

我們?cè)诮處熃淌凇⒔滩膯我坏幕A(chǔ)上，把課堂從課堂內(nèi)容、講授人、講授內(nèi)容、講授方式等方面進(jìn)行廣泛拓展，設(shè)計(jì)了課外拓展這個(gè)課堂環(huán)節(jié)。課外拓展由學(xué)生在課后以小組為單位完成，主題為操作系統(tǒng)課外內(nèi)容或與操作系統(tǒng)相關(guān)的前沿內(nèi)容。

在一個(gè)學(xué)期的第一節(jié)課下發(fā)課外拓展任務(wù)書，由課外拓展組組長(zhǎng)負(fù)責(zé)課外拓展小組的劃分、拓展主題和拓展時(shí)間的填報(bào)。課外拓展展示的時(shí)間安排在每次課的第二節(jié)課的開始，這樣可以在學(xué)生聽教師講授一節(jié)課后，通過(guò)講授人、講授內(nèi)容等的轉(zhuǎn)換，減輕學(xué)生聽講理論課的疲勞度，活躍課堂氣氛。經(jīng)過(guò)拓展組組長(zhǎng)的統(tǒng)一整理和規(guī)劃，每次課的拓展主題基本和課程教學(xué)進(jìn)度一致。

任務(wù)書中的課外拓展主題和學(xué)生實(shí)際選擇的主題如表3所示。

從表3可以看出，經(jīng)過(guò)學(xué)生的拓展，操作系統(tǒng)的學(xué)習(xí)內(nèi)容變得立體而豐富了，從操作系統(tǒng)的發(fā)展歷史，到操作系統(tǒng)的類型，從操作系統(tǒng)的原理到具體操作系統(tǒng)的源碼分析，從操作系統(tǒng)技術(shù)到相關(guān)技術(shù)。學(xué)生通過(guò)同學(xué)的拓展展示，沉浸在一個(gè)完整的由它們自己構(gòu)建的課堂環(huán)境中，由此激發(fā)了對(duì)操作系統(tǒng)的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性、促成了一個(gè)互相學(xué)習(xí)互相分享的良好的學(xué)習(xí)氛圍。

4.2? ?課外實(shí)踐

在課外拓展的基礎(chǔ)上，為了滿足部分學(xué)生的進(jìn)一步提升實(shí)踐能力的要求，提高課外拓展分享的質(zhì)量，鼓勵(lì)采用分組形式進(jìn)行課外實(shí)踐，并把實(shí)踐內(nèi)容及結(jié)果在課堂上分享。實(shí)踐可以采用興趣小組的形式完成，每個(gè)興趣小組（2到3人）選擇一個(gè)主題，在一個(gè)學(xué)期內(nèi)完成一個(gè)微項(xiàng)目。微項(xiàng)目的主題有，Linux源碼分析、Linux內(nèi)核編程、Windows內(nèi)核編程等與操作系統(tǒng)原理及編程相關(guān)的主題。這樣一個(gè)為期一個(gè)學(xué)期的項(xiàng)目實(shí)踐，可以培養(yǎng)學(xué)生的項(xiàng)目管理能力和時(shí)間管理能力。在此過(guò)程中，教師盡其所能為學(xué)生的實(shí)踐提供必要的資源和幫助。

4.3? ?智慧課堂

操作系統(tǒng)的課堂還利用到各種網(wǎng)絡(luò)資源及智能手機(jī)APP資源，以實(shí)現(xiàn)最理想的課堂設(shè)計(jì)。運(yùn)用了手機(jī)APP的各種課堂考勤方式，包括二維碼考勤、位置考勤、手勢(shì)考勤、拍照考勤等，節(jié)約了考勤的時(shí)間、提升了課堂的效率。此外，運(yùn)用手機(jī)發(fā)起討論和提問(wèn)的功能，激活了原本沉悶的課堂氣氛。運(yùn)用手機(jī)考試的功能，可以隨時(shí)檢測(cè)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，提升了課堂練習(xí)的效率。

這些智慧課堂教學(xué)手段的運(yùn)用，既提高了教學(xué)的效率，提升了教學(xué)的效果，又為學(xué)生示范了創(chuàng)新的教學(xué)方式和手段，學(xué)生感到耳目一新，有走在技術(shù)發(fā)展的前沿的自豪感，這種自豪感會(huì)激發(fā)學(xué)生努力學(xué)習(xí)、將來(lái)開發(fā)出更好的軟件的積極性。

5? ?教學(xué)效果（Teaching effect）

從2015年開始進(jìn)行操作系統(tǒng)的沉浸式課堂的設(shè)計(jì)與實(shí)施，每一個(gè)學(xué)期結(jié)束都會(huì)對(duì)實(shí)施的效果進(jìn)行評(píng)估，結(jié)合收集到的反饋意見，持續(xù)改進(jìn)。目前，操作系統(tǒng)的沉浸式課堂從設(shè)計(jì)到具體實(shí)施已經(jīng)比較成熟，具有完備的管理文檔，積累了豐富的教學(xué)案例和教學(xué)資料。操作系統(tǒng)課程已經(jīng)不是學(xué)生望而生畏、上課睡覺(jué)的課程了，學(xué)生對(duì)操作系統(tǒng)課程充滿了期待，對(duì)操作系統(tǒng)的學(xué)習(xí)充滿了興趣。以下列出比較有代表性的學(xué)生的反饋信息。

“這門課除了平時(shí)的教學(xué)外，還增加了課前回顧、課外拓展、課外實(shí)踐的內(nèi)容。增加了同學(xué)上課的參與度，課外知識(shí)的學(xué)習(xí)，以及對(duì)這門課程的深入探索?！薄巴ㄟ^(guò)同學(xué)準(zhǔn)備的課前回顧、課外知識(shí)拓展，在進(jìn)一步夯實(shí)基礎(chǔ)的同時(shí)，也普及了當(dāng)下運(yùn)用的一些技術(shù)，著眼于現(xiàn)在業(yè)界的變化，不為學(xué)而學(xué)，而是著眼于實(shí)際生活，為了解而學(xué)?！?/p>

實(shí)施沉浸式課堂以來(lái)，學(xué)生對(duì)教師及課程的評(píng)價(jià)普遍較高，2015年以來(lái)的評(píng)教數(shù)據(jù)如表4所示。

6? ?結(jié)論（Conclusion）

針對(duì)操作系統(tǒng)教學(xué)中存在的理論性強(qiáng)、概念抽象、學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低的問(wèn)題，基于對(duì)操作系統(tǒng)的本質(zhì)特點(diǎn)的分析，把操作系統(tǒng)的概念和原理融入課堂管理任務(wù)中，創(chuàng)建有利于操作系統(tǒng)教學(xué)的沉浸式課堂。結(jié)合TRIZ創(chuàng)新方法，對(duì)課堂設(shè)計(jì)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，廣泛使用各種課程資源，建立理想的操作系統(tǒng)課堂環(huán)境。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的實(shí)施和持續(xù)改進(jìn)，建立了比較系統(tǒng)的操作系統(tǒng)的沉浸式課堂，學(xué)生取代教師成為課堂的主人，有效地激發(fā)了學(xué)生主動(dòng)深入學(xué)習(xí)操縱系統(tǒng)的興趣，建立了良好的互相學(xué)習(xí)、互相分享的學(xué)習(xí)氛圍。學(xué)生個(gè)人的動(dòng)手實(shí)踐能力、合作能力、演講能力等都得到了很好的鍛煉和培養(yǎng)。

本文的探索符合國(guó)際工程教育認(rèn)證提倡面向結(jié)果、能力導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)的教學(xué)理念，可以在除了操作系統(tǒng)課程之外的其他計(jì)算機(jī)專業(yè)課程中推廣。

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