基于《操作系统》课程教学改革的研究

摘要:科学技术的高速发展加速了教育改革的步伐,传统的教学模式正在受到新的教育理念和现代教育技术的挑战。该文先简要分析了计算机操作系统课程的教学现状,然后提出了操作系统教学改革的基本思路。

关键词:计算机操作系统;教学改革

中图分类号:G424文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)03-666-02

Based on the "Operating System" of Teaching Reform

WU Ya-ting

(Anshun University,Anshun 561000,China)

Abstract: The rapid development of science and technology has accelerated the pace of education reform, the traditional teaching model is affected by the new ideas of education and modern educational technology challenges. In this paper, at first a brief analysis of the computer operating system Teaching Status, then put forward the reform of the operating system of teaching the basic ideas.

Key words: computer operating system; teaching reform

1 《操作系统》课程简介

操作系统是现代计算机系统中最核心、最基础的软件。在计算机学科课程体系中,《操作系统》是一门核心课程,是计算机专业学生必修的专业基础课之一,也是理解计算机系统工作、用户与计算机系统交互、设计开发应用系统的基本知识结构。该课程是一门涉及较多硬件知识的计算机系统软件课程, 在计算机软硬件课程的设置上,起着承上启下的作用。它的理论性和实践性都较强,概念多而抽象、涉及知识面广,其整体实现思想和技术又往往难于理解,实践环节又不容易操作,它要求学习者不但要弄懂理论知识,而且要能够上机实践;不但要懂得硬件知识,还要懂得软件编程,甚至能够模拟实现一个操作系统。

2 《操作系统》课程教学现状分析

“操作系统难学”是相关专业学生的普遍心声,“操作系统难教”也是教师们的普遍反映。计算机操作系统课程难学也难教,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,使得教与学两方面都觉乏味。目前,操作系统课程的教与学还存在很多问题,阻碍操作系统教学质量的提高。

2.1 《操作系统》课程内容多而抽象

在操作系统课程中,至少要分处理机管理、存储器管理、文件管理、I/O设备管理、接口配置、系统安全性等6大功能模块讲解,每个功能模块都要讲述其设计的目标、实现的算法、改进的策略等方面的内容。这些功能模块各司其职,相关的知识需要分别记忆,学生在学习时会觉得信息量大,内容抽象且琐碎,从而产生畏难情绪。

2.2 《操作系统》课程教材脱离实际

传统的操作系统教材大多是以抽象的理论叙述为主,理论往往与实际应用融通不够,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。

2.3 教师教学模式落后,教学方法单一

大部分操作系统课程教师在课堂上都是采取“满堂灌”的方式,甚至是在讲台上重复教材的内容,所授的知识也不能包含本课程最新的进展;而学生则处在被动的位置上被动地接受,教师与学生之间很难形成互动。其实,这种状况是源于教师对教学改革并未真正地实施,也可能是由于教师所能利用的教学方法和工具缺乏等原因。

2.4 对分析问题的能力要求很高

在操作系统课程的学习中, 学生必须学会找出操作系统运行上的瓶颈问题,通过思考提出修正那些设计上有缺陷策略的办法,从而对现代操作系统实际所使用的设计方式有所领悟。这就要求学生有很强的分析问题能力,同时还要有把实际问题从抽象转为具体,建立问题模型的能力。

总之,目前操作系统的教学质量有待提高。我们该从操作系统的教学现状出发,从学生的学习潜能考虑,以操作系统的教学基本内容为依据,根据现代教育思想和理论的基本精神,实现教学上的4个重心转移和4个最佳结合(从以教为重心逐渐转移到以学为重心,力求做到教与学的最佳结合;从以知识为重心逐渐转移到以能力为重心,力求做到知识与能力的最佳结合;从以传统教学媒体为重心,逐渐转移到以现代教学媒体为重心,力求做到传统教学媒体与现代教学媒体的最佳结合;从以接受学习为重心逐渐转移到以发现学习为重心,力求做到接受学习与发现学习的最佳结合),对操作系统的教育模式和教学内容进行相应的改革,从而提高操作系统的教学质量。

3 《操作系统》课程教学改革思路

3.1 通过引导和实践激发学生的学习兴趣

要引导学生为何学、如何学操作系统,以及要达到怎样的层次,克服学生的畏惧情绪和打破“无用论”。

如在讲第一堂课时可以将操作系统的角色比作管家,计算机系统这个“家”中的大大小小事务,都由这个管家负责管理,资源分配、工作分工等等。这就可以引发学习这门课的第一个疑问了:操作系统具体是用什么方法实现以上功能?学生用过计算机后这个疑问定能让他们产生对问题探究的好奇心。在此基础上,介绍一些操作系统诞生及发展史上的名人轶事,比如比尔・盖茨是怎样通过操作系统开发成为世界首富的,微软公司的诞生有什么样的契机,操作系统的门类,主流的操作系统有哪些,它们的诞生有何趣事等等,在学生已经进入计算机领域一两年后,这些耳熟能详的人物或名词,更能让学生产生对本课程的极大兴趣。

3.2 突出教学重点和难点

教材的选用和教学内容的确定,要始终围绕课程的教学大纲进行。大纲所要求的“基础性”、“实用性”的内容是学生拓宽知识面和继续学习的保证,必须详讲,并且要求学生必须掌握。另外,实验大纲和技能考核所要求的内容也必须保证,因为实践是提高学生的学习兴趣、加深理解和掌握课堂学习知识、增强创造力的重要途径。有了一定的理论做基础,再通过实践,才有可能产生新的观点和方法,从而使学生具备维护系统以至开发系统的能力。

3.3 采用互动的教学方式

在详细讲解各类原理之前,安排小规模“课堂讨论”分析猜测设计思想,激发学生的好奇心和主动思考能力;在讲解原理的过程中,不断的问“为什么”,提高学生的对比分析能力;在原理讲解完成后,进行系统性的总结和展望,指导学生建立系统性的思维方式。比如在讲使用信号量来控制对互斥资源的访问时,提出一个使用记录型信号量对单向行驶的马路中车辆的行驶控制的想法,让学生拿出解决方案,然后大家讨论,最后再将问题扩展到当多个读者进程和写者进程需要对同一个变量或临界资源互斥访问等问题,既做到了知识活学活用,又活跃了课堂气氛,实现了教与学的互动。

3.4 多种教学手段相结合

充分有效地使用多种教学手段进行课堂教学。通过多种教学手段能够激发学生学习的主动性,增加课堂的生动性,提高学生的学习兴趣。在操作系统课程教学中采用电子教案实现陈述性强的理论讲解,但对于需互动性讲解的问题解决推导过程,则宜保留板书手段或利用多媒体教室的展示台来投影书写内容。在课堂教授过程中教师可以用一些课时进行课堂讨论方式教学,适当地提问学生,启发学生积极主动的思考,而不是机械被动地接受知识。

3.5 重视学生自学

教师可以通过布置学生作业来巩固课堂讲授的知识,也可提供一些系统内核源程序和指导性框图来帮助学生自己分析实例操作系统中相应功能模块,教师还可提前提供一些阅读材料分配讨论课题,让学生在上课之前,先阅读和思考讨论题,课堂上才能有准备地探讨学习,作为课堂教学的补充,教师可以充分利用互联网,课程的电子教案讲稿上网,提供给学生上网阅览或下载,通过电子邮件解答学生疑问,开辟专门的研讨论坛,让学生积极参与讨论交流。

3.6 注重学生动手实践能力的培养

操作系统是一门理论性、实践性并重的基础核心课程,建立起符合实践教学要求的专门的操作系统实验室,使得计算机专业的学生能对操作系统基本原理和思想进行体验与仿真,对某种特定操作系统内核代码或底层运行机制的理解分析和动手修改能力得到提高,避免脱离上机动手实践的枯燥和单调的操作系统教学。

3.7 尽量用实例进行剖析

当前主流操作系统有Windows和Linux具有代码公开的特点,教师在教学过程中可以拿Linux操作系统的某些功能模块进行实例剖析。让学生掌握操作系统某些模块的设计和实现,从而实现整个系统的功能,以提高学生对操作系统的理解和解决问题的综合能力。

4 结束语

《操作系统》课程教学的改革应适应课程教学改革和专业发展的实际需要,切实贯彻该课程的教学大纲和基本要求,不断完善教学活动的各个环节。在讲授操作系统理论原理的同时,要加强实践环节,充分发挥学生的能动作用,培养学生发现问题、分析问题、解决问题的综合能力,真正培养学生在系统软件开发方面的综合能力。

参考文献:

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