新型操作系统教学和实践思路

摘要： OS课程在教育部历次教学改革和教学计划调整中都不断得到加强，帮助学生完善专业基础理论体系，培养学生对计算机软硬件系统结构进行系统、完整、深入的思考。通过对操作系统原理课程内容的整合，提出对操作系统原理的一些高效的教学方法和实际经验以供同行商榷。

Abstract： OS curricula is strengthened in the teaching reform and teaching plan adjustment of Ministry of Education， and it can improve students' basic theory system， develop students' systematic， complete and in-depth reflection on the structure of computer hardware and software system. Through the integration of operating system principle course content， this paper comes up some efficient teaching methods and practical experience for peer's discussion.

关键词： 实践；OS；整合

Key words： practice；OS；integration

中图分类号：G42 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）08-0216-02

0 引言

《操作系统》作为计算机及相关专业必修课程，将学生在一、二年级学到的知识和技能进行综合并予以提升，帮助学生完善专业基础理论体系，培养学生对计算机软硬件系统结构进行系统、完整、深入的思考。该课程在教育部历次教学改革和教学计划调整中都不断得到加强。

任何一门课程，要对其有比较深刻的内涵理解的前提是对其内容的精确提炼，而不仅仅是简单的以章节形式进行的罗列和叠加。笔者在多年从事该课程研究的基础上，对操作系统的一些教学方法方面有一些比较成熟的看法，特提出以供大家商榷。

1 操作系统课程的精髓教学框架

对本课程的全部教学内容所提炼并加以有机整合而形成的精髓教学框架：

1.1 系统发展历史的回顾与当前技术发展潮流追踪许多学校的计算机专业在讲解操作系统课程时，往往局限于介绍具体方法和技术细节，忽略对技术发展历史和当前技术潮流的诠释。既不能开拓学生专业视野，又无法对专业历史有深入的了解。本门课程争取使用3-4学时的时间详细讲解操作系统的发展历史、著名人物、分类体系和技术发展趋势。这样的内容极大的激发了学生的学习兴趣和专业使命感，具有很好的教学效果。

1.2 作系统基本设计原理与核心技术方法的分析讲解 本门课程注重对基础专业理论的讲解，从五个方面详细剖析操作系统的核心原理。对进程管理、存储管理、文件系统、设备管理、系统接口等基本的设计原理均进行了详细的介绍和分析。

操作系统的各种基本设计原理中包含了大量的算法设计与技术实现优化考虑，在教学过程中，要特别注重剖析算法设计思想和优化方法的差别，强调激发学生的主动思考能力，而不是僵化的向学生灌输思想。

1.3 真实操作系统案例的组成结构与实现特色剖析对比 操作系统的设计原理体系严密，各种技术方法错综复杂。要注重选用真实操作系统作为学习的案例。通过对真实案例的剖析以提高学生的感性认识。

1.4 操作系统原理与计算机原理、编译原理、数据库、计算机网络等课程的关联 《操作系统原理》课程是计算机及相关专业的学生在本科阶段“承上启下”的重要课程，讲授过程中必须注重与其他专业基础课内容和知识的结合。要专门讲解“操作系统硬件基础知识”以融合《计算机原理》课程知识；重点分析“应用程序编译链接过程”以融合《编译原理》课程知识；在“进程同步互斥、I/O设备同步阻塞-异步传输”的内容中有机融合《数据库原理》、《计算机网络》的基本概念。这样的关联式教学方式使得学生能够将多门专业基础课程进行有机的融合贯通，有效的促进了专业理论体系的完善。

2 选择科学合理的教学方式

基于以上对教学内容的有机的系列化分类，在选用优秀计算机经典教材的基础上，必须强调教学方式的科学与合理，主要采用以下教学方式：

2.1 定位于专业基础必修课，帮助学生建立扎实的专业理论基础 计算机领域各相关专业的学生都需要建立扎实完整的软件基础理论体系。《操作系统原理》是讲述计算机硬件资源管理、应用程序运行控制、人机交互接口实现等内容的基础性课程，在专业人才培养方面具有极为重要的作用。应该不断加强对《操作系统原理》课程的教学投入，积极完善师资队伍、改进教学计划、建立完整实践环境、主动追踪技术发展潮流，使得本门课程的教学质量不断提升。

2.2 面向应用、软件等各专业学生授课，实现“承上启下”的总体教学目标 《操作系统原理》是计算机科学与技术专业必修基础课，是自动化专业的专业选修课，也是非计算机专业的软件方向主干课。在教学计划中，本门课程最主要的作用就是实现对低年级专业基础知识的综合与提升，帮助学生建立系统、完整的专业基础理论体系，培养学生的研究型思维和动手实践能力，开拓学生的专业学术视野，为后续课程的学习和专业发展奠定重要的基础。

2.3 原理、实践、现实应用相结合，为培养高水平专业人才服务 《操作系统原理》是综合了基础理论讲授、动手实践、观察体验、最新技术发展潮流追踪等多项内容的专业基础课程。课程建设存在教学工作量大、上机实践环节重要、学生学习任务重等特点，课程教学过程中，常常存在原理讲授与上机实践脱节、课堂学习与现实应用剥离的情况，导致老师在教学过程中常采用“灌输式”教学方法、学生在学习过程中常采用“机械记忆”的学习习惯，教学质量难以提升。

为此，在《操作系统原理》课程建设中应该积极进行教学改革和创新，近年来不断引进国内外经典操作系统教材，努力搭建多种操作系统平台的上机实践环境，加强师资队伍建设和教学督导力度，加强对技术发展潮流的追踪。

2.4 “启发式、关联式”的课堂讲授与课堂讨论相结合在对基础性的操作系统原理进行讲解时，要注重讲授与讨论的结合，教案的内容组织并不完全遵循各类教材的内容安排，在讲解顺序、思路整理方面均体现了教师对学习过程的把握和指导。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。

为激发课堂讨论的积极性，对讨论过程中表现优异的学生给予“小额加分”的激励，鼓励学生表达自己观点。

2.5 “案例剖析式“的技术实现分析与工程规范培养相结合 脱离了上机动手实践的操作系统教学将陷入枯燥和单调的误区，在课程讲授过程中，专门安排了技术实现细节分析和软件工程规范的教学内容，这些内容基本利用上机实践课时，由上机指导教师和高年级研究生共同向学生讲解具体算法、实现过程、工程规范的内容，指导学生建立扎实的动手实践习惯。

2.6 “抛砖引玉式”的学生实践与团队展现相结合 为了摆脱“一言堂式”的教学弊端，在教学过程中可以安排学生实践团队的展示内容，对于上机实践完成情况较好的学生团队，或者认真阅读操作系统学术论文的学生团队，都安排了一定的课时供他们展示自己的成果。这种教学方式极大的激发了学生的参与热情。

参考文献：

[1]William Stalling编著.操作系统：内核与设计原理.电子工业出版社，2000.

[2]Tanenbaum编著.现代操作系统.机械工业出版社，1999.

[3]Tanenbaum编著.操作系统设计与实现.电子工业出版社，2004.