高職高專操作系統課程教學改革研究

黃　銳　穆振海

摘要：操作系統作為計算機專業的專業基礎課程，在計算機專業教學中占據十分重要的地位。本文分析了高職高專院校在計算機操作系統課程教學中存在的問題，結合作者的實際教學經驗，提出了具有高職高專特點的操作系統課程的教學改革方案。

關鍵詞：操作系統；教學改革；高職高專院校

中圖分類號：G642文獻標識碼：B文章編號：1672-5913(2009)04-0054-02

1引言

操作系統是計算機專業課程體系中的專業基礎課程，它的前導課程為數據結構、計算機組成原理和高級語言程序設計，課程的教學目的是使學生通過課程的學習，理解操作系統的基本概念、主要功能和設計原理，掌握常用操作系統的使用和管理方法。但是實際教學中由于其涉及知識面廣，理論性較強，缺乏有效的實踐環節，造成學生學習興趣不高，難以達到良好的教學效果。

2教學中實際存在的問題

2.1理論壓縮型教學

在課堂教學中，使用操作系統原理類教材，講授的內容基本是在本科生要求掌握的理論知識的基礎上進行一定壓縮，基本表現是照本宣科，多講概念、原理和算法，要求學生對所學知識點死記硬背。在實踐環節中，要求學生使用高級語言編寫模擬進程調度，銀行家算法等內容的演示程序，強調對理論知識的深入理解和數據結構知識的應用。其結果是學生記憶了大量的書本知識來應付考試，而實踐中編寫的程序也沒有任何實際應用之處，造成了學生觀念中“操作系統無用論”，極大地打擊了學生的學習積極性，也對后續課程的學習造成了一定影響。

2.2操作應用型教學

放棄操作系統理論性的內容，開設Windows系統或Linux系統應用類課程來代替操作系統課程。主要講授該類操作系統的常規應用和維護知識，使學生能夠熟練使用和維護操作系統。在實踐環節中，要求學生掌握操作系統的安裝方法，能夠熟練應用操作系統中的功能，例如Windows系統中的文件加密、磁盤配額、創建緊急修復磁盤、磁盤清理、備份與恢復數據、CHKDSK維護文件完整性等操作，可以針對操作系統運行中出現的異常問題進行維護管理。這種教學方式將操作系統的學習等同于一種軟件的應用學習，難度大幅度下降，但是作為計算機專業的學生不應僅僅只懂得安裝和維護操作系統，作個簡單的“系統維護員”，還應當能夠理解操作系統的基本原理，為“改進”和“增強”操作系統打下基礎。這樣才能體現出專業特色。

3改革方案

高職高專對于計算機學科人才培養的目標是“培養計算機技術應用型專門人才”，教學安排基本是實踐能力培養為主，理論知識學習為輔。操作系統課程的教學改革也要緊扣此目標。作者結合自身的教學經驗，從教學內容、教學方法和實踐環節三個方面提出了具有高職高專特點的操作系統課程教學改革方案。

3.1教學內容

操作系統課程教學改革的首要任務是對課程內容的改革。課程應圍繞以掌握操作系統的基本概念和原理為重點，以分析實例為手段展開，合理調整理論與實踐部分的搭配比例，重點突出實踐教學環節。在具體的教學內容設置中，遵循“夠用適度，求精不求全”的原則，合理地組織教學內容。

在理論部分，以滿足學生課程學習的基本需要為主，重點掌握以下內容：用戶接口技術；進程管理和并發技術；內存管理中的分頁策略和虛擬存儲；設備管理中的設備的分配與驅動，緩沖技術及虛擬設備；文件系統中的文件組織形式、樹型目錄結構以及對文件的基本操作的實現等。

操作系統課程的實踐環節歷來是一個教學難點。以目前的實際情況，在實踐環節設計開發操作系統是具有相當難度的，也不符合高職高專教學特點。在實踐部分，由于Linux是遵循POSIX標準的免費多用戶多線程類Unix操作系統，具有Unix的全部特征，且源代碼完全公開，方便學生對核心模塊源程序的研究，所以采用Linux作為教學實驗平臺，安排實驗。實驗主要內容包括系統引導程序、進程調度、系統調用、內存管理、設備驅動、文件系統、內核模塊等，基本與理論教學內容相對應，達到加深理論知識理解，輔助實際應用的效果。

教材的選取依據以上教學內容，在內容上不僅要包括以上提到的理論知識點，還要做到基本原理與操作系統實例相結合。而實際選擇教材時，任何一本教材都會有不足之處，這樣就要求授課教師根據實際的情況對教材的內容進行調整，適當刪減和添加內容。在條件允許的情況下，最好自行編寫教材或講義，以便更適合本校教學。

此外還要注意操作系統課程與其它計算機課程(如計算機組成原理、高級語言程序設計、數據結構等)之間的聯系，在教學內容上互相銜接。這樣不僅可以減少教學內容的不必要重復，明確教學內容講授的重點，還可以使學生更好地理解整個計算機體系結構，體會到操作系統在計算機專業課程體系中的重要性。

3.2教學方法

首先要引導學生理解學習操作系統的目的，明確學習目標，消除“操作系統無用論”對學生的影響，使學生了解學好操作系統需要抓好三方面：基礎、理論、實驗。同時也可以通過介紹操作系統領域新技術的發展，激發學生的學習興趣。比如向學生講授隨著嵌入式系統的迅速發展，操作系統也隨之向著實時的、可移植的嵌入式操作系統發展，VxWorks、WinCE、VRTX、Linux等操作系統已經得到了廣泛的應用，因此計算機專業的學生有必要去學習操作系統的內部結構和實現技術，只有深入的理解實際操作系統，才能更有效的管理和使用系統。

在課堂教學環節，遵循以培養學生的綜合應用能力為目的的原則，積極探索和實施互動式、引導式教學，以及任務驅動教學法和梯度式教學法等先進教學方法，注重激發學生的學習興趣和學習積極性，培養學生自主性學習的習慣，充分利用現代教育技術，制作形象生動的電子課件，重點演示課程教學中的重點和難點，擴大課堂教學知識容量。講授過程中注意理論與實踐相結合。例如在講授存儲器碎片管理時，先使用Windows中附帶的磁盤碎片整理程序演示此功能，然后再介紹原理，以加強學生對理論知識的理解。同時也可以適當安排一些課堂討論，啟發學生積極主動地思考，而不是單純被動地接受知識。

注重學生自學環節，充分利用校園網絡，構建操作系統課程網絡學習平臺，實現教學資料共享、在線答疑、在線測試等功能，使學生可以靈活方便地自主學習。對于想要深入學習Linux的同學，指導成立學習小組，針對Linux內核、網絡應用、程序設計等方面進行研討，全面推進課程多元化教學。

3.3實踐環節

實踐環節是操作系統學習中最重要的部分，對能否學以致用，并進一步激發學生的學習興趣起到關鍵作用。實驗安排中，在掌握Linux系統的基本安裝和操作之后，考慮到學生能力的差異和不同的發展方向，將實驗內容分為兩個部分：設計模塊、應用模塊，按照程序設計員和系統管理員兩個方向，供學生選擇學習。

(1)設計模塊

設計模塊主要是結合理論知識，加強對Linux模塊功能的分析理解，學生在教師的指導下，結合前導課程知識，能夠進行系統程序設計，構造操作系統新模塊，添加新功能。在此基礎上，可以進一步嘗試對Linux內核進行編譯研究。

(2)應用模塊

應用模塊主要是結合理論知識，理解Linux模塊功能，能理解熟練使用Linux系統，并在高級系統管理方面進行復雜網絡管理，例如：DNS、DHCP服務配置、VSFTPD、HTTP(Apache+CGI/JSP/PERL+Mysql)服務配置、VPN、防火墻配置等內容。

教師要注意對實驗的管理，對每一位學生的實驗結果進行檢查和打分，作為學生課程成績的重要組成部分。對出現的問題和實驗完成情況進行點評，對實驗中暴露出來的薄弱知識點進行鞏固，從而保證實驗教學的質量。

最后要強調的是，面對迅速發展的信息技術，作為教學的核心——教師，幾乎與學生同步接受新知識、新思想，也面臨自身的知識更新，這就要求主講教師能夠把握操作系統的教學的整體框架，了解操作系統的最新發展，清楚教學知識點，明晰技術點和案例，及時更新知識結構。

4結束語

操作系統作為計算機專業的核心課程，它的重要性毋庸置疑，而在實際教學過程中，應根據高職高專的人才培養目標，以及學生的實際情況，及時調整教學內容、教學方法，加強實踐環節，變單純傳授知識為注重應用能力培養，大力推進素質教育，從教學內容、教學方法、實踐環節進行改革，提升教學質量。