“操作系統”課程教學改革的探索

李盛欣 龔德良

摘要:本文針對“操作系統”課程理論性、實踐性并重,且更新速度快、概念抽象、原理性強等特點,在優化課程設置、教學方法、實驗設置等各個方面進行了有效的探索,對操作系統的課程教學中的難點進行了分析。對學生更好地掌握操作系統的相關知識起到了積極作用。

關鍵詞:操作系統;教學方法;實驗設置;Linux

中圖分類號:G642 文獻標識碼:B

1操作系統教學現狀

操作系統是計算機系統的核心組成部分,是計算機及相關專業的最重要主干專業核心課程;同時,操作系統也是最龐大最復雜的系統軟件,因而,這門課程的教學、學習也有許多困難和困惑。為了更好地教好這門課程,我們結合當前操作系統教學現狀及一些教學經驗對該課程的教學進行探討并提出一些建議。

1.1教學手段單一、理論與實際脫節

由于各學校教學條件及課程自身技術的原因,使得許多現代教學手段很難在教學過程中得到應用,有些學校雖然使用電子教案,但也只是單純的理論知識課件演示,學生沒有參與思考的積極性。目前教科書的基本結構與學生實際接觸的操作系統有較大的距離和認識上的偏差,學生極易產生厭學情緒。

1.2學習目標不明確、難于調動積極性

大多數學生知道學習計算機操作系統很重要,但學習興趣并不高,即使學習也是為了應付一些考試。

1.3實驗環節比較薄弱

目前大多數高校使用的教材多是以Unix作為實例來介紹分析操作系統的特征,但Unix系統作為商業軟件,它的源代碼不公開;其次是大部分教師不熟悉Unix系統或從來就沒有接觸過Unix系統,這必然導致授課過程中教師對Unix部分一帶而過,給實驗環境的構建帶來一定的難度。

2理論教學的建議

2.1明確學習目標

學習操作系統達到的三個層次①概念級:掌握計算機操作系統的基本概念和原理可以應付各種考試,但沒有太多的實際用途。②命令級:掌握操作系統的命令?？梢赃_到實用目的,做到最基本的理論與實際相結合,但這也只是表層的使用,還不夠專業。③系統級:掌握系統結構和概念的具體實現。使用系統命令和調用,用程序來使用和控制計算機的資源,可以達到理論與實際的完美結合,這才是專業級的學習目標。

2.2必須掌握的基礎知識

計算機操作系統是非常復雜的系統軟件,要想掌握它就必須具備牢固的計算機基礎知識。如果沒有這些基礎,也就不可能學好操作系統理論課。基礎課程最主要的有:“C語言”、“計算機組成原理”、“數據結構”、“程序設計方法”等,如果這些基礎的計算機知識都沒有掌握好,就要學好操作系統是不可能的。

2.3保持教學內容的實踐性和先進性

面對國內外計算機操作系統多種多樣的教材,我們必須根據學生的實際情況來進行選擇,同時注意到操作系統內容的及時更新性和發展性,一本切合實際的好教材會直接影響教學的效果。鼓勵學生多看參考書和一些優秀的著作,使學生的知識能力和綜合素質能力得到提高。

本研究得到湖南省教育廳科研資助項目(07C724)、湘南學院科研資助項目(06Y025)支持。

作者簡介:李盛欣(1981-),男,湖南郴州人,湘南學院計算機系講師,碩士研究生,從事計算機操作系統、網格計算方面的研究。龔德良(1964-),男,湖南沅江人,湘南學院計算機系教授,從事計算機應用、網絡安全方面的研究。

2.4對抽象復雜的概念和原理形象生動化

將抽象復雜的概念、原理生動化、生活化是每位老師所必須具有的教學能力,概念原理生動化才能提高初學者的學習興趣和熱情,學生的興趣和熱情是學習力量的源

泉。通過把生活中常見的機制引入到教學中進行類比分析,使枯燥的操作系統原理變得生動有趣,從而提高學生的學習興趣,激發了學生的觀察問題能力。

2.5采用多元化教學方式

教學過程中使用CAI輔助教學軟件、多媒體教學等課堂教學手段能增加課堂的生動性,提高學生的學習興趣。但在使用這些多元化教學手段時,教師應宜采用電子教案實現陳述性強的理論講解。在課堂教授過程中教師可以用一些課時進行課堂討論方式教學,適當地提問學生,啟發學生積極主動的思考,而不是機械被動地接受知識。教師在教學中要不斷提高電子教案的制作質量,及時更新,通過電子教案內容的動態化播放配合教師的即時講解充分促進學生的探究活動,激勵學生的學習熱情。另外,教師自身還應積極開發“操作系統”電子多媒體教學軟件,建立功能完善的自動化考試系統,遠程交互式系統等,從而有效推進該課程多元化教學手段的研究和實踐。

2.6提高教師教學和業務水平

作為教學主體之一,教師必須及時更新自己的知識,不斷學習各種教學技能,提高業務水平。教學時,書本上語言、段落必須經過教學技藝的處理與轉換,而教學技藝應用的嫻熟程度,與教師綜合素質直接相關。同時教師還應結合國內外操作系統領域的最新發展,參考其他大學最新推出的操作系統課程大綱,借鑒其他公司在設計操作系統中獲得的經驗和教訓,注重專業知識的前瞻性和國際性,構建合理的教學內容。教師自身要多參與一些操作系統設計的實驗,通過現身說法,講解在設計過程中遇到的具體問題和采用的具體解決方法,將操作系統的原理在實踐中進行分析,促使學生從現實的角度分析和解決問題。

3實驗教學的建議

3.1運用Linux操作系統作為實驗環境

Unix系統龐大且系統代碼不公開,學生不易掌握。Linux操作系統是一套遵循POSXI標準免費的32位多用戶多線程類Unix操作系統,具有Unix全部特征;而且系統的源代碼完全公開,也能讓學生容易獲取核心模塊源程序并實現對它們的剖析。

3.2開設獨立的實驗課程

操作系統是實踐性很強的課程,通過實踐學習操作系統應該是最佳途徑。獨立設實驗課,就是實驗教學不再依附于理論教學。它獨立開課,獨立考核,形成標準的操作系統實驗教學體系。建立一套完整的實驗教學計劃、實驗教學大綱、實驗教材,單獨設定學分,規定計劃實驗學時。按照大綱,根據現有的實驗條件,制定出切實可行的實驗教學內容,按照教學大綱的要求規范標準實驗的設置。必須合理分配實驗教學學時數,驗證性實驗是基礎,必要的驗證性實驗是不可缺少的,學生可以通過驗證性實驗,掌握操作系統的基本原理;設計性實驗和綜合性實驗可以培養學生的動手能力和綜合應用知識的能力,充分發揮學生的主觀能動性,激發學生的學習興趣和熱情。

3.3加強實驗教學的組織與管理

學生是主體,教師是主導。教師簡明扼要地講授實驗理論知識、實驗目的、實驗內容、重點和難點、注意事項,然后讓學生進行實驗,實驗過程中,出現問題一般由學生自主研究解決,教師僅作啟發性提示和引導。在實驗課程性質上分必做實驗與選做實驗,在方式上變定時封閉式教學為靈活開放式教學,并建立BSS互動教學平臺或提供優秀論壇網址,增強與學生的交流,鼓勵、幫助學生完成小型系統的設計實現。

4課程考核的建議

采用書面考試、上機考核、課程作業相結合的方式全面考核。操作系統課程是要求學生掌握了解操作系統的工作原理和實現方法,有利于他們利用計算機系統開發各種應用軟件和系統軟件。因此對該課的考核宜采用書面考核與上機考核相結合,輔之以對課程作業的情況考查。書面考試可以側重對基本概念和原理的理解及掌握,課程作業要求學生對基礎知識的掌握,上機考核可以讓學生在規定的時間內對給定的程序設計題目編出程序,并在機上調試通過,這樣可以考察學生的綜合應用能力和系統軟件的設計能力。這三方面的綜合考察,有助于全面衡量學生的學習情況,提高教學質量。傳統教學模式的改革以開放式教學模式取代傳統的封閉式教學,應多為學生提供實踐應用的機會,多給予獨立思考和自學的時間,不時地組織學生對計算機及其應用進行廣度和深度的思考和探討,這樣才能培養學生的創造性、開拓性。

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