基于《操作系統》課程教學改革的研究

摘要:科學技術的高速發展加速了教育改革的步伐，傳統的教學模式正在受到新的教育理念和現代教育技術的挑戰。該文先簡要分析了計算機操作系統課程的教學現狀，然后提出了操作系統教學改革的基本思路。

關鍵詞:計算機操作系統;教學改革

中圖分類號:G424文獻標識碼:A文章編號: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 《操作系統》課程簡介

操作系統是現代計算機系統中最核心、最基礎的軟件。在計算機學科課程體系中，《操作系統》是一門核心課程，是計算機專業學生必修的專業基礎課之一，也是理解計算機系統工作、用戶與計算機系統交互、設計開發應用系統的基本知識結構。該課程是一門涉及較多硬件知識的計算機系統軟件課程， 在計算機軟硬件課程的設置上，起著承上啟下的作用。它的理論性和實踐性都較強，概念多而抽象、涉及知識面廣，其整體實現思想和技術又往往難于理解，實踐環節又不容易操作，它要求學習者不但要弄懂理論知識，而且要能夠上機實踐;不但要懂得硬件知識，還要懂得軟件編程，甚至能夠模擬實現一個操作系統。

2 《操作系統》課程教學現狀分析

“操作系統難學”是相關專業學生的普遍心聲，“操作系統難教”也是教師們的普遍反映。計算機操作系統課程難學也難教，枯燥而繁雜的理論，往往又不能真正應用于操作系統的現實中，使得教與學兩方面都覺乏味。目前，操作系統課程的教與學還存在很多問題，阻礙操作系統教學質量的提高。

2.1 《操作系統》課程內容多而抽象

在操作系統課程中，至少要分處理機管理、存儲器管理、文件管理、I/O設備管理、接口配置、系統安全性等6大功能模塊講解，每個功能模塊都要講述其設計的目標、實現的算法、改進的策略等方面的內容。這些功能模塊各司其職，相關的知識需要分別記憶，學生在學習時會覺得信息量大，內容抽象且瑣碎，從而產生畏難情緒。

2.2 《操作系統》課程教材脫離實際

傳統的操作系統教材大多是以抽象的理論敘述為主，理論往往與實際應用融通不夠，使得學生學完操作系統課程后，無法把所學知識與目前常用操作系統聯系起來，更無從實現操作系統的功能了。

2.3 教師教學模式落后，教學方法單一

大部分操作系統課程教師在課堂上都是采取“滿堂灌”的方式，甚至是在講臺上重復教材的內容，所授的知識也不能包含本課程最新的進展;而學生則處在被動的位置上被動地接受，教師與學生之間很難形成互動。其實，這種狀況是源于教師對教學改革并未真正地實施，也可能是由于教師所能利用的教學方法和工具缺乏等原因。

2.4 對分析問題的能力要求很高

在操作系統課程的學習中， 學生必須學會找出操作系統運行上的瓶頸問題，通過思考提出修正那些設計上有缺陷策略的辦法，從而對現代操作系統實際所使用的設計方式有所領悟。這就要求學生有很強的分析問題能力，同時還要有把實際問題從抽象轉為具體，建立問題模型的能力。

總之，目前操作系統的教學質量有待提高。我們該從操作系統的教學現狀出發，從學生的學習潛能考慮，以操作系統的教學基本內容為依據，根據現代教育思想和理論的基本精神，實現教學上的4個重心轉移和4個最佳結合(從以教為重心逐漸轉移到以學為重心，力求做到教與學的最佳結合;從以知識為重心逐漸轉移到以能力為重心，力求做到知識與能力的最佳結合;從以傳統教學媒體為重心，逐漸轉移到以現代教學媒體為重心，力求做到傳統教學媒體與現代教學媒體的最佳結合;從以接受學習為重心逐漸轉移到以發現學習為重心，力求做到接受學習與發現學習的最佳結合)，對操作系統的教育模式和教學內容進行相應的改革，從而提高操作系統的教學質量。

3 《操作系統》課程教學改革思路

3.1 通過引導和實踐激發學生的學習興趣

要引導學生為何學、如何學操作系統，以及要達到怎樣的層次，克服學生的畏懼情緒和打破“無用論”。

如在講第一堂課時可以將操作系統的角色比作管家，計算機系統這個“家”中的大大小小事務，都由這個管家負責管理，資源分配、工作分工等等。這就可以引發學習這門課的第一個疑問了:操作系統具體是用什么方法實現以上功能?學生用過計算機后這個疑問定能讓他們產生對問題探究的好奇心。在此基礎上，介紹一些操作系統誕生及發展史上的名人軼事，比如比爾·蓋茨是怎樣通過操作系統開發成為世界首富的，微軟公司的誕生有什么樣的契機，操作系統的門類，主流的操作系統有哪些，它們的誕生有何趣事等等，在學生已經進入計算機領域一兩年后，這些耳熟能詳的人物或名詞，更能讓學生產生對本課程的極大興趣。

3.2 突出教學重點和難點

教材的選用和教學內容的確定，要始終圍繞課程的教學大綱進行。大綱所要求的“基礎性”、“實用性”的內容是學生拓寬知識面和繼續學習的保證，必須詳講，并且要求學生必須掌握。另外，實驗大綱和技能考核所要求的內容也必須保證，因為實踐是提高學生的學習興趣、加深理解和掌握課堂學習知識、增強創造力的重要途徑。有了一定的理論做基礎，再通過實踐，才有可能產生新的觀點和方法，從而使學生具備維護系統以至開發系統的能力。

3.3 采用互動的教學方式

在詳細講解各類原理之前，安排小規模“課堂討論”分析猜測設計思想，激發學生的好奇心和主動思考能力;在講解原理的過程中，不斷的問“為什么”，提高學生的對比分析能力;在原理講解完成后，進行系統性的總結和展望，指導學生建立系統性的思維方式。比如在講使用信號量來控制對互斥資源的訪問時，提出一個使用記錄型信號量對單向行駛的馬路中車輛的行駛控制的想法，讓學生拿出解決方案，然后大家討論，最后再將問題擴展到當多個讀者進程和寫者進程需要對同一個變量或臨界資源互斥訪問等問題，既做到了知識活學活用，又活躍了課堂氣氛，實現了教與學的互動。

3.4 多種教學手段相結合

充分有效地使用多種教學手段進行課堂教學。通過多種教學手段能夠激發學生學習的主動性，增加課堂的生動性，提高學生的學習興趣。在操作系統課程教學中采用電子教案實現陳述性強的理論講解，但對于需互動性講解的問題解決推導過程，則宜保留板書手段或利用多媒體教室的展示臺來投影書寫內容。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。

3.5 重視學生自學

教師可以通過布置學生作業來鞏固課堂講授的知識，也可提供一些系統內核源程序和指導性框圖來幫助學生自己分析實例操作系統中相應功能模塊，教師還可提前提供一些閱讀材料分配討論課題，讓學生在上課之前，先閱讀和思考討論題，課堂上才能有準備地探討學習，作為課堂教學的補充，教師可以充分利用互聯網，課程的電子教案講稿上網，提供給學生上網閱覽或下載，通過電子郵件解答學生疑問，開辟專門的研討論壇，讓學生積極參與討論交流。

3.6 注重學生動手實踐能力的培養

操作系統是一門理論性、實踐性并重的基礎核心課程，建立起符合實踐教學要求的專門的操作系統實驗室，使得計算機專業的學生能對操作系統基本原理和思想進行體驗與仿真，對某種特定操作系統內核代碼或底層運行機制的理解分析和動手修改能力得到提高，避免脫離上機動手實踐的枯燥和單調的操作系統教學。

3.7 盡量用實例進行剖析

當前主流操作系統有Windows和Linux具有代碼公開的特點，教師在教學過程中可以拿Linux操作系統的某些功能模塊進行實例剖析。讓學生掌握操作系統某些模塊的設計和實現，從而實現整個系統的功能，以提高學生對操作系統的理解和解決問題的綜合能力。

4 結束語

《操作系統》課程教學的改革應適應課程教學改革和專業發展的實際需要，切實貫徹該課程的教學大綱和基本要求，不斷完善教學活動的各個環節。在講授操作系統理論原理的同時，要加強實踐環節，充分發揮學生的能動作用，培養學生發現問題、分析問題、解決問題的綜合能力，真正培養學生在系統軟件開發方面的綜合能力。

參考文獻:

[1] 李學征.《計算機操作系統》教學中的問題與改進[J].中國科技信息，2006(2):111-112.

[2] 湯子贏，哲鳳屏、湯小丹，等.《計算機操作系統》[M].西安:電子科技大學出版社，2006.

[3] 姜代紅，程紅林.《計算機操作系統實驗》教學內容及體系改革[J].福建電腦，2006(1).