“操作系统”课程教学改革的探索

李盛欣 龚德良

摘要:本文针对“操作系统”课程理论性、实践性并重,且更新速度快、概念抽象、原理性强等特点,在优化课程设置、教学方法、实验设置等各个方面进行了有效的探索,对操作系统的课程教学中的难点进行了分析。对学生更好地掌握操作系统的相关知识起到了积极作用。

关键词:操作系统;教学方法;实验设置;Linux

中图分类号:G642 文献标识码:B

1操作系统教学现状

操作系统是计算机系统的核心组成部分,是计算机及相关专业的最重要主干专业核心课程;同时,操作系统也是最庞大最复杂的系统软件,因而,这门课程的教学、学习也有许多困难和困惑。为了更好地教好这门课程,我们结合当前操作系统教学现状及一些教学经验对该课程的教学进行探讨并提出一些建议。

1.1教学手段单一、理论与实际脱节

由于各学校教学条件及课程自身技术的原因,使得许多现代教学手段很难在教学过程中得到应用,有些学校虽然使用电子教案,但也只是单纯的理论知识课件演示,学生没有参与思考的积极性。目前教科书的基本结构与学生实际接触的操作系统有较大的距离和认识上的偏差,学生极易产生厌学情绪。

1.2学习目标不明确、难于调动积极性

大多数学生知道学习计算机操作系统很重要,但学习兴趣并不高,即使学习也是为了应付一些考试。

1.3实验环节比较薄弱

目前大多数高校使用的教材多是以Unix作为实例来介绍分析操作系统的特征,但Unix系统作为商业软件,它的源代码不公开;其次是大部分教师不熟悉Unix系统或从来就没有接触过Unix系统,这必然导致授课过程中教师对Unix部分一带而过,给实验环境的构建带来一定的难度。

2理论教学的建议

2.1明确学习目标

学习操作系统达到的三个层次①概念级:掌握计算机操作系统的基本概念和原理可以应付各种考试,但没有太多的实际用途。②命令级:掌握操作系统的命令。可以达到实用目的,做到最基本的理论与实际相结合,但这也只是表层的使用,还不够专业。③系统级:掌握系统结构和概念的具体实现。使用系统命令和调用,用程序来使用和控制计算机的资源,可以达到理论与实际的完美结合,这才是专业级的学习目标。

2.2必须掌握的基础知识

计算机操作系统是非常复杂的系统软件,要想掌握它就必须具备牢固的计算机基础知识。如果没有这些基础,也就不可能学好操作系统理论课。基础课程最主要的有:“C语言”、“计算机组成原理”、“数据结构”、“程序设计方法”等,如果这些基础的计算机知识都没有掌握好,就要学好操作系统是不可能的。

2.3保持教学内容的实践性和先进性

面对国内外计算机操作系统多种多样的教材,我们必须根据学生的实际情况来进行选择,同时注意到操作系统内容的及时更新性和发展性,一本切合实际的好教材会直接影响教学的效果。鼓励学生多看参考书和一些优秀的著作,使学生的知识能力和综合素质能力得到提高。

本研究得到湖南省教育厅科研资助项目(07C724)、湘南学院科研资助项目(06Y025)支持。

作者简介:李盛欣(1981-),男,湖南郴州人,湘南学院计算机系讲师,硕士研究生,从事计算机操作系统、网格计算方面的研究。龚德良(1964-),男,湖南沅江人,湘南学院计算机系教授,从事计算机应用、网络安全方面的研究。

2.4对抽象复杂的概念和原理形象生动化

将抽象复杂的概念、原理生动化、生活化是每位老师所必须具有的教学能力,概念原理生动化才能提高初学者的学习兴趣和热情,学生的兴趣和热情是学习力量的源

泉。通过把生活中常见的机制引入到教学中进行类比分析,使枯燥的操作系统原理变得生动有趣,从而提高学生的学习兴趣,激发了学生的观察问题能力。

2.5采用多元化教学方式

教学过程中使用CAI辅助教学软件、多媒体教学等课堂教学手段能增加课堂的生动性,提高学生的学习兴趣。但在使用这些多元化教学手段时,教师应宜采用电子教案实现陈述性强的理论讲解。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。教师在教学中要不断提高电子教案的制作质量,及时更新,通过电子教案内容的动态化播放配合教师的即时讲解充分促进学生的探究活动,激励学生的学习热情。另外,教师自身还应积极开发“操作系统”电子多媒体教学软件,建立功能完善的自动化考试系统,远程交互式系统等,从而有效推进该课程多元化教学手段的研究和实践。

2.6提高教师教学和业务水平

作为教学主体之一,教师必须及时更新自己的知识,不断学习各种教学技能,提高业务水平。教学时,书本上语言、段落必须经过教学技艺的处理与转换,而教学技艺应用的娴熟程度,与教师综合素质直接相关。同时教师还应结合国内外操作系统领域的最新发展,参考其他大学最新推出的操作系统课程大纲,借鉴其他公司在设计操作系统中获得的经验和教训,注重专业知识的前瞻性和国际性,构建合理的教学内容。教师自身要多参与一些操作系统设计的实验,通过现身说法,讲解在设计过程中遇到的具体问题和采用的具体解决方法,将操作系统的原理在实践中进行分析,促使学生从现实的角度分析和解决问题。

3实验教学的建议

3.1运用Linux操作系统作为实验环境

Unix系统庞大且系统代码不公开,学生不易掌握。Linux操作系统是一套遵循POSXI标准免费的32位多用户多线程类Unix操作系统,具有Unix全部特征;而且系统的源代码完全公开,也能让学生容易获取核心模块源程序并实现对它们的剖析。

3.2开设独立的实验课程

操作系统是实践性很强的课程,通过实践学习操作系统应该是最佳途径。独立设实验课,就是实验教学不再依附于理论教学。它独立开课,独立考核,形成标准的操作系统实验教学体系。建立一套完整的实验教学计划、实验教学大纲、实验教材,单独设定学分,规定计划实验学时。按照大纲,根据现有的实验条件,制定出切实可行的实验教学内容,按照教学大纲的要求规范标准实验的设置。必须合理分配实验教学学时数,验证性实验是基础,必要的验证性实验是不可缺少的,学生可以通过验证性实验,掌握操作系统的基本原理;设计性实验和综合性实验可以培养学生的动手能力和综合应用知识的能力,充分发挥学生的主观能动性,激发学生的学习兴趣和热情。

3.3加强实验教学的组织与管理

学生是主体,教师是主导。教师简明扼要地讲授实验理论知识、实验目的、实验内容、重点和难点、注意事项,然后让学生进行实验,实验过程中,出现问题一般由学生自主研究解决,教师仅作启发性提示和引导。在实验课程性质上分必做实验与选做实验,在方式上变定时封闭式教学为灵活开放式教学,并建立BSS互动教学平台或提供优秀论坛网址,增强与学生的交流,鼓励、帮助学生完成小型系统的设计实现。

4课程考核的建议

采用书面考试、上机考核、课程作业相结合的方式全面考核。操作系统课程是要求学生掌握了解操作系统的工作原理和实现方法,有利于他们利用计算机系统开发各种应用软件和系统软件。因此对该课的考核宜采用书面考核与上机考核相结合,辅之以对课程作业的情况考查。书面考试可以侧重对基本概念和原理的理解及掌握,课程作业要求学生对基础知识的掌握,上机考核可以让学生在规定的时间内对给定的程序设计题目编出程序,并在机上调试通过,这样可以考察学生的综合应用能力和系统软件的设计能力。这三方面的综合考察,有助于全面衡量学生的学习情况,提高教学质量。传统教学模式的改革以开放式教学模式取代传统的封闭式教学,应多为学生提供实践应用的机会,多给予独立思考和自学的时间,不时地组织学生对计算机及其应用进行广度和深度的思考和探讨,这样才能培养学生的创造性、开拓性。

参考文献:

[1] 张尧学,史美林.计算机操作系统教程[M].北京:清华大学出版社,1997.

[2] 汤子赢.计算机操作系统[M].西安:电子科技大学出版社,2002.

[3] 孟庆昌.操作系统[M].北京:中央广播电视大学出版社,2000.

[4] 凤羽.LINUX对《计算机操作系统》教学的改进[J].云南财贸学院学报,2001,17(5):202.