淺談線索在《操作系統》課程教學中的應用

當今時代，計算機越來越廣泛地應用于各行各業，且發展變化與更新極其迅速。為社會培養各式各樣的計算機人才是學校的責任。計算機理論性較強的課程的教學因為它的抽象性而不受學生的喜愛。為此這類課程的教學必須進行改革?！恫僮飨到y》課程是計算機軟件等專業的必修課，它是一門理論性很強的課程。該課程所闡述的是一種理論、思想和方法，它的內容往往都是枯燥無味而又抽象的，所以這門課程的教學一直是計算機教學中的一大難題。為了上好這一門課，筆者不斷探索，使用了圍繞線索并配合多種方法的手段進行教學，并取得一定的效果?，F將圍繞線索進行教學進行初步的歸納，就教于同行，以推動該學科教學的發展。

一、抓住線索進行教學

1.抓住線索進行教學的優點

線索是指事物的頭緒，它是貫穿在整個作品的情節發展的脈絡。它把發展的各個事件聯系成為一個整體。每一個作品都有一條或一條以上的線索，但主要線索往往只有一條，其他線索圍繞主要線索來展開。就猶如一棵樹中主干、樹枝、樹葉各部分之間的關系。

在教師常用的基本教學方法中，講授法是我國高校教學中運用最普遍的方法，它適合于抽象度高，學科內容復雜的課程。適合于那些思路清晰，又能駕馭語言技巧的教師。它要求教師首要的是理清講課的思路，而線索提供的就是一條很清晰的思路。

抓住線索進行教學，就是在某一門課程的教學中，使用一條主要線索貫穿整個課程，其余線索圍繞主要線索展開的一種方法。這樣通過線索將整個課程的各個部分聯系成為一個整體。通過線索的使用能使抽象的課程條理清晰，通過線索幫助學生的記憶，從而降低了課程的難度，學生覺得易學多了。

2.抓住《操作系統》課程線索進行教學的步驟

第一，尋找一條能涵蓋整本書的主線索。主線索就猶如一棵樹的主干，樹枝和樹葉圍繞著主干形成了一棵樹這一整體，即我們所要講的內容的整體。如在《操作系統》課程中，尋找的主線索就是操作系統概念所闡述的內容：操作系統是控制和管理計算機內各種硬件和軟件資源……。這一定義說明了操作系統的主要功能是管理所有的硬件和軟件資源。從而說明計算機系統中最基本的硬件：處理機、存儲器，外部設備的管理是操作系統必須解決的問題；而計算機系統的軟件部分：文件管理當然也是操作系統要解決的問題。這些管理問題正是這本書所要闡述的內容。因此通過操作系統的概念將本書中的內容：處理機管理、存儲管理、設備管理、文件管理等等所有內容聯系成為一個整體。

第二，為各章節尋找子線索。子線索就猶如樹枝，內容猶如樹葉，子線索還可以有自己的子線索，樹葉通過各種樹枝和主干連在了一起。即我們通過圍繞在主干四周的各種子線索將內容串起，為中心思想的表達提供了服務。如在講解操作系統的概念時，子線索之一就是計算機系統的組成。由于計算機系統是由硬件系統和軟件系統兩大部分組成。硬件系統的五大基本組成部分有運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備。而運算器和控制器合稱中央處理器，輸入設備和輸出設備合稱外部設備，因此操作系統對硬件部分的管理有處理機管理，存儲管理和設備管理；軟件系統主要是各式文件，因此操作系統對軟件部分的管理是文件管理。又如在講解死鎖這一部分內容的過程中，子線索就是對死鎖這一概念的認識和解決死鎖的過程。認識死鎖問題后尋找產生死鎖的原因。找到原因后發現從正面入手無法解決，從而引出從側面入手解決的方法，即找到產生死鎖的四個必要條件并進行預防；經分析后發現預防死鎖并不現實，從而引出避免死鎖的方法；最后分析發現這兩種方法付出的代價較大，從而引出在現實生活中實際使用來解決死鎖的方法，即死鎖的檢測和恢復。

第三，為學生的理解和記憶尋找線索。《操作系統》課程中對理論的理解和適當的記憶是一個大問題。教師在授課時還可通過線索來幫助學生理解和記憶。如在講操作系統的定義時，給學生的記憶線索是：①它是什么？②它干什么？③它的位置如何？回答分別是：①它是一個系統軟件，一個大型程序的集合；②它控制和管理計算機中的各種硬件和軟件資源，合理的組織計算機的工作流程，方便用戶的使用；③它是用戶和計算機之間的接口；接口這一位置說明它是附著在裸機上的第一層軟件，用戶必須通過它方能與計算機硬件打交道。操作系統“地理位置”的重要說明了它在計算機系統中的重要的地位。

第四，所有的線索要圍繞同一個主題。正如一個圍繞著柱子向上旋轉的螺旋梯，所有的線索要一環扣一環，并且層層推進，圍繞著同一個主題，為該主題的講解提供必要的服務。如存儲管理中的分區存儲管理、分頁存儲管理、分段存儲管理及段頁式存儲管理方法中，后一種方法克服了前一種方法的一些缺點。分區存儲管理方法雖簡單且易于實現，但它要求程序整體的裝入內存，并且要求物理空間連續，導致碎片較多，內存利用率因此大打折扣；分頁存儲管理解決了要求空間連續及程序整體裝入的問題，僅存在一小部分的內部碎片，大大地提高了內存的利用率等等。這些方法它們最終是為講清現實生活中操作系統所使用的虛擬存儲的思想及方法提供服務。第五，配合線索多舉例。在使用線索進行教學的過程中，多結合生活中的科學的方法來講解，它能使線索更清晰，理論的描述更形象。計算機理論性較強的課程中的許多例子來自于大家熟悉的生活，為使枯燥的內容變得容易理解且生動些，結合生活中的例子來講解是極其有必要的。

《操作系統》課程的講解也需如此操作。如在講頁面淘汰算法時，結合球賽教練換人時所使用的各種策略來講解各種算法，講進程調度時結合生活中運輸調度的輕、重、緩、急分類處理的方法來講，講緩沖技術時結合了生活中水缸、冰箱的作用來講等等。用具體而又熟悉的例子來講解抽象的內容，使課堂變得生動了、有趣了。學生在感慨他人聰明巧用的同時，更多的關注生活中科學方法的使用，并期望著自己也有所發現。

二、指導學生圍繞線索進行實際觀察

應該圍繞著線索進行實際的觀察，分析理論，武裝思想。理論若脫離實際將使人難以信服。理論來自于實際生活，并將為實際工作提供理論指導。為使學生能將理論和實際結合在一起，可適當的指導學生觀察操作系統的某些現象，并將所學的理論知識與實際相結合。

筆者曾帶學生觀察了Windows 2000 Server系統。學生通過任務管理器，按線索次序依次觀察了CPU、存儲器、設備以及文件的情況等等。通過觀察，認識到了處理機管理中并發系統的存在，系統進程和用戶進程的不同；通過CPU利用率的變化和CPU所運行進程的變換，認識到了進程調度的存在。通過一個程序占用的內存空間遠遠小于它的實際所需空間的大小這一現象，認識到了存儲管理中所講的程序的局部性原理及程序的部分裝入即可運行這一事實；通過啟動播放器或打印任務，觀察到所使用緩沖空間的急驟變大這一現象，認識到了設備管理所講的緩沖技術在輸入、輸出中的作用等等。通過觀察和分析后，學生將所學的理論知識和實際聯系在了一起，對所學的抽象的理論知識有了具體的認識，為將來編寫代碼打下基礎。

一本書相當于一棵樹，主干是主線索，樹枝就是子線索，樹葉就是通過充當樹枝的線索串連起來的內容。通過在《操作系統》課程授課中使用圍繞線索并配合多種方法進行教學的探討及嘗試，學生學習該課程的思路清晰，學習成績也有了明顯的進步；教師指導學生使用線索激發了學生對學習和使用線索的興趣，學生學習的積極性大大提高，學生的主體意識和自學能力有了明顯的改變。根據學生所提的問題，發現學生的思想越來越有深度。試驗證明，上述這些方法符合現代教學的規律，符合學生學習的認知心理特征。降低了課程的難度，提高了課程的教學質量，培養了學生獨立發現問題、提出問題和解決問題的能力，增強了學生學習該課程的信心。

（作者單位：柳州運輸職業技術學院信息工程系）