《計算機操作系統(tǒng)》課程教學(xué)改革之探索與實踐

楊曉敏　吳煒　劉志芳　孔貴琴

摘要：《計算機操作系統(tǒng)原理》是一門應(yīng)用性較強的學(xué)科，是計算機專業(yè)學(xué)生的必修課程之一，也是電子專業(yè)學(xué)生的重要選修課程。在教授操作系統(tǒng)原理這門課時，實踐教學(xué)貫穿著整個課程的始終。為了讓學(xué)生更容易地掌握計算機操作系統(tǒng)的原理，學(xué)會操作系統(tǒng)的實際應(yīng)用，本文結(jié)合當(dāng)前操作系統(tǒng)及電子信息技術(shù)的發(fā)展趨勢，就當(dāng)前操作系統(tǒng)課程教學(xué)過程中存在的問題進行系統(tǒng)性的說明，并從該課程的教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段等幾方面提出教學(xué)改革的基本方法，使用Linux操作系統(tǒng)為實驗教學(xué)環(huán)境，最終達到預(yù)期效果。

關(guān)鍵詞：計算機操作系統(tǒng)原理；Linux操作系統(tǒng)；教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）07-0110-02

計算機系統(tǒng)包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分。操作系統(tǒng)是在計算機硬件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上配置的底層軟件，是對硬件系統(tǒng)進行的第一次擴充，在計算機系統(tǒng)中有著非常重要的地位。作為計算機系統(tǒng)中核心的系統(tǒng)軟件，它是連接用戶應(yīng)用軟件與計算機硬件的樞紐。為了方便用戶更好地操作計算機，操作系統(tǒng)是不可或缺的。因此，對計算機專業(yè)人員來說，掌握操作系統(tǒng)的相關(guān)原理是非常重要的。由于操作系統(tǒng)在計算機系統(tǒng)中的重要性，很多高校針對相關(guān)專業(yè)的學(xué)生開設(shè)了計算機操作系統(tǒng)原理課程，主要介紹操作系統(tǒng)的基本理論和實現(xiàn)方法。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能更好地理解計算機如何系統(tǒng)性地工作、用戶與計算機系統(tǒng)如何交互以及如何設(shè)計開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)等基本知識。《計算機操作系統(tǒng)原理》是一門技術(shù)性很強的課程，是計算機及相關(guān)專業(yè)本科生的必修課程之一，強調(diào)理論與實踐的結(jié)合，注重實踐訓(xùn)練。由于操作系統(tǒng)主要以代碼的形式體現(xiàn)，加之其涉及的原理和算法比較抽象，直接導(dǎo)致學(xué)生在理解和掌握上存在困難。本文根據(jù)該課程本身的特點，結(jié)合學(xué)生的實際學(xué)習(xí)情況，有針對性地提出一些教學(xué)改革辦法，從而降低課程學(xué)習(xí)的難度，有利于學(xué)生更好地掌握這門課程。

一、《計算機操作系統(tǒng)原理》課程的教學(xué)弊端

1.教材難度較大，理論敘述過于煩瑣。計算機操作系統(tǒng)這門課程主要介紹操作系統(tǒng)的基本理論和實現(xiàn)方法，要求學(xué)生正確理解計算機如何系統(tǒng)性地工作、用戶與計算機系統(tǒng)如何交互以及如何設(shè)計開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)等相關(guān)的基本知識。現(xiàn)有操作系統(tǒng)的相關(guān)知識大多側(cè)重于以下幾個方面：進程管理、理論算法、存儲器管理等理論介紹。這些理論知識過多地強調(diào)操作系統(tǒng)本身的原理，與當(dāng)前操作系統(tǒng)的發(fā)展缺乏實際的聯(lián)系，導(dǎo)致學(xué)生對課程理解的抽象化。而操作系統(tǒng)最直接的體現(xiàn)形式是代碼，過多的理論介紹留給學(xué)生的第一印象是本課程偏重理論知識，直接影響他們的后期學(xué)習(xí)。然而，對理工科專業(yè)的學(xué)生而言，他們更關(guān)注的是為何要學(xué)習(xí)這門課及學(xué)了這門課程后有何作用。因此，過度煩瑣的理論講解，只會讓學(xué)生望而生畏。

2.教學(xué)模式固定化。現(xiàn)代社會是一個快速發(fā)展的社會，知識的更新交替也是快速和復(fù)雜的。具有豐富教學(xué)經(jīng)驗的教師，在長年累月的授課過程中，已形成一套具有自己特色的課堂教學(xué)模式，年復(fù)一年地在課堂上重復(fù)著同樣的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法。這些教學(xué)模式有助于減少教師的備課時間，但過度依賴這些教學(xué)模式，會讓教師的教學(xué)觀念較為保守、陳舊化，也會讓學(xué)生的思維固化，極大地阻礙教師和學(xué)生創(chuàng)新思維方式的發(fā)展。這種教學(xué)模式對學(xué)生來說是很危險的，他們在學(xué)校接受的是已經(jīng)陳舊的知識，但走出校園卻要面對全新的領(lǐng)域，這就造成了很多大學(xué)生在就業(yè)中出現(xiàn)難以適應(yīng)的現(xiàn)象。

3.教學(xué)過程教師過于主動，學(xué)生處于被動狀態(tài)。追溯歷史最早的課堂教學(xué)，我們就會發(fā)現(xiàn)那時采用書院式的教學(xué)模式，重視學(xué)生的主體地位，提倡學(xué)生自學(xué)。然而，目前我國大多數(shù)學(xué)校會采取“填鴨式”的教學(xué)方式，嚴(yán)重忽視學(xué)生在教學(xué)過程中的主體性地位，導(dǎo)致教師灌輸、學(xué)生被動接受的現(xiàn)象出現(xiàn)，使學(xué)生只為上課而上課，沒有從內(nèi)心里認(rèn)識到他們自身在教學(xué)中的重要性，并參與到教學(xué)活動之中，沒有真正參與到課堂教學(xué)中去。這種模式下，學(xué)生的思維缺少主動性，在他們的學(xué)習(xí)過程中，都是被動地接收知識。因此，他們的創(chuàng)新能力非常差。

4.實驗設(shè)備缺失，實驗內(nèi)容缺乏創(chuàng)新性。計算機操作系統(tǒng)原理本身就是一門應(yīng)用型學(xué)科，因此，實踐環(huán)節(jié)在教學(xué)中非常重要。當(dāng)前很多高校多選用以UNIX為實例的教材對計算機操作系統(tǒng)進行講解，而學(xué)校的實驗室卻選用以Windows為主的操作環(huán)境。UNIX系統(tǒng)是商業(yè)軟件，很難獲取其源代碼，這也使得創(chuàng)建實驗環(huán)境更為困難。而且，相應(yīng)的實驗設(shè)備并不齊全，大多數(shù)教師在教授操作系統(tǒng)實驗課的過程中，多采用實現(xiàn)算法程序編寫的授課方式，使得學(xué)生對操作系統(tǒng)的理解僅停留在編寫簡單代碼的層面上。此外，傳統(tǒng)的實驗課程包括操作系統(tǒng)原理及其實現(xiàn)方法的模擬和驗證兩部分，旨在考查學(xué)生對所學(xué)課程內(nèi)容的理解程度，與課程配套的實驗內(nèi)容缺乏實際的設(shè)計性和綜合性，缺乏對學(xué)生自主動手能力的鍛煉。

5.考核力度不強，致使學(xué)生輕視實踐環(huán)節(jié)。現(xiàn)今通用的考核方式多以期末測試成績?yōu)橹鳎瑢W(xué)生實踐能力（實驗成績）的測評在總成績中所占比例較小，這加重了學(xué)生的應(yīng)試心態(tài)，輕視甚至忽略平時動手能力的鍛煉。而且，期末測試內(nèi)容大多以書上的內(nèi)容為主，進一步導(dǎo)致學(xué)生重理論而輕實踐。

二、教學(xué)弊端改進方案

1.選擇適用的教材。“主+從+Internet”式教材體系就是比較好的選擇。學(xué)好一門課程，教材的選取是非常重要的。通過“主從”教材結(jié)合的方式增強學(xué)生對知識的掌握。教師可根據(jù)自己的教學(xué)方式和授課內(nèi)容，結(jié)合當(dāng)前操作系統(tǒng)的發(fā)展形勢，選擇一本難易程度適當(dāng)、適用性強的教科書作為“主”教材。在選取“從”教材時，其內(nèi)容應(yīng)當(dāng)包括實際的操作系統(tǒng)應(yīng)用代碼講解及一定的實驗內(nèi)容，還可以推薦學(xué)生瀏覽相關(guān)網(wǎng)頁，動手下載相關(guān)的開源代碼進行學(xué)習(xí)，鼓勵并嘉獎學(xué)生在源代碼的基礎(chǔ)上做改進。

2.運用多樣化的教學(xué)方法和豐富新穎的教學(xué)內(nèi)容。教師是教學(xué)中最具影響的因素，絕大多數(shù)學(xué)生都會學(xué)習(xí)甚至模仿他們的教師。所以，改革首先要改的對象應(yīng)該是教師。近年來，隨著多媒體的普及，大學(xué)教師基本拋棄了原本的黑板手寫的教學(xué)模式。然而，教師在準(zhǔn)備多媒體課件時，為做到簡而精，課件中的內(nèi)容多為重難點，這加大了學(xué)生的理解難度。此外，若教師不繼續(xù)學(xué)習(xí)，他們就不會及時了解當(dāng)前的最新技術(shù)。因此，對教師而言，改進教學(xué)方式和教學(xué)內(nèi)容是必須的。可從下列三點進行改進：第一，教師可在課前將課件共享給學(xué)生，讓學(xué)生課前預(yù)習(xí)，對即將學(xué)習(xí)的課程內(nèi)容有個初步了解。第二，教師在簡化課件時，多注重知識的連貫性，由簡到難的遞進方式對學(xué)生掌握知識有很大的幫助。第三，俗話說“活到老，學(xué)到老”，教師應(yīng)當(dāng)繼續(xù)學(xué)習(xí)，了解與本課程相關(guān)技術(shù)的最新動向。endprint

3.圍繞學(xué)生展開授課，促進課堂師生互動。我們主張以學(xué)生為中心，提倡學(xué)生積極主動地獲取知識，鼓勵學(xué)生獨立自主地思考和解決問題，以提高他們的自學(xué)能力和創(chuàng)造力。建議可在下列方面進行改進：第一，在課堂上，教師要盡量做到以學(xué)生為主，授課時注意學(xué)生的表情，在重難點處多花些時間，適當(dāng)給予學(xué)生提問的機會。第二，布置課后作業(yè)，并在下堂課開始前進行有獎問答，給予一些小鼓勵，這樣可以很好地調(diào)動學(xué)生的積極性。第三，開設(shè)課外興趣小組，為熱愛本課程的學(xué)生提供一個交流園地，也可給出一些小項目，鍛煉他們的實踐能力。

4.理論應(yīng)用于實踐，鼓勵學(xué)生自主學(xué)習(xí)。作為當(dāng)前主流操作系統(tǒng)之一的Linux操作系統(tǒng)，有著廣泛的應(yīng)用。因其源代碼公開，而且免費使用，及對硬件的要求較低，可在PC機上直接安裝并使用，尤其適合學(xué)校的實驗室、機房使用。使用Linux作為實驗室操作系統(tǒng)環(huán)境，符合當(dāng)前操作系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。教師教學(xué)中可以以小組為單位構(gòu)建團隊來完成設(shè)計，既可達到教學(xué)的目的，也培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作能力。

5.加大實踐考核比例。計算機操作系統(tǒng)這門課程，是一門應(yīng)用型課程，其授課目的是要學(xué)生了解操作系統(tǒng)，達到“學(xué)以致用”的效果。因此，在教學(xué)中，純粹以測試為目的而忽視培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的教學(xué)方法，是不合適的。

為了使本課程引起學(xué)生的重視，真正做到將理論所學(xué)應(yīng)用于實際生活，增加實踐內(nèi)容在考核中所占的比例是非常必要的。在授課中，鼓勵學(xué)生采用小組分工的合作機制，完成本組的設(shè)計內(nèi)容，結(jié)合PPT向大家講授本組的設(shè)計內(nèi)容和設(shè)計中遇到的問題及解決辦法。教師要將每組學(xué)生的講授情況和設(shè)計完成情況同時納入考核范圍，作為評分的標(biāo)準(zhǔn)之一，以引起學(xué)生對實踐環(huán)節(jié)的重視。

三、結(jié)語

計算機操作系統(tǒng)原理是一門應(yīng)用性很強的學(xué)科。為了讓學(xué)生更好地掌握這門課程，本課程的教學(xué)改革是一項需要長期堅持的工作。學(xué)生是授課的主體，因此，教學(xué)改革應(yīng)當(dāng)從學(xué)校和學(xué)生的實際需求出發(fā)，不斷完善該課程的各個教學(xué)環(huán)節(jié)，實現(xiàn)學(xué)校開設(shè)本課程的教學(xué)目的，讓學(xué)生在收獲并掌握這門專業(yè)知識的同時，提高他們的自主學(xué)習(xí)能力、團隊合作能力以及自我動手能力。

參考文獻：

[1]湯小丹，等.計算機操作系統(tǒng)[M].第三版.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2007.

[2]吳曉詩.《計算機操作系統(tǒng)》課程教學(xué)改革初探[J].教改研究，2011，（15）.

[3]湯小丹.《計算機操作系統(tǒng)》課程“互動式”教學(xué)研究與探索[J].中國校外教育雜志，2010，（02）.

[4]楊柳，胡志剛，李璽，譚長庚，任勝兵，宋虹.面向CDIO的”操作系統(tǒng)”教學(xué)改革探討與實踐[DB/OL].http：//www.cnki.net.

[5]林藝真.CDIO高等工程教育模式探析[J].哈爾濱學(xué)院學(xué)報，2008，29（4）.endprint