面向應用創新能力培養的操作系統課程教學改革探討

曹建芳+郝耀軍

摘 要： 結合教學實際，提出了面向應用創新能力的操作系統課程的教學改革方案。探討了在教學過程中如何增強學生的應用創新意識，激發學生的創新思維，提升學生的應用創新能力。構建了整個教學環節的改革方案，以提高人才培養質量。

關鍵詞： 操作系統； 教學改革； 應用創新能力； 實踐教學； 多元化考核

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2016）04-80-03

Discussion on the application innovation ability cultivation oriented teaching

reform of operating system course

Cao Jianfang， Hao Yaojun

（Dept. of Computer Science & Technology， Xinzhou Teachers College， Xinzhou， Shanxi 034000， China）

Abstract： Combined with the actual teaching， the operating system course teaching reform scheme for cultivating application innovation ability is put forward. In the teaching process， how to strengthen the students' consciousness of application innovation， inspire the students' innovative thinking， and enhance the students' ability of application innovation are discussed. The reform scheme for the whole teaching process is constructed to improve the talent training quality.

Key words： operating system； teaching reform； application innovation ability； practical teaching； diversified assessment

0 引言

操作系統屬于底層系統軟件，是計算機系統和智能終端設備的“心臟”，操作系統的工作原理是高等院校計算機類專業學生必須掌握的核心知識，操作系統課程的教學直接影響學生專業技能的培養[1]。

近年來，教育部等部委要求高等教育實施改革，國務院辦公廳2015年又下發了關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見（國辦發[2015]36號），要求高等院校注重學生創新創業能力的提升，不斷提高人才培養的質量。

操作系統課程作為計算機類專業學生系統學習專業課程的先導核心課程之一，在學生創新創業意識和能力培養方面起著不可忽視的重要作用[2]。傳統的以教師講授為主的教學模式，讓學生一味的按照教師的思路去聽課，按照教師講解的方法去實踐，根本無法挖掘學生的潛能，也談不上對應用創新能力的培養。因此，從新形勢下高校的人才培養要求出發，探索操作系統課程教學改革方式，找到有利于學生應用創新能力培養的有效途徑，勢在必行。

本文結合多年的操作系統課程教學經驗，并在調研分析的基礎上對該課程進行了教學改革探索，取得了一定的成效。

1 操作系統課程的教學現狀

目前，高校計算機類專業開設的操作系統課程一般都包括理論和實踐教學兩個環節。其中，理論教學環節主要側重介紹操作系統的基本概念和工作原理，基本都是按照操作系統對計算機軟硬件資源的管理功能來介紹，包括進程管理、存儲器管理、設備管理和文件管理幾大部分內容；實踐教學環節主要是加深學生對概念的理解和對一些算法的模擬仿真。這與應用所學知識解決實際問題還存在很大的差距，也不符合行業發展的要求。歸納操作系統課程目前在教學中主要存在以下幾方面的問題。

⑴ 講授內容跟不上計算機操作系統的最新發展

與計算機的軟硬件技術發展相輔相成，操作系統也經歷了不同的發展階段。早期的操作系統受到當時軟硬件技術的限制，在設計目標和實現方面都較簡單，它的設計原理和開發技術對于現代操作系統已經不適用了，如作業的概念、內存管理中的覆蓋技術等，現代操作系統運用了一些語音控制、嵌入式、觸摸屏等新的概念和技術，而這些內容在大部分高校的教材中都未曾體現[3]。

⑵ 學生學習興趣不濃

操作系統課程理論性較強，抽象概念多，實現機理復雜，學生在學習緒論時就會接觸許多新概念，而且傳統的教學方法與學生互動較少，這導致學生對該課程產生厭煩情緒，缺乏學習的主動性和積極性。

⑶ 實踐環節薄弱

操作系統課程由于其本身知識點多、內容抽象等特點，教師在理論講解方面會花大量的時間，讓學生去理解和掌握其原理的內涵，而減少了實驗學時，久而久之，嚴重忽視了實踐教學的重要意義；而且，實驗的安排大部分也只停留在對一些算法的驗證和仿真，這樣的實驗并不能讓學生對一個真實的操作系統有全面的認識。

⑷ 考核方式單一

目前課程的考核大多還是采用傳統的以理論考核為主的考試方式，考核評價無法記錄學生的學習過程，而且忽略了實踐環節的考核，學生會抱著應付考試過關的心態去學習，所以該課程起不到真正的先導作用，根本達不到人才培養目標的要求。

2 教學改革方案的構建

教學方法和教學內容決定教學質量，針對操作系統課程，優化設置教學內容，改革傳統的教學方法，創新實踐教學環節，對于學生的應用創新能力培養有著重要的意義。

2.1 合理設置教學內容

操作系統課程的教學內容大致分為緒論、進程管理、存儲器管理、設備管理、文件管理、操作系統接口這幾大部分。緒論部分是對操作系統這門課程的總體介紹，起引導作用，這部分內容在后面章節都要做詳細介紹，因此，對緒論部分應做適當的詳略處理，讓學生重點掌握操作系統的設計目標、概念和作用，而具體的原理都略講，告知學生先明白操作系統“做什么”，至于“為什么能做”則在學完操作系統這門課程后就會明白。后續章節應重點講授基本原理與核心實現技術，并且結合目前流行的操作系統，講解操作系統實現的一些最新的技術，讓學生了解操作系統發展的最新動態，提高學生的學習興趣。同時，在教學中引入一些案例，讓學生深刻理解操作系統的工作原理，以及算法在實際操作系統中的實現方法，增強課程學習的實用性。

2.2 以“應用創新”為主線，改革教學方法

應用創新能力的培養，并非是教師講授的內容越難越好，而是體現在教學過程中是否融入了應用創新的理念，其關鍵在于增強學生對教學過程的參與[4]。改革傳統的以教師講授為主的教學模式，針對教學內容，凝練一些與實際結合緊密的、學生感興趣的教學問題，讓學生參與討論。教師在講解時，逐步的啟發和引導，讓學生互相探討得出結論。例如在講授進程管理部分的死鎖問題時，教師先給出死鎖的定義，然后讓學生結合自己平時使用計算機的實際體會和前面所學的知識，舉一個死鎖的實例，討論分析產生死鎖的原因和個人認為處理死鎖的方法。在學生談了自己對問題的想法之后，教師做補充講解和說明，這樣就會調動學生的積極性，啟發學生去思考問題，培養了學生的應用創新思維，久而久之讓學生養成了勇于思考、探索、發現問題和解決問題的習慣，這樣可對學生應用創新能力的培養起到積極的作用。

2.3 以就業需求為導向，強化實踐教學

學生的就業以社會需求為導向，計算機類專業的工作崗位需要大量的具有應用創新能力的實踐動手能力強的畢業生[5]，而操作系統課程的實踐教學是提高學生實踐動手能力、提高學生解決實際問題能力的關鍵教學環節。因此，必須以就業需求為導向，不斷強化實踐教學。

操作系統課程的實驗大致分為驗證型、模擬設計型和綜合設計型三類。驗證型實驗主要是加深學生對抽象工作原理的理解和掌握，如進程的創建、控制、通信、同步等，這類實驗比較簡單，需要很少的學時即可完成。模擬設計型實驗主要是增強學生對操作系統整體結構的認知，注重操作系統基本工作原理的實現和學生應用創新能力的培養，一般設置各種處理機調度算法、內存動態分區分配算法、SPOOLing技術、頁面置換算法以及磁盤調度算法等的實現。而綜合設計型實驗主要強調操作系統設計技術的綜合應用，主要以操作系統的程序接口API的設計和應用開發為主，如線程的并發管理等，這類實驗通過設計，逐步引導學生分析操作系統設計開發的重點和難點，開拓設計思路，在實踐中提高分析問題和解決問題的能力，培養學生具備應用創新的思維。

2.4 實現多元化考核，注重過程性培養

操作系統課程傳統的考核方式是期末理論考試，這樣的考核方式易導致重理論、輕實踐，長期以往學生養成了學習只為應付考試的習慣，嚴重忽略了對學生學習過程的考核。改革現有的考核方式，對學生的學習過程進行多元化考核，是改善教學效果、提高教學質量的關鍵。

我們將操作系統課程的考核分為平時成績、期末理論考試、實驗考核三大部分，最終通過加權確定課程的成績。平時成績主要考核學生的上課和上機實驗的到課情況；期末理論考試重點考核學生對課程重難點知識的掌握情況；而實驗考核主要考核學生的實踐能力和應用創新能力，可以通過學生對實驗的完成情況，實驗結果是否正確、完善，現場對實驗過程的講解等幾方面進行考核。改革考核模式，既強調了學生平時的學習過程，又測驗了學生對課程知識點的領悟程度，更重要的是檢驗了學生對該課程的應用創新能力。

3 結束語

操作系統課程是高校計算機類專業教育的核心課程，不僅要讓學生掌握其基本工作原理，而且要讓學生在實踐中逐步掌握操作系統的設計、開發和應用的方法，培養學生的應用能力和創新思維。本文通過分析操作系統課程教學的現狀，嘗試調整教學內容安排，以應用創新為主線，改革教學方法，使學生成為教學過程的主體；以就業需求為導向，加強實踐教學環節，建立多元化的考核機制等教學方法和手段，構建了操作系統的教學改革方案，在提高操作系統課程教學質量和學生應用創新能力方面收到了更好的成效，希望我們的探索能夠為計算機類其他專業課程的教學改革提供借鑒和參考。

參考文獻（References）：

[1] 侯利娟.“操作系統”課程的幾種教學策略研究[J].中國電力

教育，2012.14：77-78

[2] 趙俊生，壽永熙，馬志強，秦俊平.“操作系統”課程改革與建設的

研究與實踐[J].內蒙古農業大學學報（社會科學版），2010.3：165-167

[3] 楊丕華.高職高專Linux操作系統實驗教學改革初探[J].計算

機時代，2014.4：64-65，68

[4] 林和，李海博，李小偉，李永禮.做好“計算機操作系統”專業課

程建設，培養學生創新能力[J].計算機教育，2009.14：6-7

[5] 陳芳妮.面向應用型人才培養的通信原理課程改革探討[J].

浙江科技學院學報，2014.1：68-71