略論“操作系統”課程多種教學方法的綜合運用

[摘 要] 操作系統是計算機專業十分重要的基礎課程，針對課程知識點抽象難懂，學生學習困難等問題，該文提出了以講授法為基礎，結合類比、討論、演示、練習與歸納，綜合運用多種教學方法，在實際教學中激發了學生的學習熱情，調動了學生學習的積極性，提高了授課效率，取得了良好的教學成效。

[關鍵詞] 操作系統;教學方法;綜合運用

[作者簡介] 沈丹瑩（1980—），女，福建漳州人，碩士，閩江學院計算機與控制工程學院講師，主要從事操作系統、網絡信息過濾研究。

[中圖分類號] G642? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）38-0297-02? ? [收稿日期] 2020-02-10

一、前言

操作系統是計算機系統最重要的系統軟件，負責管理和控制整個計算機系統的硬件和軟件資源，合理組織計算機工作流程，以便為用戶提供盡可能多的服務[1]。操作系統課程是計算機相關專業的必修課，也是專業基礎課，它為學生今后學習其他專業課程或進一步提高奠定基礎。筆者所在院校校是以應用型人才培養為目標的本二批地方院校，多數學生反映操作系統內容抽象難懂，學習缺乏積極性，課程考試成績也不夠理想。針對這一情況，筆者在多年承擔操作系統授課任務的過程中，著力于提高學生的學習興趣，強化學生對課程重點難點的理解和掌握，借助多媒體教學條件，以講授法為基礎結合其他多種教學方法，取得了良好的教學成效，獲得了學生的好評，以下教學心得僅供從事這門課程教學工作的各位同行參考。

二、綜合運用多種教學方法

1.講授法。講授法是教師主要運用口頭語言向學生進行示范、呈現、講解和分析教學內容的教學方法。在國內目前的教育模式中，講授依然是課程教學方法的主流，發揮著重要的作用。操作系統課程中各種概念、原理抽象難懂，理論性較強，教師只有先將其轉化為淺顯易懂的語言為學生進行解釋說明，才能引導學生入門。學生在理解基礎概念和原理之后才有可能進行綜合應用，逐步培養解決與課程相關的實際問題的能力。講授法需要教師發揮專業優勢，高效、系統地把知識傳授給學生，它對授課教師的綜合素質提出了更高的要求。講授是基礎教學法，在此基礎上綜合運用以下多種教學方法。

2.類比法。進程是操作系統進程管理中最基礎的概念，講解時需注意它與程序的區別與聯系。可以類比菜譜與炒菜，菜譜記載某道菜需要的食材、分量以及完成這道菜的操作步驟，程序的內容由功能代碼和有關數據組成，數據就是“不同分量的食材”，代碼就是“操作步驟”，菜譜與程序類似，二者都是靜態的概念;炒菜是根據菜譜動手制作出一道菜的過程，進程是程序一次運行的過程，它與炒菜類似，兩者都是動態的概念。由此類比，既說明了進程是什么，又揭示了它與程序一個靜一個動的本質特征。而在講解一個程序可以與多個進程相對應時，又可類比動車與列車的關系。某動車執行從福州至漳州的載客任務，此時它的車號為D6407次列車，當它抵達漳州后，車號變為D6409次，停車2分鐘后緊接著執行漳州至龍巖的載客任務，可見，同一列動車由于執行不同的載客任務可以“化身”為不同的列車。菜譜與炒菜，動車與列車，都來源于日常生活經驗，類比法不但將抽象難懂的概念和原理解釋得通俗易懂，而且極大地提高了學生學習操作系統的興趣。

進程并發是操作系統教學中最核心最重要的內容，下面以進程并發中最經典的讀者-寫者問題、哲學家進餐問題以及解決生活中的實際問題為例說明如何綜合運用多種教學方法。

3.討論法。讀者-寫者問題（讀者優先）一直是學生理解起來難度較大的問題，教師在提出問題、說明該問題的注意點并給出算法描述后，可以進行任務分解，引導學生對照算法圍繞（1）信號量x的用途，（2）能否保證任一時刻只能有一個Writers可以寫，（3）如果讀者先進入，是否可以讓多個讀者進入而不讓寫者進入，（4）如果寫者先進入，能保證讀者不能進入這四個小問題進行討論。通過對這些問題的討論，將復雜問題簡單化，不但明確了各信號量如何發揮作用，而且理順了算法的思路，驗證了算法的正確性。關鍵之處還在于互動討論突出了學生參與，學生不再是被動接收知識，而是圍繞問題主動思考議論，使得學生對該問題的理解變得容易了許多，普遍有豁然開朗的感覺。

4.演示法。演示法是指教師通過展示實物、教具或進行示范性實驗，讓學生對目標問題生成形象認識從而獲取知識的教學方法，操作系統中用于預防死鎖的哲學家進餐問題可以通過演示法達到更好的教學效果。例如，教師可根據其中一種算法事先編寫好解決該問題的C語言應用程序，課堂上運行該程序，為學生演示五個哲學家競爭五支筷子進餐的過程。學生首先獲得了直觀感受，對進餐問題產生了興趣，注意力更為集中，教師接著分析該程序所對應的算法，揭示該算法的特點，并啟發學生進一步思考，探索不僅能解決進餐而且能防止死鎖和饑餓的其他方法。演示法還可以用于操作系統其他章節的教學，例如用戶界面部分的作業說明書、文件管理部分的文件操作等，需要教師事先編寫或查找與之配套的應用程序用于演示。

5.練習法。進程管理是操作系統課程的重點和難點，在這部分的所有知識點講解完之后，作為復習總結，安排一次專題練習十分必要。練習課建議讓學生動手寫算法解決生活中的實際問題，筆者在教學過程中曾經結合病人去醫院進行B超檢查的實際問題，給學生出過這么一道習題：設某醫院超聲科有20間檢查室，每半天有號源200個，每間檢查室可接受兩個病人同時做檢查，試用信號量和P、V操作分別描述導診臺的叫號進程與每間檢查室的檢查進程的算法。由于結合生活實際，學生們興趣濃厚，認真主動地寫算法，舉手發言也十分踴躍。通過課堂練習和即時講評，無疑可以強化學生對進程間互斥與同步關系的理解和應用能力。

6.歸納法。在存儲管理這一章里，要給學生介紹分區管理、頁式管理、段式管理以及段頁式管理共四種存儲管理方案。管理方案多樣，各方案的具體做法各不相同，學習內容較多。學生們往往在學完最后的段頁式管理時已經忘了前面分區管理的具體做法。此時，筆者會為學生們進行歸納總結，從用戶進程與主存如何分塊、主存分配與回收的方法、用到的主要數據結構、獲取數據需要的最少訪存次數等方面對四種存儲管理方案進行比較分析。用一張表歸納出各個存儲管理方案的要點，為方便學生掌握整章知識和將來期末復習提供了重要資料。

三、結語

以上只是筆者在教學實踐中的一點體會，科技進步、現代教育技術的發展使得可選擇的教學方法越來越多。所謂“教學有法，教無定法，貴在得法”，指的就是教學方法的選擇不是一成不變的，教師應該根據教學的內容、學生的接受程度等實際情況，隨機應變。一門課程循環反復地講授，雖然教學內容基本固定，但每一屆授課對象的特點不同，可供利用的教學條件也不同。教師只有在教學實踐中不斷提升自身業務素質，提高綜合運用多種教學方法的能力，才能實現課程的教學目標，真正履行好教書育人的職責。

參考文獻

[1]張堯學，宋虹，張高.計算機操作系統教程（第四版）[M].北京：清華大學出版社，2014：1-2.

[2]李凌云，田生文.操作系統課程多元化教學方法探討[J].中國現代教育裝備，2019（1）：47，48.

[3]李佳靜，徐慧.操作系統課程教學中類比教學法的應用探討[J].教育現代化，2019（5）：143-144.

[4]曾迎生，鄧正才，肖凱，等.淺論“操作系統”課程的形象化教學[J].才智，2019（36）：92-93.

Research on the Application of Problem-based Teaching Based on Situation Creation in the Teaching of Basic Courses of Automobile Major

DING Yan

（School of Automotive and Electrical Engineering，Hanzhong Vacational and Technical College， Hanzhong， Shaanxi 723000， China）

Abstract：Based on the current situation of the basic courses teaching， this paper puts forward the problem-based teaching method based on situation creation. It also expounds the background and significance of the method， analyzes the application strategy of the method in teaching， discusses the creation method of situation and problem string， and enumerates the relevant examples， in order to provide reference for the student-centered teaching and improve the quality of basic courses teaching.

Key words：situation creation; problem-based teaching method; basic courses of the major