略論“操作系統(tǒng)”課程多種教學(xué)方法的綜合運(yùn)用

[摘 要] 操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)專業(yè)十分重要的基礎(chǔ)課程，針對課程知識點(diǎn)抽象難懂，學(xué)生學(xué)習(xí)困難等問題，該文提出了以講授法為基礎(chǔ)，結(jié)合類比、討論、演示、練習(xí)與歸納，綜合運(yùn)用多種教學(xué)方法，在實(shí)際教學(xué)中激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高了授課效率，取得了良好的教學(xué)成效。

[關(guān)鍵詞] 操作系統(tǒng);教學(xué)方法;綜合運(yùn)用

[作者簡介] 沈丹瑩（1980—），女，福建漳州人，碩士，閩江學(xué)院計(jì)算機(jī)與控制工程學(xué)院講師，主要從事操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)信息過濾研究。

[中圖分類號] G642? ? [文獻(xiàn)標(biāo)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(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)最重要的系統(tǒng)軟件，負(fù)責(zé)管理和控制整個計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件和軟件資源，合理組織計(jì)算機(jī)工作流程，以便為用戶提供盡可能多的服務(wù)[1]。操作系統(tǒng)課程是計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的必修課，也是專業(yè)基礎(chǔ)課，它為學(xué)生今后學(xué)習(xí)其他專業(yè)課程或進(jìn)一步提高奠定基礎(chǔ)。筆者所在院校校是以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為目標(biāo)的本二批地方院校，多數(shù)學(xué)生反映操作系統(tǒng)內(nèi)容抽象難懂，學(xué)習(xí)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(dān)操作系統(tǒng)授課任務(wù)的過程中，著力于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，強(qiáng)化學(xué)生對課程重點(diǎn)難點(diǎn)的理解和掌握，借助多媒體教學(xué)條件，以講授法為基礎(chǔ)結(jié)合其他多種教學(xué)方法，取得了良好的教學(xué)成效，獲得了學(xué)生的好評，以下教學(xué)心得僅供從事這門課程教學(xué)工作的各位同行參考。

二、綜合運(yùn)用多種教學(xué)方法

1.講授法。講授法是教師主要運(yùn)用口頭語言向?qū)W生進(jìn)行示范、呈現(xiàn)、講解和分析教學(xué)內(nèi)容的教學(xué)方法。在國內(nèi)目前的教育模式中，講授依然是課程教學(xué)方法的主流，發(fā)揮著重要的作用。操作系統(tǒng)課程中各種概念、原理抽象難懂，理論性較強(qiáng)，教師只有先將其轉(zhuǎn)化為淺顯易懂的語言為學(xué)生進(jìn)行解釋說明，才能引導(dǎo)學(xué)生入門。學(xué)生在理解基礎(chǔ)概念和原理之后才有可能進(jìn)行綜合應(yīng)用，逐步培養(yǎng)解決與課程相關(guān)的實(shí)際問題的能力。講授法需要教師發(fā)揮專業(yè)優(yōu)勢，高效、系統(tǒng)地把知識傳授給學(xué)生，它對授課教師的綜合素質(zhì)提出了更高的要求。講授是基礎(chǔ)教學(xué)法，在此基礎(chǔ)上綜合運(yùn)用以下多種教學(xué)方法。

2.類比法。進(jìn)程是操作系統(tǒng)進(jìn)程管理中最基礎(chǔ)的概念，講解時需注意它與程序的區(qū)別與聯(lián)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(nèi)容由功能代碼和有關(guān)數(shù)據(jù)組成，數(shù)據(jù)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(tài)的概念;炒菜是根據(jù)菜譜動手制作出一道菜的過程，進(jìn)程是程序一次運(yùn)行的過程，它與炒菜類似，兩者都是動態(tài)的概念。由此類比，既說明了進(jìn)程是什么，又揭示了它與程序一個靜一個動的本質(zhì)特征。而在講解一個程序可以與多個進(jìn)程相對應(yīng)時，又可類比動車與列車的關(guān)系。某動車執(zhí)行從福州至漳州的載客任務(wù)，此時它的車號為D6407次列車，當(dāng)它抵達(dá)漳州后，車號變?yōu)镈6409次，停車2分鐘后緊接著執(zhí)行漳州至龍巖的載客任務(wù)，可見，同一列動車由于執(zhí)行不同的載客任務(wù)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(jīng)驗(yàn)，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(xué)生學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)的興趣。

進(jìn)程并發(fā)是操作系統(tǒng)教學(xué)中最核心最重要的內(nèi)容，下面以進(jìn)程并發(fā)中最經(jīng)典的讀者-寫者問題、哲學(xué)家進(jìn)餐問題以及解決生活中的實(shí)際問題為例說明如何綜合運(yùn)用多種教學(xué)方法。

3.討論法。讀者-寫者問題（讀者優(yōu)先）一直是學(xué)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(diǎn)并給出算法描述后，可以進(jìn)行任務(wù)分解，引導(dǎo)學(xué)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(jìn)入，是否可以讓多個讀者進(jìn)入而不讓寫者進(jìn)入，（4）如果寫者先進(jìn)入，能保證讀者不能進(jìn)入這四個小問題進(jìn)行討論。通過對這些問題的討論，將復(fù)雜問題簡單化，不但明確了各信號量如何發(fā)揮作用，而且理順了算法的思路，驗(yàn)證了算法的正確性。關(guān)鍵之處還在于互動討論突出了學(xué)生參與，學(xué)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(xué)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(shí)物、教具或進(jìn)行示范性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生對目標(biāo)問題生成形象認(rèn)識從而獲取知識的教學(xué)方法，操作系統(tǒng)中用于預(yù)防死鎖的哲學(xué)家進(jìn)餐問題可以通過演示法達(dá)到更好的教學(xué)效果。例如，教師可根據(jù)其中一種算法事先編寫好解決該問題的C語言應(yīng)用程序，課堂上運(yùn)行該程序，為學(xué)生演示五個哲學(xué)家競爭五支筷子進(jìn)餐的過程。學(xué)生首先獲得了直觀感受，對進(jìn)餐問題產(chǎn)生了興趣，注意力更為集中，教師接著分析該程序所對應(yīng)的算法，揭示該算法的特點(diǎn)，并啟發(fā)學(xué)生進(jìn)一步思考，探索不僅能解決進(jìn)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(tǒng)其他章節(jié)的教學(xué)，例如用戶界面部分的作業(yè)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(yīng)用程序用于演示。

5.練習(xí)法。進(jìn)程管理是操作系統(tǒng)課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)，在這部分的所有知識點(diǎn)講解完之后，作為復(fù)習(xí)總結(jié)，安排一次專題練習(xí)十分必要。練習(xí)課建議讓學(xué)生動手寫算法解決生活中的實(shí)際問題，筆者在教學(xué)過程中曾經(jīng)結(jié)合病人去醫(yī)院進(jìn)行B超檢查的實(shí)際問題，給學(xué)生出過這么一道習(xí)題：設(shè)某醫(yī)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(dǎo)診臺的叫號進(jìn)程與每間檢查室的檢查進(jìn)程的算法。由于結(jié)合生活實(shí)際，學(xué)生們興趣濃厚，認(rèn)真主動地寫算法，舉手發(fā)言也十分踴躍。通過課堂練習(xí)和即時講評，無疑可以強(qiáng)化學(xué)生對進(jìn)程間互斥與同步關(guān)系的理解和應(yīng)用能力。

6.歸納法。在存儲管理這一章里，要給學(xué)生介紹分區(qū)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(xué)習(xí)內(nèi)容較多。學(xué)生們往往在學(xué)完最后的段頁式管理時已經(jīng)忘了前面分區(qū)管理的具體做法。此時，筆者會為學(xué)生們進(jìn)行歸納總結(jié)，從用戶進(jìn)程與主存如何分塊、主存分配與回收的方法、用到的主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、獲取數(shù)據(jù)需要的最少訪存次數(shù)等方面對四種存儲管理方案進(jìn)行比較分析。用一張表歸納出各個存儲管理方案的要點(diǎn)，為方便學(xué)生掌握整章知識和將來期末復(fù)習(xí)提供了重要資料。

三、結(jié)語

以上只是筆者在教學(xué)實(shí)踐中的一點(diǎn)體會，科技進(jìn)步、現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展使得可選擇的教學(xué)方法越來越多。所謂“教學(xué)有法，教無定法，貴在得法”，指的就是教學(xué)方法的選擇不是一成不變的，教師應(yīng)該根據(jù)教學(xué)的內(nèi)容、學(xué)生的接受程度等實(shí)際情況，隨機(jī)應(yīng)變。一門課程循環(huán)反復(fù)地講授，雖然教學(xué)內(nèi)容基本固定，但每一屆授課對象的特點(diǎn)不同，可供利用的教學(xué)條件也不同。教師只有在教學(xué)實(shí)踐中不斷提升自身業(yè)務(wù)素質(zhì)，提高綜合運(yùn)用多種教學(xué)方法的能力，才能實(shí)現(xiàn)課程的教學(xué)目標(biāo)，真正履行好教書育人的職責(zé)。

參考文獻(xiàn)

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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