摘要：本文介紹了我院在操作系統(tǒng)教學過程中通過改進教學方法、引入任務驅動和加強實踐環(huán)節(jié)，對學生的思考能力、學習能力和實踐動手能力進行培養(yǎng)的一些經(jīng)驗。

關鍵詞：操作系統(tǒng)；學生能力培養(yǎng)；教學改革；課程建設

中圖分類號：G642文獻標識碼：B

1引言

對學生綜合素質和能力的培養(yǎng)是教育教學工作的主要目標，也是高等教育的重要課題。本科學生的能力結構應該包括這樣幾個方面：認知能力，包括觀察能力、記憶能力、想象能力、思考能力等；專業(yè)能力，包括專業(yè)知識結構、實踐能力、職業(yè)能力、科研能力、創(chuàng)新能力等；學習能力，包括自學能力、獲取信息能力、分析和解決問題能力等；人際交往能力，包括溝通能力、組織能力、合作能力等。培養(yǎng)目標的差異、課程教學內容的差異、學生之間的差異、教師自身的差異、教學方法和手段的差異對學生能力的培養(yǎng)有著很大的影響。

操作系統(tǒng)是計算機及相關專業(yè)的重要的主干課程，在計算機科學的知識體系結構中占據(jù)重要的地位。掌握計算機操作系統(tǒng)的基本原理，是計算機專業(yè)學生深入學習其他課程和進行深入研究的必備知識基礎。本門課程以操作系統(tǒng)中經(jīng)典的算法和成熟的設計思想為核心教學內容，具有內容豐富、涉及面廣、理論性強、原理和方法內容抽象、理論和實踐相結合等特點。對于操作系統(tǒng)這類理論性比較強的課程來說，如何對學生的素質和能力進行有針對性地培養(yǎng)，是需要我們在教學過程中不斷探索和研究的問題。通過多年的教學實踐，我們總結了在操作系統(tǒng)課程中通過引入多元化教學方法、任務驅動機制、加強實踐環(huán)節(jié)教學等手段，對學生的綜合素質能力進行培養(yǎng)的一些經(jīng)驗。

2改進教學方法培養(yǎng)學生思考能力

對于操作系統(tǒng)這類理論性比較強的課程來說，當前教學中面臨的主要問題集中在兩個方面，一方面理論教學學時的壓縮制約了知識講解的深度；另一方面，學生面對理論課程所產(chǎn)生的興趣問題和信心問題。這就要求我們在教學工作中要注意精心選擇教學內容，同時改進教學方法，引導學生積極思考，增強學生的信心和參與意識。

在教學方法上，我們提倡采用多元化的教學方法，如互動式教學、啟發(fā)式教學、討論式教學方法等，針對不同的教學內容，選擇不同的教學方法，要善于為學生創(chuàng)設問題情境，積極引導學生思考，在教學過程中培養(yǎng)學生的思考能力。

例如，進程同步機制在操作系統(tǒng)課程中是十分重要的教學內容，在引入同步問題時，通常以“生產(chǎn)者-消費者”這一經(jīng)典的同步問題為例的，在介紹完一個生產(chǎn)者和一個消費者以相互匹配的速度共用一個緩沖區(qū)的情況后，可以向學生提出生產(chǎn)者速度快于消費者或消費者速度快于生產(chǎn)者時會出現(xiàn)情況等問題。通過在講解過程中為學生設置問題，引導學生討論，啟發(fā)學生思考，增強學生的參與意識和興趣，然后再逐步引入同步問題。學生在了解了同步問題的根源在于進程的異步性導致合作進程的速度的不可預知之后，再引導學生思考如何協(xié)調和控制進程間的相互速度，這時大多數(shù)學生往往會自然地從系統(tǒng)管理的角度提出加鎖機制或類似的機制，然后再引導學生討論加鎖機制的問題，就很容易地引入信號量機制。

在采用啟發(fā)式教學方法中，創(chuàng)設適宜的問題情境，要求教師熟悉教材內容、掌握教材知識體系結構、了解新舊知識之間的內在聯(lián)系、了解學生已有的認知結構和良好的課堂控制能力，這樣才能創(chuàng)設難度適宜的問題情境，才能逐步啟發(fā)學生思考并掌握教學內容。

另外，教學過程中還要注意本課程教學內容的上下關聯(lián)以及本門課程與其他課程的相互關聯(lián)，充分利用學生以往學習中的經(jīng)驗對教學內容的影響，即學習遷移。實踐證明，學習遷移對原理性、技能性知識的學習是非常重要的，是貫穿在整個教學過程中的。在計算機學科知識體系結構中，很多概念和原理在多門課程中都有很重要的地位，如虛擬、緩沖機制、分層體系結構、霍夫曼原理、常見調度算法等。引導學生將所學知識系統(tǒng)化，有助于學生知識結構遷移，使學生很容易利用已有知識理解所學內容，也有助于學生思考能力的培養(yǎng)，對學生學習能力的提高也是十分重要的。

3利用任務驅動培養(yǎng)學生學習能力

學生學習能力的培養(yǎng)應該從學習動機和自學意識的培養(yǎng)入手，以提高學生自學能力為主要目標。學生學習的動機來源于兩個方面：外在動機和內在動機。外在動機主要來自于教師、家長、就業(yè)等方面施加給學生的壓力，而內在動機來源于學生的興趣和自我提高的內驅力，其中內在動機是主要因素。

在操作系統(tǒng)課程教學中，要注意避免單一的介紹方式進行講授，否則會使學生感到理論教學的枯燥乏味。因此在采用啟發(fā)式教學方法由淺入深進行講解同時，注意加強學生的自信心。靈活運用比喻是提高學生學習興趣、避免灌輸理論的有效方法。

例如，進程是操作系統(tǒng)中最重要的基本概念之一，理解進程的概念和特點對后續(xù)內容的學習具有十分重要的意義，對比進程和程序之間的區(qū)別是使學生理解進程的概念的重要內容。在教學中，如果簡單的將進程和程序的特點進行對比介紹，學生不易理解且會感覺很乏味。如果采用比喻法，例如可以將程序比作一門課程的教學大綱，進程就是授課過程。類似這樣的比喻，可以使學生很容易理解進城和程序的區(qū)別，以及進程的概念，也很容易使學生產(chǎn)生興趣。

在本門課程教學過程中，我們引入了任務驅動的方法，通過給學生布置學習任務，并要求學生通過論文的形式完成任務，并將每次任務，都作為成績考核的一部分，以督促學生自我完成學習任務。例如，哲學家就餐問題是著名的進程間通信問題，涉及異步進程的同步機制和死鎖處理，解決該問題的方法非常多，教學過程和教材中所介紹的僅僅是一部分，可以將哲學家就餐問題作為一個大作業(yè)布置給學生，要求學生自己去查詢、收集和整理有關該問題的解決算法，并以論文的形式完成。在這個過程中，培養(yǎng)了學生查詢、收集和利用資料的能力，培養(yǎng)了學生寫作能力和自學能力。

4加強實驗環(huán)節(jié)培養(yǎng)學生實踐能力

操作系統(tǒng)課程對學生實踐能力的培養(yǎng)主要集中在實驗課程中。操作系統(tǒng)是偏重理論教學的課程，受學時數(shù)限制，不能安排較多的實驗學時。為了在有限的實驗教學時數(shù)中，保證學生通過實驗加深對操作系統(tǒng)工作機制的理解，同時培養(yǎng)學生的實踐能力，我們精心選擇了實驗內容和實驗平臺。

本課程實驗內容以Linux操作系統(tǒng)的案例分析為主。在理論教學中，操作系統(tǒng)各子系統(tǒng)的工作機理都是圍繞Linux操作系統(tǒng)進行講解和分析，然后在實驗課中通過教師對Linux操作系統(tǒng)中進程間通信、處理機調度和存儲管理等相關代碼進行閱讀和分析，學生通過自己動手修改和實現(xiàn)代碼，來進一步理解Linux操作系統(tǒng)的工作機制，有利于培養(yǎng)學生的實踐動手能力。

5結束語

對學生能力的培養(yǎng)是需要在教學計劃中各門課程和各個教學環(huán)節(jié)的教學過程中，通過長期的潛移默化的影響做到的。僅僅憑借操作系統(tǒng)一門課程，是無法完成對學生綜合素質的全面培養(yǎng)的。我們在操作系統(tǒng)課程的教學過程中，通過改進教學方法、任務驅動機制和加強實驗環(huán)節(jié)對學生的思考能力、學習能力和實踐動手能力方面進行培養(yǎng)所獲得的經(jīng)驗，對教學計劃中的同類課程具有借鑒意義。

Teaching “Operating System” Course and Building Capability of Student

WANG Zhi-fei， LUO Qiu-bin， Shi Yan

(Harbin University， School of Mathematics and Computer Science， Harbin150086)

Abstract: In this paper， some practical experiences in teaching “Operating System” course was introduced. We have implemented some useful exploration on thinking ability， learning ability and practical skills of student， by updating teaching method， adopting Task-driven method and strengthening training of practice.

Keywords: operating system， building capability of student， teaching reform， the building of courses

參考文獻：

[1] Andrew.S.Tanenbaum. Modern Operating System[M]. Prentice Hall，2005.

[2] 湯子瀛. 計算機操作系統(tǒng)[M]. 西安電子科技大學出版社，2004.

[3] 劉乃琦. 操作系統(tǒng)課程的教學研究[J]. 計算機教育，2007，(19).

[4] 王知非，徐鵬，滿娜. 操作系統(tǒng)課程教學改革與探索[J]. 計算機教育，2008，(6).