于廣斌　葛元康　李宗民

摘要:“操作系統(tǒng)”是計算機(jī)專業(yè)的核心理論課程之一,本文首先介紹了“操作系統(tǒng)”課程中存在的問題,結(jié)合作者多年的探索與實踐,指出了解決問題的途徑和方法,提高了教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞:操作系統(tǒng);實驗教學(xué);課程設(shè)計

中圖分類號:G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B

1存在的問題

“操作系統(tǒng)”是計算機(jī)專業(yè)的核心理論課程之一,無論在教學(xué)、科研中還是在軟件產(chǎn)業(yè)及國家信息安全中都處于非常重要的地位。但是,一直以來,“操作系統(tǒng)”的教學(xué)和實驗都存在比較嚴(yán)重的問題。

(1) 操作系統(tǒng)在所有軟件中是最復(fù)雜的,而且目前的幾大主流操作系統(tǒng)的地位已經(jīng)相當(dāng)堅固, 所以師生參與編制實際操作系統(tǒng)的機(jī)會少之又少, 這樣在教學(xué)過程中原理的抽象性和實際系統(tǒng)的開發(fā)必然嚴(yán)重脫節(jié),直接導(dǎo)致了該課程教學(xué)效果的不理想。

(2)“操作系統(tǒng)”課程的理論性和綜合性都很強(qiáng),學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不容易理解和掌握,也無從應(yīng)用,因此,從主觀上講,學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)的無用論在學(xué)生中也普遍存在。這直接影響了學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的興趣,使學(xué)生普遍反映該課程難學(xué)。

(3) 操作系統(tǒng)的復(fù)雜和功能強(qiáng)大,使得操作系統(tǒng)的實驗難以設(shè)計和實施,再加上實驗設(shè)備和實驗環(huán)境的問題,更難開展具有針對性的實驗。據(jù)調(diào)查,有些高校根本不開設(shè)操作系統(tǒng)的實驗。因此,該課程的教學(xué)目的和教學(xué)要求根本無法達(dá)到。

2教學(xué)探索與實踐

教育學(xué)中革新傳統(tǒng)教學(xué)的“建構(gòu)主義”理論主張應(yīng)以學(xué)生為中心,認(rèn)為學(xué)生的知識主要是學(xué)生自己建構(gòu)起來的,教師的作用是提供一個良好的學(xué)習(xí)環(huán)境以幫助和推動學(xué)生去建構(gòu)自己的知識?；谶@種建構(gòu)性教學(xué)的核心思路,我們應(yīng)以學(xué)生為主體,設(shè)計相應(yīng)的教學(xué)模式以及相應(yīng)的施教方法,推動學(xué)生建構(gòu)自己的知識,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的自我學(xué)習(xí)、自我發(fā)展和團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力。

為了解決“操作系統(tǒng)”課程中的問題,除了授課時要突出重點,講清難點以外,還要注重講課的方式,采取有效的教學(xué)方法,改革以往的考核方法,加重對實驗課的考核,通過實驗在實踐中讓學(xué)生加深對較為抽象的理論知識的理解記憶,幫助學(xué)生學(xué)習(xí),讓學(xué)生掌握有效的學(xué)習(xí)方法。

2.1采用啟發(fā)式教學(xué),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力

教學(xué)離不開講授,“操作系統(tǒng)”這門理論課有更多“講”的內(nèi)容,但要講究方法,要注意激發(fā)學(xué)生的思維,調(diào)動學(xué)生主動積極思考。在授課過程中,不能單純地介紹抽象的基本原理和概念,而是要滲入到學(xué)生的現(xiàn)實感受中。教師要充分地啟發(fā)學(xué)生的聯(lián)想,讓他們的現(xiàn)實感受和所教授的抽象原理產(chǎn)生共鳴,以此來引起學(xué)生的興趣,從而使學(xué)生在學(xué)習(xí)中能夠充分發(fā)揮其主觀能動性。

其實,操作系統(tǒng)本身的特點決定了其教學(xué)的過程是培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生邏輯推理能力的有效途徑,這就需要教師去思考、去設(shè)計,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)知識的過程中培養(yǎng)學(xué)的能力。為了培養(yǎng)這一能力,在具體授課時,針對一個問題,教師應(yīng)向?qū)W生介紹多種參考資料。通過查閱參考資料中對同一問題的不同闡述,培養(yǎng)學(xué)生研究性學(xué)習(xí)的能力;另外,教師還要注意引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源的能力,并注意綜合知識的應(yīng)用,鍛煉學(xué)生的獨(dú)立學(xué)習(xí)能力,使學(xué)生的目光從課內(nèi)延伸到課外。

2.2精心設(shè)計教學(xué)過程,突出學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的主體地位,注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新學(xué)習(xí)能力

實施以學(xué)生為主體的教育,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì),精心設(shè)計教學(xué)過程是非常有效的方法。經(jīng)過多年的努力,我們總結(jié)出了一套行之有效的方法,就是在教學(xué)設(shè)計的過程中,要注意充分發(fā)揮教師的提示、引導(dǎo)、分析和歸納的作用,設(shè)計相應(yīng)的環(huán)節(jié)和一定量的問題,以培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新能力。復(fù)習(xí)鞏固性的問題,可以督促學(xué)生養(yǎng)成復(fù)習(xí)鞏固知識的學(xué)習(xí)習(xí)慣;引導(dǎo)性的問題,可以督促學(xué)生養(yǎng)成預(yù)習(xí)新知識的學(xué)習(xí)習(xí)慣;點評式的問題,有益培養(yǎng)鍛煉學(xué)生的綜合能力。引導(dǎo)學(xué)生分析問題時,注意要引導(dǎo)學(xué)生用多種方法加以思考。不同的方法,會產(chǎn)生差異很大的結(jié)果,這可以讓學(xué)生更加注意方式方法的選擇。

為了突出重點內(nèi)容,把更多的時間留給學(xué)生,我們通過多年的實踐,把“操作系統(tǒng)”的內(nèi)容分成了三大類:需要了解的內(nèi)容(能記住所學(xué)的知識內(nèi)容,并能直接運(yùn)用這些知識)、應(yīng)該理解的內(nèi)容(理解所學(xué)概念,并能用它解決簡單問題)和必須掌握的內(nèi)容(要求熟悉知識內(nèi)容,能把標(biāo)準(zhǔn)所列知識綜合應(yīng)用)。這樣,教師在教學(xué)過程設(shè)計中就可以根據(jù)所劃分好的內(nèi)容進(jìn)行有針對性地設(shè)計,在教學(xué)時根據(jù)內(nèi)容的類別就可以采用不同的方法,真正做到了有的放矢。

2.3加強(qiáng)實驗實踐環(huán)節(jié),發(fā)揮學(xué)生在實驗中的主導(dǎo)作用,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和團(tuán)結(jié)協(xié)作能力

這個環(huán)節(jié),我們改革的力度最大。在這幾年中,經(jīng)歷了一個不斷發(fā)展和完善的過程。開始的時候,我們只是開設(shè)了一些模擬實驗,如進(jìn)程管理的模擬、文件系統(tǒng)的模擬等,讓學(xué)生從中加深對相應(yīng)原理和理論知識的理解。后來,隨著課程改革的深入,我們逐步引入了Linux源碼分析和關(guān)于Linux平臺的一些實驗?，F(xiàn)在,我們的這個環(huán)節(jié)可以分為兩個層次:與理論課程安排在一塊的模擬實驗和獨(dú)立的關(guān)于Linux平臺的課程設(shè)計環(huán)節(jié)。在第一個層次中,我們安排了進(jìn)程調(diào)度模擬實驗、作業(yè)調(diào)度模擬實驗、進(jìn)程同步模擬實驗、分頁存儲管理模擬實驗和文件管理系統(tǒng)模擬實驗等,要求學(xué)生隨著理論課程的學(xué)習(xí),在安排的實驗學(xué)時內(nèi)獨(dú)立完成,主要目的是鞏固所學(xué)的理論知識,做到學(xué)以致用。關(guān)于第二個層次,我們安排了兩周的課程設(shè)計,要求學(xué)生分組完成在Linux平臺上的實驗。在這個層次中,我們始終堅持以學(xué)生為中心、以教師為主導(dǎo)的指導(dǎo)思想。教師的作用是為學(xué)生提供和營造一個能充分發(fā)揮學(xué)生個性、施展學(xué)生才能的學(xué)習(xí)環(huán)境,設(shè)計可供選擇的方案,鼓勵學(xué)生創(chuàng)新,并及時、恰當(dāng)?shù)亟o予正確的評價和指導(dǎo),使學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)、學(xué)會發(fā)現(xiàn)、學(xué)會創(chuàng)造,少走彎路,樂于接受新知識,提高學(xué)習(xí)效率,不斷完善自我。堅持以學(xué)生為中心就是要轉(zhuǎn)變教學(xué)模式,實施雙向交流的知識傳授、能力訓(xùn)練、素質(zhì)養(yǎng)成的教育模式,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維方法,按照學(xué)生的特點來設(shè)計實驗方案、安排實驗內(nèi)容、組織實驗活動。具體如下:

(1) 教師按照上面的指導(dǎo)思想,設(shè)計了實驗項目方案,并標(biāo)明了每個方案的難度系數(shù),供學(xué)生自由選擇。在每個方案中,除了必須完成的任務(wù)以外,還允許學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新。

(2) 開展以自我管理為主,組成實驗小組。為了培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作意識,在分組時,我們打亂了班級和性別,進(jìn)行隨機(jī)分組,以5～6人為一組。然后,每個組根據(jù)自己的實際情況,選出組長,負(fù)責(zé)整個組的管理和協(xié)調(diào)。

(3) 選擇實驗項目方案。每個組經(jīng)過討論,選擇適合自己小組的方案。由于這個環(huán)節(jié)的成績是根據(jù)每個方案的完成情況(包括整個小組的完成情況和每個小組成員的完成情況)、難度系數(shù)和創(chuàng)新情況來綜合評定的,因此,選擇一個合適的方案是相當(dāng)不容易的。

(4) 制定計劃、分工和進(jìn)度表。每個組經(jīng)過討論,制定相應(yīng)的軟件開發(fā)計劃,并在組長的主持和協(xié)調(diào)下,進(jìn)行任務(wù)和功能的劃分,最后制定本小組的進(jìn)度表。

(5) 每個小組按照自己的進(jìn)度表進(jìn)行實驗項目開發(fā)。在開發(fā)過程中,既鼓勵競爭又要加強(qiáng)合作,要求每個學(xué)生必須就這個環(huán)節(jié)完成一份有自己見解的報告,同時,每個小組也必須完成一份有價值的報告。這樣,在整個環(huán)節(jié)的過程中,充分體現(xiàn)了競爭與合作的統(tǒng)一。

2.4改革考核方式,調(diào)動學(xué)生理論與實踐相結(jié)合的熱情,促進(jìn)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)

成績的考核,改變了單純強(qiáng)調(diào)卷面成績的考核辦法, 將總評成績改為卷面成績占50%,上機(jī)實驗成績占20%,課程設(shè)計成績占30%。同時,關(guān)于實驗和課程設(shè)計的考核要詳細(xì)化、規(guī)范化。不是以實驗的表現(xiàn)或?qū)嶒瀳蟾鎭碓u定實驗成績,而是看實驗準(zhǔn)備、實驗動手能力、調(diào)研活動、實驗報告、思考問題和解決問題的方法以及與小組其他成員的合作情況等綜合地、動態(tài)地評定實驗成績和課程設(shè)計的成績。鼓勵學(xué)生思考,鼓勵學(xué)生提問,鼓勵學(xué)生開展創(chuàng)造性的活動等。

3結(jié)束語

通過“操作系統(tǒng)”課程的改革,提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性,培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。尤其是我們開展的“操作系統(tǒng)”課程設(shè)計環(huán)節(jié),更是培養(yǎng)了學(xué)生的組織協(xié)調(diào)和團(tuán)結(jié)協(xié)作能力。由于每一個小組由5～6人組成,選舉一名組長負(fù)責(zé)小組內(nèi)關(guān)系的協(xié)調(diào)處理,大家配合共同完成實習(xí)任務(wù),這有力地培養(yǎng)了學(xué)生的集體主義精神和組織協(xié)調(diào)能力。

當(dāng)然,這種教學(xué)改革也增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的壓力。由于成績是綜合評定的,因而學(xué)生會有一定的壓力。但是,只要教師注意引導(dǎo),是可以將這種壓力轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的動力的,我們近幾年的實踐也證明了這一點。

總之,在“操作系統(tǒng)”的授課過程中,通過以上的改革,我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生的積極性、動手能力有了明顯地提高,單調(diào)抽象的理論知識也在實驗中生動并簡單起來,學(xué)生的理解能力加強(qiáng)了,團(tuán)隊協(xié)作精神也慢慢培養(yǎng)起來了,較大地提高了教學(xué)質(zhì)量,并且也使期末的考核更具有公平性和促進(jìn)性。

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