文章編號(hào)：1672-5913(2011)21-0094-04 中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
　　
　　作者簡介：范輝，男，教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)橹悄芴摂M環(huán)境、計(jì)算機(jī)輔助幾何設(shè)計(jì)。
　　
　　摘 要：教材建設(shè)是課程建設(shè)和人才培養(yǎng)的核心，本文以“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材《操作系統(tǒng)原理與實(shí)訓(xùn)教程(第二版)》為背景，重點(diǎn)討論應(yīng)用型本科操作系統(tǒng)的課程目標(biāo)、教材的組織結(jié)構(gòu)等，以及應(yīng)用型本科操作系統(tǒng)課堂教學(xué)實(shí)施中的有關(guān)問題，希望對(duì)同行有所啟示。
　　關(guān)鍵詞：操作系統(tǒng)；教材建設(shè)；應(yīng)用型本科；精品課程
　　
　　
　　1 研究背景
　　操作系統(tǒng)是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中必不可少的系統(tǒng)軟件，控制和管理計(jì)算機(jī)的所有資源，為用戶提供方便，是用戶開發(fā)和使用應(yīng)用軟件不可缺少的支撐環(huán)境。操作系統(tǒng)課程是計(jì)算機(jī)專業(yè)的一門專業(yè)主干課程，主要研究操作系統(tǒng)的基本原理和實(shí)現(xiàn)方法，是計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)中的重要組成部分。但其教材和教學(xué)從歷史到現(xiàn)在一直存在很多問題，需要探討。
　　國家教育部強(qiáng)調(diào)對(duì)不同院校、不同層次的學(xué)生采取分類指導(dǎo)的原則，但目前很難找出適合于應(yīng)用型本科院校的操作系統(tǒng)教材?，F(xiàn)有教材大多注重理論，對(duì)實(shí)際應(yīng)用比較忽視。這無疑增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的難度，降低了教材的實(shí)用性。因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)原理中的很多概念比較抽象，而大部分應(yīng)用型本科學(xué)生今后并不參與操作系統(tǒng)的研究工作，他們需要的是對(duì)理論的理解和對(duì)實(shí)用系統(tǒng)的靈活應(yīng)用。因此，選擇一本適合應(yīng)用型本科教學(xué)用的操作系統(tǒng)教材，是一件十分重要的事情。
　　2 課程目標(biāo)與定位
　　應(yīng)用型本科教育[1]不是低層次的高等教育，而是高等教育中區(qū)別于研究型和工程型的一種新型教育層次。計(jì)算機(jī)應(yīng)用型本科人才具有獨(dú)特的人才規(guī)格特征，概括起來就是“三高一德”，即高務(wù)實(shí)性、高應(yīng)用性、高適應(yīng)性和良好的職業(yè)道德[2]。
　　操作系統(tǒng)課程是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力、算法設(shè)計(jì)與分析能力、程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)能力，以及計(jì)算機(jī)軟、硬件系統(tǒng)的認(rèn)知、分析、設(shè)計(jì)與應(yīng)用能力的重要課程。在認(rèn)知層次上，基礎(chǔ)要求是對(duì)知識(shí)的記憶、理解和應(yīng)用，而高層次的認(rèn)知要求還包括對(duì)知識(shí)的分析、評(píng)價(jià)和創(chuàng)造。在操作系統(tǒng)領(lǐng)域，對(duì)科學(xué)型、工程型和應(yīng)用型認(rèn)知層次的不同要求，如表1所示。
　　
　　對(duì)于應(yīng)用型人才，本課程重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生在選型、配置、使用、管理方面的能力，以及分析、解決基于操作系統(tǒng)應(yīng)用問題的實(shí)踐能力[3]。
　　3 教材的組織結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)
　　3.1 教材的組織結(jié)構(gòu)
　　文獻(xiàn)[2]中對(duì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用型本科教材的6大特征進(jìn)行了詳細(xì)論述，指出教材應(yīng)從教學(xué)體系和知識(shí)結(jié)構(gòu)上體現(xiàn)出兩個(gè)目標(biāo)、四類課程、四種知識(shí)和四種能力。
　　(1) 兩個(gè)目標(biāo)：計(jì)算機(jī)應(yīng)用第一線工作的本科人才總目標(biāo)；“三高一德”的應(yīng)用型人才規(guī)格目標(biāo)。
　　(2) 四類課程：基礎(chǔ)理論性課程(特點(diǎn)：變厚基礎(chǔ)為實(shí)基礎(chǔ))；培養(yǎng)專業(yè)工作能力的核心課程；培養(yǎng)基本技術(shù)、技能的課程；提高就業(yè)能力的課程。
　　(3) 四種知識(shí)：專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)；專業(yè)技術(shù)知識(shí)；專業(yè)技能知識(shí)；通用職業(yè)知識(shí)。
　　(4) 四種能力：自我學(xué)習(xí)能力；創(chuàng)意創(chuàng)新能力；專業(yè)應(yīng)用能力；社會(huì)適應(yīng)能力。
　　《操作系統(tǒng)原理與實(shí)訓(xùn)教程(第二版)》[4]共8章。第1章概述操作系統(tǒng)的內(nèi)容；第2~5章講述操作系統(tǒng)
　　
　　的基本功能——處理機(jī)管理、存儲(chǔ)器管理、設(shè)備管理和文件管理；第6章介紹操作系統(tǒng)的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)——安全性問題；第7章為實(shí)訓(xùn)基礎(chǔ)；第8章為實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。具體的組織結(jié)構(gòu)如圖1所示。
　　3.2 教材原理篇的特點(diǎn)與細(xì)節(jié)
　　《操作系統(tǒng)原理與實(shí)訓(xùn)教程(第二版)》的主要特點(diǎn)是專為應(yīng)用型本科計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生編寫的操作系統(tǒng)教材，通俗易懂、圖文并茂、注重理論與實(shí)踐相結(jié)合。特別是書中多處引用了源于生活的例子，對(duì)于學(xué)生理解操作系統(tǒng)原理中的一些重要而抽象的概念以及掌握進(jìn)程同步互斥問題等學(xué)習(xí)難點(diǎn)大有裨益。
　　
　　1) 例1：程序的并發(fā)執(zhí)行。
　　第二章“處理機(jī)管理”的2.1節(jié)“程序的并發(fā)執(zhí)行”，將教師在實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)過程和多道程序系統(tǒng)進(jìn)行類比。
　　“……上實(shí)驗(yàn)課時(shí)，每組學(xué)生要執(zhí)行整個(gè)實(shí)驗(yàn)的各個(gè)步驟，宏觀上，各組同時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。但是，實(shí)驗(yàn)室中有些貴重的儀器數(shù)量很少，大家只能輪流使用。指導(dǎo)老師更是寶貴的‘資源’，且沒有‘分身術(shù)’，除了統(tǒng)一講解共同性的要點(diǎn)外，對(duì)于各組提出的具體問題，只能夠逐組指導(dǎo)。各組的實(shí)驗(yàn)，有條件時(shí)做下去，碰到困難等待老師指導(dǎo)或者排隊(duì)使用共享儀器時(shí)，只好停下來。因此，在微觀上，各組的實(shí)驗(yàn)是‘做做停停，停停做做’的。多道程序系統(tǒng)中的作業(yè)也是如此‘走走停停，停停走走’的……”
　　2) 例2：分頁式存儲(chǔ)管理。
　　第三章“存儲(chǔ)器管理”的3.1節(jié)“分頁式存儲(chǔ)管
　　
　　理”用旅游團(tuán)安排客房的例子來說明內(nèi)存分配問題。
　　“……假設(shè)一個(gè)大型飯店，所有的客房都是標(biāo)準(zhǔn)的雙人間，部分客房已經(jīng)住進(jìn)客人，現(xiàn)在又有一個(gè)旅游團(tuán)要求入住。接待員統(tǒng)計(jì)了一下，對(duì)旅游團(tuán)領(lǐng)隊(duì)說：‘貴團(tuán)全體成員都能住下，兩人一個(gè)房間，但是不能住在同一樓層了，因?yàn)槊繉涌罩目头坎粔?，更沒有幾個(gè)挨著的。請(qǐng)?jiān)?！’?duì)于這樣的安排，一般人不會(huì)感到奇怪。因?yàn)槁糜螆F(tuán)本來就是由一個(gè)個(gè)單獨(dú)的游客或一對(duì)對(duì)夫妻組成的，而飯店的客房本來也是兩人一間的，兩人一組，正好可住在一個(gè)客房里；另外，飯店幾乎每天都有入住和退房的客人，想在同一樓層找?guī)组g挨著的客房實(shí)在不容易……”
　　3) 例3：I/O控制方式。
　　第四章“設(shè)備管理”的4.2節(jié)“I/O控制方式”在講解DMA控制方式時(shí)用生產(chǎn)工人的生產(chǎn)流程進(jìn)行比喻。
　　“……DMA控制方式類似于生產(chǎn)人員停下生產(chǎn)，
　　
　　由其他人員利用生產(chǎn)車間的設(shè)備，一次性將這批產(chǎn)品裝上車運(yùn)走，然后生產(chǎn)人員繼續(xù)生產(chǎn)……”
　　3.3 教材習(xí)題與實(shí)訓(xùn)篇的特點(diǎn)與細(xì)節(jié)
　　根據(jù)高等院校應(yīng)用型本科教育“理論夠用、注重實(shí)踐”的特點(diǎn)和要求，除了對(duì)基本原理做講解和介紹外，書中還安排了大量的例題和習(xí)題，并且所有的習(xí)題書后均附有習(xí)題解答，便于培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。另外，結(jié)合主流操作系統(tǒng)平臺(tái)教材組織了多層次豐富的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，以培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)應(yīng)用能力和創(chuàng)意創(chuàng)新能力。
　　
　　習(xí)題內(nèi)容按照教學(xué)大綱要求掌握的知識(shí)點(diǎn)組織，題目的難度高低不同，分為填空、單項(xiàng)選擇、多項(xiàng)選擇、判斷、名詞解釋、簡答和綜合應(yīng)用7類，如表2所示。其中，前6類屬于基礎(chǔ)題，再加上難度適中的綜合應(yīng)用類題目，作為必做作業(yè)，要求全體學(xué)生掌握；對(duì)于較難的綜合應(yīng)用類題目，僅供學(xué)有余力或打算考研的學(xué)生選做，這類習(xí)題的選擇主要來自于各高校的歷年考研例題，并在此基礎(chǔ)上篩選及修改，對(duì)學(xué)生綜合應(yīng)用專業(yè)知識(shí)的能力要求較高。
　　
　　對(duì)于實(shí)訓(xùn)部分的內(nèi)容，課題組在文獻(xiàn)[5]中結(jié)合實(shí)訓(xùn)平臺(tái)進(jìn)行過詳細(xì)論述，在此就不展開了。
　　4 課堂教學(xué)中的分層次教學(xué)
　　事實(shí)表明，應(yīng)用型本科院校中存在一部分學(xué)生，畢業(yè)后可能參加計(jì)算機(jī)專業(yè)研究型或工程型的工作，如參加研究生考試，進(jìn)入研究型大學(xué)攻讀碩士研究生等。盡管這部分學(xué)生在整體中所占比例不高，一般不超過20%，但在教學(xué)過程中，還必須考慮到這部分學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，進(jìn)行分層次教學(xué)。我們的方法如下：
　　1) 在課堂教學(xué)過程中，隨時(shí)指明哪些教學(xué)內(nèi)容是必學(xué)部分，哪些內(nèi)容是選學(xué)部分，供學(xué)有余力的學(xué)生學(xué)習(xí)。
　　2) 對(duì)學(xué)生布置不同的課后習(xí)題任務(wù)，在要求全體學(xué)生完成必做習(xí)題的基礎(chǔ)上，要求考研的學(xué)生獨(dú)立完成教材中的選做習(xí)題，并針對(duì)選學(xué)內(nèi)容及選做習(xí)題中的問題，在課后指定時(shí)間單獨(dú)進(jìn)行答疑。
　　
　　3) 在實(shí)訓(xùn)過程中，要求全體學(xué)生對(duì)應(yīng)用級(jí)、系統(tǒng)管理級(jí)、觀察級(jí)和實(shí)現(xiàn)級(jí)實(shí)驗(yàn)全部獨(dú)立完成，而對(duì)源代碼閱讀級(jí)實(shí)驗(yàn)，則要求學(xué)生分組協(xié)作完成。實(shí)踐證明，只要教師把好質(zhì)量關(guān)，學(xué)習(xí)程度各異的學(xué)生經(jīng)過上述實(shí)訓(xùn)，專業(yè)應(yīng)用能力和創(chuàng)意創(chuàng)新能力都能得到大幅度提高，并且對(duì)操作系統(tǒng)原理篇的內(nèi)容也都會(huì)有更深刻、更正確的理解。
　　5 結(jié)語
　　山東工商學(xué)院操作系統(tǒng)課程組一直在應(yīng)用型本科教學(xué)中進(jìn)行著探索與實(shí)踐，取得了一定的成績，在全國應(yīng)用型本科院校中起到一定的示范作用，并于2009年被評(píng)為國家級(jí)精品課程?！恫僮飨到y(tǒng)原理與實(shí)訓(xùn)教程(第二版)》經(jīng)過近百所高校多年的實(shí)踐教學(xué)，也證明適合于應(yīng)用型本科院校的教學(xué)，到目前為止，兩版教材已累計(jì)印刷5萬冊(cè)，被評(píng)為“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材，并獲2009年山東省優(yōu)秀教材一等獎(jiǎng)。課題組成員將繼續(xù)努力探索，在應(yīng)用型本科操作系統(tǒng)教學(xué)及計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)中發(fā)揮更大的作用。
　　
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1] 夏建國，劉曉保. 應(yīng)用型本科教育：背景與實(shí)質(zhì)[J].高等工程教育研究，2007(8)：8-9.
　　[2] 周廣聲，嚴(yán)曉舟，焦金生. 應(yīng)用型本科高校計(jì)算機(jī)專業(yè)教材建設(shè)若干問題的研究[J].計(jì)算機(jī)教育，2010(5)：108-111.
　　[3] 教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì).高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)核心課程教學(xué)實(shí)施方案[M].北京：高等教育出版社，2010：274-275.
　　[4] 范輝，謝青松. 操作系統(tǒng)原理與實(shí)訓(xùn)教程(第二版).北京：高等教育出版社，2011.
　　[5]