摘要：隨著計(jì)算機(jī)的廣泛普及和應(yīng)用，操作系統(tǒng)已逐漸成為一些與計(jì)算機(jī)應(yīng)用緊密相關(guān)的非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。面向非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的操作系統(tǒng)課程教學(xué)需要在教學(xué)的內(nèi)容和方法上進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。文章在分析非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)操作系統(tǒng)課程教學(xué)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對(duì)相關(guān)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行了探討。
　　關(guān)鍵詞：非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)；操作系統(tǒng)；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法
　　
　　操作系統(tǒng)是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中不可或缺的基本系統(tǒng)軟件，了解和掌握操作系統(tǒng)的基本原理、機(jī)制和技術(shù)將有助于學(xué)生更好地在各種操作系統(tǒng)平臺(tái)上進(jìn)行各自專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和研究，因而，一些與計(jì)算機(jī)應(yīng)用緊密相關(guān)的非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)已逐漸將其作為一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課進(jìn)行教學(xué)[1]。然而，非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生在計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)等方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)相對(duì)薄弱，其知識(shí)背景與計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生存在一定差別[2]，這就需要在操作系統(tǒng)課程的教學(xué)過(guò)程中有針對(duì)性地設(shè)計(jì)相關(guān)教學(xué)內(nèi)容，合理應(yīng)用各種教學(xué)方法，本文將基于實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)對(duì)此進(jìn)行一定探討。
　　1非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)操作系統(tǒng)課程教學(xué)現(xiàn)狀分析
　　盡管操作系統(tǒng)課程的教學(xué)對(duì)一些與計(jì)算機(jī)應(yīng)用緊密相關(guān)的非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)非常重要，但是相對(duì)而言操作系統(tǒng)并非這些專(zhuān)業(yè)的核心課程，部分學(xué)生在接觸該課程之前可能并不了解其重要性，甚至可能片面地認(rèn)為該課程僅僅教授如何使用一些常見(jiàn)操作系統(tǒng)，加之操作系統(tǒng)課程本身理論性較強(qiáng)，原理性知識(shí)相對(duì)比較繁雜，更容易讓學(xué)生覺(jué)得該課程枯燥乏味，缺乏學(xué)習(xí)興趣。這就需要授課老師能清楚說(shuō)明操作系統(tǒng)的重要性，根據(jù)課程中各知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)在聯(lián)系合理組織教學(xué)內(nèi)容，時(shí)時(shí)注意對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)。
　　除了理論教學(xué)的開(kāi)展，操作系統(tǒng)課程教學(xué)一般還需要設(shè)置必要的實(shí)踐環(huán)節(jié)。非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)課程的目的往往是在理解操作系統(tǒng)基本原理的基礎(chǔ)上更好地應(yīng)用而非開(kāi)發(fā)操作系統(tǒng)，他們的計(jì)算
　　機(jī)相關(guān)背景知識(shí)也相對(duì)薄弱，這就使得他們并不是很需要，也很難去完成原來(lái)面向計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生所設(shè)計(jì)的一些難度較大、比較深入的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容[3]。因此，在設(shè)置教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)時(shí)，應(yīng)該相應(yīng)地對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整以適應(yīng)非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的實(shí)際需求和客觀情況。
　　通常，操作系統(tǒng)課程的教學(xué)是在高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)組成原理等先修課程的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。然而，對(duì)于非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生而言，他們對(duì)這些背景知識(shí)的掌握存在一定不足，部分學(xué)生甚至對(duì)操作系統(tǒng)教學(xué)中需要掌握的一些最基本的計(jì)算機(jī)硬件知識(shí)都不甚了解，在一定程度上影響了課程教學(xué)的順利開(kāi)展。因而，在面向非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的操作系統(tǒng)課程教學(xué)中，應(yīng)該適時(shí)地對(duì)相關(guān)的基礎(chǔ)背景知識(shí)進(jìn)行一些必要的補(bǔ)充和說(shuō)明。
　　2教學(xué)內(nèi)容的合理安排
　　根據(jù)上述分析，在面向非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生進(jìn)行操作系統(tǒng)課程教學(xué)的過(guò)程中需要針對(duì)性地合理安排理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，下面筆者將基于實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)從三方面進(jìn)行探討。
　　2.1有機(jī)組織操作系統(tǒng)理論教學(xué)內(nèi)容
　　由于非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生一般計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)較為薄弱，缺乏對(duì)操作系統(tǒng)的準(zhǔn)確定位，因此有機(jī)組織操作系統(tǒng)課程各章節(jié)的理論知識(shí)，讓學(xué)生從全局到局部、逐步深入地掌握課程中眾多繁雜的知識(shí)點(diǎn)就顯得尤為重要。
　　在操作系統(tǒng)課程開(kāi)課之初，應(yīng)首先闡明操作系統(tǒng)在整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的地位和作用，強(qiáng)調(diào)掌握操作系統(tǒng)相關(guān)原理對(duì)于應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域軟件開(kāi)發(fā)的重要意義，使學(xué)生深刻理解操作系統(tǒng)的資源管理者角色，從整體上把握處理器管理、存儲(chǔ)管理、設(shè)備管理以及文件管理這幾個(gè)基本功能的內(nèi)涵及其相互關(guān)聯(lián)，并將這些功能與課程中各主要章節(jié)建立映射關(guān)系，使學(xué)生建立學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)就是要學(xué)習(xí)對(duì)各種軟硬件資源進(jìn)行管理的原理、方法和技術(shù)這樣一個(gè)全局的意識(shí)。
　　在每個(gè)章節(jié)的講授中，不僅要細(xì)化講解該章節(jié)所關(guān)聯(lián)的管理功能是什么？如何實(shí)現(xiàn)？還需要根據(jù)情況說(shuō)明該功能在整個(gè)操作系統(tǒng)中與其他管理功能之間的聯(lián)系，從而讓學(xué)生既能全局了解操作系統(tǒng)授課內(nèi)容框架又能局部深入掌握課程各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的具體細(xì)節(jié)，形成較為完整的、系統(tǒng)的課程知識(shí)體系。
　　此外，在結(jié)合課程全局框架和章節(jié)局部細(xì)節(jié)講授操作系統(tǒng)中一些普遍適用的基本原理和技術(shù)時(shí)，還可根據(jù)實(shí)際情況聯(lián)系當(dāng)下流行操作系統(tǒng)的應(yīng)用及特有實(shí)現(xiàn)機(jī)制適當(dāng)進(jìn)行進(jìn)一步的展開(kāi)說(shuō)明，將較為抽象空洞的理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相關(guān)聯(lián)，以期提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
　　2.2合理設(shè)計(jì)操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容
　　由于非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)的目的一般更偏向于更好地理解和應(yīng)用系統(tǒng)，同時(shí)考慮到他們?cè)谟?jì)算機(jī)編程等能力上客觀存在的不足，我們?cè)谠O(shè)計(jì)操作系統(tǒng)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容時(shí)，需要在難度上有針對(duì)性地進(jìn)行一定調(diào)整。
　　一般操作系統(tǒng)課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容均與操作系統(tǒng)的幾個(gè)核心功能相關(guān)，比如進(jìn)程創(chuàng)建、進(jìn)程間通信等實(shí)驗(yàn)與處理器管理相關(guān)，頁(yè)面調(diào)度算法實(shí)現(xiàn)與存儲(chǔ)管理相關(guān)，文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與軟件資源管理相關(guān)，等等。對(duì)于非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生而言，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)設(shè)置的目的往往在于加深對(duì)操作系統(tǒng)各基本功能實(shí)現(xiàn)原理的理解，并能在Linux等流行操作系統(tǒng)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序的編輯、編譯和運(yùn)行，為其以后應(yīng)用各種操作系統(tǒng)完成專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的軟件開(kāi)發(fā)奠定基礎(chǔ)。因此，可以考慮通過(guò)簡(jiǎn)單模擬的方式降低實(shí)驗(yàn)要求以切合學(xué)生實(shí)際情況，比如在實(shí)現(xiàn)頁(yè)面調(diào)度算法的實(shí)驗(yàn)中僅要求學(xué)生能根據(jù)給定頁(yè)面序列應(yīng)用不同算法給出頁(yè)框使用情況即可。在講解實(shí)驗(yàn)涉及的各個(gè)關(guān)鍵系統(tǒng)調(diào)用時(shí)，應(yīng)考慮將重點(diǎn)放在對(duì)其使用方法的說(shuō)明而非對(duì)其代碼細(xì)節(jié)的分析上，比如講解文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)相關(guān)系統(tǒng)調(diào)用時(shí)，只需簡(jiǎn)單給出可填寫(xiě)的參數(shù)內(nèi)容讓學(xué)生能使用該系統(tǒng)調(diào)用完成相關(guān)功能即可。此外，對(duì)于難度仍然較大，學(xué)生難以基于個(gè)人能力完全獨(dú)立完成的實(shí)驗(yàn)還可考慮給出一些相關(guān)程序范例，便于其在模仿中理解學(xué)習(xí)，使其能真正通過(guò)實(shí)驗(yàn)學(xué)有所得。
　　2.3適當(dāng)補(bǔ)充先修課程的相關(guān)理論知識(shí)
　　由于部分先修課程的缺失和知識(shí)背景的差異，部分非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生往往缺乏對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一些基本知識(shí)的必要了解，從而影響其理解和掌握操作系統(tǒng)的某些章節(jié)，因此在操作系統(tǒng)教學(xué)過(guò)程中需要適當(dāng)補(bǔ)充操作系統(tǒng)基本原理之外的一些相關(guān)知識(shí)。
　　比如，非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)往往沒(méi)有開(kāi)設(shè)計(jì)算機(jī)組成原理這類(lèi)與計(jì)算機(jī)硬件緊密相關(guān)的專(zhuān)業(yè)課程，導(dǎo)致部分學(xué)生缺乏一些基本硬件知識(shí)，甚至連計(jì)算機(jī)的基本組成部分及其作用都不甚了解，這就影響了他們對(duì)操作系統(tǒng)為何以及如何管理各個(gè)硬件資源的理解。因此，面向非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的操作系統(tǒng)課程教學(xué)過(guò)程中，需要先對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本常識(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，讓學(xué)生了解用于計(jì)算、存儲(chǔ)、輸入輸出等相關(guān)資源的基本范疇，這才能真正理解作為資源管理者角色的操作系統(tǒng)的內(nèi)涵。此外，在講授某些特定知識(shí)點(diǎn)時(shí)也需要適當(dāng)補(bǔ)充相關(guān)硬件知識(shí)，比如介紹存儲(chǔ)管理原理時(shí)最好對(duì)地址總線和數(shù)據(jù)總線的概念進(jìn)行簡(jiǎn)短說(shuō)明，以加深學(xué)生對(duì)CPU從給出指令邏輯地址到最終獲得指令內(nèi)容并予以運(yùn)行這一過(guò)程的完整理解。
　　又如，非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生一般沒(méi)有匯編語(yǔ)言基礎(chǔ)，這就需要在介紹存儲(chǔ)管理中的地址重定位概念時(shí)，向其補(bǔ)充說(shuō)明一些基本的匯編語(yǔ)言概念和語(yǔ)法，以加深其對(duì)指令中邏輯地址向物理地址轉(zhuǎn)換行為的理解。
　　3教學(xué)方法的靈活應(yīng)用
　　在合理安排教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，多種教學(xué)方式和方法的靈活選擇與應(yīng)用也是取得良好教學(xué)效果的重要保證。在教學(xué)方式上，可以采用課堂提問(wèn)和討論、課后網(wǎng)絡(luò)交流、推薦參考資料等方式，如在講解管理功能細(xì)節(jié)之前進(jìn)行引導(dǎo)性提問(wèn)，讓學(xué)生思考為什么要有這個(gè)管理功能，該功能應(yīng)包括哪些具體的任務(wù)以及如何實(shí)現(xiàn)這些任務(wù)等幾個(gè)基本問(wèn)題，再在授課過(guò)程中一一解答這些問(wèn)題。在教學(xué)方法上，可以根據(jù)不同的授課內(nèi)容靈活選用合適的方法進(jìn)行教學(xué)，下面筆者就三種較為常見(jiàn)的教學(xué)方法談一談自己的想法。
　　
　　3.1實(shí)例教學(xué)方法
　　對(duì)于較為抽象的操作系統(tǒng)理論知識(shí)而言，實(shí)例教學(xué)方法能較好地幫助學(xué)生更形象地理解相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。如在授課之初解釋操作系統(tǒng)資源管理者角色時(shí)，可以通過(guò)一個(gè)具體應(yīng)用程序完整運(yùn)行過(guò)程的說(shuō)明讓學(xué)生大致形成對(duì)各類(lèi)軟硬件資源管理的具象意識(shí)。更具體的說(shuō)，可以以某多媒體文件的播放為例，說(shuō)明從用戶的角度而言，僅通過(guò)雙擊指定文件即可觀看該多媒體文件；而從操作系統(tǒng)的角度而言，為了完成用戶的這一任務(wù)處理需求，需要通過(guò)文件系統(tǒng)管理功能實(shí)現(xiàn)從硬盤(pán)上按名讀取文件內(nèi)容，需要通過(guò)處理器管理功能為相關(guān)程序建立進(jìn)程并將其投入運(yùn)行，同時(shí)需要控制其運(yùn)行過(guò)程中對(duì)CPU等資源的調(diào)度使用，需要通過(guò)存儲(chǔ)管理功能將程序和待處理數(shù)據(jù)存入內(nèi)存適當(dāng)位置并實(shí)現(xiàn)地址轉(zhuǎn)換，需要通過(guò)設(shè)備管理功能將解碼后的音頻和視頻輸出到揚(yáng)聲器和顯示屏以供用戶觀看。這樣，學(xué)生就能通過(guò)實(shí)例對(duì)操作系統(tǒng)各章節(jié)所涉及的主要資源管理功能及其聯(lián)系有一個(gè)較完整的感官認(rèn)識(shí)，有助于進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)各管理功能的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。
　　3.2類(lèi)比教學(xué)方法
　　類(lèi)比也是操作系統(tǒng)課程中的一種常見(jiàn)教學(xué)方法，多用于某個(gè)新知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)當(dāng)中，主要通過(guò)將新知識(shí)與一些學(xué)生所熟知的事物建立類(lèi)比聯(lián)系的方式以有效地促進(jìn)學(xué)生對(duì)新知識(shí)的準(zhǔn)確理解。這里的類(lèi)比對(duì)象可以是學(xué)生已經(jīng)掌握的知識(shí)點(diǎn)，也可以是現(xiàn)實(shí)世界中的生活情境。比如，在講解信號(hào)量及PV操作的內(nèi)涵時(shí)，可以將其與停車(chē)場(chǎng)車(chē)位管理相聯(lián)系[4]，說(shuō)明可以用信號(hào)量代表車(chē)位資源，值為正數(shù)即有車(chē)位，值為負(fù)數(shù)即車(chē)位已滿且有相應(yīng)數(shù)值的車(chē)輛在停車(chē)場(chǎng)外排隊(duì)等候，而車(chē)輛進(jìn)出停車(chē)場(chǎng)的行為則分別與P、V操作對(duì)應(yīng)，即在需要駛?cè)霑r(shí)根據(jù)信號(hào)量的值是否為正判斷是直接進(jìn)入停車(chē)場(chǎng)占用車(chē)位還是在外等候，在需要駛出時(shí)根據(jù)信號(hào)量的值是否為負(fù)判斷該車(chē)駛出停車(chē)場(chǎng)后是否放行一輛等候車(chē)輛。這樣，學(xué)生就能通過(guò)類(lèi)似的生活情境相對(duì)容易地理解課本上原本抽象的概念和描述。
　　3.3比較教學(xué)方法
　　比較教學(xué)方法與類(lèi)比不同，它往往在學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了某些知識(shí)點(diǎn)之后使用，主要用于對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的回顧性總結(jié)，更傾向于用一種對(duì)比的方式讓學(xué)生通過(guò)多維比較其異同點(diǎn)以加深對(duì)各知識(shí)點(diǎn)的掌握。比如，在學(xué)習(xí)多種處理器調(diào)度算法后可以引導(dǎo)學(xué)生從算法復(fù)雜性、效率性能、適用場(chǎng)景等方面進(jìn)行比較，在學(xué)習(xí)分區(qū)、頁(yè)式、段式等基本存儲(chǔ)管理方式后可以引導(dǎo)學(xué)生從重定位方法、內(nèi)存分5g0TKh6odX5+zxJ3Il+O6HmDxJIbeWnoOVY4i4jffXc=配方式、信息保護(hù)手段等方面進(jìn)行比較，在學(xué)習(xí)多種I/O控制方式之后引導(dǎo)學(xué)生從硬件要求、設(shè)備并行程度等方面進(jìn)行比較，等等。就筆者個(gè)人體會(huì)，在應(yīng)用比較教學(xué)方法之后，往往能使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)點(diǎn)的印象更為深刻，能從多個(gè)維度更深入地把握知識(shí)點(diǎn)，形成較為立體的知識(shí)體系。
　　4結(jié)語(yǔ)
　　非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生在計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)等方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)相對(duì)薄弱，需要針對(duì)性地安排教學(xué)內(nèi)容和應(yīng)用各種教學(xué)方法，筆者基于實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)對(duì)此進(jìn)行了一定探討，提出應(yīng)根據(jù)非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的特點(diǎn)有機(jī)組織理論教學(xué)內(nèi)容，合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，適當(dāng)補(bǔ)充先修課程知識(shí)，同時(shí)還結(jié)合操作系統(tǒng)的具體授課內(nèi)容討論了實(shí)例、類(lèi)比、比較等教學(xué)方法的靈活應(yīng)用。
　　參考文獻(xiàn)：
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