高校操作系統(tǒng)課程教學(xué)改革的研究與實(shí)踐

1、高校操作系統(tǒng)課程教學(xué)改革的研究與理論高校操作系統(tǒng)課程教學(xué)改革的研究與理論操作系統(tǒng)作為硬件根底上的第一層擴(kuò)大，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最重要的系統(tǒng)軟件，起到承上啟下的作用，是計(jì)算機(jī)軟硬件資源的管理中心。?操作系統(tǒng)?課程是計(jì)算機(jī)學(xué)科的專業(yè)根底課程，是學(xué)生在課堂上理解和學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)及其相關(guān)知識(shí)的一個(gè)窗口，并且它對于培養(yǎng)學(xué)生的程序設(shè)計(jì)才能，邏輯思維才能和系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)才能起到了重要的作用。這就使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，需要結(jié)合其先導(dǎo)課程程序設(shè)計(jì)語言、數(shù)據(jù)構(gòu)造、計(jì)算機(jī)組成原理和匯編語言等，作為學(xué)習(xí)這門課程的基石，通過理論與理論相結(jié)合，從而為后續(xù)的?計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)?、?數(shù)據(jù)庫原理?和?編譯原理?等課程的學(xué)習(xí)打下良好基矗文中

2、根據(jù)計(jì)算機(jī)學(xué)院操作系統(tǒng)課程教學(xué)理論過程的體會(huì)，對課程理論教學(xué)與理論教學(xué)的方式及方法作了一些有益的討論和改良，以期不斷進(jìn)步操作系統(tǒng)課程的教學(xué)程度。1課程教學(xué)現(xiàn)狀1操作系統(tǒng)課程是一門理論性和綜合性較強(qiáng)的學(xué)科，在計(jì)算機(jī)專業(yè)所有專業(yè)根底課程中，其內(nèi)容豐富而且概念較為抽象，學(xué)生理解起來比擬困難。在教學(xué)過程中，往往隨著內(nèi)容不斷深化和擴(kuò)展，僅有少部分學(xué)生可以跟隨老師的授課節(jié)奏，越來越多的學(xué)生失去了學(xué)習(xí)興趣及積極性。所以造成學(xué)生認(rèn)為操作系統(tǒng)原理課程只是學(xué)習(xí)了很多概念，不能把所學(xué)知識(shí)關(guān)聯(lián)起來，甚至是通過背誦記憶通過考試，考試結(jié)果不夠理想，并沒有給學(xué)生帶來更多實(shí)用的內(nèi)容，更不要說為其他課程學(xué)習(xí)積淀基矗2隨著IT技

3、術(shù)不斷開展，學(xué)校從傳統(tǒng)黑板加粉筆的方式過渡到多媒體投影，架設(shè)課程教學(xué)網(wǎng)站，通過網(wǎng)絡(luò)輔助學(xué)習(xí)的教學(xué)形式，盡管增加了信息的傳遞種類和方式，但只是把原有教學(xué)內(nèi)容進(jìn)展照搬堆砌，缺少互動(dòng)，學(xué)生學(xué)習(xí)仍屬于被動(dòng)式學(xué)習(xí)，同樣不能很好地調(diào)動(dòng)起學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。3學(xué)生在學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)課程初始，其實(shí)已經(jīng)知道該課程的重要性，并具有一定的積極性。但此課程的重點(diǎn)及難點(diǎn)在于明晰講解抽象的設(shè)計(jì)原理、概念、數(shù)據(jù)構(gòu)造及算法，在課程講授過程中，假如不能將實(shí)際應(yīng)用和日常生活中熟悉的事物與枯燥、抽象的概念、根底理論進(jìn)展有效的結(jié)合與描繪1，那么會(huì)降低學(xué)生對理論學(xué)習(xí)的理解程度及興趣。4課程的特點(diǎn)決定了理論教學(xué)將成為學(xué)習(xí)過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)2

4、。為了加深理論教學(xué)的效果，課程改革過程中也增加了理論環(huán)節(jié)。但目前的理論教學(xué)存在內(nèi)容單純、形式呆板、缺少關(guān)聯(lián)，學(xué)生只是以程序設(shè)計(jì)方式完成了老師所提供的算法，并沒有自主進(jìn)展分析與總結(jié)，加之實(shí)驗(yàn)環(huán)境的限制，理論教學(xué)沒有充分發(fā)揮其應(yīng)有的作用。2理論教學(xué)的改良2.1教學(xué)與前沿的結(jié)合隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速開展和應(yīng)用需求的擴(kuò)大，操作系統(tǒng)課程的內(nèi)容也在不斷充實(shí)及更新。在課程初始，就應(yīng)抓住學(xué)生在課程學(xué)習(xí)初期的積極性。通常老師教授課程緒論部分內(nèi)容時(shí)，都會(huì)占用24學(xué)時(shí)，講述操作系統(tǒng)的開展過程與操作系統(tǒng)主要功能，此時(shí)引入目前流行的操作系統(tǒng)的開展?fàn)顩r作為學(xué)生課外作業(yè)，特別是如今挪動(dòng)終端設(shè)備、智能系統(tǒng)的開展，以實(shí)用、

5、貼近生活角度使其主動(dòng)理解目前操作系統(tǒng)開展背景及狀況，并以報(bào)告、課堂討論等方式進(jìn)展總結(jié)反應(yīng)，不僅有益擴(kuò)大了學(xué)生對該領(lǐng)域的知識(shí)面，同時(shí)容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及動(dòng)力，找到自己對課程內(nèi)容的關(guān)注點(diǎn)。2.2教學(xué)層次的劃分新疆是少數(shù)民族聚居地區(qū)，學(xué)生類型劃分為漢語言、雙語少數(shù)民族學(xué)生使用母語和漢語、民考漢少數(shù)民族學(xué)生使用漢語言、民考民少數(shù)民族學(xué)生使用母語。盡管民語言學(xué)生通過預(yù)科學(xué)習(xí)漢語，但只有一年時(shí)間，對漢語的表達(dá)及理解程度上還有待進(jìn)步。所以根據(jù)學(xué)生對漢語熟悉程度上，劃分為兩個(gè)教學(xué)層次，一個(gè)是將漢語言、雙語、民考漢學(xué)生進(jìn)展合班授課，總學(xué)時(shí)為68學(xué)時(shí)理論課時(shí)48學(xué)時(shí)，理論課時(shí)20學(xué)時(shí)；一個(gè)是以民考民學(xué)生進(jìn)展合

6、班授課，總學(xué)時(shí)為80學(xué)時(shí)理論課時(shí)56學(xué)時(shí)，理論課時(shí)24學(xué)時(shí)。2.3教學(xué)方法的改良1類比教學(xué)。將生活中常見的事例與抽象的概念、理論進(jìn)展類比，從而輔助學(xué)生從生活周邊的角度來直觀的理解操作系統(tǒng)的理論知識(shí)，以降低教學(xué)內(nèi)容的枯燥程度，提升教學(xué)效果。例如：將進(jìn)程狀態(tài)切換與醫(yī)院掛號(hào)看病相結(jié)合，病人進(jìn)程對醫(yī)生PU資源進(jìn)展?fàn)帗?。病人在診斷室排隊(duì)時(shí)處于就緒狀態(tài)，進(jìn)入診斷室醫(yī)生診斷時(shí)處于運(yùn)行狀態(tài)，抽血化驗(yàn)時(shí)為阻塞狀態(tài)。病人在不同狀態(tài)間進(jìn)展切換，直到最后完成看病過程分開醫(yī)院。2開放課堂。老師在講授知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)，拋出問題，鼓勵(lì)學(xué)生自主考慮，提出個(gè)人想法或解決方案，并以開放討論形式由學(xué)生進(jìn)展互評，分析比擬，引導(dǎo)其進(jìn)展歸納

7、總結(jié)，從而培養(yǎng)其積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)態(tài)度。例如：在磁盤調(diào)度算法學(xué)習(xí)過程中，先提出先來先效勞算法，評價(jià)其優(yōu)劣之處，同時(shí)在不講述其他算法的情況下拋出問題，然后由學(xué)生考慮，自行提出合理的調(diào)度解決方案，并進(jìn)展討論。從而引導(dǎo)學(xué)生考慮的方向，歸納總結(jié)學(xué)生群體考慮討論得出的結(jié)論，培養(yǎng)學(xué)生積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)態(tài)度3。3課程中心建立。利用課程中心網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)環(huán)境構(gòu)建知識(shí)體系，在教學(xué)過程中，將教學(xué)材料及作業(yè)發(fā)布在平臺(tái)中本文由論文聯(lián)盟.Ll.搜集整理，學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間完成規(guī)定的預(yù)習(xí)或者復(fù)習(xí)材料，老師對作業(yè)進(jìn)展修改并記入平時(shí)成績，可以從學(xué)生的角度看學(xué)習(xí)狀態(tài)，也可以從教學(xué)資料的角度監(jiān)看學(xué)習(xí)狀態(tài)。同時(shí)，開放學(xué)生交流原地，分享學(xué)習(xí)成果，提

8、供師生間一對一指導(dǎo)，改善學(xué)生在原有網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境中被動(dòng)學(xué)習(xí)的狀況。并設(shè)置教學(xué)調(diào)查，從各個(gè)角度隨時(shí)理解學(xué)生對本課程的評價(jià)情況，從中發(fā)現(xiàn)平時(shí)授課過程中的優(yōu)勢和缺乏，更好地理解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況。2.4理論教學(xué)的改良2.4.1理論場景的選擇校內(nèi)公共實(shí)驗(yàn)機(jī)房設(shè)備的操作系統(tǒng)根本都采用的是inds平臺(tái)，主要考慮到學(xué)生較為熟悉、使用廣泛、易于操作，但是inds操作系統(tǒng)源代碼不公開，以及內(nèi)部構(gòu)造和實(shí)現(xiàn)原理對用戶透明，從而限制了學(xué)生對操作系統(tǒng)工作原理的理解和創(chuàng)新才能的培養(yǎng)2。據(jù)此，通過在inds平臺(tái)上安裝Vare或者VirtualBx等虛擬機(jī)軟件，理論教學(xué)以Linux操作系統(tǒng)為主進(jìn)展。2.4.2理論層次的劃分操作系統(tǒng)

9、課程的理論性較強(qiáng)，應(yīng)著眼于理論中學(xué)生對操作系統(tǒng)使用、對算法的分析、對問題的分析及解決才能上的培養(yǎng)。根據(jù)理論教學(xué)的進(jìn)度和深度要求的不同，把理論教學(xué)環(huán)節(jié)劃分為三個(gè)層次根底應(yīng)用、驗(yàn)證分析、綜合設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生由淺入深地學(xué)習(xí)，加強(qiáng)學(xué)生系統(tǒng)編程與內(nèi)核模塊的設(shè)計(jì)才能，同時(shí)反應(yīng)理論教學(xué)。1根底應(yīng)用在教學(xué)前期合適做一些根底應(yīng)用層次要求的實(shí)驗(yàn)，如安裝虛擬機(jī)及操作系統(tǒng)、使用操作系統(tǒng)各功能、Shell語言、熟悉系統(tǒng)接口、編程環(huán)境等4。通過使用操作系統(tǒng)的各功能讓學(xué)生對操作有全面的感性認(rèn)識(shí)。根底應(yīng)用部分占4-6學(xué)時(shí)。2驗(yàn)證分析完成課程中各種原理技術(shù)及算法的模擬實(shí)現(xiàn)，使學(xué)生通過該類型題目的設(shè)計(jì)過程，掌握操作系統(tǒng)原理課程的各

10、種算法思想。如進(jìn)程調(diào)度模擬程序、讀者-寫者問題模擬、頁面置換算法模擬、內(nèi)存的分頁管理模擬、小型文件系統(tǒng)的模擬等。老師先給出一種算法的構(gòu)造，由學(xué)生參照實(shí)現(xiàn)，再針對知識(shí)點(diǎn)的其他算法進(jìn)展設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，并對不同算法進(jìn)展分析比照，反應(yīng)理論知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，同時(shí)形成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。驗(yàn)證分析部分占10-14學(xué)時(shí)。3綜合設(shè)計(jì)學(xué)生在掌握操作系統(tǒng)原理的整體運(yùn)行機(jī)制及部分實(shí)現(xiàn)方法的同時(shí)，需要進(jìn)一步進(jìn)步綜合分析問題和解決問題的才能。綜合運(yùn)用兩種或以上的根本理論方法完成同一個(gè)理論，促使學(xué)生理解操作系統(tǒng)內(nèi)核、應(yīng)用模塊設(shè)計(jì)，掌握技術(shù)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的方法與技巧。綜合設(shè)計(jì)部分占6-8學(xué)時(shí)。詳細(xì)理論教學(xué)時(shí)間劃分如表1所示：3考核方式的改良原有考核結(jié)果的構(gòu)成是試卷成績70%，理論成績20%，考勤成績10%?？紤]到在課堂教學(xué)中學(xué)生的參與程度，以及在理論教學(xué)中學(xué)生應(yīng)用分析才能的培養(yǎng)，將最終考核方式進(jìn)展了改良，即試卷成績50%，理論成績30%，平時(shí)成績15%，考勤成績5%，從多方面綜合考察學(xué)生對知識(shí)的掌握情況。4教學(xué)效果通過2022年操作系統(tǒng)課程改革工作的開展，對2022、2022前后