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论《操作系统》课程教学中的问题及对策
来源:互联网 qikanw | 胡 永
【分  类】 信息科技
【关 键 词】 操作系统;理论;实验;教学研究
【来  源】 互联网
【收  录】 中文学术期刊网
正文:

  【摘 要】《操作系统》是高校计算机类专业的核心基础课。本文主要从教学方法、理论教学、实验环节等方面对课程建设与教学改革进行了思考。分析教学中存在的问题,提出改进思路。力图有机结合操作系统理论知识与实际应用,提高该课程的教育教学质量。

  【关键词】操作系统;理论;实验;教学研究

  【Abstract】"Operating system" is the fundamental core course of majors amongst computer science in universities. This paper reflects on course construction and teaching reformation of "Operating System" from teaching methods and experiment.

  【Key Words】Operating System; Theory; Experiment; Teaching and Research

  从ENIAC的产生到当前最先进的计算机大都采用冯诺依曼体系结构,冯氏体系结构下计算机系统都由硬件系统和软件系统两部分组成。操作系统是对于裸机(没有安装任何软件)的第一层扩展,是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源、有效地组织多道程序运行的系统软件,是整个计算机系统的基础和核心,连接用户与计算机。有了操作系统的底层软件支撑,计算机才能以丰富多元的功能为用户提供各种服务。

  《操作系统》是高等学校计算机学科各相关专业的核心基础课程,在培养计划中属于专业必须课,在学科知识结构中起着非常关键的作用。对它的理解程度将影响学生的专业水平及发展方向。本文就《操作系统》课程在教学研究中遇到的问题以及解决方案展开分析。

  1 《操作系统》的课程设置与教学目的

  《操作系统》是理论性很强的专业基础课,也是一门实践性很强的课程,计算机系统越是复杂,操作系统的作用就越为明显。它在计算机相关软件课程和硬件课程中起着承上启下、连接纽合的作用,通过它的学习可以较为全面地建立起计算机系统的概念。《高级程序设计语言》、《数据结构》、《计算机组成原理》等课程都是《操作系统》的先修课。课程教学目的是使学生了解并掌握计算机操作系统的概念、结构、管理模块以及基本实现方法,了解操作系统的发展特点、设计原理以及如何在实际的操作系统环境中应用。

  2 教与学中存在的问题

  2.1 课程理论性太强、教学方法较为单一

  操作系统本身是一个复杂的系统软件,涉及计算机软、硬件系统的各个方面,从而导致课程理论性强且内容抽象,学生不太容易理解。作为计算机系统中更新最快的软件,随着计算机软硬件技术的飞速发展,操作系统的发展变化非常快,加重了学生的学习强度。目前学生普遍存在重技术轻理论的思想,大多都对《操作系统》等一些基础理论课程的学习不够重视。《操作系统》教程的基本结构多为操作系统的基本原理、五大管理模块以及对Unix或者Linux系统的分析组成,所以教师教学过程中也是重点偏向于理论教学,从而与操作系统实际使用的融合存在一定差距,导致学与用之间缺乏良好互动,使得学生感觉所学的内容与他们实际接触的系统存在较大的距离。由于《操作系统》课程本身的特点,需要前期课程如《高级程序设计语言》以及《数据结构》等底层课程的支撑,而部分学生在这一环节缺乏足够的知识储备及熟练掌握。

  教学方法不够灵活,授课过程中教学手段比较单一,主要以课堂教授为主,对启发式、讨论式等教学方法较少采用,没有充分调动学生的主观能动性,忽略了学生的主体地位。

  2.2 教材内容枯燥陈旧

  长期以来,国内教材几乎都是理论性较强,内容比较抽象枯燥且繁杂,容易产生理解上的误区,缺乏与前沿技术的结合,与计算机技术的快速发展不相适应。对于具体操作系统分析和设计的案例较少,容易使学生进忙于记忆,而忽略了对问题实质的理解和掌握,学生的动手能力和创新能力没有得到重视。

  2.3 实验教学环节相对薄弱

  学生缺少自己动手设计或剖析一个具体的操作系统实例的过程,参与研究性学习的机会有限,从而不能激发学生学习的兴趣。目前高校使用的《操作系统》教材多以Uinx作为实例来介绍分析多用户多进程并发处理的操作系统特征,首先Unix是一款商业软件其源代码不公开,从而很难构建实验环境;其次大部分教师也不熟悉Unix系统,导致授课过程中无法深入讲解。实验学时数较少,大多都在十个学时左右,有的学校甚至不开设实验课,导致实验部分的实现过程并不能真正达到课程实验大纲的要求。学生缺少理论与实践相结合的具体实现,大部分只掌握了一些基本概念,学习效果不太理想。

  2.4 教学效果检查及课后补充不够

  操作系统作为核心系统软件来说,没有常见应用软件那样直观,可以通过上机检查学生是否真正理解到软件的功能。其结构的复杂性与功能实现难以做到上机测试,只能凭借相关的模型作一些模拟实验,教学效果难以直观体现。学生对于《操作系统》课程的学习主要依赖课堂上教师的讲授,由于课堂教学时间有限,教师只能主要讲授基本的理论体系,而新的操作系统实现技术层出不穷,课余时间应该要求学生阅读相关最新资料,督促他们独立思考和进行自学,拓展知识面。

  3 《操作系统》课程教学改革的对策

  针对《操作系统》课程教与学中遇到的问题,结合课程特点,需要对《操作系统》课程的教学进行改进。可以从以下几个方面入手,引导学生正确学习,切实解决教与学过程中的实际问题,培养学生的实际能力。

  3.1 明确学习目的、合理选择教材

  操作系统是计算机系统中不可缺少的关键组成部分,是计算机硬件功能的第一次扩充,是所有其它软件的底层支撑软件,其性能在很大程度上决定了计算机系统整体的性能。在计算机类相关专业软、硬件课程的设置中起着承上启下的作用,也是计算机专业硕士研究生入学国家统一考试必考科目。

  《操作系统》课程的教材种类比较多,合理选择教材对教学效果具有非常重要的影响。目前国内的教材主要分为三大类:第一类是由高校教师编写,如西电汤子瀛教授主编的《计算机操作系统》、清华张尧学教授主编的《计算机操作系统教程》等。这部分书籍多是一线教师上课经验的积累,理论讲解条理清晰也比较符合传统的教学思想;第二类是引进的国外权威教材翻译版,这类教材的优良取决于翻译者的专业水平和外语水平;第三类是国外权威教材英文原版,这类教材的选择取决于教师及学生的外语水平和理解能力。在教材选择中要兼顾教师和学生两方面,对教师做到知识体系结构清晰、方便教学;对学生做到便于课后自学且能指导其进行课程设计。建议选择第一类教材作为理论学习用,选择第三类教材辅助课程设计用。

  3.2 精选课程内容、优化知识体系

  《操作系统》课程理论知识的学习十分重要,在教学内容的选择上要注意体现课程的基本概念、理论及知识框架,力求体系完整且能有效培养学生科学的思维方式。随着计算机技术的不断发展,《操作系统》课程的教学内容要紧跟前沿技术发展,在课程知识体系结构完整全面的前提下要对授课内容进行合理增删,保持其结构和功能符合时代步伐,这需要教师翻阅大量资料且不断更新知识储备。

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