朱敬華 等

摘 要：通過對《計算機操作系統(tǒng)》課程教學中存在問題的分析，結合教學實踐的實際情況，從調整教學內容，改進教學方法，改善實踐平臺和完善實踐內容四個方面出發(fā)，給出操作系統(tǒng)課程改革方案。實踐證明，該方案能夠有效提高操作系統(tǒng)教學質量，培養(yǎng)學生的自主學習和創(chuàng)新能力。

關鍵詞：操作系統(tǒng)；教學改革；實踐教學；創(chuàng)新人才

操作系統(tǒng)是計算機科學、軟件工程和物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的專業(yè)基礎課程，理論性比較強。本課程的學習目的是使學生掌握操作系統(tǒng)的基本概念，基本原理和實現(xiàn)機制，為今后的研究和工作打下堅實的基礎。然而，由于操作系統(tǒng)理論性強，概念抽象，理論和實際系統(tǒng)相脫離，學生不易理解；另外，實踐性環(huán)節(jié)薄弱也是現(xiàn)有教學中的嚴重缺陷。傳統(tǒng)操作系統(tǒng)教學根本達不到培養(yǎng)學生的科研能力和探索精神的目的。本文結合筆者的教學實踐，給出“計算機操作系統(tǒng)”課程教學改革和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的過程和體會，并通過實踐教學證明了改革的有效性。

1 目前操作系統(tǒng)課程教學中存在的問題

“操作系統(tǒng)”的教學在計算機學科的課程體系中占重要地位，受到各個學校計算機及相關專業(yè)的重視，很多人就操作系統(tǒng)的教學進行了深入研究，但是總體而言，目前操作系統(tǒng)教學中仍存在如下問題：

1.1 課程內容陳舊。隨著計算機技術的飛速發(fā)展，操作系統(tǒng)也快速更新，然而現(xiàn)有教材都更新比較慢，不能反映最新的研究熱點和新技術。

1.2 教學方法單一。目前的教學方法多數(shù)采用課堂講解方式，屬于一種“灌輸式”教學方法，這種方法不注重學生的思考，缺乏交互。

1.3 概念抽象，難懂。由于很多教材的內容與課堂的講解都很少與實際相聯(lián)系，學生常常覺得操作系統(tǒng)的一些概念抽象，難理解，失去學習的興趣。

1.4 理論脫離實際?，F(xiàn)有的操作系統(tǒng)教材內容以操作系統(tǒng)的基本原理和五大組成部分為主要結構。教師對操作系統(tǒng)實例部分如Unix操作系統(tǒng)忽略不講，缺少對操作系統(tǒng)實例的分析過程，學生對理論和概念理解不能深入。

1.5 實驗環(huán)節(jié)薄弱。目前設計的操作系統(tǒng)實驗都是驗證性實驗，學生對實驗的興趣不大，對培養(yǎng)學生的科研創(chuàng)新能力不利。

2 “操作系統(tǒng)”教學改革與培養(yǎng)創(chuàng)新人才的實踐

2.1 完善教學內容，引入實例分析

針對上述對操作系統(tǒng)教學存在問題的分析，我們認為完善教學內容是改革的首要任務。教材的選擇首選應該覆蓋CC2004對操作系統(tǒng)課程知識領域的基本要求。我們的課程組在教學過程中重點講述操作系統(tǒng)的經(jīng)典內容，并且緊密聯(lián)系操作系統(tǒng)的最新發(fā)展方向。我們將國內外操作系統(tǒng)研究的最新成果組織到教學內容中，以拓寬學生的視野；適當補充學生課后的文獻讀物，或讓學生自行查找相關文獻來時刻與最前端技術保持同步。課題組自主編寫操作系統(tǒng)講義，保證教學內容新穎，目標明確，重點突出，科學性和通俗性相結合。在講解基本原理時，用Linux作為實例進行講解，使學生獲得更多的感性認識，效果非常好。Linux是開源操作系統(tǒng)，用C語言和匯編語言實現(xiàn)，更適合教師作實例分析。

2.2 改進教學方法，激發(fā)學生學習激情

傳統(tǒng)的教學方法和手段陳舊落后，理論與實際脫離，“授之以魚，不如授之以漁”，我們在改革過程中探索多樣化的教學方式，將“授魚”轉變?yōu)椤笆跐O”，提高學生的綜合素質，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。圍繞教學大綱，采用多元化的教學手段，例如網(wǎng)絡教學、多媒體教學、雙語教學、資源網(wǎng)站、學習論壇等。采用啟發(fā)式教學方法，根據(jù)教學內容，分別采用教師主講，師生互動，學生報告，分組討論等靈活的教學手段，目的是激發(fā)學生的學習熱情和積極性。通過多媒體教學、動畫演示，變抽象為具體，提高學習興趣。拓展課外教學，鼓勵學生直接參與教師的科研項目，或者到企業(yè)參加實際操作系統(tǒng)的設計和開發(fā)過程，從而提高學生的動手能力和創(chuàng)新能力。

2.3 改變實踐平臺，搭建多平臺操作系統(tǒng)環(huán)境

傳統(tǒng)操作系統(tǒng)實踐平臺是Windows，實驗內容多是對操作系統(tǒng)主要功能進行模擬。也有些院校的實踐平臺是Linux，主要是shell編程和系統(tǒng)調用，但這又摒棄了Windows系統(tǒng)的特性。因此本項目考慮將多種實踐環(huán)境整合在一起，使學生了解多種主流操作系統(tǒng)的實現(xiàn)技術特征，有助于提高學生的動手能力和創(chuàng)新能力。

2.4 完善實踐內容，提高學生創(chuàng)新能力

我們對實踐內容進行了完善，設計了分階段、分類型的實踐內容。分三個階段：課程實驗階段、課程設計階段和專業(yè)設計階段；分四個類型的實驗：體驗實驗、理論驗證實驗、綜合設計實驗和創(chuàng)新實驗。針對性教學，根據(jù)學生的情況，分階段分類型完成實踐內容。體驗型實驗主要是使學生了解主流操作系統(tǒng)的使用方法，培養(yǎng)學生的學習興趣；理論驗證型實驗的目的是對操作系統(tǒng)的基本原理和算法加深理解，例如進程調度算法，銀行家算法，頁面置換算法的模擬實現(xiàn)；課程設計作為一門獨立的課程設立，可以培養(yǎng)學生對系統(tǒng)的綜合分析能力和系統(tǒng)實現(xiàn)的能力。創(chuàng)新型實驗以分析開源的Linux操作系統(tǒng)內核源代碼為基礎，設計操作系統(tǒng)的核心功能模塊，提高學生的自主創(chuàng)新能力。

3 結束語

“操作系統(tǒng)”的教學改革是一個復雜的工程，筆者力圖從教學內容、教學方法、實踐平臺和實踐內容四個方面對該課程進行改革探索，目標是打破單一的系統(tǒng)實踐平臺，完善編程環(huán)境，激發(fā)學生的積極主動性，培養(yǎng)學生實際系統(tǒng)的操控能力，提高學生的編程水平和創(chuàng)新力，最終培養(yǎng)出社會需求的創(chuàng)新型人才。實踐證明，本文提出的教學改革方案實施后，學生的成績有顯著的提高，學生的積極主動性和創(chuàng)新能力也都顯著提高，基本達到了教學改革的目的。

參考文獻：

[1]郭玉華.操作系統(tǒng)原理課程教學內容體系研究[J].安徽工業(yè)大學學報，2008（增刊）.

[2]葉俊民.“操作系統(tǒng)原理”精品課程建設中的若干問題探討[J].計算機教育，2009（14）：33-35.

[3]薛安榮.操作系統(tǒng)教學改革與創(chuàng)新人才培養(yǎng)[J].考試周刊，2009（38）.

基金項目：計算機科學與技術專業(yè)拔尖學生培養(yǎng)模式研究與實踐（省級教改項目），項目編號：GJZ201301027。