吳慶崗+劉芳華

摘要：操作系統(tǒng)課程在計算機(jī)及相關(guān)專業(yè)課程體系中處于核心地位。針對操作系統(tǒng)課程教學(xué)現(xiàn)狀，筆者詳細(xì)分析了教學(xué)過程中普遍存在的問題及其產(chǎn)生的原因，并以鄭州輕工業(yè)學(xué)院為例，對操作系統(tǒng)課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課程考評等環(huán)節(jié)進(jìn)行了改革和探索，最后給出了改革后的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：操作系統(tǒng)；教學(xué)模式；研究與探索

操作系統(tǒng)是計算機(jī)系統(tǒng)中不可缺少的系統(tǒng)軟件，操作系統(tǒng)課程是計算機(jī)及其相關(guān)專業(yè)的必修課之一，在計算機(jī)類專業(yè)課程體系中位于核心地位，它起到承上啟下的作用。但是，因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)課程中概念數(shù)量較多，理論相對抽象，單純講解枯燥乏味，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，教學(xué)效果欠佳。因此，詳細(xì)分析操作系統(tǒng)課程的教學(xué)現(xiàn)狀，研究并探索新的操作系統(tǒng)教學(xué)模式，大力推進(jìn)操作系統(tǒng)課程的教學(xué)改革，對提高教學(xué)質(zhì)量具有重要意義。筆者以鄭州輕工業(yè)學(xué)院為例，對操作系統(tǒng)課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課程考評等環(huán)節(jié)進(jìn)行了改革和探索，最后獲得較滿意的課堂教學(xué)效果。

一、操作系統(tǒng)課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

（一）理論內(nèi)容抽象，學(xué)生學(xué)習(xí)被動

操作系統(tǒng)中的概念和原理，學(xué)生一般都是被動接受的。一方面由于操作系統(tǒng)本身概念較多，理論相對抽象，需要學(xué)生具有較強(qiáng)的抽象思維能力，課程的難度使得學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)主動性。另一方面由于學(xué)習(xí)目的不明確，學(xué)生對未來的職業(yè)生涯缺乏合理的規(guī)劃，導(dǎo)致大學(xué)期間一直很迷茫，缺乏學(xué)習(xí)的積極性。同時，有些學(xué)生由于基礎(chǔ)較差，對課程中的概念理解不夠清晰，影響了操作系統(tǒng)的學(xué)習(xí)效果，進(jìn)而也會繼續(xù)影響后續(xù)課程的學(xué)習(xí)，久而久之逐漸喪失了學(xué)習(xí)的積極性。

（二）教學(xué)方法固化，課堂枯燥乏味

課堂教學(xué)是學(xué)生獲取知識的主要來源。當(dāng)今信息技術(shù)飛速發(fā)展，相應(yīng)地也加快了知識更新的速度。具有豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的老教師，在長年的授課過程中形成了自己獨(dú)特的教學(xué)模式，這表明老教師對知識非常熟悉，但是，也容易讓教師的教學(xué)觀念變得保守，教學(xué)方法固化，進(jìn)而導(dǎo)致學(xué)生在課堂學(xué)到的是陳舊的知識，與校園外工作需要的知識相去甚遠(yuǎn)，課堂也變得枯燥乏味。

（三）實(shí)驗(yàn)教學(xué)單一，缺乏層次化

操作系統(tǒng)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)大多是驗(yàn)證性的，模擬一些基本算法進(jìn)而驗(yàn)證操作系統(tǒng)的功能。上課班級學(xué)生基本都做相同的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)類型及難度都相同，缺乏層次性。同時，大部分實(shí)驗(yàn)是由每個學(xué)生單獨(dú)來完成，學(xué)有余力的學(xué)生由于缺少激勵，潛能得不到進(jìn)一步挖掘；而基礎(chǔ)稍差的學(xué)生卻無從下手，因跟不上老師的節(jié)奏逐漸喪失學(xué)習(xí)的信心，這大大影響了教學(xué)效果。

（四）考核過于強(qiáng)調(diào)筆試成績，忽視學(xué)生動手能力的培養(yǎng)

課程考核是課程教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)之一，其合理與否直接影響到學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、創(chuàng)造性和主動性，也關(guān)系到人才培養(yǎng)的質(zhì)量。然而，目前多數(shù)院校的考核一般和理論教學(xué)相對應(yīng)，考核往往以理論為主，期末考試靠一張考卷來評定成績，很難考查出學(xué)生是否真正掌握了操作系統(tǒng)中重要算法原理。這種考核方式不僅不能反映出學(xué)生的真實(shí)水平和能力，同時，還嚴(yán)重阻礙了學(xué)生對實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)的主動性，從而不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

二、操作系統(tǒng)課程教學(xué)改革的探索和措施

針對操作系統(tǒng)教學(xué)體系中出現(xiàn)的一系列問題，借鑒相關(guān)課程的經(jīng)驗(yàn)，筆者提出在充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的同時，從課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課程考核多個方面進(jìn)行改革的具體措施，并在鄭州輕工業(yè)學(xué)院多屆本科生的教學(xué)過程中嘗試采用，取得了較理想的教學(xué)效果。具體措施包括以下幾個方面：

（一）變被動為主動，調(diào)動學(xué)生積極性

只有充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，才能取得理想的教學(xué)效果。為了調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，筆者提出以下三個改進(jìn)措施。第一，從思想上喚起學(xué)生對操作系統(tǒng)課程的重視。操作系統(tǒng)在計算機(jī)體系中處于核心地位，是計算機(jī)工作者不可缺少的知識。操作系統(tǒng)課程是在設(shè)計操作系統(tǒng)過程中對實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，深刻理解操作系統(tǒng)工作原理，有利于提高從業(yè)者軟件開發(fā)能力。教師多給學(xué)生強(qiáng)調(diào)操作系統(tǒng)的重要性，以從思想上喚起學(xué)生對該門課程的重視。第二，在前導(dǎo)課程的學(xué)習(xí)過程中，打好基礎(chǔ)：操作系統(tǒng)課程的學(xué)習(xí)要求學(xué)生具有深厚的程序語言功底、扎實(shí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和一定的硬件基礎(chǔ)知識，同時，要求學(xué)生有較強(qiáng)的抽象思維能力。在前導(dǎo)課的學(xué)習(xí)過程中，要多給學(xué)生這方面的訓(xùn)練。同時在操作系統(tǒng)課堂教學(xué)過程中，適當(dāng)給學(xué)生點(diǎn)撥前導(dǎo)課中相關(guān)聯(lián)的知識點(diǎn)，讓學(xué)生有針對性地彌補(bǔ)基礎(chǔ)知識的不足。第三，梳理知識脈絡(luò)，降低學(xué)生學(xué)習(xí)難度操作系統(tǒng)是邏輯性和系統(tǒng)性很強(qiáng)的學(xué)科，這要求教師具有扎實(shí)的專業(yè)功底，認(rèn)真?zhèn)湔n，理清課程知識體系。這樣有利于學(xué)生從整體上把握進(jìn)程管理的相關(guān)知識，降低學(xué)生學(xué)習(xí)難度。

（二）課堂教學(xué)多樣化

課堂教學(xué)方面，教師可以針對不同章節(jié)的特點(diǎn)，綜合運(yùn)用多種教學(xué)方法，達(dá)到學(xué)生熟練掌握課程知識點(diǎn)的目的。

進(jìn)程是有生命周期的抽象實(shí)體。在理解這個概念時，要求學(xué)生具有一定的抽象思維能力，那么教師可以以人為例進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)。人和進(jìn)程同樣都是實(shí)體，人是具體實(shí)體，看得見摸得著，進(jìn)程是抽象實(shí)體，看不見摸不著，但是，他們具有生命周期。人要經(jīng)歷出生、成長和死亡的過程，人從出生開始，就需要資源，人的一生在不斷地獲取資源、使用資源，死亡時不帶走一切資源。進(jìn)程經(jīng)歷了創(chuàng)建進(jìn)程的初始狀態(tài)、獲取除CPU以外其他資源的就緒狀態(tài)、獲取CPU后的執(zhí)行狀態(tài)和釋放資源的終止?fàn)顟B(tài)。通過以人為例的啟發(fā)式教學(xué)，把進(jìn)程的概念和進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)化過程結(jié)合起來進(jìn)行講解，能夠使學(xué)生更容易理解進(jìn)程是競爭計算機(jī)系統(tǒng)資源的基本單位。

進(jìn)程同步是操作系統(tǒng)課程中的另一個重點(diǎn)和難點(diǎn)，這個知識模塊成為教師難講、學(xué)生難學(xué)的內(nèi)容。為了充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，教師提前把任務(wù)分配給學(xué)生，讓大家在課下提前討論預(yù)習(xí)，讓學(xué)生自己思考問題的解決辦法，發(fā)現(xiàn)算法中可能存在的問題，課堂上讓學(xué)生選舉代表上講臺講解，然后大家一起討論，最后再由老師補(bǔ)充總結(jié)。這種方法，可以大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。endprint

（三）實(shí)驗(yàn)教學(xué)層次化

由于學(xué)生的個人興趣不同，掌握的知識程度不同，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)教學(xué)應(yīng)采用分層次教學(xué)。教師為了讓不同層次的學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)加深對基本概念、原理和算法的理解，提高學(xué)生的動手操作能力，根據(jù)學(xué)生知識掌握程度的差異，可將實(shí)驗(yàn)分為以下三個層次：演示型、驗(yàn)證型和設(shè)計型實(shí)驗(yàn)。

演示型實(shí)驗(yàn)主要由教師給學(xué)生演示基本的實(shí)驗(yàn)，以引領(lǐng)學(xué)生入門為主。該類實(shí)驗(yàn)效果并不僅僅取決于實(shí)驗(yàn)本身是否成功，還取決于教師的主導(dǎo)作用是否得到充分發(fā)揮，這要求教師根據(jù)學(xué)生對程序設(shè)計語言和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等前驅(qū)課程實(shí)際掌握程度對每個實(shí)驗(yàn)進(jìn)行特定的設(shè)計。

驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)主要是以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果、鞏固和加強(qiáng)有關(guān)知識點(diǎn)、培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作能力為目的的重復(fù)性實(shí)驗(yàn)。在學(xué)生熟悉軟件編程環(huán)境、了解實(shí)驗(yàn)開發(fā)流程、掌握實(shí)驗(yàn)開發(fā)工具的基礎(chǔ)上，驗(yàn)證學(xué)生掌握操作系統(tǒng)相關(guān)系統(tǒng)調(diào)用的使用。

設(shè)計型實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生自己設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，選擇實(shí)驗(yàn)環(huán)境，安排實(shí)驗(yàn)步驟，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。設(shè)計型實(shí)驗(yàn)主要考查學(xué)生理解操作系統(tǒng)原理的程度，靈活運(yùn)用操作系統(tǒng)原理的能力，在不同情境下遷移知識的能力，包括建立文件系統(tǒng)、中斷處理、I/0接口等。

無論上述哪種類型的實(shí)驗(yàn)，都可以在Windows系統(tǒng)或Linux系統(tǒng)環(huán)境下完成，同時，要求學(xué)生填寫實(shí)驗(yàn)報告，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)步驟，分析實(shí)驗(yàn)成功的原因，總結(jié)失敗的教訓(xùn)，以在后續(xù)課程的學(xué)習(xí)過程中加強(qiáng)對薄弱知識的鞏固。此外，在實(shí)驗(yàn)中，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，以各小組任務(wù)的執(zhí)行進(jìn)度充分調(diào)動小組成員的學(xué)習(xí)積極性。這樣不僅可以給學(xué)生提供一次相互學(xué)習(xí)、相互交流的機(jī)會，還鍛煉了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神，并通過實(shí)驗(yàn)演示與公開答辯等方式進(jìn)一步提高學(xué)生的交流和表達(dá)能力，以適應(yīng)企業(yè)對計算機(jī)專業(yè)學(xué)生的各種需求。

（四）課程考核多元化

傳統(tǒng)的一張考卷并不能真正反映學(xué)生對操作系統(tǒng)知識的掌握情況，與改進(jìn)課堂教學(xué)方法相對應(yīng)，操作系統(tǒng)的考核也應(yīng)該打破傳統(tǒng)的考核方法。操作系統(tǒng)是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)課程，學(xué)生為了通過考試通常只是死記硬背理論知識，為避免這類情況，教師將考核成績分為學(xué)生課堂到課情況（30%）、理論知識學(xué)習(xí)情況（40%）及實(shí)踐考核情況（30%）三部分。學(xué)生上課到課情況要求學(xué)生按時上下課、積極表現(xiàn)、踴躍回答問題，這有利于培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的時間觀。理論知識學(xué)習(xí)情況則要求學(xué)生期末閉卷考試達(dá)標(biāo)，這有助于學(xué)生對基本知識的掌握。由于閉卷考試評分較為公正客觀，而且可以督促學(xué)生對課程全部內(nèi)容進(jìn)行深入的復(fù)習(xí)和記憶，這種方式在課程考核中仍然占重要比例。實(shí)踐考核情況即教師根據(jù)課本知識給學(xué)生提出完成操作系統(tǒng)相應(yīng)算法的設(shè)計和實(shí)現(xiàn)的任務(wù)，學(xué)生的實(shí)踐考核以源程序或軟件方式進(jìn)行，學(xué)生填寫實(shí)驗(yàn)報告并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)匯報，教師根據(jù)學(xué)生的綜合完成情況確定成績，對于思路有所創(chuàng)新的同學(xué)給予加分鼓勵，以促進(jìn)學(xué)生進(jìn)一步提高創(chuàng)新能力。

三、實(shí)踐及效果分析

筆者對操作系統(tǒng)課程教學(xué)過程中存在的一系列問題進(jìn)行了深入探討，對課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和教學(xué)考核三方面內(nèi)容進(jìn)行了不同程度的改革，并在2014屆和2015屆的240名學(xué)生中做了問卷調(diào)查，學(xué)生對調(diào)查項(xiàng)目的滿意程度共分“差”“較差”“一般”“較好”“很好”五個等級。結(jié)果顯示，學(xué)生對調(diào)查內(nèi)容各項(xiàng)指標(biāo)的滿意度均在96%以上，對教學(xué)總體效果的滿意度達(dá)到98.5%。筆者對操作系統(tǒng)教學(xué)提出的改革措施極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，取得了預(yù)想的效果。同時，往屆畢業(yè)生的就業(yè)與工作實(shí)踐反饋表明，操作系統(tǒng)教改之后不僅提高了學(xué)生的實(shí)際動手能力和知識的靈活運(yùn)用能力，也提高了畢業(yè)生的就業(yè)競爭力。

四、結(jié)語

操作系統(tǒng)課程內(nèi)容豐富，理論抽象，實(shí)踐性很強(qiáng)。熟練掌握操作系統(tǒng)的基本原理和實(shí)現(xiàn)方式，不僅有利于學(xué)生理解計算機(jī)系統(tǒng)的工作原理，還可以培養(yǎng)學(xué)生軟件開發(fā)的能力，進(jìn)而提高學(xué)生的創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)技能。筆者針對目前課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課程考評等方面存在的問題，從多個角度提出了切實(shí)可行的改革措施。實(shí)踐表明，在教學(xué)中綜合應(yīng)用上述改革措施，達(dá)到了預(yù)期的改革目標(biāo)，收到了良好的教學(xué)效果。endprint