面向應(yīng)用創(chuàng)新能力培養(yǎng)的操作系統(tǒng)課程教學(xué)改革探討

曹建芳+郝耀軍

摘 要： 結(jié)合教學(xué)實(shí)際，提出了面向應(yīng)用創(chuàng)新能力的操作系統(tǒng)課程的教學(xué)改革方案。探討了在教學(xué)過(guò)程中如何增強(qiáng)學(xué)生的應(yīng)用創(chuàng)新意識(shí)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提升學(xué)生的應(yīng)用創(chuàng)新能力。構(gòu)建了整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的改革方案，以提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞： 操作系統(tǒng)； 教學(xué)改革； 應(yīng)用創(chuàng)新能力； 實(shí)踐教學(xué)； 多元化考核

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1006-8228（2016）04-80-03

Discussion on the application innovation ability cultivation oriented teaching

reform of operating system course

Cao Jianfang， Hao Yaojun

（Dept. of Computer Science & Technology， Xinzhou Teachers College， Xinzhou， Shanxi 034000， China）

Abstract： Combined with the actual teaching， the operating system course teaching reform scheme for cultivating application innovation ability is put forward. In the teaching process， how to strengthen the students' consciousness of application innovation， inspire the students' innovative thinking， and enhance the students' ability of application innovation are discussed. The reform scheme for the whole teaching process is constructed to improve the talent training quality.

Key words： operating system； teaching reform； application innovation ability； practical teaching； diversified assessment

0 引言

操作系統(tǒng)屬于底層系統(tǒng)軟件，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和智能終端設(shè)備的“心臟”，操作系統(tǒng)的工作原理是高等院校計(jì)算機(jī)類專業(yè)學(xué)生必須掌握的核心知識(shí)，操作系統(tǒng)課程的教學(xué)直接影響學(xué)生專業(yè)技能的培養(yǎng)[1]。

近年來(lái)，教育部等部委要求高等教育實(shí)施改革，國(guó)務(wù)院辦公廳2015年又下發(fā)了關(guān)于深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實(shí)施意見(jiàn)（國(guó)辦發(fā)[2015]36號(hào)），要求高等院校注重學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的提升，不斷提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

操作系統(tǒng)課程作為計(jì)算機(jī)類專業(yè)學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)專業(yè)課程的先導(dǎo)核心課程之一，在學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí)和能力培養(yǎng)方面起著不可忽視的重要作用[2]。傳統(tǒng)的以教師講授為主的教學(xué)模式，讓學(xué)生一味的按照教師的思路去聽(tīng)課，按照教師講解的方法去實(shí)踐，根本無(wú)法挖掘?qū)W生的潛能，也談不上對(duì)應(yīng)用創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此，從新形勢(shì)下高校的人才培養(yǎng)要求出發(fā)，探索操作系統(tǒng)課程教學(xué)改革方式，找到有利于學(xué)生應(yīng)用創(chuàng)新能力培養(yǎng)的有效途徑，勢(shì)在必行。

本文結(jié)合多年的操作系統(tǒng)課程教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，并在調(diào)研分析的基礎(chǔ)上對(duì)該課程進(jìn)行了教學(xué)改革探索，取得了一定的成效。

1 操作系統(tǒng)課程的教學(xué)現(xiàn)狀

目前，高校計(jì)算機(jī)類專業(yè)開(kāi)設(shè)的操作系統(tǒng)課程一般都包括理論和實(shí)踐教學(xué)兩個(gè)環(huán)節(jié)。其中，理論教學(xué)環(huán)節(jié)主要側(cè)重介紹操作系統(tǒng)的基本概念和工作原理，基本都是按照操作系統(tǒng)對(duì)計(jì)算機(jī)軟硬件資源的管理功能來(lái)介紹，包括進(jìn)程管理、存儲(chǔ)器管理、設(shè)備管理和文件管理幾大部分內(nèi)容；實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)主要是加深學(xué)生對(duì)概念的理解和對(duì)一些算法的模擬仿真。這與應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題還存在很大的差距，也不符合行業(yè)發(fā)展的要求。歸納操作系統(tǒng)課程目前在教學(xué)中主要存在以下幾方面的問(wèn)題。

⑴ 講授內(nèi)容跟不上計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的最新發(fā)展

與計(jì)算機(jī)的軟硬件技術(shù)發(fā)展相輔相成，操作系統(tǒng)也經(jīng)歷了不同的發(fā)展階段。早期的操作系統(tǒng)受到當(dāng)時(shí)軟硬件技術(shù)的限制，在設(shè)計(jì)目標(biāo)和實(shí)現(xiàn)方面都較簡(jiǎn)單，它的設(shè)計(jì)原理和開(kāi)發(fā)技術(shù)對(duì)于現(xiàn)代操作系統(tǒng)已經(jīng)不適用了，如作業(yè)的概念、內(nèi)存管理中的覆蓋技術(shù)等，現(xiàn)代操作系統(tǒng)運(yùn)用了一些語(yǔ)音控制、嵌入式、觸摸屏等新的概念和技術(shù)，而這些內(nèi)容在大部分高校的教材中都未曾體現(xiàn)[3]。

⑵ 學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不濃

操作系統(tǒng)課程理論性較強(qiáng)，抽象概念多，實(shí)現(xiàn)機(jī)理復(fù)雜，學(xué)生在學(xué)習(xí)緒論時(shí)就會(huì)接觸許多新概念，而且傳統(tǒng)的教學(xué)方法與學(xué)生互動(dòng)較少，這導(dǎo)致學(xué)生對(duì)該課程產(chǎn)生厭煩情緒，缺乏學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。

⑶ 實(shí)踐環(huán)節(jié)薄弱

操作系統(tǒng)課程由于其本身知識(shí)點(diǎn)多、內(nèi)容抽象等特點(diǎn)，教師在理論講解方面會(huì)花大量的時(shí)間，讓學(xué)生去理解和掌握其原理的內(nèi)涵，而減少了實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，久而久之，嚴(yán)重忽視了實(shí)踐教學(xué)的重要意義；而且，實(shí)驗(yàn)的安排大部分也只停留在對(duì)一些算法的驗(yàn)證和仿真，這樣的實(shí)驗(yàn)并不能讓學(xué)生對(duì)一個(gè)真實(shí)的操作系統(tǒng)有全面的認(rèn)識(shí)。

⑷ 考核方式單一

目前課程的考核大多還是采用傳統(tǒng)的以理論考核為主的考試方式，考核評(píng)價(jià)無(wú)法記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程，而且忽略了實(shí)踐環(huán)節(jié)的考核，學(xué)生會(huì)抱著應(yīng)付考試過(guò)關(guān)的心態(tài)去學(xué)習(xí)，所以該課程起不到真正的先導(dǎo)作用，根本達(dá)不到人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求。

2 教學(xué)改革方案的構(gòu)建

教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容決定教學(xué)質(zhì)量，針對(duì)操作系統(tǒng)課程，優(yōu)化設(shè)置教學(xué)內(nèi)容，改革傳統(tǒng)的教學(xué)方法，創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，對(duì)于學(xué)生的應(yīng)用創(chuàng)新能力培養(yǎng)有著重要的意義。

2.1 合理設(shè)置教學(xué)內(nèi)容

操作系統(tǒng)課程的教學(xué)內(nèi)容大致分為緒論、進(jìn)程管理、存儲(chǔ)器管理、設(shè)備管理、文件管理、操作系統(tǒng)接口這幾大部分。緒論部分是對(duì)操作系統(tǒng)這門課程的總體介紹，起引導(dǎo)作用，這部分內(nèi)容在后面章節(jié)都要做詳細(xì)介紹，因此，對(duì)緒論部分應(yīng)做適當(dāng)?shù)脑斅蕴幚?，讓學(xué)生重點(diǎn)掌握操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)、概念和作用，而具體的原理都略講，告知學(xué)生先明白操作系統(tǒng)“做什么”，至于“為什么能做”則在學(xué)完操作系統(tǒng)這門課程后就會(huì)明白。后續(xù)章節(jié)應(yīng)重點(diǎn)講授基本原理與核心實(shí)現(xiàn)技術(shù)，并且結(jié)合目前流行的操作系統(tǒng)，講解操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的一些最新的技術(shù)，讓學(xué)生了解操作系統(tǒng)發(fā)展的最新動(dòng)態(tài)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，在教學(xué)中引入一些案例，讓學(xué)生深刻理解操作系統(tǒng)的工作原理，以及算法在實(shí)際操作系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)方法，增強(qiáng)課程學(xué)習(xí)的實(shí)用性。

2.2 以“應(yīng)用創(chuàng)新”為主線，改革教學(xué)方法

應(yīng)用創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，并非是教師講授的內(nèi)容越難越好，而是體現(xiàn)在教學(xué)過(guò)程中是否融入了應(yīng)用創(chuàng)新的理念，其關(guān)鍵在于增強(qiáng)學(xué)生對(duì)教學(xué)過(guò)程的參與[4]。改革傳統(tǒng)的以教師講授為主的教學(xué)模式，針對(duì)教學(xué)內(nèi)容，凝練一些與實(shí)際結(jié)合緊密的、學(xué)生感興趣的教學(xué)問(wèn)題，讓學(xué)生參與討論。教師在講解時(shí)，逐步的啟發(fā)和引導(dǎo)，讓學(xué)生互相探討得出結(jié)論。例如在講授進(jìn)程管理部分的死鎖問(wèn)題時(shí)，教師先給出死鎖的定義，然后讓學(xué)生結(jié)合自己平時(shí)使用計(jì)算機(jī)的實(shí)際體會(huì)和前面所學(xué)的知識(shí)，舉一個(gè)死鎖的實(shí)例，討論分析產(chǎn)生死鎖的原因和個(gè)人認(rèn)為處理死鎖的方法。在學(xué)生談了自己對(duì)問(wèn)題的想法之后，教師做補(bǔ)充講解和說(shuō)明，這樣就會(huì)調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，啟發(fā)學(xué)生去思考問(wèn)題，培養(yǎng)了學(xué)生的應(yīng)用創(chuàng)新思維，久而久之讓學(xué)生養(yǎng)成了勇于思考、探索、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的習(xí)慣，這樣可對(duì)學(xué)生應(yīng)用創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起到積極的作用。

2.3 以就業(yè)需求為導(dǎo)向，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)

學(xué)生的就業(yè)以社會(huì)需求為導(dǎo)向，計(jì)算機(jī)類專業(yè)的工作崗位需要大量的具有應(yīng)用創(chuàng)新能力的實(shí)踐動(dòng)手能力強(qiáng)的畢業(yè)生[5]，而操作系統(tǒng)課程的實(shí)踐教學(xué)是提高學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力、提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題能力的關(guān)鍵教學(xué)環(huán)節(jié)。因此，必須以就業(yè)需求為導(dǎo)向，不斷強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)。

操作系統(tǒng)課程的實(shí)驗(yàn)大致分為驗(yàn)證型、模擬設(shè)計(jì)型和綜合設(shè)計(jì)型三類。驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)主要是加深學(xué)生對(duì)抽象工作原理的理解和掌握，如進(jìn)程的創(chuàng)建、控制、通信、同步等，這類實(shí)驗(yàn)比較簡(jiǎn)單，需要很少的學(xué)時(shí)即可完成。模擬設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)主要是增強(qiáng)學(xué)生對(duì)操作系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)的認(rèn)知，注重操作系統(tǒng)基本工作原理的實(shí)現(xiàn)和學(xué)生應(yīng)用創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，一般設(shè)置各種處理機(jī)調(diào)度算法、內(nèi)存動(dòng)態(tài)分區(qū)分配算法、SPOOLing技術(shù)、頁(yè)面置換算法以及磁盤調(diào)度算法等的實(shí)現(xiàn)。而綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)主要強(qiáng)調(diào)操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)的綜合應(yīng)用，主要以操作系統(tǒng)的程序接口API的設(shè)計(jì)和應(yīng)用開(kāi)發(fā)為主，如線程的并發(fā)管理等，這類實(shí)驗(yàn)通過(guò)設(shè)計(jì)，逐步引導(dǎo)學(xué)生分析操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，開(kāi)拓設(shè)計(jì)思路，在實(shí)踐中提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生具備應(yīng)用創(chuàng)新的思維。

2.4 實(shí)現(xiàn)多元化考核，注重過(guò)程性培養(yǎng)

操作系統(tǒng)課程傳統(tǒng)的考核方式是期末理論考試，這樣的考核方式易導(dǎo)致重理論、輕實(shí)踐，長(zhǎng)期以往學(xué)生養(yǎng)成了學(xué)習(xí)只為應(yīng)付考試的習(xí)慣，嚴(yán)重忽略了對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的考核。改革現(xiàn)有的考核方式，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行多元化考核，是改善教學(xué)效果、提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。

我們將操作系統(tǒng)課程的考核分為平時(shí)成績(jī)、期末理論考試、實(shí)驗(yàn)考核三大部分，最終通過(guò)加權(quán)確定課程的成績(jī)。平時(shí)成績(jī)主要考核學(xué)生的上課和上機(jī)實(shí)驗(yàn)的到課情況；期末理論考試重點(diǎn)考核學(xué)生對(duì)課程重難點(diǎn)知識(shí)的掌握情況；而實(shí)驗(yàn)考核主要考核學(xué)生的實(shí)踐能力和應(yīng)用創(chuàng)新能力，可以通過(guò)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的完成情況，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否正確、完善，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的講解等幾方面進(jìn)行考核。改革考核模式，既強(qiáng)調(diào)了學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程，又測(cè)驗(yàn)了學(xué)生對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)的領(lǐng)悟程度，更重要的是檢驗(yàn)了學(xué)生對(duì)該課程的應(yīng)用創(chuàng)新能力。

3 結(jié)束語(yǔ)

操作系統(tǒng)課程是高校計(jì)算機(jī)類專業(yè)教育的核心課程，不僅要讓學(xué)生掌握其基本工作原理，而且要讓學(xué)生在實(shí)踐中逐步掌握操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的方法，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力和創(chuàng)新思維。本文通過(guò)分析操作系統(tǒng)課程教學(xué)的現(xiàn)狀，嘗試調(diào)整教學(xué)內(nèi)容安排，以應(yīng)用創(chuàng)新為主線，改革教學(xué)方法，使學(xué)生成為教學(xué)過(guò)程的主體；以就業(yè)需求為導(dǎo)向，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，建立多元化的考核機(jī)制等教學(xué)方法和手段，構(gòu)建了操作系統(tǒng)的教學(xué)改革方案，在提高操作系統(tǒng)課程教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生應(yīng)用創(chuàng)新能力方面收到了更好的成效，希望我們的探索能夠?yàn)橛?jì)算機(jī)類其他專業(yè)課程的教學(xué)改革提供借鑒和參考。

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