師范院校計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)課程實(shí)踐教學(xué)法的探索

喬蕊 李靖

摘 要： 本文分析計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)課程傳統(tǒng)教學(xué)的缺點(diǎn)，通過(guò)對(duì)本專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的研究，結(jié)合課程自身與我院特點(diǎn)，提出實(shí)踐教學(xué)法在計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)課程教學(xué)中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞： 師范院校 計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)課程 實(shí)踐教學(xué)法

1. 現(xiàn)狀分析

計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)在很多高校僅安排理論課教學(xué)，因而存在基礎(chǔ)教學(xué)與實(shí)踐應(yīng)用相脫離的矛盾[1]。學(xué)生更傾向于對(duì)實(shí)踐性較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)技術(shù)類課程的學(xué)習(xí)，而對(duì)理論成分較多、相對(duì)比較枯燥的基礎(chǔ)課程表現(xiàn)出反感、排斥。這樣雖然學(xué)生可在短時(shí)間內(nèi)掌握一些計(jì)算機(jī)應(yīng)用開(kāi)發(fā)技能，但只能知其然而不知其所以然，在高層次的開(kāi)發(fā)、應(yīng)用和研究中就顯得基礎(chǔ)知識(shí)匱乏，不能靈活應(yīng)對(duì)各種問(wèn)題，缺少基礎(chǔ)知識(shí)的支撐。鑒于此，本文在周口師范學(xué)院計(jì)算機(jī)專業(yè)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)課程傳統(tǒng)教學(xué)的基礎(chǔ)上，探索計(jì)算機(jī)專業(yè)理論性課程的教學(xué)方法，創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)法在計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)課程教學(xué)中的應(yīng)用。

2. 計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)課程教學(xué)內(nèi)容

計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課之一，是一門涉及較多硬件知識(shí)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件課程。該課程從操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)資源管理的觀點(diǎn)出發(fā)，闡述如何對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的硬、軟件資源進(jìn)行管理，使計(jì)算機(jī)協(xié)調(diào)一致地、有效地為用戶服務(wù)，充分提高資源的使用效率，提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性和服務(wù)質(zhì)量[1]。

2.1課程的定位和目的。

計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的課程定位應(yīng)當(dāng)與本校的人才培養(yǎng)定位相一致。

我校是師范類本科院校，位于河南省中東部，所在城市人口眾多，農(nóng)業(yè)相對(duì)發(fā)達(dá)，工業(yè)較為落后?；谠盒Ｗ陨砬闆r及地域特征，我校辦學(xué)指導(dǎo)思想以全面提高師生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力為核心，建設(shè)一支數(shù)量充足、素質(zhì)優(yōu)良、結(jié)構(gòu)合理、具有較強(qiáng)實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的應(yīng)用型師資隊(duì)伍。因此，“計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)”課程是我院計(jì)算機(jī)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)核心課程，培養(yǎng)目標(biāo)是使學(xué)生理解操作系統(tǒng)的基本概念和主要功能，掌握常用操作系統(tǒng)的使用和一般管理方法，了解它是如何組織和運(yùn)作的，既熟練掌握本門課程的理論知識(shí)又具有較強(qiáng)的實(shí)踐能力，從而為學(xué)生以后學(xué)習(xí)和工作打下基礎(chǔ)。

2.2傳統(tǒng)教學(xué)法的利與弊。

目前，多數(shù)高校采用多媒體課件加黑板板書(shū)的教學(xué)方法進(jìn)行計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)課程的課堂教學(xué)。采用多媒體教學(xué)一方面可以增大單位時(shí)間的信息流量，另一方面可以利用PPT等辦公軟件，將難以理解、抽象的知識(shí)點(diǎn)以動(dòng)畫(huà)方式分層次地展示，使學(xué)生對(duì)問(wèn)題本身有更直觀的認(rèn)識(shí)，如生產(chǎn)者-消費(fèi)者問(wèn)題、讀者-寫著問(wèn)題、哲學(xué)家就餐問(wèn)題等。板書(shū)可使講課條理更清晰，與教師授課同步，注重學(xué)生參與，互動(dòng)性好。傳統(tǒng)課堂教學(xué)方法中，除了課件中的例題外，還配套課堂練習(xí)及課后作業(yè)。課堂練習(xí)可以使學(xué)生有針對(duì)性地鞏固本節(jié)知識(shí)點(diǎn)，突破重難點(diǎn)；課后作業(yè)培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、解決問(wèn)題的能力，是對(duì)本節(jié)知識(shí)點(diǎn)掌握度的有效考核。

然而，計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)課程采用傳統(tǒng)教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)表現(xiàn)出一些弊端。

操作系統(tǒng)的幾大職能決定了操作系統(tǒng)課程的主要教學(xué)內(nèi)容，從操作系統(tǒng)職能劃分上講變化較小，基本原理變化不大，導(dǎo)致課本內(nèi)容更新緩慢，反映不出該領(lǐng)域前沿思想，限制學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

理論教學(xué)與課程實(shí)踐嚴(yán)重脫離。據(jù)了解，部分高校尤其二本院校沒(méi)有開(kāi)設(shè)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的相關(guān)實(shí)踐課程，導(dǎo)致學(xué)生很費(fèi)力地將課堂上教師“灌輸”的知識(shí)吞下，卻不知道這些知識(shí)的用武之地。

3.實(shí)踐教學(xué)法的實(shí)施

實(shí)踐教學(xué)法的實(shí)施可以從根本上提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)、深入細(xì)致地對(duì)本門課程及相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行研究，由傳統(tǒng)課堂上以教師為主導(dǎo)的“灌輸式”學(xué)習(xí)變?yōu)閷W(xué)生廣泛參與的“主動(dòng)式”學(xué)習(xí)，對(duì)提高計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的教學(xué)水平有重大意義[2]。通過(guò)參考國(guó)內(nèi)外同類課程的開(kāi)展現(xiàn)狀，結(jié)合我校自身特點(diǎn)，本文提出實(shí)踐教學(xué)法在計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)課程中的實(shí)施從以下幾方面著手。

3.1教師的講課水平是提高學(xué)生實(shí)踐能力的保障。

多數(shù)在高校執(zhí)教的教師們，尤其青年教師，往往從學(xué)校出來(lái)直接投入學(xué)校工作，知識(shí)多來(lái)自課本，即使教師備課很認(rèn)真，參考資料查閱廣泛，但沒(méi)有經(jīng)過(guò)實(shí)踐錘煉，教師課堂講授的內(nèi)容只能是紙上談兵，對(duì)有些內(nèi)容的講解只能是淺嘗輒止。為解決上述問(wèn)題，一方面，教師要注重相關(guān)執(zhí)教學(xué)科科學(xué)研究工作，并積極地把研究成果融入到教學(xué)實(shí)踐中，實(shí)現(xiàn)“學(xué)-研”結(jié)合，相互促進(jìn)。另一方面，關(guān)注國(guó)內(nèi)外計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)課程研討活動(dòng)，積極參與，與國(guó)內(nèi)外名師探討交流，取長(zhǎng)補(bǔ)短。再者，積極與IT公司合作，構(gòu)建“產(chǎn)—學(xué)—研”相結(jié)合的教學(xué)體系[3]。

3.2設(shè)計(jì)合理的實(shí)踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。

為了進(jìn)一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)課程的興趣，糾正部分學(xué)生認(rèn)為學(xué)習(xí)理論課無(wú)用的誤區(qū)，本文設(shè)計(jì)了本課程具體的實(shí)踐環(huán)節(jié)。

3.2.1課前預(yù)習(xí)。鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)本門課程下次課內(nèi)容進(jìn)行課前預(yù)習(xí)，要求學(xué)生寫出預(yù)習(xí)中遇到的問(wèn)題及他們對(duì)某些問(wèn)題的看法，課前十分鐘隨機(jī)抽查學(xué)生的預(yù)習(xí)報(bào)告。這種方式不但可以加強(qiáng)教師與學(xué)生的交流，增進(jìn)對(duì)學(xué)生狀況的了解，而且可以培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)習(xí)慣。

3.2.2 課內(nèi)實(shí)驗(yàn)。對(duì)于部分重難點(diǎn)內(nèi)容，由教師設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，一方面加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，另一方面讓學(xué)生動(dòng)手印證這些知識(shí)的正確性，提高他們的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。比如，在講解進(jìn)程管理時(shí)，可在當(dāng)前操作系統(tǒng)下演示進(jìn)程的創(chuàng)建和結(jié)束，查看進(jìn)程的屬性。

3.2.3 大學(xué)生科研創(chuàng)新訓(xùn)練。我校每年資助部分大學(xué)生進(jìn)行科研創(chuàng)新，鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行拓展，進(jìn)一步進(jìn)行操作系統(tǒng)的研究，實(shí)現(xiàn)對(duì)原操作系統(tǒng)的剪裁及修改。比如，個(gè)別學(xué)生實(shí)現(xiàn)Solaris進(jìn)程內(nèi)存空間分配和釋放過(guò)程。

3.2.4 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)。可將本課程相關(guān)領(lǐng)域的研究設(shè)計(jì)成畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，任務(wù)量要適度，要求要明確。如題目為基于LINUX的二級(jí)文件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，要求既實(shí)現(xiàn)對(duì)文件的增刪改查，又具備登錄系統(tǒng)、注冊(cè)用戶的功能，各個(gè)用戶之間的文件系統(tǒng)互不干擾。

3.2.5 參加競(jìng)賽。在校內(nèi)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，鼓勵(lì)學(xué)生參加省級(jí)、國(guó)家級(jí)編程競(jìng)賽。

3.3授課方法探討。

計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)課程基本概念、原理較多，內(nèi)容枯燥，難以理解，本節(jié)從課堂授課角度進(jìn)行了一些有益的探索。

3.3.1類比法。四種I/O設(shè)備控制方式常常是學(xué)生難以理解的部分，可將程序查詢方式比做照看嬰兒，各項(xiàng)活動(dòng)，如吃、睡等均需要看護(hù)者不斷查看才能發(fā)現(xiàn)，因而占用看護(hù)者大量的時(shí)間；把程序中斷方式比做照看5歲大的幼兒，他的吃、喝等活動(dòng)不再需要看護(hù)者不斷查看，遇到某些情況幼兒會(huì)自行向看護(hù)者提出請(qǐng)求，因此，看護(hù)5歲大的幼兒可進(jìn)一步降低對(duì)看護(hù)者時(shí)間的占用；將DMA方式類比成小學(xué)生寫作業(yè)的過(guò)程：教師（CPU）將本次作業(yè)任務(wù)下達(dá)給班長(zhǎng)（DMA），由班長(zhǎng)負(fù)責(zé)傳達(dá)給某個(gè)學(xué)生（I/O），該學(xué)生需要在班長(zhǎng)的監(jiān)督下完成本次作業(yè)。在該生做作業(yè)的整個(gè)過(guò)程中不再占用教師的時(shí)間，也就是說(shuō)教師可以在此期間做其他事情，僅在一次作業(yè)的開(kāi)始和末尾需要教師干預(yù)?？蓪⑼ǖ婪绞筋惐葹樯鲜鰧懽鳂I(yè)過(guò)程中增加了一名助教。教師可一次性將多個(gè)任務(wù)下達(dá)給該助教，由助教監(jiān)督不同學(xué)生完成各項(xiàng)作業(yè)，這樣對(duì)教師的解脫更徹底。

3.3.2演示法。多媒體教學(xué)設(shè)備的廣泛應(yīng)用為各項(xiàng)原理“活躍于屏幕”提供了條件。如讀者-寫者問(wèn)題，可設(shè)計(jì)動(dòng)畫(huà)與講授同步，屏幕依次動(dòng)畫(huà)顯示：共享資源；第一個(gè)讀者進(jìn)入情況；后續(xù)讀者進(jìn)入情況；某一個(gè)讀者出去情況（判斷是否最后一個(gè)）；最后一個(gè)讀者出去情況；寫者進(jìn)入；寫者出去。利用動(dòng)畫(huà)演示對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析，具有動(dòng)態(tài)、形象、直觀的特點(diǎn)，可使學(xué)生從根本上增加對(duì)問(wèn)題的理解度。

3.3.3啟發(fā)法。對(duì)于某些問(wèn)題的講解如果一味地平鋪直敘可能會(huì)使學(xué)生乏味，可采用設(shè)問(wèn)設(shè)疑，間隔合理的時(shí)間，自行回答或者找學(xué)生回答的方法。

3.3.4板書(shū)法。雖然多媒體授課方式極大地方便教師教學(xué)，但板書(shū)法依然具有自身優(yōu)勢(shì)，可使講課條理清晰，容易吸引學(xué)生的注意力。

4.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，將操作系統(tǒng)的教學(xué)、實(shí)驗(yàn)、科研創(chuàng)新、畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)聯(lián)系起來(lái)，激發(fā)學(xué)生對(duì)操作系統(tǒng)課程的學(xué)習(xí)熱情。實(shí)現(xiàn)學(xué)生從對(duì)課本上內(nèi)容的死記硬背、生搬硬套到靈活應(yīng)用、深入研究的轉(zhuǎn)變，進(jìn)一步為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)及程序設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。另外，本文提出的基于實(shí)踐教學(xué)法的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)課程的授課模式為其他計(jì)算機(jī)專業(yè)理論性課程的授課提供一定的參考。最后，本文對(duì)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的授課方法進(jìn)行探討。

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