操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐教學(xué)

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《操作系統(tǒng)》是高等院校計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，課程本身具有理論性強(qiáng)、概念多且抽象、知識面廣等特征，因而操作系統(tǒng)課程一直被認(rèn)為是一門教師覺得很難教，學(xué)生覺得很難學(xué)的課程，而其中最受熱議的話題便是在學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)過程中的動(dòng)手實(shí)踐問題。

1操作系統(tǒng)實(shí)踐環(huán)節(jié)中的問題分析

《操作系統(tǒng)》課程的理論性和綜合性較強(qiáng)，知識涵蓋多個(gè)學(xué)科，該課程全面系統(tǒng)地講述操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，重要算法及實(shí)現(xiàn)技術(shù)，這些因素一定程度上影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情，往往學(xué)生在學(xué)完該課程后，多數(shù)學(xué)生能夠熟練背誦各種概念及算法，但對其中的理解程度不夠，實(shí)踐情況不樂觀，幾乎很難自己設(shè)計(jì)出一個(gè)小型的操作系統(tǒng)，這對課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐教學(xué)提出一定的挑戰(zhàn)。另外，傳統(tǒng)授課模式影響下，學(xué)生容易“死讀書”，知識積累不扎實(shí)、靈活應(yīng)用能力差。例如，無論是針對windows系統(tǒng)、Linux/UNIX系統(tǒng)或是其他系統(tǒng)的講解，其過程中要求學(xué)生掌握一定的程序設(shè)計(jì)語言、算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)組成原理等課程的功底，但實(shí)際情況是，學(xué)生對所學(xué)知識課程掌握情況不夠，導(dǎo)致在學(xué)習(xí)《操作系統(tǒng)》的過程中，具有一定的難度，這也是《操作系統(tǒng)》這門課程無法激起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力的根本原因之一。

2操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)開展模式研究

深入研究我國普通高校針對操作系統(tǒng)課程的實(shí)踐教學(xué)設(shè)置，主要有以下幾種模式。

2.1代碼閱讀與分析針對操作系統(tǒng)的教學(xué)，更多高校選取開放源代碼的linux操作系統(tǒng)為平臺，下載并閱讀分析具體的操作系統(tǒng)源代碼是實(shí)踐教學(xué)中的一種重要方法。

2.2操作系統(tǒng)某些功能的實(shí)現(xiàn)熟悉了解各個(gè)操作系統(tǒng)的類型、特征，運(yùn)行實(shí)現(xiàn)某些特定功能或利用系統(tǒng)調(diào)用方式編寫程序運(yùn)行實(shí)現(xiàn)。

2.3模擬典型算法的實(shí)現(xiàn)這是普通院校最為常見的一種實(shí)踐方式。教師選取操作系統(tǒng)理論中的典型算法，如進(jìn)程調(diào)度算法、銀行家算法等，讓學(xué)生編寫C或C++程序來模擬算法的實(shí)現(xiàn)。

2.4擴(kuò)展或替換小型操作系統(tǒng)的功能模塊選擇一個(gè)簡單功能的開放源代碼的操作系統(tǒng)為平臺，讓學(xué)生替換原有模塊，或是進(jìn)行擴(kuò)展、完善，再或是從無到有的獨(dú)立設(shè)計(jì)一個(gè)基本內(nèi)核功能的操作系統(tǒng)。但這項(xiàng)設(shè)計(jì)對學(xué)生的能力要求非常高，一般的本科院校目前還達(dá)不到。綜上所述，各所院校都在依據(jù)實(shí)際情況，如人才培養(yǎng)目標(biāo)、學(xué)生的能力素質(zhì)、學(xué)校的軟硬件實(shí)驗(yàn)環(huán)境設(shè)置等因素，選取合適的課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。

3創(chuàng)新應(yīng)用型培養(yǎng)模式下的實(shí)踐教學(xué)開展

結(jié)合我院應(yīng)用型本科計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的實(shí)際，將《操作系統(tǒng)》的實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行了重新設(shè)置。

3.1根據(jù)學(xué)生能力，劃分不同層次等級的實(shí)驗(yàn)任務(wù)根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的難度，劃分初級、中級、高級不同層次的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，并組織相應(yīng)實(shí)驗(yàn)對象參與完成。初級實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相對簡單，全體專業(yè)學(xué)生都要完成，由課任教師負(fù)責(zé)指導(dǎo)、實(shí)施。中級實(shí)驗(yàn)安排在第二部分，提供學(xué)生參考程序，全體學(xué)生分組開展實(shí)驗(yàn)，提交設(shè)計(jì)報(bào)告。高級實(shí)驗(yàn)難度較大，采取自愿形式，結(jié)合當(dāng)前主流操作系統(tǒng)，由有興趣且有能力學(xué)生選做。

3.2“慕課”、“雨課堂”環(huán)境下的課程設(shè)置“慕課”（MOOCS）是大規(guī)模開放在線課程的英文縮寫，它是近來出現(xiàn)的一種新的課程教學(xué)模式，不同于傳統(tǒng)的課堂授課方式，它能較好地提高學(xué)習(xí)效率和自由度。雨課堂是MOOC平臺“學(xué)堂在線“推出的混合式教學(xué)工具，旨在連接師生的智能終端，將課前—課中—課后的每一個(gè)環(huán)節(jié)都賦予全新的體驗(yàn)。利用現(xiàn)代信息科技手段，將《操作系統(tǒng)》的課程信息、實(shí)驗(yàn)任務(wù)、典型算法或擴(kuò)展資料提供給學(xué)生，督促學(xué)生學(xué)習(xí)，從而提高學(xué)習(xí)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效果。

3.3VMware虛擬平臺下，模擬典型算法為避免學(xué)生出現(xiàn)無意破壞開發(fā)工具或系統(tǒng)配置安裝失敗等問題，為學(xué)生配置WMware強(qiáng)大的虛擬機(jī)平臺，只需重啟預(yù)制好的VMware工作站，就可恢復(fù)到原來的編程環(huán)境，下載安裝開源代碼的linux系統(tǒng)為平臺，模擬實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)的某些功能，例如進(jìn)程調(diào)度算法、銀行家算法、頁面置換算法等，將抽象的概念用具體的代碼加以實(shí)現(xiàn)。

3.4校企合作單位引入，課程內(nèi)容信息擴(kuò)展將校企合作單位植入課堂，搭建產(chǎn)學(xué)研合一模式的合作課程，引入企事業(yè)單位專門針對課程進(jìn)行前沿趨勢等信息介紹，或引用實(shí)際項(xiàng)目案例進(jìn)行講學(xué)，使得學(xué)生更加深刻的理解課程的應(yīng)用模式及專業(yè)發(fā)展形勢。3.5引導(dǎo)課程設(shè)計(jì)難度，使課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)和競賽緊密結(jié)合高級實(shí)驗(yàn)任務(wù)，對部分有能力的學(xué)生，鼓勵(lì)大量閱讀、分析操作系統(tǒng)源代碼，幫助他們理解掌握操作系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)思想，針對當(dāng)前流行的操作系統(tǒng)，選擇科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)題目，增強(qiáng)學(xué)生分析思考能力、創(chuàng)新協(xié)作能力和實(shí)踐技能，為日后的畢業(yè)設(shè)計(jì)或參與競賽奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。

4結(jié)束語

針對《操作系統(tǒng)》課程在實(shí)際教學(xué)中出現(xiàn)的，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中對知識原理認(rèn)識不夠，掌握不好等問題，研究者嘗試在設(shè)置詳盡的理論教學(xué)的同時(shí)，充分重視該課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)，特別是課程設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)，通過實(shí)踐環(huán)節(jié)的模式探究，選擇合適的課程設(shè)置方案，加深學(xué)生對操作系統(tǒng)基本概念、工作原理、典型技術(shù)、流行實(shí)例的深刻理解，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力、創(chuàng)新協(xié)作能力和分析思考能力，具有十分重要的意義。

引用：

[1]張玉宏，李歆，馬宏琳.Android平臺下操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)改革[J].計(jì)算機(jī)教育，2014.

[2]王亮.淺談慕課背景下計(jì)算機(jī)網(wǎng)頁設(shè)計(jì)課程的教學(xué)改革.科教，2015（7）.

[3]詹曉娟，姚登舉，周屹.CDIO教學(xué)模式在“操作系統(tǒng)”課程教學(xué)改革中的應(yīng)用[J].黑龍江教育（高教研究與評估），2014（11）.

[4]姚紅巖，譚丹丹.面向卓越軟件工程師培養(yǎng)的操作系統(tǒng)教學(xué)策略[J].計(jì)算機(jī)教育，2013（15）.

作者：覃曉虹 張連浩 單位：沈陽科技學(xué)院