应用型本科“操作系统”课程教学改革研究

“操作系统”是计算机及其相关专业的一门专业核心课程，由于课程本身的知识体系过于抽象和面向应用型本科学生的特点，使得“操作系统”的教学效果不理想。

 

为了提升高等教育质量和培养学生的综合素质，本文依据课程本身的特点，结合多年的教学实践经验，从教学理念、教学模式、教学实践环节和教学手段等方面对“操作系统”课程的教学改革做了一些探索和尝试，提出了操作系统课程教学的一些意见和建议，以期对该门课程的教学提供一定的参考。

 

　　一、引言

 

“操作系统”是一组控制计算机硬件及软件资源，合理地对各类作业进行调度，以及方便用户使用的程序的集合，是计算机系统中必不可少的一款系统软件，它的重要性不言而喻。所以“操作系统”作为一门课程，它既是计算机相关专业的必修课和主干课之一，也是计算机专业学生的一门重要的专业基础课。通过课程的学习，可以使学生掌握“操作系统”的功能、基本原理、设计方法和实现技术，为今后其他的课程的学习夯实基础。“操作系统”在学生专业能力培养和专业知识架构中的地位是不可替代的。

 

“操作系统”这门课有其自身的特点，它的知识范畴既涉及到了计算机硬件方面的知识，例如微机接口、计算机组成原理等，又涉及到计算机软件方面的知识，如高级语言程序设计、数据结构、数据库系统、软件工程等课程。其提出的一些概念和基本原理很抽象，它的设计方法和实现技术又是教师难以向学生直观展示的。这些“操作系统”课程本身所具有的特性使得学生在学习过程中产生了厌学、畏学现象，特别是应用型本科或者高职高专的学生，他们的基础本来就不够扎实，自学能力不强，缺乏主动学习的习惯，所以就出现了学生学习积极性不高，对学习不感兴趣等现象，甚至有的学生抛出了学习“操作系统”无用论的观点。所有这些情况都使得“操作系统”的授课变得十分困难，课程教学效果不理想，课程教学质量无法得到保障。

 

但是这又是每个讲授“操作系统”课程的老师必须面对和解决的问题。“操作系统”课程本身的重要性和课程教学效果的反差，促使我们对课程教学进行不断地反思和探究，作者结合多年的教学实践，对该门课程的教学定位、教学手段、教学内容，教学模式等方面做了一些有益的尝试和改革，并通过实际的教学实践检验，验证了其有效性。

 

　　二、“操作系统”课程教学的现状及存在的问题

 

1.教学内容过于全面化复杂化，学生学习难度大兴趣不高。“操作系统”作为一个发展多年的成熟的系统软件，其提供的功能是相当强大的，如果在上“操作系统”这门课程时，我们教师想在短短的几十个课时的时间里把所有相关的知识都传授给学生，显然是不现实的。“操作系统”作为一个系统软件，特别是现在已经商用的软件如Windows、Linux和Unix，它们的功能包罗万象，他们的研发团队成千上万人。一些教师在上“操作系统”这门课时，就把它等同于某一个系统软件来讲，讲它的原理、架构、设计和实现代码等等，拓展的知识面很宽。整个一堂课下来，老师讲得很累也很全面，但是学生听得更累，听得更迷茫。

 

因为任何一个软件要完成一个功能时涉及的细节问题是很多的，如果面面俱到地讲，学生就会抓不到重点，更会觉得学习“操作系统”这门课程太难了，要学的东西太多了，这就会浇灭了大部分学生的兴趣，打击他们的信心，使得他们对这门课程不是愿学而是厌学。“操作系统”本身的一些概念和原理过于抽象，比如并行和并发、分时系统和实时系统、固定分区管理和可变分区管理、基本分页存储管理和基本分段存储管理、死锁的避免和死锁的预防、文件的逻辑结构和物理结构、进程调度算法、PV操作、页面置换算法、银行家算法等等，这些内容都是其他课本中涉及不到的，又没有实际的东西能够直观地展现给学生，学生即使听懂了也不会觉得有什么成就感。所以这种纯理论的东西直接灌输给学生，授课过程就会变得更加枯燥无味，学生的学习兴趣不高，没有积极性，老师也会觉得学生不愿学或者学不好学不会，从而失去授课的激情，最终的授课效果可想而知。

 

　　2.忽略了教学对象的差异性，教学内容针对性不强。“操作系统”课程本身的特点确定其内容的复杂性、理论性和抽象性，毋容置疑，学生学习这门课程是有一定难度的，特别是对于应用型本科的学生更是如此。应用型本科的学生相比于重点院校的学生有其自身的特点，他们的基础差、底子薄，抽象思维能力不强，自制力差，学习的积极性和主动性不强。同样是一门课，上课对象不同，课程的教学目标定位、教学内容和教学模式就要有所改变。但目前“操作系统”的授课现状是，很多教师直接拿某些重点高校的课程教学目标来要求应用型本科的学生，教学内容不做任何的调整和更改，为了在规定的时间内完成教学大纲的内容，往往进行填鸭式的教学，也不关心学生是否能够接受，最后的结果就是教学质量大幅度下滑。学生为了应付最终的考试，对课程内容也就是浅尝辄止的记忆，没有形成对知识较深入的理解，更谈不上计算机专业能力的提升。

 

　　常常听到老师抱怨说，现在的学生是一代不如一代，以前的学生教一遍就会了，现在的学生教两三遍还不会。其问题的关键就是教学目标定位不合理，教学内容针对性不强。的确，随着我国高校的逐年扩招，精英教育已经转化为大众教育，大学所招生学生的学习能力是有所下降的，特别是应用型本科的学生，如果照搬老套的教学目标和教学内容，最终的教学效果必然是不尽如人意。

 

　　3.重视理论教学，忽略实践教学的重要性。“操作系统”的理论知识抽象难懂，“操作系统”实验教学正好可弥补理论讲授方面的缺陷，是学生通过实验实践来加深对理论知识理解的最好途径。而目前的现状却是大部分高校只重视“操作系统”的理论教学而忽视了实践教学，甚至有些高校根本就没有开设相关的实验实践教学。当然这其中的原因是多方面的，一种观点认为“操作系统”教学内容多，在规定的时间内容能够讲授完理论知识都很紧张，更不用说实践教学;也有部分教师认为，实验教学学生的成绩评定困难，很难真正考查出学生的学习能力;还有这样的观点，实践教学对理论教学的支撑作用不明显，无助于学生对理论知识的进一步理解。凡此种种，都说明了“操作系统”实践教学在课程讲授过程中的现状。

 

　　4.教学观念落后，教学方法单一。由于“操作系统”课程本身的特点，直接沿用传统的教学观念已经不适应教学改革发展的观念，传统的教学模式也已不能适应“操作系统”的教学要求。老师在讲台上不停地解释概念，讲解原理，学生在下面端坐在课堂上循规蹈矩地听讲，没有顾忌学生的听课感受，没有与学生的互动和学生的积极参与，这样的课堂氛围，再加上抽象枯燥的理论内容，必然不会引起学生的兴趣、激发学生学习的活力。通常，老师上课的课件是今年用完明年再用，多少年来都没有改动过，对固有的教学模式因循守旧，没有因为专业知识的发展趋势和授课对象的不同有所改观，这种一成不变的教学方法和教学观念越来越难以适应当今的大学生学习诉求，特别是基础知识有所欠缺的应用型本科的学生，更是如此。“操作系统”教学内容的抽象枯燥固然是其本身的特性，但教育观念的落后和教学方法的陈旧更是教学效果不佳的直接原因。教学手段单一化，教学方法简单化，上课时教师只是用黑板板书，即使是使用PPT课件讲授，PPT课件上堆砌的也全是文字，没有其他辅助的教学设施，没有其他教学素材支撑，课程的授课效果自然不好。

 

　　三、“操作系统”教学改革策略

 

1.转变教学理念，优化课程内容使其更具有针对性。“操作系统”课程的内容多而杂、过于抽象又难以理解，面对的授课对象又是应用型本科的学生，他们的基础差、底子薄，学习的积极性与主动性不高，授课的教师不能把自己所了解的知识不加选择地全部传授给学生，这样即使传授给学生，学生也不能够深入理解。衡量一个教师教学水平的高低不是看他在有限的时间内讲授了多少知识，而是看在有限的时间内能让学生掌握了多少知识。针对“操作系统”这门课程更是如此，如果不针对我们应用型本科院校学生的特点，有侧重性的讲授内容，教育的最终目的就难以达到。

 

所以我们在讲授“操作系统”这门课时，坚持做到“少而精，切忌泛而广”教学理念，只重点讲授课程的最重要最基本的原理和概念，花费较多的课时在重要知识点上深入讲解，引导学生深入思考和钻研，而其他内容可一笔带过。“操作系统”知识内容纷繁复杂，需要老师摒弃细枝末节的东西从中抽取剥离出最重要的知识点，如处理器管理、存储器管理、I/O设备管和文件管理等，这些内容详尽阐述，而其他内容不作过多要求，甚至有些内容可以略讲甚至不讲(学生课下自学)。这样才能在某个点上讲得深讲得透彻，学生才能掌握得更牢固、理解得更透彻。

 

2.创新教学模式，激发学生的学习兴趣。“操作系统”课程有其自身的特点，应用型本科的学生也有其自身的特点，要综合考虑这两者的实际情况并结合实际的教学实践活动，探索出一套适合他们的、高效的、能切合专业人才培养目标的教学模式。“操作系统”内容抽象、理论性强、不宜理解和吸收，但“操作系统”本身却是一款优秀的系统软件，它所解决的问题都具有很强的实用性，它的很多经典的算法解决了现实生活中的很多问题。讲解“操作系统”知识的过程中，如果多与我们身边生活实例相结合，就会发现“操作系统”原理性的东西离我们并不那么遥远，学生理解起来也没有想象中的那么困难。

 

应用型本科的学生基础差底子薄、缺乏学习的主动性是事实，但他们的情商高，善于和老师交流，敢大胆提出自己的意见，参与意识强，也渴望得到肯定和表扬。所有这些都是我们可以进一步进行挖掘和利用的。以激发学习兴趣为出发点，专业能力培养为目标，知识传授为载体，全面参与型，任务驱动型和问题引导型的教学模式是行之有效的。兴趣是最好的老师，特别是对于基础较为薄弱的同学，不能唤起他们学习的兴趣，激发学习的激情就没有达到教育的目的。激发他们学习兴趣的途径就是让学生全面参与到教学活动中，用实际的任务驱动他们，用抛出的现实生活中他们关心的问题引导他们去思考，肯定他们思考的结果，表扬他们的进步，增强他们的信心。

 

3.注重课程实践教学，培养学生实践动手能力。实践教学的重要性和对理论教学的互补作用越来越被大家所认可，但应该如何开展实践教学、实践教学应该开设哪些内容、实践教学和理论教学的比重多少合适、面对基础较差的学生如何通过实践教学切实提高他们的动手能力、如何在实践教学中客观公正地评价学生的成绩等等，这都是摆在所有教育工作者面前的一道难题。

 

处理不好这些问题就会使实践教学的效果大打折扣。“操作系统”内容庞大繁杂，针对于应用型本科的学生，不能让他们一开始就去研读Linux操作系统的源代码，修改Linux的功能等，这样综合性的实验只会打击他们的自信心;也不能把实验的源代码直接给他们，仅仅让他们简单地做一下程序的调试工作，这样也起不到任何提高动手能力、加深理论知识理解的能力。“操作系统”实验内容的设计要针对应用型本科学生的特点，我们设计的“操作系统”内容既有验证性的实验，也有设计性的实验，还有综合性的实验。在做实验的过程中有一个循序渐进的过程，实验内容的难度也由易到难、由浅入深逐渐展开。教师实验教学中的作用同样重要，学生在做实验过程中会遇到各种各样的问题，教师要不同的情况加以协助和指导，这样他们的动手能力既得到了锻炼，理论知识的理解也得到了加强。

 

4.运用多种教学手段，创建多位一体的学习环境。随着社会的进步和教育理念的提升，新的教育教学设施和教学手段不断涌现。用便捷的教学设施、多样化的教学手段和灵活的教学方法更加直观、通俗、形象地表达抽象、深奥、不宜理解的知识内容是学生的迫切要求，也是授课教师的责任和使命。除了使用传统的黑板和PPT授课，新的教学手段和教学方法更能激发学生的学习兴趣和求知欲。比如用动画的形式表现进程调度算法，学生理解起来要比老师讲授好得多。

 

另外PPT的制作加入更多的图像图形元素，加入互动性的内容，提升教学效果。利用日益发展起来的网络学习“操作系统”知识，如果某个知识点理解不透彻，鼓励学生通过网络上的课件、视频来加深对知识的掌握和理解。特别是现在越来越流行的MOOC，鼓励学生通过它来进行课程的提前学习，然后再在课堂上和老师进行交流和讨论。越来越多的教学设施是我们教师用来提升教学效果和教学质量的有力工具，它们的灵活应用是培养学生专业知识能力、提升创新思维能力一种新的途径。另外，我们还建立了课上课下、网上课堂和教室课堂多位一体的学习环境，学生可以通过多种方式和手段进行学习。比如，我们把课程的课件，案例素材都放到网上，学生可以通过网络进行讨论，教师可以在网上答疑辅导。我们今后还要把教学录像放到网上，做成真正的网络课堂。

 

　　四、结束语

 

　　“操作系统”是计算专业的核心课程，在计算机及其相关专业的教学体系中起着举足轻重的作用，对培养学生的综合素质有重要意义。本文针对应用型本科学生的特点，结合多年的教学实践活动，从教学理念、教学模式、教学实践环节和教学手段等方面对“操作系统”课程的教学改革做了一些探索和尝试，也取得了一些明显的效果。但课程教学改革是一个不断完善的过程，其涉及的内容也是多方面的，只有不断跟踪学科发展、完善和充实教学内容、改变教学观念、改进教育教学方法、注重培养学生实践动手能力，才能使教学质量逐步提高，培养出适应社会发展需要的专业技术人才。

 

　　作者：魏士伟 邓维 柯捷 来源：教育教学论坛 2016年18期

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