操作系統(tǒng)課程設計的實踐教學

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《操作系統(tǒng)》是高等院校計算機及相關專業(yè)的一門專業(yè)基礎課，課程本身具有理論性強、概念多且抽象、知識面廣等特征，因而操作系統(tǒng)課程一直被認為是一門教師覺得很難教，學生覺得很難學的課程，而其中最受熱議的話題便是在學習操作系統(tǒng)過程中的動手實踐問題。

1操作系統(tǒng)實踐環(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，知識涵蓋多個學科，該課程全面系統(tǒng)地講述操作系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)，重要算法及實現(xiàn)技術，這些因素一定程度上影響了學生的學習興趣和學習熱情，往往學生在學完該課程后，多數(shù)學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，實踐情況不樂觀，幾乎很難自己設計出一個小型的操作系統(tǒng)，這對課程設計的實踐教學提出一定的挑戰(zhàn)。另外，傳統(tǒng)授課模式影響下，學生容易“死讀書”，知識積累不扎實、靈活應用能力差。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，其過程中要求學生掌握一定的程序設計語言、算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計算機組成原理等課程的功底，但實際情況是，學生對所學知識課程掌握情況不夠，導致在學習《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生學習興趣和動力的根本原因之一。

2操作系統(tǒng)課程設計開展模式研究

深入研究我國普通高校針對操作系統(tǒng)課程的實踐教學設置，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，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)源代碼是實踐教學中的一種重要方法。

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

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

2.4擴展或替換小型操作系統(tǒng)的功能模塊選擇一個簡單功能的開放源代碼的操作系統(tǒng)為平臺，讓學生替換原有模塊，或是進行擴展、完善，再或是從無到有的獨立設計一個基本內(nèi)核功能的操作系統(tǒng)。但這項設計對學生的能力要求非常高，一般的本科院校目前還達不到。綜上所述，各所院校都在依據(jù)實際情況，如人才培養(yǎng)目標、學生的能力素質(zhì)、學校的軟硬件實驗環(huán)境設置等因素，選取合適的課程實踐教學環(huán)節(jié)。

3創(chuàng)新應用型培養(yǎng)模式下的實踐教學開展

結(jié)合我院應用型本科計算機專業(yè)學生的實際，將《操作系統(tǒng)》的實踐教學的內(nèi)容進行了重新設置。

3.1根據(jù)學生能力，劃分不同層次等級的實驗任務根據(jù)實驗內(nèi)容的難度，劃分初級、中級、高級不同層次的實驗任務，并組織相應實驗對象參與完成。初級實驗內(nèi)容相對簡單，全體專業(yè)學生都要完成，由課任教師負責指導、實施。中級實驗安排在第二部分，提供學生參考程序，全體學生分組開展實驗，提交設計報告。高級實驗難度較大，采取自愿形式，結(jié)合當前主流操作系統(tǒng)，由有興趣且有能力學生選做。

3.2“慕課”、“雨課堂”環(huán)境下的課程設置“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模式，不同于傳統(tǒng)的課堂授課方式，它能較好地提高學習效率和自由度。雨課堂是MOOC平臺“學堂在線“推出的混合式教學工具，旨在連接師生的智能終端，將課前—課中—課后的每一個環(huán)節(jié)都賦予全新的體驗。利用現(xiàn)代信息科技手段，將《操作系統(tǒng)》的課程信息、實驗任務、典型算法或擴展資料提供給學生，督促學生學習，從而提高學習質(zhì)量和學習效果。

3.3VMware虛擬平臺下，模擬典型算法為避免學生出現(xiàn)無意破壞開發(fā)工具或系統(tǒng)配置安裝失敗等問題，為學生配置WMware強大的虛擬機平臺，只需重啟預制好的VMware工作站，就可恢復到原來的編程環(huán)境，下載安裝開源代碼的linux系統(tǒng)為平臺，模擬實現(xiàn)操作系統(tǒng)的某些功能，例如進程調(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現(xiàn)。

3.4校企合作單位引入，課程內(nèi)容信息擴展將校企合作單位植入課堂，搭建產(chǎn)學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行前沿趨勢等信息介紹，或引用實際項目案例進行講學，使得學生更加深刻的理解課程的應用模式及專業(yè)發(fā)展形勢。3.5引導課程設計難度，使課程設計與畢業(yè)設計和競賽緊密結(jié)合高級實驗任務，對部分有能力的學生，鼓勵大量閱讀、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)和設計思想，針對當前流行的操作系統(tǒng)，選擇科學合理的實驗題目，增強學生分析思考能力、創(chuàng)新協(xié)作能力和實踐技能，為日后的畢業(yè)設計或參與競賽奠定扎實的基礎。

4結(jié)束語

針對《操作系統(tǒng)》課程在實際教學中出現(xiàn)的，學生在學習過程中對知識原理認識不夠，掌握不好等問題，研究者嘗試在設置詳盡的理論教學的同時，充分重視該課程的實踐環(huán)節(jié)，特別是課程設計的環(huán)節(jié)，通過實踐環(huán)節(jié)的模式探究，選擇合適的課程設置方案，加深學生對操作系統(tǒng)基本概念、工作原理、典型技術、流行實例的深刻理解，培養(yǎng)學生的實際動手能力、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)課程設計的教學改革[J].計算機教育，2014.

[2]王亮.淺談慕課背景下計算機網(wǎng)頁設計課程的教學改革.科教，2015（7）.

[3]詹曉娟，姚登舉，周屹.CDIO教學模式在“操作系統(tǒng)”課程教學改革中的應用[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)教學策略[J].計算機教育，2013（15）.

作者：覃曉虹 張連浩 單位：沈陽科技學院