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1、操作系统理论及实践教学改革探析摘要：操作系统是计算机及其相关专业的一门理论性和 实践性并重的基础核心课程，本文通过对该课程教学过程中 所存在问题的分析，认为在有效的实验环境与实验内容构建 基础上，应采用多样化的教学模式，以提高教学效率。关键词：操作系统理论与实践教学改革 操作系统是最庞大、最复杂的系统软件，也是计算机及相关专业的一门理论性、实践性并重的重要核心课程。但由 于其具有更新速度快、概念抽象、系统性差、原理性强，以 及对实验环境和学生知识掌握要求高等特点，该课程的实验 教学一直是教学中的难点。如何有效地开展教学，使理论与 实践紧密结合，已成为该课程教学改革的重点问题。一、教学中存在的问
2、题1. 学生认知程度不足操作系统课程的理论性、综合性较强，要求学生不仅要有很强的抽象思维能力，而且须具有深厚的硬件、汇编、数 据结构、语言等方面的知识，因此大多数学生对此心生畏惧。同时，很多学生往往对学后有立竿见影效果的课程兴趣较 大，而对诸如操作系统这样原理性强、学习后效应不会立即 显现的课程重视度较差。2. 理论与实践脱节该课程是一门理论性、实践性并重的课程，但目前大多 数高校使用的教材以UNIX作为实例来介绍分析操作系统的 特征，这与学生实际接触的操作系统有较大的距离，存在着 理论和实践严重脱离的现象，大有纸上谈兵的感觉，影响了 课程教学效果。3. 课堂教学方法单一因课程自身的技术原因，
3、许多现代教学手段很难应用到 教学过程中。因此很多学校仍采用传统的以板书为主的教学 手段，即使是使用电子教案，也只是单纯地播放理论知识课 件。学生感觉枯燥乏味，缺少积极参与思考的兴趣。4. 实验环节较薄弱因受实验室环境设备、课程安排和学生自身能力等因素 影响，复杂实验无法开展，简单实验又觉得没有开展价值， 致使为操作系统课程选择合适的实验内容一直被认为是共 性的难题。即使有实验也往往流于形式，甚至有些学校根本 就不开设实验课。5. 对学生课后拓展重视不够学生学习操作系统主要依赖教师课堂讲授，但因学时有 限，教师只能讲授基本理论，加之新的操作系统实现技术的 不断涌现和运用都需要通过教师的引导，使学
4、生利用课后时 间去阅读大量相关资料，来拓宽操作系统方面的知识。而在 这方面教师往往重视不够。二、构建有效的实验环境与内容操作系统教学中存在的以上诸多问题，其最好的解决办 法就是通过有效的实验教学来改变单一枯燥的纸上谈兵模 式，让学生通过实验操作来将理论与实践结合起来，从实践 中寻找学习兴趣。因操作系统软件的复杂和庞大，要真正领会操作系统课 程所介绍的概念、原理、方法和技巧，对于很多学生来说是 很困难的。而经验表明，学习尤其是真正体会和掌握一种操 作系统的最好方法是对它进行充分的实验，去阅读、验证、 修改和增强它的代码。但事实上，由于操作系统软件必须细 心构建，它直接控制着所有运行于其上的进程和
5、线程所使用 的硬件，因而对操作系统代码进行实验操作十分困难，甚至 有一定的风险。因此需要为学生提供一个研究操作系统内核 的学习环境，使学生可以由此来体验操作系统内核及其设计 技巧；可以在不修改任何代码的情况下，了解操作系统内部 状态的各个方面；可以通过编写新的代码来阅读内核的数据 结构和了解操作系统运作方式。1. 选择合适的实验环境Linux操作系统是具有Unix操作系统全部功能，且源代 码开放的免费操作系统，这为计算机操作系统课程提供了一 个很好的实验平台。Linux提供了从内核到上层的所有软件 的全部源代码，所以通过该系统可以使学生对系统内核代码 进行实际分析，修改源代码，可以无止境地深入
6、学习操作系 统的设计原理和技巧。实验过程中可以采用VMWare虚拟机 软件辅助，该软件的使用满足了这门课程所需的软、硬件要 求，可以使Linux操作系统很容易地架构在虚拟机上。这样 的实验环境不需要特别的硬件要求，除可在实验室安装外， 还可以容易地安装到学生的机器上，使学生可以摆脱实验室 的局限，同时极大地降低实验成本，无论是对实验室还是对 学生来说，都容易搭建。2. 设计适宜的实验内容实验内容的设计应该既要体现对所授原理内容的实践， 又要让学生能够实现，而不至于望而却步。因此，实验内容 可以围绕操作系统核心的五大功能，设置基于Linux的操作 系统的安装配置、命令操作、文件管理、进程管理、系
7、统管 理、存储管理、磁盘限额管理、用户管理、网络配置基础、 基本编程等方面的实验内容。通过实验来与现有操作系统课 程进行实践性的结合，将会是操作系统教学的极好“活教 材”，使学生对操作系统原理有一个比较深入的认识、理解。 这既能激励学生在操作系统设计方面的创新精神，又能培养 熟练操作Linux和具备Linux系统管理的专业型人才。三、创新教学模式1. 有效运用多元化教学手段在操作系统课程教学中采用电子教案实现陈述性强的 理论讲解，而对于需要算法推理等互动性讲解的问题，可配 合以板书、电子多媒体教学软件解决推导过程。在课堂教授 过程中还可以适当采用课堂讨论的教学方式，组织一些先进 性、开放性的讨
8、论题目，既能增强学生的参与意识，又能活 跃课堂气氛。2. 强化探索创新意识操作系统中许多问题不只有一种解决方案，其中许多问 题教师的解法也未必是最好的，所以教师应在尽量把课堂内 容讲具体、讲清楚、讲生动的前提下，让学生大胆地讨论一 些问题的解法。如在讲授系统配置、系统安全等很多内容时 都可以引导学生积极探求，启发学生积极主动地思考，而不 是机械被动地接受知识。3. 设置合理的实验层次在实验层次的设置上应以培养学生的应用能力为主。因 此在设计实验时应以验证型实验、操作型实验和综合型实验 为主，设计型实验为辅，通过多层次实验模式的设置，为不 同学习程度的学生提供不同层次的实验形式。4. 加强实验教
9、学的组织与管理学生是主体，教师是主导。教师应简明扼要地讲授实验 理论知识、实验目的、实验内容、重点和难点、注意事项， 然后让学生进行实验。实验过程中出现问题一般由学生自主 研究解决，教师仅作启发性提示和引导。在实验性质上分必 做实验与选做实验，为具有探索兴趣的学生提供了一个可拓 展的空间。根据实验特点，学生可以单独完成，也可以把学 生分成小组共同完成一个模块，几个小组完成一个大的系 统。5. 建立网络教学平台教学网站是一项充分发挥现代信息技术、拓宽教学资源 使用和学生受益范围的举措，也是让学生最大限度获得需要 的信息和知识，了解整个课程教学过程，让学生参与到教学 中，形成师生共建、共促的有效模
10、式。网络教学平台的建立, 除可发布教学资源，还可将大量课外资料补充其上；利用留 言板可与学生交流答疑；通过电子邮件向学生提供课外辅导 渠道；在线自测实现教学效果的自我检测。操作系统课程理论与实践教学的优化改进要适应课程 教学改革和专业发展的实际需要，要与时俱进地不断完善教 学活动的各个环节。在操作系统的理论及实践教学中不断探 索，通过使用合理多样的教学方法，充分调动学生学习的兴 趣、积极性和主动性；通过加强实验教学，提高学生的动手 能力，以及分析问题和解决问题的能力。参考文献：1 李广军.操作系统教学方法初探J .福建电脑， 2007, (11).2 李学征.计算机操作系统教学中的问题与改进J, 中国科技信息，2006, (2).
