高職高專操作系統(tǒng)課程教學(xué)改革研究

黃　銳　穆振海

摘要：操作系統(tǒng)作為計(jì)算機(jī)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，在計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)中占據(jù)十分重要的地位。本文分析了高職高專院校在計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，結(jié)合作者的實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，提出了具有高職高專特點(diǎn)的操作系統(tǒng)課程的教學(xué)改革方案。

關(guān)鍵詞：操作系統(tǒng)；教學(xué)改革；高職高專院校

中圖分類號(hào)：G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1672-5913(2009)04-0054-02

1引言

操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)專業(yè)課程體系中的專業(yè)基礎(chǔ)課程，它的前導(dǎo)課程為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)組成原理和高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)，課程的教學(xué)目的是使學(xué)生通過(guò)課程的學(xué)習(xí)，理解操作系統(tǒng)的基本概念、主要功能和設(shè)計(jì)原理，掌握常用操作系統(tǒng)的使用和管理方法。但是實(shí)際教學(xué)中由于其涉及知識(shí)面廣，理論性較強(qiáng)，缺乏有效的實(shí)踐環(huán)節(jié)，造成學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，難以達(dá)到良好的教學(xué)效果。

2教學(xué)中實(shí)際存在的問(wèn)題

2.1理論壓縮型教學(xué)

在課堂教學(xué)中，使用操作系統(tǒng)原理類教材，講授的內(nèi)容基本是在本科生要求掌握的理論知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行一定壓縮，基本表現(xiàn)是照本宣科，多講概念、原理和算法，要求學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)點(diǎn)死記硬背。在實(shí)踐環(huán)節(jié)中，要求學(xué)生使用高級(jí)語(yǔ)言編寫模擬進(jìn)程調(diào)度，銀行家算法等內(nèi)容的演示程序，強(qiáng)調(diào)對(duì)理論知識(shí)的深入理解和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)知識(shí)的應(yīng)用。其結(jié)果是學(xué)生記憶了大量的書本知識(shí)來(lái)應(yīng)付考試，而實(shí)踐中編寫的程序也沒(méi)有任何實(shí)際應(yīng)用之處，造成了學(xué)生觀念中“操作系統(tǒng)無(wú)用論”，極大地打擊了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也對(duì)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)造成了一定影響。

2.2操作應(yīng)用型教學(xué)

放棄操作系統(tǒng)理論性的內(nèi)容，開設(shè)Windows系統(tǒng)或Linux系統(tǒng)應(yīng)用類課程來(lái)代替操作系統(tǒng)課程。主要講授該類操作系統(tǒng)的常規(guī)應(yīng)用和維護(hù)知識(shí)，使學(xué)生能夠熟練使用和維護(hù)操作系統(tǒng)。在實(shí)踐環(huán)節(jié)中，要求學(xué)生掌握操作系統(tǒng)的安裝方法，能夠熟練應(yīng)用操作系統(tǒng)中的功能，例如Windows系統(tǒng)中的文件加密、磁盤配額、創(chuàng)建緊急修復(fù)磁盤、磁盤清理、備份與恢復(fù)數(shù)據(jù)、CHKDSK維護(hù)文件完整性等操作，可以針對(duì)操作系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的異常問(wèn)題進(jìn)行維護(hù)管理。這種教學(xué)方式將操作系統(tǒng)的學(xué)習(xí)等同于一種軟件的應(yīng)用學(xué)習(xí)，難度大幅度下降，但是作為計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生不應(yīng)僅僅只懂得安裝和維護(hù)操作系統(tǒng)，作個(gè)簡(jiǎn)單的“系統(tǒng)維護(hù)員”，還應(yīng)當(dāng)能夠理解操作系統(tǒng)的基本原理，為“改進(jìn)”和“增強(qiáng)”操作系統(tǒng)打下基礎(chǔ)。這樣才能體現(xiàn)出專業(yè)特色。

3改革方案

高職高專對(duì)于計(jì)算機(jī)學(xué)科人才培養(yǎng)的目標(biāo)是“培養(yǎng)計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用型專門人才”，教學(xué)安排基本是實(shí)踐能力培養(yǎng)為主，理論知識(shí)學(xué)習(xí)為輔。操作系統(tǒng)課程的教學(xué)改革也要緊扣此目標(biāo)。作者結(jié)合自身的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和實(shí)踐環(huán)節(jié)三個(gè)方面提出了具有高職高專特點(diǎn)的操作系統(tǒng)課程教學(xué)改革方案。

3.1教學(xué)內(nèi)容

操作系統(tǒng)課程教學(xué)改革的首要任務(wù)是對(duì)課程內(nèi)容的改革。課程應(yīng)圍繞以掌握操作系統(tǒng)的基本概念和原理為重點(diǎn)，以分析實(shí)例為手段展開，合理調(diào)整理論與實(shí)踐部分的搭配比例，重點(diǎn)突出實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。在具體的教學(xué)內(nèi)容設(shè)置中，遵循“夠用適度，求精不求全”的原則，合理地組織教學(xué)內(nèi)容。

在理論部分，以滿足學(xué)生課程學(xué)習(xí)的基本需要為主，重點(diǎn)掌握以下內(nèi)容：用戶接口技術(shù)；進(jìn)程管理和并發(fā)技術(shù)；內(nèi)存管理中的分頁(yè)策略和虛擬存儲(chǔ)；設(shè)備管理中的設(shè)備的分配與驅(qū)動(dòng)，緩沖技術(shù)及虛擬設(shè)備；文件系統(tǒng)中的文件組織形式、樹型目錄結(jié)構(gòu)以及對(duì)文件的基本操作的實(shí)現(xiàn)等。

操作系統(tǒng)課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)歷來(lái)是一個(gè)教學(xué)難點(diǎn)。以目前的實(shí)際情況，在實(shí)踐環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)開發(fā)操作系統(tǒng)是具有相當(dāng)難度的，也不符合高職高專教學(xué)特點(diǎn)。在實(shí)踐部分，由于Linux是遵循POSIX標(biāo)準(zhǔn)的免費(fèi)多用戶多線程類Unix操作系統(tǒng)，具有Unix的全部特征，且源代碼完全公開，方便學(xué)生對(duì)核心模塊源程序的研究，所以采用Linux作為教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，安排實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容包括系統(tǒng)引導(dǎo)程序、進(jìn)程調(diào)度、系統(tǒng)調(diào)用、內(nèi)存管理、設(shè)備驅(qū)動(dòng)、文件系統(tǒng)、內(nèi)核模塊等，基本與理論教學(xué)內(nèi)容相對(duì)應(yīng)，達(dá)到加深理論知識(shí)理解，輔助實(shí)際應(yīng)用的效果。

教材的選取依據(jù)以上教學(xué)內(nèi)容，在內(nèi)容上不僅要包括以上提到的理論知識(shí)點(diǎn)，還要做到基本原理與操作系統(tǒng)實(shí)例相結(jié)合。而實(shí)際選擇教材時(shí)，任何一本教材都會(huì)有不足之處，這樣就要求授課教師根據(jù)實(shí)際的情況對(duì)教材的內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，適當(dāng)刪減和添加內(nèi)容。在條件允許的情況下，最好自行編寫教材或講義，以便更適合本校教學(xué)。

此外還要注意操作系統(tǒng)課程與其它計(jì)算機(jī)課程(如計(jì)算機(jī)組成原理、高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等)之間的聯(lián)系，在教學(xué)內(nèi)容上互相銜接。這樣不僅可以減少教學(xué)內(nèi)容的不必要重復(fù)，明確教學(xué)內(nèi)容講授的重點(diǎn)，還可以使學(xué)生更好地理解整個(gè)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)，體會(huì)到操作系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)專業(yè)課程體系中的重要性。

3.2教學(xué)方法

首先要引導(dǎo)學(xué)生理解學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)的目的，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，消除“操作系統(tǒng)無(wú)用論”對(duì)學(xué)生的影響，使學(xué)生了解學(xué)好操作系統(tǒng)需要抓好三方面：基礎(chǔ)、理論、實(shí)驗(yàn)。同時(shí)也可以通過(guò)介紹操作系統(tǒng)領(lǐng)域新技術(shù)的發(fā)展，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。比如向?qū)W生講授隨著嵌入式系統(tǒng)的迅速發(fā)展，操作系統(tǒng)也隨之向著實(shí)時(shí)的、可移植的嵌入式操作系統(tǒng)發(fā)展，VxWorks、WinCE、VRTX、Linux等操作系統(tǒng)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，因此計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生有必要去學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)技術(shù)，只有深入的理解實(shí)際操作系統(tǒng)，才能更有效的管理和使用系統(tǒng)。

在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，遵循以培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力為目的的原則，積極探索和實(shí)施互動(dòng)式、引導(dǎo)式教學(xué)，以及任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法和梯度式教學(xué)法等先進(jìn)教學(xué)方法，注重激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生自主性學(xué)習(xí)的習(xí)慣，充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)，制作形象生動(dòng)的電子課件，重點(diǎn)演示課程教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，擴(kuò)大課堂教學(xué)知識(shí)容量。講授過(guò)程中注意理論與實(shí)踐相結(jié)合。例如在講授存儲(chǔ)器碎片管理時(shí)，先使用Windows中附帶的磁盤碎片整理程序演示此功能，然后再介紹原理，以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解。同時(shí)也可以適當(dāng)安排一些課堂討論，啟發(fā)學(xué)生積極主動(dòng)地思考，而不是單純被動(dòng)地接受知識(shí)。

注重學(xué)生自學(xué)環(huán)節(jié)，充分利用校園網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建操作系統(tǒng)課程網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資料共享、在線答疑、在線測(cè)試等功能，使學(xué)生可以靈活方便地自主學(xué)習(xí)。對(duì)于想要深入學(xué)習(xí)Linux的同學(xué)，指導(dǎo)成立學(xué)習(xí)小組，針對(duì)Linux內(nèi)核、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、程序設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行研討，全面推進(jìn)課程多元化教學(xué)。

3.3實(shí)踐環(huán)節(jié)

實(shí)踐環(huán)節(jié)是操作系統(tǒng)學(xué)習(xí)中最重要的部分，對(duì)能否學(xué)以致用，并進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣起到關(guān)鍵作用。實(shí)驗(yàn)安排中，在掌握Linux系統(tǒng)的基本安裝和操作之后，考慮到學(xué)生能力的差異和不同的發(fā)展方向，將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為兩個(gè)部分：設(shè)計(jì)模塊、應(yīng)用模塊，按照程序設(shè)計(jì)員和系統(tǒng)管理員兩個(gè)方向，供學(xué)生選擇學(xué)習(xí)。

(1)設(shè)計(jì)模塊

設(shè)計(jì)模塊主要是結(jié)合理論知識(shí)，加強(qiáng)對(duì)Linux模塊功能的分析理解，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，結(jié)合前導(dǎo)課程知識(shí)，能夠進(jìn)行系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)，構(gòu)造操作系統(tǒng)新模塊，添加新功能。在此基礎(chǔ)上，可以進(jìn)一步嘗試對(duì)Linux內(nèi)核進(jìn)行編譯研究。

(2)應(yīng)用模塊

應(yīng)用模塊主要是結(jié)合理論知識(shí)，理解Linux模塊功能，能理解熟練使用Linux系統(tǒng)，并在高級(jí)系統(tǒng)管理方面進(jìn)行復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)管理，例如：DNS、DHCP服務(wù)配置、VSFTPD、HTTP(Apache+CGI/JSP/PERL+Mysql)服務(wù)配置、VPN、防火墻配置等內(nèi)容。

教師要注意對(duì)實(shí)驗(yàn)的管理，對(duì)每一位學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行檢查和打分，作為學(xué)生課程成績(jī)的重要組成部分。對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題和實(shí)驗(yàn)完成情況進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，對(duì)實(shí)驗(yàn)中暴露出來(lái)的薄弱知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行鞏固，從而保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量。

最后要強(qiáng)調(diào)的是，面對(duì)迅速發(fā)展的信息技術(shù)，作為教學(xué)的核心——教師，幾乎與學(xué)生同步接受新知識(shí)、新思想，也面臨自身的知識(shí)更新，這就要求主講教師能夠把握操作系統(tǒng)的教學(xué)的整體框架，了解操作系統(tǒng)的最新發(fā)展，清楚教學(xué)知識(shí)點(diǎn)，明晰技術(shù)點(diǎn)和案例，及時(shí)更新知識(shí)結(jié)構(gòu)。

4結(jié)束語(yǔ)

操作系統(tǒng)作為計(jì)算機(jī)專業(yè)的核心課程，它的重要性毋庸置疑，而在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)高職高專的人才培養(yǎng)目標(biāo)，以及學(xué)生的實(shí)際情況，及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法，加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)，變單純傳授知識(shí)為注重應(yīng)用能力培養(yǎng)，大力推進(jìn)素質(zhì)教育，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行改革，提升教學(xué)質(zhì)量。