面向南疆地區(qū)的操作系統(tǒng)課程教學(xué)改革探索

劉付勇　張著

摘 要： 計算機操作系統(tǒng)課程是計算機專業(yè)的核心課程，針對南疆地區(qū)少數(shù)民族學(xué)生漢語基礎(chǔ)弱、抽象思維能力欠缺、學(xué)習(xí)的主動性不強等問題，探討了如何通過有效的教學(xué)手段來提高南疆地區(qū)民漢合班操作系統(tǒng)課程教學(xué)質(zhì)量。以培育南疆應(yīng)用型人才為基礎(chǔ)，從南疆操作系統(tǒng)課程教學(xué)現(xiàn)狀、課程教學(xué)改革建議、考核方式等方面，提出了該課程教學(xué)改革的基本思路和方法。

關(guān)鍵詞： 操作系統(tǒng)； 教學(xué)改革； 教學(xué)現(xiàn)狀； 考核方式

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2016）08-69-03

Abstract： Computer operating system is the core course of computer specialty. This thesis explores how to improve the teaching quality of the operating system by effective ways in Uygur-Chinese class in Southern Xinjiang region， aiming at the problems of poor foundation， lack of abstract thinking and poor learning initiative and so on. To cultivate the applied talent for Southern Xinjiang region， from the aspects of the present situation of operating system teaching， the teaching reform suggestions and the examination methods etc.， the basic ideas and methods of the teaching reform of the course are put forward.

Key words： operating system； teaching reform； present situation of teaching； examination method

0 引言

操作系統(tǒng)是計算機與用戶的重要接口，屏蔽了計算機底層復(fù)雜的硬件實現(xiàn)，為用戶提供一個統(tǒng)一的GUI界面[1]。用戶對電腦功能的要求越多元，計算機系統(tǒng)設(shè)計就越復(fù)雜，其社會接受度和地位就越高。操作系統(tǒng)課程為計算機軟件和硬件開發(fā)人員提供了底層的基礎(chǔ)知識，可以較為全面地掌握數(shù)據(jù)在計算機內(nèi)存、CPU、I/O之間的運行機理。操作系統(tǒng)課程里所涉及的經(jīng)典算法，可以與程序設(shè)計語言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等課程結(jié)合，提高學(xué)生解決問題的廣度。因此它是計算機專業(yè)的一門知識結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、過程抽象的核心課程，同時它又具有很強的實踐性。對于全面理解和掌握系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件之間的數(shù)據(jù)流向、了解計算機硬件和軟件之間關(guān)系，學(xué)好操作系統(tǒng)課程就顯得尤為重要[2]。

1 南疆地區(qū)操作系統(tǒng)課程教學(xué)現(xiàn)狀

由于我們學(xué)校地處南疆（南疆地區(qū)包括：阿克蘇、喀什、克州、和田、巴州及兵團南部城市阿拉爾等），計算機專業(yè)學(xué)生在班級編排時是少數(shù)民族學(xué)生和漢族學(xué)生同班。為了南疆穩(wěn)定民族和諧，長期以來，教師在其課程教學(xué)內(nèi)容上更向少數(shù)民族學(xué)生傾斜，課程內(nèi)容相對比較保守。而操作系統(tǒng)知識抽象難懂，軟硬件知識體系涉及面廣，基礎(chǔ)知識要求扎實，就目前操作系統(tǒng)教學(xué)情況，總結(jié)如下。

1.1 學(xué)生課堂參與度低

長期以來，大學(xué)課堂多是由教師講解，學(xué)生只是被動的坐在下面聽課[3]。隨著時間的推移，學(xué)生學(xué)習(xí)熱情漸失，學(xué)生逐漸的只著重考前一周授課教師所畫出的考試重點，只在意最后的分數(shù)。而操作系統(tǒng)課程設(shè)置偏向理論，教材上的進程管理、處理器管理、存儲器管理、設(shè)備管理、文件管理等知識更新相對緩慢，除了應(yīng)試之外，與穩(wěn)疆、興疆及對信息化人才實際應(yīng)用能力的需求有一定的落差。

1.2 經(jīng)典算法實現(xiàn)度不高

操作系統(tǒng)課程涉及很多經(jīng)典算法，例如在進程同步部分，有“生產(chǎn)者消費者問題”、“哲學(xué)家進餐問題”等算法，通過理論學(xué)習(xí)，學(xué)生都能理解，但算法實現(xiàn)難度較大，無法即學(xué)即用。操作系統(tǒng)理論部分更多的是傳遞一種管理方法，傳遞的是一種思想[4]。這一點不同于C語言、JAVA、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等課程可以直接作為工具為用戶解決實際問題，操作系統(tǒng)所講的理論不如其他課程來的直接。大多數(shù)南疆地區(qū)應(yīng)用型本科生學(xué)習(xí)目的是掌握實現(xiàn)方法和原理，對于進程管理、內(nèi)存管理等方法原理的分析與設(shè)計還無法用具體的程序語言表達出來，所以大多數(shù)學(xué)生的體會是學(xué)后難以用上，故降低了學(xué)習(xí)的興趣。

1.3 課程設(shè)計實踐難度大

操作系統(tǒng)作為與底層硬件直接交互的軟件，南疆地區(qū)民族學(xué)生基本沒有英語基礎(chǔ)，學(xué)生硬件編程語言、計算機組成原理等課程基礎(chǔ)薄弱，對操作系統(tǒng)內(nèi)核的編譯和調(diào)試相對困難[5]，學(xué)生操作稍有不慎就會造成系統(tǒng)死鎖，重裝操作系統(tǒng)在時間、精力上損耗嚴重。雖然我們很多實驗都采用虛擬機來模擬，但涉及環(huán)境變化，很多實驗與在真實平臺下的實驗有差別，學(xué)生所得到的體驗與預(yù)期有差距。

1.4 與其他課程縱向聯(lián)系不夠緊密

由于操作系統(tǒng)內(nèi)部運行機制過于抽象，學(xué)生實踐訓(xùn)練較多的是基于某虛擬平臺上驗證性試驗，基本沒碰觸到底層開發(fā)，這樣導(dǎo)致操作系統(tǒng)與C語言、計算機組成原理、模電數(shù)電、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等課程聯(lián)系不夠。而實際上，操作系統(tǒng)作為軟硬件課程之間的一個接口，其課程的學(xué)習(xí)，可以對其他課程起到積極的引導(dǎo)和促進作用。應(yīng)該更好的推進學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。同時，操作系統(tǒng)也是網(wǎng)絡(luò)管理員、網(wǎng)絡(luò)工程師資格認證考試的基礎(chǔ)課，因此學(xué)校對操作系統(tǒng)教學(xué)改革寄予了很高的希望，提出了高要求。因此我們對于南疆地區(qū)操作系統(tǒng)課程的教學(xué)提出幾點改革的建議，僅供參考。

2 南疆地區(qū)操作系統(tǒng)課程教學(xué)改革建議

2.1 優(yōu)化學(xué)時分配，構(gòu)建多元化課程教學(xué)體系

按照操作系統(tǒng)最新教學(xué)大綱，使學(xué)時分配更加貼近南疆民漢和班實際。經(jīng)過對操作系統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計、組織、加工，共規(guī)劃操作系統(tǒng)前瞻性技術(shù)概述、專業(yè)算法、進程管理與硬件結(jié)構(gòu)、I/O與軟硬件接口原理、文件與存儲器管理、實用性系統(tǒng)軟件安裝和課程設(shè)計等，統(tǒng)籌兼顧專題式教學(xué)內(nèi)容體系（見圖1），打破傳統(tǒng)的墨守成規(guī)學(xué)時分配教學(xué)模式，既增強了知識的系統(tǒng)性、連貫性，又能培養(yǎng)出更加符合南疆發(fā)展實際的應(yīng)用型人才。

2.2 以互動式教學(xué)為基礎(chǔ)，改變課堂授課模式

引入互動式授課模式，由于計算機操作系統(tǒng)課程內(nèi)容抽象、枯燥、乏味，我們在操作系統(tǒng)教授過程中，當遇到一個算法、一個內(nèi)部運行原理圖等，以提問的方式，先讓多個學(xué)生講出直觀的理解和感受，然后教師再輔助講解，從而有助于提高學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的參與度，培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力。

2.3 引入問題導(dǎo)向教學(xué)模式

引入問題導(dǎo)向式教學(xué)，例如，在講解進程管理的時候，如果內(nèi)存和CPU之間沒有cache存儲器，那么內(nèi)存和CPU還能不能并發(fā)與同步呢？可讓3至4名學(xué)生為一組課后討論，下一次上課時，由組長回答問題，這樣做，一方面可以提高學(xué)生團隊解決問題的能力，另一方面可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。

2.4 成立興趣小組，改變課堂問題回答方式

在課程設(shè)計階段，以小組的形式組織學(xué)生完成一些較大的實驗項目，實驗項目可以由教師制定，也可以由學(xué)生自己選擇，項目完成后，以小組為單位提交項目報告，并以小組為單位參與項目答辯。這樣可以培養(yǎng)學(xué)生動手能力、撰寫項目報告能力、思辯能力及團隊協(xié)作能力。同時，在理論課部分，引入新的課堂問題回答模式，回答問題不要隨機選擇學(xué)生，而是每堂課，從最后一排開始選擇學(xué)生回答問題，這樣可以極大的提高學(xué)生選擇第一排座位的主動性，從而提高課堂授課和聽課效率。

2.5 引導(dǎo)學(xué)生參與教師的科研項目

結(jié)合教師的課題，積極引導(dǎo)學(xué)生參與。實驗教學(xué)與科研實現(xiàn)了有機的融合，有力地推動了學(xué)生創(chuàng)新活動的開展，收到了明顯的成效。通過這種形式，學(xué)生可以提早參與到項目開發(fā)中來，為以后走上社會就業(yè)打下良好的基礎(chǔ)。

2.6 鼓勵民族學(xué)生計算機專業(yè)英語學(xué)習(xí)

強化計算機專業(yè)英語名詞學(xué)習(xí)，由于南疆民族學(xué)生沒有英語基礎(chǔ)，因此，課堂授課過程中如遇到英語短語，可讓學(xué)生以小組為單位課后整理課堂上學(xué)過的計算機專業(yè)英語詞匯，每次課前學(xué)生聽寫專業(yè)詞匯，從而提高民族學(xué)生學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)的積極性。

2.7 以“兵團南向發(fā)展”為契機，教學(xué)內(nèi)容面向?qū)嵱没?/p>

目前，新疆南疆智慧城市、智慧團場的快速發(fā)展，“兵團南向發(fā)展”戰(zhàn)略的提出，南疆地區(qū)對于軟件開發(fā)和農(nóng)業(yè)信息化人才需求量巨大。作為應(yīng)用型農(nóng)業(yè)本科院校，有責(zé)任培養(yǎng)自治區(qū)、兵團急需的應(yīng)用型專業(yè)人才，學(xué)生也非常迫切地希望能夠系統(tǒng)地學(xué)習(xí)相關(guān)技術(shù)，得到規(guī)范的指導(dǎo)和訓(xùn)練，以獲得更多的就業(yè)機會。因此，在確定操作系統(tǒng)原理授課內(nèi)容時，我們跟蹤操作系統(tǒng)原理和相關(guān)技術(shù)的教材，在講授操作系統(tǒng)運行原理時，緊密結(jié)合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相關(guān)算法。在講授文件管理、內(nèi)存管理、I/O設(shè)備管理時，加入學(xué)生比較感興趣的計算機系統(tǒng)的維護、系統(tǒng)安裝、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的搭建等內(nèi)容。在內(nèi)容講解上，引入適當?shù)纳罨膶嵗瑫r結(jié)合少量的考研真題、網(wǎng)絡(luò)工程師考試真題，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

2.8 優(yōu)化教學(xué)手段，豐富教學(xué)方法

第一，課件動態(tài)化，充分利用flash、3dmax交互式軟件和多媒體技術(shù)，爭取把抽象的進程三個狀態(tài)變換、處理機的調(diào)度、內(nèi)存頁面的調(diào)度等，動態(tài)地呈現(xiàn)給學(xué)生，也可以鏈接各種圖片及影音文件，以視聽輔助教學(xué)，避免課件單純地播放理論知識，從而極大地強化學(xué)生對具體知識點的學(xué)習(xí)。

第二，作業(yè)完成小組化，課堂上，學(xué)生遇到難以理解的算法時，可以以小組的形式進行討論；課后作業(yè)也是以小組的形式完成。在交作業(yè)的時候，代課老師隨機對小組成員進行抽查，這樣可以增強同學(xué)之間的團隊協(xié)作能力。

第三，課后答疑網(wǎng)絡(luò)化，搭建一個計算機操作系統(tǒng)學(xué)習(xí)網(wǎng)站或者建立一個QQ群，老師可以將授課計劃、作業(yè)要求、答疑、課程題庫等和任課教師進行交流，將課程學(xué)習(xí)延續(xù)到了課堂之外，構(gòu)建一個良好與快捷的學(xué)習(xí)平臺。

第四，開展課后教學(xué)與討論，鼓勵基礎(chǔ)好且有興趣的同學(xué)成立操作系統(tǒng)學(xué)習(xí)小組，采取靈活的互動方式，每周一次，將其作為平時分的加分項。并積極引導(dǎo)學(xué)生到企業(yè)實踐鍛煉，提高動手能力。

第五，針對民族學(xué)生，加強計算機操作系統(tǒng)的安裝、計算機應(yīng)用軟件、計算機服務(wù)器搭建的培訓(xùn)，提高南疆信息化應(yīng)用型少數(shù)民族人才培養(yǎng)。

3 構(gòu)建更加公平的考核方式

畢業(yè)證及各種獎助學(xué)金評定依然與成績掛鉤，教學(xué)考評是衡量教學(xué)效果的重要措施，是促進教學(xué)的一種有效手段。民族學(xué)生沒有英語基礎(chǔ)，漢語基礎(chǔ)普遍薄弱，因此在制定考評制度時，盡量考慮民族團結(jié)因素制定合理的評分制度。教師可以將平時課堂學(xué)生回答問題的頻率與質(zhì)量、學(xué)生完成作業(yè)的整體情況、上課的出勤率以及期末考試卷面成績等納入學(xué)生成績綜合評定中。例如可以采用以下的評分方式：總成績=10%上課回答問題得分+20%操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件安裝實訓(xùn)得分+10%學(xué)生完成作業(yè)得分+10%上課出勤率得分+50%期末考試試卷的成績（見表1）。而最后的考試題目難易程度，應(yīng)根據(jù)課程中學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進行相應(yīng)的調(diào)整，做到既可以考察學(xué)生基礎(chǔ)知識的掌握情況，又可以讓學(xué)生的掌握程度最大化展現(xiàn)出來。這樣經(jīng)過五個部分的考核，就可以最大限度地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望和積極性，保證教學(xué)的效率。

4 結(jié)束語

本文針對民漢合班操作系統(tǒng)課程提出了：優(yōu)化學(xué)時分配構(gòu)建多元化課程教學(xué)體系，改變課堂授課模式，成立興趣小組改變課堂問題回答方式，優(yōu)化教學(xué)手段與豐富教學(xué)方法，堅持課內(nèi)理論與課外應(yīng)用實際相結(jié)合，優(yōu)化考評方式等措施，取得了良好的效果。為適應(yīng)南疆未來十年互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)、農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展的需要，今后還應(yīng)加大操作系統(tǒng)課程的改革力度和步伐，進一步加強課程實用型、應(yīng)用型課堂教學(xué)方法研究，進一步解決“操作系統(tǒng)課程理論與實踐結(jié)合不緊密、過于抽象”等問題。盡其所能，把學(xué)生培養(yǎng)成穩(wěn)定新疆、興疆的合格人才，成為南疆網(wǎng)絡(luò)信息化世界長治久安的“銅墻鐵壁”。

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