基于人工智能應(yīng)用的操作系統(tǒng)課程改革分析

劉艷 李穎輝

摘 ?要 操作系統(tǒng)是高校網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)必修專業(yè)課之一，也是一門十分重要的專業(yè)課程。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，為了適應(yīng)人工智能的應(yīng)用需要，高校網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)應(yīng)對(duì)操作系統(tǒng)課程教學(xué)進(jìn)行必要改革。簡(jiǎn)單分析人工智能，簡(jiǎn)述操作系統(tǒng)課程教學(xué)現(xiàn)狀及教學(xué)中存在的不足，在此基礎(chǔ)上探討基于人工智能應(yīng)用的操作系統(tǒng)課程改革方案。

關(guān)鍵詞 人工智能;網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè);操作系統(tǒng);網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái);任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法;翻轉(zhuǎn)課堂

中圖分類號(hào)：G642.0 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2021）15-0095-02

0 ?前言

網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)是進(jìn)入新世紀(jì)后，隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，經(jīng)教育部批準(zhǔn)后建立的系別，其發(fā)展僅有10多年的時(shí)間，屬于高校中較為年輕的專業(yè)。但這一專業(yè)具有極強(qiáng)的工程實(shí)踐性，教學(xué)內(nèi)容涉及計(jì)算機(jī)、電子信息等方面的知識(shí)，同時(shí)與IT產(chǎn)業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)。操作系統(tǒng)是該專業(yè)一門十分重要的專業(yè)必修課。隨著網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的智能化和復(fù)雜化發(fā)展，該課程教學(xué)面臨新的要求，如果繼續(xù)按照該課程傳統(tǒng)的教學(xué)大綱對(duì)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)，已經(jīng)無法滿足該專業(yè)人才培養(yǎng)需求。因此，基于人工智能應(yīng)用的人才培養(yǎng)需求，該課程亟待進(jìn)行教學(xué)改革。

1 ?人工智能概述

人工智能（AI，Artificial Intelligence）是計(jì)算機(jī)學(xué)科的一個(gè)分支，是當(dāng)前世界科技發(fā)展的尖端技術(shù)之一。20世紀(jì)70年代以來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷突破，特別是近30年來信息技術(shù)的快速發(fā)展，人工智能得到快速發(fā)展，并被廣泛應(yīng)用到很多學(xué)科領(lǐng)域，取得十分豐碩的成果。

2 ?操作系統(tǒng)課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

操作系統(tǒng)是當(dāng)前我國(guó)各大高校網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的核心專業(yè)課程之一。在實(shí)際教學(xué)中，我國(guó)大多數(shù)高校網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)使用的操作系統(tǒng)教材版本是西安電子科技大學(xué)出版社出版的，而且大都沿用了計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的教學(xué)大綱，安排在本科教學(xué)的第四學(xué)期或第五學(xué)期，課時(shí)普遍設(shè)置為60～70學(xué)時(shí)。其中，理論講述課時(shí)在40～50學(xué)時(shí)之間，實(shí)驗(yàn)教學(xué)大約為20學(xué)時(shí)，且大都以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主。在考核評(píng)價(jià)方面，大都沿用傳統(tǒng)的考核評(píng)價(jià)模式，即以學(xué)生期末筆試成績(jī)作為評(píng)價(jià)的主要指標(biāo)，所占總成績(jī)比例為70%～

80%，而學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)及平時(shí)課業(yè)考核成績(jī)約占總成績(jī)的20%～30%。這門課程是一門具有極強(qiáng)理論性和實(shí)踐性的專業(yè)課程，而采用上述教學(xué)模式和方法，只能讓本專業(yè)的學(xué)生初步掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)整體的概念及其運(yùn)行機(jī)制，掌握一般的操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，很難滿足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)于高素質(zhì)人才培養(yǎng)的要求。

3 ?操作系統(tǒng)課程教學(xué)中存在的不足

3.1 ?學(xué)生學(xué)習(xí)存在較多困難

在高校網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)教學(xué)中，操作系統(tǒng)課程大都是在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和計(jì)算機(jī)組成原理等專業(yè)課程結(jié)束后才開始講述，因?yàn)樵撜n程中涉及的很多知識(shí)點(diǎn)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及計(jì)算機(jī)組成原理等課程的內(nèi)容相關(guān)，如“進(jìn)程”的概念就反復(fù)出現(xiàn)在多道程序的設(shè)計(jì)過程中，而“邏輯地址”與“物理地址”等概念也出現(xiàn)于對(duì)虛擬存儲(chǔ)器的管理當(dāng)中。此外，在進(jìn)程調(diào)度即頁(yè)面置換過程中還涉及多種不同的算法。因此，高校網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)操作系統(tǒng)課程教學(xué)內(nèi)容涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，不但繁雜，還較為抽象。對(duì)于大多數(shù)學(xué)生而言，他們對(duì)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及計(jì)算機(jī)組成原理等課程內(nèi)容的理解和掌握還存在一定的不足，因此，在學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)知識(shí)時(shí)存在較多的困難。

3.2 ?課程學(xué)時(shí)設(shè)置不科學(xué)

正如筆者在前文所說，當(dāng)前我國(guó)很多高校網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)在操作系統(tǒng)課程學(xué)時(shí)設(shè)置上普遍設(shè)置為60～70學(xué)時(shí)，其中，理論講述課時(shí)在40～50學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)大約為20學(xué)時(shí)。這種學(xué)時(shí)設(shè)置比例并不科學(xué)，理論教學(xué)設(shè)置的課時(shí)較多，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)置的課時(shí)較少，過于重視理論講述而忽略了實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不但不利于學(xué)生實(shí)踐操作能力的培養(yǎng)，也不利于學(xué)生綜合素質(zhì)與能力的培養(yǎng)。

3.3 ?實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)不合理

在開展操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，教師教授的主要內(nèi)容是操作系統(tǒng)的應(yīng)用，屬于驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，但在之前的理論講述中，教學(xué)的主要內(nèi)容卻是關(guān)于操作系統(tǒng)本身設(shè)計(jì)的。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)十分不合理，導(dǎo)致理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相背離，不僅無法幫助學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)操作將理論內(nèi)化于心，還極大影響了學(xué)生實(shí)踐操作能力和水平的提升。

4 ?基于人工智能應(yīng)用的操作系統(tǒng)課程改革分析

4.1 ?優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，人工智能技術(shù)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。在這樣的背景下，我國(guó)部分高校網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)在進(jìn)行操作系統(tǒng)課程教學(xué)改革時(shí)，首先應(yīng)優(yōu)化整合課程教學(xué)內(nèi)容。在實(shí)際操作中，相關(guān)高校網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的教師應(yīng)根據(jù)教育部頒布的《高等學(xué)校網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)規(guī)范》，明確操作系統(tǒng)課程的教學(xué)目標(biāo)，然后適時(shí)添加行業(yè)尖端科研成果，并適當(dāng)添加行業(yè)未來發(fā)展趨勢(shì)分析等方面的內(nèi)容，特別是人工智能技術(shù)在操作系統(tǒng)方面的應(yīng)用，并將其融入“進(jìn)程管理”“存儲(chǔ)器管理”“設(shè)備管理”和“文件管理”這四方面的教學(xué)內(nèi)容中，使操作系統(tǒng)課程教學(xué)的內(nèi)容更加科學(xué)，更符合時(shí)代發(fā)展對(duì)人才培養(yǎng)的需求，培養(yǎng)出大量社會(huì)急需的人才。

4.2 ?創(chuàng)新課程教學(xué)的方法

基于人工智能應(yīng)用的高校網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)在操作系統(tǒng)課程教學(xué)改革中還必須創(chuàng)新課程教學(xué)的方法。

4.2.1 ?針對(duì)理論課教學(xué) ?相關(guān)高校的網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)應(yīng)靈活采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法和翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法。眾所周知，高校網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)操作系統(tǒng)課程教學(xué)內(nèi)容涵蓋了較多的概念和原理，且涉及的知識(shí)點(diǎn)在內(nèi)容方面也較為抽象，這繁雜、抽象的知識(shí)大都與計(jì)算機(jī)底層的硬件相關(guān)。如果教師采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，無法激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。因此，教師應(yīng)積極創(chuàng)新理論教學(xué)的方法，積極采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式與翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式。在實(shí)際操作中，教師應(yīng)借助現(xiàn)代信息技術(shù)手段將學(xué)習(xí)內(nèi)容上傳到網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)，引導(dǎo)學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)上開展線上學(xué)習(xí)，并將學(xué)習(xí)的結(jié)果反饋給教師。而教師根據(jù)學(xué)生的反饋，調(diào)整課堂教學(xué)內(nèi)容，并在課堂教學(xué)中針對(duì)較為疑難的問題，采用重點(diǎn)講解的方式;而針對(duì)一般性的小疑問，鼓勵(lì)、引導(dǎo)學(xué)生以小組探討的形式，通過交流探討予以解決。

在完成理論教學(xué)后，為了幫助學(xué)生將理論內(nèi)容內(nèi)化于心，教師還要巧妙為學(xué)生設(shè)置學(xué)習(xí)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生以學(xué)習(xí)小組為單位，合理分配組內(nèi)成員的角色，分別查找相關(guān)的文獻(xiàn)并進(jìn)行交流互動(dòng)，有效解決教師設(shè)置的任務(wù)。通過這樣創(chuàng)新課程教學(xué)的方法，促使學(xué)生轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)觀念，逐漸養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，實(shí)現(xiàn)由“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”，從而為他們綜合素質(zhì)與能力的提升奠定基礎(chǔ)，促進(jìn)他們未來更好地發(fā)展。

4.2.2 ?針對(duì)實(shí)踐教學(xué) ?教師應(yīng)增加實(shí)踐教學(xué)的學(xué)時(shí)，并制定進(jìn)階式實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，從而有效培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)能力，并逐步提高他們的實(shí)踐創(chuàng)新能力。在實(shí)際操作中，教師首先可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行基礎(chǔ)性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證理論知識(shí)在實(shí)驗(yàn)中的具象化，幫助學(xué)生將理論知識(shí)內(nèi)化于心，得以進(jìn)一步鞏固，并逐漸構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò);其次應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，這是對(duì)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的升級(jí)，能有效提高學(xué)生對(duì)操作系統(tǒng)核心知識(shí)的利用，從而逐步提高學(xué)生的專業(yè)實(shí)踐能力;再次要組織、引導(dǎo)學(xué)生以學(xué)習(xí)小組為單位，開展綜合性實(shí)驗(yàn)操作，深入分析Linux操作系統(tǒng)的內(nèi)核，促使學(xué)生更進(jìn)一步了解該操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，同時(shí)有效培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神;最后要引導(dǎo)學(xué)生開展創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，對(duì)操作系統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)新性設(shè)計(jì)，以有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力。通過這樣科學(xué)設(shè)置實(shí)踐教學(xué)，能在潛移默化中提高學(xué)生的綜合能力與素質(zhì)，為他們未來的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4.3 ?構(gòu)建多元化評(píng)價(jià)模式

基于智能化發(fā)展建設(shè)的要求，高校網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)在操作系統(tǒng)課程改革中還應(yīng)積極構(gòu)建多元化的評(píng)價(jià)模式。在新課改過程中，新課標(biāo)明確指出了多元化評(píng)價(jià)對(duì)于學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)造能力培養(yǎng)的重要作用。因此，相關(guān)高校網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)應(yīng)積極構(gòu)建形成性評(píng)價(jià)模式，針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程進(jìn)行積極、多元的評(píng)價(jià)，同時(shí)輔以學(xué)生的期末考試成績(jī)及平時(shí)的作業(yè)考核;而且，在期末考試方面也應(yīng)適當(dāng)減少理論知識(shí)的考核，著重考查學(xué)生對(duì)于所學(xué)知識(shí)的理解和應(yīng)用。此外，還要引進(jìn)學(xué)生的自我評(píng)價(jià)和學(xué)生間的相互評(píng)價(jià)，由此構(gòu)建多元化考評(píng)模式，幫助學(xué)生更好地認(rèn)識(shí)自己，并不斷提升自己、完善自己，成為符合時(shí)代發(fā)展需求的高素質(zhì)專業(yè)人才，促進(jìn)我國(guó)智能化社會(huì)的發(fā)展。

5 ?結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在人工智能廣泛應(yīng)用的背景下，操作系統(tǒng)也面臨更高的要求，對(duì)于高校網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)學(xué)生的工程實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力提出更高的要求。因此，高校網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)應(yīng)基于人工智能的應(yīng)用，進(jìn)一步深化操作系統(tǒng)課程教學(xué)改革，從而有效培養(yǎng)并發(fā)展學(xué)生的工程實(shí)踐能力，促進(jìn)人工智能與操作系統(tǒng)的融合，為推動(dòng)我國(guó)智能化發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

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