操作系统教学方法研究论文

操作系统教学方法研究论文（共12篇）

操作系统教学方法研究论文 篇1

0 引言

操作系统是计算机系统的核心部分，不仅是最基本的系统软件，而且是应用程序开发的基础[1]。操作系统课程在计算机科学与技术专业本科生教学中具有重要地位。该课程既要讲授操作系统的基本概念，又要使学生掌握计算机操作系统的基本原理与典型的实现技术。

Andrew S.Tanenbaum认为，对于操作系统这门课程，学生应该学习那些在实践中真正有用的概念，而不仅仅是寻求理论上的完善[1]。William Stallings认为，单纯讲授概念和理论是远远不够的，必须通过具体的例子来说明这些概念[2]。

1 操作系统课堂教学的目标

操作系统是最基本也是最重要的系统软件，它控制计算机的所有系统资源，是应用软件开发的基础。操作系统课程的教学不仅要强调操作系统的原理，更要强调它的设计与实现技术[3]。通过该课程的学习，使学生在掌握基本知识的同时，具有在相关领域继续深入学习的能力。

因此，首先需要根据计算机科学与技术专业人才培养的目标以及操作系统课程在专业培养目标中的定位，确立课程的教学目标。为了加强对学生设计和实现操作系统能力的培养，我校计算机科学与技术专业培养方案将操作系统的设计与实现作为课程设计单独设置。本文不涉及操作系统实验方面的研究。

根据学生的不同兴趣和能力，我们提出了以下三个层次的教学目标：

(1)基本目标。掌握操作系统的基本概念、工作原理与典型的实现技术。这个目标是作为计算机科学与技术专业本科生必须要达到的目标，是操作系统这门课教学的基本要求。

(2)中级目标。在应用软件(特别是大型软件)设计中能借鉴操作系统设计中的思想和方法，如时间与空间、性能与方便使用之间的权衡;在并发程序设计中能熟练运用信号量等操作系统提供的进程间通信(InterProcess Communication,IPC)机制。学生在应用软件设计中，可以借鉴操作系统设计中的思想或方法来解决相关问题，能设计进程同步算法，并具有综合运用所学知识对具体操作系统进行分析和设计的能力，

(3)高级目标。设计与实现具体的操作系统或剪裁实际的操作系统(如嵌入式操作系统)。要达到这个目标仍需要学生继续深入学习和进行大量的实践。因此，我们在本课程的教学中为学生推荐深入学习和课外实践的参考资料以及实践内容。对于部分能力强的学生，通过课外实践，是可以初步达到这个目标的。对于多数学生，通过后续的操作系统课程设计，自己动手实现一个小型的操作系统，可以逐步达到该目标。

2 操作系统课程的内容组织

操作系统课程具有原理多、概念相对抽象、内容涉及范围广等特点。教学内容包括操作系统内部工作原理、相关概念、实现技术与算法等，在有限的学时中要覆盖所有教学内容是不可能的。该课程的核心知识点包括：进程与线程的概念，进程同步，进程间通信，经典进程同步问题，死锁，进程调度，内存管理，文件系统，I/O设备管理以及典型操作系统实例。可选的知识点有：操作系统安全与保护、实时操作系统、嵌入式系统、容错、分布式操作系统等。因此必须合理设计教学内容以及讲授次序。

在教学内容的选择上我们坚持以下原则：

(1)明确教学目标，突出讲授重点，理论联系实际，不求面面俱到;

(2)强调具体实现技术，尽可能做到原理与实现技术的呼应;

(3)教学内容涵盖全国计算机科学与技术专业硕士研究生统一入学考试大纲。

根据以上原则，我们在内容组织上采取如下思路：

(1)现代操作系统四大功能(进程管理、内存管理、文件系统、设备管理)的设计原理与实现技术构成操作系统课程的知识体系。围绕现代操作系统的四大功能展开操作系统的教学，实例研究选择以Linux为主，适当介绍Windows的实现原理。

(2)在整个课程的学时分配上，以进程管理为重点，特别是并发与同步，占用最多的讲授学时，其次是内存管理，然后是文件系统、设备管理。

(3)进程同步算法是操作系统课程的重点，也是难点。现代计算机系统广泛采用多任务环境，应用软件也日趋复杂，其中涉及到资源的共享与竞争、多个任务之间的通信与同步等问题，所有这些问题的基础是并发。并发是程序员在开发复杂多任务应用时必然要面临的问题。因此，进程同步不仅是操作系统设计中的重要问题，而且在复杂并发软件开发中具有非常重要的实际应用价值，对于学生来说，掌握这部分内容难度较大。因此，在课堂教学上不仅要讲清概念，而且要让学生真正掌握其实现技术。例如，互斥与信号量的实现技术、经典进程同步算法设计方法与实例分析等。

(4)适当压缩进程调度与死锁的教学内容。拿死锁来说，许多内容在操作系统设计和实际应用软件开发中并不实用(例如银行家算法)，因此在教学内容上注重思想，不对细节进行介绍。

(5)在讲授次序上，不照搬教材。例如死锁部分，不同的教材采用不同的次序，很多教材将其纳入进程管理部分。由于死锁涉及共享资源，而共享资源与内存管理、文件系统以及设备管理的相关知识有关，将死锁放在后面讲解更有利于学生的理解和掌握。

3 教学方法与手段

根据该课程概念多、抽象的特点，逐步形成了有自身特色的教学方法，主要体现在以下方面：

(1)“整体-局部-整体”的教学思路

课程开始时，在介绍“什么是操作系统”、“操作系统发展过程中形成的一些基本概念”、“操作系统对运行环境的要求”、“为什么要学习操作系统”之后，首先告诉学生学习该课程要达到或尽力达到的三个目标，给出操作系统的整体知识结构，使学生首先建立该课程的整体框架。

在具体讲授操作系统各部分基本原理和实现技术的过程中，始终结合这个整体框架来逐步展开、细化，保持主线明确、思路清晰。

课程最后进行总结，将课程开始时建立的整体骨架落实，引导学生建立起该课程的整体概念和知识体系。

(2)“‘是什么’、‘为什么’、‘有什么用’、‘如何实现’相呼应”的内容组织

由于操作系统涉及的概念、原理多，很多概念比较抽象，学生不容易理解。因此，在讲授时除了说明“是什么”以外，注重从“为什么”、“有什么用”以及“如何实现”等多角度告诉学生相关概念或原理的实质。例如，信号量是操作系统中一个非常重要而有实际应用价值的概念，也是本课程的一个难点，除了按照一般教科书上介绍的信号量基本概念之外，还要说明“信号量的物理意义：信号量的值表示可用资源的数量”、“引入信号量是为了从操作系统的层面上解决进程并发带来的结果不确定性问题”、“用信号量可以设计任何的进程同步算法”、“用忙等待或阻塞方式实现信号量的程序代码”、“从资源等待的角度出发去分析设计进程同步算法”等，并结合汇编语言说明互斥的实现方法。同时，要求学生在课外用C语言和汇编语言相结合，实现具体的进程同步问题，使学生深入理解概念的本质并能灵活应用去解决实际问题。

(3)“从操作系统设计者的角度去思考”的学习方法

操作系统是由人设计的，许多原理和技术不存在谁对谁错、甚至没有绝对的好坏之分，必须放在特定的环境和目标下去分析。因此，在教学过程中，对于许多内容，直接告诉学生结果往往不重要，重要的是如何思考解决问题的方法。因此，在课堂教学过程中，始终贯穿一种学习方法：学生把自己看作一个操作系统的设计者，从设计者的角度去思考“我设计和实现操作系统时如何解决这个问题”、“为什么采取这种方法”等，尽量减少“死记硬背”，注重体会其中的重要思想。

(4)“课堂讲授、实践与讨论相结合”的引导式教学形式

在课堂上，根据教学内容的特点，采取灵活多样的教学形式。例如，对于设备管理中的“I/O数据传送方式”，由于学生具有先修课“计算机组成原理”的基础，这部分内容很容易理解，因此在课堂上直接进行精练的讲授，具体细节留给学生课后自学;对于经典的进程同步问题，如果只是由教师讲解如何设计以及设计出的结果，学生在遇到实际问题时往往不知道如何入手分析。因此，对于这部分内容，首先通过一个典型例子的讲解，告诉学生设计同步算法时对问题的思考和分析方法，在此基础上，其他例子先由学生在课堂上自己设计，把结果写在黑板上，最后由任课教师对学生们的解决方案(往往是五花八门)进行点评，在实际教学中收到了良好的效果，也调动了学生学习的积极性。当然，要求教师对这些内容要相当熟悉、融会贯通，因为学生们经常会给出一些预想不到的解决方案，虽然可能不正确，但对教学很有帮助，是学生掌握知识、提高解决实际问题能力的第一手素材。同时，给出一些课外实践性的作业，提高知识运用和实际动手能力。、

(5)“多媒体与板书有机结合”的教学手段

板书的优点是利于启发思考，但缺点是影响进度、信息量欠缺;多媒体课件的优点是利于扩大课堂的信息量，但不太利于启发学生的思考。因此，根据课程不同内容的特点，选择采取板书、多媒体以及多媒体课件与板书结合等形式。例如，在讲授算法的过程中，直接采用多媒体不利于启发思考，讲授过程以板书为主，最终结果以多媒体给出，以节省时间。

在多媒体课件的设计与使用过程中，坚持一个理念：讲课不是做报告，虽然讲课有艺术的成分，但不是表演、不是放动画片。因此，在多媒体课件中，尽量做到文字精练、朴实，避免大段的文字，辅以适当简单的动画给学生思考的时间和空间。

4 结论

操作系统在整个计算机系统中占有重要地位，操作系统课程是计算机科学与技术专业本科生的核心课程。合理的教学目标定位、有效的教学内容组织与教学方法对于学生深入理解课程内容和提高分析解决实际问题的能力具有重要作用。本文提出了操作系统课程的三个层次的教学目标，探讨了“整体-局部-整体”的教学思路与“课堂讲授、实践与讨论相结合”的引导式教学形式等。

参考文献

[1]Andrew S.Tanenbaum著.陈向群,马洪兵等译.现代操作系统(原书第3版)[M].北京:机械工业出版社,2009.

[2]William Stallings著.陈渝译.操作系统-精髓与设计原理(第5版)[M].北京:电子工业出版社,2006.

[3]王雷.国外操作系统课程分析[J].计算机教育,2008,6(5):85-87.

操作系统教学方法研究论文 篇2

应答器教学系统研究

介绍了应答器技术在铁路列控系统中的应用,并以一组射频芯片为基础,制作出应答器教学系统模拟平台.

作 者：华勇 卢海 张涛 Hua Yong Lu Hai Zhang Tao  作者单位：成都铁路局贵阳电务段,550005,贵阳 刊 名：铁道通信信号 英文刊名：RAILWAY SIGNALLING & COMMUNICATION 年，卷(期)： 45(4) 分类号：U2 关键词：应答器   射频   模拟平台  

《信号与系统》教学方法研究 篇3

【关键词】教学方法;因材施教;网络资源《Signals and Systems》teaching method

【Abstract】The teaching method is an important element of the teaching reform. Fully understand the characteristics of the course, based on years of experience in teaching and learning, and continue to explore in order to perfect or mature form their own teaching methods.

【Keywords】teaching methods; individualized; network resources

【中图分类号】G652 【文献标识码】B【文章编号】2095-3089(2012)09-0047-01

教学方法是完成教学任务、实现教学目的的重要手段。不断探索教学方法和教学手段的改革,对激发学生兴趣、活跃学生思维、提高学生能力起到关键性的作用。《信号与系统》课程特点:数学公式多、物理意义抽象,学生掌握时较难。如果在教学中采用多种先进灵活的教学方法,同时辅以先进的教学手段,将有助于提高学生理解、掌握知识的能力。笔者在多年的教学过程中,不断探索教学方法的研究,不断提高教学质量。

1提高教师自身能力

教师讲授一直是本门课程的主要手段,不断提高教师自身的能力至关重要。我们要做到熟悉多版本的教材,拓展知识面,相同的知识点,选择最适合的方法,让学生更好的掌握,这样也会提高学生的学习兴趣。

多参加专业技能培训,这样会更快寻找到好的教学方法和手段。如笔者参加过全国信号与系统精品课程培训班,孟桥、樊祥宁两位教授将自己多年在教学和教材编订中积累的经验、体会和心得毫无保留的传授给我们,我们可以有选择的去实践,从中找到适合学生的教学方法,甚至去改进来探索更好的方式。使我们从原来仅是传授知识转变为考虑如何教、如何将一门枯燥的课程讲的生动、如何提起学生的兴趣等等的层面。

2准确的定位,教学做到“因材施教”

孟桥教授说到:要了解你的教学对象。我们的目的就是让我们的学生掌握这门课程的知识,所以首要问题就是了解学生的基础如何,兴趣所在或者是他们的专业背景,在教学中不断发现他们在学习中可能的困难所在。根据学校的培养目标,来制定适合学生的教学计划与培养模式。青岛工学院作为一所致力于培养高素质应用型、创新型人才的院校,在这门课程的教学中,更应该注重该课程的实用性与实践性,不应让学生对知识的掌握仅局限于理论中,应通过对试验环节的重视,来进一步提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,进而培养学生较强的动手能力与创新思维。

实际的教学过程中可以分层次、分环节进行。理论部分,对于一般的学生,只要求学习基本知识,完成基本作业[1];对于考研学生除基本知识外,要求学习参考教材(一般是报考学校的参考教材),基本作业外补充一些考研题目。实验部分,对考研和不考研的学生的实际动手能力的要求一样,除验证性实验外增加综合设计性题目。除了试验箱实验外,增加Matlab软件仿真实验。这样也会提高学生学习的兴趣。

3要研究教学方法

学习教学方法、研究适合课程、适合学生和教师风格的教学方法至关重要。

研究教什么和怎么教的问题就是教学方法。而作为一名教师,我也总在坚持不懈地努力:怎样让我的学生在我的课堂上有收获,怎样让学生获取本课程的知识、达到本课程的教学目的。而在实际中遇到不能达到我的这个预期目标的时候我就会去了解学生的相关基础知识的掌握情况,及时调整教学内容;对于学生积极性的调动,除了举一些很有趣的例子外,也会在课堂上随时举一些或难或简单或单纯就是为了吸引学生注意力的问题,引导大家思考;也会留一些课后的思考题要求大家课后查资料来完成,完成的好的给与及时的肯定和鼓励。这些实际上就是教学方法。但是要求针对某一门课形成自己的比较成熟或者比较完善的教学方法。每一门课都有其自身的特点,如何了解这些特点,找到难点,去克服,让学生愿意接受、易于接受。当然,教学经验是很重要的一点,我们要不断努力、学习,以求形成一套行之有效的教学方法。

4培养学生学习知识的方法

孟桥教授倡导:在我们传授信号与系统这门课程的知识体系的同时,要考虑到我们本科教学的最终的目的,或者说是更高的目的:让学生通过本科学习,掌握一定基础知识和专业知识的同时,学会如何学习知识,如何发现问题、分析问题、解决问题。如何培养学生学习知识的方法呢?以信号与系统这门课为例:首先了解此门课程的背景,了解学生的基础,分析前期课程和后续课程,不断更新课程知识体系,抓住此门课程的主线,找到规律,以达到事半功倍的效果。注意参考书、习题集,电子教案和网络教学,理论与实践的联系等等。

5信号与系统和数学

信号与系统这门课程是一门应用数学知识比较多的非数学专业课程。应用到了:复变函数、微积分、积分变换、泛函分析、概率论与随机过程等方面的知识。但是孟桥教授一再强调:我们是在利用数学工具解决实际的工程问题。不要让学生觉得这是一门枯燥的数学课。很多学生都很头痛数学问题,如果给他们这种感觉了,他们会直接失去对这门课的兴趣,更谈不上深入的学习,所以如何避免这种尴尬,也是这门课程的一个特点。

6合理利用网络资源

笔者创建了一个校级精品课程项目《信号与线性系统》,建立精品课程网站。网站上有:课件、习题答案、课程录像、实验内容、参考教材、部分学校的考研真题等等。学生可以根据需要课下学习、提高。通过教学团队内各位教师的联系方式,可以通过网络等方式课下讨论。利用现代化技术,可以扩大学习空间、培养学生自主学习能力。

7结束语

要提高教学质量,必须要不断的学习与探索,改变传统的教学模式和方法,使之现代化;深刻认识这门课的特点,形成自己的比较成熟或完善的教学方法;随着社会的快速进步,不断学习,将前沿知识融入教学,使之年轻化。

参考文献

《操作系统》的实践教学研究 篇4

《操作系统》课程是计算机及相关专业的核心基础课, 该课程不仅要求学生较好地掌握理论基础, 而且要求培养学生良好的课程实践能力。由于该课程的内容比较抽象、深奥, 并且课程实验难做, 实验效果不明显, 所以, 该课程的实践环节在很多学校成为摆设, 有的学校干脆去掉实践环节。然而, 实践教学又是本门课的重要组成部分, 实践教学对于学生理解和掌握操作系统的基本原理和方法, 为今后从事系统程序设计, 并发程序设计, 多用户环境应用程序设计打下坚实的基础。所以, 本门课不但必须包含实践内容, 而且还应该加强, 使之能更好地辅助课堂教学。[1]

2《操作系统》实践环节的运作情况

当前, 国内各高校因为自身师资力量、实验条件、学生程序编写能力的不同, 对《操作系统》实践环节的处理方式不尽相同, 有的要求学生实现一个比较完整的小型操作系统, 该小型操作系统包含了一般操作系统的主要功能;有的要求师生共同剖析一个开源的操作系统, 并试着更换一些功能模块, 以体验这些模块的地位和作用;有的要求学生实现《操作系统》中的一些经典算法, 如生产者-消费者问题、银行家算法等, 以深入理解《操作系统》的原理。另外, 各高校在人才培养方案中, 《操作系统》实验教学学时一般占课程总学时的1/3至1/2, 实践课时的多少, 取决于高校对该门课的重视程度, 以及实际的教学效果。[2]

经过对各高校《操作系统》实践教学的调查, 《操作系统》实践部分的开设形式主要有以下四种:

2.1 验证操作系统部分功能的实验

这种实验方式最简单, 主要思路是, 以某个实际的商业操作系统为实验环境, 学生可以尝试执行操作系统提供的某些功能, 能力更强的学生还可利用操作系统提供的系统调用函数编写、运行程序, 以改进功能。通过这两种方式, 学生可体验操作系统原理在实际商用操作系统中是如何工作的。

这种方式的特点是, 学生不必编写操作系统功能实现的代码, 对完全理解操作系统的内涵意义不大。

2.2 模拟经典算法的实验

这是比较常见的一种实验方式。其执行过程是, 由教师选取操作系统中的一些经典算法, 如读者-写者问题, 电梯算法, 让学生使用其熟悉的编程语言 (如:C语言、C++语言) 来实现算法。

该方式与程序设计课程的上机环节相似, 这有助于学生理解《操作系统》的理论和技术, 但是, 这种方式由于缺乏训练学生对操作系统完全性的把握, 达不到培养学生完整掌握操作系统的目的。

2.3 替换实际操作系统的主要模块

这种方式对学生的编程能力要求较高。其执行过程是, 以开源的操作系统为平台, 要求学生选取其中的主要功能模块, 并对其进行替换及扩展。然而, 开源的操作系统一般比较庞大, 结构环境复杂, 对师生的要求很高, 一般高校实施的效果不好, 最终只有小部分学生达到实验目的, 学生的受益面不大。[3]

2.4 设计一个操作系统雏形

这种方式的执行过程是, 教学中可选取一个包含简单内核的教学操作系统, 让学生逐步改进、扩展其功能;或者干脆让学生设计一个全新的操作系统雏形, 该雏形包含操作系统的基本内核功能, 如处理机管理、进程管理、内存管理、设备管理、文件管理功能。

该方式与课程实验教学目标一致, 理论上比较理想, 但在实际的执行过程中, 由于操作系统是一个大型的系统软件, 其设计、结构相当复杂, 因此这种方式实施起来难度很大。

3 在教学操作系统Geek OS上完成实验教学

由于一般的商业操作系统设计复杂, 结构庞大, 学生规定课时内很难全面掌握, 同时, 这些操作系统已经非常成熟, 差不多实现了全部功能, 学生没有多少新的工作可做。所以, 设计一个基于教学操作系统的实践教学平台显得尤为迫切和必要。

3.1 教学操作系统的分类

教学操作系统有两大类:一类是针对RISC结构MIPS处理器的, 例:Nachos;另一类是针对CISC结构的X86通用处理器的, 例:Minix、Geek OS。

3.2 Geek OS操作系统概述

最通用的处理器是CISC结构的X86通用处理器。它是一个用C语言开发的操作系统, 学生可以在Linux或UNIX环境下对其进行功能扩充, 也可以在Windows下使用Cygwin工具进行开发, 且其针对进程、文件系统、存储管理等操作系统核心内容分别设计了7个难度逐渐增加的项目供选择。

3.3 Geek OS的项目设计

Geek OS操作系统源文件geekos-0.3.0.zip可以从网上免费下载。Geek OS系统的源文件在src目录下, 分7个项目:project0~project6。

3.3.1 项目的结构

每个项目的文件结构都类似, 以project0为例, 主要有四个子文件夹:

1) build文件夹。包含系统编译后的可执行文件的文件, 软盘镜像fd.img (project1等项目中还包含有磁盘镜像diskc.img) , makefile项目管理文件。

2) Include文件夹。包含两个子目录, 分别是geekos和libc, 在geekos子目录中有kthread.h, keyboard.h等头文件, 在libc中包含有Geek OS支持的C语言标准字符串函数头文件string.h。

3) scripts文件夹。包含项目编译时用到的一些脚本文件。

4) src文件夹。包含系统内核源代码, 用户修改Geek OS系统时要修改的源代码如main.c等都位于这个目录中, 在User子文件夹中一般是用来存放用户的测试文件, 在tools子目录中的代码是用来建立pfat测试文件系统的。

3.3.2 七个项目的功能

project0:在该项目中, 要求学生实现一个内核级的I/O进程, 该进程能从键盘接收一个按钮, 并显示在显示屏上。该项目的目的是让学生了理解Geek OS的编译、链接和运行, 明白计算机系统是如何启动的。

project1:在该项目中, 要求学生熟悉可执行链接文件 (ELF) 的格式, 并通过编程程序来分析该文件, 同时将分析结果送到加载器。该项目的目的是让学生理解ELF文件的结构, 使学生掌握如何加载和运行可执行文件。

在提供的Geek OS内核系统的基础上, 为学生设计了7个由易到难的设计项目用于Geek OS的改进。这些项目分别涵盖了操作系统内核的各个基本模块:系统启动, 进程管理, 存储管理, 文件系统, 访问控制以及进程间通信。7个项目都规定了改进的目标, 并提供了一些设计指导性的意见, 但没有提供源代码, 所以学生首先必须熟悉Geek OS的基本工作原理, 才能开展各个项目的设计与实现。

project2:在该项目中, 要求学生编程来支持用户态进程, 这种支持包括初始化用户态进程空间、初始化用户进程空间、切换用户进程、导入用户程序。该项目中, 计算机存储分配方式还是采用段式分配。该项目实现后, 学生就可以使用Geek OS提供的命令行解释器Shell运行一些命令来执行PFAT文件系统内的用户测试程序。

project3:在该项目中, 要求学生改进Geek OS的调度程序, 实现基于4级反馈队列的调度算法 (初始Geek OS系统仅提供了FIFO进程调度算法) , 并实现信号量, 支持进程间通信。

project4:在该项目中, 要求学生编程实现分页虚拟存储管理, 以替代前述项目中一直采用的段式存储管理。学生实现分页式虚存管理以后, 系统在内存不足时, 就可以将部分内存页面调出送到硬盘, 以缓解内容压力, 实现虚拟存储技术。

project5:在该项目中, 要求学生实现GOSFS文件系统, 该文件系统采用虚拟文件系统, 可加载不同的文件系统, PFAT只读文件系统是默认加载的文件系统。该项目的目的是要实现一个多级目录的、可读写的文件系统。

project6:在该项目中, 要求在文件系统中新增一个访问控制列表, 并使用匿名半双工管道实现进程间通信。

以上7个项目, 后几个项目实现难度比较大, 所以在实际的教学中, 可根据情况, 要求学生必须实现project0, project1, project2, 而project3至project3, 对能力强的学生可以自行完成。

4《操作系统》实践环节的考核

《操作系统》实践环节的考核非常重要, 好的考核将激励学生努力学习, 达到实验效果, 办法如下:

1) 教师制定实验报告格式和要求, 教师对学生完成的实验报告的作检查和评价;

2) 对设计性实验, 要求学生回答并作出评价, 回答的问题主要有:阐述解决该问题的算法思想、所使用的数据结构是如何设计的、使用的测试用例是如何选取和设计的、算法性能怎么样。

3) 对一些学生能实现的算法, 要求学生上机演示, 教师在其演示期间可提问并作评价:主要程序代码的含义, 分析及解释运行结果。[4]

5 结束语

本文讨论了《操作系统》课程实践环节的主要动作方式, 并分析其利弊, 然后提出了选用Geek OS教学操作系统作为实践平台来开展实践教学工作。在实际运作过程中, 为达到较好的学习效果, 可对学生实施分组, 每组6个学生 (好中差搭配) , 灵活调整学生要完成的任务。

摘要：该文分析了目前《操作系统》课程开展实践教学的主要方法及存在的问题, 提出以教学操作系统GeekOS构建实践教学平台, 并采取逐步扩展GeekOS的方法, 让学生实际参加操作系统功能的理解和扩展, 使学生能更好地理解操作系统的理论知识, 达到更好的教学效果。

关键词：操作系统,实践教学,教学操作系统,GeekOS

参考文献

[1]王国华《.操作系统》实验课程的设置与实践[J].山西财经大学学报, 2006, 9 (1) .

[2]黄廷辉, 王宇英, 崔更中“.操作系统”课程实践教学的研究与实践[J].计算机教育, 2007 (11) .

[3]赵伟华, 陈建孝, 董黎“.操作系统”课程实践教学环节的研究与设置[J].吉林工程技术师范学院学报, 2011 (27) :7.

操作系统教学方法研究论文 篇5

本文首先从研究生物经济学的目的出发,指出了生物技术及生物经济的.内涵;然后阐述了生物技术复杂性尤其是其在经济领域复杂性的主要表现,在对其主要内容进行总结归纳的基础上,提出生物经济复杂性的一些研究思路、方法及系统集成的方法.

作 者：陈衍泰 陈国宏 司春林 李美娟 CHEN Yan-tai CHEN Guo-hong SI Cun-lin LI Mei-juan  作者单位：陈衍泰,CHEN Yan-tai(复旦大学管理学院,上海,33;福州大学管理学院,福州,350002)

陈国宏,李美娟,CHEN Guo-hong,LI Mei-juan(福州大学管理学院,福州,350002)

司春林,SI Cun-lin(复旦大学管理学院,上海,200433)

刊 名：中国管理科学  ISTIC PKU CSSCI英文刊名：CHINESE JOURNAL OF MANAGEMENT SCIENCE 年，卷(期)：2004 12(z1) 分类号：C931 F224 关键词：生物经济   复杂性   系统集成  

操作系统教学方法研究论文 篇6

关键词：虚拟机 VMware Linux 计算机教学

中图分类号：G434 文献标识码：B 文章编号：1673-8454（2009）11-0063-03

一、问题提出

操作系统是计算机系统非常重要的系统软件，是用户和计算机之间的接口，它通过各种资源管理方案为用户提供一个良好的人机操作环境，是用户使用计算机的基础。目前，大多数用户使用的都是微软公司的Windows系列操作系统，但要使用正版的Windows操作系统，需要付出一定的经济代价。而Linux是一个免费、源代码开放的操作系统，其卓越的性能和安全性，迅速征服了广大用户，在企业、政府部门和学校中的应用越来越广。为了适应这一形势，许多学校的计算机专业中均开设了相应的理论和实验课程。但在实验的安排上很多学校存在一些困难，如由于条件所限不能单独建设专门的实验室。另外，虽然可以在一台计算机中安装双系统，但使用Linux的频率远低于Windows，双系统必然会造成资源的浪费。因此，如何利用现有资源为学生提供一个良好的实验环境是教好Linux课程的关键。

二、解决方法

这种情况可以使用VMware虚拟机软件来帮忙，我们可以在现有操作系统的基础上虚拟出一个或多个操作系统。[1]

VMware允许操作系统和应用程序在一台虚拟机内部运行。虚拟机是指运行于物理计算机上的由软件模拟出来的计算机，或称为逻辑上的计算机。它实际是由存放在物理主机硬盘中的一系列文件组成的。在VMware中，用户可以在一个窗口中加载一台虚拟机，它可以运行自己的操作系统和应用程序。用户也可以在运行于桌面上的多台虚拟机之间切换，通过一个网络共享虚拟机，挂起和恢复虚拟机以及退出虚拟机——这一切不会影响主机操作和任何操作系统或者它正在运行的应用程序。

VMware Workstation 5（简称VMware 5）是目前主流的应用软件，借助该软件可以在现有的操作系统中再安装一个或多个操作系统，从而建立教学演示和学生实践的实验平台。在这个平台上，教师可以更好地完成教学任务，学生可以进行实验操作。而且在虚拟机上的实验操作不会影响物理计算机的安全，因为这些操作只是针对物理计算机硬盘中某个文件夹而已。这不但满足了教师教学的需要，同时给学生提供了一个良好的操作环境。

三、实现步骤

在VMware 5中，将物理存在的计算机称为宿主机（Host），运行在其上的操作系统称为宿主操作系统（Host OS），在VMware 5上建立的虚拟机称为客户机（Guest），运行在其上的操作系统称为客户操作系统（Guest OS）。

1.VMware的安装

在Windows XP下安装VMware 5和安装一般的软件过程相似。通过网络下载一个VMware Workstation 5安装程序，并获取一个产品序列号，将这些文件存放在机房实验用的计算机上。这样，即使没有光驱，同学们也可以按照该软件的实验向导的提示一步一步安装成功。

2.安装Linux虚拟机

启动VMware 5，在右窗格中选择“New Virtual Machine”图标后，选择“Typical”安装，接着选择Guest OS的类型，在选择列表中选择Linux，在下面的Version下拉选项中选择“Other Linux”（在此以中科红旗的Red Flag Linux为例），然后给虚拟机命名并选择虚拟机文件的存放位置，这里选择Red Flag Linux作为虚拟机名称，选择D:Linux作为虚拟机文件存放的文件夹，注意最好将该文件夹作为专门的虚拟机目录。接下来选择Network Connection和指定虚拟磁盘容量为8G，单击“完成”按钮，在VMware Workstation 5左窗格中就可以看到Red Flag Linux虚拟计算机已经安装完成，并显示该虚拟计算机所拥有的标准硬件设备。需要注意的是，如果物理计算机的硬盘为IDE接口时，需要点击Command区域中的“Edit Virtual Machine Setting”项，删除原来的SCSI接口的硬盘，添加一个IDE接口的硬盘就可以了。此时，在工具栏上就可以看到开机（）和关机（）按钮都呈可用状态，表明该虚拟机可以加电使用了。

3.在虚拟机上安装Linux操作系统

为了降低实验的设备要求、提高系统的安装速度，可以选择用镜像文件安装。由于Red Flag Linux安装盘有两张，故制作成的镜像文件有两个，我们称其为Linux1和Linux2。因而即使实验室学生机上没有光驱，也没有关系。要完成这两个文件的安装需要借助一个模拟光驱软件来帮助实现读取光盘文件，在此使用金山公司的金山模拟光驱软件来实现。这样，在安装Red Flag Linux之前首先要进行光盘的插入操作，方法如下：启动金山模拟光驱软件，单击“设置”按钮，选择要设置的指定光驱盘符（本例中即“H：”和“I：”），将镜像文件Linux1和Linux2分别插入模拟光驱“H：”和“I：”（如图1所示），并在VMware 窗口中选择“Edit Virtual Machine Setting”选项，在打开的对话框中单击CD-ROM项，在右侧的connection区中选中Legacy emulation复选项，并选择“H：”，单击OK，就可以开始Red Flag Linux的安装了。由于是给学生提供Linux实验环境，可以直接使用图形方式（Graphical Mode）安装，通过一系列简单的设置就可以完成Linux操作系统的安装。在这个过程中需要注意的是，当第一张光盘读完后需要返回VMware，在CD-ROM设置时将其指定为“I：”，单击OK，就可以继续进行安装了。

四、Linux课程教学应用实例

1.学生安装Linux操作系统

和Windows操作系统不同，Linux系统提供了两种安装方式，分别是图形方式（Graphical Mode）和文本方式(Text Mode)。图形安装方式和Windows相似，适合于快速安装（用户参与少）。为了使同学们能更加清晰地掌握Linux内部细节性的知识，可以让学生在文本方式下自己动手安装Linux系统。安装前也需要使用模拟光驱软件，方法和前面相同，需要指定镜像文件所在的虚拟光驱以及更换光盘文件。设置好后在VMware窗口中单击Start this virtual machine，就进入Red Flag Linux的安装机界面，如图2所示。在“boot：”后输入text，按Enter就进入文本安装界面。按照屏幕上的提示，完成相关的设置就可以完成系统安装。

2.学生在虚拟计算机上进行Linux环境下的磁盘分区、格式化

磁盘分区是安装操作系统过程中经常性的操作，是系统安装的基础，也是学生最感兴趣的一个问题。同时，由于Linux环境和Windows环境下对于硬盘及其逻辑分区的表示方法不同，磁盘分区方法也有所不同。因此，让学生学会Linux环境下的磁盘分区是非常有必要的。有两种方法可供选择，第一种是在系统安装时，当出现“选择磁盘分区方式”对话框时选择“Disk Druid”（文本方式下），如图3所示，或选择“手动分区”（图形方式下）， 就可以进行磁盘空间的划分，在设置了分区的挂载点、文件系统格式和分区大小后，就可以进行磁盘格式化了。

第二种方法是在命令提示符方式下，执行fdisk命令，通过选择不同参数，如d、l、n、p、w、q就可以实现删除原磁盘分区、重新进行分区以及浏览分区情况。

3.设置引导装载器GRUB[2]

GRUB是一个多重引导装载器。可以在多个操作系统共存时，进行系统引导项目的选择。在Linux操作系统中，可以使用GRUB设置Linux默认启动方式（Linux系统提供有窗口和命令两种使用界面）。Linux系统安装后默认的启动方式是窗口方式，为了让学生在真正的命令方式下学习常用命令的使用，体会引导装载器GRUB在系统中的地位，可以让学生修改grub.conf文件，将默认启动方式设置为命令方式。完成这一设置可以按照以下的方法进行：启动Linux虚拟计算机，在窗口方式下找到/boot/grub/grub.conf文件，修改其内容，主要是对其中的default项和title项进行修改，如图4所示，修改完成后保存文件，重新启动虚拟计算机，就会发现启动后系统默认进入命令方式下。这样，就可以排除窗口方式的干扰，进入真正的命令方式下进行相关命令的操作学习。

通过该实验可以告诉学生，修改/boot/grub/grub.conf文件中的default项和title项，可以改变Linux系统下默认的启动方式，这就是引导装载器GRUB发挥作用的结果。同样，在安装有双系统（Windows和Linux）的计算机环境下，也可以通过修改该文件中的default项和title项，实现计算机启动时在双系统之间的选择。

另外，在VMware下的虚拟Linux计算机上操作时，通过敲Ctrl+Alt+Enter组合键，会进入全屏工作方式。此时，用户会完全脱离Windows XP的界面干扰，进入纯正的Linux操作系统环境下进行操作。

参考文献：

[1]罗文村,汤庸.Linux实践及应用[M].北京:清华大学出版社,2006:36-42.

智能手机操作系统教学研究初探 篇7

关键词：只能手机,操作系统,Android

1、引言

随着苹果公司成功打破了微软公司此前创造的市值纪录, 成为有史以来全球最值钱的公司, 苹果公司成为了世界科技公司的翘楚。苹果公司的崛起有赖于其对手机的颠覆性革命, 得益于其对智能手机的持续创新。

随着智能手机和平板电脑的普及, 智能手机和平板电脑操作系统的需求量逐年增加.在所有的智能手机和平板电脑中, 苹果iOS和Android操作系统凭借其友好的用户界面、新颖的使用感受, 占据了目前市场的主要份额.随着苹果iOS和Android操作系统市场份额的扩大, 很多应用开发商正在招揽手机软件应用型人才, 紧跟市场开设智能手机开发课程成为许多学校的选择。

2、智能手机概述

所谓智能手机, 是指使用开放式操作系统的手机, 同时第三方可根据操作系统提供的应用编程接口为手机开发各种扩展应用硬件。这种手机除了具有普通手机的通话功能外, 还具有PDA的大部分功能。另外, 在个人信息管理以及基于无线数据通信的浏览器和电子通信功能方面也比较突出。

智能手机相当于一台有通信功能的电脑, 可以像电脑一样上网, 用户可以安装丰富的应用软件。近两年, 智能手机以前所未有的速度迅速普及, 英国达到51%, 美国其次大约占44%, 而中国大概占33%。中国的市场容量还非常庞大, 应用前景极为广阔。

3. 智能手机操作系统分析

现在市场上的智能手机以下几种不同的操作系统, 它们分别是:Symbian, Windows Mobile, Linux, Palm, Android, iOS等。其中竞争力最大、应用最为广泛的是Android操作系统和苹果iOS操作系统。

谷歌推出的Andriod, 它在手机操作系统领域掀起了波澜。Andriod是以Linux为最底层技术进行开发, 依仗开放源代码。它是完全开放的, 几乎能在所有硬件上运行, 充分地开放和自由, 并且拥有完全的原始代码。按照它的发展趋势, 瓜分手机操作系统市场已成为定局, 它现在不仅仅是一部手机操作系统, 许多厂商已经计划把该操作系统移植到其它电子产品上。

iOS使用基于Unix的内核, 并带有Unix风格的内存管理和抢占式多任务处理, 大大改进内存管理, 允许同时运行更多软件, 这实质上消除了一个程序崩溃导致其它程序崩溃的可能性。它还具有极度华丽图形用户界面、极高的运行效率和稳定安全性。

据IDC的报告显示, iOS和Android现已占据了80%以上的智能手机市场, 在苹果和谷歌眼里, iOS和Android之间的竞争已经不仅仅是操作系统的竞争, 而是涉及到公司未来的竞争。iOS和Android都在努力的扩大市场份额、吸引开发者、获取用户。在市场份额方面, Android已经远远超过了iOS。相对于Android的开放, 苹果将软硬件的控制权都牢牢把握在自己手里, 可以将用户体验做到极致, 并且吸引了大量的开发者。

Andriod和iOS一方面要相互厮杀, 争夺市场, 另一方面还要提防其它操作系统的虎视眈眈, 激烈的竞争也将伴随着智能手机的发展而愈演愈烈。

4. 职业能力分析及课程架构

iOS系统的学习需要掌握object-c语言, 且需要苹果电脑硬件的支持。对于学校教学有条件上的限制, 所以一般首选Andriod系统的学习。学生今后有需要, 也可以自学iOS开发。

Andriod操作系统开发涵盖了系统的各个层面, 系统架构自下而上分为硬件层、内核层、系统库层、应用程序框架层、应用程序层等。开发技术相应为:硬件开发技术, 操作系统 (Linux) , 系统库 (C/C++) , 应用程序框架 (Java) , 应用层开发等。Andriod操作系统底层开发人员需要对硬件驱动、Linux操作系统、C语言等有较深入的研究。

对于应用层开发, 开发人员需要掌握Java语言、Xml语言、数据库原理, 熟悉使用程序架构层所提供的API接口。相对于底层开发人员而言, 培养周期较短, 难度较低。

结合Andriod操作系统开发人员所需的技术能力, 按照循序渐进原则, 学生的职业能力分为:计算机操作技能、软件编程技能、Andriod系统应用开发技能.

计算机操作技能要求学生能够熟练操作计算机, 使用常用软件和网络工具;软件编程技能要求学生能够运用Java语法, 在相应的开发环境下进行应用程序设计、编码、调试、发布;Andriod系统应用开发技能要求学生在Andriod系统开发环境下, 开发Andriod操作系统应用程序.

Andriod应用开发又可大致分为以下三个方面:Andriod客户端应用程序、Andriod通用类程序、Andriod游戏开发。学生在学好Java的基础之上, 可以根据自己的兴趣和专长选择某一个作为自己的主攻学习方向。

Andriod应用开发学习和其它软件学习没有什么多大的区别, 主要还是熟悉环境, 多加练习。在实战中不断完善和提高自己的编程水平。

5、结束语

智能手机及其软件的发展日新月异, iOS和Andriod打的难分难解之时, 微软又虎视眈眈。作为软件开发学习者, 我们依据我们的实际情况, 打好扎实的软件基础, 为未来的发展创造良好的条件。

参考文献

[1]熊刚.基于Android的智能手机的设计与实现[D].武汉:武汉理工大学, 2010

操作系统课程实践教学改革研究 篇8

1)内容抽象。课程包含大量概念和原理,穿插介绍Windows、Linux系统作为实例,学生学完课程仅仅掌握了几个基本概念,并没有真正了解课程的精华及应用层次,更谈不上操作系统原理所具有的实际应用价值。

2)课程的内容陈旧,远落后于该领域最新的研究成果。如计算机系统安全、分布计算、嵌入式系统等内容几乎没有涉及。不能满足当前应用型人才培养,导致学生积极性不高,所学知识难以致用。

3)课程实践难度大。体现在两个方面:一是学完课程,学生远不具备编写一个小型操作系统的能力,课程讲授的知识凌驾于硬件之上,与硬件打交道的底层驱动课程仅仅是一带而过,让学生感觉无从下手;另一方面,课程配套开设的实验,大多局限于使用某个现成的操作系统,在此基础上运用某种语言验证操作系统的五大功能,或者是在该平台上进行二次开发,关于操作系统内核的编写及调试一概不知,甚至根本不明白内核的原理和思想。

针对上述问题,提出项目驱动教学法。

1 项目驱动教学法

项目驱动式教学法是在建构主义学习理论的指导下,师生通过共同实施一个完整的“项目”工作而进行的教学活动。它综合了当前传统探究教学、任务驱动教学和案例教学的特点,旨在把学生的学习训练有效融人工程任务完成的过程中,让学生积极地学习、自主地进行知识的建构,所有教学活动都是围绕真实的项目展开。与传统式教学相比,项目驱动式教学有其优越性[1]。

1.1 明确教学的指导方针

在实践教学中,在产学研背景下,以“培养应用型人才”为目标,将课程内容与工程实践相结合,以提高学生动手能力和创新能力为使命;通过组织学生参加竞赛,激发学生积极思考,提高自身综合能力。

1.2 建立创新实验室

在项目驱动下,利用现有资源,建立长效创新实验室。以兴趣小组的形式组织实验教学,在实验的设置上结合课程内容分阶段,分模块完成,各项目的设置上具有渐增性和延续性。每组协作共同完成项目,有利于培养学生的团队协作能力。

1.3 明确教学的考核方法

在项目驱动下,按照项目管理的思想,进行严格的过程控制,分项目以小组答辩为考核形式,项目答辩及完成情况在总评成绩的评定中占有一定的比重。

2 项目驱动教学的内容设计

在专业知识内容的教学上,一定要突出知识的运用,以及该知识点在整个课程体系中的地位和作用。

2.1 成立兴趣小组

项目的选取来源于各大竞赛题目,与操作系统课程相关的比赛有:嵌入式程序设计大赛,机器人足球仿真比赛等。比赛和仿真的环境为Linux操作系统。教师根据学生前驱课程的成绩及对比赛的兴趣程度分组,保证每组的成员在构成上能形成一个小梯队,由成绩好及动手能力强的同学带动能力相对较弱的同学,协同完成整个项目。每组设置一位组长,负责分组及整个项目的过程控制。

2.2 熟悉项目环境

针对每组所选的题目,搭建项目环境。Linux系统的搭建可作为学生自学的内容,利用课余时间以小组讨论的形式完成实验平台的安装及调试。在后续的分项目过程中,完成对环境的使用和实践。

2.3 分项目设置

根据操作系统理论知识体系,课程的实验教学环节也采用循序渐进的方法,以项目为驱动,在项目中融入课程相关知识点,实验指导书的撰写显得至关重要。以小组为单位,协同完成一个大的任务,提取每章节的知识点加以组合。项目的选取上尽量更贴近应用。针对操作系统课程内容的分布情况设计几个分项目。包括:项目1:熟悉Linux环境和命令;项目2:进程的创建及并发执行;项目3:进程通信——信号机制、管道机制;项目4:进程调度;项目5:内存管理;项目6:文件管理。

2.4 项目过程控制

以项目1——熟悉Linux环境和常用命令为例。首先,要求学生熟悉Linux命令格式,重点掌握Linux的目录操作,如ls和cd命令;文件操作如cat,rm,cp命令;并要求与Windows的目录管理做对比,使学生对文件管理有初步的认识;通过实验了解Linux环境下对进程的操作,如何查看进程(ps命令),Linux对进程是如何描述的,如何结束和终止进程(kill命令),使学生对进程有初步的概念;其次,要求学生重点掌握Linux环境下C语言的使用、编译和调试,学会使用文件编辑器vi,学会利用gcc、gdb来编译和调试C程序,为后绪分项目打下编程基础。

后续的分项目大多来源于一些竞赛题目。设置项目的目的是将所学的理论知识运用于项目,以进程的并发为例,当系统中多个进程在共享资源时,需考虑进程间的互斥,互斥的解决方案有:互斥锁、条件变量、信号灯、异步信号等等。其中互斥锁和条件变量用得最多,真正的实际应用往往是两者结合起来使用。在机器人足球仿真大赛中,要求完成对球员智能体的程序设计,球员程序运行在Linux环境下,通过C/S结构完成球员和Linux服务器的通信来实现球场的实时控制。每个球员对应的智能体在运行时相当于一个进程或一个线程,每个智能体相对独立,各自和服务器完成通信,通信的过程要求严格互斥。此时就需要借助所学的互斥机制来实现对球员智能体的控制,通过设置两个线程,其中一个为决策主服务器线程,一个为球员智能体子线程;主线程和子线程的伪代码如下:

其中,ready为信号量,WM为互斥锁,智能体程序运行后,OS创建一个主线程,既规划决策主线程,主线程创建感知反应子线程,然后阻塞自己,一直等待ready信号。子线程一旦接收到网络数据,子线程被唤醒,通过互斥锁更新自身信息,更新完毕像主线程发送ready信号。互斥锁WM对服务器临界资源进行了保护。通过把具体的知识点融入实际的应用的方式,一定程度上提高了学生的学习积极性,有利于知识的巩固以及后绪课程和分项目的开展。

2.5 项目成果验收

每个分项目结束,要求每个小组以答辩的形式进行演示和讲解。演示过程中,任课教师可针对理论知识设计一些问题,每个学生都可作答,根据作答情况,教师给每个项目和学生相应的成绩。最后结合所有项目的完成情况计算每个学生最终的实验考核成绩。以答辩和综合成绩考核的方式来检验学生学习的成果,可以提高学生对实践教学环节的重视,真正将所学知识应用于实践,提高实践动手能力。

3 结束语

基于项目驱动的操作系统教学,一定程度上解决了操作系统较为抽象的原理知识,把原理应用于具体项目,通过完成项目激发学生学习兴趣,达到良性循环的目的。同时,操作系统有其课程的特殊性,在教学中要不断根据社会的需求结合课程特点进行探索和创新,持续注重培养学生的创新能力和动手能力。

摘要：通过分析操作系统课程特点,研究操作系统实践教学体系,提出以具体项目为驱动教学法。通过建立创新实验,结合Linux操作系统及实践教学环节,设计了操作系统分项目实践教学的内容。将课程知识与工程应用紧密结合,注重培养学生的动手和创新能力。

关键词：操作系统,项目驱动,实践教学:Linux,工程应用

参考文献

[1]郭雪峰.项目驱动式教学的理论与实践[J].和田师范专科学校学报,2010,29(5):59-60.

[2]陆亿红,黄德才.操作系统教学方法的若干思考[J].计算机教育.2011(9):80-82.

[3]印玉兰,赵艳红,戴凤娜.基于项目驱动的Linux操作系统教学研究[J].台州学院学报,2011,33(3):66-70

[4]黄继海,王浩川,王勤.基于工作过程的《Linux操作系统》教学研究[J].中州大学学报,2011(6).

[5]张仪华,王园.虚拟机技术在操作系统教学中的应用研究[J].甘肃联合大学学报:自然科学版,2009,23(4):71-74.

计算机操作系统原理教学的研究 篇9

1、课程内容及教学存在的问题

1.1 教学内容理论与实践脱节严重

在教学实践中，我们深刻体会到，对于操作系统这样一门实用性和实践性都很强的课程，如果只是单纯的介绍它的基本原理和基本概念，很难有非常理想的教学效果。一个连创建进程的函数都没有用过的人，很难想象他能对进程与线程之间的区别有真正的了解。同样，一个没有分析过内存分配源代码的人，也很难对虚拟存储管理有太多深入的理解。而当前操作系统教学的重点主要放在理论教学上，实践环节薄弱。长期以来，操作系统实验主要是一些验证性实验。实验教学内容老化，手段单一，学生觉得枯燥无味，实验兴趣不大，而且实验教学内容学时数偏少，学生只是接触了一些皮毛，根本达不到培养学生的科研能力和探索精神的要求。

目前，国内高校操作系统实验教学的内容一般包括3种类型：使用操作系统、模拟实现操作系统、设计操作系统。由于教学内容理论性太强，缺乏对某一具体操作系统的介绍和分析，大多数学生在做操作系统实验的过程中，往往不知道该如何下手。许多操作系统的实验更像是在做数据结构的习题，能够帮助理解操作系统某一功能或机制的内容几乎没有。学生做的有针对性的实验太少，缺少课程学习心得，缺少课程设计环节，学生参与科研的机会少，这些均不利于学生创新能力的培养。偏理论而轻实践，或者说，实践内容不合理是当前操作系统教学过程中一个最突出的问题。

1.2 先行课和后继课开得不够合理

有些学校较早开设操作系统原理课程，甚至把操作系统课程开在计算机组成原理、数据结构或程序设计课程之前，无形中给这门课程的教学和学习带来了不便，使得实践环节落空。由于操作系统和计算机硬件以及软件设计的联系都比较密切，缺少了这些前导课程的学习，可以想见，学生只会把操作系统原理看作是"空洞"而枯燥的理论。

1.3 教学内容与其他课程割裂比较严重

有些课程与操作系统联系比较紧密，可是在学习时却联系不够紧密。例如操作系统与计算机组成原理、操作系统的课程设计与数据结构及程序设计等课程割裂的情况也较为严重，使得学生不能融会贯通，理解起来难，实践起来更难。

1.4 教师和学生对操作系统课程不够重视

由于操作系统课程是一门综合性较强的课程，对学生对教师要求都较高。它要求教师必须具有较全面的知识，能够熟练掌握操作系统，懂得操作系统原理、懂得硬件工作原理、熟悉软硬件编程；对学生综合知识要求也比较高，特别是编程方面，有些教师认为对学生要求这么高的课程学生很难独立完成，就对学生降低要求，忽视实验环节。又由于操作系统不像其他应用软件，学习后会有立竿见影的效果，例如学习了Flash就会设计一个简单的动画，而学习了操作系统后要求学生设计一个操作系统是难以实现的。因此，许多学生不重视操作系统，认为学不学没有太大的关系。

1.5 教学方法、教学手段比较单一

主要采用课堂授课方式，以课堂讲授为主，形成一种"灌输式"教学方法。着重老师教，学生思考比较少，实践更少。启发式、讨论式的教学方法较少被采用，课堂缺乏互动，课后缺乏实践。

针对以上在教学中存在的实际问题，笔者认为，操作系统的教学改革应主要从以下三个方面进行：一是选择合适的教材和合理安排教学内容；二是对教学计划和教学方式的改进；三是合理制定操作系统实习项目的内容。

2、教材和课程内容的选取

结合IEEE和ACM推出的"Computer Curricula 2001"，以及"中国计算机科技与技术学科教程2002"，操作系统课程设置不仅要强调操作系统实现的功能，更应该强调它的功能是如何设计和实现的。目前国内大学的操作系统教材多数偏重于理论教学，基本上按照操作系统提供的几大管理功能来组织教材内容，讲述的都是操作系统某一功能设计的理论，几乎不涉及一个具体操作系统的实现细节。而一本好的操作系统教材应当是在理论教学和实践环节中有一个好的折中。这种安排不仅可让学生了解操作系统的基本原理，而且可让学生了解到这些基本原理是如何应用到真实的操作系统中去的。在教材中应当有对某一具体操作系统，比如MINIX或LINUX操作系统较为详细的分析，这样学生才不会陷于空洞的理论当中，也能激发学生研究操作系统的兴趣。

目前有许多的有关LINUX操作系统源代码进行分析的书籍，笔者认为，这些教材并不适用于高校当中的有关操作系统方面的教材。原因如下：1、操作系统内容庞杂，涉及面广，如果要理解书中的内容，必须具备对具体的硬件平台的相关知识，比如对INTEL处理器的结构和指令系统要有相当的熟悉程度。而这些内容在当前的高校计算机原理课程里面并没有体现。缺乏相关的知识做准备，学生很难理解书中源代码的意思，很容易使学生产生受挫感，从而失去学习的兴趣。事实上，全面的阅读LINUX的源代码是一件几乎不可能完全的任务，不要纠緾于代码的实现细节当中，否则很难在有限的时间内掌握操作系统原理。2、掌握必要的理论是必须的。而在这些书籍里面，对操作系统设计理论的描述又显的单薄。有许多非常重要的思想思考方法包含在操作系统的设计理论当中。比如进程的调度算法，还有实存管理当中的存储分配算法，这些算法反映的思考方法是非常值得学习的。通过理论的学习，可以激发学生的创新能力，因为理论是创新的根本。

理论和实践的平衡是选择操作系统教材中需要重点考虑的因素。一本好的操作系统教材应当兼顾这两方面的内容，从而实现理论指导实践，实践又加深对理论理解的效果。南京大学孙钟秀老师编写的操作系统教科书就是一本很好的教材。

3、教学计划和教学方式的改革

在教学计划的制定中，需要加强实践教学的力度，让一种具体的操作系统，比如LINUX操作系统始终贯穿于教学的各个环节。同样也需要合理的分配各章节的教学课时。要加强实践教学，就需要在教学计划制定过程中，根据学生的情况增加一些对某一具体操作系统讲解的部分。使学生熟悉1～2种操作系统的用户接口。比如在讲解进程一章时，就可以给学生介绍LINUX操作系统提供的关于进程的系统调用接口，比如fork () 、kill () 、sleep () 、wait () 函数等等。学生在掌握了这些有关的知识之后，会有助于加深对进程管理方面的理解，并且在以后的实践过程中，知道如何下手。同样在讲解到存储管理技术时，特别是虚拟存储管理技术时，需要给学生补充一些有关INTEL处理器对存储管理的支持。根据我们的经验，在讲解操作系统的存储管理部分时，学生往往难以区分哪些是硬件提供的对存储管理的支持，哪些是操作系统需要实现的功能。这就需要教师做一些详细的讲解，只有这样，学生在结合教材上讲解的理论时才能有更加深的理解。所以在制订教学计划的时候，需要考虑到这些和学生实践结合的较为紧密的课程内容。在设计教学内容和课时安排上应当有所取舍。比如操作系统理论中，进程管理和存储管理是重中之中，应当使学生对这些章节有深刻的理解，分配的课时就应当多一些。

传统的操作系统原理教学以课堂讲授为主，形成了一种"灌输式"的教学方法。主要的原因仍然在于教学内容理论性太强，学生没有机会参与到教学过程中，不能产生教学过程与学生的互动。要让学生能够积极主动的参与到教学过程中，就必须结合实践教学给学生适当难度的任务，只有这样，学生才能在完成任务的过程中产生满足感，从而对操作系统产生兴趣。比如，在讲解进程时，可以让学生编写进程创建的一些小程序，同时鼓励学生去阅读部分有关的进程调度方面的源代码，并写出阅读报告。同样在讲解文件系统方面的内容时，则可以让学生去写一些文件操作的一些小程序，比如统计文件单词个数的程序等等。学生学习的过程是一个循序渐进的过程，只有调动了学生自身的积极性，才能学习好课程。

同时，笔者认为，在课堂教学之外引导学生"自学"也是非常重要的。通过与理论课教学内容相结合，安排学生自己剖析实例操作系统源程序中相应的功能模块，要求学生给出详细注释和流程图，以检验其学习效果。教师通过提供源信息 (源程序、指导性框图、思考题) 、个别答疑并组织学生专题讨论的形式成为学习的帮助者、促进者。而此时要求学生独立思考、分析问题，成为信息加工的主体。这一教学过程正是以学生为中心的现代教育思想的体现。

4、合理的制定操作系统实习项目的内容

课程实习是教学活动的重要环节。实习不仅仅是对理论的验证，重要的是技术训练和能力培养，包括动手能力、分析、解决问题能力、协作能力等。它可以弥补课堂教学的不足，加深对理论过程的理解，启发学生深入思考，敢于创新，达到良好的理论联系实际的教学效果。对于操作系统课程，如果没有有力的实践环节加以配套支持，学生学完操作系统之后，仍然对操作系统究竟如何实现感受到茫然，难于真正掌握其设计技术。操作系统的实习有操作系统实验和操作系统课程设计两个内容，实验应该与课堂讲授同步进行，而课程设计部分应独立进行。

操作系统的实验平台可以选择MINIX操作系统或LINUX操作系统。上述系统源代码公开，且结构简洁明了，因此可作为学生剖析的对象。再者，上述系统易于修改，并提供自编译功能，因此学生可以对原代码进行修改，重新编译后执行，以便对实验加以验证。这要求在教学过程中始终贯穿某一具体的操作系统。在操作系统的实验、实习过程中要根据学生的实际情况布置适当难度的课程设计。操作系统是最复杂的软件系统之一，它涉及了计算机的方方面面，如果学生缺乏对某一方面知识的了解，要让学生在有限的时间之内完成课程设计是有很大难度的。笔者认为，最主要的就是"度"的把握。如果课程设计布置的过于简单，比如只是让学生去使用操作系统提供的API接口，那么学生很难真正的理解操作系统某一方面的功能是如何实现的；但如果过于复杂，比如让学生去写一个存储管理程序的替代算法，那也有些勉为其难了。学习完操作系统以后，并不能使学生真正去编写一个实用的操作系统，那还需要有太多的内容需要学习。但通过课程设计或实习，可以使学生从整体上把握操作系统的设计原理以及某一方面的较为具体的设计细节。

课程设计方面，也可以让学生阅读一部分的系统源代码，并要求学生做出源代码的注释，写出相关的实习报告。比如LINUX系统中对进程管理部分的代码等等。总之，通过课程设计，让学生真正的走入操作系统的内部，对操作系统的设计有总体的把握。

5、师资队伍建设

要培养高素质的学生，必须要有高素质的教师队伍。操作系统的授课教师需要掌握的计算机专业知识尤为全面和熟练。硬件方面，除了对计算机原理、微机原理非常熟悉之外，还需要对某一特定硬件平台，如INTEL处理器的资料熟悉和了解。软件方面，需要数据结构，高级语言，汇编语言及部分编译知识的充分理解。只有这样，才能够全面的把握教学的内容。所以对高校在师资队伍的建设方面也提出了要求。教师是教学过程的组织者，只有组织者的能力和水平得到提高，才能有较好的教育效果。

教学质量的提高是我们每个教育工作者永恒的主题。操作系统的课程建设不仅需要我们不断钻研计算机理论，跟上计算机科学发展的步伐，而且要求我们在现代教育技术和现代教育理论的研究上做出不懈的努力。笔者在本文中对计算机操作系统教学改革的几点建议，也需在实践中不断完善。

摘要：针对当前操作系统课程教学中存在的问题及信息技术的新发展对计算机操作系统的更高要求, 文章探讨了改革现有操作系统教学模式的思路和方法, 提出了若干提高操作系统教学效果的建议, 以适应教学改革的需要。

关键词：操作系统,课程建设,教学改革

参考文献

[1]周湘贞, 曾宪权《操作系统原理与实践教程》[M]清华大学出版社2006

[2]黄延辉, 许倩霞操作系统课程建设的探索[J]桂林电子工业学院学报, 2004, (2) :91-93

[3]肖竞华, 陈建勋计算机操作系统教学改革探索与实践[J]高等理科教育, 2007, (3) 68-70

操作系统教学方法研究论文 篇10

操作系统是现代计算机系统中最核心、最基础的软件。在计算机学科课程体系中,《操作系统》是一门核心课程,是计算机专业学生必修的专业基础课之一,也是理解计算机系统工作、用户与计算机系统交互、设计开发应用系统的基本知识结构。该课程是一门涉及较多硬件知识的计算机系统软件课程,在计算机软硬件课程的设置上,起着承上启下的作用。它的理论性和实践性都较强,概念多而抽象、涉及知识面广,其整体实现思想和技术又往往难于理解,实践环节又不容易操作,它要求学习者不但要弄懂理论知识,而且要能够上机实践;不但要懂得硬件知识,还要懂得软件编程,甚至能够模拟实现一个操作系统。

2《操作系统》课程教学现状分析

“操作系统难学”是相关专业学生的普遍心声,“操作系统难教”也是教师们的普遍反映。计算机操作系统课程难学也难教,枯燥而繁杂的理论,往往又不能真正应用于操作系统的现实中,使得教与学两方面都觉乏味。目前,操作系统课程的教与学还存在很多问题,阻碍操作系统教学质量的提高。

2.1《操作系统》课程内容多而抽象

在操作系统课程中,至少要分处理机管理、存储器管理、文件管理、I/O设备管理、接口配置、系统安全性等6大功能模块讲解,每个功能模块都要讲述其设计的目标、实现的算法、改进的策略等方面的内容。这些功能模块各司其职,相关的知识需要分别记忆,学生在学习时会觉得信息量大,内容抽象且琐碎,从而产生畏难情绪。

2.2《操作系统》课程教材脱离实际

传统的操作系统教材大多是以抽象的理论叙述为主,理论往往与实际应用融通不够,使得学生学完操作系统课程后,无法把所学知识与目前常用操作系统联系起来,更无从实现操作系统的功能了。

2.3 教师教学模式落后,教学方法单一

大部分操作系统课程教师在课堂上都是采取“满堂灌”的方式,甚至是在讲台上重复教材的内容,所授的知识也不能包含本课程最新的进展;而学生则处在被动的位置上被动地接受,教师与学生之间很难形成互动。其实,这种状况是源于教师对教学改革并未真正地实施,也可能是由于教师所能利用的教学方法和工具缺乏等原因。

2.4 对分析问题的能力要求很高

在操作系统课程的学习中,学生必须学会找出操作系统运行上的瓶颈问题,通过思考提出修正那些设计上有缺陷策略的办法,从而对现代操作系统实际所使用的设计方式有所领悟。这就要求学生有很强的分析问题能力,同时还要有把实际问题从抽象转为具体,建立问题模型的能力。

总之,目前操作系统的教学质量有待提高。我们该从操作系统的教学现状出发,从学生的学习潜能考虑,以操作系统的教学基本内容为依据,根据现代教育思想和理论的基本精神,实现教学上的4个重心转移和4个最佳结合(从以教为重心逐渐转移到以学为重心,力求做到教与学的最佳结合;从以知识为重心逐渐转移到以能力为重心,力求做到知识与能力的最佳结合;从以传统教学媒体为重心,逐渐转移到以现代教学媒体为重心,力求做到传统教学媒体与现代教学媒体的最佳结合;从以接受学习为重心逐渐转移到以发现学习为重心,力求做到接受学习与发现学习的最佳结合),对操作系统的教育模式和教学内容进行相应的改革,从而提高操作系统的教学质量。

3《操作系统》课程教学改革思路

3.1 通过引导和实践激发学生的学习兴趣

要引导学生为何学、如何学操作系统,以及要达到怎样的层次,克服学生的畏惧情绪和打破“无用论”。

如在讲第一堂课时可以将操作系统的角色比作管家,计算机系统这个“家”中的大大小小事务,都由这个管家负责管理,资源分配、工作分工等等。这就可以引发学习这门课的第一个疑问了:操作系统具体是用什么方法实现以上功能?学生用过计算机后这个疑问定能让他们产生对问题探究的好奇心。在此基础上,介绍一些操作系统诞生及发展史上的名人轶事,比如比尔·盖茨是怎样通过操作系统开发成为世界首富的,微软公司的诞生有什么样的契机,操作系统的门类,主流的操作系统有哪些,它们的诞生有何趣事等等,在学生已经进入计算机领域一两年后,这些耳熟能详的人物或名词,更能让学生产生对本课程的极大兴趣。

3.2 突出教学重点和难点

教材的选用和教学内容的确定,要始终围绕课程的教学大纲进行。大纲所要求的“基础性”、“实用性”的内容是学生拓宽知识面和继续学习的保证,必须详讲,并且要求学生必须掌握。另外,实验大纲和技能考核所要求的内容也必须保证,因为实践是提高学生的学习兴趣、加深理解和掌握课堂学习知识、增强创造力的重要途径。有了一定的理论做基础,再通过实践,才有可能产生新的观点和方法,从而使学生具备维护系统以至开发系统的能力。

3.3 采用互动的教学方式

在详细讲解各类原理之前,安排小规模“课堂讨论”分析猜测设计思想,激发学生的好奇心和主动思考能力;在讲解原理的过程中,不断的问“为什么”,提高学生的对比分析能力;在原理讲解完成后,进行系统性的总结和展望,指导学生建立系统性的思维方式。比如在讲使用信号量来控制对互斥资源的访问时,提出一个使用记录型信号量对单向行驶的马路中车辆的行驶控制的想法,让学生拿出解决方案,然后大家讨论,最后再将问题扩展到当多个读者进程和写者进程需要对同一个变量或临界资源互斥访问等问题,既做到了知识活学活用,又活跃了课堂气氛,实现了教与学的互动。

3.4 多种教学手段相结合

充分有效地使用多种教学手段进行课堂教学。通过多种教学手段能够激发学生学习的主动性,增加课堂的生动性,提高学生的学习兴趣。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,但对于需互动性讲解的问题解决推导过程,则宜保留板书手段或利用多媒体教室的展示台来投影书写内容。在课堂教授过程中教师可以用一些课时进行课堂讨论方式教学,适当地提问学生,启发学生积极主动的思考,而不是机械被动地接受知识。

3.5 重视学生自学

教师可以通过布置学生作业来巩固课堂讲授的知识,也可提供一些系统内核源程序和指导性框图来帮助学生自己分析实例操作系统中相应功能模块,教师还可提前提供一些阅读材料分配讨论课题,让学生在上课之前,先阅读和思考讨论题,课堂上才能有准备地探讨学习,作为课堂教学的补充,教师可以充分利用互联网,课程的电子教案讲稿上网,提供给学生上网阅览或下载,通过电子邮件解答学生疑问,开辟专门的研讨论坛,让学生积极参与讨论交流。

3.6 注重学生动手实践能力的培养

操作系统是一门理论性、实践性并重的基础核心课程,建立起符合实践教学要求的专门的操作系统实验室,使得计算机专业的学生能对操作系统基本原理和思想进行体验与仿真,对某种特定操作系统内核代码或底层运行机制的理解分析和动手修改能力得到提高,避免脱离上机动手实践的枯燥和单调的操作系统教学。

3.7 尽量用实例进行剖析

当前主流操作系统有Windows和Linux具有代码公开的特点,教师在教学过程中可以拿Linux操作系统的某些功能模块进行实例剖析。让学生掌握操作系统某些模块的设计和实现,从而实现整个系统的功能,以提高学生对操作系统的理解和解决问题的综合能力。

4 结束语

《操作系统》课程教学的改革应适应课程教学改革和专业发展的实际需要,切实贯彻该课程的教学大纲和基本要求,不断完善教学活动的各个环节。在讲授操作系统理论原理的同时,要加强实践环节,充分发挥学生的能动作用,培养学生发现问题、分析问题、解决问题的综合能力,真正培养学生在系统软件开发方面的综合能力。

参考文献

[1]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):111-112.

[2]汤子赢,哲凤屏、汤小丹,等.《计算机操作系统》[M].西安:电子科技大学出版社,2006.

综合测控系统教学改革研究 篇11

关键词　独立学院　综合实验　教学改革

中图分类号：G420 文献标识码：A

0　引言

近年来，各大名牌高校测控技术与仪器专业在改革传统培养模式，　以培养适应新时代需要的厚基础、宽口径、复合型、创新型高级工程技术人才等方面进行了有意义的研究和探索。①比如东南大学测控技术与仪器专业积极建设与实践测控创新仪器平台以及开发开放式柔性测控实验平台；②③国防科技大学在进行仪器与检测系统综合设计课程教改的探索；④安徽工程大学在进行测控专业综合教学实践改革；⑤独立学院中也有沈阳理工大学应用技术学院在研究独立学院的测控技术与仪器专业设置培养方案的思路。⑥

随着开设这一专业的高校不断增多，在新开设该专业的学校中，特别是一些地方普通院校和独立学院，人才培养模式和课程体系结构存在一些问题。独立学院的学生入学成绩远低于举办学校，人才培养目标定位不能照搬、照抄举办学校的模式。在人才培养中，更应注重学生的实践能力的培养，达到知识结构合理、实践能力突出。⑦如果盲目追随，完全照搬，不结合本校的特点，那么教学效果、人才质量就与培养目标往往相去甚远，也很难反映本校人才培养目标的定位与特色。⑧

由于各类大学本门课程的师资和投入差异很大，独立学院学生基础薄弱，自主学习能力较差，⑨导致即使采用相同的教材也无法进行相近的实验，并且大多数实验都是独立的，这对于独立学院的学生来说，这种实验往往是只见树木不见森林。如何开展适合独立学院测控专业的测控系统综合实践是一个需要研究的重要问题。

1　本校培养目标与测控技术与仪器专业专业课程实验开设现状

本校作为一所典型工科独立学院，学生的培养目标是“应用服务型人才”，强调的是良好的动手能力和实际操作能力。　专业培养计划参照桂林电子科技大学测控技术与仪器专业进行建设与培养。但是桂林电子科技大学测控技术与仪器专业为国家特色专业，也是教育部卓越工程师教育培养计划实施专业，教学基础、师资条件、实验设备、培养目标等均有非常大的优势。同时最关键是学生的整体基础差距较大，自学能力和学习积极主动性严重不足，如何在现有课程体系下保证教学质量是一个巨大的挑战。

2　测控系统综合实践设计框架

测控系统综合实践从传感器开始，包含测量放大电路，信号调理电路，mcu系统，pc机上labview信号采集界面设计等。基本上涵盖了测控系统的全部专业课程知识，把所涉及到的知识通过一个综合型项目的形式有机地连贯起来，做到融会贯通，从而达到应用型本科教学目的，测控系统综合实践设计框架如图1所示。

2.1　引入软件仿真

测控专业专业课主要涉及到传感器与检测技术、测控电路、电子测量与仪器、智能仪器、微机控制技术、虚拟仪器技术等课程。在各课程教学中，一般只能从原理的角度来教学，如果学生动手不多，很难理解相应理论。虽然每门课程都有实验，但是大多数实验为验证性实验，而且课时有限，并且往往做实验时忘了理论分析，难以实现即时验证理论。应用proteus、multisim等仿真软件辅助教学，能够快速、完整地构建出实验的原理图并且能够完美地进行实验过程仿真，实时显示实验结果，是提高教学效率和效果的好方法。另外，由于部分实验设备和耗材昂贵，所以有相当一部分实验项目是只能在理论上学习，不能实际开设的这在很大程度上扼杀了学生的创造能力的发展和进一步深入应用学习。而应用仿真软件，学生不必担心元器件的损坏，大大提高了学生敢于尝试的信心和积极创新的能力。同时由于仿真软件能够用低成本搭建高档次的实验室，也大大减轻了学校的经济负担另外，丰富的虚拟仪器和仪表和功能也是现实所难以具备的。

2.2　硬件设计与实现

（1）测控系统综合实践的硬件设计与实现可以通过测控实验室里的万能实验板来搭建。学生根据设计的电路图将相应元器件在万能板上插拔搭建，然后通过采集卡将单片机采集到的信号送到pc机上labview信号采集界面显示。这种方法优点是模拟电路实现相对简单，但是单片机系统除非采用现成开发板，否则接线会非常复杂，大大增加学生额外负担。

（2）另一种方法就是采用腐蚀制板的方式来实现。在protel软件里画好原理图和pcb图，去实训房利用腐蚀液制板，做好板后进行调试，然后将信号通过串口送pc机显示。这种方法优势是按工业制板方式制板，学生可以体会到工业制板的优良效果和工艺流程，更容易与工程实际接轨，有利于就业。缺陷是这个条件不是所有院校都有，而且成本较高，管理起来也要复杂得多。由于本校实践条件较好，采用的是后一种方法。

3　本校应用实例

本校测控专业在大四虚拟仪器技术课程结束后安排一次综合性测控实训（课程设计），实验题目为基于labview的数字电压表和基于labview的波形采集系统。既有硬件设计制作，也有简单labview软件界面的设计，学生按2-3人一组选择一个题目进行合作完成。从完成的最后结果来看，总体上达到应有的效果，测控系统综合实践的应用受大多数学生的欢迎。实践不仅让他们懂得了理论知识的脉络，也明白各专业课程在实际应用的位置和场合。同时该实践环节为毕业设计打下良好的系统设计概念和动手能力以及为找工作所需的实践动手能力累计一定的经验。

4　结束语

虽然独立学院的学生理论基础偏薄，但是他们学习动手实践的热情和愿望却非常强烈，所以通过实践环节的强化来促进他们的理论课程学习与综合运用是非常有必要的。因此对于独立院校来说，调动学生学习理论积极性，加强学生动手能力，促进学生就业竞争力是非常现实的目标。但是目前应用型教材相对缺乏，除了少数自学能力强和科协的学生外，其它绝大多数学生都是直接从各分散实验和基础课程实训中过渡到做毕业设计。不仅不利于教学，更不利于毕业设计甚至找工作。考虑到各专业课实验学时不多，联系性不强，本实践教学改革将各课程典型应用串接起来形成一个完整的项目，让学生在进行毕业设计前统筹学习本专业课程，既能提高学生的动手实践能力，又能促进学生在大四找工作前累计项目能力，加强就业竞争力，克服以前只能等到毕设中去锻炼项目能力的毛病。

基金项目：广西2010年度新世纪广西高等教育教学改革工程，2010JGA100

注释

①　张文娜，熊飞丽，叶湘滨等.测控技术与仪器专业课程体系整体优化研究[J].高等教育研究学报，2008.132（2）：33-35.

②　况迎辉，祝学云，陈建元.现代测控技术创新实践平台建设的探索与实践[J].实验技术与管理，2009.26（11）：7-9.

③　李军，周杏鹏，祝学云.开放式柔性测控实验平台的设计与实现[J].电气电子教学学报，2006.28（6）：79-82.

④　王光明.仪器与检测系统综合设计课程的教学改革探索[J].实验技术与管理，2007.24（7）：112-115.

⑤　王海，徐群，许德章.工科院校测控专业综合实验课程教学改革实践[J].中国电力教育，2011.4：119-120.

⑥　刘寅生，耿欣.关于独立学院测控技术与仪器专业培养方案的研究[J].中国教育技术装备，2009.21：24-25.

⑦　周小勇.测控技术与仪器专业应用型人才培养体系的构建与实施[J].高教论坛，2009.5：52-54.

⑧　唐杰.独立学院提高教学质量的策略研究[J].中国成人教育，2011.9：138-140.

操作系统教学方法研究论文 篇12

1 OS开展双语教学的必要性

从计算机科技研发的发展过程看,重要的技术革新都源于欧美,这也局限了我们所接触的核心学术论文以及软硬件产品的技术资料等都是以英文来编写,计算机专业外语也形成了一个相对独立的体系[2,3],因此对计算机专业课程开设双语教学是实现我校计算机教育与国际接轨的重要手段,势在必行。

《操作系统》是为计算机应用技术和软件技术专业方向学生开设的专业必修课。该课程作为一门原理课程,各类算法以及学科前沿的相关资料都是英文版的,通过双语的学习,有益于学生在获得专业知识的同时掌握计算机专业外语,具备查阅英文文献的能力。此外,该课程开设在计算机专业本科学生的大三学年,考虑到学生已经具备了一定的英语听说读水平和专业基础知识,也是比较适当的。

2 本课程双语教学的目标

本课程强调从操作系统的原理出发,通过学习具有代表性的典型的操作系统设计实例让学生掌握操作系统的设计思想和关键技术,培养学生分析以及解决问题的能力。因此在课堂教学上,双语教学必须有别于公共英语教学。本课程的双语教学更强调与专业实践相结合的英文运用能力的培养,即教师采用英文授课,学生具备专题讨论时采用英文交流设计思想,阅读英文资料,用英文书写实验报告等多方面的能力等。因此根据双语教学的培养目标,结合本校实际情况,确定本课程双语教学的实施方案为:教材采用国际著名的英文原版教材为主,辅以中文教材;英语教案及课件;课堂教学采用两种语言并存的双语教学模式(Two Way bilingual education)[4],即同时使用母语和英文进行授课;教学方式上采用在实验中引入英文专题讨论的启发式教学方法;采用多元化的考核方式,将专题讨论成绩纳入期末课程成绩考核中去。

3 教材选择及大纲修订

教材的选择是否合适是直接影响教学效果的重要因素。笔者首先对主流的操作系统外文教材进行了比较,借阅学校图书馆中已有的操作系统外文教材以及下载了部分外文教材电子版,对教材的结构安排、知识体系的逻辑性进行了比较,并结合我校授课对象的特点(先修课程、对各种主流操作系统以及高级语言的熟悉程度等),最后选择由国际知名计算机学者William Stallings编写的《操作系统:精髓与设计原理(第6版)(英文版)》作为主讲教材。该教材是讲解操作系统的经典教材,全书不仅系统地讲述了操作系统的基本概念、原理和方法,而且以当代最流行的操作系统——Windows Vista、UNIx和Linux为例,全面清楚地展现了当代操作系统的本质和特点。并设有与教材配套的专用网站,为教师和学生理解书中内容,提供了及时、生动的材料。

4 教学方法

由于OS侧重原理讲授,内容比较枯燥,英文授课更容易使学生对课程产生疲倦感,因此传统的“教师讲课,学生听课”的教学模式不再适用。教学中采用专题讨论与实验相结合的启发式教学方法。在实验课中引入专题讨论,即引导学生对现有算法进行讨论,发现问题并做出改进,最后通过比较分析加深对专题内容的理解。

在处理机管理实验中,演示了三种处理机调度算法的仿真程序(到达时间优先,优先级高者优先),让学生任选一种算法做出改进。对于到达时间优先算法,学生提出该算法完全按照达到时间调度进程,当多个进程达到时间有间隔时,必然出现处理机空闲的情况,如图1所示,其中进程A到达时间为2,7,9;进程B达到时间为4,8,11;按照FIFO算法,时刻3,5,6处理机空闲。

引导学生以提高处理机利用率为目标,能否引入一个辅助变量,与到达时间共同作为进程切换的判断依据。学生提出将到达时间和优先级共同作为判断依据。在每个进程切换时刻,判断到达时间和优先级,若下一时刻无达到进程则判断优先级。进程优先级均初始化为0,每个进程切换时刻,计算正在运行进程的优先级,若是I/O中断,则优先级降低;若时间片到,进程优先级升高。以t=3时刻为例,此时进程A将由于时间片到而出让处理机,而进程B达到时间为t=4,此时计算进程A优先级Sa,Sa++,Sb为0,因此t=3时刻不发生进程切换,进程A继续占用处理机。要求学生用C++实现改进后算法,并将改进后的处理机利用情况以及进程切换情况与原有算法做出比较,如图2所示。

考虑到学生的口语能力,专题讨论时采用中文,而做比较分析时学生用英文完成PPT的制作,并用英文进行表述。这样的教学方式改变了实验课重在验证的传统模式,让学生在验证课程理论知识的同时激发学生的创新意识,提高学生发现问题、解决问题的能力。给学生提供了用英文进行学术交流的平台,不仅培养了学生对专业知识的应用能力,为学生日后从事科研和工程实践工作提供了基础。

5 考核方式

以往的教学中考试成绩只是考虑了期末成绩以及平时作业、实验报告,难以体现出学生对OS理论知识的运用能力,因此在本课程的考核方式中引入了专题讨论成绩,实现了考核方式的多元化。每章节作业以及实验报告占10%,期末考试成绩50%,主要考察学生对OS原理的掌握;专题讨论占40%,而专题讨论又细化四部分(发现问题10%,算法改进15%,算法实现5%,比较分析10%),考察学生的实践能力。改革后课程成绩考核方法如图3所示。

6 结论

对比我校近两届学生操作系统课程综合成绩,尤其是毕业设计选题及完成情况,学生平均课程成绩以及毕业设计选题的前沿性都有显著提高。说明学生较好的掌握了操作系统原理理论知识,培养了学生发现问题解决问题的能力,学生查阅英文文献的能力也得到培养和提高。可见,我校操作系统双语教学立足专业注重实践的基本方案是可行有效的,本方案的实施也为我校其他课程双语课程的开展具有一定参考价值。

摘要：计算机操作系统课程的双语教学是在原有教学要求的基础上,在教学方法上的改革和创新,通过对专业术语及各类算法的双语对照学习,使学生能够掌握操作系统设计原理与方法。该文立足本课程双语教学的培养目标,从教材选择,教学方法,考核方式等几个方面对本课程的实践教学进行了有益的探索。

关键词：操作系统,双语教学,教学实践的探索

参考文献

[1]苏晓云.地方高校双语教学课程质量保障体系的研究与实践[J].中国电力教育,2010(19).

[2]蒋隆敏,凌智勇.高校实施双语教学的实践与研究[J].江苏高教,2006(3):87-88.

[3]蒲晓蓉,陆庆,耿技.计算机专业课程双语教学探讨[J].电子科技大学学报(社套科学版),2003,5(1):95-97.