計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件論文：應(yīng)用型軟件專業(yè)操作系統(tǒng)課程的教學(xué)探索

1、祝嚴(yán)論文堂羸平皆中國(guó)學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)F計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件論文:應(yīng)用型軟件專業(yè)操作系統(tǒng)課程的教學(xué)探索摘要:操作系統(tǒng)是應(yīng)用型軟件專業(yè)的一門核心課程，本文從操作系統(tǒng)課程的教學(xué)內(nèi)容、實(shí)踐教學(xué)、教學(xué)技巧等方面進(jìn)行探討，提出一些教學(xué)方法和策略，供同行參考。關(guān)鍵詞：操作系統(tǒng)；應(yīng)用型軟件專業(yè)；教學(xué)方法隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的日益普及，傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)專業(yè)畢業(yè)生的專業(yè)優(yōu)勢(shì)日益減弱。在從事與行業(yè)相關(guān)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)與研究工作中，除了需要計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)外，更需要與行業(yè)相關(guān)的知識(shí)。又因很多高校傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)專業(yè)的課程設(shè)置嚴(yán)重滯后于市場(chǎng)對(duì)人才的需求，學(xué)生缺乏理論與實(shí)踐的結(jié)合，許多畢業(yè)生存在動(dòng)手能力差的問題。為解決這一矛盾

2、，很多高校設(shè)置了面向應(yīng)用的軟件專業(yè)（如軟件工程、軟件開發(fā)、軟件測(cè)試等）。無論是傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)專業(yè)還是應(yīng)用型軟件專業(yè)都需要開設(shè)操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)組成原理等課程。尤其是對(duì)于應(yīng)用型軟件專業(yè)而言，不能只強(qiáng)調(diào)技術(shù)的重要性。如果沒有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，只學(xué)習(xí)最新的技術(shù)，畢業(yè)生的發(fā)展?jié)摿⑹艿接绊憽２僮飨到y(tǒng)作為核心主干課不僅可以讓學(xué)生了解隱藏在技術(shù)層面之后的原理知識(shí)，也可以讓學(xué)生通過對(duì)經(jīng)典思想的認(rèn)識(shí)和理解來增強(qiáng)自身的思維能力。而嚴(yán)謹(jǐn)有序的思維能力恰恰是很多應(yīng)用型軟件專業(yè)學(xué)生需要加強(qiáng)的一個(gè)環(huán)節(jié)。雖然開設(shè)操作系統(tǒng)課程的必要性毋庸置疑，但是鑒于應(yīng)用型軟件專業(yè)學(xué)生的接受能力等原因，教師在講授過程中不能采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法。除

3、此以外，如果教師在操作系統(tǒng)課程的講授過程中,不能和專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)以及人才培養(yǎng)方案相結(jié)合，那這門課程的設(shè)置也將毫無意義。本文作者在對(duì)當(dāng)前應(yīng)用型軟件專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，針對(duì)核心主干課操作系統(tǒng)的教學(xué)方式和方法進(jìn)行了探討，大致可以總結(jié)為以下幾點(diǎn)。1準(zhǔn)確定位培養(yǎng)目標(biāo)，合理組織教學(xué)內(nèi)容計(jì)算機(jī)類本科教育中培養(yǎng)的軟件人才主要來自于計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)及軟件工程專業(yè)，從本質(zhì)上講，這兩個(gè)學(xué)科在人才培養(yǎng)方式，培養(yǎng)目標(biāo)以及所關(guān)注的知識(shí)領(lǐng)域等方面都有所不同。一般來講，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)是學(xué)習(xí)軟件及硬件理論的專業(yè)，側(cè)重于研究；應(yīng)用型軟件專業(yè)是以學(xué)習(xí)軟件理論為主的專業(yè)，側(cè)重于技術(shù)。從目前我國(guó)的軟件行業(yè)的市場(chǎng)

4、需求來看,更需要軟件類專業(yè)的人才，因此高校對(duì)于軟件類專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)，應(yīng)更強(qiáng)調(diào)其動(dòng)手能力，實(shí)踐能力的培養(yǎng)，使其盡早了解計(jì)算機(jī)的工程屬性，適應(yīng)軟件技術(shù)快速發(fā)展的市場(chǎng)環(huán)境。操作系統(tǒng)課程是軟件類專業(yè)的必修課程，涉及到較多硬件知識(shí)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟件課程，該課程通過講述操作系統(tǒng)的基本理論，經(jīng)典的算法以及現(xiàn)代操作系統(tǒng)成熟的設(shè)計(jì)思想來培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維，邏輯推理和實(shí)踐動(dòng)手能力。學(xué)生通過學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)這門課程，可增強(qiáng)對(duì)大型軟件系統(tǒng)的使用、分析和設(shè)計(jì)能力。但是由于操作系統(tǒng)課程具有內(nèi)容龐雜，涉及面廣，概念抽象，實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)，尤其涉及大量硬件知識(shí)，對(duì)于應(yīng)用型軟件專業(yè)的學(xué)生的教學(xué)有相當(dāng)?shù)碾y度，因此有必要在課程內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)

5、內(nèi)容、教學(xué)方法及教學(xué)手段上做出改進(jìn)和創(chuàng)新。為了更好地發(fā)揮操作系統(tǒng)課程在人才培養(yǎng)方案中的作用，必須有一個(gè)合理的課程體系做支撐。本文操作系統(tǒng)的使用方法做前導(dǎo)知識(shí)，教師可以在操作系統(tǒng)課程講授過程中從具體應(yīng)用的表面現(xiàn)象出發(fā)，一步的授課對(duì)象在完成本科學(xué)習(xí)期間，有若干門課程為操作系統(tǒng)課程提供必要的知識(shí)鋪墊和引導(dǎo)。學(xué)生可以在計(jì)算機(jī)導(dǎo)論課程中掌握Windows基本應(yīng)用，在Linux配置與管理課程中掌握Linux基本應(yīng)用等。有了這些一步引導(dǎo)學(xué)生發(fā)掘其內(nèi)部實(shí)現(xiàn)機(jī)理。采用“由現(xiàn)象看本質(zhì)”和“由操作知原理”的方法循序漸進(jìn)地幫助學(xué)生適應(yīng)理論性較強(qiáng)的操作系統(tǒng)課程。由于應(yīng)用型軟件專業(yè)人才培養(yǎng)的特點(diǎn)是以技術(shù)應(yīng)用能力培養(yǎng)為核心

6、，以技術(shù)需要為依據(jù)，所以作者在授課過程中更強(qiáng)調(diào)軟件實(shí)現(xiàn)，而對(duì)于涉及硬件知識(shí)較多的部分章節(jié)，如設(shè)備管理、中斷技術(shù)等，采取了適當(dāng)刪節(jié)。祝嚴(yán)論文堂羸平皆中國(guó)學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)F2寓教于樂，增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣用喜聞樂見的生活實(shí)例來闡述操作系統(tǒng)中抽象的概念。比如在講到進(jìn)程概念時(shí)，為了與學(xué)生日常生活相貼近，可以把程序比作菜譜，而進(jìn)程就是一次做菜的過程，做菜的人不同，做菜的時(shí)間和地點(diǎn)不同，這就是不同的做菜過程；又如某建筑圖紙與建造過程的關(guān)系，建筑圖紙就象程序，建樓的時(shí)間不同，地點(diǎn)不同，參與的人員不同，都構(gòu)成了不同的建造過程。由此可以進(jìn)一步分析出進(jìn)程與程序之間的關(guān)系：程序是靜態(tài)的，進(jìn)程是動(dòng)態(tài)的；程序是永久的，進(jìn)程是暫時(shí)

7、的；一個(gè)程序的多次執(zhí)行對(duì)應(yīng)多個(gè)進(jìn)程，通過調(diào)用關(guān)系，一個(gè)進(jìn)程又可能包含多個(gè)程序，在講到進(jìn)程調(diào)度中的短進(jìn)程優(yōu)先調(diào)度算法時(shí)，可以與日常生活中的買油條做對(duì)比，如果排在前邊的A買100根油條，而排在其后的B買1根油條，如果老板是一個(gè)不會(huì)做生意的人，那么他會(huì)按照順序來滿足A、B兩位顧客的需求。如果假設(shè)聽課的同學(xué)中有一位是B，那最可能發(fā)生的事情就是，B顧客改變主意，不再等待，而去買別的早餐。如果能夠按照短進(jìn)程優(yōu)先的方法，讓買一根油條的B先拿油條，那B就不會(huì)長(zhǎng)時(shí)間等待。進(jìn)而可以得出結(jié)論：短進(jìn)程優(yōu)先算法對(duì)短進(jìn)程有利。又如時(shí)間片輪轉(zhuǎn)算法可以比做會(huì)處事的服務(wù)人員。假如有若干客戶都圍作一團(tuán)向公司的服務(wù)人員咨詢情況，如

8、果服務(wù)人員總是只回答其中一個(gè)客戶的問題，那其他客戶一定會(huì)因被冷漠而心生不快。如果服務(wù)人員在為其中一個(gè)客戶解答時(shí)，看到有新客戶到來時(shí)，能夠在較短時(shí)間內(nèi)和新客戶打聲招呼，那新顧客就不會(huì)感覺到服務(wù)人員不理會(huì)自己。由此可以得出結(jié)論：時(shí)間片輪轉(zhuǎn)算法比較適用于分時(shí)和實(shí)時(shí)系統(tǒng)1-2。用游戲的方法來說明操作系統(tǒng)中的模型3。在講到進(jìn)程同步的經(jīng)典問題時(shí)，由于初次接觸，所以很難理解究竟何種情況為死鎖，死鎖產(chǎn)生以后該如何解除。作者在課堂上通過做游戲的方法讓大家在輕松愉快的氣氛中掌握重點(diǎn)知識(shí)。例如對(duì)于哲學(xué)家進(jìn)餐問題的介紹，可以采用以下方法，準(zhǔn)備一張圓桌，桌上放5根筷子，選擇6位同學(xué)參與該游戲，其中五位來模擬哲學(xué)家一位同

9、學(xué)發(fā)號(hào)施令。五位同學(xué)圍著圓桌坐下后，等待另外一位同學(xué)發(fā)命令。第一次規(guī)定大家都只能先拿右手邊的筷子，而后再拿左手邊的。如果5位同學(xué)的速度有差異，則會(huì)有同學(xué)拿到一雙筷子，符合就餐的條件，而如果5位同學(xué)分別拿了一根筷子，就會(huì)出現(xiàn)死鎖的情況。當(dāng)出現(xiàn)死鎖時(shí)，引發(fā)同學(xué)們對(duì)這種情況進(jìn)行分析和思考，提出自己的解決方案。通過類似的方法，不僅提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且也加深了枯燥理論知識(shí)的理解程度。由于應(yīng)用型軟件專業(yè)的學(xué)生往往習(xí)慣于實(shí)際動(dòng)手課程的學(xué)習(xí)，對(duì)純理論課程的學(xué)習(xí)缺乏興趣，積極性不高。通過作者多次在課堂上采用類似的方法，發(fā)現(xiàn)大家不僅能掌握相應(yīng)的理論知識(shí)，而且也對(duì)該門課程產(chǎn)生了濃厚的興趣。3學(xué)以致用，加強(qiáng)實(shí)踐

10、環(huán)節(jié)從基本操作系統(tǒng)（如Linux、WindowsXP）的使用入手，讓學(xué)生在認(rèn)識(shí)如何使用操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，逐步引導(dǎo)其去了解背后的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)?？梢圆捎糜蓽\入深，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的方法，循序漸進(jìn)地帶領(lǐng)學(xué)生去發(fā)掘應(yīng)用背后的故事。比如，從攢一臺(tái)能使用的計(jì)算機(jī)開始，剛剛買回來的裸機(jī)是無法正常工作的，要想使其開始工作，就需要首先安裝上第一層軟件？操作系統(tǒng)。安裝操作系統(tǒng)之后，才能使用計(jì)算機(jī)的硬件，方可安裝其他的軟件。這個(gè)例子就告訴我們操作系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)中的位置：向下管理著計(jì)算機(jī)的硬件，向上為用戶和其他軟件提供服務(wù)的同時(shí)，又管理著其他所有的軟件和數(shù)據(jù)。由此可知：操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)資源的管理者。其中計(jì)算機(jī)資源就包括軟件資源

11、和硬件資源。在講到內(nèi)存管理時(shí)，可以先從觀察一臺(tái)計(jì)算機(jī)的內(nèi)存占用情況入手，逐步引導(dǎo)學(xué)生去了解不同種內(nèi)存管理方法的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)4。在學(xué)生了解了操作系統(tǒng)中經(jīng)典算法的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一些課程設(shè)計(jì)的題目，通過這些題目引導(dǎo)學(xué)生使用已學(xué)的高級(jí)語言對(duì)其進(jìn)行模擬。利用可以用C#和Java等語言模擬各種進(jìn)程調(diào)度算法，模擬頁面置換算法，模擬動(dòng)態(tài)分區(qū)分配算法等，也可以結(jié)合可視化編程語言的特點(diǎn)，做出聲形并茂的理發(fā)師問題、哲學(xué)家進(jìn)餐問題等。這不僅加深了學(xué)生對(duì)操作系統(tǒng)中經(jīng)典算法的理解和認(rèn)識(shí)，也培養(yǎng)了學(xué)生應(yīng)用所學(xué)編程語言解決實(shí)際問題的能力。該教學(xué)方法與應(yīng)用型A祝JC論文堂羸平皆請(qǐng)中國(guó)WW網(wǎng)軟件人才的分方向培養(yǎng)目標(biāo)相吻合，鍛煉了學(xué)生

12、的項(xiàng)目開發(fā)能力。雖然擬定課程設(shè)計(jì)可以幫助學(xué)生掌握經(jīng)典的算法思想，鍛煉編程能力，但是還不足以讓其理解操作系統(tǒng)的代碼編寫方法。鑒于以上情況，作者又采用了讓學(xué)生閱讀和分析Linux核心源代碼的方法，使其了解實(shí)際操作系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)策略。通過對(duì)軟件開發(fā)、軟件測(cè)試、信息系統(tǒng)等諸多方向?qū)W生的教學(xué)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)通過以上方法，確實(shí)可以提高學(xué)生的實(shí)踐能力。4因材施教，對(duì)學(xué)生合理分流應(yīng)用型軟件專業(yè)的學(xué)生程度參差不齊，對(duì)未來的規(guī)劃也各有差異。其中很大一部分學(xué)生愿意在畢業(yè)后直接進(jìn)入軟件行業(yè)工作，也因?yàn)閼?yīng)用型軟件專業(yè)屬于計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)中的一個(gè)分支，所以另部分學(xué)生希望能夠通過碩士研究生入學(xué)考試，獲得進(jìn)一步深造的機(jī)會(huì)。鑒于以上原因

13、，應(yīng)用型軟件專業(yè)的操作系統(tǒng)課程教學(xué)需要因材施教，分別對(duì)待規(guī)劃不同的學(xué)生制定合理的教學(xué)方式和方法。作者在教學(xué)過程中，會(huì)針對(duì)不同的知識(shí)，對(duì)兩類學(xué)生提出不同的要求，針對(duì)直接就業(yè)的對(duì)象，強(qiáng)調(diào)實(shí)際運(yùn)用能力的培養(yǎng)；而針對(duì)有意繼續(xù)深造的對(duì)象，則更著重于原理的掌握和分析。并且在布置課外及課內(nèi)實(shí)踐作業(yè)時(shí)，區(qū)分出不同的難度層次，讓學(xué)生自主選擇。5結(jié)語操作系統(tǒng)是應(yīng)用型軟件專業(yè)的一門核心主干課程，該專業(yè)的學(xué)生必須掌握其中所包含的理論知識(shí)。提高學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識(shí)的興趣，合理地組織操作系統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容，采取適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是軟件人才培養(yǎng)必要的手段和途徑。本文所述只是作者在實(shí)際教學(xué)過程中的一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，希望從事應(yīng)用型軟件人才專業(yè)該課程教學(xué)的教師能夠更好地結(jié)合人才培養(yǎng)方案和目標(biāo)，提出更多的適用于教學(xué)對(duì)象的方法和措施。