“操作系統(tǒng)原理”課程教學(xué)和評(píng)價(jià)方法研究

1、“操作系統(tǒng)原理課程教學(xué)和評(píng)價(jià)方法研究操作系統(tǒng)原理課程教學(xué)和評(píng)價(jià)方法研究計(jì)算機(jī)操作論文聯(lián)盟.Ll.系統(tǒng)是最核心、根底的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件,學(xué)習(xí)和理解操作系統(tǒng)的工作機(jī)理和工作方式,進(jìn)而設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng),是計(jì)算機(jī)學(xué)科,尤其是軟件工程專業(yè)方向?qū)W生必備的知識(shí)和技能。?計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)原理?課程是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)及相關(guān)專業(yè)的核心課程之一。該課程主要介紹操作系統(tǒng)的根本原理和實(shí)現(xiàn)技術(shù),是理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工作、用戶與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)交互和設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)等根本知識(shí)構(gòu)造的重要途徑。由于該課程主要是由計(jì)算機(jī)各種操作系統(tǒng)的組成構(gòu)造、設(shè)計(jì)思想、方法和理論綜合而形成的,因此,課程內(nèi)容比擬龐雜、涉及面廣、概念抽象,不易理解。因此,該課

2、程也是計(jì)算機(jī)專業(yè)中老師最難教、學(xué)生最難學(xué)的課程之一。如何有效地來(lái)調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,使學(xué)生系統(tǒng)地掌握該門課程的各種知識(shí),進(jìn)步學(xué)生的理論才能,進(jìn)而培養(yǎng)出社會(huì)需要的、具有創(chuàng)新才能的人材,成了課程教學(xué)中要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。我們根據(jù)?計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)原理?課程本身的特點(diǎn),基于教學(xué)過(guò)程中對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的仔細(xì)分析和研究,對(duì)該課程的教學(xué)和評(píng)價(jià)方法進(jìn)展了一些改革,以期到達(dá)上述教學(xué)目的。1改良教學(xué)形式和教學(xué)方法,進(jìn)步教學(xué)質(zhì)量針對(duì)操作系統(tǒng)課程教學(xué)的特點(diǎn),以及課程教學(xué)的難點(diǎn),制定合理的教學(xué)內(nèi)容,采用科學(xué)的教學(xué)方法,利用現(xiàn)代化教學(xué)平臺(tái),以進(jìn)步教學(xué)質(zhì)量。1.1完善教學(xué)體系構(gòu)造,合理安排教學(xué)內(nèi)容圍繞計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)原理課程,

3、開(kāi)展了一系列課程,包括Linux操作系統(tǒng),計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)原理,現(xiàn)代操作系統(tǒng)及嵌入式系統(tǒng)等。這些課程內(nèi)容相關(guān)又各有側(cè)重,比方Linux操作系統(tǒng)側(cè)重對(duì)操作系統(tǒng)的使用,使學(xué)生對(duì)操作系統(tǒng)具有直觀和完好的印象;計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)側(cè)重操作系統(tǒng)的根本概念、根本功能和算法原理,現(xiàn)代操作系統(tǒng)關(guān)注多處理機(jī)操作系統(tǒng)、挪動(dòng)設(shè)備上的電源管理、可信系統(tǒng)等內(nèi)容。在此之前還安排了計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言,數(shù)據(jù)構(gòu)造,計(jì)算機(jī)組成構(gòu)造等先修課程。從而形成了以本科?操作系統(tǒng)原理?為根底,由嵌入式系統(tǒng)和現(xiàn)代操作系統(tǒng)等多門課程構(gòu)成的內(nèi)容銜接合理、層次清楚的課程教學(xué)體系。操作系統(tǒng)的開(kāi)展日新月異,操作系統(tǒng)原理課程的教學(xué)既要緊跟操作系統(tǒng)軟件技術(shù)的開(kāi)展,也要

4、緊跟硬件技術(shù)方面的更新。老師積極跟蹤國(guó)外最新的操作系統(tǒng)原理教材,對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)展優(yōu)化調(diào)整,在強(qiáng)化課程內(nèi)容的系統(tǒng)性的根底上,精簡(jiǎn)課堂講授內(nèi)容。例如,在課程講授中放棄了過(guò)時(shí)的作業(yè)和作業(yè)管理局部的內(nèi)容,強(qiáng)化了現(xiàn)代操作系統(tǒng)中的進(jìn)程及線程的概念。相應(yīng)的設(shè)計(jì)原理局部增加Linux或者inds操作系統(tǒng)是如何實(shí)現(xiàn)的技術(shù)案例和局部原代碼,并增加了線程死鎖的實(shí)例學(xué)習(xí)。另外利用一定的課時(shí),開(kāi)設(shè)嵌入式操作系統(tǒng)(S-inE、Vxrks)、挪動(dòng)終端操作系統(tǒng)(如Andrid)等講座。這樣一方面可以充分利用有限的授課課時(shí),向?qū)W生介紹最新的操作系統(tǒng)原理與技術(shù);另一方面可以進(jìn)步學(xué)生學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)原理的積極性和主動(dòng)性,從而到達(dá)良好的教

5、學(xué)效果。1.2靈敏運(yùn)用教學(xué)方法,調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性在教學(xué)過(guò)程中,提倡以學(xué)生為中心,注意運(yùn)用課堂提問(wèn)和課堂討論的互動(dòng)式教學(xué)方式。將以往授課中的是什么轉(zhuǎn)變?yōu)闉槭裁?使學(xué)生自主性、創(chuàng)造性地學(xué)習(xí),激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、積極思維,培養(yǎng)學(xué)生豐富的科學(xué)想象力和自主學(xué)習(xí)才能,進(jìn)步學(xué)生的綜合素質(zhì)。在授課過(guò)程中以用戶對(duì)操作系統(tǒng)不斷開(kāi)展的需求為核心,建立以操作系統(tǒng)所管理的各類資源對(duì)象為主線、以操作系統(tǒng)的性能為設(shè)計(jì)目的、以操作系統(tǒng)的核心算法和數(shù)據(jù)構(gòu)造為實(shí)現(xiàn)手段的教學(xué)內(nèi)容體系,深化淺出地分析操作系統(tǒng)的根本原理和設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)框架。學(xué)生以該主線為導(dǎo)向,將自己擺在管理者角度上學(xué)習(xí),按照提出問(wèn)題分析問(wèn)題解決問(wèn)題的思路,由淺入深地遍

6、歷整個(gè)課程所覆蓋的內(nèi)容。對(duì)于操作系統(tǒng)中的一些抽象概念和模型,靈敏采用多種教學(xué)手段進(jìn)展講解。例如,操作系統(tǒng)中多進(jìn)程的并發(fā)執(zhí)行一直是學(xué)生理解的難點(diǎn)。老師讓學(xué)生扮演如下場(chǎng)景:老師需要將一些書(shū)從圖書(shū)館搬到辦公室,老師通知班長(zhǎng)來(lái)完成這項(xiàng)任務(wù)。班長(zhǎng)收到通知后,覺(jué)得自己完成任務(wù)有困難,申請(qǐng)得到一位助手。得到助手之后,班長(zhǎng)負(fù)責(zé)搬物理書(shū),助手負(fù)責(zé)搬數(shù)學(xué)書(shū)。在搬書(shū)的過(guò)程中,只有一個(gè)推車作為輔助工具。班長(zhǎng)使用推車搬書(shū)的時(shí)候,助手就要等待;同理,助手使用推車搬書(shū)的時(shí)候,班長(zhǎng)就要等待。之后,向?qū)W生講解在該例子中,搬書(shū)任務(wù)類比于程序要完成的特定功能,班長(zhǎng)類比于父進(jìn)程,助手類比于子進(jìn)程,工具推車類比于單處理機(jī)下的PU。通過(guò)

7、這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的例子,學(xué)生表示對(duì)多進(jìn)程的并發(fā)概念有了非常直觀的理解。又如，對(duì)于多個(gè)消費(fèi)者消費(fèi)者問(wèn)題中是否要使用互斥實(shí)現(xiàn)，請(qǐng)持有不同觀點(diǎn)的學(xué)生進(jìn)展辯論，由一方向另一方舉出反例。另外，在講述內(nèi)存管理之前，讓學(xué)生們分成幾組，使用流行的大腦風(fēng)暴方法，由學(xué)生自行提出各種管理方法以及需要的數(shù)據(jù)構(gòu)造等。這些方法的使用，促使學(xué)生進(jìn)展創(chuàng)造性的思維，大大進(jìn)步了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。在教學(xué)當(dāng)中,注重幫助學(xué)生建立方法體系。例如,在講授文件管理的分層思想時(shí),類比了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的分層思想;在講述進(jìn)程的互斥時(shí),討論在數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)訪問(wèn)的原那么等。將學(xué)生的思路從單個(gè)問(wèn)題的解決,拓寬到通用的方法上,從而進(jìn)步綜合運(yùn)用各

8、種知識(shí)的才能。另外,通過(guò)主課、習(xí)題課、專題課、課堂討論,以及資料搜集與分析、小論文、源程序分析、小型實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)等多種形式的理論授課進(jìn)步學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)效果。1.3充分利用現(xiàn)代化教學(xué)平臺(tái),拓展教學(xué)空間教學(xué)方法和手段不拘形式,只要有利于教學(xué)目的,全部充分利用。利用各種現(xiàn)代化手段,將師生的交流,從傳統(tǒng)的課堂,拓展到課堂、網(wǎng)絡(luò)討論、電子郵件、實(shí)驗(yàn)室、機(jī)房。利用多媒體教室、多媒體課件、網(wǎng)絡(luò)課件、習(xí)題庫(kù)及測(cè)試平臺(tái)等,使學(xué)生可以不受時(shí)間、地點(diǎn)的限制,方便地進(jìn)展自主性的學(xué)習(xí),有利于學(xué)生及時(shí)進(jìn)展自我評(píng)估,發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)中的薄弱環(huán)節(jié),彌補(bǔ)知識(shí)缺陷,并向老師提出反潰網(wǎng)絡(luò)提供的開(kāi)放式平臺(tái)也提供了師生交流的新途徑,可以通

9、過(guò)電子郵件,BBS、網(wǎng)上答疑,網(wǎng)上討論等,對(duì)教學(xué)內(nèi)容和方式及時(shí)進(jìn)展調(diào)整和改善。同時(shí)老師結(jié)合當(dāng)前教學(xué)與學(xué)習(xí)新形勢(shì),積極引導(dǎo)學(xué)生有效利用各種現(xiàn)代化資源,隨時(shí)跟蹤理解國(guó)際操作系統(tǒng)開(kāi)展的動(dòng)態(tài)和操作系統(tǒng)教學(xué)中的熱點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題,開(kāi)展多種形式的小組討論與交流。學(xué)生在給定范圍內(nèi)自主選題,然后組成研究學(xué)習(xí)小組,利用各種參考資料和網(wǎng)上資源對(duì)某個(gè)專題開(kāi)展自主學(xué)習(xí)和研究,并撰寫報(bào)告。然后通過(guò)小論文聯(lián)盟.Ll.組報(bào)告進(jìn)展交流和討論。并將優(yōu)秀的學(xué)生報(bào)告放在課程的網(wǎng)站中,與老師一道構(gòu)建循環(huán)教案。2采用分層式理論環(huán)節(jié),兼顧學(xué)生興趣與才能理論環(huán)節(jié)是操作系統(tǒng)課程的重要環(huán)節(jié),根本目的是使學(xué)生更好地掌握操作系統(tǒng)的根本概念、根本原理,

10、及根本功能,有分析實(shí)際操作系統(tǒng)、設(shè)計(jì)、構(gòu)造和開(kāi)發(fā)現(xiàn)代操作系統(tǒng)的根本才能。在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)倡導(dǎo)層次教學(xué)法,以注重根底,綜合運(yùn)用,鼓勵(lì)創(chuàng)新為指導(dǎo)思想,根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)才能和興趣的不同,對(duì)學(xué)生進(jìn)展分別指導(dǎo),從個(gè)性化開(kāi)展的角度考察學(xué)生的創(chuàng)新思維才能和理解問(wèn)題的才能。把操作系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分成兩局部,必做實(shí)驗(yàn)與選作實(shí)驗(yàn)。必做實(shí)驗(yàn)工程對(duì)應(yīng)了操作系統(tǒng)中的重要概念和算法,如:進(jìn)程控制、進(jìn)程通信、線程(或者進(jìn)程)同步和調(diào)度,處理機(jī)調(diào)度。這些實(shí)驗(yàn)要求每個(gè)學(xué)生在Linux環(huán)境下獨(dú)立完成。通過(guò)這些訓(xùn)練,使學(xué)生更加系統(tǒng)地穩(wěn)固學(xué)習(xí)的概念、原理、設(shè)計(jì)及算法,同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生程序設(shè)計(jì)的方法和技巧,進(jìn)步學(xué)生編制明晰、合理、可讀性好的系統(tǒng)程序

11、的才能。對(duì)于存儲(chǔ)器管理、設(shè)備管理實(shí)驗(yàn)和文件管理等綜合性實(shí)驗(yàn),由于課時(shí)有限,不可能每位同學(xué)做完所有的實(shí)驗(yàn)。因此,由學(xué)生自行組合形成假設(shè)干組,每組選擇12實(shí)驗(yàn)工程。學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi),完成問(wèn)題分析、算法設(shè)計(jì)、編碼調(diào)試、結(jié)果驗(yàn)證等工作。操作完畢后,重要的一個(gè)環(huán)節(jié)是,請(qǐng)每個(gè)小組做一個(gè)總結(jié)匯報(bào)。要求上臺(tái)演講,小組成員全部參加。匯報(bào)內(nèi)容包括如下幾方面:(1)實(shí)驗(yàn)的原理和算法實(shí)現(xiàn)的特色;(2)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的重點(diǎn)和難點(diǎn);(3)每個(gè)學(xué)生的分工,并答復(fù)其它小組學(xué)生的問(wèn)題。通過(guò)協(xié)作學(xué)習(xí)與模擬性學(xué)習(xí)相結(jié)合,培養(yǎng)組織協(xié)作與團(tuán)隊(duì)精神,讓學(xué)生充分發(fā)揮主動(dòng)、創(chuàng)新、積極動(dòng)手參與理論的才能,從理論中來(lái),到理論中去,再進(jìn)一步上升為理

12、論,開(kāi)拓思維,主動(dòng)參與,獲得了較好的教學(xué)效果。3強(qiáng)調(diào)才能培養(yǎng),合理制定考核方法合理制定考核機(jī)制有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望,實(shí)現(xiàn)從被動(dòng)承受到主動(dòng)學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)變。在加強(qiáng)對(duì)學(xué)生根本知識(shí)、根本技能考核的同時(shí),注重動(dòng)手才能、綜合運(yùn)用才能、社會(huì)理論才能、團(tuán)隊(duì)協(xié)作以及創(chuàng)新才能考核。在理論學(xué)習(xí)過(guò)程中設(shè)計(jì)了多個(gè)學(xué)生互動(dòng)的環(huán)節(jié),包括提問(wèn)、討論、辯論等各種方式,這些是老師與學(xué)生的交流,是學(xué)生參與教學(xué)的一種方式,也是其平時(shí)成績(jī)的重要記錄。這些考核局部相當(dāng)于對(duì)學(xué)生進(jìn)展口試,可以及時(shí)反映教學(xué)效果。對(duì)于綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)敲床捎脠?bào)告、辯論、演示的方式進(jìn)展考核,防止學(xué)生蒙混過(guò)關(guān)。在考試方面,打破以往單一的閉卷考試形式,根據(jù)閉卷考試成績(jī)、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)、研究性學(xué)習(xí)等方面的情況,對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)和學(xué)習(xí)才能給予綜合評(píng)定,全面考察學(xué)生的綜合素質(zhì)。通過(guò)對(duì)學(xué)生進(jìn)展考核的過(guò)程論文聯(lián)盟.Ll.,發(fā)現(xiàn)教學(xué)