文章編號(hào)：1672-5913(2011)21-0071-03 中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
　　作者簡(jiǎn)介：谷建華，男，教授，研究方向?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)與分布式系統(tǒng)；周興社，男，教授，博導(dǎo)，西北工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院院長(zhǎng)，研究方向?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)化嵌入式計(jì)算和普適計(jì)算。
　　
　　摘 要：文章結(jié)合西北工業(yè)大學(xué)的實(shí)際和操作系統(tǒng)課程的特點(diǎn)，提出“厚基礎(chǔ)、重實(shí)踐、強(qiáng)能力” 的操作系統(tǒng)課程培養(yǎng)目標(biāo)，著重論述操作系統(tǒng)課程在教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法方面的研究和實(shí)踐。
　　關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)；精品課程；能力培養(yǎng)
　　
　　西北工業(yè)大學(xué)于20世紀(jì)70年代后期組建了計(jì)算機(jī)應(yīng)用專業(yè)，開設(shè)了計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)課程。經(jīng)過30多年來的教學(xué)實(shí)踐和研究，幾代教師的共同努力，結(jié)合本校的實(shí)際，我們?cè)诮虒W(xué)目標(biāo)、教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面積極改革、銳意進(jìn)取，形成了自己的特色。
　　1 制訂教學(xué)目標(biāo)
　　西北工業(yè)大學(xué)作為一所國(guó)內(nèi)一流、國(guó)際知名的研究型大學(xué)，其計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)是陜西省的名牌專業(yè)，同時(shí)二級(jí)學(xué)科計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)是國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科之一，培養(yǎng)高水平研究與工程兼?zhèn)涞膹?fù)合型人才是學(xué)校的重要目標(biāo)之一[1]。
　　操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，它的任務(wù)是要使學(xué)生理解現(xiàn)代操作系統(tǒng)的基本原理、主要功能和相關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)，掌握當(dāng)今主流操作系統(tǒng)的應(yīng)用模式和管理方法，了解其運(yùn)行環(huán)境和實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，對(duì)學(xué)生在計(jì)算思維，算法分析，系統(tǒng)軟件分析、設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)的認(rèn)知、分析、設(shè)計(jì)與應(yīng)用等方面的能力的培養(yǎng)具有重要作用[2-3]。
　　為此，結(jié)合學(xué)校人才培養(yǎng)的目標(biāo)和操作系統(tǒng)的特點(diǎn)，我們制訂了“厚基礎(chǔ)、重實(shí)踐、強(qiáng)能力”的操作系統(tǒng)課程培養(yǎng)目標(biāo)。
　　2 革新教學(xué)理念
　　為了保證課程的教學(xué)質(zhì)量，在教學(xué)理念上，我們推行研究性教學(xué)、注重學(xué)科方法論，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和理性思維；根據(jù)操作系統(tǒng)課程內(nèi)容和學(xué)生特點(diǎn)，設(shè)置多層次的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，同時(shí)利用兩個(gè)課堂、建立多種考核方式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的發(fā)展和創(chuàng)新能力的提高。經(jīng)過多年努力，收到了良好的效果。
　　1) 推行研究性教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)。
　　在傳授操作系統(tǒng)理論知識(shí)的同時(shí)，通過介紹相關(guān)知識(shí)的來龍去脈，將知識(shí)的發(fā)現(xiàn)過程和大師的思維過程展現(xiàn)出來，引導(dǎo)學(xué)生提出問題、激發(fā)學(xué)生求知欲望；并利用現(xiàn)代多媒體技術(shù)模擬知識(shí)發(fā)現(xiàn)的過程，使學(xué)生能夠感受知識(shí)的創(chuàng)新過程，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識(shí)。
　　2) 注重學(xué)科方法論，培養(yǎng)學(xué)生理性思維。
　　在講授經(jīng)典知識(shí)的同時(shí)，通過實(shí)例分析，將學(xué)科最基本的方法和在實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)軟件時(shí)通常應(yīng)該考慮的問題要點(diǎn)、研究思路和方法介紹給學(xué)生，加大對(duì)學(xué)生抽象思維能力和邏輯思維方法的培養(yǎng)，強(qiáng)化對(duì)學(xué)生進(jìn)行計(jì)算機(jī)軟、硬件系統(tǒng)的理解、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)能力的培養(yǎng)，從而提高學(xué)生的理性思維能力。
　　3) 強(qiáng)化實(shí)踐性教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)精神。
　　通過設(shè)置“體驗(yàn)型、驗(yàn)證型和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)”的實(shí)驗(yàn)體系，我們確立了“循序漸進(jìn)、融會(huì)貫通、精講多練”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)原則。結(jié)合科學(xué)研究，教師從科研課題中提煉創(chuàng)新題目，或通過參加高水平的全國(guó)課程競(jìng)賽，吸引學(xué)生進(jìn)入開放實(shí)驗(yàn)室，在主講教師和實(shí)驗(yàn)教師共同的指導(dǎo)下，學(xué)生以分組形式進(jìn)行創(chuàng)新研究實(shí)驗(yàn)，并在此過程中不斷提高自身的動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。
　　4) 利用第二課堂，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。
　　在確保課堂內(nèi)授課質(zhì)量的同時(shí)，充分利用第二課堂(課外)時(shí)間。鼓勵(lì)并引導(dǎo)學(xué)生開發(fā)操作系統(tǒng)教學(xué)軟件，不但加深了學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解，而且還提高了學(xué)生綜合運(yùn)用軟件工程、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序設(shè)計(jì)方法等課程知識(shí)的能力，同時(shí)還激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，可謂一舉多得。邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)外知名學(xué)者和國(guó)際著名IT公司的研究人員為本科生講解操作系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和研究現(xiàn)狀，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。
　　5) 建立多種考核方式，科學(xué)評(píng)判學(xué)生能力。
　　調(diào)整考試方法，采用多種形式，注重對(duì)過程及能力的考核。理論課教學(xué)將期末考試成績(jī)權(quán)重降為70%；增加實(shí)驗(yàn)?zāi)芰εc日常素質(zhì)考查，權(quán)重為30%；同時(shí)鼓勵(lì)、引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合課程內(nèi)容，通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料撰寫專題小論文、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和平時(shí)表現(xiàn)綜合評(píng)定考查學(xué)生成績(jī)。
　　3 更新教學(xué)內(nèi)容
　　3.1 教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)思想
　　根據(jù)課程的作用與任務(wù)，精心設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容。教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想是：保持教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性，提高教學(xué)內(nèi)容的實(shí)用性，重視教學(xué)內(nèi)容的相關(guān)性，強(qiáng)化教學(xué)內(nèi)容的實(shí)踐性。
　　3.2 強(qiáng)化能力培養(yǎng)的教學(xué)內(nèi)容
　　更新教學(xué)理念，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維能力培養(yǎng)，理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)相互結(jié)合，同時(shí)強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)，設(shè)制單獨(dú)的實(shí)踐課程。為此，我們?cè)O(shè)置了三個(gè)階段的教學(xué)內(nèi)容：理論教學(xué)、課內(nèi)實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)。
　　1) 理論教學(xué)：分成13大模塊，操作系統(tǒng)概論；進(jìn)程的描述及控制；線程；進(jìn)程的調(diào)度；進(jìn)程間通信；死鎖及處理；基本的存儲(chǔ)管理；虛擬存儲(chǔ)管理；設(shè)備管理；文件管理；保護(hù)及安全；操作系統(tǒng)實(shí)例分析；操作系統(tǒng)新知識(shí)選講。
　　2) 課內(nèi)實(shí)驗(yàn)：設(shè)置與理論教學(xué)同步進(jìn)行的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，以體驗(yàn)型實(shí)驗(yàn)為主，輔以驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)。
　　3) 課程設(shè)計(jì)：獨(dú)立設(shè)置了課程設(shè)計(jì)1門，以驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)為主，輔以創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。
　　3.3 層次化的實(shí)踐教66d03dc5f1a95b405529a95a35376de2學(xué)內(nèi)容
　　計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，一般性地闡述其工作原理，很可能使本來具體生動(dòng)的內(nèi)容變得十分抽象、枯燥并難以理解。解決好理論與實(shí)踐相結(jié)合的問題是提高操作系統(tǒng)教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。操作系統(tǒng)上機(jī)實(shí)踐環(huán)節(jié)是操作系統(tǒng)課程的重要組成部分，對(duì)于理解操作系統(tǒng)課程中的相關(guān)理論和知識(shí)點(diǎn)有著非常重要的作用。我們確立了“循序漸進(jìn)、融會(huì)貫通、精講多練”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)原則，并依據(jù)實(shí)驗(yàn)的深度，將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為三個(gè)層次。
　　1) 體驗(yàn)型實(shí)驗(yàn)：使用操作系統(tǒng)的相關(guān)工具或編制簡(jiǎn)單的程序，觀察程序的運(yùn)行，了解操作系統(tǒng)的各種行為，從而體會(huì)操作系統(tǒng)的相關(guān)概念。
　　2) 驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)：通過分析有關(guān)操作系統(tǒng)的源碼，修改相關(guān)的程序或?qū)崿F(xiàn)教科書(參考資料)上的相應(yīng)算法，驗(yàn)證操作系統(tǒng)中的原理和算法。
　　3) 創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)：結(jié)合具體操作系統(tǒng)源碼的分析，針對(duì)操作系統(tǒng)的某些算法的不足，對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)或提出新的算法并實(shí)現(xiàn)。
　　4 創(chuàng)新教學(xué)方法
　　1) “課程理論教學(xué)”與“課程實(shí)踐鏈”相結(jié)合。
　　針對(duì)操作系統(tǒng)課程的特點(diǎn)，教學(xué)中始終堅(jiān)持理論與實(shí)踐的統(tǒng)一，二者相互促進(jìn)。學(xué)生通過“課程實(shí)踐鏈”上多個(gè)連續(xù)環(huán)節(jié)的實(shí)踐，分析及解決遇到的問題，促進(jìn)他們對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的理解；同時(shí)在“課程理論教學(xué)”上，改變過去教學(xué)中“老師臺(tái)上講，學(xué)生埋頭記”的“滿堂灌”模式，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，構(gòu)建學(xué)生的主體地位，使學(xué)生能在教師的引導(dǎo)下自主地、主動(dòng)地、創(chuàng)造性地學(xué)習(xí)。
　　2) “教學(xué)”和“科研”相結(jié)合。
　　我們教學(xué)團(tuán)隊(duì)老師都是一直從事(嵌入式)操作系統(tǒng)、系統(tǒng)軟件科研與開發(fā)工作，主持或參加了多項(xiàng)國(guó)家或省部級(jí)項(xiàng)目、863項(xiàng)目、自然科學(xué)基金項(xiàng)目等，取得了多項(xiàng)科研成果。我們深深懂得教學(xué)與科研相長(zhǎng)的道理，以及教學(xué)和科研相結(jié)合的重要性。所以始終把在科研中取得的成果，如進(jìn)程實(shí)時(shí)調(diào)度算法、快速文件系統(tǒng)等，不斷的融入到教學(xué)當(dāng)中。提升了教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性。
　　3) “中文”與“英文”相結(jié)合。
　　為適應(yīng)當(dāng)前教學(xué)與國(guó)際接軌，培養(yǎng)國(guó)際化復(fù)合型人才的要求，在教學(xué)中采用了雙語(yǔ)教學(xué)。參考了大量的國(guó)內(nèi)外相關(guān)的資料，特別是國(guó)外權(quán)威的經(jīng)典教材，制作了電子教案。針對(duì)學(xué)生對(duì)全英文電子教案不能完全適應(yīng)的現(xiàn)實(shí)，采用部分內(nèi)容中英文并舉的方式，取得了良好的教學(xué)效果。
　　
　　2011年起，我們采取了“特生特教”的方法，通過自主報(bào)名、教師優(yōu)選，從每個(gè)班級(jí)選取了2～3名英語(yǔ)通過六級(jí)的學(xué)生組成一個(gè)純英語(yǔ)操作系統(tǒng)教學(xué)班。近半學(xué)期的教學(xué)實(shí)踐表明學(xué)生主動(dòng)性較高、效果良好。
　　4) “主題教學(xué)”與“專家講座”相結(jié)合。
　　在做好核心主題和基本知識(shí)單元教學(xué)的同時(shí)，積極聘請(qǐng)國(guó)內(nèi)外知名學(xué)者和國(guó)際著名IT公司的研究人員開展操作系統(tǒng)相關(guān)研究的前沿學(xué)術(shù)講座，使學(xué)生了解學(xué)科發(fā)展的最新動(dòng)態(tài)，獲取大量的專業(yè)信息，啟發(fā)學(xué)生對(duì)課程的興趣。
　　5) “大班授課”與“小組討論”相結(jié)合。
　　“大班授課”側(cè)重核心知識(shí)單元的講解，老師針對(duì)教學(xué)中的難點(diǎn)、疑點(diǎn)設(shè)置問題，啟發(fā)學(xué)生的思維，引導(dǎo)“小組討論”。學(xué)生根據(jù)問題，通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)和上機(jī)實(shí)踐，提出解決方案或思路，學(xué)以致用，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性。
　　6) “綜合考核”與“素質(zhì)培養(yǎng)”相結(jié)合。
　　改革考核方式，注重學(xué)生的實(shí)踐能力。采取以測(cè)試學(xué)生基礎(chǔ)理論知識(shí)為主的理論考核；以測(cè)試學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力及基本技能為主實(shí)踐考核。同時(shí)引入“課程實(shí)踐鏈”表現(xiàn)評(píng)價(jià)體系，依據(jù)各環(huán)節(jié)和其相應(yīng)權(quán)重考核學(xué)生的綜合表現(xiàn)，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新意識(shí)和想象力的培養(yǎng)。
　　5 突出課程特色
　　1) 有機(jī)結(jié)合的課程體系。
　　由操作系統(tǒng)原理、Windows操作系統(tǒng)核心技術(shù)(微軟精品課程)、操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)(教育部-微軟精品課程)、系統(tǒng)級(jí)程序設(shè)計(jì)(引自美國(guó)卡內(nèi)基?梅隆大學(xué))、高級(jí)操作系統(tǒng)等組成了課程群。形成了循序漸進(jìn)地、涵蓋原理、技術(shù)、設(shè)計(jì)、編程實(shí)踐的課程體系。幾門課程相互銜接、相互補(bǔ)充、有機(jī)配合共同打造操作系統(tǒng)教學(xué)的課程體系。
　　2) 多層次漸進(jìn)式實(shí)驗(yàn)設(shè)置。
　　形成了體驗(yàn)性、驗(yàn)證性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)體系，確立了“循序漸進(jìn)、融會(huì)貫通、精講多練”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)原則。
　　3) 廣泛的國(guó)際合作。
　　我們積極與微軟、SUN、Intel等國(guó)際著名IT公司展開了廣泛的合作，及時(shí)把這些公司最新的操作系統(tǒng)技術(shù)融入到教學(xué)當(dāng)中，站在巨人的肩膀上，學(xué)習(xí)他們的先進(jìn)技術(shù)和教學(xué)手段是提高我們教學(xué)質(zhì)量的捷徑，取得了很好的效果。
　　6 結(jié)語(yǔ)
　　西北工業(yè)大學(xué)的操作系統(tǒng)課程在2010年被評(píng)為國(guó)家級(jí)精品課程。我們會(huì)加倍努力，深化教學(xué)改革、強(qiáng)化精品意識(shí)，強(qiáng)化學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，進(jìn)一步拓展理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容和方式，不斷研究適合中國(guó)國(guó)情的教學(xué)之路，使我校的操作系統(tǒng)課程百尺竿頭、更上一層。
　　
　　參考文獻(xiàn)：
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