張倩倩++徐天賀

摘 要 操作系統(tǒng)課程是計(jì)算機(jī)專業(yè)考研統(tǒng)考課程之一，其知識(shí)點(diǎn)抽象、理論知識(shí)晦澀難懂。通過研究考研真題，重點(diǎn)研究該門課程與考研相關(guān)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，提出分階段實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)方法以及基于決策評(píng)價(jià)的實(shí)驗(yàn)考核方式，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解力，增強(qiáng)教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞 操作系統(tǒng)；考研；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2015）02-0143-02

Experimental Teaching Reform and Practice of Operating System

Combining Postgraduate Exam//ZHANG Qianqian， XU Tianhe

Abstract The course of operating system is one of the postgraduate exams course. The theory of knowledge is abstract and difficult to understand. Through the study of postgraduate exam， the research focus on experimental teaching reform combined with postgraduate exam. It puts forward a design method of experimental teaching in stages and decision-making evaluation assessment methods based on experiment. It strength the comprehension of the theory of knowledge and improve the teaching effect.

Key words operating system； postgraduate exam； experimental teaching

操作系統(tǒng)是用戶和計(jì)算機(jī)之間的接口，其研發(fā)能力體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)軟件發(fā)展的水平。在本科院校計(jì)算機(jī)專業(yè)的課程設(shè)置里，操作系統(tǒng)是一門重要的專業(yè)核心基礎(chǔ)原理課。作為專業(yè)必修課，其具有自身的特點(diǎn)：首先對(duì)學(xué)生來說，其內(nèi)容繁多且原理性強(qiáng)，學(xué)生對(duì)抽象知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)、理解和綜合運(yùn)用存在一定的障礙[1]；其次對(duì)教師來說，如果只照本宣科地講解相關(guān)概念、原理，那么教學(xué)就會(huì)停留在知識(shí)的“灌輸”層面，不利于知識(shí)的接收、掌握和靈活運(yùn)用。如何在教學(xué)中將抽象知識(shí)轉(zhuǎn)化為學(xué)生自己理解的內(nèi)容，這就對(duì)教師的教學(xué)提出更高的要求。

課程實(shí)驗(yàn)是教學(xué)活動(dòng)的重要環(huán)節(jié)，它可以彌補(bǔ)課堂教學(xué)的不足，加深對(duì)理論過程的理解，啟發(fā)學(xué)生深入思考，達(dá)到良好的理論聯(lián)系實(shí)際的教學(xué)效果[2]。對(duì)于操作系統(tǒng)課程，實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)置和教學(xué)就顯得愈發(fā)的重要。尤其是對(duì)考研的學(xué)生做了相關(guān)調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，其對(duì)考題的理解非常片面，多數(shù)處于一知半解的狀態(tài)，嚴(yán)重影響了該門課程的成績(jī)。在此，結(jié)合考研，有必要對(duì)操作系統(tǒng)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行有針對(duì)性的改革。

1 教材的選擇

操作系統(tǒng)課程主要講解操作系統(tǒng)基本原理和實(shí)現(xiàn)算法，目的是讓學(xué)生深入理解計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，建立起計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的整體框架；培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和動(dòng)手能力，使學(xué)生能夠通過學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)基本原理、設(shè)計(jì)思路及方法，提高分析問題、解決問題的能力[1]。

西安電子科技大學(xué)出版社2014年出版的由湯子瀛等編著的《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)》（第四版）較之前三版做了很大改動(dòng)。

首先，在章節(jié)的編排上對(duì)以前章節(jié)進(jìn)行了拆分，重點(diǎn)突出、層次更加分明，同時(shí)結(jié)合當(dāng)今發(fā)展的狀況和前沿，增加了多處理機(jī)、多媒體、系統(tǒng)安全等方面的內(nèi)容；

其次，在內(nèi)容方面擯棄了老版本的PASCAL語言，采用C語言的偽代碼，與時(shí)俱進(jìn)的同時(shí)增強(qiáng)了學(xué)生的理解力，這項(xiàng)革新大大助推了操作系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

因此，該教材對(duì)考研學(xué)生，無論是在理論學(xué)習(xí)還是實(shí)驗(yàn)操作方面都無疑是很好的選擇。然而無論是哪個(gè)版本的操作系統(tǒng)教材，都具有原理性太強(qiáng)、與實(shí)際操作結(jié)合有一定難度以及學(xué)生在學(xué)與用之間難以建立聯(lián)系等特點(diǎn)，因此對(duì)于該門課程的學(xué)習(xí)，尤其是作為考研主干課程，需要在操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)結(jié)合考研內(nèi)容做適當(dāng)?shù)膹浹a(bǔ)。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是輔助學(xué)生驗(yàn)證和鞏固所學(xué)知識(shí)、理論聯(lián)系實(shí)際的重要手段，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中獲得發(fā)現(xiàn)知識(shí)的樂趣，真正掌握操作系統(tǒng)知識(shí)，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生技能和動(dòng)手能力。

2 結(jié)合考研的操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革及實(shí)踐

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置 操作系統(tǒng)課程的實(shí)驗(yàn)大致可以分成兩類：一類是系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)，主要針對(duì)操作系統(tǒng)不同的模塊通過系統(tǒng)調(diào)用接口來完成典型的功能；另一類是通過修改或者增加操作系統(tǒng)核心的代碼，來觀察操作系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)機(jī)制，但這種實(shí)際的操作由于過于龐雜而難以把握，而且調(diào)試?yán)щy，學(xué)生很難學(xué)習(xí)到建立一個(gè)操作系統(tǒng)、操作硬件的知識(shí)[3]。對(duì)于考研的學(xué)生來說，重點(diǎn)是系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)，從外部來觀察操作系統(tǒng)執(zhí)行過程，加強(qiáng)對(duì)考研知識(shí)點(diǎn)的理解；如果學(xué)生有更高的需求，可針對(duì)不同層次的學(xué)生設(shè)置內(nèi)核實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

在操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面需要解決兩個(gè)問題：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇和實(shí)驗(yàn)難度的設(shè)置。一方面在高校操作系統(tǒng)教學(xué)過程中，由于課時(shí)的限制，操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課不可能將所有理論知識(shí)都用實(shí)驗(yàn)的方式來驗(yàn)證，因此教師要對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行篩選。另一方面，對(duì)于操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的難度設(shè)置是一個(gè)比較棘手的問題，難度過低，學(xué)生做實(shí)驗(yàn)沒有成就感，喪失學(xué)習(xí)興趣；難度過高，學(xué)生又會(huì)產(chǎn)生畏難情緒，影響學(xué)習(xí)情緒[4]。為了滿足學(xué)生在考研方面的需求，建議在教學(xué)過程中對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以及實(shí)驗(yàn)難度方面，重點(diǎn)結(jié)合考研大綱進(jìn)行設(shè)置。endprint

為了在操作系統(tǒng)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中很好地結(jié)合考研，首先需要對(duì)近幾年操作系統(tǒng)考研真題進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析[5]。根據(jù)考研的需要，將學(xué)生在理論學(xué)習(xí)過程中的重、難點(diǎn)以及難以理解的內(nèi)容進(jìn)行分層，有重點(diǎn)地提取出相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容制訂相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃以及實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。這就需要教師在充分掌握考研動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)上，結(jié)合考研需求設(shè)計(jì)難度適宜或者由易到難的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

通過分析近幾年的考研真題，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為兩種類型：一是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，包括熟悉Linux下C語言編程、進(jìn)程管理、進(jìn)程控制、存儲(chǔ)管理；二是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，是在學(xué)生理解和掌握驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，對(duì)學(xué)生提出的更高要求。因?yàn)樵诮鼛啄昕佳械木C合應(yīng)用類型題中有PV操作、調(diào)度算法、頁式存儲(chǔ)器的頁面置換算法、虛擬存儲(chǔ)器等，所以讓學(xué)生有選擇地做一些設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，包括生產(chǎn)者/消費(fèi)者問題、進(jìn)程調(diào)度實(shí)驗(yàn)、頁面置換算法、文件管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。

由于目前在考研背景下操作系統(tǒng)課程的教學(xué)還是以理論學(xué)習(xí)為主，教授該門課程的教師在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)很難讓學(xué)生理論和實(shí)驗(yàn)齊頭并進(jìn)，因此建議在開設(shè)操作系統(tǒng)理論課的同一個(gè)學(xué)期，讓學(xué)生同步選修Linux下C語言編程這門課程，并聘請(qǐng)工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)豐富的教師擔(dān)任，這將有助于提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，尤其是操作系統(tǒng)理論的實(shí)踐能力。

分階段實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì) 為了達(dá)到良好的實(shí)驗(yàn)效果，在此采用分階段的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，該方法將實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程分為三部分：上機(jī)輔導(dǎo)前、上機(jī)過程中以及上機(jī)成果驗(yàn)收。

在第一階段，即上機(jī)輔導(dǎo)前，教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皩?shí)驗(yàn)內(nèi)容確定該實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)還是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，以便有針對(duì)性地采用不同的教學(xué)手段。如果是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，由于其實(shí)驗(yàn)難度低，因而設(shè)置的課時(shí)應(yīng)相對(duì)較少，目的是讓學(xué)生在理論學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容通過編制程序或者修改程序來觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，反過來強(qiáng)化理論知識(shí)的學(xué)習(xí)。這類實(shí)驗(yàn)通常是熟悉Linux系統(tǒng)以及學(xué)習(xí)一些典型的系統(tǒng)調(diào)用。如果是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，就需要學(xué)生在實(shí)驗(yàn)之前明確實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，如果在沒有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，需給學(xué)生時(shí)間提前去查閱一些資料，以便在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程中取得較好的學(xué)習(xí)效果。

第二階段是在上機(jī)過程中，如果是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程主要是以學(xué)生自我學(xué)習(xí)為主，教師講解為輔，注重提高學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)能力；如果是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，由于該類實(shí)驗(yàn)相對(duì)復(fù)雜，需要教師和學(xué)生、學(xué)生和學(xué)生相互合作完成。設(shè)計(jì)該類實(shí)驗(yàn)的最終目的除了增強(qiáng)操作系統(tǒng)理論學(xué)習(xí)外，還在于培養(yǎng)學(xué)生相互協(xié)作的能力。

最后在實(shí)驗(yàn)結(jié)束以后，對(duì)于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，教師要當(dāng)堂進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)收，要求學(xué)生能夠理解典型的系統(tǒng)調(diào)用，正確調(diào)試運(yùn)行程序并就輸入輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋和分析；對(duì)于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，該實(shí)驗(yàn)報(bào)告采用分組提交方式，教師對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)和評(píng)價(jià)。

基于決策評(píng)價(jià)的實(shí)驗(yàn)考核方式 鑒于操作系統(tǒng)課程筆試成績(jī)和實(shí)驗(yàn)課程效果，將學(xué)生分為三類：理論知識(shí)豐富、實(shí)驗(yàn)效果良好；理論知識(shí)豐富、實(shí)驗(yàn)欠缺；理論和實(shí)驗(yàn)均有不足。對(duì)于第一類學(xué)生，其無論是在考研的理論方面還是實(shí)驗(yàn)方面，都很好地掌握了操作系統(tǒng)這門課程；對(duì)第二類學(xué)生，其在筆試尤其是在考研筆試方面會(huì)取得不錯(cuò)的成績(jī)，如果需要，可進(jìn)一步進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)；對(duì)第三類學(xué)生，其在操作系統(tǒng)課程學(xué)習(xí)方面還需要繼續(xù)努力，否則對(duì)考研成績(jī)有很大的影響。學(xué)生可以根據(jù)自己的實(shí)際考核成績(jī)，決定自己的努力方向和重點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容。

3 結(jié)束語

操作系統(tǒng)課程作為計(jì)算機(jī)專業(yè)考研統(tǒng)考課程之一，其具有知識(shí)點(diǎn)抽象、理論知識(shí)晦澀難懂等特點(diǎn)。文中重點(diǎn)結(jié)合考研有針對(duì)性地研究了該門課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，提出分階段實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)方法以及基于決策評(píng)價(jià)的實(shí)驗(yàn)考核方式。該方法已應(yīng)用于操作系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，并取得很好的效果。當(dāng)然這些還不夠完善，還需要不斷發(fā)現(xiàn)新問題，提出新方法，解決新問題，增強(qiáng)教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

[1]張鴻，羅宇翰.操作系統(tǒng)課程中抽象知識(shí)的可視化教學(xué)研究[J].計(jì)算機(jī)教育，2014（14）：50-53.

[2]張曉孿.計(jì)算機(jī)專業(yè)操作系統(tǒng)課程的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)[J].高校實(shí)驗(yàn)室工作研究，2013（2）：26-27，116.

[3]馮紅偉，王鵬.操作系統(tǒng)教學(xué)與試驗(yàn)設(shè)計(jì)研究[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2007，26（12）：251-253.

[4]李軍，吳超云.基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的操作系統(tǒng)教學(xué)思考[J].安慶師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，20（2）：121-123.

[5]梁文娟，杜瑩.結(jié)合考研的操作系統(tǒng)課程教學(xué)探討[J].計(jì)算機(jī)時(shí)代，2004（1）：44-46.endprint