操作系統課程設計的實踐教學

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《操作系統》是高等院校計算機及相關專業的一門專業基礎課，課程本身具有理論性強、概念多且抽象、知識面廣等特征，因而操作系統課程一直被認為是一門教師覺得很難教，學生覺得很難學的課程，而其中最受熱議的話題便是在學習操作系統過程中的動手實踐問題。

1操作系統實踐環節中的問題分析

《操作系統》課程的理論性和綜合性較強，知識涵蓋多個學科，該課程全面系統地講述操作系統的設計和實現，重要算法及實現技術，這些因素一定程度上影響了學生的學習興趣和學習熱情，往往學生在學完該課程后，多數學生能夠熟練背誦各種概念及算法，但對其中的理解程度不夠，實踐情況不樂觀，幾乎很難自己設計出一個小型的操作系統，這對課程設計的實踐教學提出一定的挑戰。另外，傳統授課模式影響下，學生容易“死讀書”，知識積累不扎實、靈活應用能力差。例如，無論是針對windows系統、Linux/UNIX系統或是其他系統的講解，其過程中要求學生掌握一定的程序設計語言、算法與數據結構、計算機組成原理等課程的功底，但實際情況是，學生對所學知識課程掌握情況不夠，導致在學習《操作系統》的過程中，具有一定的難度，這也是《操作系統》這門課程無法激起學生學習興趣和動力的根本原因之一。

2操作系統課程設計開展模式研究

深入研究我國普通高校針對操作系統課程的實踐教學設置，主要有以下幾種模式。

2.1代碼閱讀與分析針對操作系統的教學，更多高校選取開放源代碼的linux操作系統為平臺，下載并閱讀分析具體的操作系統源代碼是實踐教學中的一種重要方法。

2.2操作系統某些功能的實現熟悉了解各個操作系統的類型、特征，運行實現某些特定功能或利用系統調用方式編寫程序運行實現。

2.3模擬典型算法的實現這是普通院校最為常見的一種實踐方式。教師選取操作系統理論中的典型算法，如進程調度算法、銀行家算法等，讓學生編寫C或C++程序來模擬算法的實現。

2.4擴展或替換小型操作系統的功能模塊選擇一個簡單功能的開放源代碼的操作系統為平臺，讓學生替換原有模塊，或是進行擴展、完善，再或是從無到有的獨立設計一個基本內核功能的操作系統。但這項設計對學生的能力要求非常高，一般的本科院校目前還達不到。綜上所述，各所院校都在依據實際情況，如人才培養目標、學生的能力素質、學校的軟硬件實驗環境設置等因素，選取合適的課程實踐教學環節。

3創新應用型培養模式下的實踐教學開展

結合我院應用型本科計算機專業學生的實際，將《操作系統》的實踐教學的內容進行了重新設置。

3.1根據學生能力，劃分不同層次等級的實驗任務根據實驗內容的難度，劃分初級、中級、高級不同層次的實驗任務，并組織相應實驗對象參與完成。初級實驗內容相對簡單，全體專業學生都要完成，由課任教師負責指導、實施。中級實驗安排在第二部分，提供學生參考程序，全體學生分組開展實驗，提交設計報告。高級實驗難度較大，采取自愿形式，結合當前主流操作系統，由有興趣且有能力學生選做。

3.2“慕課”、“雨課堂”環境下的課程設置“慕課”（MOOCS）是大規模開放在線課程的英文縮寫，它是近來出現的一種新的課程教學模式，不同于傳統的課堂授課方式，它能較好地提高學習效率和自由度。雨課堂是MOOC平臺“學堂在線“推出的混合式教學工具，旨在連接師生的智能終端，將課前—課中—課后的每一個環節都賦予全新的體驗。利用現代信息科技手段，將《操作系統》的課程信息、實驗任務、典型算法或擴展資料提供給學生，督促學生學習，從而提高學習質量和學習效果。

3.3VMware虛擬平臺下，模擬典型算法為避免學生出現無意破壞開發工具或系統配置安裝失敗等問題，為學生配置WMware強大的虛擬機平臺，只需重啟預制好的VMware工作站，就可恢復到原來的編程環境，下載安裝開源代碼的linux系統為平臺，模擬實現操作系統的某些功能，例如進程調度算法、銀行家算法、頁面置換算法等，將抽象的概念用具體的代碼加以實現。

3.4校企合作單位引入，課程內容信息擴展將校企合作單位植入課堂，搭建產學研合一模式的合作課程，引入企事業單位專門針對課程進行前沿趨勢等信息介紹，或引用實際項目案例進行講學，使得學生更加深刻的理解課程的應用模式及專業發展形勢。3.5引導課程設計難度，使課程設計與畢業設計和競賽緊密結合高級實驗任務，對部分有能力的學生，鼓勵大量閱讀、分析操作系統源代碼，幫助他們理解掌握操作系統的整體結構和設計思想，針對當前流行的操作系統，選擇科學合理的實驗題目，增強學生分析思考能力、創新協作能力和實踐技能，為日后的畢業設計或參與競賽奠定扎實的基礎。

4結束語

針對《操作系統》課程在實際教學中出現的，學生在學習過程中對知識原理認識不夠，掌握不好等問題，研究者嘗試在設置詳盡的理論教學的同時，充分重視該課程的實踐環節，特別是課程設計的環節，通過實踐環節的模式探究，選擇合適的課程設置方案，加深學生對操作系統基本概念、工作原理、典型技術、流行實例的深刻理解，培養學生的實際動手能力、創新協作能力和分析思考能力，具有十分重要的意義。

引用：

[1]張玉宏，李歆，馬宏琳.Android平臺下操作系統課程設計的教學改革[J].計算機教育，2014.

[2]王亮.淺談慕課背景下計算機網頁設計課程的教學改革.科教，2015（7）.

[3]詹曉娟，姚登舉，周屹.CDIO教學模式在“操作系統”課程教學改革中的應用[J].黑龍江教育（高教研究與評估），2014（11）.

[4]姚紅巖，譚丹丹.面向卓越軟件工程師培養的操作系統教學策略[J].計算機教育，2013（15）.

作者：覃曉虹 張連浩 單位：沈陽科技學院