高职高专操作系统课程教学改革研究

黄　锐　穆振海

摘要：操作系统作为计算机专业的专业基础课程，在计算机专业教学中占据十分重要的地位。本文分析了高职高专院校在计算机操作系统课程教学中存在的问题，结合作者的实际教学经验，提出了具有高职高专特点的操作系统课程的教学改革方案。

关键词：操作系统；教学改革；高职高专院校

中图分类号：G642文献标识码：B文章编号：1672-5913(2009)04-0054-02

1引言

操作系统是计算机专业课程体系中的专业基础课程，它的前导课程为数据结构、计算机组成原理和高级语言程序设计，课程的教学目的是使学生通过课程的学习，理解操作系统的基本概念、主要功能和设计原理，掌握常用操作系统的使用和管理方法。但是实际教学中由于其涉及知识面广，理论性较强，缺乏有效的实践环节，造成学生学习兴趣不高，难以达到良好的教学效果。

2教学中实际存在的问题

2.1理论压缩型教学

在课堂教学中，使用操作系统原理类教材，讲授的内容基本是在本科生要求掌握的理论知识的基础上进行一定压缩，基本表现是照本宣科，多讲概念、原理和算法，要求学生对所学知识点死记硬背。在实践环节中，要求学生使用高级语言编写模拟进程调度，银行家算法等内容的演示程序，强调对理论知识的深入理解和数据结构知识的应用。其结果是学生记忆了大量的书本知识来应付考试，而实践中编写的程序也没有任何实际应用之处，造成了学生观念中“操作系统无用论”，极大地打击了学生的学习积极性，也对后续课程的学习造成了一定影响。

2.2操作应用型教学

放弃操作系统理论性的内容，开设Windows系统或Linux系统应用类课程来代替操作系统课程。主要讲授该类操作系统的常规应用和维护知识，使学生能够熟练使用和维护操作系统。在实践环节中，要求学生掌握操作系统的安装方法，能够熟练应用操作系统中的功能，例如Windows系统中的文件加密、磁盘配额、创建紧急修复磁盘、磁盘清理、备份与恢复数据、CHKDSK维护文件完整性等操作，可以针对操作系统运行中出现的异常问题进行维护管理。这种教学方式将操作系统的学习等同于一种软件的应用学习，难度大幅度下降，但是作为计算机专业的学生不应仅仅只懂得安装和维护操作系统，作个简单的“系统维护员”，还应当能够理解操作系统的基本原理，为“改进”和“增强”操作系统打下基础。这样才能体现出专业特色。

3改革方案

高职高专对于计算机学科人才培养的目标是“培养计算机技术应用型专门人才”，教学安排基本是实践能力培养为主，理论知识学习为辅。操作系统课程的教学改革也要紧扣此目标。作者结合自身的教学经验，从教学内容、教学方法和实践环节三个方面提出了具有高职高专特点的操作系统课程教学改革方案。

3.1教学内容

操作系统课程教学改革的首要任务是对课程内容的改革。课程应围绕以掌握操作系统的基本概念和原理为重点，以分析实例为手段展开，合理调整理论与实践部分的搭配比例，重点突出实践教学环节。在具体的教学内容设置中，遵循“够用适度，求精不求全”的原则，合理地组织教学内容。

在理论部分，以满足学生课程学习的基本需要为主，重点掌握以下内容：用户接口技术；进程管理和并发技术；内存管理中的分页策略和虚拟存储；设备管理中的设备的分配与驱动，缓冲技术及虚拟设备；文件系统中的文件组织形式、树型目录结构以及对文件的基本操作的实现等。

操作系统课程的实践环节历来是一个教学难点。以目前的实际情况，在实践环节设计开发操作系统是具有相当难度的，也不符合高职高专教学特点。在实践部分，由于Linux是遵循POSIX标准的免费多用户多线程类Unix操作系统，具有Unix的全部特征，且源代码完全公开，方便学生对核心模块源程序的研究，所以采用Linux作为教学实验平台，安排实验。实验主要内容包括系统引导程序、进程调度、系统调用、内存管理、设备驱动、文件系统、内核模块等，基本与理论教学内容相对应，达到加深理论知识理解，辅助实际应用的效果。

教材的选取依据以上教学内容，在内容上不仅要包括以上提到的理论知识点，还要做到基本原理与操作系统实例相结合。而实际选择教材时，任何一本教材都会有不足之处，这样就要求授课教师根据实际的情况对教材的内容进行调整，适当删减和添加内容。在条件允许的情况下，最好自行编写教材或讲义，以便更适合本校教学。

此外还要注意操作系统课程与其它计算机课程(如计算机组成原理、高级语言程序设计、数据结构等)之间的联系，在教学内容上互相衔接。这样不仅可以减少教学内容的不必要重复，明确教学内容讲授的重点，还可以使学生更好地理解整个计算机体系结构，体会到操作系统在计算机专业课程体系中的重要性。

3.2教学方法

首先要引导学生理解学习操作系统的目的，明确学习目标，消除“操作系统无用论”对学生的影响，使学生了解学好操作系统需要抓好三方面：基础、理论、实验。同时也可以通过介绍操作系统领域新技术的发展，激发学生的学习兴趣。比如向学生讲授随着嵌入式系统的迅速发展，操作系统也随之向着实时的、可移植的嵌入式操作系统发展，VxWorks、WinCE、VRTX、Linux等操作系统已经得到了广泛的应用，因此计算机专业的学生有必要去学习操作系统的内部结构和实现技术，只有深入的理解实际操作系统，才能更有效的管理和使用系统。

在课堂教学环节，遵循以培养学生的综合应用能力为目的的原则，积极探索和实施互动式、引导式教学，以及任务驱动教学法和梯度式教学法等先进教学方法，注重激发学生的学习兴趣和学习积极性，培养学生自主性学习的习惯，充分利用现代教育技术，制作形象生动的电子课件，重点演示课程教学中的重点和难点，扩大课堂教学知识容量。讲授过程中注意理论与实践相结合。例如在讲授存储器碎片管理时，先使用Windows中附带的磁盘碎片整理程序演示此功能，然后再介绍原理，以加强学生对理论知识的理解。同时也可以适当安排一些课堂讨论，启发学生积极主动地思考，而不是单纯被动地接受知识。

注重学生自学环节，充分利用校园网络，构建操作系统课程网络学习平台，实现教学资料共享、在线答疑、在线测试等功能，使学生可以灵活方便地自主学习。对于想要深入学习Linux的同学，指导成立学习小组，针对Linux内核、网络应用、程序设计等方面进行研讨，全面推进课程多元化教学。

3.3实践环节

实践环节是操作系统学习中最重要的部分，对能否学以致用，并进一步激发学生的学习兴趣起到关键作用。实验安排中，在掌握Linux系统的基本安装和操作之后，考虑到学生能力的差异和不同的发展方向，将实验内容分为两个部分：设计模块、应用模块，按照程序设计员和系统管理员两个方向，供学生选择学习。

(1)设计模块

设计模块主要是结合理论知识，加强对Linux模块功能的分析理解，学生在教师的指导下，结合前导课程知识，能够进行系统程序设计，构造操作系统新模块，添加新功能。在此基础上，可以进一步尝试对Linux内核进行编译研究。

(2)应用模块

应用模块主要是结合理论知识，理解Linux模块功能，能理解熟练使用Linux系统，并在高级系统管理方面进行复杂网络管理，例如：DNS、DHCP服务配置、VSFTPD、HTTP(Apache+CGI/JSP/PERL+Mysql)服务配置、VPN、防火墙配置等内容。

教师要注意对实验的管理，对每一位学生的实验结果进行检查和打分，作为学生课程成绩的重要组成部分。对出现的问题和实验完成情况进行点评，对实验中暴露出来的薄弱知识点进行巩固，从而保证实验教学的质量。

最后要强调的是，面对迅速发展的信息技术，作为教学的核心——教师，几乎与学生同步接受新知识、新思想，也面临自身的知识更新，这就要求主讲教师能够把握操作系统的教学的整体框架，了解操作系统的最新发展，清楚教学知识点，明晰技术点和案例，及时更新知识结构。

4结束语

操作系统作为计算机专业的核心课程，它的重要性毋庸置疑，而在实际教学过程中，应根据高职高专的人才培养目标，以及学生的实际情况，及时调整教学内容、教学方法，加强实践环节，变单纯传授知识为注重应用能力培养，大力推进素质教育，从教学内容、教学方法、实践环节进行改革，提升教学质量。