结合考研的操作系统实验教学改革与实践

张倩倩++徐天贺

摘 要 操作系统课程是计算机专业考研统考课程之一，其知识点抽象、理论知识晦涩难懂。通过研究考研真题，重点研究该门课程与考研相关的实验教学的改革，提出分阶段实验教学的设计方法以及基于决策评价的实验考核方式，加强学生对理论知识的理解力，增强教学效果。

关键词 操作系统；考研；实验教学

中图分类号：G642.423 文献标识码：B

文章编号：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

操作系统是用户和计算机之间的接口，其研发能力体现了计算机软件发展的水平。在本科院校计算机专业的课程设置里，操作系统是一门重要的专业核心基础原理课。作为专业必修课，其具有自身的特点：首先对学生来说，其内容繁多且原理性强，学生对抽象知识点的学习、理解和综合运用存在一定的障碍[1]；其次对教师来说，如果只照本宣科地讲解相关概念、原理，那么教学就会停留在知识的“灌输”层面，不利于知识的接收、掌握和灵活运用。如何在教学中将抽象知识转化为学生自己理解的内容，这就对教师的教学提出更高的要求。

课程实验是教学活动的重要环节，它可以弥补课堂教学的不足，加深对理论过程的理解，启发学生深入思考，达到良好的理论联系实际的教学效果[2]。对于操作系统课程，实验课程的设置和教学就显得愈发的重要。尤其是对考研的学生做了相关调查后发现，其对考题的理解非常片面，多数处于一知半解的状态，严重影响了该门课程的成绩。在此，结合考研，有必要对操作系统课程的实验教学进行有针对性的改革。

1 教材的选择

操作系统课程主要讲解操作系统基本原理和实现算法，目的是让学生深入理解计算机操作系统的层次结构，建立起计算机操作系统的整体框架；培养学生的逻辑思维和动手能力，使学生能够通过学习操作系统基本原理、设计思路及方法，提高分析问题、解决问题的能力[1]。

西安电子科技大学出版社2014年出版的由汤子瀛等编著的《计算机操作系统》（第四版）较之前三版做了很大改动。

首先，在章节的编排上对以前章节进行了拆分，重点突出、层次更加分明，同时结合当今发展的状况和前沿，增加了多处理机、多媒体、系统安全等方面的内容；

其次，在内容方面摈弃了老版本的PASCAL语言，采用C语言的伪代码，与时俱进的同时增强了学生的理解力，这项革新大大助推了操作系统的实验教学。

因此，该教材对考研学生，无论是在理论学习还是实验操作方面都无疑是很好的选择。然而无论是哪个版本的操作系统教材，都具有原理性太强、与实际操作结合有一定难度以及学生在学与用之间难以建立联系等特点，因此对于该门课程的学习，尤其是作为考研主干课程，需要在操作系统实验设计时结合考研内容做适当的弥补。

实验教学是辅助学生验证和巩固所学知识、理论联系实际的重要手段，让学生在实验中获得发现知识的乐趣，真正掌握操作系统知识，同时培养学生技能和动手能力。

2 结合考研的操作系统实验教学的改革及实践

实验内容的设置 操作系统课程的实验大致可以分成两类：一类是系统程序设计，主要针对操作系统不同的模块通过系统调用接口来完成典型的功能；另一类是通过修改或者增加操作系统核心的代码，来观察操作系统的实现机制，但这种实际的操作由于过于庞杂而难以把握，而且调试困难，学生很难学习到建立一个操作系统、操作硬件的知识[3]。对于考研的学生来说，重点是系统程序设计，从外部来观察操作系统执行过程，加强对考研知识点的理解；如果学生有更高的需求，可针对不同层次的学生设置内核实验项目。

在操作系统实验教学方面需要解决两个问题：实验内容的选择和实验难度的设置。一方面在高校操作系统教学过程中，由于课时的限制，操作系统实验课不可能将所有理论知识都用实验的方式来验证，因此教师要对实验内容进行筛选。另一方面，对于操作系统实验的难度设置是一个比较棘手的问题，难度过低，学生做实验没有成就感，丧失学习兴趣；难度过高，学生又会产生畏难情绪，影响学习情绪[4]。为了满足学生在考研方面的需求，建议在教学过程中对实验内容以及实验难度方面，重点结合考研大纲进行设置。endprint

为了在操作系统课程实验教学中很好地结合考研，首先需要对近几年操作系统考研真题进行统计和分析[5]。根据考研的需要，将学生在理论学习过程中的重、难点以及难以理解的内容进行分层，有重点地提取出相关的实验内容，根据不同的实验内容制订相应的实验计划以及实验目标。这就需要教师在充分掌握考研动态的基础上，结合考研需求设计难度适宜或者由易到难的实验内容。

通过分析近几年的考研真题，在实验教学中将实验内容分为两种类型：一是验证性实验，包括熟悉Linux下C语言编程、进程管理、进程控制、存储管理；二是设计性实验，是在学生理解和掌握验证性实验基础上，对学生提出的更高要求。因为在近几年考研的综合应用类型题中有PV操作、调度算法、页式存储器的页面置换算法、虚拟存储器等，所以让学生有选择地做一些设计性实验，包括生产者/消费者问题、进程调度实验、页面置换算法、文件管理系统设计等。

由于目前在考研背景下操作系统课程的教学还是以理论学习为主，教授该门课程的教师在有限的学时内很难让学生理论和实验齐头并进，因此建议在开设操作系统理论课的同一个学期，让学生同步选修Linux下C语言编程这门课程，并聘请工程设计经验丰富的教师担任，这将有助于提高学生实验能力，尤其是操作系统理论的实践能力。

分阶段实验教学设计 为了达到良好的实验效果，在此采用分阶段的实验教学方法，该方法将实验教学过程分为三部分：上机辅导前、上机过程中以及上机成果验收。

在第一阶段，即上机辅导前，教师根据实验目的及实验内容确定该实验是验证性实验还是设计性实验，以便有针对性地采用不同的教学手段。如果是验证性实验，由于其实验难度低，因而设置的课时应相对较少，目的是让学生在理论学习基础上，结合实验内容通过编制程序或者修改程序来观察实验结果，反过来强化理论知识的学习。这类实验通常是熟悉Linux系统以及学习一些典型的系统调用。如果是设计性实验，就需要学生在实验之前明确实验内容，如果在没有网络环境的实验室进行实验，需给学生时间提前去查阅一些资料，以便在实验室进行实验设计过程中取得较好的学习效果。

第二阶段是在上机过程中，如果是验证性实验，实验过程主要是以学生自我学习为主，教师讲解为辅，注重提高学生独立学习能力；如果是设计性实验，由于该类实验相对复杂，需要教师和学生、学生和学生相互合作完成。设计该类实验的最终目的除了增强操作系统理论学习外，还在于培养学生相互协作的能力。

最后在实验结束以后，对于验证性实验，教师要当堂进行实验验收，要求学生能够理解典型的系统调用，正确调试运行程序并就输入输出数据进行解释和分析；对于设计性实验，要求学生提交实验报告，该实验报告采用分组提交方式，教师对学生的实验内容进行总结和评价。

基于决策评价的实验考核方式 鉴于操作系统课程笔试成绩和实验课程效果，将学生分为三类：理论知识丰富、实验效果良好；理论知识丰富、实验欠缺；理论和实验均有不足。对于第一类学生，其无论是在考研的理论方面还是实验方面，都很好地掌握了操作系统这门课程；对第二类学生，其在笔试尤其是在考研笔试方面会取得不错的成绩，如果需要，可进一步进行实验的学习；对第三类学生，其在操作系统课程学习方面还需要继续努力，否则对考研成绩有很大的影响。学生可以根据自己的实际考核成绩，决定自己的努力方向和重点学习内容。

3 结束语

操作系统课程作为计算机专业考研统考课程之一，其具有知识点抽象、理论知识晦涩难懂等特点。文中重点结合考研有针对性地研究了该门课程的实验教学的改革，提出分阶段实验教学的设计方法以及基于决策评价的实验考核方式。该方法已应用于操作系统的实验教学过程中，并取得很好的效果。当然这些还不够完善，还需要不断发现新问题，提出新方法，解决新问题，增强教学效果。

参考文献

[1]张鸿，罗宇翰.操作系统课程中抽象知识的可视化教学研究[J].计算机教育，2014（14）：50-53.

[2]张晓孪.计算机专业操作系统课程的实验设计[J].高校实验室工作研究，2013（2）：26-27，116.

[3]冯红伟，王鹏.操作系统教学与试验设计研究[J].实验室研究与探索，2007，26（12）：251-253.

[4]李军，吴超云.基于大数据技术的操作系统教学思考[J].安庆师范学院学报，2014，20（2）：121-123.

[5]梁文娟，杜莹.结合考研的操作系统课程教学探讨[J].计算机时代，2004（1）：44-46.endprint