面向应用创新能力培养的操作系统课程教学改革探讨

曹建芳+郝耀军

摘 要： 结合教学实际，提出了面向应用创新能力的操作系统课程的教学改革方案。探讨了在教学过程中如何增强学生的应用创新意识，激发学生的创新思维，提升学生的应用创新能力。构建了整个教学环节的改革方案，以提高人才培养质量。

关键词： 操作系统； 教学改革； 应用创新能力； 实践教学； 多元化考核

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2016）04-80-03

Discussion on the application innovation ability cultivation oriented teaching

reform of operating system course

Cao Jianfang， Hao Yaojun

（Dept. of Computer Science & Technology， Xinzhou Teachers College， Xinzhou， Shanxi 034000， China）

Abstract： Combined with the actual teaching， the operating system course teaching reform scheme for cultivating application innovation ability is put forward. In the teaching process， how to strengthen the students' consciousness of application innovation， inspire the students' innovative thinking， and enhance the students' ability of application innovation are discussed. The reform scheme for the whole teaching process is constructed to improve the talent training quality.

Key words： operating system； teaching reform； application innovation ability； practical teaching； diversified assessment

0 引言

操作系统属于底层系统软件，是计算机系统和智能终端设备的“心脏”，操作系统的工作原理是高等院校计算机类专业学生必须掌握的核心知识，操作系统课程的教学直接影响学生专业技能的培养[1]。

近年来，教育部等部委要求高等教育实施改革，国务院办公厅2015年又下发了关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见（国办发[2015]36号），要求高等院校注重学生创新创业能力的提升，不断提高人才培养的质量。

操作系统课程作为计算机类专业学生系统学习专业课程的先导核心课程之一，在学生创新创业意识和能力培养方面起着不可忽视的重要作用[2]。传统的以教师讲授为主的教学模式，让学生一味的按照教师的思路去听课，按照教师讲解的方法去实践，根本无法挖掘学生的潜能，也谈不上对应用创新能力的培养。因此，从新形势下高校的人才培养要求出发，探索操作系统课程教学改革方式，找到有利于学生应用创新能力培养的有效途径，势在必行。

本文结合多年的操作系统课程教学经验，并在调研分析的基础上对该课程进行了教学改革探索，取得了一定的成效。

1 操作系统课程的教学现状

目前，高校计算机类专业开设的操作系统课程一般都包括理论和实践教学两个环节。其中，理论教学环节主要侧重介绍操作系统的基本概念和工作原理，基本都是按照操作系统对计算机软硬件资源的管理功能来介绍，包括进程管理、存储器管理、设备管理和文件管理几大部分内容；实践教学环节主要是加深学生对概念的理解和对一些算法的模拟仿真。这与应用所学知识解决实际问题还存在很大的差距，也不符合行业发展的要求。归纳操作系统课程目前在教学中主要存在以下几方面的问题。

⑴ 讲授内容跟不上计算机操作系统的最新发展

与计算机的软硬件技术发展相辅相成，操作系统也经历了不同的发展阶段。早期的操作系统受到当时软硬件技术的限制，在设计目标和实现方面都较简单，它的设计原理和开发技术对于现代操作系统已经不适用了，如作业的概念、内存管理中的覆盖技术等，现代操作系统运用了一些语音控制、嵌入式、触摸屏等新的概念和技术，而这些内容在大部分高校的教材中都未曾体现[3]。

⑵ 学生学习兴趣不浓

操作系统课程理论性较强，抽象概念多，实现机理复杂，学生在学习绪论时就会接触许多新概念，而且传统的教学方法与学生互动较少，这导致学生对该课程产生厌烦情绪，缺乏学习的主动性和积极性。

⑶ 实践环节薄弱

操作系统课程由于其本身知识点多、内容抽象等特点，教师在理论讲解方面会花大量的时间，让学生去理解和掌握其原理的内涵，而减少了实验学时，久而久之，严重忽视了实践教学的重要意义；而且，实验的安排大部分也只停留在对一些算法的验证和仿真，这样的实验并不能让学生对一个真实的操作系统有全面的认识。

⑷ 考核方式单一

目前课程的考核大多还是采用传统的以理论考核为主的考试方式，考核评价无法记录学生的学习过程，而且忽略了实践环节的考核，学生会抱着应付考试过关的心态去学习，所以该课程起不到真正的先导作用，根本达不到人才培养目标的要求。

2 教学改革方案的构建

教学方法和教学内容决定教学质量，针对操作系统课程，优化设置教学内容，改革传统的教学方法，创新实践教学环节，对于学生的应用创新能力培养有着重要的意义。

2.1 合理设置教学内容

操作系统课程的教学内容大致分为绪论、进程管理、存储器管理、设备管理、文件管理、操作系统接口这几大部分。绪论部分是对操作系统这门课程的总体介绍，起引导作用，这部分内容在后面章节都要做详细介绍，因此，对绪论部分应做适当的详略处理，让学生重点掌握操作系统的设计目标、概念和作用，而具体的原理都略讲，告知学生先明白操作系统“做什么”，至于“为什么能做”则在学完操作系统这门课程后就会明白。后续章节应重点讲授基本原理与核心实现技术，并且结合目前流行的操作系统，讲解操作系统实现的一些最新的技术，让学生了解操作系统发展的最新动态，提高学生的学习兴趣。同时，在教学中引入一些案例，让学生深刻理解操作系统的工作原理，以及算法在实际操作系统中的实现方法，增强课程学习的实用性。

2.2 以“应用创新”为主线，改革教学方法

应用创新能力的培养，并非是教师讲授的内容越难越好，而是体现在教学过程中是否融入了应用创新的理念，其关键在于增强学生对教学过程的参与[4]。改革传统的以教师讲授为主的教学模式，针对教学内容，凝练一些与实际结合紧密的、学生感兴趣的教学问题，让学生参与讨论。教师在讲解时，逐步的启发和引导，让学生互相探讨得出结论。例如在讲授进程管理部分的死锁问题时，教师先给出死锁的定义，然后让学生结合自己平时使用计算机的实际体会和前面所学的知识，举一个死锁的实例，讨论分析产生死锁的原因和个人认为处理死锁的方法。在学生谈了自己对问题的想法之后，教师做补充讲解和说明，这样就会调动学生的积极性，启发学生去思考问题，培养了学生的应用创新思维，久而久之让学生养成了勇于思考、探索、发现问题和解决问题的习惯，这样可对学生应用创新能力的培养起到积极的作用。

2.3 以就业需求为导向，强化实践教学

学生的就业以社会需求为导向，计算机类专业的工作岗位需要大量的具有应用创新能力的实践动手能力强的毕业生[5]，而操作系统课程的实践教学是提高学生实践动手能力、提高学生解决实际问题能力的关键教学环节。因此，必须以就业需求为导向，不断强化实践教学。

操作系统课程的实验大致分为验证型、模拟设计型和综合设计型三类。验证型实验主要是加深学生对抽象工作原理的理解和掌握，如进程的创建、控制、通信、同步等，这类实验比较简单，需要很少的学时即可完成。模拟设计型实验主要是增强学生对操作系统整体结构的认知，注重操作系统基本工作原理的实现和学生应用创新能力的培养，一般设置各种处理机调度算法、内存动态分区分配算法、SPOOLing技术、页面置换算法以及磁盘调度算法等的实现。而综合设计型实验主要强调操作系统设计技术的综合应用，主要以操作系统的程序接口API的设计和应用开发为主，如线程的并发管理等，这类实验通过设计，逐步引导学生分析操作系统设计开发的重点和难点，开拓设计思路，在实践中提高分析问题和解决问题的能力，培养学生具备应用创新的思维。

2.4 实现多元化考核，注重过程性培养

操作系统课程传统的考核方式是期末理论考试，这样的考核方式易导致重理论、轻实践，长期以往学生养成了学习只为应付考试的习惯，严重忽略了对学生学习过程的考核。改革现有的考核方式，对学生的学习过程进行多元化考核，是改善教学效果、提高教学质量的关键。

我们将操作系统课程的考核分为平时成绩、期末理论考试、实验考核三大部分，最终通过加权确定课程的成绩。平时成绩主要考核学生的上课和上机实验的到课情况；期末理论考试重点考核学生对课程重难点知识的掌握情况；而实验考核主要考核学生的实践能力和应用创新能力，可以通过学生对实验的完成情况，实验结果是否正确、完善，现场对实验过程的讲解等几方面进行考核。改革考核模式，既强调了学生平时的学习过程，又测验了学生对课程知识点的领悟程度，更重要的是检验了学生对该课程的应用创新能力。

3 结束语

操作系统课程是高校计算机类专业教育的核心课程，不仅要让学生掌握其基本工作原理，而且要让学生在实践中逐步掌握操作系统的设计、开发和应用的方法，培养学生的应用能力和创新思维。本文通过分析操作系统课程教学的现状，尝试调整教学内容安排，以应用创新为主线，改革教学方法，使学生成为教学过程的主体；以就业需求为导向，加强实践教学环节，建立多元化的考核机制等教学方法和手段，构建了操作系统的教学改革方案，在提高操作系统课程教学质量和学生应用创新能力方面收到了更好的成效，希望我们的探索能够为计算机类其他专业课程的教学改革提供借鉴和参考。

参考文献（References）：

[1] 侯利娟.“操作系统”课程的几种教学策略研究[J].中国电力

教育，2012.14：77-78

[2] 赵俊生，寿永熙，马志强，秦俊平.“操作系统”课程改革与建设的

研究与实践[J].内蒙古农业大学学报（社会科学版），2010.3：165-167

[3] 杨丕华.高职高专Linux操作系统实验教学改革初探[J].计算

机时代，2014.4：64-65，68

[4] 林和，李海博，李小伟，李永礼.做好“计算机操作系统”专业课

程建设，培养学生创新能力[J].计算机教育，2009.14：6-7

[5] 陈芳妮.面向应用型人才培养的通信原理课程改革探讨[J].

浙江科技学院学报，2014.1：68-71