略论“操作系统”课程多种教学方法的综合运用

[摘 要] 操作系统是计算机专业十分重要的基础课程，针对课程知识点抽象难懂，学生学习困难等问题，该文提出了以讲授法为基础，结合类比、讨论、演示、练习与归纳，综合运用多种教学方法，在实际教学中激发了学生的学习热情，调动了学生学习的积极性，提高了授课效率，取得了良好的教学成效。

[关键词] 操作系统;教学方法;综合运用

[作者简介] 沈丹莹（1980—），女，福建漳州人，硕士，闽江学院计算机与控制工程学院讲师，主要从事操作系统、网络信息过滤研究。

[中图分类号] G642    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）38-0297-02    [收稿日期] 2020-02-10

一、前言

操作系统是计算机系统最重要的系统软件，负责管理和控制整个计算机系统的硬件和软件资源，合理组织计算机工作流程，以便为用户提供尽可能多的服务[1]。操作系统课程是计算机相关专业的必修课，也是专业基础课，它为学生今后学习其他专业课程或进一步提高奠定基础。笔者所在院校校是以应用型人才培养为目标的本二批地方院校，多数学生反映操作系统内容抽象难懂，学习缺乏积极性，课程考试成绩也不够理想。针对这一情况，笔者在多年承担操作系统授课任务的过程中，着力于提高学生的学习兴趣，强化学生对课程重点难点的理解和掌握，借助多媒体教学条件，以讲授法为基础结合其他多种教学方法，取得了良好的教学成效，获得了学生的好评，以下教学心得仅供从事这门课程教学工作的各位同行参考。

二、综合运用多种教学方法

1.讲授法。讲授法是教师主要运用口头语言向学生进行示范、呈现、讲解和分析教学内容的教学方法。在国内目前的教育模式中，讲授依然是课程教学方法的主流，发挥着重要的作用。操作系统课程中各种概念、原理抽象难懂，理论性较强，教师只有先将其转化为浅显易懂的语言为学生进行解释说明，才能引导学生入门。学生在理解基础概念和原理之后才有可能进行综合应用，逐步培养解决与课程相关的实际问题的能力。讲授法需要教师发挥专业优势，高效、系统地把知识传授给学生，它对授课教师的综合素质提出了更高的要求。讲授是基础教学法，在此基础上综合运用以下多种教学方法。

2.类比法。进程是操作系统进程管理中最基础的概念，讲解时需注意它与程序的区别与联系。可以类比菜谱与炒菜，菜谱记载某道菜需要的食材、分量以及完成这道菜的操作步骤，程序的内容由功能代码和有关数据组成，数据就是“不同分量的食材”，代码就是“操作步骤”，菜谱与程序类似，二者都是静态的概念;炒菜是根据菜谱动手制作出一道菜的过程，进程是程序一次运行的过程，它与炒菜类似，两者都是动态的概念。由此类比，既说明了进程是什么，又揭示了它与程序一个静一个动的本质特征。而在讲解一个程序可以与多个进程相对应时，又可类比动车与列车的关系。某动车执行从福州至漳州的载客任务，此时它的车号为D6407次列车，当它抵达漳州后，车号变为D6409次，停车2分钟后紧接着执行漳州至龙岩的载客任务，可见，同一列动车由于执行不同的载客任务可以“化身”为不同的列车。菜谱与炒菜，动车与列车，都来源于日常生活经验，类比法不但将抽象难懂的概念和原理解释得通俗易懂，而且极大地提高了学生学习操作系统的兴趣。

进程并发是操作系统教学中最核心最重要的内容，下面以进程并发中最经典的读者-写者问题、哲学家进餐问题以及解决生活中的实际问题为例说明如何综合运用多种教学方法。

3.讨论法。读者-写者问题（读者优先）一直是学生理解起来难度较大的问题，教师在提出问题、说明该问题的注意点并给出算法描述后，可以进行任务分解，引导学生对照算法围绕（1）信号量x的用途，（2）能否保证任一时刻只能有一个Writers可以写，（3）如果读者先进入，是否可以让多个读者进入而不让写者进入，（4）如果写者先进入，能保证读者不能进入这四个小问题进行讨论。通过对这些问题的讨论，将复杂问题简单化，不但明确了各信号量如何发挥作用，而且理顺了算法的思路，验证了算法的正确性。关键之处还在于互动讨论突出了学生参与，学生不再是被动接收知识，而是围绕问题主动思考议论，使得学生对该问题的理解变得容易了许多，普遍有豁然开朗的感觉。

4.演示法。演示法是指教师通过展示实物、教具或进行示范性实验，让学生对目标问题生成形象认识从而获取知识的教学方法，操作系统中用于预防死锁的哲学家进餐问题可以通过演示法达到更好的教学效果。例如，教师可根据其中一种算法事先编写好解决该问题的C语言应用程序，课堂上运行该程序，为学生演示五个哲学家竞争五支筷子进餐的过程。学生首先获得了直观感受，对进餐问题产生了兴趣，注意力更为集中，教师接着分析该程序所对应的算法，揭示该算法的特点，并启发学生进一步思考，探索不仅能解决进餐而且能防止死锁和饥饿的其他方法。演示法还可以用于操作系统其他章节的教学，例如用户界面部分的作业说明书、文件管理部分的文件操作等，需要教师事先编写或查找与之配套的应用程序用于演示。

5.练习法。进程管理是操作系统课程的重点和难点，在这部分的所有知识点讲解完之后，作为复习总结，安排一次专题练习十分必要。练习课建议让学生动手写算法解决生活中的实际问题，笔者在教学过程中曾经结合病人去医院进行B超检查的实际问题，给学生出过这么一道习题：设某醫院超声科有20间检查室，每半天有号源200个，每间检查室可接受两个病人同时做检查，试用信号量和P、V操作分别描述导诊台的叫号进程与每间检查室的检查进程的算法。由于结合生活实际，学生们兴趣浓厚，认真主动地写算法，举手发言也十分踊跃。通过课堂练习和即时讲评，无疑可以强化学生对进程间互斥与同步关系的理解和应用能力。

6.归纳法。在存储管理这一章里，要给学生介绍分区管理、页式管理、段式管理以及段页式管理共四种存储管理方案。管理方案多样，各方案的具体做法各不相同，学习内容较多。学生们往往在学完最后的段页式管理时已经忘了前面分区管理的具体做法。此时，笔者会为学生们进行归纳总结，从用户进程与主存如何分块、主存分配与回收的方法、用到的主要数据结构、获取数据需要的最少访存次数等方面对四种存储管理方案进行比较分析。用一张表归纳出各个存储管理方案的要点，为方便学生掌握整章知识和将来期末复习提供了重要资料。

三、结语

以上只是笔者在教学实践中的一点体会，科技进步、现代教育技术的发展使得可选择的教学方法越来越多。所谓“教学有法，教无定法，贵在得法”，指的就是教学方法的选择不是一成不变的，教师应该根据教学的内容、学生的接受程度等实际情况，随机应变。一门课程循环反复地讲授，虽然教学内容基本固定，但每一届授课对象的特点不同，可供利用的教学条件也不同。教师只有在教学实践中不断提升自身业务素质，提高综合运用多种教学方法的能力，才能实现课程的教学目标，真正履行好教书育人的职责。

参考文献

[1]张尧学，宋虹，张高.计算机操作系统教程（第四版）[M].北京：清華大学出版社，2014：1-2.

[2]李凌云，田生文.操作系统课程多元化教学方法探讨[J].中国现代教育装备，2019（1）：47，48.

[3]李佳静，徐慧.操作系统课程教学中类比教学法的应用探讨[J].教育现代化，2019（5）：143-144.

[4]曾迎生，邓正才，肖凯，等.浅论“操作系统”课程的形象化教学[J].才智，2019（36）：92-93.

Research on the Application of Problem-based Teaching Based on Situation Creation in the Teaching of Basic Courses of Automobile Major

DING Yan

（School of Automotive and Electrical Engineering，Hanzhong Vacational and Technical College， Hanzhong， Shaanxi 723000， China）

Abstract：Based on the current situation of the basic courses teaching， this paper puts forward the problem-based teaching method based on situation creation. It also expounds the background and significance of the method， analyzes the application strategy of the method in teaching， discusses the creation method of situation and problem string， and enumerates the relevant examples， in order to provide reference for the student-centered teaching and improve the quality of basic courses teaching.

Key words：situation creation; problem-based teaching method; basic courses of the major