朱敬华 金英 金虎 青巴图
黑龙江大学计算机科学与技术学院 黑龙江 哈尔滨 150001
摘 要：通过对《计算机操作系统》课程教学中存在问题的分析，结合教学实践的实际情况，从调整教学内容，改进教学方法，改善实践平台和完善实践内容四个方面出发，给出操作系统课程改革方案。实践证明，该方案能够有效提高操作系统教学质量，培养学生的自主学习和创新能力。
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关键词 ：操作系统；教学改革；实践教学；创新人才
操作系统是计算机科学、软件工程和物联网专业的专业基础课程，理论性比较强。本课程的学习目的是使学生掌握操作系统的基本概念，基本原理和实现机制，为今后的研究和工作打下坚实的基础。然而，由于操作系统理论性强，概念抽象，理论和实际系统相脱离，学生不易理解；另外，实践性环节薄弱也是现有教学中的严重缺陷。传统操作系统教学根本达不到培养学生的科研能力和探索精神的目的。本文结合笔者的教学实践，给出“计算机操作系统”课程教学改革和创新型人才培养的过程和体会，并通过实践教学证明了改革的有效性。
1 目前操作系统课程教学中存在的问题
“操作系统”的教学在计算机学科的课程体系中占重要地位，受到各个学校计算机及相关专业的重视，很多人就操作系统的教学进行了深入研究，但是总体而言，目前操作系统教学中仍存在如下问题：
1.1 课程内容陈旧。随着计算机技术的飞速发展，操作系统也快速更新，然而现有教材都更新比较慢，不能反映最新的研究热点和新技术。
1.2 教学方法单一。目前的教学方法多数采用课堂讲解方式，属于一种“灌输式”教学方法，这种方法不注重学生的思考，缺乏交互。
1.3 概念抽象，难懂。由于很多教材的内容与课堂的讲解都很少与实际相联系，学生常常觉得操作系统的一些概念抽象，难理解，失去学习的兴趣。
1.4 理论脱离实际。现有的操作系统教材内容以操作系统的基本原理和五大组成部分为主要结构。教师对操作系统实例部分如Unix操作系统忽略不讲，缺少对操作系统实例的分析过程，学生对理论和概念理解不能深入。
1.5 实验环节薄弱。目前设计的操作系统实验都是验证性实验，学生对实验的兴趣不大，对培养学生的科研创新能力不利。
2 “操作系统”教学改革与培养创新人才的实践
2.1 完善教学内容，引入实例分析
针对上述对操作系统教学存在问题的分析，我们认为完善教学内容是改革的首要任务。教材的选择首选应该覆盖CC2004对操作系统课程知识领域的基本要求。我们的课程组在教学过程中重点讲述操作系统的经典内容，并且紧密联系操作系统的最新发展方向。我们将国内外操作系统研究的最新成果组织到教学内容中，以拓宽学生的视野；适当补充学生课后的文献读物，或让学生自行查找相关文献来时刻与最前端技术保持同步。课题组自主编写操作系统讲义，保证教学内容新颖，目标明确，重点突出，科学性和通俗性相结合。在讲解基本原理时，用Linux作为实例进行讲解，使学生获得更多的感性认识，效果非常好。Linux是开源操作系统，用C语言和汇编语言实现，更适合教师作实例分析。
2.2 改进教学方法，激发学生学习激情
传统的教学方法和手段陈旧落后，理论与实际脱离，“授之以鱼，不如授之以渔”,我们在改革过程中探索多样化的教学方式，将“授鱼”转变为“授渔”，提高学生的综合素质，培养学生的创新能力。围绕教学大纲，采用多元化的教学手段，例如网络教学、多媒体教学、双语教学、资源网站、学习论坛等。采用启发式教学方法，根据教学内容，分别采用教师主讲，师生互动，学生报告，分组讨论等灵活的教学手段，目的是激发学生的学习热情和积极性。通过多媒体教学、动画演示，变抽象为具体，提高学习兴趣。拓展课外教学，鼓励学生直接参与教师的科研项目，或者到企业参加实际操作系统的设计和开发过程，从而提高学生的动手能力和创新能力。
2.3 改变实践平台，搭建多平台操作系统环境
传统操作系统实践平台是Windows，实验内容多是对操作系统主要功能进行模拟。也有些院校的实践平台是Linux，主要是shell编程和系统调用，但这又摒弃了Windows系统的特性。因此本项目考虑将多种实践环境整合在一起，使学生了解多种主流操作系统的实现技术特征，有助于提高学生的动手能力和创新能力。
2.4 完善实践内容，提高学生创新能力
我们对实践内容进行了完善，设计了分阶段、分类型的实践内容。分三个阶段：课程实验阶段、课程设计阶段和专业设计阶段；分四个类型的实验：体验实验、理论验证实验、综合设计实验和创新实验。针对性教学，根据学生的情况，分阶段分类型完成实践内容。体验型实验主要是使学生了解主流操作系统的使用方法，培养学生的学习兴趣；理论验证型实验的目的是对操作系统的基本原理和算法加深理解，例如进程调度算法，银行家算法，页面置换算法的模拟实现；课程设计作为一门独立的课程设立，可以培养学生对系统的综合分析能力和系统实现的能力。创新型实验以分析开源的Linux操作系统内核源代码为基础，设计操作系统的核心功能模块，提高学生的自主创新能力。
3 结束语
“操作系统”的教学改革是一个复杂的工程，笔者力图从教学内容、教学方法、实践平台和实践内容四个方面对该课程进行改革探索，目标是打破单一的系统实践平台，完善编程环境，激发学生的积极主动性，培养学生实际系统的操控能力，提高学生的编程水平和创新力，最终培养出社会需求的创新型人才。实践证明，本文提出的教学改革方案实施后，学生的成绩有显著的提高，学生的积极主动性和创新能力也都显著提高，基本达到了教学改革的目的。
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参考文献：
［1］郭玉华.操作系统原理课程教学内容体系研究［J］.安徽工业大学学报，2008（增刊）.
［2］叶俊民.“操作系统原理”精品课程建设中的若干问题探讨［J］.计算机教育，2009(14)：33-35.
［3］薛安荣.操作系统教学改革与创新人才培养［J］.考试周刊，2009(38).
基金项目：计算机科学与技术专业拔尖学生培养模式研究与实践（省级教改项目），项目编号：GJZ201301027。