操作系统课程实验教学研究
来源:用户上传
作者: 郭 风 岳溥庥
摘要： 操作系统是一门对实践性要求很强的课程，本文分析了操作系统课程的特点，并从搭建实验平台、设置实验层次、选择实验内容等方面探讨了如何通过有效地开展实验教学来提高教学质量。
关键词： Linux系统 实验 改革
操作系统是计算机系统中最核心和最底层的软件，是计算机系统的指挥和管理中心，是计算机系统的灵魂，它的设计过程体现了程序设计和软件工程的精髓。操作系统课程是高校计算机及相关专业的一门重要课程，是一门理论性和综合性比较强的学科，在计算机软硬件课程的设置上起着承上启下的作用。
一、课程特点
1.理论性强
操作系统课程概念多、概念抽象、涉及知识面广、理论性强，其整体实现思想和技术又往往难于理解，学习时有较大的难度，大部分学生对该门课程有一种畏难情绪。
2.理论与实践脱节
操作系统课程除理论性强，更要求有较强的实践性，然而在课程的实际教学当中，因实验环境及实验要求较高，使得实验的开展比较困难，实验往往流于形式，理论和实践脱离得相当严重，因此只是通过教师阐述工作原理，使本来具体生动的内容变得十分抽象、枯燥并且难以理解。
3.学习效果见效不快
很多学生往往对学后有立竿见影效果的课程兴趣较大，比如程序设计语言，学习了便很快可以就某个问题编写程序上机运行，很有成就感；而对诸如操作系统这样原理性强，实验要求高，设计一个操作系统又不现实的课程，因感觉学习后效应不会立即显现而对课程重视度较差。
二、实验教学改革
笔者通过多年的教学经验发现，操作系统的实验教学是必不可少的环节，要特别注意把握课程的整体性，理论与实践相结合。因此不仅要设置实验，还要重视实验，通过实验来提高学生的学习兴趣，摆脱枯燥乏味感成为了课程改革的重点。
1.搭建实验平台
实验环境可依据现在操作系统的发展趋势和实际应用范围来设置，参照欧美大学一致的实验平台：Windows+Unix/Linux，可设置易于实现的Windows+Linux实验环境。Linux是一套类Unix操作系统，具有Unix全部特征，且系统的源代码完全公开，通过该系统可以使学生容易获取并剖析核心模块源程序，是一个极好的操作系统实验蓝本。具体的实验是基于Windows还是Linux来实现，学生可以根据具体需求来选择，因同一个实验虽然实验重点相同，但在具体实现时会因实现环境不同而有很大不同的，所以求知欲和个人能力强的学生也可以选择两种操作系统，通过对比来进一步加深对操作系统原理的领悟。
2.设置实验层次
操作系统课程涉及知识面广，有深度，因而在实验的设置上要分不同的层次，比如可以设置操作验证型实验、技术应用型实验、模块设计型实验、综合型实验。操作验证型实验是最基本层次的实验，其目的是让学生通过简单的验证来熟悉所使用的系统，如系统的安装、命令的使用等；技术应用型实验是让学生理解各种算法、结构框架、功能实现等内容，使抽象与设计结合，与实际的操作系统相联系；模块设计型实验是让学生参与到操作系统的模块设计中，比如对系统内核的编程，掌握并积累基于现代操作系统环境的编程经验；综合型实验是高层次的实验，是对学生综合能力的训练，如设计一个小型操作系统。不同层次的实验为学生提供了一个由浅入深的实践过程，为学生提供了一个选择和拓展的空间。
3.选择实验内容
实验内容的选择应该与教材的选择相适应，要体现对所授原理内容的实践，并且能够符合专业特点需求，为专业需求服务。对于计算机专业可主要围绕技术应用型、模块设计型、综合型实验展开内容的设计，而对于非计算机专业的学生可主要以操作验证型、技术应用型实验为主，辅助以模块设计型实验展开内容的设计。实验内容可以围绕操作系统核心的五大功能展开，比如，设置基于Linux的操作系统的安装配置、命令操作、文件管理、进程管理、系统管理、存储管理、磁盘限额管理、用户管理、网络配置基础、基本编程等方面的实验内容。实验要明确实验目的和要求，还应给出每个实验在不同实验环境下的实验重点和难点。通过实验来与现有操作系统课程进行实践性的结合，将会是操作系统教学的极好“活教材”，使学生对操作系统原理有一个比较深入的认识、理解。这既激励了学生在操作系统设计方面的创新精神，又可以培养熟练操作Linux和具备Linux系统管理的专业型人才。
4.实验形式多样化
实验教学的形式应该多样化，而不仅仅是传统的上机操作。可以采用案例教学的方式，通过教师的演示操作，然后再让学生自己重复、调试操作，以便加深学生的印象。也可以采用团队方式让学生共同完成一个较大项目的开发，鼓励学生在实践环节上进行创新，提出自己的见解和设计，并加以实现，从根本上和底层上深化对操作系统的理解，让学生在实践中真正体验操作系统的实现技术。在团队中，不要求所有学生都必须编写程序，而要求每一个团队的角色分配必须合理，如有些学生并不擅长编程调试工作。但是擅长分析设计或测试等工作，团队实践为学生发挥自身特长提供了有效的空间，相互间学习交流，互取所长。在实验过程中，教师要充分发挥指导作用，对学生提出的问题一般不作直接回答，而是引导学生分析和认识问题存在的原因，指出改进的方向和解决问题的思路，培养学生自己思考、研究问题和解决问题的能力。
5.改进考核方式
一直以来操作系统课程的实验教学因设置难度较大而被忽视，在课程考核中所占比重较小，甚至不在考核范围内。因此要想开展好实验教学，对实验教学的有效考核更能起到推动作用。对于实验教学的考核可以从实验报告、操作技能和设计创新能力三个方面来综合考核。实验报告是学生对实验的书面总结，考核学生对实验理论的掌握情况和综合表述能力；操作技能主要通过观察学生的实验过程来评判学生对问题的发现和解决能力；设计创新能力则考核学生能否具有独创能力，是对学生创新性和拓展性的研判。
三、关于加强实验教学的建议
为了使操作系统课程的实验教学起到更好效果，还需要注意加强以下几方面的建设。
1.加强教师素质建设
作为教学主体之一，教师必须及时更新自己的知识，不断更新和实践，学习新理论、方法和技术，以提高自身的理论和科研水平。
2.建立与当前技术的紧密联系
由于计算机技术发展迅速，更新快，可以通过邀请企业的资深工程师和操作系统的设计者开设讲座，传授最新技术和业界最佳实践，开阔学生视野。
3.灵活运用现代化教学平台
可以建立一个科学的、系统的开放式实验教学体系，使资源得到优化配置，进而实现实验教学内容和教学方式上的开放运行，培养学生的知识获取能力、软件开发能力、自我学习能力、创新思维能力和团队合作能力。
总的来讲，操作系统实验教学是操作系统教学中的重要环节，实验课程设置的好坏直接影响到该课程的教学效果。将Linux引入到操作系统实验教学中，对于促进学生对操作系统知识的理解和掌握及提高教学质量可以起到很好的促进作用。操作系统技术在不断发展更新，操作系统的教学改革也要与时俱进，要不断总结实验教学经验，重视实验方法的不断革新和实验手段的先进性，这既是使操作系统教学取得良好效果的保障，也是加快培养创新性人才的重要保障，使实验教学更好地发挥其应有的作用。
参考文献：
［1］王国华.操作系统实验课程的设置与实践［J］.山西财经大学学报，2006，（4）.
［2］陆庆，蒲晓蓉.计算机操作系统实验教学的改革与创新［J］.计算机教育，2007，（11）.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/9/view-903431.htm
