時(shí)間：2023-03-07 15:02:20
緒論：在尋找寫(xiě)作靈感嗎？愛(ài)發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)
要用最簡(jiǎn)練的語(yǔ)言反映實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。如驗(yàn)證某程序、定律、算法，可寫(xiě)成"驗(yàn)證×××";分析×××。
學(xué)生姓名、學(xué)號(hào)、及合作者
實(shí)驗(yàn)日期和地點(diǎn)(年、月、日)
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
目的要明確，在理論上驗(yàn)證定理、公式、算法，并使實(shí)驗(yàn)者獲得深刻和系統(tǒng)的理解，在實(shí)踐上，掌握使用實(shí)驗(yàn)設(shè)備的技能技巧和程序的調(diào)試方法。一般需說(shuō)明是驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)還是設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，是創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)還是綜合型實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)原理
在此闡述實(shí)驗(yàn)相關(guān)的主要原理。
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
這是實(shí)驗(yàn)報(bào)告極其重要的內(nèi)容。要抓住重點(diǎn)，可以從理論和實(shí)踐兩個(gè)方面考慮。這部分要寫(xiě)明依據(jù)何種原理、定律算法、或操作方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。詳細(xì)理論計(jì)算過(guò)程。
實(shí)驗(yàn)步驟
只寫(xiě)主要操作步驟，不要照抄實(shí)習(xí)指導(dǎo)，要簡(jiǎn)明扼要。還應(yīng)該畫(huà)出實(shí)驗(yàn)流程圖(實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖)，再配以相應(yīng)的文字說(shuō)明，這樣既可以節(jié)省許多文字說(shuō)明，又能使實(shí)驗(yàn)報(bào)告簡(jiǎn)明扼要，清楚明白。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理等。原始資料應(yīng)附在本次實(shí)驗(yàn)主要操作者的實(shí)驗(yàn)報(bào)告上，同組的合作者要復(fù)制原始資料。
對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的表述，一般有三種方法:
1. 文字?jǐn)⑹? 根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶⒃假Y料系統(tǒng)化、條理化，用準(zhǔn)確的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)客觀地描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果，要有時(shí)間順序以及各項(xiàng)指標(biāo)在時(shí)間上的關(guān)系。
2. 圖表: 用表格或坐標(biāo)圖的方式使實(shí)驗(yàn)結(jié)果突出、清晰，便于相互比較，尤其適合于分組較多，且各組觀察指標(biāo)一致的實(shí)驗(yàn)，使組間異同一目了然。每一圖表應(yīng)有表目和計(jì)量單位，應(yīng)說(shuō)明一定的中心問(wèn)題。
3. 曲線(xiàn)圖
應(yīng)用記錄儀器描記出的曲線(xiàn)圖，這些指標(biāo)的變化趨勢(shì)形象生動(dòng)、直觀明了。
在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，可任選其中一種或幾種方法并用，以獲得最佳效果。
討論
根據(jù)相關(guān)的理論知識(shí)對(duì)所得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行解釋和分析。如果所得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和預(yù)期的結(jié)果一致，那么它可以驗(yàn)證什么理論?實(shí)驗(yàn)結(jié)果有什么意義?說(shuō)明了什么問(wèn)題?這些是實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)該討論的。但是,不能用已知的理論或生活經(jīng)驗(yàn)硬套在實(shí)驗(yàn)結(jié)果上;更不能由于所得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期的結(jié)果或理論不符而隨意取舍甚至修改實(shí)驗(yàn)結(jié)果，這時(shí)應(yīng)該分析其異常的可能原因。如果本次實(shí)驗(yàn)失敗了，應(yīng)找出失敗的原因及以后實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意的事項(xiàng)。不要簡(jiǎn)單地復(fù)述課本上的理論而缺乏自己主動(dòng)思考的內(nèi)容。
另外，也可以寫(xiě)一些本次實(shí)驗(yàn)的心得以及提出一些問(wèn)題或建議等。
結(jié)論
結(jié)論不是具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果的再次羅列，也不是對(duì)今后研究的展望，而是針對(duì)這一實(shí)驗(yàn)所能驗(yàn)證的概念、原則或理論的簡(jiǎn)明總結(jié)，是從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中歸納出的一般性、概括性的判斷,要簡(jiǎn)練、準(zhǔn)確、嚴(yán)謹(jǐn)、客觀。
實(shí)驗(yàn)報(bào)告范文1一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙螅?/p>
本實(shí)例的目的是設(shè)置頁(yè)面的背景圖像,并創(chuàng)建鼠標(biāo)經(jīng)過(guò)圖像。
二、儀器用具
1、生均一臺(tái)多媒體電腦，組建內(nèi)部局域網(wǎng)，并且接入國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)。
2、安裝windows xp操作系統(tǒng);建立iis服務(wù)器環(huán)境，支持asp。
3、安裝網(wǎng)頁(yè)三劍客(dreamweaver mx;flash mx;fireworks mx)等網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)軟件;
4、安裝acdsee、photoshop等圖形處理與制作軟件;
5、其他一些動(dòng)畫(huà)與圖形處理或制作軟件。
三、實(shí)驗(yàn)原理
設(shè)置頁(yè)面的背景圖像,并創(chuàng)建鼠標(biāo)經(jīng)過(guò)圖像。
四、實(shí)驗(yàn)方法與步驟
1) 在“頁(yè)面屬性”對(duì)話(huà)框中設(shè)置頁(yè)面的背景圖像。
2) 在頁(yè)面文檔中單擊“”插入鼠標(biāo)經(jīng)過(guò)圖像。
五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果
六、討論與結(jié)論
實(shí)驗(yàn)結(jié)束后我們可以看到頁(yè)面的背景變成了我們插入的圖像，并且要鼠標(biāo)經(jīng)過(guò)的時(shí)候會(huì)變成另一個(gè)圖像，這就是鼠標(biāo)經(jīng)過(guò)圖像的效果。當(dāng)然這種實(shí)驗(yàn)效果很難在實(shí)驗(yàn)結(jié)果的截圖里表現(xiàn)出來(lái)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵在于背景圖像的選擇，如果背景圖像太大不僅會(huì)影響網(wǎng)頁(yè)的打開(kāi)速度，甚至圖像在插入會(huì)也會(huì)有失真的感覺(jué)，因此在插入前對(duì)圖像進(jìn)行必要的處理能使實(shí)驗(yàn)的效果更好。
實(shí)驗(yàn)報(bào)告范文2一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙螅?/p>
本實(shí)例是要?jiǎng)?chuàng)建邊框?yàn)?像素的表格。
二、儀器用具
1、生均一臺(tái)多媒體電腦，組建內(nèi)部局域網(wǎng)，并且接入國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)。
2、安裝windows xp操作系統(tǒng);建立iis服務(wù)器環(huán)境，支持asp。
3、安裝網(wǎng)頁(yè)三劍客(dreamweaver mx;flash mx;fireworks mx)等網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)軟件;
4、安裝acdsee、photoshop等圖形處理與制作軟件;
5、其他一些動(dòng)畫(huà)與圖形處理或制作軟件。
三、實(shí)驗(yàn)原理
創(chuàng)建邊框?yàn)?像素的表格。
四、實(shí)驗(yàn)方法與步驟
1) 在文檔中，單擊表格“”按鈕，在對(duì)話(huà)框中將“單元格間距”設(shè)置為“1”。
2) 選中插入的表格，將“背景顏色”設(shè)置為“黑色”(#0000000)。
3) 在表格中選中所有的單元格，在“屬性”面版中將“背景顏色”設(shè)置為“白色”(#ffffff)。
4) 設(shè)置完畢，保存頁(yè)面，按下“f12”鍵預(yù)覽。
五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果
摘 要：操作系統(tǒng)原理課程包含廣泛的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)內(nèi)涵，抽象概念多，內(nèi)容更新快，因此該課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要不斷更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。本文結(jié)合本校實(shí)際教學(xué)特點(diǎn)，從這門(mén)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、課程設(shè)計(jì)等方面探討了操作系統(tǒng)原理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革情況。
關(guān)鍵詞：操作系統(tǒng)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)
基金項(xiàng)目：廣東石油化工學(xué)院教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目(204232)。
作者簡(jiǎn)介：許波，男，美國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)(ACM)會(huì)員，中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)(CCF)會(huì)員，講師，研究方向?yàn)橛?jì)算智能、云計(jì)算、數(shù)字媒體；代靜，女，西南大學(xué)碩士研究生，專(zhuān)業(yè)方向?yàn)閷W(xué)科教學(xué)。
1 背景介紹
各大高校在開(kāi)展操作系統(tǒng)原理課程教學(xué)時(shí)，一般分為理論和實(shí)驗(yàn)兩大部分[1-2]：首先先通過(guò)板書(shū)、多媒體等手段講解理論知識(shí)，再通過(guò)機(jī)房實(shí)驗(yàn)操作完成認(rèn)知和驗(yàn)證訓(xùn)練。在理論教學(xué)方面，由于各個(gè)院校非常重視并不斷進(jìn)行改革，已漸漸走向成熟與正規(guī)化，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)由于起步比較晚，教師與學(xué)生重視不夠，存在比較多的問(wèn)題，例如[3-4]：1)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)非常薄弱，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)環(huán)境設(shè)置問(wèn)題，幾乎沒(méi)有課程設(shè)計(jì)；2)大多數(shù)國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)教材內(nèi)容都陳舊[5]。這些問(wèn)題使得教師需要不斷地更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法[6-7]。針對(duì)這些問(wèn)題，并考慮到各個(gè)高等院校實(shí)際情況與教學(xué)條件的差異，我們從實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的深度、廣度和重點(diǎn)、難點(diǎn)等多方面進(jìn)行改革，經(jīng)過(guò)教學(xué)實(shí)踐，探索出了一些行之有效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，以滿(mǎn)足企業(yè)對(duì)人才的要求。
2 課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革
2.1 編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)教材
選擇合適的實(shí)驗(yàn)教材對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)非常關(guān)鍵，目
前市場(chǎng)上關(guān)于操作系統(tǒng)原理實(shí)驗(yàn)教材種類(lèi)少，質(zhì)量不高。這些教材大致可分為以下兩種類(lèi)型[6]：第一類(lèi)為國(guó)內(nèi)自編實(shí)驗(yàn)教材，即國(guó)內(nèi)各大重點(diǎn)院校主講教師所編著，這類(lèi)教材偏重于操作系統(tǒng)理論知識(shí)的講解，實(shí)踐性不強(qiáng)；第二類(lèi)教材為國(guó)外具有權(quán)威性的英文原版實(shí)驗(yàn)教材，該類(lèi)教材知識(shí)較新、實(shí)踐性很強(qiáng)，但是由于普通院校教師以及學(xué)生的專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)水平有限，對(duì)教材大部分內(nèi)容無(wú)法很好地理解，難以得到全面實(shí)施。因此，我們采取了靈活方法來(lái)處理教材選用的問(wèn)題，在充分理解大多數(shù)教材，遵循課程教學(xué)規(guī)律的基礎(chǔ)上，針對(duì)本校學(xué)生的特點(diǎn)與水平，編寫(xiě)了適合我校教學(xué)對(duì)象和要求的實(shí)驗(yàn)教材，綜合趣味性、可操作性和適當(dāng)?shù)碾y度，在保證實(shí)驗(yàn)可完成性的基礎(chǔ)上增加學(xué)生的興趣，使其在解決問(wèn)題的過(guò)程中獲得成就感。我們還向同類(lèi)二本院校推薦，解決目前全國(guó)大部分高校計(jì)算機(jī)學(xué)科在這門(mén)課程的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中發(fā)展普遍滯后的問(wèn)題。
2.2 因材施教
作為任課教師，要挖掘每一位學(xué)生的自身特點(diǎn)，做到因材施教、人盡其才。只有這樣，我們才能為社會(huì)輸送各種類(lèi)型的人才，滿(mǎn)足不同層次的需要。針對(duì)學(xué)生的不同需求，教師可穿插講解難度不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。學(xué)生大致可以分為以下三種類(lèi)型：一種為非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的。一種為計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的，而計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的又可分為深造型和普通就業(yè)型。對(duì)于深造型，在授課過(guò)程中，教師列舉典型的考研實(shí)驗(yàn)題型，使學(xué)生能夠深入理解操作系統(tǒng)的原理和應(yīng)用，對(duì)于計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)以及網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)將來(lái)主要就業(yè)的學(xué)生或者考證的學(xué)生，強(qiáng)化實(shí)踐動(dòng)手能力，對(duì)實(shí)際操作系統(tǒng)，例如Linux，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。對(duì)于非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生而言，更多的是準(zhǔn)備參加計(jì)算機(jī)等級(jí)考試，在課堂上有針對(duì)性地梳理實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生由淺入深地加深操作系統(tǒng)原理知識(shí)的學(xué)習(xí)，針對(duì)學(xué)生的需要并結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱來(lái)授課，可以很好地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
2.3 課堂實(shí)驗(yàn)
作為操作系統(tǒng)課堂理論教學(xué)的輔助部分，課內(nèi)實(shí)驗(yàn)是加強(qiáng)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐的重要環(huán)節(jié)之一。由于操作系統(tǒng)自身的龐大和復(fù)雜，造成學(xué)生在學(xué)過(guò)操作系統(tǒng)課程后，總有一種“霧里看花”的感覺(jué)，
只是支離破碎地了解了一些操作系統(tǒng)局部知識(shí)，而很難將這些知識(shí)融會(huì)貫通，對(duì)于運(yùn)用操作系統(tǒng)知識(shí)從事設(shè)計(jì)和應(yīng)用更是無(wú)從談起。我們實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置的目的就是力圖解決上述問(wèn)題。
1) 實(shí)驗(yàn)設(shè)置。
課堂實(shí)驗(yàn)將按以下兩個(gè)方面進(jìn)行。
(1) 對(duì)常用的系統(tǒng)調(diào)用命令的使用方式有一個(gè)較熟練的掌握
(2) 對(duì)典型操作系統(tǒng)的編程基礎(chǔ)知識(shí)和機(jī)制進(jìn)行學(xué)習(xí)和了解。
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容如表1所示，操作系統(tǒng)的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)共8個(gè)，根據(jù)具體上機(jī)條件和學(xué)時(shí)選做5～6個(gè)，其中實(shí)驗(yàn)2、3中必選1個(gè)，實(shí)驗(yàn)4～7中必選1個(gè)。由于所有實(shí)驗(yàn)均在Linux環(huán)境下工作，用C語(yǔ)言編程，因此學(xué)生要具備一定的C語(yǔ)言編程能力。同時(shí)要在充分預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)中相關(guān)知識(shí)后，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的上機(jī)環(huán)節(jié)，另外，由于操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中有些題目具有一定的難度和規(guī)模，建議采用分組方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
表1 課堂實(shí)驗(yàn)設(shè)置
2) 實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容包括兩部分：一是對(duì)相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)的書(shū)面總結(jié)，主要包括知識(shí)綜述和參考文獻(xiàn)；二是對(duì)本次實(shí)驗(yàn)的分析報(bào)告，主要針對(duì)涉及算法的題目；三是包括本次實(shí)驗(yàn)的上機(jī)結(jié)果(數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序框圖、源程序文檔和運(yùn)行情況)以及實(shí)驗(yàn)中的難點(diǎn)分析和心得體會(huì)。
3) 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
選用目前最為流行的操作系統(tǒng)Red Hat Linux 9.0作為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，比如在講授操作系統(tǒng)原理第一章緒論時(shí)，我們?cè)O(shè)計(jì)了Red Hat Linux 9.0的安裝實(shí)驗(yàn)，并介紹了操作系統(tǒng)的發(fā)展歷史，學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)深化和理解書(shū)本知識(shí)。
4) 多維度評(píng)價(jià)體系。
多維度不僅僅是指學(xué)習(xí)知識(shí)，它包括知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀等方面，該評(píng)價(jià)體系打破以往以期末考試成績(jī)?yōu)橹鞯某煽?jī)?cè)u(píng)定方法，經(jīng)過(guò)實(shí)踐與完善，為課程確立了多方面的考核因素和成績(jī)計(jì)算公式，內(nèi)容如下：
總評(píng)成績(jī)=課程設(shè)計(jì)(20%)+實(shí)驗(yàn)(20%)+預(yù)習(xí)報(bào)告(5%)+實(shí)驗(yàn)報(bào)告(10%)+期末考試(45%)-考勤扣分。
由此可見(jiàn)，作為操作系統(tǒng)原理課程的重要學(xué)習(xí)內(nèi)容，課程設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)操作這兩部分在應(yīng)考核方面力度加大，主張強(qiáng)化應(yīng)用；另外，對(duì)預(yù)習(xí)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的考核更能反映學(xué)生學(xué)習(xí)的態(tài)度及學(xué)習(xí)成果。
3 課程設(shè)計(jì)
對(duì)一個(gè)具體的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，不同功能的實(shí)現(xiàn)都有專(zhuān)職的工作組。對(duì)于一個(gè)班級(jí)來(lái)講，50多人也不能都去完成同一個(gè)任務(wù)。我們應(yīng)該根據(jù)設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，將設(shè)計(jì)進(jìn)行任務(wù)分解，同時(shí)將班級(jí)全體學(xué)生劃分成多個(gè)小組，每個(gè)小組完成一個(gè)設(shè)計(jì)。在分組培養(yǎng)模式下，學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神將明顯提高，這既包括組內(nèi)成員協(xié)調(diào)，也包括組間協(xié)調(diào)，既有技術(shù)性的，也有人事關(guān)系上的。在課程設(shè)計(jì)中，我們主要側(cè)重運(yùn)用一些重要的系統(tǒng)調(diào)用編寫(xiě)程序模塊，對(duì)操作系統(tǒng)中的一些重要概念和典型算法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)或驗(yàn)證，根據(jù)實(shí)驗(yàn)講義和課堂上學(xué)到的知識(shí)寫(xiě)出程序，帶到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。主要內(nèi)容如下。
1) 銀行加算法模擬。
2) 小型文件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
3) 頁(yè)面置換算法模擬。
4) 進(jìn)程調(diào)度算法模擬。
5) 進(jìn)程間通信模擬。
6) Linux下USB驅(qū)動(dòng)程序。
要求：對(duì)于一個(gè)課程設(shè)計(jì)題目，每個(gè)班級(jí)限2組選擇，每4個(gè)人一組。
實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄給出成績(jī)。
4 結(jié)語(yǔ)
在教學(xué)中，我們始終堅(jiān)持教師是主導(dǎo)、學(xué)生是主體的原則，使用多樣合理的教學(xué)方法，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性，通過(guò)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)來(lái)提高學(xué)生解決問(wèn)題及實(shí)踐動(dòng)手的能力。操作系統(tǒng)原理課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，我們立足本校，從實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容以及實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)各個(gè)方面進(jìn)行改革，取得了顯著的教學(xué)成果。
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Experiment Teaching Reform on Operating System Principle
XU Bo1, DAI Jing2
(1.Department of Computer Science and Technology, Guangdong University of Petrochemical Technology, Maoming 525000, China; 2.School of Chemistry and Chemical Engineering, Southwest University, Chongqing 400715, China)
關(guān)鍵詞:操作系統(tǒng);實(shí)驗(yàn)教學(xué);教學(xué)質(zhì)量;應(yīng)用型本科
1操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性
“操作系統(tǒng)”課程是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)必修的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課,本課程的學(xué)習(xí)目的是讓學(xué)生掌握操作系統(tǒng)的基本概念、基本原理、設(shè)計(jì)方法和實(shí)現(xiàn)技術(shù)[1-2],為今后在相關(guān)領(lǐng)域的工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是“操作系統(tǒng)”課程必不可少的環(huán)節(jié),我們不僅要設(shè)置實(shí)驗(yàn),而且還要重視實(shí)驗(yàn),使其很好地輔助課堂教學(xué)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量直接影響學(xué)生的就業(yè)機(jī)會(huì)和工程實(shí)踐能力[3]。德國(guó)教育家第斯多惠曾經(jīng)說(shuō)過(guò):“教學(xué)的藝術(shù)不在于傳授的本領(lǐng),而在于激勵(lì)、喚醒和鼓舞。”而實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重點(diǎn)就是培養(yǎng)學(xué)生的好奇心和求知欲,幫助學(xué)生自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考,鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)過(guò)程找到解決問(wèn)題的方法和途徑。
2現(xiàn)狀與存在的問(wèn)題
操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性使我們有足夠的理由要教好這門(mén)課,但是在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中,學(xué)生要真正完成好操作系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容卻并不是十分容易的事情。下面從專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案的定位、前導(dǎo)課程
影響、選用操作系統(tǒng)以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控等方面進(jìn)行分析。
2.1應(yīng)用型本科計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案的定位
長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教育帶有濃厚的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)研究型人才培養(yǎng)色彩,與應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)目標(biāo)的“理論夠用,注重實(shí)踐”的特點(diǎn)不太相符。國(guó)家教育部強(qiáng)調(diào)對(duì)不同院校不同層次的學(xué)生要采取分類(lèi)指導(dǎo)的原則,應(yīng)用型本科計(jì)算機(jī)類(lèi)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)既懂得計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的理論知識(shí),又掌握計(jì)算機(jī)應(yīng)用技能的高級(jí)應(yīng)用人才。對(duì)此問(wèn)題的研究,我們課程組在文獻(xiàn)[4-5]中已進(jìn)行過(guò)論述,特別需要說(shuō)明的是我們課程組負(fù)責(zé)人范輝教授參加了由教育部教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)組織的全國(guó)高校操作系統(tǒng)課程研究與資源建設(shè)項(xiàng)目,并在其中承擔(dān)了應(yīng)用型本科操作系統(tǒng)課程的部分研究與建設(shè)工作,使我校的應(yīng)用型本科操作系統(tǒng)的課程建設(shè)起到了很好的示范作用。
2.2前導(dǎo)課程的影響
“操作系統(tǒng)”的前導(dǎo)課程有“程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言”、“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”、“計(jì)算機(jī)組成原理”和“匯編語(yǔ)言”等,它的后續(xù)課程包括“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”、“數(shù)據(jù)庫(kù)原理”和“編譯原理”等計(jì)算機(jī)學(xué)科的重要課程,如圖1
作者簡(jiǎn)介:孫述和(1966-),男,山東煙臺(tái)人,副教授,碩士,研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)應(yīng)用、圖像處理;謝青松(1965-),男,副教授,碩士,研究方向?yàn)樗惴ǚ治雠c設(shè)計(jì)、信息安全技術(shù);董付國(guó)(1977-),男,山東聊城人,講師,碩士,研究方向?yàn)閿?shù)字圖像處理、信息安全;杜萍(1981-),女,山東青島人,講師,碩士,研究方向?yàn)榛诮巧脑L(fǎng)問(wèn)控制。
所示。大部分學(xué)生在學(xué)任何一門(mén)課之初都比較認(rèn)真,主觀上有較強(qiáng)烈的學(xué)好這門(mén)課的愿望,但是隨著課程的日益深入,課程特征不斷顯露,特別是“操作系統(tǒng)”這門(mén)課本身的理論性較強(qiáng)且實(shí)驗(yàn)內(nèi)容對(duì)前導(dǎo)課的依賴(lài)性很大,從而打擊了一部分學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,甚至有一部分學(xué)生因前導(dǎo)課程學(xué)習(xí)較差而放棄了操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)作業(yè)的完成,從而影響了課堂學(xué)習(xí)甚至包括后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。
圖1 “操作系統(tǒng)”的前導(dǎo)與后續(xù)課程
2.3選用的實(shí)驗(yàn)操作系統(tǒng)
由于操作系統(tǒng)課程本身的原因,使得操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境較難選擇。大部分教材以Unix系統(tǒng)為實(shí)例,而Unix的安裝成本又較貴,不太適宜用于學(xué)生實(shí)驗(yàn)。而傳統(tǒng)的Windows操作系統(tǒng)的大部分源代碼未公開(kāi),具有一定的局限性和不透明性。所以,我們選用Linux作為主要的實(shí)驗(yàn)操作系統(tǒng)。但是,由于大部分學(xué)生之前都沒(méi)有接觸過(guò)Linux,并且還都非常熟悉Windows系統(tǒng),思維定勢(shì)難免會(huì)給Linux的認(rèn)識(shí)與學(xué)習(xí)帶來(lái)一定的難度。
2.4實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控
從目前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)情況來(lái)看,各個(gè)學(xué)校對(duì)評(píng)價(jià)工作都較為重視,但存在著只重結(jié)果而忽視過(guò)程以及考核方式不科學(xué)等問(wèn)題。由于當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)資源不斷豐富,在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告或設(shè)計(jì)代碼部分存在抄襲現(xiàn)象,這部分學(xué)生雖然提交了實(shí)驗(yàn)報(bào)告,成績(jī)也不錯(cuò),但實(shí)際上,卻沒(méi)有掌握相關(guān)的知識(shí)。如何在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中進(jìn)行教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控,合理利用網(wǎng)絡(luò)資源,避免抄襲,使學(xué)生能夠既掌握知識(shí)又鍛煉能力,這為我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出了新的難題。
3提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的對(duì)策與方法
筆者結(jié)合自己近幾年的教學(xué)實(shí)踐,就“操作系統(tǒng)”課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中遇到的上述問(wèn)題,從以下3個(gè)方面談?wù)勛约旱捏w會(huì)。
3.1化難為易,從主觀和客觀兩方面進(jìn)行引導(dǎo)
(1) 在學(xué)習(xí)的主動(dòng)性方面,潛移默化地消除學(xué)生的畏難情緒。
① 在第一節(jié)實(shí)驗(yàn)課上多下功夫。通過(guò)實(shí)例告訴學(xué)生操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)在現(xiàn)在的學(xué)習(xí)和今后工作中的重要性,使學(xué)生從純粹學(xué)好課程的想法變?yōu)橛心康男缘膶W(xué)習(xí)。例如,從考研和就業(yè)的角度,強(qiáng)調(diào)編程能力和動(dòng)手能力的重要性,并結(jié)合前導(dǎo)課程如“高級(jí)程序設(shè)計(jì)”中的線(xiàn)程等相關(guān)內(nèi)容加以說(shuō)明。
② 結(jié)合教師和前面學(xué)生的經(jīng)驗(yàn),介紹操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的方法和特征,以及可能遇到的困難,讓學(xué)生針對(duì)自身的學(xué)習(xí)情況,提前準(zhǔn)備和查閱前導(dǎo)課程的相關(guān)內(nèi)容,做到心中有數(shù)。同時(shí),把一些好的學(xué)習(xí)技巧傳授給學(xué)生,讓學(xué)生知道怎么學(xué)、怎么做。
③ 在后面的實(shí)驗(yàn)課上,單純地強(qiáng)調(diào)操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容重要性的意義已經(jīng)不大,教師應(yīng)在每一次布置實(shí)驗(yàn)作業(yè)的時(shí)候,有意識(shí)的從應(yīng)用及工程實(shí)踐角度,用案例的方式對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容加以多角度描述,從而使學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟⒓ぐl(fā)學(xué)習(xí)興趣。
(2) 在客觀上,化難為易,有針對(duì)性地解決學(xué)生的學(xué)習(xí)難題。
① 分層次設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)要求,如表1所示將學(xué)生粗略分為高中低3個(gè)層次。
表1學(xué)生層次分類(lèi)
層次前導(dǎo)課程
掌握情況學(xué)習(xí)興趣與
學(xué)習(xí)目的人數(shù)
第一層次基礎(chǔ)知識(shí)
非常扎實(shí)學(xué)習(xí)興趣非常強(qiáng)烈一小部分
(
第二層次基礎(chǔ)知識(shí)穩(wěn)固學(xué)習(xí)目的明確絕大部分
(>80%)
第三層次基礎(chǔ)知識(shí)較差學(xué)習(xí)興趣不高一小部分
(
對(duì)不同層次學(xué)生,有針對(duì)性地分析并提出解決方案,以幫助他們提高,如表2所示。
表2按層次設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)要求
層次針對(duì)性分析及解決方案
第一層次多加鼓勵(lì)及肯定,并結(jié)合其興趣點(diǎn)推薦學(xué)習(xí)資料,引導(dǎo)自學(xué),可在后面的團(tuán)隊(duì)實(shí)驗(yàn)任務(wù)中委以重任。
第二層次按照既定的實(shí)驗(yàn)要求和目的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)安排。
第三層次放棄部分選做實(shí)驗(yàn),適量延長(zhǎng)必做實(shí)驗(yàn)的學(xué)時(shí),以彌補(bǔ)前導(dǎo)課程的不足并強(qiáng)化必做實(shí)驗(yàn)。
② 提供參考程序,幫助學(xué)生快速入門(mén)。這個(gè)方法主要是針對(duì)第三層次和第二層次的一小部分前導(dǎo)課程學(xué)習(xí)效果不好的學(xué)生而言的。我們以實(shí)驗(yàn)“進(jìn)程調(diào)度模擬程序設(shè)計(jì)”為例進(jìn)行說(shuō)明。
例1:進(jìn)程調(diào)度模擬程序設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?加深對(duì)進(jìn)程概念和進(jìn)程調(diào)度算法的理解。
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:(a)給出進(jìn)程調(diào)度的動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)和時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法描述;
(b) 用C語(yǔ)言設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)n個(gè)并發(fā)進(jìn)程進(jìn)行調(diào)度的程序,每個(gè)進(jìn)程由一個(gè)進(jìn)程控制塊結(jié)構(gòu)表示;
(c) 調(diào)度程序應(yīng)當(dāng)包含兩種不同的調(diào)度算法,運(yùn)行時(shí)可以任選一種,以利于分析和比較;
(d) 程序應(yīng)能顯示或打印各種進(jìn)程狀態(tài)和參數(shù)變化情況,便于觀察。
實(shí)驗(yàn)參考方案:對(duì)于這個(gè)實(shí)驗(yàn),首先要明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖峭ㄟ^(guò)編程加深對(duì)進(jìn)程概念和算法的理解,對(duì)算法的理解是重點(diǎn),而非編程本身。我們給編程確實(shí)有困難的學(xué)生,提供一個(gè)實(shí)驗(yàn)參考框架,并在此基礎(chǔ)上基本實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)優(yōu)先算法,只留下一些涉及到該算法核心思想的代碼讓學(xué)生自己填空,最后重點(diǎn)考察學(xué)生在此框架基礎(chǔ)上自己編寫(xiě)的時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法的實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然,對(duì)于絕大部分基礎(chǔ)較好的學(xué)生,我們還是建議程序框架也要自己搭建。
③ 我們還可以多鼓勵(lì)學(xué)生充分合理利用網(wǎng)絡(luò)資源,如果有某些疑問(wèn)或未解決的問(wèn)題可以自己到網(wǎng)絡(luò)上尋找答案或到一些論壇上參與討論,增加自己學(xué)習(xí)和豐富操作系統(tǒng)知識(shí)的途徑。
3.2由淺入深,多角度多層次學(xué)習(xí)掌握Linux系統(tǒng)
我們選擇Linux做為實(shí)驗(yàn)操作系統(tǒng),由于大部分學(xué)生之前都沒(méi)有接觸過(guò)它,所以做實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)該從易到難,一步步的來(lái)操作,如圖2所示。
圖2Linux系統(tǒng)學(xué)習(xí)階段示意圖
我們的方法是首先熟悉Linux簡(jiǎn)單操作的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),包括基本的應(yīng)用級(jí)實(shí)驗(yàn)和系統(tǒng)管理級(jí)實(shí)驗(yàn)。在這一階段,可以引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)對(duì)熟悉的Windows操作系統(tǒng)的相關(guān)功能,對(duì)比學(xué)習(xí)Linux操作系統(tǒng)的功能,如表3所示。
表3操作系統(tǒng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)列表
序號(hào)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容LinuxWindows
1系統(tǒng)安裝√√
2系統(tǒng)的用戶(hù)接口和編程界面√√
3系統(tǒng)的界面認(rèn)識(shí)(窗口系統(tǒng)、文件管理和系統(tǒng)管理工具等)√√
4使用U盤(pán)√√
5屏蔽Windows桌面上的“回收站”√
6觀察注冊(cè)表內(nèi)容√
其次,在熟悉操作系統(tǒng)的基本操作與環(huán)境之后,進(jìn)入設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)階段,編程模擬實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)的某些功能模塊,如表4所示。
表4Linux系統(tǒng)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)列表
序號(hào)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(對(duì)應(yīng)算法或命令)必做選做
1進(jìn)程調(diào)度模擬程序設(shè)計(jì)(動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)算法、時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法)√
2頁(yè)面置換模擬程序設(shè)計(jì)(OPT、FIFO、LRU)√
3文件系統(tǒng)模擬設(shè)計(jì)(login、dir、read、open、close等)√
最后,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)內(nèi)容難度較大,但很有意義,也很有意思的源代碼閱讀級(jí)實(shí)驗(yàn),這部分內(nèi)容建議學(xué)生分組協(xié)作完成。可選內(nèi)容有很多,例如進(jìn)程創(chuàng)建、內(nèi)存分配、系統(tǒng)安全性、磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)、文件的讀或?qū)?、虛擬文件系統(tǒng)、idle進(jìn)程等,每組學(xué)生可自主選題,最后的實(shí)驗(yàn)報(bào)告,由團(tuán)隊(duì)統(tǒng)一提交。表5所示是我們2008～2009年度第二學(xué)期學(xué)生源代碼閱讀級(jí)實(shí)驗(yàn)分組情況匯總。
表5源代碼閱讀級(jí)實(shí)驗(yàn)分組情況列表
序號(hào)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是否團(tuán)隊(duì)人數(shù)/組
1進(jìn)程創(chuàng)建√9
2內(nèi)存分配√10
3文件的讀或?qū)憽?
4虛擬文件系統(tǒng)√10
5網(wǎng)絡(luò)傳輸√10
6設(shè)備管理√10
3.3改進(jìn)考核方式,加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的監(jiān)控
要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控,保證操作系統(tǒng)課程的教學(xué)質(zhì)量,我們對(duì)傳統(tǒng)的只提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告的實(shí)驗(yàn)考核方法從如下幾個(gè)方面進(jìn)行了改革與實(shí)踐:
(1) 提高實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)谧罱K課程成績(jī)中所占比例(如圖3所示),引導(dǎo)學(xué)生重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
圖3 提高實(shí)驗(yàn)成績(jī)比例示意圖
(2) 對(duì)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)的成績(jī)?cè)u(píng)定,應(yīng)
在實(shí)驗(yàn)報(bào)告的基礎(chǔ)上,綜合多種形式進(jìn)行考核量化。我們的方法是在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,不定時(shí)抽查部分學(xué)生的程序,并有針對(duì)性的提問(wèn)和討論,保證一學(xué)期每個(gè)學(xué)生至少有一次提問(wèn)的機(jī)會(huì),按回答情況進(jìn)行打分。團(tuán)隊(duì)形式的綜合性實(shí)驗(yàn)還要求組長(zhǎng)提交任務(wù)分配情況以及個(gè)人完成情況,將協(xié)作能力、資料分析能力等納入考核指標(biāo)。
4結(jié)束語(yǔ)
我?！安僮飨到y(tǒng)”(應(yīng)用型本科)從2004年被評(píng)為“校級(jí)精品課程”和2006年被評(píng)為“山東省省級(jí)精品課程”以來(lái),在更新教學(xué)與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、加強(qiáng)教學(xué)梯隊(duì)建設(shè)與教材建設(shè)、改進(jìn)教學(xué)方法和教學(xué)手段、加強(qiáng)素質(zhì)教育、培養(yǎng)創(chuàng)新人才等方面不斷進(jìn)行探索與實(shí)踐,已開(kāi)始顯現(xiàn)初步成效。近年來(lái),我校計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生在山東省軟件設(shè)計(jì)大賽、學(xué)生科研立項(xiàng)、考研錄取率、畢業(yè)生就業(yè)率等諸多方面的成績(jī)穩(wěn)步攀升?？傊?要讓學(xué)生學(xué)好“操作系統(tǒng)”、做好操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量,還需要我們不斷在教學(xué)實(shí)踐中加以發(fā)現(xiàn)和總結(jié)。我們將不斷努力,逐步完善操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,在改革中探索、提高,培養(yǎng)出更多適應(yīng)社會(huì)需要的應(yīng)用型人才。
參考文獻(xiàn):
[1] 謝青松,范輝. 操作系統(tǒng)課程教學(xué)之我見(jiàn)[J]. 計(jì)算機(jī)教育,2004(9):75.
[2] 王國(guó)華.《操作系統(tǒng)》實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)置與實(shí)踐[J]. 山西財(cái)經(jīng)大學(xué)學(xué)報(bào):高等教育版,2006(4):108.
[3] 郭觀七,周細(xì)義,張舸. 應(yīng)用型本科計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革探索[J]. 計(jì)算機(jī)教育,2009(12):85-87.
1 概述
《操作系統(tǒng)》課程是計(jì)算機(jī)及相關(guān)專(zhuān)業(yè)的核心基礎(chǔ)課，該課程不僅要求學(xué)生較好地掌握理論基礎(chǔ)，而且要求培養(yǎng)學(xué)生良好的課程實(shí)踐能力。由于該課程的內(nèi)容比較抽象、深?yuàn)W，并且課程實(shí)驗(yàn)難做，實(shí)驗(yàn)效果不明顯，所以，該課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)在很多學(xué)校成為擺設(shè)，有的學(xué)校干脆去掉實(shí)踐環(huán)節(jié)。然而，實(shí)踐教學(xué)又是本門(mén)課的重要組成部分，實(shí)踐教學(xué)對(duì)于學(xué)生理解和掌握操作系統(tǒng)的基本原理和方法，為今后從事系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)，并發(fā)程序設(shè)計(jì)，多用戶(hù)環(huán)境應(yīng)用程序設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。所以，本門(mén)課不但必須包含實(shí)踐內(nèi)容， 而且還應(yīng)該加強(qiáng)，使之能更好地輔助課堂教學(xué)。[1]
2 《操作系統(tǒng)》實(shí)踐環(huán)節(jié)的運(yùn)作情況
經(jīng)過(guò)對(duì)各高?！恫僮飨到y(tǒng)》實(shí)踐教學(xué)的調(diào)查，《操作系統(tǒng)》實(shí)踐部分的開(kāi)設(shè)形式主要有以下四種：
2.1 驗(yàn)證操作系統(tǒng)部分功能的實(shí)驗(yàn)
這種實(shí)驗(yàn)方式最簡(jiǎn)單，主要思路是，以某個(gè)實(shí)際的商業(yè)操作系統(tǒng)為實(shí)驗(yàn)環(huán)境，學(xué)生可以嘗試執(zhí)行操作系統(tǒng)提供的某些功能，能力更強(qiáng)的學(xué)生還可利用操作系統(tǒng)提供的系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)編寫(xiě)、運(yùn)行程序，以改進(jìn)功能。通過(guò)這兩種方式，學(xué)生可體驗(yàn)操作系統(tǒng)原理在實(shí)際商用操作系統(tǒng)中是如何工作的。
這種方式的特點(diǎn)是，學(xué)生不必編寫(xiě)操作系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的代碼，對(duì)完全理解操作系統(tǒng)的內(nèi)涵意義不大。
2.2 模擬經(jīng)典算法的實(shí)驗(yàn)
這是比較常見(jiàn)的一種實(shí)驗(yàn)方式。其執(zhí)行過(guò)程是，由教師選取操作系統(tǒng)中的一些經(jīng)典算法，如讀者-寫(xiě)者問(wèn)題，電梯算法，讓學(xué)生使用其熟悉的編程語(yǔ)言（如：C語(yǔ)言、C++語(yǔ)言）來(lái)實(shí)現(xiàn)算法。
該方式與程序設(shè)計(jì)課程的上機(jī)環(huán)節(jié)相似，這有助于學(xué)生理解《操作系統(tǒng)》的理論和技術(shù)，但是，這種方式由于缺乏訓(xùn)練學(xué)生對(duì)操作系統(tǒng)完全性的把握，達(dá)不到培養(yǎng)學(xué)生完整掌握操作系統(tǒng)的目的。
2.3 替換實(shí)際操作系統(tǒng)的主要模塊
這種方式對(duì)學(xué)生的編程能力要求較高。其執(zhí)行過(guò)程是，以開(kāi)源的操作系統(tǒng)為平臺(tái)，要求學(xué)生選取其中的主要功能模塊，并對(duì)其進(jìn)行替換及擴(kuò)展。然而，開(kāi)源的操作系統(tǒng)一般比較龐大，結(jié)構(gòu)環(huán)境復(fù)雜，對(duì)師生的要求很高，一般高校實(shí)施的效果不好，最終只有小部分學(xué)生達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，學(xué)生的受益面不大。[3]
2.4 設(shè)計(jì)一個(gè)操作系統(tǒng)雛形
這種方式的執(zhí)行過(guò)程是，教學(xué)中可選取一個(gè)包含簡(jiǎn)單內(nèi)核的教學(xué)操作系統(tǒng)，讓學(xué)生逐步改進(jìn)、擴(kuò)展其功能；或者干脆讓學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)全新的操作系統(tǒng)雛形，該雛形包含操作系統(tǒng)的基本內(nèi)核功能，如處理機(jī)管理、進(jìn)程管理、內(nèi)存管理、設(shè)備管理、文件管理功能。
該方式與課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)一致，理論上比較理想，但在實(shí)際的執(zhí)行過(guò)程中，由于操作系統(tǒng)是一個(gè)大型的系統(tǒng)軟件，其設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，因此這種方式實(shí)施起來(lái)難度很大。
3 在教學(xué)操作系統(tǒng)GeekOS上完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)
由于一般的商業(yè)操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜，結(jié)構(gòu)龐大，學(xué)生規(guī)定課時(shí)內(nèi)很難全面掌握，同時(shí)，這些操作系統(tǒng)已經(jīng)非常成熟，差不多實(shí)現(xiàn)了全部功能，學(xué)生沒(méi)有多少新的工作可做。所以，設(shè)計(jì)一個(gè)基于教學(xué)操作系統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)顯得尤為迫切和必要。
3.1 教學(xué)操作系統(tǒng)的分類(lèi)
教學(xué)操作系統(tǒng)有兩大類(lèi)：一類(lèi)是針對(duì)RISC結(jié)構(gòu)MIPS處理器的，例：Nachos；另一類(lèi)是針對(duì)CISC結(jié)構(gòu)的X86通用處理器的，例：Minix、 GeekOS。
3.2 GeekOS操作系統(tǒng)概述
最通用的處理器是CISC結(jié)構(gòu)的X86通用處理器。它是一個(gè)用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的操作系統(tǒng)，學(xué)生可以在Linux或UNIX環(huán)境下對(duì)其進(jìn)行功能擴(kuò)充，也可以在g（project1等項(xiàng)目中還包含有磁盤(pán)鏡像diskc.img），makefile項(xiàng)目管理文件。
2） Include文件夾。包含兩個(gè)子目錄，分別是geekos和libc，在geekos子目錄中有kthread.h，keyboard.h等頭文件，在libc中包含有GeekOS支持的C語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)字符串函數(shù)頭文件string.h。
3） scripts文件夾。包含項(xiàng)目編譯時(shí)用到的一些腳本文件。
4） src文件夾。包含系統(tǒng)內(nèi)核源代碼，用戶(hù)修改GeekOS系統(tǒng)時(shí)要修改的源代碼如main.c等都位于這個(gè)目錄中，在User子文件夾中一般是用來(lái)存放用戶(hù)的測(cè)試文件，在tools子目錄中的代碼是用來(lái)建立pfat測(cè)試文件系統(tǒng)的。
3.3.2七個(gè)項(xiàng)目的功能
project0：在該項(xiàng)目中，要求學(xué)生實(shí)現(xiàn)一個(gè)內(nèi)核級(jí)的I/O進(jìn)程，該進(jìn)程能從鍵盤(pán)接收一個(gè)按鈕，并顯示在顯示屏上。該項(xiàng)目的目的是讓學(xué)生了理解GeekOS的編譯、鏈接和運(yùn)行，明白計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是如何啟動(dòng)的。
project1：在該項(xiàng)目中，要求學(xué)生熟悉可執(zhí)行鏈接文件（ELF）的格式，并通過(guò)編程程序來(lái)分析該文件，同時(shí)將分析結(jié)果送到加載器。該項(xiàng)目的目的是讓學(xué)生理解ELF文件的結(jié)構(gòu)，使學(xué)生掌握如何加載和運(yùn)行可執(zhí)行文件。
在提供的GeekOS內(nèi)核系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，為學(xué)生設(shè)計(jì)了7個(gè)由易到難的設(shè)計(jì)項(xiàng)目用于GeekOS的改進(jìn)。這些項(xiàng)目分別涵蓋了操作系統(tǒng)內(nèi)核的各個(gè)基本模塊：系統(tǒng)啟動(dòng)，進(jìn)程管理，存儲(chǔ)管理，文件系統(tǒng)，訪(fǎng)問(wèn)控制以及進(jìn)程間通信。7個(gè)項(xiàng)目都規(guī)定了改進(jìn)的目標(biāo)，并提供了一些設(shè)計(jì)指導(dǎo)性的意見(jiàn)，但沒(méi)有提供源代碼，所以學(xué)生首先必須熟悉GeekOS的基本工作原理，才能開(kāi)展各個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。
project2：在該項(xiàng)目中，要求學(xué)生編程來(lái)支持用戶(hù)態(tài)進(jìn)程，這種支持包括初始化用戶(hù)態(tài)進(jìn)程空間、初始化用戶(hù)進(jìn)程空間、切換用戶(hù)進(jìn)程、導(dǎo)入用戶(hù)程序。該項(xiàng)目中，計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)分配方式還是采用段式分配。該項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)后，學(xué)生就可以使用GeekOS提供的命令行解釋器Shell運(yùn)行一些命令來(lái)執(zhí)行PFAT文件系統(tǒng)內(nèi)的用戶(hù)測(cè)試程序。
project3：在該項(xiàng)目中，要求學(xué)生改進(jìn)GeekOS的調(diào)度程序，實(shí)現(xiàn)基于4級(jí)反饋隊(duì)列的調(diào)度算法（初始GeekOS系統(tǒng)僅提供了FIFO進(jìn)程調(diào)度算法），并實(shí)現(xiàn)信號(hào)量，支持進(jìn)程間通信。
project4：在該項(xiàng)目中，要求學(xué)生編程實(shí)現(xiàn)分頁(yè)虛擬存儲(chǔ)管理，以替代前述項(xiàng)目中一直采用的段式存儲(chǔ)管理。學(xué)生實(shí)現(xiàn)分頁(yè)式虛存管理以后，系統(tǒng)在內(nèi)存不足時(shí)，就可以將部分內(nèi)存頁(yè)面調(diào)出送到硬盤(pán)，以緩解內(nèi)容壓力，實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)技術(shù)。
project5：在該項(xiàng)目中，要求學(xué)生實(shí)現(xiàn)GOSFS文件系統(tǒng)，該文件系統(tǒng)采用虛擬文件系統(tǒng)，可加載不同的文件系統(tǒng)，PFAT只讀文件系統(tǒng)是默認(rèn)加載的文件系統(tǒng)。該項(xiàng)目的目的是要實(shí)現(xiàn)一個(gè)多級(jí)目錄的、可讀寫(xiě)的文件系統(tǒng)。
project6：在該項(xiàng)目中，要求在文件系統(tǒng)中新增一個(gè)訪(fǎng)問(wèn)控制列表，并使用匿名半雙工管道實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間通信。
4 《操作系統(tǒng)》實(shí)踐環(huán)節(jié)的考核
《操作系統(tǒng)》實(shí)踐環(huán)節(jié)的考核非常重要，好的考核將激勵(lì)學(xué)生努力學(xué)習(xí)，達(dá)到實(shí)驗(yàn)效果，辦法如下：
1）教師制定實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式和要求，教師對(duì)學(xué)生完成的實(shí)驗(yàn)報(bào)告的作檢查和評(píng)價(jià)；
2）對(duì)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生回答并作出評(píng)價(jià)，回答的問(wèn)題主要有：闡述解決該問(wèn)題的算法思想、所使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是如何設(shè)計(jì)的、使用的測(cè)試用例是如何選取和設(shè)計(jì)的、算法性能怎么樣。
3）對(duì)一些學(xué)生能實(shí)現(xiàn)的算法，要求學(xué)生上機(jī)演示，教師在其演示期間可提問(wèn)并作評(píng)價(jià)：主要程序代碼的含義，分析及解釋運(yùn)行結(jié)果。[4]
基于以上基本原則，來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)案例。Linux操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程總計(jì)16學(xué)時(shí)，我們一共設(shè)計(jì)8個(gè)必做實(shí)驗(yàn)案例。這個(gè)8個(gè)案例要在實(shí)驗(yàn)課時(shí)內(nèi)完成，除此以外還設(shè)計(jì)8個(gè)選做案例，8個(gè)選做案例可以選擇完成。實(shí)驗(yàn)案例的設(shè)計(jì)結(jié)果如表1所示。其中的案例分為3種類(lèi)型，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)。通過(guò)系統(tǒng)安裝、常用shell命令使用、系統(tǒng)管理和網(wǎng)絡(luò)管理驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)案例使學(xué)生掌握Linux系統(tǒng)管理的基本技能，通過(guò)shell程序設(shè)計(jì)、系統(tǒng)編程和gcc編程設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)案例提供學(xué)生系統(tǒng)管理和維護(hù)能力，通過(guò)gcc編程等綜合性實(shí)驗(yàn)案例提高學(xué)生Linux系統(tǒng)程序開(kāi)發(fā)綜合實(shí)踐能力。
二、實(shí)驗(yàn)考核辦法分析
實(shí)驗(yàn)考核是Linux操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課不可缺少的重要組成部分，通過(guò)考核反映實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平、實(shí)驗(yàn)效果和學(xué)生掌握基本知識(shí)的狀況和具有的實(shí)驗(yàn)技能，使學(xué)生重視實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)和實(shí)際操作，通過(guò)實(shí)踐環(huán)節(jié)加強(qiáng)實(shí)踐訓(xùn)練。Linux操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程成績(jī)由學(xué)生出勤、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和學(xué)生上機(jī)表現(xiàn)三部分組成，學(xué)生出勤和報(bào)告占實(shí)驗(yàn)成績(jī)的20%，而學(xué)生上機(jī)表現(xiàn)占實(shí)驗(yàn)成績(jī)的80%，也就是考核時(shí)更注重學(xué)生實(shí)際操作能力?？疾閷W(xué)生上機(jī)表現(xiàn)能實(shí)時(shí)跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，了解學(xué)生對(duì)系統(tǒng)的掌握情況。對(duì)于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，我們采用針對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟對(duì)學(xué)生提問(wèn)的模式進(jìn)行考核;對(duì)于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，主要考核學(xué)生是否掌握程序設(shè)計(jì)思想;對(duì)于綜合性實(shí)驗(yàn)，主要考核學(xué)生的綜合實(shí)踐能力。檢查學(xué)生的程序調(diào)試運(yùn)行情況時(shí)，不僅要查看程序運(yùn)行結(jié)果，還應(yīng)注重實(shí)驗(yàn)中間環(huán)節(jié)，更加客觀評(píng)價(jià)學(xué)生［8］。
三、實(shí)驗(yàn)課程總結(jié)分析
實(shí)驗(yàn)過(guò)程我們選取虛擬機(jī)運(yùn)行模式，采用Vmware虛擬機(jī)，Linux采用Ubuntu12．10，Linux內(nèi)核3．5。應(yīng)用以上實(shí)驗(yàn)案例，開(kāi)展了Linux實(shí)驗(yàn)課程，值得注意的問(wèn)題主要包括以下兩個(gè)方面。
(一)學(xué)生呈現(xiàn)兩極分化現(xiàn)象
在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生呈現(xiàn)兩極分化。由于本課程設(shè)在第7學(xué)期，學(xué)生已經(jīng)是大學(xué)4年級(jí)，少數(shù)學(xué)生平時(shí)就有過(guò)使用Linux操作系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)，其他大部分學(xué)生對(duì)于Linux平臺(tái)比較陌生，幾乎沒(méi)有使用過(guò)。于是，我們照顧到大多數(shù)學(xué)生情況，按照實(shí)驗(yàn)大綱的內(nèi)容完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，而對(duì)于有使用經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生我們則通過(guò)進(jìn)一步完善選做實(shí)驗(yàn)案例，增加Linux源碼分析和QtDesigner開(kāi)發(fā)工具等選做案例來(lái)滿(mǎn)足其學(xué)習(xí)需要。這樣，可以利用Linux的開(kāi)源特性加深學(xué)生對(duì)操作系統(tǒng)原理、系統(tǒng)與技術(shù)的理解和掌握，進(jìn)一步提高學(xué)生編制大型應(yīng)用系統(tǒng)的能力。
(二)案例要不斷充實(shí)與完善
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，Unix類(lèi)操作系統(tǒng)也在不斷地發(fā)展和更新，Linux操作系統(tǒng)作為一種面向多領(lǐng)域的開(kāi)源操作系統(tǒng)其應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)展，所設(shè)計(jì)的案例應(yīng)及時(shí)體現(xiàn)出這些變化，因此案例的設(shè)計(jì)并非一勞永逸，必須緊跟形勢(shì)、與時(shí)俱進(jìn)，不斷地改進(jìn)與完善。
四、結(jié)束語(yǔ)
關(guān)鍵詞:操作系統(tǒng);計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)師范生;課堂教學(xué);實(shí)驗(yàn)教學(xué)
中圖分類(lèi)號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
1引言
2007年3月5日國(guó)務(wù)院總理在政府工作報(bào)告中指出,在教育部直屬師范大學(xué)實(shí)行師范生免費(fèi)教育。這意味著,近代中國(guó)在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)實(shí)行的師范生免費(fèi)教育制度,如今將重新返回大學(xué)校園。自2007年秋季入學(xué)起,教育部直屬6所師范大學(xué):北京師范大學(xué)、東北師范大學(xué)、華東師范大學(xué)、華中師范大學(xué)、西南大學(xué)和陜西師范大學(xué)開(kāi)始招收生免費(fèi)師范生。華中師范大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系已經(jīng)招收了07級(jí)和08級(jí)2屆計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的免費(fèi)師范生,一共約200人,以后還會(huì)繼續(xù)招收。由于計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)不像中文、數(shù)學(xué)、英語(yǔ)等專(zhuān)業(yè)那樣原來(lái)就是師范專(zhuān)業(yè),有現(xiàn)成的針對(duì)師范生的授課大綱和經(jīng)驗(yàn),這些學(xué)生的課程如何設(shè)置成了一個(gè)亟待研究解決的問(wèn)題。
“操作系統(tǒng)原理”課程是學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué)的必修課程,又是一門(mén)理論性與實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程,要求學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的基本原理、基本概念;了解操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法;學(xué)會(huì)使用常用的操作系統(tǒng);而且要求學(xué)生能夠理解和實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的相關(guān)算法。這門(mén)課程的內(nèi)容和教學(xué)方法針對(duì)師范生如何調(diào)整,是本文要說(shuō)明的主要內(nèi)容。
2針對(duì)師范生的“操作系統(tǒng)”課程的問(wèn)題
2.1課程的地位問(wèn)題
毋庸置疑,在原來(lái)的教學(xué)體系中,“操作系統(tǒng)”課程處于專(zhuān)業(yè)課的核心地位,是極為重要的專(zhuān)業(yè)必修課,但是對(duì)于畢業(yè)后要從事中小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)的師范生來(lái)說(shuō),這門(mén)課程的地位如何?這需要從分析中小學(xué)對(duì)信息技術(shù)教師的基本要求入手,為此筆者分析了國(guó)家制定的高中初中和小學(xué)的信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn),并訪(fǎng)問(wèn)了一些中小學(xué)的信息技術(shù)教師。
我國(guó)在中小學(xué)對(duì)學(xué)生信息技術(shù)教育的目標(biāo)主要是激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的興趣,使學(xué)生能掌握某些技術(shù)的運(yùn)用,并鼓勵(lì)創(chuàng)新。
初中和小學(xué)的信息技術(shù)課程的基本要求有:
(1) 了解計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理。
(2) 能利用因特網(wǎng)有效獲取信息,解決實(shí)際問(wèn)題。
(3) 能使用文字處理、繪畫(huà)、電子表格等簡(jiǎn)單軟件表達(dá)想法。
(4) 能運(yùn)用常用遠(yuǎn)程通訊工具進(jìn)行合作學(xué)習(xí)。
高中信息技術(shù)課程包括必修與選修兩個(gè)部分,共六個(gè)模塊。必修部分只有“信息技術(shù)基礎(chǔ)”一個(gè)模塊,選修部分包括“算法與程序設(shè)計(jì)”、“多媒體技術(shù)應(yīng)用”、“網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用”、“數(shù)據(jù)管理技術(shù)”和“人工智能初步”五個(gè)模塊,信息技術(shù)課程各模塊之間的關(guān)系結(jié)構(gòu)如圖1所示。
由此可見(jiàn)我國(guó)中小學(xué)的信息技術(shù)教育是以計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)和應(yīng)用為主,在高中包括C或Java語(yǔ)言編程、Dreamware、Photoshop等多媒體工具的使用、Access數(shù)據(jù)庫(kù)的使用等,以使用工具為主,同時(shí)包含簡(jiǎn)單的理論知識(shí)。
筆者還采訪(fǎng)了一些中小學(xué)的信息技術(shù)教師,他們普遍認(rèn)為中小學(xué)信息技術(shù)教師由于學(xué)科的特殊性,不可能像其他專(zhuān)業(yè)的教師那樣只完成教學(xué)任務(wù),而是要做很多與計(jì)算機(jī)有關(guān)的工作,如校園網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和維護(hù)、網(wǎng)站的制作;競(jìng)賽培養(yǎng)如NOI競(jìng)賽;為其他專(zhuān)業(yè)教師做教學(xué)比賽的課件;學(xué)校硬件維護(hù),如功能教室、多媒體教室、電視臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)教室等設(shè)備維護(hù)。這使中小學(xué)對(duì)信息技術(shù)的教師要求很高,要求教師知識(shí)面廣,有很強(qiáng)的應(yīng)用能力,并有一定的專(zhuān)長(zhǎng)。
據(jù)此可以了解“操作系統(tǒng)”課程雖然不是師范生以后要講授的課程,但仍然十分重要。在中小學(xué)的信息技術(shù)基礎(chǔ)課程中一般都要講解Windows系統(tǒng)的使用,師范生通過(guò)學(xué)習(xí)“操作系統(tǒng)”課程能夠更好地理解和運(yùn)用Windows系統(tǒng);師范生需要做學(xué)校各種設(shè)備的維護(hù)和網(wǎng)絡(luò)維護(hù),了解各種操作系統(tǒng)的特點(diǎn)和管理方式對(duì)他們有所幫助;同時(shí),師范生要有較好的程序設(shè)計(jì)能力,能為學(xué)校構(gòu)建小的應(yīng)用或演示系統(tǒng),學(xué)習(xí)“操作系統(tǒng)”課程能使他們更好地理解系統(tǒng)調(diào)用,提高編程能力。因此,“操作系統(tǒng)”課程仍然是重要的專(zhuān)業(yè)必修課。
2.2課時(shí)的調(diào)整問(wèn)題
由于“操作系統(tǒng)”課程的內(nèi)容非常豐富,涉及理論和實(shí)驗(yàn),課時(shí)量較大,我系原來(lái)的課時(shí)是72學(xué)時(shí)/學(xué)期,即每周4節(jié)課。并且在下一個(gè)學(xué)期安排“操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)”課程,使學(xué)生有時(shí)間完成幾個(gè)大的操作系統(tǒng)試驗(yàn),如進(jìn)程的調(diào)度和演示、文件系統(tǒng)的模擬和演示等,使學(xué)生能夠通過(guò)編程模擬實(shí)現(xiàn)部分操作系統(tǒng)的功能從而進(jìn)一步加深對(duì)操作系統(tǒng)原理的認(rèn)識(shí),提高動(dòng)手編程的能力。即便如此還是有很多學(xué)生反映課時(shí)太少,授課時(shí)有些地方講解得不夠詳細(xì),例子不夠多,編程時(shí)有很多困難等等。
由于師范生必須學(xué)習(xí)許多學(xué)校規(guī)定的師范類(lèi)專(zhuān)修的課程,如教師口語(yǔ)(普通話(huà)),教師書(shū)法,心理學(xué)基礎(chǔ),教育學(xué)基礎(chǔ),現(xiàn)代教育技術(shù)等,計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)時(shí)間有限,必須減少課程,壓縮課時(shí)。因此“操作系統(tǒng)”課程改成54學(xué)時(shí)/學(xué)期,即每周3節(jié),增加了18個(gè)課時(shí)的上機(jī)試驗(yàn)課時(shí),但減掉了“操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)”課程,這樣就把2門(mén)課程合在一起上了?？紤]到“操作系統(tǒng)”課程開(kāi)始就講授理論基礎(chǔ),沒(méi)有涉及到實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容,于是上機(jī)試驗(yàn)課時(shí)間定在第9周之后開(kāi)始,每周2節(jié)。
2.3課程內(nèi)容的調(diào)整問(wèn)題
我系原來(lái)使用的教材是陳向群主編的《操作系統(tǒng)原理(第二版)》一書(shū),這是一本經(jīng)典的操作系統(tǒng)教材,主要特點(diǎn)是對(duì)操作系統(tǒng)的基本原理闡述清楚,并能發(fā)反映一些較新的成果和發(fā)展方向,同時(shí)非常注重操作系統(tǒng)的課程實(shí)踐,在每一章中都加入了對(duì)Linux系統(tǒng)和Windows Server2003系統(tǒng)的分析。其中對(duì)Linux系統(tǒng)的分析非常詳細(xì),如存儲(chǔ)管理一章分析Linux系統(tǒng)的內(nèi)存管理,分析了Linux系統(tǒng)的內(nèi)存數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、頁(yè)表管理、頁(yè)面的分配回收、地址映射等內(nèi)容,配有相關(guān)的圖表和代碼,使學(xué)生很快從操作系統(tǒng)的理論進(jìn)入到實(shí)際,并產(chǎn)生了閱讀相關(guān)的Linux代碼、通過(guò)修改部分代碼編譯自己的操作系統(tǒng)的興趣,學(xué)習(xí)效果很好。由于師范生在每一屆的人數(shù)不到一百人,筆者認(rèn)為暫時(shí)沒(méi)有必要更換教材。但這本教材的內(nèi)容很多,由于課時(shí)的壓縮,必須對(duì)授課內(nèi)容有所刪減,具體修改如下:
(1) 減掉了第2章操作系統(tǒng)的硬件環(huán)境。因?yàn)橹伴_(kāi)設(shè)的計(jì)算機(jī)組成原理課程已經(jīng)講授了這些知識(shí),不需要再作介紹。
(2) 減掉了第8章死鎖。死鎖是操作系統(tǒng)中一個(gè)很重要的概念,但一些基本概念可以放在進(jìn)程管理中的進(jìn)程的同步和互斥中介紹,這一章的內(nèi)容比較深,學(xué)生不容易理解。
(3) 減掉了第9章操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)。由于課程針對(duì)師范生,他們主要從事教學(xué)和簡(jiǎn)單的編程、應(yīng)用,一般不會(huì)從事操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì),故減掉了這一章。
(4) 減掉了第10章操作系統(tǒng)安全。這一章實(shí)際上內(nèi)容很多,在幾個(gè)課時(shí)內(nèi)講授沒(méi)有很好的效果,因此被刪除。
有些章節(jié)的內(nèi)容還有一些調(diào)整,如在第6章文件系統(tǒng)中去掉了文件系統(tǒng)的性能問(wèn)題和文件系統(tǒng)的可靠性小節(jié),把文件系統(tǒng)的使用放在實(shí)驗(yàn)課中等等。
3教學(xué)方法的改革
由于課時(shí)限制,必須在比原來(lái)更短的時(shí)間內(nèi)教授“操作系統(tǒng)”課程的內(nèi)容并使學(xué)生能很好地掌握,同時(shí)希望培養(yǎng)學(xué)生的興趣和創(chuàng)造性,為他們以后的教學(xué)工作做出表率,筆者研究改革了教學(xué)方法。
3.1對(duì)課堂教學(xué)的改革
課堂教學(xué)是教學(xué)中最重要的環(huán)節(jié),傳統(tǒng)教學(xué)方發(fā)重演繹、推理、按部就班,教師花很長(zhǎng)的時(shí)間講授,但學(xué)生不一定理解,束縛了學(xué)生的獨(dú)立思考能力和創(chuàng)造能力。筆者注重培養(yǎng)學(xué)生正確的學(xué)習(xí)方法和良好的自學(xué)能力,采用了以下方法。
(1) 注重案例教學(xué)方法。“操作系統(tǒng)”課程理論比較枯燥難懂,筆者摒棄了過(guò)去只注重書(shū)本內(nèi)容的教授方式,采用分析案例的方法,促使學(xué)生從實(shí)際出發(fā),運(yùn)用理論知識(shí)分析問(wèn)題。在授課中用Linux作為實(shí)例講解效果非常好,由于Linux的源代碼是公開(kāi)的,并且用C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言實(shí)現(xiàn),講解時(shí)可以把一部分源代碼拿出來(lái)進(jìn)行分析。比如講進(jìn)程時(shí),PCB的概念很重要,但又比較抽象,這時(shí)可以把PCB的源代碼拿出來(lái)作為案例講解。學(xué)生通過(guò)分析源代碼,能很快理解PCB的概念,否則教師可能花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間講解學(xué)生還是似懂非懂。對(duì)處理機(jī)調(diào)度、內(nèi)存管理、系統(tǒng)調(diào)用、中斷處理等內(nèi)容的講解也都可以先找好的案例進(jìn)行分析,對(duì)學(xué)生幫助很大。
(2) 在課堂中穿插提問(wèn)。提問(wèn)是教師與學(xué)生交流的重要手段,但在大學(xué)授課中常常因?yàn)榘嗌蠈W(xué)生很多、課時(shí)緊、學(xué)生反應(yīng)不積極等原因,教師很少提問(wèn)。其實(shí)提問(wèn)是學(xué)生對(duì)授課內(nèi)容的反饋,也是學(xué)生參與教學(xué)的一種方式,能很好的提高教學(xué)效果。筆者把提問(wèn)成績(jī)作為學(xué)生的平時(shí)成績(jī),迫使學(xué)生認(rèn)真思考所提問(wèn)題,跟上課程進(jìn)度,同時(shí)也鼓勵(lì)學(xué)生廣泛閱讀相關(guān)資料,深入思考,提出問(wèn)題。對(duì)能提出有深度的問(wèn)題的學(xué)生實(shí)行加分鼓勵(lì),學(xué)生通過(guò)課程網(wǎng)站、電子郵件等提出和回答的問(wèn)題也一樣計(jì)為平時(shí)成績(jī),盡量使所有學(xué)生都至少有一次回答問(wèn)題的成績(jī),作為期末成績(jī)的重要參考。課堂提問(wèn)雖然會(huì)占用時(shí)間,但好的問(wèn)題能引起學(xué)生深入思考,又能使老師了解教學(xué)效果,及時(shí)調(diào)整進(jìn)度,改進(jìn)教學(xué)方法。
(3) 要求學(xué)生預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)。由于課時(shí)有限,課程進(jìn)度較快,這需要學(xué)生課前預(yù)習(xí),從而能更好的理解課堂內(nèi)容。筆者在每次課前會(huì)提出一兩個(gè)小問(wèn)題,答案都在課本中,以檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)情況,在每次課后會(huì)展望下次課的內(nèi)容,方便學(xué)生預(yù)習(xí)。在每一章上完還會(huì)提供一些參考資料,包括一些相關(guān)網(wǎng)站、原來(lái)學(xué)生的報(bào)告、相關(guān)論文等,需要學(xué)生課后復(fù)習(xí),在后一次上課時(shí)隨機(jī)抽查學(xué)生介紹自己看過(guò)并感興趣的內(nèi)容,上講臺(tái)做一個(gè)小報(bào)告,這種方式培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力,調(diào)動(dòng)了他們的積極性,活躍了課堂氣氛。
3.2對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革
實(shí)驗(yàn)是“操作系統(tǒng)”課程教學(xué)中非常重要的環(huán)節(jié),通過(guò)實(shí)踐學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)是最佳的學(xué)習(xí)途徑,但由于課時(shí)原因不得不對(duì)原來(lái)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有所壓縮。筆者開(kāi)設(shè)的操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和原因如下。
(1)Linux操作系統(tǒng)的使用。由于師范生工作后一般會(huì)做學(xué)校的校園網(wǎng)、實(shí)驗(yàn)室等設(shè)備的維護(hù)工作,可能用于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和一些設(shè)備中的Linux系統(tǒng)是學(xué)生應(yīng)該掌握的。實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生熟練使用Linux系統(tǒng)的圖形界面和命令語(yǔ)句,了解系統(tǒng)的文件結(jié)構(gòu)、用戶(hù)接口等。
(2) 分析Linux操作系統(tǒng)的源代碼。閱讀并理解操作系統(tǒng)的源代碼是學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一種重要方法,學(xué)生可通過(guò)分析某個(gè)具體的系統(tǒng)較快地掌握操作系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)思想。筆者選擇的教材的最大特點(diǎn)就是每一章中都在最后一節(jié)分析了Linux和Windows系統(tǒng)的相應(yīng)管理方法,這部分內(nèi)容很多,沒(méi)有時(shí)間全部在課堂上講授,因此安排在實(shí)驗(yàn)中,要求學(xué)生分析其中的Linux代碼,總結(jié)出對(duì)應(yīng)的模塊功能。
(3) 模擬實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)的某些功能。學(xué)生通過(guò)為對(duì)操作系統(tǒng)中的一些典型算法的模擬實(shí)現(xiàn),能更好地掌握操作系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)原理,使學(xué)到的理論知識(shí)形象化、具體化。筆者要求學(xué)生完成進(jìn)程調(diào)度、作業(yè)調(diào)度、存儲(chǔ)器管理中的命中率問(wèn)題和文件管理的算法的模擬演示。學(xué)生需要選擇其中的一個(gè)算法編程實(shí)現(xiàn)并提供良好的界面演示算法的運(yùn)行過(guò)程,這使學(xué)生能更好的認(rèn)識(shí)操作系統(tǒng)主要功能的實(shí)現(xiàn)機(jī)理。模擬所需的算法、主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和程序流程圖都由教師提供,涉及的軟硬件資源和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都是自建的,這樣簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn),使學(xué)生能夠在較短的實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)在教師的指導(dǎo)下完成編程實(shí)驗(yàn),而不是因?yàn)樘y無(wú)從下手而放棄,能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)效果。
3.3對(duì)考核方式的改革
考核方式是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)方式,是學(xué)生學(xué)習(xí)的主要參照物。在“操作系統(tǒng)”課程中,面對(duì)單調(diào)抽象的理論知識(shí),上機(jī)試驗(yàn)以提高學(xué)生的能力尤為重要。所以筆者改變了傳統(tǒng)的卷面考核辦法,將總評(píng)成績(jī)改為卷面成績(jī)占50%,實(shí)驗(yàn)成績(jī)占50%。同時(shí),實(shí)驗(yàn)課的考核要詳細(xì)化、規(guī)范化。由于試驗(yàn)是分組進(jìn)行的,每組交一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告,給一個(gè)成績(jī),應(yīng)該對(duì)小組各個(gè)成員有所區(qū)分,實(shí)驗(yàn)評(píng)分時(shí)要求小組提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)按各人的貢獻(xiàn)排名,組長(zhǎng)排在第1位有5%的加分,組員的成績(jī)按權(quán)值遞減,分別是100%,98%,95%。這樣避免了原來(lái)只是由個(gè)別能力強(qiáng)的組員完成整個(gè)實(shí)驗(yàn),有些組員沒(méi)有參與的問(wèn)題,使評(píng)分更加合理。對(duì)于實(shí)驗(yàn)的考核包括上機(jī)演示、上機(jī)時(shí)提問(wèn)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告3部分,各占試驗(yàn)成績(jī)的40%、30%和30%。每組都有10分鐘的提問(wèn)時(shí)間,提出的問(wèn)題包括整體的設(shè)計(jì)思想、對(duì)開(kāi)發(fā)工具的了解、用到的一些函數(shù)或變量的意義、現(xiàn)場(chǎng)對(duì)某個(gè)功能的修改等等,這樣能檢查出學(xué)生是否是從別人或網(wǎng)上得到的試驗(yàn)程序,得出充分客觀的評(píng)分。
3.4充分利用網(wǎng)絡(luò)資源
筆者所在課程組開(kāi)發(fā)了操作系統(tǒng)精品課程網(wǎng)站,網(wǎng)站上有所有的教學(xué)課件、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)、教學(xué)視頻錄像等課程內(nèi)容;提供其它好的操作系統(tǒng)課件、操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的例子、Linux分析資料等很多有用的資源下載;還包括網(wǎng)上答疑、在線(xiàn)考試和提交作業(yè)等特色功能。學(xué)生可以在網(wǎng)站論壇上提問(wèn),教師能實(shí)時(shí)做出解答。在線(xiàn)考試系統(tǒng)能自動(dòng)抽取教師定義的試題庫(kù)中的試題,組成一份試卷,并在學(xué)生答完后評(píng)分并給出正確的答案(目前試題庫(kù)中只有客觀題)。教師能夠在線(xiàn)布置作業(yè)、批改作業(yè)并統(tǒng)計(jì)成績(jī)。這種方式提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率,加強(qiáng)了師生之間、學(xué)生之間的交流與合作,并能及時(shí)向教師反映學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況,為課程教學(xué)提供了有力保障。
4結(jié)束語(yǔ)
計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的師范生還是個(gè)新事物,這些學(xué)生該如何培養(yǎng)值得我們探討。我們培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)該能滿(mǎn)足現(xiàn)在各地中小學(xué)對(duì)信息技術(shù)教師的要求,又要有一定的前瞻性,能滿(mǎn)足學(xué)生以后考研的需要。對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)大綱和各門(mén)課程的教學(xué)計(jì)劃都要認(rèn)真研究,使我們的學(xué)生有好的理論知識(shí)和應(yīng)用技術(shù),能盡量滿(mǎn)足社會(huì)各方面的需要。筆者根據(jù)自己的理解和實(shí)踐,談了自己對(duì)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)師范生的“操作系統(tǒng)”課程的內(nèi)容調(diào)整和對(duì)課程的授課、實(shí)驗(yàn)、考核方式的調(diào)整。這門(mén)課程已經(jīng)上過(guò)一輪,學(xué)生反應(yīng)很好,在學(xué)時(shí)壓縮的情況下學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握情況和原來(lái)一致,達(dá)到了課程要求。并且學(xué)生能積極地提出自己的想法,關(guān)注相關(guān)的新技術(shù)新發(fā)展,這說(shuō)明課程促進(jìn)了學(xué)生的個(gè)性發(fā)展,培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)和創(chuàng)新能力。
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關(guān)鍵詞：創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)；操作系統(tǒng)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；改革
中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671-0568（2012）11-0116-03
一、引言
操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)重要的核心課程，是一門(mén)理論性和綜合性較強(qiáng)的學(xué)科，該課程的理論學(xué)習(xí)是理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工作、用戶(hù)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)交互和設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)等基本知識(shí)結(jié)構(gòu)的重要途徑，而其實(shí)驗(yàn)教學(xué)則是學(xué)生得以深入理解和驗(yàn)證課堂教學(xué)內(nèi)容的直接和有效手段。
操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)能強(qiáng)化學(xué)生加深理解操作系統(tǒng)的概念、原理、組成等基本知識(shí)，能拓寬學(xué)生編程思路，培養(yǎng)動(dòng)手操作能力與分析綜合能力，所以實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量將直接影響學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、合作能力等。[1]在創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略的指引下進(jìn)行操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，面向市場(chǎng)不斷創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各項(xiàng)機(jī)制，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)、人才培養(yǎng)和服務(wù)社會(huì)有機(jī)融合、協(xié)同發(fā)展，培養(yǎng)更符合就業(yè)市場(chǎng)對(duì)計(jì)算機(jī)類(lèi)技術(shù)應(yīng)用型需求的人才。
二、操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題
1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視度不夠
在教育教學(xué)中，大多數(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往附屬于理論教學(xué)，對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新精神的培養(yǎng)不夠重視。而學(xué)生在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中過(guò)于隨意，學(xué)習(xí)紀(jì)律渙散，遲到、早退、曠課、請(qǐng)假等情況屢見(jiàn)不鮮。由于實(shí)驗(yàn)教學(xué)落不到實(shí)處，導(dǎo)致學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力薄弱，創(chuàng)新能力差，缺乏適應(yīng)企業(yè)需求的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和實(shí)踐能力，造成了學(xué)生就業(yè)困難的局面。
2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置問(wèn)題[2]
操作系統(tǒng)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容主要是圍繞教材中的主要算法進(jìn)行驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，但是僅僅靠這幾個(gè)算法很難讓學(xué)生直觀地理解眾多抽象的概念，且學(xué)生在這些實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)的方法和技能并不能應(yīng)用到實(shí)際項(xiàng)目開(kāi)發(fā)中去，實(shí)驗(yàn)成為一種形式，理論與實(shí)踐脫離嚴(yán)重。
3.實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的選擇問(wèn)題[1,2]
操作系統(tǒng)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境選擇較難，大部分的教材都是以Unix系統(tǒng)為例，但是Unix安裝成本較貴，不太適宜用于學(xué)生實(shí)驗(yàn)。Windows系統(tǒng)是學(xué)生較為熟悉的操作系統(tǒng)，但是其大部分源代碼不對(duì)外公開(kāi)，學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)無(wú)法深入到操作系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行學(xué)習(xí)和探究，不利于學(xué)生對(duì)操作系統(tǒng)的工作原理的理解。選用Linux作為實(shí)驗(yàn)操作系統(tǒng)，又因?yàn)閷W(xué)生對(duì)Windows系統(tǒng)較為熟悉，大部分沒(méi)有接觸過(guò)Linux系統(tǒng)，思維定勢(shì)難免會(huì)給學(xué)習(xí)和認(rèn)知帶來(lái)難度，因而也限制了學(xué)生對(duì)操作系統(tǒng)工作原理的理解和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
4.實(shí)驗(yàn)教學(xué)類(lèi)型和手段的單一[3]
目前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)大多是驗(yàn)證型和仿真型的，注重的是理論知識(shí)的檢驗(yàn)和證明。這種實(shí)驗(yàn)以教師為中心，學(xué)生完全按照教師的意圖進(jìn)行實(shí)踐操作，缺乏自己的思考和創(chuàng)新過(guò)程。實(shí)驗(yàn)教學(xué)沒(méi)有發(fā)揮其應(yīng)有的作用，還直接影響到學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，也因此使學(xué)生的創(chuàng)新思維和能力的培養(yǎng)和提高受到了限制。
5.缺乏高水平的、雙師型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)師資隊(duì)伍
高校教師大多是從學(xué)校到學(xué)校，缺乏校企溝通的理念和環(huán)境，缺乏企業(yè)工程化的實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，因而無(wú)法保證對(duì)學(xué)生的操作技能進(jìn)行有效的指導(dǎo)，直接影響實(shí)踐教學(xué)的效果和應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。
針對(duì)上述操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀，筆者結(jié)合學(xué)校“第四批精品課程立項(xiàng)項(xiàng)目”――計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)課程建設(shè)中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革實(shí)踐，提出了創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略下實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革的思路以及一些具體的措施。
三、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略下實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革思路
1.推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研合作，構(gòu)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的條件
建立產(chǎn)學(xué)研技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系結(jié)構(gòu)的改革提供有力的支持。具體包括兩個(gè)方面的創(chuàng)新工作：
（1）創(chuàng)新制度建設(shè)，搭建高校和企業(yè)合作的外部環(huán)境。建立高校教師到企業(yè)掛職制度，改善教師的專(zhuān)業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)，通過(guò)結(jié)合技術(shù)創(chuàng)新的實(shí)踐，提高專(zhuān)業(yè)技能、積累經(jīng)驗(yàn)，從創(chuàng)新過(guò)程中加深教師對(duì)產(chǎn)業(yè)的認(rèn)知。同時(shí)建立流動(dòng)編制，從企業(yè)聘請(qǐng)集工程理論與技術(shù)專(zhuān)長(zhǎng)為一體的工程師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，并在制度上促進(jìn)這一機(jī)制的形成。這種制度建設(shè)的改革，培養(yǎng)了高素質(zhì)的、“雙師型”實(shí)驗(yàn)師資隊(duì)伍，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)教師的知識(shí)結(jié)構(gòu)與時(shí)俱進(jìn)，從而保證了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量。
（2）創(chuàng)新科研思路，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研進(jìn)行有機(jī)融合，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研合作機(jī)制的可持續(xù)發(fā)展。以科技或市場(chǎng)為驅(qū)動(dòng)，加強(qiáng)與企業(yè)的聯(lián)系，主動(dòng)找準(zhǔn)企業(yè)的關(guān)鍵點(diǎn)和興趣點(diǎn)，建立以企業(yè)需求為導(dǎo)向的科研項(xiàng)目。同時(shí)將科研與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合，以綜合性的工程實(shí)踐項(xiàng)目為主線(xiàn)，圍繞綜合實(shí)踐項(xiàng)目?jī)?nèi)容將項(xiàng)目模塊化，按照操作系統(tǒng)功能的五大模塊：進(jìn)程管理模塊、存儲(chǔ)管理模塊、文件管理模塊、設(shè)備管理模塊、網(wǎng)絡(luò)管理模塊分配到實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容各環(huán)節(jié)中，從而將實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研實(shí)現(xiàn)有機(jī)的融合。在提高教師的科研水平和業(yè)務(wù)水平的同時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果和質(zhì)量得到了顯著提高，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容也更加貼近了產(chǎn)業(yè)技術(shù)對(duì)人才的需求。
2.創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程，分層次教學(xué)，逐步培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力
單一的驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)教學(xué)并不適合培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立設(shè)計(jì)能力和綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，所以要?jiǎng)?chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容，精簡(jiǎn)基礎(chǔ)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加模擬設(shè)計(jì)性、規(guī)劃研究性和開(kāi)放性的實(shí)驗(yàn)，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的層次分明。
在不同階段實(shí)施不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和形式，讓實(shí)驗(yàn)教學(xué)循序漸進(jìn)完成，以達(dá)到最佳實(shí)驗(yàn)效果。具體實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程為：
（1）認(rèn)知學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)階段。這種實(shí)驗(yàn)主要是驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，包括基本的應(yīng)用級(jí)和系統(tǒng)管理級(jí)的實(shí)驗(yàn)。如，操作系統(tǒng)的安裝、文件操作等，實(shí)驗(yàn)中以教師輔導(dǎo)為主，教會(huì)學(xué)生如何安裝虛擬機(jī)、如何加載虛擬機(jī)鏡像、熟悉操作系統(tǒng)各項(xiàng)功能、掌握文件操作命令等。
（2）設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)階段。以學(xué)生自學(xué)為主，學(xué)生自己編程模擬實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)的某些功能模塊。主要的實(shí)驗(yàn)有：動(dòng)態(tài)優(yōu)先權(quán)進(jìn)程調(diào)度算法、時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法、頁(yè)面置換算法等。當(dāng)學(xué)生遇到問(wèn)題時(shí)，并不直接替他們排除故障，而是提出產(chǎn)生故障的幾種可能性，鼓勵(lì)學(xué)生提出問(wèn)題和不同的見(jiàn)解并自行加以解決。例如，在動(dòng)態(tài)優(yōu)先權(quán)進(jìn)程調(diào)度算法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生的設(shè)計(jì)思路不明確時(shí)，可從幾個(gè)方面來(lái)幫助他們理清思路：是否考慮了進(jìn)程的阻塞時(shí)間、在運(yùn)行進(jìn)程已占用CPU時(shí)間以達(dá)到所需運(yùn)行時(shí)間時(shí)是否進(jìn)程還未到達(dá)，等等，提出多種可能的情況，讓學(xué)生自行思考、設(shè)計(jì)并解決問(wèn)題。
（3）研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)階段。在進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生已經(jīng)從書(shū)本逐步走向?qū)嵺`，消除了對(duì)編寫(xiě)軟件系統(tǒng)的心理障礙，提高了編程水平。此階段是以提高素質(zhì)為主，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維能力，強(qiáng)調(diào)的是主動(dòng)研究式的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)過(guò)程?？蛇x的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較多，如進(jìn)程創(chuàng)建、內(nèi)存分配、文件的讀/寫(xiě)等，教師給出其中較為有意思部分的源代碼，要求學(xué)生閱讀，然后讓學(xué)生在此基礎(chǔ)上自行提出課題和基本思路，并利用圖書(shū)館、網(wǎng)絡(luò)等查找相關(guān)資料后獨(dú)立完成。學(xué)生在這種研究性學(xué)習(xí)過(guò)程中主動(dòng)獲取知識(shí)，開(kāi)動(dòng)腦筋進(jìn)行課題的思考和設(shè)計(jì)，因而有效地培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。
（4）開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)階段。[4]最后，安排學(xué)生進(jìn)行開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的主體作用和主動(dòng)學(xué)習(xí)能力?？勺寣W(xué)生自成小組，在虛擬機(jī)平臺(tái)上，從裸機(jī)開(kāi)始，通過(guò)實(shí)例利用匯編與C語(yǔ)言編寫(xiě)一個(gè)小型的操作系統(tǒng)的框架，包括處理機(jī)管理、存儲(chǔ)器管理、文件管理和簡(jiǎn)單的設(shè)備管理。團(tuán)隊(duì)協(xié)作分析和設(shè)計(jì)仿真操作系統(tǒng)的架構(gòu)和各項(xiàng)功能、制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃、編寫(xiě)代碼并注釋說(shuō)明、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果、撰寫(xiě)說(shuō)明書(shū)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告，最后由團(tuán)隊(duì)統(tǒng)一提交。這樣的實(shí)驗(yàn)有助于學(xué)生把握操作系統(tǒng)的精髓，真實(shí)地消化書(shū)本知識(shí)，同時(shí)培養(yǎng)和提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、獨(dú)立思考的探索精神和團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力。
3.創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和手段，激發(fā)學(xué)生的興趣
在實(shí)驗(yàn)中創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和手段，使用多樣的教學(xué)方法和手段并靈活應(yīng)用來(lái)提高學(xué)習(xí)的積極性、激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣。
（1）借助合適的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)選擇上，采用的是在Windows操作系統(tǒng)上運(yùn)行虛擬機(jī)方式，利用一些虛擬機(jī)軟件，如VisualPC，再運(yùn)行Linux系統(tǒng)。通過(guò)學(xué)生較為熟悉的Windows操作系統(tǒng)的相關(guān)功能來(lái)對(duì)比學(xué)習(xí)Linux操作系統(tǒng)，這樣的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)更容易讓學(xué)生更易掌握和理解操作系統(tǒng)的工作原理。
（2）多媒體輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)。利用多媒體技術(shù)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供交互式教學(xué)環(huán)境，讓學(xué)生清楚實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、重點(diǎn)、目的等，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣和熱情。例如在銀行家算法實(shí)驗(yàn)中，可以設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)的場(chǎng)景，借助多媒體的應(yīng)用，讓學(xué)生充分了解在該實(shí)驗(yàn)中什么情況下會(huì)發(fā)生死鎖現(xiàn)象，又如何設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)安全狀態(tài)來(lái)避免該現(xiàn)象的發(fā)生等。
（3）啟發(fā)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可采用啟發(fā)式的教學(xué)方法，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)抽象知識(shí)的理解和掌握。例如在操作系統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容中有多處調(diào)度算法，如進(jìn)程調(diào)度算法、虛擬內(nèi)存的頁(yè)面調(diào)度算法、磁盤(pán)調(diào)度算法等，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可采用對(duì)比分析的啟發(fā)式教學(xué)方法，讓學(xué)生對(duì)不同內(nèi)容的調(diào)度算法進(jìn)行比較，從而對(duì)實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)課程教學(xué)的目的起到很好的促進(jìn)作用。
（4）案例驅(qū)動(dòng)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)。實(shí)驗(yàn)中通過(guò)具體案例來(lái)挖掘?qū)W生的創(chuàng)新潛能，要有意識(shí)地從應(yīng)用及工程實(shí)踐的角度，用案例、項(xiàng)目的方式對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以多角度描述，然后讓學(xué)生在案例基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)造。如，將開(kāi)源操作系統(tǒng)Linux作為實(shí)例教學(xué)，引導(dǎo)和幫助學(xué)生進(jìn)行深入分析，通過(guò)案例分析和“做中學(xué)”，使學(xué)生深刻理解操作系統(tǒng)中的原理和算法和實(shí)現(xiàn)技術(shù)，讓學(xué)生在內(nèi)核中添加或修改功能。培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)系統(tǒng)軟件進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的能力。
4.創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核評(píng)價(jià)模式
探索、創(chuàng)新更加合理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核評(píng)價(jià)模式，不再單純地以上交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告為最終成績(jī)的評(píng)定。具體的方法有：提高實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)诳偝煽?jī)中的比例，使得學(xué)生更加重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)；對(duì)不同階段的實(shí)驗(yàn)題目設(shè)置一定的權(quán)重，學(xué)生根據(jù)能力選擇題目；深入學(xué)生實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中，隨時(shí)提問(wèn)，考察學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、設(shè)計(jì)思路等；程序驗(yàn)收時(shí)，抽選部分學(xué)生進(jìn)行答辯，考核學(xué)生的學(xué)習(xí)效果；結(jié)合學(xué)生平時(shí)的各項(xiàng)表現(xiàn)，批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告，給出實(shí)驗(yàn)教學(xué)最終成績(jī)。
四、結(jié)語(yǔ)
操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)可以幫助學(xué)生加深對(duì)操作系統(tǒng)原理和算法的理解和掌握，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)過(guò)程體會(huì)到計(jì)算機(jī)軟硬件體系結(jié)構(gòu)和操作系統(tǒng)的關(guān)系，以及計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)對(duì)操作系統(tǒng)發(fā)展的影響等。我們?cè)趯W(xué)校立項(xiàng)的精品課程建設(shè)項(xiàng)目中，立足本校，更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念，深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系結(jié)構(gòu)的改革，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)技術(shù)發(fā)展的跟蹤意識(shí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力，鍛煉他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，以達(dá)到與企業(yè)的無(wú)縫鏈接，為社會(huì)培養(yǎng)能適應(yīng)市場(chǎng)需求的創(chuàng)新型與技能性的計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才。
參考文獻(xiàn)：
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[2]張其亮,韓斌.操作系統(tǒng)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探析[J].計(jì)算機(jī)教育,2010,(7).
一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
1.加深對(duì)進(jìn)程概念的理解，明確進(jìn)程和程序的區(qū)別。
2.深入了解系統(tǒng)如何組織進(jìn)程，創(chuàng)建進(jìn)程。
3.掌握進(jìn)程相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
二．實(shí)驗(yàn)要求
1.編寫(xiě)程序完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
2.對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析
3.撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告
三．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
1.進(jìn)程的創(chuàng)建
2.對(duì)代碼進(jìn)行測(cè)試
3.進(jìn)程控制
四．實(shí)驗(yàn)原理
1.進(jìn)程
（1）進(jìn)程是程序是一次執(zhí)行
（2）進(jìn)程是一個(gè)程序及其數(shù)據(jù)在處理機(jī)上順序執(zhí)行時(shí)所發(fā)生的活動(dòng)
（3）進(jìn)程是程序在一個(gè)數(shù)據(jù)集合上運(yùn)行的過(guò)程，它是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的一個(gè)獨(dú)立單位
2.進(jìn)程控制塊
為了描述和控制進(jìn)程的運(yùn)行，系統(tǒng)為每個(gè)進(jìn)程定義了一個(gè)進(jìn)程控制塊（PCB），它是進(jìn)程實(shí)體的一部分，是操作系統(tǒng)管理進(jìn)程最重要
的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。其主要包含四類(lèi)信息：進(jìn)程標(biāo)識(shí)符，處理機(jī)狀態(tài)，進(jìn)程調(diào)度信息，進(jìn)程控制信息。
3.進(jìn)程創(chuàng)建流程
（1）申請(qǐng)空白PCB
（2）為新進(jìn)程分配資源
（3）初始化進(jìn)程控制塊
（4）將新進(jìn)程插入就緒隊(duì)列
4.進(jìn)程樹(shù)
P12 P6 P7 P8 P9 P10 P11 P2 P3 P1 P4 P5
五．實(shí)驗(yàn)步驟
1.在C++環(huán)境下輸入實(shí)驗(yàn)提供的代碼，并對(duì)程序運(yùn)行
2.輸入 createpc 命令創(chuàng)建進(jìn)程，輸入 showdetail 顯示每個(gè)進(jìn)程及其子進(jìn)程的信息
3.對(duì)代碼進(jìn)行測(cè)試
六．實(shí)驗(yàn)總結(jié)
1.運(yùn)行結(jié)果
