操作系统理论及实践教学改革探析

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1、操作系统理论及实践教学改革探析摘要：操作系统是计算机及其相关专业的一门理论性和实践性并重的基础核心课程，本文通过对该课程教学过程中所存在问题的分析，认为在有效的实验环境与实验内容构建基础上，应采用多样化的教学模式，以提高教学效率。关键词：操作系统理论与实践教学改革操作系统是最庞大、最复杂的系统软件，也是计算机及相关专业的一门理论性、实践性并重的重要核心课程。但由于其具有更新速度快、概念抽象、系统性差、原理性强，以及对实验环境和学生知识掌握要求高等特点，该课程的实验教学一直是教学中的难点。如何有效地开展教学，使理论与实践紧密结合，

2、已成为该课程教学改革的重点问题。一、教学中存在的问题1.学生认知程度不足操作系统课程的理论性、综合性较强，要求学生不仅要有很强的抽象思维能力，而且须具有深厚的硬件、汇编、数据结构、语言等方面的知识，因此大多数学生对此心生畏惧。同时，很多学生往往对学后有立竿见影效果的课程兴趣较大，而对诸如操作系统这样原理性强、学习后效应不会立即显现的课程重视度较差。1.理论与实践脱节该课程是一门理论性、实践性并重的课程，但目前大多数高校使用的教材以LNIX作为实例来介绍分析操作系统的特征，这与学生实际接触的操作系统有较大的距离，存在着理论和实践严

3、重脱离的现象，大有纸上谈兵的感觉，影响了课程教学效果。2.课堂教学方法单一因课程自身的技术原因，许多现代教学手段很难应用到教学过程中。因此很多学校仍采用传统的以板书为主的教学手段，即使是使用电子教案，也只是单纯地播放理论知识课件。学生感觉枯燥乏味，缺少积极参与思考的兴趣。3.实验环节较薄弱因受实验室环境设备、课程安排和学生自身能力等因素影响，复杂实验无法开展，简单实验又觉得没有开展价值，致使为操作系统课程选择合适的实验内容一直被认为是共性的难题。即使有实验也往往流于形式，甚至有些学校根本就不开设实验课。4.对学生课后拓展重视不够

4、学生学习操作系统主要依赖教师课堂讲授，但因学时有限，教师只能讲授基本理论，加之新的操作系统实现技术的不断涌现和运用都需要通过教师的引导，使学生利用课后时间去阅读大量相关资料，来拓宽操作系统方面的知识。而在这方面教师往往重视不够。二、构建有效的实验环境与内容操作系统教学中存在的以上诸多问题，其最好的解决办法就是通过有效的实验教学来改变单一枯燥的纸上谈兵模式，让学生通过实验操作来将理论与实践结合起来，从实践中寻找学习兴趣。因操作系统软件的复杂和庞大，要真正领会操作系统课程所介绍的概念、原理、方法和技巧，对于很多学生来说是很困难的。而

5、经验表明，学习尤其是真正体会和掌握一种操作系统的最好方法是对它进行充分的实验，去阅读、验证、修改和增强它的代码。但事实上，由于操作系统软件必须细心构建，它直接控制着所有运行于其上的进程和线程所使用的硬件，因而对操作系统代码进行实验操作十分困难，甚至有一定的风险。因此需要为学生提供一个研究操作系统内核的学习环境，使学生可以由此来体验操作系统内核及其设计技巧；可以在不修改任何代码的情况下，了解操作系统内部状态的各个方面；可以通过编写新的代码来阅读内核的数据结构和了解操作系统运作方式。1.选择合适的实验环境Linux操作系统是具有Un

6、ix操作系统全部功能，且源代码开放的免费操作系统，这为计算机操作系统课程提供了一个很好的实验平台。Linux提供了从内核到上层的所有软件的全部源代码，所以通过该系统可以使学生对系统内核代码进行实际分析，修改源代码，可以无止境地深入学习操作系统的设计原理和技巧。实验过程中可以采用VMWare虚拟机软件辅助，该软件的使用满足了这门课程所需的软、硬件要求，可以使Linux操作系统很容易地架构在虚拟机上。这样的实验环境不需要特别的硬件要求，除可在实验室安装外，还可以容易地安装到学生的机器上，使学生可以摆脱实验室的局限，同时极大地降低实验

7、成本，无论是对实验室还是对学生来说，都容易搭建。2・设计适宜的实验内容实验内容的设计应该既要体现对所授原理内容的实践,又要让学生能够实现，而不至于望而却步。因此，实验内容可以围绕操作系统核心的五大功能，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。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。这既能激励学生在操作系统设计方面的创新精神，又能

8、培养熟练操作Linux和具备Linux系统管理的专业型人才。三、创新教学模式1・有效运用多元化教学手段在操作系统课程教学中采用电子教案实现陈述性强的理论讲解，而对于需要算法推理等互动性讲解的问题，可配合以板书、电子多媒体教学软件解决推导过程。在课堂教授过程中还可