操作系统原理教学方法应用研究.docx

操作系统原理教学方法应用研究摘要:本文结合操作系统原理课程教学实践，阐述了5种教学方法，并分别举例分析其用法。关键词:操作系统;教学方法;打比方;讨论式;案例式引言操作系统是计算机必不可少的系统软件，《操作系统》课程是计算机专业的核心课程之一。它涉及计算机硬件、软件设计、程序设计语言、数据结构和计算方法等领域。具有涉及面广、概念抽象、理论性和实践性强等特点。对提高学生的思维能力、动手能力、创新能力和培养开发型人才具有十分重要的意义。正是由于这些特点，学生在学习过程中往往感到不易理解，难于掌握，和其他的应用软件如Excel等相比学习起来更抽象、枯燥。所以,如何讲授《操作系统》才能激发学生的兴趣和创造力值得探讨。下面从几个方面来进行分析。一、上好第一堂课就像一部好戏，开头唱好才会有观众。一门课想要激发学生的兴趣，引起学生共鸣，如何上好第一堂课尤为重要。按照教材的组织,作为第一章的绪言将介绍“操作系统”的概念。所以第一堂课不要急于介绍操作系统的内核是如何实现的,而要从不同的方面给学生讲解操作系统的含义。让学生从不同的角度去认识操作系统。二、选择适合的教学方法学科式教学操作系统课程融合了多门计算机科学与技术专业的相关课程，在课程讲授上需要结合相关的课程知识进行扩展，体现学科式教学的特点。例如，在学习存储管理功能中的页面置换算法时，除了演示算法的基本思想外，结合数据结构和程序设计相关知识，从算法设计角度讲解应选择何种数据结构来实现相关算法，这点非常重要。因为大多数学生对学习过的数据结构的用途还没有真正理解掌握，对于已经掌握的学生来说，可以进一步巩固。打比方操作系统原理性强，且比较抽象，不易理解，此时可采用打比方的方法，将问题讲得深入浅出，清晰直观的比方帮助学生理解。例如，在讲到互斥信号量mutex的作用时，可以用火车上公共厕所门锁来比方讲解。初始时，锁上显示“无人”，可看作mutex的值为1，表示厕所可用，乘客可以申请使用。当乘客进入厕所时，把门锁上取得互斥访问权，此时厕所显示“有人”，可看作对mutex的值进行减1操作，此时mutex的值为0，表示其他乘客则不能再使用厕所，只能等待。当乘客使用完毕，出来时，打开门锁，释放互斥访问权，厕所显示为“无人”，此时相当于对mutex进行加1操作，这时其他乘客可以申请使用。在讲解程序与进程的区别时，以火车与列车进行比方，火车相当于程序，列车相当于进程。火车由多节列车组成。案例式传统的操作系统课程教学的理论性较强、内容抽象。学生在实际使用计算机时，也很难找到这些抽象理论在实际操作系统中的应用。这使得学生对操作系统理论难以理解和掌握。而对于操作系统课来说,如果学生找不到具体的直观感受,对理论的理解和接纳就都成问题。因此教师在讲授时要注重理论与实践系统相结合,注重引导学生去发现问题、解决问题。尤其是一些常见的问题,往往体现着很多操作系统所涉及的基础知识。结合着这些实例问题进行基础内容教学可以收到事半功倍的效果。比如文件管理，一个文件存储介质，格式化后就分成许多大小相等的单位－－存储块。并给每个存储块有个编号，称为物理块号。文件的存储以块为单位进行。“块”是内存和外存之间进行信息传输的基本物理单位。那么在实际的操作系统中如何来查看文件的存储块大小就可以作为一个案例引起大家的思考，并通过实际操作给出答案。这样即可帮助学生理解文件存储原理了。讨论式操作系统课程讲授的操作系统设计的基本原理，也就是说可以从软件项目开发的角度，结合软件工程的思想来讲授，这样在讲授某些原理时，就将其看作是一个小的项目，然后采用讨论式教学模式，以“讨论式”教学为突破口，对更新教学内容、优化教学手段、加强素质教育、培养创新人才具有意义。教师要扮演“项目经理”的角色,根据学生不同的基础做一定的引导,可设置一些问题,帮助提高讨论的质量,同时作为一种促进的手段要求提交个人学习总结和学习小组的讨论记录,保证讨论的效果。小组学习讨论必须有充足的论题可以展开,以避免形式主义。作业与实验的量及其难度应适度,过多过难的作业对大多数学生的学习是不合适的,不利于学生学习自信心的加强。比如在学习作业调度算法时，可先提出作业的特点，然后让学生分组讨论，应怎样设计算法来满足相应的要求。“讨论式”教学以培养学生自主学习能力为宗旨，以实现课程教学目标为目的，通过开展课堂讨论、网上讨论、小组讨论等教学活动，使学生对专题问题有进一步的理解。“讨论式”教学能引发学生对不同角度与方法的探讨，增强学生的主体意识，增进学生的协作意识，培养学生的创新意识[1]。程序设计操作系统原理课程的实践性环节按深度可以分为五个层次:使用级、观察级、习题