1、 操作系統原理教學方法應用研究摘要:本文結合操作系統原理課程教學實踐，闡述了5種教學方法，并分別舉例分析其用法。 關鍵詞:操作系統;教學方法;打比方;討論式;案例式 引言 操作系統是計算機必不可少的系統軟件，操作系統課程是計算機專業的核心課程之一。它涉及計算機硬件、軟件設計、程序設計語言、數據結構和計算方法等領域。具有涉及面廣、概念抽象、理論性和實踐性強等特點。對提高學生的思維能力、動手能力、創新能力和培養開發型人才具有十分重要的意義。正是由于這些特點，學生在學習過程中往往感到不易理解，難于掌握，和其他的應用軟件如excel等相比學習起來更抽象、枯燥。所以,如何講授操作系統才能激發學生的興趣和

2、創造力值得探討。下面從幾個方面來進行分析。 一、上好第一堂課 就像一部好戲，開頭唱好才會有觀眾。一門課想要激發學生的興趣，引起學生共鳴，如何上好第一堂課尤為重要。按照教材的組織,作為第一章的緒言將介紹“操作系統”的概念。所以第一堂課不要急于介紹操作系統的內核是如何實現的,而要從不同的方面給學生講解操作系統的含義。讓學生從不同的角度去認識操作系統。 二、選擇適合的教學方法 學科式教學 操作系統課程融合了多門計算機科學與技術專業的相關課程，在課程講授上需要結合相關的課程知識進行擴展，體現學科式教學的特點。 例如，在學習存儲管理功能中的頁面置換算法時，除了演示算法的基本思想外，結合數據結構和程序設計

3、相關知識，從算法設計角度講解應選擇何種數據結構來實現相關算法，這點非常重要。lOcalhOst因為大多數學生對學習過的數據結構的用途還沒有真正理解掌握，對于已經掌握的學生來說，可以進一步鞏固。 打比方 操作系統原理性強，且比較抽象，不易理解，此時可采用打比方的方法，將問題講得深入淺出，清晰直觀的比方幫助學生理解。 例如，在講到互斥信號量mutex的作用時，可以用火車上公共廁所門鎖來比方講解。初始時，鎖上顯示“無人”，可看作mutex的值為1，表示廁所可用，乘客可以申請使用。當乘客進入廁所時，把門鎖上取得互斥訪問權，此時廁所顯示“有人”，可看作對mutex的值進行減1操作，此時mutex的值為0

4、，表示其他乘客則不能再使用廁所，只能等待。當乘客使用完畢，出來時，打開門鎖，釋放互斥訪問權，廁所顯示為“無人”，此時相當于對mutex進行加1操作，這時其他乘客可以申請使用。 在講解程序與進程的區別時，以火車與列車進行比方，火車相當于程序，列車相當于進程。火車由多節列車組成。 案例式 傳統的操作系統課程教學的理論性較強、內容抽象。學生在實際使用計算機時，也很難找到這些抽象理論在實際操作系統中的應用。這使得學生對操作系統理論難以理解和掌握。而對于操作系統課來說,如果學生找不到具體的直觀感受,對理論的理解和接納就都成問題。因此教師在講授時要注重理論與實踐系統相結合,注重引導學生去發現問題、解決問題

5、。尤其是一些常見的問題,往往體現著很多操作系統所涉及的基礎知識。結合著這些實例問題進行基礎內容教學可以收到事半功倍的效果。 比如文件管理，一個文件存儲介質，格式化后就分成許多大小相等的單位存儲塊。并給每個存儲塊有個編號，稱為物理塊號。文件的存儲以塊為單位進行。“塊”是內存和外存之間進行信息傳輸的基本物理單位。那么在實際的操作系統中如何來查看文件的存儲塊大小就可以作為一個案例引起大家的思考，并通過實際操作給出答案。這樣即可幫助學生理解文件存儲原理了。 討論式 操作系統課程講授的操作系統設計的基本原理，也就是說可以從軟件項目開發的角度，結合軟件工程的思想來講授，這樣在講授某些原理時，就將其看作是一

6、個小的項目，然后采用討論式教學模式，以“討論式”教學為突破口，對更新教學內容、優化教學手段、加強素質教育、培養創新人才具有意義。教師要扮演“項目經理”的角色,根據學生不同的基礎做一定的引導,可設置一些問題,幫助提高討論的質量,同時作為一種促進的手段要求提交個人學習總結和學習小組的討論記錄,保證討論的效果。小組學習討論必須有充足的論題可以展開,以避免形式主義。作業與實驗的量及其難度應適度,過多過難的作業對大多數學生的學習是不合適的,不利于學生學習自信心的加強。 比如在學習作業調度算法時，可先提出作業的特點，然后讓學生分組討論，應怎樣設計算法來滿足相應的要求。 “討論式”教學以培養學生自主學習能力

7、為宗旨，以實現課程教學目標為目的，通過開展課堂討論、網上討論、小組討論等教學活動，使學生對專題問題有進一步的理解。“討論式”教學能引發學生對不同角度與方法的探討，增強學生的主體意識，增進學生的協作意識，培養學生的創新意識1。 程序設計 操作系統原理課程的實踐性環節按深度可以分為五個層次:使用級、觀察級、習題管理級、源代碼閱讀級和實現級。而大多數本科院校都只達到了習題管理級，只有少數院校達到了源代碼閱讀級和實現級。這也說明要達到源代碼閱讀級和實現級是非常困難的。對于大多數院校來說可以采用模擬實現的方式來進行實踐。 比如在進行進程同步教學時,可以利用某種高級語言對抽象模型“生產者與消費者關系”寫出

8、進程同步的代碼,并上機實踐,使學生把進程同步的抽象知識變為具體可理解的知識。 以java語言為例。對于進程同步問題,java語言提供了線程，即輕型進程,它為同步線程提供了兩個方法：object類的wait()方法和notify()方法。當某線程通過管程請求資源而未能滿足時,管程調用wait()方法使線程等待,并將它排在等待隊列上。當一個線程對資源訪問完后,通過notify()方法喚醒等待隊列上的線程，需要同步執行的代碼要用關鍵字synchronized修飾。 三、科學的組織教學內容 在內容組織上，無需按照教材編寫的順序進行開展。通過對操作系統原理進行分析，明確“計算機操作系統是方便用戶,管理和

9、控制計算機系統軟硬件資源的程序的集合2”、計算機操作系統是計算機技術和管理技術的結合,以及“操作系統有五大類型和五大功能”的基礎上,針對五大功能展開知識結構教學,首先對軟件資源管理為主的作業管理,包括任務管理、人機交互界面管理等進行詳細講解,然后進行文件管理、涉及硬件資源管理的存儲管理、輸入輸出設備管理等內容的講解,最后深入到進程及處理機管理的講解。 這樣組織，可使得每一個新的內容是基于一些問題而引入，帶著問題進行講解，可引起學生的思考，進一步理解了問題的由來和解決問題的方法。 結束語 操作系統是現代計算機的必備系統軟件，其應用范圍之廣，決定了操作系統課程學習的重要性，同時也對操作系統的教法提出了更高的要求。我們需要從實際出發，針對目前操作系統課程存在的問題,對教學活動的各個環節不斷進行改進