操作系统课程教学方法探索

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摘要：针对目前操作系统课程在教学过程中不能够充分地调动学生学习的积极性、学生容易感到枯燥乏味等问题，本文提出将比喻教学法、启发式教学法、任务驱动教学法、分层次教学法等教学方法引入课程教学中，并结合具体案例予以阐述，从而达到增强学生的学习主观能动性，提高教学效果的目的。

关键词：操作系统；比喻教学法；启发式教学法；任务驱动教学法；分层次教学法

操作系统作为计算机专业的主干基础理论课程，主要介绍操作系统的基本原理和实现技术，培养学生理解计算机深层次理论，树立计算机系统整体框架，从而为学生以后的学习和工作打下坚实的基础。但是，操作系统课程内容体系繁多、理论性强且抽象，教学方法陈旧，导致学生学习兴趣不高，教学效果不佳。因此，如何生动深入介绍操作系统课程中涉及到的深奥晦涩的原理，如何不断探索更加完善的教学方法以图改进课程教学水平、提高教学效率和质量成为摆在我们面前的一个亟需解决的问题。

1　操作系统课程教学现状

操作系统课程的理论性较强、内容抽象，常采用集中的“灌输式”课堂授课，知识的传授是单向的，对启发式、任务驱动的教学方法采用的比较少，这样就无形中将学生置于被动接收的地位，让学生感到枯燥乏味，学习的积极主动性不高。所以，我们应当采用多元化的教学方法，如比喻教学法、启发式教学法、任务驱动教学方法等，针对不同的教学内容，选择不同的教学方法，从而引导学生积极思考，增强学生的信心和参与意识，提高教学水平。

2　教学方法探索与实践

2.1　比喻教学法

操作系统课程的重点和难点在于清晰讲解抽象的设计原理、概念、数据结构及算法。为此，在课堂讲授中，将实际生活中人们熟悉的事物与枯燥、抽象的操作系统概念、基础理论进行类比，有助于学生直观、形象地理解操作系统的理论知识，激发学生的学习兴趣。灵活运用比喻是提高学生学习兴趣、避免灌输理论的有效方法。比喻增强了教学语言的影响力，使得操作系统理论课教学起到事半功倍的效果。

例如，“进程”是操作系统中最重要的基本概念之一，是学习后续内容的基础。它和“程序”的概念如何区分呢?如果简单地将进程和程序的特点进行对比介绍，学生不易理解且会感觉很乏味。我们可以用学生熟悉的word文档处理器来做类比，就可以帮助学生很容易理解这两个概念之间的区别和联系，如表1所示。

“死锁”也是操作系统中一个非常重要的概念。我们可以用“推铁环”游戏来类比描述它包括的知识点：死锁的定义、死锁的起因、死锁的必要条件，如表2所示。

由上述案例可知，比喻教学法可以使复杂、抽象的问题变得简单而具体，学生接收知识的效果要好。只要能够巧妙地设计与教学内容相匹配的案例，比喻恰当，对学生理解和掌握知识点有很大的帮助。

2.2　启发式教学法

教师在教学活动中，尽量充当引导者的角色，采用启发式的教学方法，要善于为学生创设问题情境，积极引导学生思考，让学生自己发现问题，并试图通过各种方法来解决问题。这种教学方法使学生在教学过程中变被动为主动，能很好的调动学生的学习积极性。

在讲授新内容时，设计好各种问题，将原理用一个个问题引出来。在讲述答案前，请学生自己考虑一下可用什么方法解决提出的问题。通过提问，让学生主动去思考解决问题的方法，比较自己的解决方法和已有方法的不同，从而学到一些好的思维方式。对于教材介绍的一些算法和程序，采用小组讨论的方式让学生讨论。在小组讨论之后，每组派代表上台讲述对于课程内容的理解，同时提出疑问让全班学生一起讨论，最后由教师点评。这种方式既可活跃课堂气氛，又能让学生在思考中提高创新能力。

例如我们在讲解经典同步问题读者一写者问题(第一类)时，可以逐步创设问题情境，由同学们根据问题进行讨论，引发大家思考。

首先设置问题一：在读者一写者问题中，谁和谁之间需要互斥?同时给出提示的备选答案A：读者和写者间需要互斥；B：写者和写者间需要互斥；C：读者和读者间需要互斥。在学生讨论得出答案之后，进一步设置问题二：既然不限读者人数，为什么要设readcount变量来跟踪有多少进程正在读对象呢?可以再给出一些信息来提示学生：什么时候占用数据(对象)?什么时候释放数据(对象)?通过问题，激发学生思考的激情，引导学生思考的方向，归纳总结学生群体思考讨论得出的结论，培养学生积极主动的学习态度，也能收到很好的教学效果。

在采用启发式教学方法中，创设适宜的问题情境，要求教师熟悉教材内容、掌握教材知识体系结构、了解学生已有的认知结构和良好的课堂控制能力，这样才能创设难度适宜的问题情境，才能逐步启发学生思考并掌握教学内容。

2.3　任务驱动教学法

任务驱动式教学方法，是指教师把教学内容设计成一个或多个具体的任务，让学生通过完成这些任务，掌握教学内容，达到教学目标。它是一种以学生主动学习，教师加以引导的教学方法。它打破了传统教学方法中注重学习的循序渐进和积累的老套路，不是按照教学内容的从易到难的顺序，而是以完成一个任务来驱动学生学习，通过探索问题来驱动和维持学生的学习兴趣和动机，有助于培养学生的创新能力和独立分析问题、解决问题的能力。通过这种协作和沟通，学生可以看到问题的不同侧面和解决途径，开阔了学生的思路，产生对知识新的认识与理解。

例如在哲学家就餐问题中，课堂上可以只介绍其中一种解决方案。然后将学生分组，鼓励各组学生协同作业，去找到该问题的更多的解决方案。最后各小组在班级内采用现场报告的方式，阐释该方案的设计思想、实现方法，并将此作为学生期末成绩考核的一部分。在完成学习任务的过程中，培养了学生的自主学习能力、协作能力和查询、收集和利用资料的能力。

2.4　分层次教学

由于不同的学生先前的知识基础可能不同，或个人的智力差异再或学习状态的不同导致学生的现实水平是有差异的。基于此，对众多学生采用统一标准显然是不合理的。我们在教学中应充分认识学生的现状，从多个层面上设计教学，以兼顾到部分同学或高或低的需求。

1)课堂教学分层次。

在课堂教学过程中，根据教学内容设置难易程度不同的问题，然后根据问题难易来选择不同的同学回答，这样会让不同层次的同学都感到有机会参与课堂，激发学生的学习热情。经过实践证明，这样的分层次教学会对授课起到非常良好的推动作用。

2)教学内容分层次。

再如，对大部分学生而言，要求掌握操作系统的基本概念、原理和算法。而对于准备参加研究生考试的同学，课堂上的基础教学内容是不够的，可以分析和研究历次考研的考题和内容分布，对相关的知识点加强掌握。对于将要从事基于操作系统做软件开发的同学而言，教学内容要更多的偏向应用，提高对学生操作系统应用能力要求。

3)课后作业分层。

针对教学内容和学生实际学习能力，分层次选编基本巩固性练习、拓展性练习、综合性练习。同时对学生的辅导、批改作业体现不同的方式。

在分层次教学中，由于不同层次的学生有着明确的各自不同的学习目标，这可大大激发学生的学习潜能。

3　结语

操作系统原理是一门抽象的课程，在教学中激发学生学习的兴趣和热情、提升教学效果，依赖于教学方法的不断创新。在实际教学中，我们打破传统的“灌输式”教学，引入文中提到的一些新的教学方法，学生对枯燥的理论知识更易于理解和接受，有效地调动了学生学习的主动性和积极性，激发了学生的潜能，收到了很好的教学效果。

参考文献：

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