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师范院校计算机操作系统课程实践教学法的探索

发布时间:2017-11-08编辑:毕业论文

师范院校计算机操作系统课程实践教学法的探索

  1. 现状分析

  计算机操作系统在很多高校仅安排理论课教学,因而存在基础教学与实践应用相脱离的矛盾[1]。学生更倾向于对实践性较强的计算机技术类课程的学习,而对理论成分较多、相对比较枯燥的基础课程表现出反感、排斥。这样虽然学生可在短时间内掌握一些计算机应用开发技能,但只能知其然而不知其所以然,在高层次的开发、应用和研究中就显得基础知识匮乏,不能灵活应对各种问题,缺少基础知识的支撑。鉴于此,本文在周口师范学院计算机专业计算机操作系统课程传统教学的基础上,探索计算机专业理论性课程的教学方法,创新实践教学法在计算机操作系统课程教学中的应用。

  2. 计算机操作系统课程教学内容

  计算机操作系统是计算机科学与技术专业必修的专业基础课之一,是一门涉及较多硬件知识的计算机系统软件课程。该课程从操作系统实现资源管理的观点出发,阐述如何对计算机系统中的硬、软件资源进行管理,使计算机协调一致地、有效地为用户服务,充分提高资源的使用效率,提高计算机系统的可靠性和服务质量[1]。

  2.1课程的定位和目的。

  计算机操作系统的课程定位应当与本校的人才培养定位相一致。

  我校是师范类本科院校,位于河南省中东部,所在城市人口众多,农业相对发达,工业较为落后。基于院校自身情况及地域特征,我校办学指导思想以全面提高师生的实践与创新能力为核心,建设一支数量充足、素质优良、结构合理、具有较强实践能力和创新精神的应用型师资队伍。因此,“计算机操作系统”课程是我院计算机专业的专业基础核心课程,培养目标是使学生理解操作系统的基本概念和主要功能,掌握常用操作系统的使用和一般管理方法,了解它是如何组织和运作的,既熟练掌握本门课程的理论知识又具有较强的实践能力,从而为学生以后学习和工作打下基础。

  2.2传统教学法的利与弊。

  目前,多数高校采用多媒体课件加黑板板书的教学方法进行计算机操作系统课程的课堂教学。采用多媒体教学一方面可以增大单位时间的信息流量,另一方面可以利用PPT等办公软件,将难以理解、抽象的知识点以动画方式分层次地展示,使学生对问题本身有更直观的认识,如生产者-消费者问题、读者-写着问题、哲学家就餐问题等。板书可使讲课条理更清晰,与教师授课同步,注重学生参与,互动性好。传统课堂教学方法中,除了课件中的例题外,还配套课堂练习及课后作业。课堂练习可以使学生有针对性地巩固本节知识点,突破重难点;课后作业培养学生独立思考、解决问题的能力,是对本节知识点掌握度的有效考核。

  然而,计算机操作系统课程采用传统教学法进行教学表现出一些弊端。

  操作系统的几大职能决定了操作系统课程的主要教学内容,从操作系统职能划分上讲变化较小,基本原理变化不大,导致课本内容更新缓慢,反映不出该领域前沿思想,限制学生创新实践能力的培养。

  理论教学与课程实践严重脱离。据了解,部分高校尤其二本院校没有开设计算机操作系统的相关实践课程,导致学生很费力地将课堂上教师“灌输”的知识吞下,却不知道这些知识的用武之地。

  3.实践教学法的实施

  实践教学法的实施可以从根本上提高学生的学习兴趣,引导学生积极主动、深入细致地对本门课程及相关领域进行研究,由传统课堂上以教师为主导的“灌输式”学习变为学生广泛参与的“主动式”学习,对提高计算机操作系统的教学水平有重大意义[2]。通过参考国内外同类课程的开展现状,结合我校自身特点,本文提出实践教学法在计算机操作系统课程中的实施从以下几方面着手。

  3.1教师的讲课水平是提高学生实践能力的保障。

  多数在高校执教的教师们,尤其青年教师,往往从学校出来直接投入学校工作,知识多来自课本,即使教师备课很认真,参考资料查阅广泛,但没有经过实践锤炼,教师课堂讲授的内容只能是纸上谈兵,对有些内容的讲解只能是浅尝辄止。为解决上述问题,一方面,教师要注重相关执教学科科学研究工作,并积极地把研究成果融入到教学实践中,实现“学-研”结合,相互促进。另一方面,关注国内外计算机操作系统课程研讨活动,积极参与,与国内外名师探讨交流,取长补短。再者,积极与IT公司合作,构建“产―学―研”相结合的教学体系[3]。

  3.2设计合理的实践环节,培养学生创新能力。

  为了进一步提高学生学习计算机操作系统课程的兴趣,纠正部分学生认为学习理论课无用的误区,本文设计了本课程具体的实践环节。

  3.2.1课前预习。鼓励学生对本门课程下次课内容进行课前预习,要求学生写出预习中遇到的问题及他们对某些问题的看法,课前十分钟随机抽查学生的预习报告。这种方式不但可以加强教师与学生的交流,增进对学生状况的了解,而且可以培养学生自主学习习惯。

  3.2.2 课内实验。对于部分重难点内容,由教师设计相应的实验环节,一方面加深学生对知识点的理解,另一方面让学生动手印证这些知识的正确性,提高他们的学习兴趣,引导学生主动发现问题。比如,在讲解进程管理时,可在当前操作系统下演示进程的创建和结束,查看进程的属性。

  3.2.3 大学生科研创新训练。我校每年资助部分大学生进行科研创新,鼓励学生对所学知识进行拓展,进一步进行操作系统的研究,实现对原操作系统的剪裁及修改。比如,个别学生实现Solaris进程内存空间分配和释放过程。

  3.2.4 本科毕业设计。可将本课程相关领域的研究设计成毕业设计题目,任务量要适度,要求要明确。如题目为基于LINUX的二级文件系统设计,要求既实现对文件的增删改查,又具备登录系统、注册用户的功能,各个用户之间的文件系统互不干扰。   3.2.5 参加竞赛。在校内实践的基础上,鼓励学生参加省级、国家级编程竞赛。

  3.3授课方法探讨。

  计算机操作系统课程基本概念、原理较多,内容枯燥,难以理解,本节从课堂授课角度进行了一些有益的探索。

  3.3.1类比法。四种I/O设备控制方式常常是学生难以理解的部分,可将程序查询方式比做照看婴儿,各项活动,如吃、睡等均需要看护者不断查看才能发现,因而占用看护者大量的时间;把程序中断方式比做照看5岁大的幼儿,他的吃、喝等活动不再需要看护者不断查看,遇到某些情况幼儿会自行向看护者提出请求,因此,看护5岁大的幼儿可进一步降低对看护者时间的占用;将DMA方式类比成小学生写作业的过程:教师(CPU)将本次作业任务下达给班长(DMA),由班长负责传达给某个学生(I/O),该学生需要在班长的监督下完成本次作业。在该生做作业的整个过程中不再占用教师的时间,也就是说教师可以在此期间做其他事情,仅在一次作业的开始和末尾需要教师干预。可将通道方式类比为上述写作业过程中增加了一名助教。教师可一次性将多个任务下达给该助教,由助教监督不同学生完成各项作业,这样对教师的解脱更彻底。

  3.3.2演示法。多媒体教学设备的广泛应用为各项原理“活跃于屏幕”提供了条件。如读者-写者问题,可设计动画与讲授同步,屏幕依次动画显示:共享资源;第一个读者进入情况;后续读者进入情况;某一个读者出去情况(判断是否最后一个);最后一个读者出去情况;写者进入;写者出去。利用动画演示对问题进行分析,具有动态、形象、直观的特点,可使学生从根本上增加对问题的理解度。

  3.3.3启发法。对于某些问题的讲解如果一味地平铺直叙可能会使学生乏味,可采用设问设疑,间隔合理的时间,自行回答或者找学生回答的方法。

  3.3.4板书法。虽然多媒体授课方式极大地方便教师教学,但板书法依然具有自身优势,可使讲课条理清晰,容易吸引学生的注意力。

  4.结语

  通过实践教学环节的设计,将操作系统的教学、实验、科研创新、毕业设计等环节联系起来,激发学生对操作系统课程的学习热情。实现学生从对课本上内容的死记硬背、生搬硬套到灵活应用、深入研究的转变,进一步为后续课程的学习及程序设计打下基础。另外,本文提出的基于实践教学法的计算机操作系统课程的授课模式为其他计算机专业理论性课程的授课提供一定的参考。最后,本文对计算机操作系统的授课方法进行探讨。

师范院校计算机操作系统课程实践教学法的探索

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