發(fā)布時(shí)間：2022-04-10 16:34:10
序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
作為信息技術(shù)應(yīng)用發(fā)展的一個(gè)新方向，嵌入式系統(tǒng)是單片機(jī)系統(tǒng)更高級(jí)的應(yīng)用，硬件資源非富，軟件開發(fā)基于嵌入式操作系統(tǒng)基礎(chǔ)之上，系統(tǒng)的功能和性能有了大大的提高。它可以應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的前端、車聯(lián)網(wǎng)的移動(dòng)端、移動(dòng)應(yīng)用等。嵌入式軟件開發(fā)課程是我校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)和軟件工程專業(yè)的一門專業(yè)課程，其實(shí)踐教學(xué)是整個(gè)教學(xué)課程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是提高學(xué)生積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性的重要教學(xué)過程。通過實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，學(xué)生提高了工程設(shè)計(jì)能力、系統(tǒng)分析能力、基礎(chǔ)知識(shí)綜合性整合能力等。在實(shí)際的嵌入式軟件開發(fā)實(shí)踐教學(xué)中，通過近幾年的不斷改革和探索，實(shí)踐教學(xué)效果有了較大的提高。
一、嵌入式軟件開發(fā)課程的現(xiàn)狀
嵌入式系統(tǒng)是控制、監(jiān)視或輔助設(shè)備、機(jī)器或用于工廠運(yùn)作的設(shè)備。嵌入式系統(tǒng)通常執(zhí)行的是帶有特定要求的預(yù)先定義的任務(wù)，通常，這一任務(wù)是通過執(zhí)行嵌入式軟件來實(shí)現(xiàn)的。廣義的嵌入式系統(tǒng)一般分為兩種，一種是嵌入到其他設(shè)備或者機(jī)器中的模塊，進(jìn)行設(shè)備的控制，比如冰箱、空調(diào)等里面控制模塊;另一種是獨(dú)立的設(shè)備系統(tǒng)，比如：路由器、機(jī)頂盒、手機(jī)等。針對(duì)前一種嵌入式控制模塊，一般采用的嵌入式操作系統(tǒng)為：uC/OS、uCLinux、Window CE、Linux、VxWorks等。而后一種嵌入式系統(tǒng)采用的操作系統(tǒng)，主要針對(duì)手機(jī)而言，操作系統(tǒng)平臺(tái)：Microsoft公司的window phone、Google公司的Android、Apple公司的iOS以及嵌入式Linux等。進(jìn)行嵌入式軟件開發(fā)時(shí)，針對(duì)不同的嵌入式開發(fā)平臺(tái)，需要的軟硬件環(huán)境是不同的。尤其是iOS開發(fā)環(huán)境，需要使用Apple公司的硬件平臺(tái)和MACOS操作系統(tǒng)環(huán)境。我們調(diào)研了周邊的一些高校，各高校設(shè)置的嵌入式軟件開發(fā)的課程教學(xué)內(nèi)容不盡相同，有的是基于uC/OS操作系統(tǒng)的軟件開發(fā)，有的是基于Linux操作系統(tǒng)的軟件開發(fā)。軟件平臺(tái)主要是指嵌入式操作系統(tǒng)，如VxWork、WinCE、uC/OS、嵌入式Linux等。我們學(xué)校選擇的該課程內(nèi)容是基于Linux操作系統(tǒng)平臺(tái)的嵌入軟件開發(fā)。
二、嵌入式軟件開發(fā)實(shí)踐教學(xué)情況
嵌入式軟件開發(fā)實(shí)踐課程對(duì)學(xué)生的基礎(chǔ)要求較高，學(xué)生的動(dòng)手操作能力要強(qiáng)。一方面，嵌入式軟件開發(fā)實(shí)踐的基礎(chǔ)要求，不僅要懂得底層系統(tǒng)軟件和軟件性能優(yōu)化，而且必須懂得一部分硬件的工作原理。另一方面，是因?yàn)檫@一領(lǐng)域較新，技術(shù)發(fā)展較快，很多軟硬件技術(shù)較新或正在出現(xiàn)(如無線通信協(xié)議等)，掌握這些新技術(shù)需要有較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力。目前，高校的嵌入式實(shí)驗(yàn)室一般都配有專門的嵌入實(shí)驗(yàn)箱或者嵌入式開發(fā)模塊，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)箱(或者開發(fā)板)進(jìn)行Bootloader移植、操作系統(tǒng)移植、硬件模塊的驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)、應(yīng)用程序開發(fā)等。這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，一般都隨著實(shí)驗(yàn)設(shè)備隨機(jī)配備，有現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)步驟和源碼。實(shí)驗(yàn)課堂上，學(xué)生一般按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的操作進(jìn)行。這樣，學(xué)生在嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā)實(shí)踐中，學(xué)習(xí)的內(nèi)容和形式對(duì)學(xué)生積極性的提高沒有多大作用，學(xué)生自主創(chuàng)新的機(jī)會(huì)較少。
三、嵌入式系統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)的改進(jìn)
針對(duì)在嵌入式軟件開發(fā)實(shí)踐教學(xué)中出現(xiàn)的一些問題，我們進(jìn)行了一系列的實(shí)踐教學(xué)改革與探索。
1.軟硬件兼顧，加強(qiáng)基于硬件應(yīng)用的軟件開發(fā)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。嵌入式系統(tǒng)的硬件平臺(tái)是多種多樣的，還有豐富的外部設(shè)備。嵌入式系統(tǒng)軟件是在這些特定的硬件基礎(chǔ)之上運(yùn)行的，嵌入式軟件的運(yùn)行依賴于特定的硬件。在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，考慮到在特定的嵌入式硬件平臺(tái)之上，完成嵌入式軟件開發(fā)的實(shí)踐課。最初，我們?cè)谇度胧杰浖_發(fā)實(shí)踐教學(xué)的對(duì)硬件的實(shí)驗(yàn)安排較少，甚至沒有，學(xué)生沒有掌握底層知識(shí)，對(duì)嵌入式軟件開發(fā)訪問硬件資源方面，就無從下手。加強(qiáng)用軟件控制硬件的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。嵌入式軟件開發(fā)的軟件實(shí)驗(yàn)，一方面通過軟件去控制硬件，完成特定的功能。利用硬件平臺(tái)的核心硬件電路和外設(shè)，通過豐富的傳感器獲取一系列的參數(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)和控制系統(tǒng)，控制一些機(jī)械設(shè)備。比如，利用無線技術(shù)進(jìn)行工業(yè)控制、環(huán)境監(jiān)測(cè)、機(jī)器人控制等。這樣便提高了學(xué)生的興趣性、積極性和創(chuàng)造性。
2.開放實(shí)踐教學(xué)模式，與社會(huì)培訓(xùn)公司聯(lián)合培養(yǎng)學(xué)生。充分利用社會(huì)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)資源，聯(lián)合培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)學(xué)生。嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)技術(shù)特點(diǎn)，是技術(shù)新穎、發(fā)展快、應(yīng)用廣泛等，高校教師需要有學(xué)習(xí)過程和項(xiàng)目實(shí)踐過程。然而，許多培新公司有專門的技術(shù)教師專門從事這方面的教學(xué)培訓(xùn)工作。目前，有關(guān)嵌入式軟件開發(fā)培訓(xùn)的公司很多，他們的教學(xué)體系、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、項(xiàng)目實(shí)踐等很有特色，他們一直關(guān)注著該方向的前沿技術(shù)，這些都是值得我們學(xué)習(xí)的。我校和北京博創(chuàng)興業(yè)科技有限公司合作，利用他們優(yōu)質(zhì)的培訓(xùn)教師和實(shí)踐的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，參與學(xué)校的實(shí)踐教學(xué)，是我們嵌入式軟件開發(fā)實(shí)踐教學(xué)改革的一個(gè)重要方向。
3.按照社會(huì)需求培養(yǎng)學(xué)生，與企業(yè)聯(lián)合創(chuàng)建實(shí)踐教學(xué)基地。讓學(xué)生參與到科研和技術(shù)公司中，讓他們接觸到最近的理念和開發(fā)技術(shù)。創(chuàng)建校企合作的實(shí)踐教學(xué)體系，就是以培養(yǎng)學(xué)生的全面素質(zhì)和實(shí)際項(xiàng)目能力為重點(diǎn)，利用學(xué)校與企業(yè)兩種不同的教育環(huán)境和教育資源，采用學(xué)校教育與企業(yè)實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí)的有機(jī)結(jié)合，共同完成高技術(shù)人才培養(yǎng)任務(wù)。在培養(yǎng)方案中體現(xiàn)校企合作實(shí)踐教學(xué)體系，與企業(yè)科研部門共同制定人才培養(yǎng)方案。這樣，學(xué)生能夠準(zhǔn)確及時(shí)地根據(jù)市場(chǎng)變化和企業(yè)的需求，結(jié)合行業(yè)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，遵循教育規(guī)律，共同制定人才培養(yǎng)方案。在培養(yǎng)方案中，實(shí)踐教學(xué)過程處于突出位置，具有很強(qiáng)的崗位針對(duì)性和主動(dòng)適應(yīng)性，既能豐富學(xué)生的項(xiàng)目經(jīng)歷，又能夠大大縮短學(xué)生就業(yè)后項(xiàng)目研究的適應(yīng)期。
4.科研競(jìng)賽項(xiàng)目帶動(dòng)實(shí)踐教學(xué)。嵌入式軟件開發(fā)，作為軟件開發(fā)的一種，按照軟件工程的要求進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)安排，起到良好的教學(xué)效果。依據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程與創(chuàng)新平臺(tái)的資金支持，深入企業(yè)進(jìn)行項(xiàng)目調(diào)研，獲取企業(yè)在人才和技術(shù)上的各項(xiàng)需求。實(shí)驗(yàn)室專業(yè)教師提出科研和實(shí)踐教學(xué)的需求方向和研究題目，嵌入式軟件開發(fā)的學(xué)生根據(jù)自身的興趣結(jié)合所學(xué)習(xí)的知識(shí)和技術(shù)，選擇項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式實(shí)踐課程。項(xiàng)目來自老師的科研課題或企業(yè)技術(shù)研發(fā)。社會(huì)上，有關(guān)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的競(jìng)賽也比較多，我們有選擇地讓學(xué)生參與嵌入式軟件開發(fā)的競(jìng)賽。學(xué)生參與競(jìng)賽，一方面給學(xué)生提供了學(xué)習(xí)新技術(shù)的機(jī)會(huì)，另一方面，學(xué)生積累項(xiàng)目了經(jīng)驗(yàn)，提高了協(xié)同工作能力，這些活動(dòng)的參與，屬于嵌入式軟件開發(fā)實(shí)踐課程的一部分。這樣，豐富了學(xué)生實(shí)踐課程的形式，也提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
5.實(shí)踐成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系的改革。嵌入式軟件開發(fā)實(shí)踐課程是具有操作性很強(qiáng)的教學(xué)環(huán)節(jié)。如何給學(xué)生一個(gè)合理的評(píng)價(jià)方法，一直是我們的改革內(nèi)容，包括學(xué)習(xí)態(tài)度、實(shí)施和創(chuàng)作能力、文檔編制能力、組織協(xié)調(diào)能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等。項(xiàng)目考核一般以項(xiàng)目答辯的形式進(jìn)行，同時(shí)采用實(shí)踐考核和提交作品以及論文的形式，由指導(dǎo)老師評(píng)分。一方面，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐過程的評(píng)價(jià)。嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)的實(shí)驗(yàn)功能和性能的實(shí)現(xiàn)非常重要，考慮到整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程的復(fù)雜性，我們更強(qiáng)調(diào)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)態(tài)度，實(shí)驗(yàn)過程環(huán)節(jié)成績(jī)所占比重，由原來的30%提高到50%。另一方面，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫。撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告是大學(xué)生的一項(xiàng)重要的技能和素質(zhì)，在實(shí)驗(yàn)完成后，必須在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成自己的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容主要包括：實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、硬件平臺(tái)(具體外設(shè))、軟件平臺(tái)(運(yùn)行平臺(tái)、開發(fā)平臺(tái)及開發(fā)環(huán)境等)、實(shí)驗(yàn)過程、軟件流程圖及源碼、實(shí)驗(yàn)過程遇到的主要問題及解決方案等。在學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)過程中，實(shí)驗(yàn)報(bào)告部分是評(píng)價(jià)體系的一個(gè)重要指標(biāo)。
四、嵌入式軟件開發(fā)實(shí)踐教學(xué)改革的初見成效
通過嵌入式軟件開發(fā)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生進(jìn)一步地鞏固和加深了在課堂上學(xué)得的知識(shí)，鍛煉了實(shí)踐操作技能，增強(qiáng)了實(shí)際動(dòng)手能力。通過近期的實(shí)踐教學(xué)改革，通過我們對(duì)學(xué)生的調(diào)研，學(xué)生對(duì)實(shí)踐教學(xué)評(píng)價(jià)越來越高，學(xué)生對(duì)該課程的興趣也更大了，學(xué)生的積極性和主動(dòng)性有了較大的提高，學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手操作能力有了較大的提高，選課的學(xué)生也越來越多。通過對(duì)近幾年畢業(yè)學(xué)生的就業(yè)情況進(jìn)行調(diào)研，從事嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)的學(xué)生就業(yè)情況非常好，學(xué)生發(fā)展的機(jī)會(huì)也比較多。
五、結(jié)語
由于嵌入式設(shè)備的硬件和軟件的快速發(fā)展，嵌入式軟件操作系統(tǒng)的發(fā)展也比較快，這對(duì)這門課程的實(shí)踐教學(xué)改革也在不斷的推進(jìn)，其教學(xué)方式和教學(xué)內(nèi)容也必須與時(shí)俱進(jìn)。在實(shí)踐教學(xué)中，更好地完成教學(xué)任務(wù)和如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性與創(chuàng)造性，是我們實(shí)踐教學(xué)改革的核心與主題。
關(guān)鍵詞：核心；課程改革；設(shè)計(jì)
一、問題的提出
隨著信息技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛運(yùn)用，企業(yè)對(duì)高職軟件專業(yè)人才的需求發(fā)生著巨大的改變，目前市場(chǎng)上android開發(fā)人員需求量大，供不應(yīng)求，而傳統(tǒng)的高職軟件專業(yè)培養(yǎng)的Java程序員又無法直接勝任此類工作，高職院校歷來以培養(yǎng)符合企業(yè)要求的人才是己任，因此，作為計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)專業(yè)，與時(shí)俱進(jìn)，關(guān)注技術(shù)發(fā)展新趨勢(shì)，解決市場(chǎng)新問題迫在眉睫。解決此問題的關(guān)鍵在于根據(jù)市場(chǎng)需求，對(duì)專業(yè)課程實(shí)施課程改革或調(diào)整課程設(shè)置，將教學(xué)重點(diǎn)轉(zhuǎn)到移動(dòng)應(yīng)用開發(fā)上來。在此大環(huán)境下，《操作系統(tǒng)原理及應(yīng)用》課程也需要進(jìn)行相應(yīng)的改革，教學(xué)重點(diǎn)不再是理解操作系統(tǒng)如何工作，而應(yīng)落在移動(dòng)操作系統(tǒng)――Linux的操作使用上來，即學(xué)會(huì)使用Linux操作系統(tǒng)，并在此平臺(tái)下進(jìn)行應(yīng)用程序開發(fā)。
二、《操作系統(tǒng)原理及應(yīng)用》課程教學(xué)現(xiàn)狀
《操作系統(tǒng)原理及應(yīng)用》課程是軟件技術(shù)專業(yè)必修課， 是培養(yǎng)學(xué)生行業(yè)通用能力的核心課程之一。本課程的培養(yǎng)目標(biāo)是通過學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)原理、設(shè)計(jì)方法和實(shí)現(xiàn)技術(shù)，操作系統(tǒng)的演化過程、發(fā)展研究動(dòng)向、新技術(shù)以及新思想，介紹各種有代表性的、典型的操作系統(tǒng)實(shí)例，培養(yǎng)理解操作系統(tǒng)軟件本身，具有分析、解決操作系統(tǒng)實(shí)際問題基本能力的技能型人才。重理論、輕實(shí)踐，理論講解抽象、枯燥，學(xué)生普遍感覺難懂，在實(shí)際工作中用不上；實(shí)踐課時(shí)少，實(shí)訓(xùn)條件有限，開設(shè)的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容多為檢驗(yàn)性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生重復(fù)課堂上教師的實(shí)踐步驟來完成操作，若對(duì)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容稍加變化，需要學(xué)生自己獨(dú)立思考加以變通才能解決問題時(shí)，則感覺困難重重，缺乏創(chuàng)造性。并且在實(shí)訓(xùn)課中，一般是三四十名同學(xué)一起實(shí)訓(xùn)，老師無法各個(gè)同學(xué)都照顧到，最終形成的局面：會(huì)做的同學(xué)在認(rèn)真實(shí)驗(yàn)，而不會(huì)做的同學(xué)則茫然不知所措。對(duì)實(shí)訓(xùn)效果的監(jiān)督仍停留在遞交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，檢查實(shí)訓(xùn)結(jié)果的層面上，許多同學(xué)為了扣除平時(shí)成績(jī)，常?？截惼渌说膶?shí)訓(xùn)結(jié)果，遞交的作業(yè)很難反映真實(shí)的學(xué)習(xí)狀況，老師也難以客觀、公正的去評(píng)價(jià)學(xué)生。因此，從課程目標(biāo)、課程內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段等方面進(jìn)行教學(xué)改革顯得意義重要。
三、《操作系統(tǒng)原理及應(yīng)用》教學(xué)改革實(shí)踐
1、課程目標(biāo)
本課程是專業(yè)必修課， 是培養(yǎng)學(xué)生行業(yè)通用能力的核心課程之一。在課程定位上，兼顧操作系統(tǒng)的原理、操作系統(tǒng)的組成及功能模塊；另一方面注重操作系統(tǒng)在移動(dòng)方面的運(yùn)用。專業(yè)方向?yàn)橐苿?dòng)應(yīng)用開發(fā)，學(xué)生就業(yè)崗位定位為安卓程序員，因此立足于Linux操作系統(tǒng)來進(jìn)行分析講解。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生較為全面地了解Linux操作系統(tǒng)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用Linux操作系統(tǒng)的基本技能，奠定在Linux系統(tǒng)上進(jìn)行移動(dòng)項(xiàng)目開發(fā)的基礎(chǔ)，對(duì)學(xué)生從事嵌入式開發(fā)、移動(dòng)項(xiàng)目開發(fā)、移動(dòng)產(chǎn)品技術(shù)支持等工作崗位的職業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)起主要支撐作用。前導(dǎo)課程為《計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)》、《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》， 其后續(xù)課程為《Android開發(fā)技術(shù)》、《移動(dòng)應(yīng)用軟件項(xiàng)目制作》等課程。
2、課程設(shè)計(jì)思路
該課程為計(jì)算機(jī)類專業(yè)的核心課程，而對(duì)高職學(xué)生來講，其應(yīng)用操作系統(tǒng)的實(shí)際技能是所有學(xué)生學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。整個(gè)課程以實(shí)踐為主，以Linux操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)應(yīng)用和維護(hù)為項(xiàng)目任務(wù)的要點(diǎn)，不斷進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練，最終達(dá)到能夠熟練控制和使用操作系統(tǒng)的目標(biāo)，為后續(xù)其它課程使用操作系統(tǒng)，進(jìn)行移動(dòng)項(xiàng)目開發(fā)打下良好的基礎(chǔ)。在上述理念的指導(dǎo)下，以學(xué)生的職業(yè)崗位能力的培養(yǎng)形成為已任，以教學(xué)做一體化的模式為要求，開發(fā)和設(shè)計(jì)工作過程系統(tǒng)化的項(xiàng)目化的教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)和資源，實(shí)現(xiàn)基于工作過程系統(tǒng)化的課堂教學(xué)。
3、課程內(nèi)容選取
課程內(nèi)容選取的依據(jù)，一是典型工作崗位的工作任務(wù)、工作過程及其所需的知識(shí)、技能、素質(zhì)；二是人才培養(yǎng)目標(biāo)；三是學(xué)生本身的學(xué)情。整門課程的教學(xué)內(nèi)容選擇Linux的操作運(yùn)用為載體，將Android操作系統(tǒng)的使用作為知識(shí)的拓展，以計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的核心算法思想的理解和基本工作原理作鋪墊，從工作過程系統(tǒng)化的角度，以項(xiàng)目為指導(dǎo)，以若干具體細(xì)節(jié)任務(wù)為支撐，做到教、學(xué)、做一體化。
4、教學(xué)情境設(shè)計(jì)
在對(duì)幾家知名的軟件企業(yè)進(jìn)行調(diào)查、分析形成的典型工作任務(wù)的基礎(chǔ)上，選取Linux的各種實(shí)際操作作為課程的載體，在操作過程中，講解操作系統(tǒng)的基本原理，力求引導(dǎo)學(xué)生在軟件開發(fā)方面對(duì)操作系統(tǒng)的使用，加強(qiáng)命令接口的高級(jí)操作應(yīng)用和程序接口的編程應(yīng)用。同時(shí)按照認(rèn)知規(guī)律和職業(yè)能力培養(yǎng)規(guī)律來整合、序化教學(xué)內(nèi)容，一共設(shè)定：認(rèn)識(shí)Linux、Linux的基本應(yīng)用、典型應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、綜合應(yīng)用5個(gè)學(xué)習(xí)情境，在每個(gè)情境下根據(jù)包含的模塊內(nèi)容又進(jìn)一步劃分為11個(gè)子情境，每個(gè)子情境對(duì)應(yīng)相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容，如認(rèn)識(shí)Linux學(xué)習(xí)情境對(duì)應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容為L(zhǎng)inux操作系統(tǒng)的安裝、登錄、使用環(huán)境的設(shè)置（圖形化界面和字符界面）；Linux的基本應(yīng)用情境從操作系統(tǒng)功能模塊的角度入手，包括用戶管理、文件管理、進(jìn)程（作業(yè)）管理；典型應(yīng)用情境則包含的內(nèi)容是在Linux下安裝和使用各種辦公軟件的方式和方法；網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用情境包括準(zhǔn)確的配置網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)、各種服務(wù)器的配置（FTP服務(wù)器、SAMBA服務(wù)器、DNS服務(wù)器、DHCP服務(wù)器、WEB服務(wù)器等）；綜合運(yùn)用情境包括Linux下的Shell編程、Linux下的Android編程、C編程等。每個(gè)教學(xué)情境對(duì)應(yīng)一個(gè)綜合項(xiàng)目，每個(gè)子情境對(duì)應(yīng)一個(gè)小的工作任務(wù)，每個(gè)學(xué)生在完成子的工作任務(wù)后，組合起來即完成一個(gè)大項(xiàng)目，一方面讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中不畏難，另一方面在完成任務(wù)的過程中會(huì)有成就感，從而激勵(lì)自己繼續(xù)前行。
5、教學(xué)方法
在引入每個(gè)學(xué)習(xí)情境時(shí)，都是采用的任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)，即為展示每個(gè)工作任務(wù)完成時(shí)的情境，讓學(xué)生看到工作完成后的“成果”，繼而以此為目標(biāo)，逐步分解任務(wù)，劃分若干個(gè)子任務(wù)，分析完成子任務(wù)需要具備的理論知識(shí)，進(jìn)而進(jìn)行詳細(xì)講解，基本的做法是需要用到什么就講什么，知識(shí)的延伸放到課外，讓有余力的同學(xué)自主完成，遇到困難再求助老師。
在教學(xué)過程中，將整個(gè)班級(jí)劃分成若干個(gè)學(xué)習(xí)小組，強(qiáng)弱搭配，并確定好每個(gè)同學(xué)的角色，工作任務(wù)以小組為單位完成，由組長(zhǎng)統(tǒng)籌規(guī)劃每位的工作任務(wù)，一起分擔(dān)學(xué)習(xí)中的困惑，定期交換角色，實(shí)現(xiàn)角色輪換。課程考核時(shí)以小組為單位，進(jìn)行匯報(bào)、講解，老師在進(jìn)行課程考核時(shí)，既考慮每個(gè)同學(xué)在小組中單個(gè)的表現(xiàn)，也考慮小組的綜合表現(xiàn)。
在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，我們借鑒“微課”、“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)，事先將實(shí)訓(xùn)任務(wù)到世界大學(xué)城空間、QQ群、百度云空間中，并將操作過程錄制成視頻、動(dòng)畫及配套的教學(xué)資源，也隨著實(shí)訓(xùn)任務(wù)一起在打包到網(wǎng)上，并要求學(xué)生在實(shí)訓(xùn)課前進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。在實(shí)訓(xùn)課堂上進(jìn)行任務(wù)分解，學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，自行完成實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)的過程中遇到問題可與其他同學(xué)交流、討論，實(shí)在解決不了，可求助于老師，并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫，并在小組內(nèi)推選組員進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的回報(bào)；教師在實(shí)驗(yàn)室中來回巡查檢查學(xué)生實(shí)驗(yàn)的情況，聽取每個(gè)小組的匯報(bào)，對(duì)于共同存在的問題，進(jìn)行集體講解，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論。學(xué)生一方面展示實(shí)驗(yàn)成果，另一方面在參與討論、聽取老師的講解后，進(jìn)一步完善、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
在課程考核方式上，不再是傳統(tǒng)的試卷，而是以“過程考核+技能考核+期末考試”來綜合評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)于該課程的學(xué)習(xí)情況。過程考核包括平時(shí)上課遲到、早退、曠課情況，課堂討論的參與度、小組匯報(bào)的表現(xiàn)等；技能考核以項(xiàng)目考核為主，即以項(xiàng)目為單位，提前設(shè)置幾個(gè)項(xiàng)目，小組隨機(jī)抽取試題，以項(xiàng)目答辯的形式來進(jìn)行考核；期末考核則注重考核學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握程度，全面、綜合地考核學(xué)生。
四、結(jié)束語
《操作系統(tǒng)原理及應(yīng)用》是一門操作性很強(qiáng)的課程，通過分析目前的市場(chǎng)需求，重新定位課程目標(biāo)，選取課程內(nèi)容，設(shè)定教學(xué)情境，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)，在實(shí)踐課程環(huán)節(jié)，引入“微課”、“翻轉(zhuǎn)課程”教學(xué)法，通過一學(xué)期的教學(xué)實(shí)踐檢驗(yàn)，學(xué)生在學(xué)習(xí)態(tài)度、協(xié)作精神上有明顯的改善，學(xué)習(xí)積極性方面也有明顯的提高，當(dāng)然在實(shí)踐中還存在一些不如人意的地方，希望今后改進(jìn)，進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:操作系統(tǒng);實(shí)驗(yàn)教學(xué);課程設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
1存在的問題
“操作系統(tǒng)”是計(jì)算機(jī)專業(yè)的核心理論課程之一,無論在教學(xué)、科研中還是在軟件產(chǎn)業(yè)及國(guó)家信息安全中都處于非常重要的地位。但是,一直以來,“操作系統(tǒng)”的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)都存在比較嚴(yán)重的問題。
(1) 操作系統(tǒng)在所有軟件中是最復(fù)雜的,而且目前的幾大主流操作系統(tǒng)的地位已經(jīng)相當(dāng)堅(jiān)固, 所以師生參與編制實(shí)際操作系統(tǒng)的機(jī)會(huì)少之又少, 這樣在教學(xué)過程中原理的抽象性和實(shí)際系統(tǒng)的開發(fā)必然嚴(yán)重脫節(jié),直接導(dǎo)致了該課程教學(xué)效果的不理想。
(2)“操作系統(tǒng)”課程的理論性和綜合性都很強(qiáng),學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不容易理解和掌握,也無從應(yīng)用,因此,從主觀上講,學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)的無用論在學(xué)生中也普遍存在。這直接影響了學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的興趣,使學(xué)生普遍反映該課程難學(xué)。
(3) 操作系統(tǒng)的復(fù)雜和功能強(qiáng)大,使得操作系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)難以設(shè)計(jì)和實(shí)施,再加上實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)環(huán)境的問題,更難開展具有針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)。據(jù)調(diào)查,有些高校根本不開設(shè)操作系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)。因此,該課程的教學(xué)目的和教學(xué)要求根本無法達(dá)到。
2教學(xué)探索與實(shí)踐
教育學(xué)中革新傳統(tǒng)教學(xué)的“建構(gòu)主義”理論主張應(yīng)以學(xué)生為中心,認(rèn)為學(xué)生的知識(shí)主要是學(xué)生自己建構(gòu)起來的,教師的作用是提供一個(gè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境以幫助和推動(dòng)學(xué)生去建構(gòu)自己的知識(shí)。基于這種建構(gòu)性教學(xué)的核心思路,我們應(yīng)以學(xué)生為主體,設(shè)計(jì)相應(yīng)的教學(xué)模式以及相應(yīng)的施教方法,推動(dòng)學(xué)生建構(gòu)自己的知識(shí),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的自我學(xué)習(xí)、自我發(fā)展和團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力。
為了解決“操作系統(tǒng)”課程中的問題,除了授課時(shí)要突出重點(diǎn),講清難點(diǎn)以外,還要注重講課的方式,采取有效的教學(xué)方法,改革以往的考核方法,加重對(duì)實(shí)驗(yàn)課的考核,通過實(shí)驗(yàn)在實(shí)踐中讓學(xué)生加深對(duì)較為抽象的理論知識(shí)的理解記憶,幫助學(xué)生學(xué)習(xí),讓學(xué)生掌握有效的學(xué)習(xí)方法。
2.1采用啟發(fā)式教學(xué),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力
教學(xué)離不開講授,“操作系統(tǒng)”這門理論課有更多“講”的內(nèi)容,但要講究方法,要注意激發(fā)學(xué)生的思維,調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)積極思考。在授課過程中,不能單純地介紹抽象的基本原理和概念,而是要滲入到學(xué)生的現(xiàn)實(shí)感受中。教師要充分地啟發(fā)學(xué)生的聯(lián)想,讓他們的現(xiàn)實(shí)感受和所教授的抽象原理產(chǎn)生共鳴,以此來引起學(xué)生的興趣,從而使學(xué)生在學(xué)習(xí)中能夠充分發(fā)揮其主觀能動(dòng)性。
其實(shí),操作系統(tǒng)本身的特點(diǎn)決定了其教學(xué)的過程是培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生邏輯推理能力的有效途徑,這就需要教師去思考、去設(shè)計(jì),讓學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的過程中培養(yǎng)學(xué)的能力。為了培養(yǎng)這一能力,在具體授課時(shí),針對(duì)一個(gè)問題,教師應(yīng)向?qū)W生介紹多種參考資料。通過查閱參考資料中對(duì)同一問題的不同闡述,培養(yǎng)學(xué)生研究性學(xué)習(xí)的能力;另外,教師還要注意引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源的能力,并注意綜合知識(shí)的應(yīng)用,鍛煉學(xué)生的獨(dú)立學(xué)習(xí)能力,使學(xué)生的目光從課內(nèi)延伸到課外。
2.2精心設(shè)計(jì)教學(xué)過程,突出學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的主體地位,注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新學(xué)習(xí)能力
實(shí)施以學(xué)生為主體的教育,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì),精心設(shè)計(jì)教學(xué)過程是非常有效的方法。經(jīng)過多年的努力,我們總結(jié)出了一套行之有效的方法,就是在教學(xué)設(shè)計(jì)的過程中,要注意充分發(fā)揮教師的提示、引導(dǎo)、分析和歸納的作用,設(shè)計(jì)相應(yīng)的環(huán)節(jié)和一定量的問題,以培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新能力。復(fù)習(xí)鞏固性的問題,可以督促學(xué)生養(yǎng)成復(fù)習(xí)鞏固知識(shí)的學(xué)習(xí)習(xí)慣;引導(dǎo)性的問題,可以督促學(xué)生養(yǎng)成預(yù)習(xí)新知識(shí)的學(xué)習(xí)習(xí)慣;點(diǎn)評(píng)式的問題,有益培養(yǎng)鍛煉學(xué)生的綜合能力。引導(dǎo)學(xué)生分析問題時(shí),注意要引導(dǎo)學(xué)生用多種方法加以思考。不同的方法,會(huì)產(chǎn)生差異很大的結(jié)果,這可以讓學(xué)生更加注意方式方法的選擇。
為了突出重點(diǎn)內(nèi)容,把更多的時(shí)間留給學(xué)生,我們通過多年的實(shí)踐,把“操作系統(tǒng)”的內(nèi)容分成了三大類:需要了解的內(nèi)容(能記住所學(xué)的知識(shí)內(nèi)容,并能直接運(yùn)用這些知識(shí))、應(yīng)該理解的內(nèi)容(理解所學(xué)概念,并能用它解決簡(jiǎn)單問題)和必須掌握的內(nèi)容(要求熟悉知識(shí)內(nèi)容,能把標(biāo)準(zhǔn)所列知識(shí)綜合應(yīng)用)。這樣,教師在教學(xué)過程設(shè)計(jì)中就可以根據(jù)所劃分好的內(nèi)容進(jìn)行有針對(duì)性地設(shè)計(jì),在教學(xué)時(shí)根據(jù)內(nèi)容的類別就可以采用不同的方法,真正做到了有的放矢。
2.3加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié),發(fā)揮學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的主導(dǎo)作用,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和團(tuán)結(jié)協(xié)作能力
這個(gè)環(huán)節(jié),我們改革的力度最大。在這幾年中,經(jīng)歷了一個(gè)不斷發(fā)展和完善的過程。開始的時(shí)候,我們只是開設(shè)了一些模擬實(shí)驗(yàn),如進(jìn)程管理的模擬、文件系統(tǒng)的模擬等,讓學(xué)生從中加深對(duì)相應(yīng)原理和理論知識(shí)的理解。后來,隨著課程改革的深入,我們逐步引入了Linux源碼分析和關(guān)于Linux平臺(tái)的一些實(shí)驗(yàn)。現(xiàn)在,我們的這個(gè)環(huán)節(jié)可以分為兩個(gè)層次:與理論課程安排在一塊的模擬實(shí)驗(yàn)和獨(dú)立的關(guān)于Linux平臺(tái)的課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。在第一個(gè)層次中,我們安排了進(jìn)程調(diào)度模擬實(shí)驗(yàn)、作業(yè)調(diào)度模擬實(shí)驗(yàn)、進(jìn)程同步模擬實(shí)驗(yàn)、分頁(yè)存儲(chǔ)管理模擬實(shí)驗(yàn)和文件管理系統(tǒng)模擬實(shí)驗(yàn)等,要求學(xué)生隨著理論課程的學(xué)習(xí),在安排的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)內(nèi)獨(dú)立完成,主要目的是鞏固所學(xué)的理論知識(shí),做到學(xué)以致用。關(guān)于第二個(gè)層次,我們安排了兩周的課程設(shè)計(jì),要求學(xué)生分組完成在Linux平臺(tái)上的實(shí)驗(yàn)。在這個(gè)層次中,我們始終堅(jiān)持以學(xué)生為中心、以教師為主導(dǎo)的指導(dǎo)思想。教師的作用是為學(xué)生提供和營(yíng)造一個(gè)能充分發(fā)揮學(xué)生個(gè)性、施展學(xué)生才能的學(xué)習(xí)環(huán)境,設(shè)計(jì)可供選擇的方案,鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新,并及時(shí)、恰當(dāng)?shù)亟o予正確的評(píng)價(jià)和指導(dǎo),使學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)、學(xué)會(huì)創(chuàng)造,少走彎路,樂于接受新知識(shí),提高學(xué)習(xí)效率,不斷完善自我。堅(jiān)持以學(xué)生為中心就是要轉(zhuǎn)變教學(xué)模式,實(shí)施雙向交流的知識(shí)傳授、能力訓(xùn)練、素質(zhì)養(yǎng)成的教育模式,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維方法,按照學(xué)生的特點(diǎn)來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、組織實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。具體如下:
(1) 教師按照上面的指導(dǎo)思想,設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目方案,并標(biāo)明了每個(gè)方案的難度系數(shù),供學(xué)生自由選擇。在每個(gè)方案中,除了必須完成的任務(wù)以外,還允許學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新。
(2) 開展以自我管理為主,組成實(shí)驗(yàn)小組。為了培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作意識(shí),在分組時(shí),我們打亂了班級(jí)和性別,進(jìn)行隨機(jī)分組,以5～6人為一組。然后,每個(gè)組根據(jù)自己的實(shí)際情況,選出組長(zhǎng),負(fù)責(zé)整個(gè)組的管理和協(xié)調(diào)。
(3) 選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目方案。每個(gè)組經(jīng)過討論,選擇適合自己小組的方案。由于這個(gè)環(huán)節(jié)的成績(jī)是根據(jù)每個(gè)方案的完成情況(包括整個(gè)小組的完成情況和每個(gè)小組成員的完成情況)、難度系數(shù)和創(chuàng)新情況來綜合評(píng)定的,因此,選擇一個(gè)合適的方案是相當(dāng)不容易的。
(4) 制定計(jì)劃、分工和進(jìn)度表。每個(gè)組經(jīng)過討論,制定相應(yīng)的軟件開發(fā)計(jì)劃,并在組長(zhǎng)的主持和協(xié)調(diào)下,進(jìn)行任務(wù)和功能的劃分,最后制定本小組的進(jìn)度表。
(5) 每個(gè)小組按照自己的進(jìn)度表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開發(fā)。在開發(fā)過程中,既鼓勵(lì)競(jìng)爭(zhēng)又要加強(qiáng)合作,要求每個(gè)學(xué)生必須就這個(gè)環(huán)節(jié)完成一份有自己見解的報(bào)告,同時(shí),每個(gè)小組也必須完成一份有價(jià)值的報(bào)告。這樣,在整個(gè)環(huán)節(jié)的過程中,充分體現(xiàn)了競(jìng)爭(zhēng)與合作的統(tǒng)一。
2.4改革考核方式,調(diào)動(dòng)學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合的熱情,促進(jìn)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)
成績(jī)的考核,改變了單純強(qiáng)調(diào)卷面成績(jī)的考核辦法, 將總評(píng)成績(jī)改為卷面成績(jī)占50%,上機(jī)實(shí)驗(yàn)成績(jī)占20%,課程設(shè)計(jì)成績(jī)占30%。同時(shí),關(guān)于實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)的考核要詳細(xì)化、規(guī)范化。不是以實(shí)驗(yàn)的表現(xiàn)或?qū)嶒?yàn)報(bào)告來評(píng)定實(shí)驗(yàn)成績(jī),而是看實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力、調(diào)研活動(dòng)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、思考問題和解決問題的方法以及與小組其他成員的合作情況等綜合地、動(dòng)態(tài)地評(píng)定實(shí)驗(yàn)成績(jī)和課程設(shè)計(jì)的成績(jī)。鼓勵(lì)學(xué)生思考,鼓勵(lì)學(xué)生提問,鼓勵(lì)學(xué)生開展創(chuàng)造性的活動(dòng)等。
3結(jié)束語
通過“操作系統(tǒng)”課程的改革,提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。尤其是我們開展的“操作系統(tǒng)”課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),更是培養(yǎng)了學(xué)生的組織協(xié)調(diào)和團(tuán)結(jié)協(xié)作能力。由于每一個(gè)小組由5～6人組成,選舉一名組長(zhǎng)負(fù)責(zé)小組內(nèi)關(guān)系的協(xié)調(diào)處理,大家配合共同完成實(shí)習(xí)任務(wù),這有力地培養(yǎng)了學(xué)生的集體主義精神和組織協(xié)調(diào)能力。
當(dāng)然,這種教學(xué)改革也增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的壓力。由于成績(jī)是綜合評(píng)定的,因而學(xué)生會(huì)有一定的壓力。但是,只要教師注意引導(dǎo),是可以將這種壓力轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力的,我們近幾年的實(shí)踐也證明了這一點(diǎn)。
總之,在“操作系統(tǒng)”的授課過程中,通過以上的改革,我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生的積極性、動(dòng)手能力有了明顯地提高,單調(diào)抽象的理論知識(shí)也在實(shí)驗(yàn)中生動(dòng)并簡(jiǎn)單起來,學(xué)生的理解能力加強(qiáng)了,團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神也慢慢培養(yǎng)起來了,較大地提高了教學(xué)質(zhì)量,并且也使期末的考核更具有公平性和促進(jìn)性。
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關(guān)鍵詞：項(xiàng)目任務(wù)驅(qū)動(dòng)；教學(xué)模式；教學(xué)效果
作者簡(jiǎn)介：趙邶（1978-），男，吉林雙遼人，東南大學(xué)成賢學(xué)院計(jì)算機(jī)工程系，講師；劉雪娟（1980-），女，山東嘉祥人，東南大學(xué)成賢學(xué)院計(jì)算機(jī)工程系，講師，南京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院博士研究生。（江蘇 南京 210088）
基金項(xiàng)目：本文系東南大學(xué)成賢學(xué)院教改項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：1101300069）的研究成果。
中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）02-0137-02
“Linux操作系統(tǒng)與應(yīng)用”課程是計(jì)算機(jī)專業(yè)的核心專業(yè)課程，同時(shí)，本課程也是從事Linux嵌入式開發(fā)、Linux服務(wù)器管理等職業(yè)崗位的人員必須學(xué)習(xí)的一門基礎(chǔ)課。通過本課程的學(xué)習(xí)能較全面了解Linux操作系統(tǒng)，掌握Linux操作系統(tǒng)的基本技能和強(qiáng)大的應(yīng)用功能。在多年的“Linux 操作系統(tǒng)與應(yīng)用”課程教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，這門課程難度不大，但是對(duì)動(dòng)手能力要求較高。如果按照普通的教學(xué)模式，在理論課堂上學(xué)生只是被動(dòng)的接受知識(shí)，幾天后上機(jī)實(shí)踐時(shí)，學(xué)生能記下的東西可能所剩無幾。實(shí)驗(yàn)課堂上需要占用大量的時(shí)間重新回顧一遍，這樣既浪費(fèi)了時(shí)間，完成不了教學(xué)內(nèi)容，又達(dá)不到預(yù)期的教學(xué)效果。學(xué)生也表現(xiàn)出對(duì)該課程的抵觸，不知道學(xué)完這門課后能做什么，而且命令很多，很不容易記住也就失去了學(xué)習(xí)的興趣。由此可見，以知識(shí)為中心的教學(xué)模式，以教師的單向灌輸為手段的單一傳遞活動(dòng)，已經(jīng)完全不能達(dá)到該課程的教學(xué)效果了。
鑒于此，該如何選擇合理的教學(xué)模式才能有效地提升“Linux 操作系統(tǒng)與應(yīng)用”的教學(xué)效果呢？根據(jù)以往的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)以及認(rèn)真的思考，筆者認(rèn)為應(yīng)該以項(xiàng)目和任務(wù)為導(dǎo)向，以具體的應(yīng)用項(xiàng)目為教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生明白學(xué)完這門課程后能做什么、這門課程的意義，才會(huì)用心去學(xué)習(xí)，這樣才有可能提升本課程的教學(xué)效果。
一、Linux課程教學(xué)現(xiàn)狀分析
“Linux 操作系統(tǒng)與應(yīng)用”是計(jì)算機(jī)專業(yè)一門十分重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程包含Linux系統(tǒng)理論知識(shí)的介紹，還包含一些網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的內(nèi)容。由于本課程很多知識(shí)都需要在機(jī)器上執(zhí)行，單靠黑板的板書和幻燈片的內(nèi)容羅列，完全不能讓學(xué)生理解和真正的掌握。再加上對(duì)于初學(xué)者而言，許多的命令都是陌生而且難以記憶的，如果不是反復(fù)地實(shí)踐記憶，根本記不住。
針對(duì)這種情況，應(yīng)該對(duì)固有的教學(xué)模式做一定的修正，通過對(duì)教學(xué)任務(wù)、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和考核方式進(jìn)行改革，讓學(xué)生在每堂課上都能反復(fù)練習(xí)、調(diào)試，通過理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)同步交叉進(jìn)行，使得教學(xué)內(nèi)容更為豐富，教學(xué)效果更為顯著，教學(xué)方法更為合適。不斷的與時(shí)俱進(jìn)，增加一些與教學(xué)內(nèi)容緊密相關(guān)，與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合密切的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，讓學(xué)生真正體會(huì)到學(xué)以致用。同時(shí)，以項(xiàng)目作為載體，以任務(wù)作為驅(qū)動(dòng)力，不斷挖掘?qū)W生學(xué)習(xí)該課程的濃厚興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的主觀能動(dòng)性。 [1]
二、改革L(fēng)inux教學(xué)模式
Linux操作系統(tǒng)涵蓋許多強(qiáng)大的功能，而且許多操作都十分靈活，可以說是一個(gè)非常安全而且穩(wěn)定性好的操作系統(tǒng)。單從理論知識(shí)而言，在講授本課程時(shí)，主要包含5大部分的內(nèi)容：Linux操作系統(tǒng)基本操作的總體介紹；講解系統(tǒng)的安裝及配置、系統(tǒng)常用命令的使用；全面講授系統(tǒng)的圖形界面及圖形界面下的應(yīng)用程序的功能及使用方法，包含基本的應(yīng)用方法和典型的一些實(shí)例；重點(diǎn)介紹Linux強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能；介紹Linux系統(tǒng)管理和Linux系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用。該課程是一門實(shí)踐性極強(qiáng)的課程，除了理論課程的講授，實(shí)際的動(dòng)手操作尤為重要。只有帶著明確的目標(biāo)和任務(wù)，完成相關(guān)的綜合實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力，鞏固課堂上的基本知識(shí)點(diǎn)，才能真正掌握該課程。所以，對(duì)于“Linux 操作系統(tǒng)與應(yīng)用”這門課程的教學(xué)模式的改革勢(shì)在必行。
1.改革教學(xué)內(nèi)容
教學(xué)內(nèi)容是一門課程的根本，對(duì)教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新在很大的程度能影響教學(xué)效果。為此，要打破高校教學(xué)的固有模式，在課程增添與實(shí)踐密切相關(guān)的新的教學(xué)內(nèi)容，新的教學(xué)內(nèi)容的選取，要以典型工作崗位的工作任務(wù)、工作過程及其所需的知識(shí)點(diǎn)的全面分析為依據(jù)。如引入一些公司或企業(yè)的實(shí)際業(yè)務(wù)需求的項(xiàng)目作為實(shí)踐內(nèi)容，這樣的教學(xué)內(nèi)容作為新的項(xiàng)目和任務(wù)，可以成為學(xué)生掌握知識(shí)的驅(qū)動(dòng)力，通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)完成這些項(xiàng)目或任務(wù)，加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣，提升教學(xué)效果。
改變課程教學(xué)內(nèi)容，以項(xiàng)目為目標(biāo)，以企業(yè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能的實(shí)現(xiàn)為任務(wù)，不再是紙上談兵，而是將知識(shí)點(diǎn)體現(xiàn)在實(shí)際操作中。針對(duì)本課程，將從日常教學(xué)中的理論部分和上機(jī)實(shí)踐來進(jìn)行改革。理論部分：每次授課分為兩小節(jié)，第一小節(jié)課學(xué)習(xí)教材相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，第二小節(jié)針對(duì)本項(xiàng)目用到的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行具體的說明，也就是說前面是公共知識(shí)的學(xué)習(xí)，后面是知識(shí)點(diǎn)應(yīng)用到項(xiàng)目的實(shí)踐。實(shí)踐部分：每次做實(shí)驗(yàn)必須先寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，內(nèi)容包括：實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)任務(wù)、實(shí)驗(yàn)預(yù)期效果、實(shí)驗(yàn)步驟、心得體會(huì)等，不寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告者不能進(jìn)機(jī)房做實(shí)驗(yàn)。只有這樣，學(xué)生上機(jī)才不會(huì)懵懵懂懂，才會(huì)有目標(biāo)地做實(shí)驗(yàn)。在上機(jī)實(shí)踐中每人一臺(tái)計(jì)算機(jī)，需要在自己的機(jī)器上完成具體的任務(wù)目標(biāo)。下課時(shí)將實(shí)驗(yàn)效果截圖到WORD文檔中作為作業(yè)提交。
本課程理論教學(xué)32學(xué)時(shí)，實(shí)踐教學(xué)16學(xué)時(shí)，總共8次上機(jī)，在這短短的8次上機(jī)中要完成既定項(xiàng)目目標(biāo)，任務(wù)非常艱巨，要求學(xué)生在課余時(shí)間需要自己動(dòng)手熟悉操作步驟，這樣才能達(dá)到要求。這8次上機(jī)內(nèi)容的具體安排是：第一次：使用虛擬機(jī)安裝RHEL5.2，熟悉Linux系統(tǒng)，熟悉常用Shell命令；第二次：繼續(xù)熟悉Shell命令，安裝YUM軟件倉(cāng)庫(kù)；第三次：飛揚(yáng)廣告公司網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞脑O(shè)計(jì)與搭建；第四次：DHCP服務(wù)器的配置管理；第五次：DNS服務(wù)器的配置管理；第六次：FTP服務(wù)器的配置管理；第七次：WWW服務(wù)器配置管理；第八次：Mail服務(wù)器的配置管理。
以本課程新增的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容“飛揚(yáng)廣告公司網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞脑O(shè)計(jì)與搭建”為例，該實(shí)踐內(nèi)容是完成一虛擬中小企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)服務(wù)需求為目標(biāo)，以項(xiàng)目開發(fā)流程為主線，最終滿足企業(yè)實(shí)際應(yīng)用。這個(gè)虛擬企業(yè)是feiyang，它是一家廣告設(shè)計(jì)公司，主要從事平面媒體設(shè)計(jì)、等相關(guān)業(yè)務(wù)?？偣疚挥诮K省南京市，人數(shù)50人左右。該公司需要通過Linux平臺(tái)實(shí)現(xiàn)以下網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能：DNS服務(wù)：實(shí)現(xiàn)名稱解析、動(dòng)態(tài)更新等功能；文件服務(wù)：為企業(yè)內(nèi)部員工提供一個(gè)可靠、安全的存儲(chǔ)空間；FTP服務(wù)：為企業(yè)合作伙伴提供相關(guān)文件的下載；DHCP服務(wù)：實(shí)現(xiàn)IP地址等相關(guān)信息的動(dòng)態(tài)分配；WEB服務(wù)：為企業(yè)內(nèi)部員工及商業(yè)合作伙伴提供一個(gè)展示和交流的平臺(tái)；郵件服務(wù)：為企業(yè)內(nèi)部員工提供郵件服務(wù)。[2]
為此，課程內(nèi)容增加新的課程任務(wù)：
（1）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境。為了便于計(jì)算機(jī)公共機(jī)房的管理，本課程上機(jī)實(shí)驗(yàn)均在VMware 虛擬機(jī)環(huán)境下進(jìn)行。VMware Workstation 是一款功能強(qiáng)大的桌面虛擬計(jì)算機(jī)軟件，為用戶提供可在單一環(huán)境同時(shí)運(yùn)行不同操作系統(tǒng)并進(jìn)行開發(fā)、測(cè)試、部署應(yīng)用程序的最佳解決方案。VMware Workstation可在一臺(tái)物理機(jī)器上模擬完整的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，其更好的靈活性與先進(jìn)的技術(shù)勝過市面上其他的虛擬計(jì)算機(jī)軟件。[3]
（2）設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容。在本課程中引入完整項(xiàng)目的實(shí)例：虛擬企業(yè)Feiyang廣告設(shè)計(jì)公司的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，其物理拓?fù)淙鐖D1所示：
本項(xiàng)目的驗(yàn)收目標(biāo)是：假設(shè)公司某部門的員工上班，開機(jī)后可以自動(dòng)分配公司內(nèi)部的私有IP地址，員工進(jìn)入公司內(nèi)部局域網(wǎng)，通過DNS和WWW進(jìn)行網(wǎng)頁(yè)瀏覽、通過FTP進(jìn)行有權(quán)限的文件上傳下載、通過Mail收發(fā)電子郵件。如果能實(shí)現(xiàn)這些功能，那么本課程主要內(nèi)容的教學(xué)目標(biāo)也就達(dá)到了。
本項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵是搭建虛擬公司的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。利用VMWare虛擬化，將一臺(tái)虛擬機(jī)（圖1 物理拓?fù)鋱D中的Router_DHCPRelay Server）設(shè)置為路由器，將各個(gè)部門不同網(wǎng)段的虛擬機(jī)通過這臺(tái)虛擬機(jī)路由器聯(lián)系在一起，實(shí)現(xiàn)公司內(nèi)部分處不同網(wǎng)段的部門均能正常地使用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。[4]
通過這個(gè)實(shí)際項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，將平常零散的知識(shí)整合起來，運(yùn)用到實(shí)際工程中，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，同時(shí)也鍛煉了學(xué)生的實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、溝通交流等多方面能力，為以后的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。如果多個(gè)類似這樣的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容融入到教學(xué)中，讓學(xué)生通過反復(fù)訓(xùn)練鞏固和掌握Linux的知識(shí)及應(yīng)用，對(duì)于該課程的講授和學(xué)習(xí)都能起到事半功倍的效果。
2.改革教學(xué)方式
因?yàn)閷W(xué)生畢竟是第一次接觸Linux，剛開始有些同學(xué)在Linux下都找不到指定的文件夾，在此情況下讓學(xué)生敲命令、修改服務(wù)配置文件可謂困難重重。為了能讓教學(xué)內(nèi)容順利開展，筆者改變了以往的教學(xué)方法，在本課程中提供7次實(shí)驗(yàn)的項(xiàng)目指導(dǎo)書，安排每次實(shí)驗(yàn)任務(wù)目標(biāo)和項(xiàng)目指導(dǎo)書內(nèi)容有所側(cè)重，將項(xiàng)目實(shí)施的每一步驟圖文并茂的呈現(xiàn)，對(duì)于學(xué)生成功完成實(shí)驗(yàn)起到指導(dǎo)作用。
在教學(xué)中，即使有項(xiàng)目指導(dǎo)書的輔助，還是存在問題，有些學(xué)生反饋：按照指導(dǎo)書的操作步驟，還是不能完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，嘗試多次也無法成功。針對(duì)這些偶然性出現(xiàn)的問題，筆者進(jìn)一步完善了教學(xué)方式，在教學(xué)中融入大量的具體操作的視頻。在確認(rèn)項(xiàng)目指導(dǎo)書正確性的前提下，以視頻錄像形式，讓學(xué)生更直觀更清晰地了解每一步的界面，對(duì)服務(wù)器的配置管理按照視頻來一步一步操作，能夠完成既定的實(shí)驗(yàn)。
除了以教學(xué)項(xiàng)目指導(dǎo)書和操作錄像視頻作為輔助之外，在本課程中還增加了很多互動(dòng)的教學(xué)課時(shí)。例如，在課程結(jié)束前，要求學(xué)生從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)實(shí)施和教學(xué)效果三個(gè)方面對(duì)于新的教學(xué)模式談?wù)劯惺埽蠖鄶?shù)學(xué)生表示新的教學(xué)模式比較新穎，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富，能學(xué)到很多東西。同樣也存在其他意見，比如實(shí)驗(yàn)課時(shí)偏少，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容偏多等。針對(duì)學(xué)生反饋的意見，進(jìn)一步調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式，以期達(dá)到更好的教學(xué)效果，這也是本課程改革最根本的目標(biāo)。在這里筆者以近3年實(shí)施改革前后的考試成績(jī)?yōu)閷?shí)例，將2008級(jí)至2010級(jí)計(jì)算機(jī)科學(xué)與應(yīng)用專業(yè)3個(gè)年級(jí)本課程期末考試成績(jī)的結(jié)果分析圖呈現(xiàn)出來。數(shù)據(jù)表明對(duì)課程的改革有一定的成效，當(dāng)然，教學(xué)效果的改善不能完全由考試成績(jī)來佐證，但至少可以作為量化的一個(gè)指標(biāo)。
3.改革考核方式
鑒于本課程教學(xué)改革的新方向，考核方式為：平時(shí)成績(jī)、一次大作業(yè)和期末考試。平時(shí)成績(jī)占20%，期末考試占60%，大作業(yè)占20%。期末考試分為筆試和機(jī)試，筆試占40%，機(jī)試占20%。這一次大作業(yè)要求是本項(xiàng)目的所有網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能的完整實(shí)現(xiàn)，每個(gè)人都要撰寫項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
三、結(jié)論
本次教學(xué)新模式的探索希望能開辟一條新的道路，能夠讓學(xué)生在初次接觸Linux系統(tǒng)時(shí)就能較為容易地掌握，并且為之后學(xué)習(xí)其他課程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，特別是“Linux環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)編程”、“嵌入式及Linux程序開發(fā)”等課程的學(xué)習(xí)。
普通高?！癓inux 操作系統(tǒng)與應(yīng)用”課程的教學(xué)普遍存在偏理論性，知識(shí)點(diǎn)繁雜，沒有統(tǒng)一性，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性不高。通過本教學(xué)新模式的探索，將項(xiàng)目的開發(fā)引進(jìn)到教學(xué)中，以具體任務(wù)為目標(biāo)，將完成網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能作為考核的結(jié)果。學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和興趣能夠調(diào)動(dòng)起來，并安排詳盡的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，完善的考核方式，對(duì)于本課程的教學(xué)效果會(huì)有提升。
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【關(guān)鍵詞】操作系統(tǒng) 教學(xué)方法 實(shí)驗(yàn)教學(xué)
【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1006－9682（2011）05－0076－02
【Abstract】Starting from the problems that exists in the current experimental teaching of computer operating system, some useful studies and improvements were made in this article, according to the author’s experience of teaching practice.
【Key words】Operating system A teaching method Teaching of experimentation
操作系統(tǒng)是一門綜合能力要求較高的課程，教學(xué)過程需要理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)并重，而且課程大部分內(nèi)容較為抽象，難以理解，知識(shí)點(diǎn)較為松散，學(xué)生不易形成知識(shí)體系；在學(xué)習(xí)過程中，需要學(xué)生不僅理解課程本身的思想和概念，同時(shí)也要求學(xué)生有較強(qiáng)的軟件編程能力，能夠理解和掌握其中的思想；本文在分析現(xiàn)有操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)問題的基礎(chǔ)上，提出相應(yīng)的解決方法，并講述一種配合理論和實(shí)踐教學(xué)的實(shí)訓(xùn)方法，從而使得學(xué)生整合知識(shí)體系。
一、操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)
通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使學(xué)生熟悉操作系統(tǒng)接口的使用，加深對(duì)操作系統(tǒng)工作原理的認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)對(duì)操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法的理解，同時(shí)也使學(xué)生在系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方面得到基本訓(xùn)練。
二、操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
針對(duì)兩大主流操作系統(tǒng)Windows和Linux所提供的編程接口，設(shè)計(jì)了以下操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。
Windows系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)安排四個(gè)方面的實(shí)驗(yàn)課程：①進(jìn)程管理方面，提供了線程的建立與撤銷、線程的同步、線程的互斥，使用命名管道實(shí)現(xiàn)進(jìn)程通信幾個(gè)實(shí)驗(yàn)。②內(nèi)存管理方面，提供了動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的建立與調(diào)用和系統(tǒng)內(nèi)存使用統(tǒng)計(jì)的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。③文件管理方面，提供了采用無緩存方式實(shí)現(xiàn)文件讀/寫，采用高速緩存實(shí)現(xiàn)文件讀/寫，采用異步方式實(shí)現(xiàn)文件讀/寫。④設(shè)備管理方面，提供了獲取磁盤基本信息、讀/寫磁盤指定位置信息兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。
Linux系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為：①進(jìn)程管理方面，設(shè)計(jì)了編制實(shí)現(xiàn)軟中斷通信的程序和進(jìn)程管道通信程序。②內(nèi)存管理方面，設(shè)計(jì)了內(nèi)存的監(jiān)控、檢查和回收，模擬FIFO，LRU和OPT頁(yè)面換算算法兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。③文件管理方面，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)文件執(zhí)行程序和一個(gè)一級(jí)文件系統(tǒng)程序。④設(shè)備管理方面，設(shè)計(jì)了字符類型設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序和塊類型設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。
根據(jù)Linux的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)Linux系統(tǒng)內(nèi)核的編譯實(shí)驗(yàn)。
三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式改革
實(shí)驗(yàn)教學(xué)的形式應(yīng)多元化，而不僅僅是傳統(tǒng)的上機(jī)操作。為了更好地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，我們采取了以下幾種教學(xué)策略。
1．案例教學(xué)
案例教學(xué)是通過對(duì)一個(gè)具體案例的思考，啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造潛能。首先由教師通過案例給學(xué)生演示實(shí)驗(yàn)過程，然后學(xué)生自己重復(fù)調(diào)試或者在此基礎(chǔ)上進(jìn)行一些改進(jìn)性或創(chuàng)造性的工作。
2．鼓勵(lì)學(xué)生參與教師的科研項(xiàng)目
結(jié)合教師的課題，積極引導(dǎo)學(xué)生參與。實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研實(shí)現(xiàn)了有機(jī)的融合，有力地推動(dòng)了學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)的開展，收到了明顯的成效。通過這種形式，學(xué)生可提早參與到項(xiàng)目開發(fā)中來，為以后走上社會(huì)就業(yè)打下良好的基礎(chǔ)。
3．培養(yǎng)興趣小組，鼓勵(lì)創(chuàng)新。
實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生往往注重實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不在乎實(shí)驗(yàn)過程，這樣無法深刻理解實(shí)驗(yàn)原理，也不利于培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)能力；達(dá)不到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的真正目的。作者在實(shí)際的教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)成立興趣小組，要求小組成員獨(dú)立或協(xié)作給出實(shí)驗(yàn)方案，并帶動(dòng)大多數(shù)同學(xué)一起完成實(shí)驗(yàn)，并針對(duì)不同方案，教師和同學(xué)一起討論，給出改進(jìn)措施，能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)意識(shí)。
4．設(shè)計(jì)多組實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)多種實(shí)現(xiàn)方式。
很多同學(xué)為了完成實(shí)驗(yàn)，往往采用實(shí)驗(yàn)前或者過程中，抄襲他人，甚至直接網(wǎng)上查詢結(jié)果，填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，達(dá)不到實(shí)驗(yàn)效果，設(shè)計(jì)多組實(shí)驗(yàn)，根據(jù)代碼給分，極大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，開拓了思維方式，并增強(qiáng)了學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。
四、動(dòng)手實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)
一般操作系統(tǒng)課程安排在大三下學(xué)期進(jìn)行講授，對(duì)于該階段的學(xué)生，在學(xué)校里的主要課程均已學(xué)習(xí)完畢，知識(shí)積累到了一定程度，但是對(duì)于編程能力和對(duì)系統(tǒng)的認(rèn)知程度還較為淺薄，此時(shí)安排學(xué)生自己動(dòng)手編寫操作系統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)，不僅能夠使得學(xué)生對(duì)操作系統(tǒng)形成全局的認(rèn)識(shí)，而不是一個(gè)個(gè)的離散的知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)學(xué)生能夠?qū)⒅八鶎W(xué)知識(shí)串聯(lián)起來，形成體系，以便學(xué)生學(xué)會(huì)分析和設(shè)計(jì)大型系統(tǒng)軟件的方法和技巧。
建議如下安排實(shí)訓(xùn)內(nèi)容：
實(shí)訓(xùn)主要是圍繞著Linux系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行，分為4個(gè)階段，每個(gè)階段一個(gè)星期：①OS啟動(dòng)、中斷與設(shè)備管理，代碼量200～1500行；②內(nèi)存管理，代碼量2000～2500行；③進(jìn)程管理，代碼量3000～4000行；④同步、互斥與死鎖，代碼量4500～5000行。
在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，大部分學(xué)生對(duì)如此大量的代碼量感到吃力，所以根據(jù)需要，教師提供部分框架代碼，讓學(xué)生填充其他的內(nèi)容，從而提高了學(xué)生的興趣和實(shí)訓(xùn)的效果。
五、結(jié)束語
針對(duì)操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題，我們提出了相應(yīng)的解決方法，同時(shí)為了提高學(xué)生的綜合能力，設(shè)計(jì)了一次為期一個(gè)月的操作系統(tǒng)教學(xué)實(shí)訓(xùn)，使得學(xué)生能在實(shí)踐的基礎(chǔ)上加深對(duì)操作系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，并幫助學(xué)生形成完整的知識(shí)體系，解決實(shí)驗(yàn)中難以看到實(shí)際效果的問題，培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和思維模式，提高編程水平，通過實(shí)踐，該方式起到了良好的教學(xué)效果。操作系統(tǒng)作為計(jì)算機(jī)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是計(jì)算機(jī)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，抓好這個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，對(duì)于提高計(jì)算機(jī)的教學(xué)質(zhì)量、全面提高學(xué)生的素質(zhì)有著重要的意義。
參考文獻(xiàn)
1 韓 智、張振虹.數(shù)字圖像處理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革與實(shí)踐［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2008（9）：102～104
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一、實(shí)驗(yàn)報(bào)告電子存檔，師生互評(píng)，促進(jìn)建立完善的實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)系統(tǒng)
通用實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)，不僅能夠提供教學(xué)內(nèi)容上的指導(dǎo)與資源的補(bǔ)充，同時(shí)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果、報(bào)告還可以電子文檔形式提交。教師可在線評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)效果，學(xué)生也可對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的教學(xué)效果做出評(píng)價(jià)。根據(jù)評(píng)價(jià)形成一定量化指標(biāo)，從而以通用實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)為平臺(tái)，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)、學(xué)習(xí)資源建設(shè)評(píng)價(jià)，學(xué)生自主學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)和師生互動(dòng)效果評(píng)價(jià)等實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)體系的完善。由于采用了數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)等新技術(shù)，能夠?qū)?shí)驗(yàn)室資源做到合理管理。包括實(shí)驗(yàn)設(shè)備的出入庫(kù)、維護(hù)保養(yǎng)、實(shí)驗(yàn)耗材購(gòu)買與使用等都能按照用戶需求設(shè)計(jì)項(xiàng)目信息，分類保存，有效提高實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用率，實(shí)驗(yàn)室管理人員的工作量也大為減少。通過以上幾點(diǎn)的介紹可知，設(shè)計(jì)并構(gòu)建合理的通用實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)對(duì)提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平發(fā)揮具有重要的作用，因此積極建設(shè)一個(gè)通用實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)是非常必要的。
二、通用實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)
本實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)充分進(jìn)行需求分析，使其具有權(quán)限控制、實(shí)驗(yàn)預(yù)約、在線教學(xué)指導(dǎo)與學(xué)習(xí)、提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)效果評(píng)價(jià)、實(shí)驗(yàn)室資產(chǎn)管理、布告發(fā)表等功能。該教學(xué)管理系統(tǒng)基于B/S（Browser/Server）構(gòu)架，服務(wù)器端操作系統(tǒng)選擇Windows2000Server版，在其上搭建Apache服務(wù)器；Web頁(yè)面端語言采用PHP語言，數(shù)據(jù)庫(kù)采用與之搭配非常成熟的MySql數(shù)據(jù)庫(kù)。該系統(tǒng)采用瀏覽器作為信息訪問工具，因此客戶端不需要安裝專用的軟件，使教學(xué)管理系統(tǒng)的易用性更強(qiáng)，整個(gè)系統(tǒng)的維護(hù)工作量也大為減少，保證了系統(tǒng)能夠平穩(wěn)高效運(yùn)行。系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。根據(jù)前述功能，通用實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)主要分為實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理子系統(tǒng)。系統(tǒng)框圖如圖2所示。實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)課程實(shí)驗(yàn)與開放實(shí)驗(yàn)的教學(xué)與管理；數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)用戶管理、數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)及系統(tǒng)環(huán)境設(shè)置功能；實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理子系統(tǒng)對(duì)實(shí)驗(yàn)室資源進(jìn)行管理，包括設(shè)備使用制度、出入庫(kù)、維護(hù)保養(yǎng)管理及實(shí)驗(yàn)室耗材管理、布告管理。實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理子系統(tǒng)是這個(gè)系統(tǒng)中的核心部分，其功能按照學(xué)生、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師、課程教師又進(jìn)一步細(xì)分。實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理子系統(tǒng)的層次圖如圖3所示。在學(xué)生模塊中，學(xué)生可以三種用戶身份登錄。個(gè)人用戶身份具有預(yù)約、退訂開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、在線學(xué)習(xí)交流、提交報(bào)告、查詢成績(jī)的權(quán)限；班級(jí)用戶身份由課程教師指定，通常是課代表，用于課程實(shí)驗(yàn)選擇、預(yù)約、查詢；訪客用戶是提供給一般人員（非本課程學(xué)員）用于學(xué)習(xí)的權(quán)限，該權(quán)限可以進(jìn)行課程選擇，瀏覽教學(xué)資源，但不能進(jìn)行在線交流、預(yù)約實(shí)驗(yàn)、信息查詢等操作。教師模塊分為實(shí)驗(yàn)教師與任課教師兩部分。實(shí)驗(yàn)教師負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的教學(xué)指導(dǎo)與管理，包括根據(jù)任課教師實(shí)驗(yàn)安排制定實(shí)驗(yàn)課表、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)效果評(píng)價(jià)、成績(jī)管理及實(shí)驗(yàn)信息管理、在線教學(xué)指導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源管理等工作。任課教師主要負(fù)責(zé)課程實(shí)驗(yàn)進(jìn)度控制、課程教學(xué)資源管理、在線教學(xué)指導(dǎo)，并負(fù)責(zé)上傳、下載、編輯課程教學(xué)資源，以拓展課程教學(xué)內(nèi)容，完善學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。同時(shí)可以利用論壇、留言板與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)交流，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前學(xué)習(xí)指導(dǎo)。
三、結(jié)束語
關(guān)鍵詞：操作系統(tǒng)；Linux；實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革
中圖分類號(hào)：G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2012)13-3114-02
Experiment Teaching Reform on Operating System Course
LI Shuang-qun，MENG Hui-li
(College of Computer and Information Technology, Henan Normal University, Xinxiang 453007, China)
Abstract: On the basis of our teaching experience, the problems of experimental teaching on operating system course are analyzed, and this paper proposes the experimental teaching reform based on the cultivation of students’practical ability and innovative ability. The experimental teaching reform makes some exploration and reform on experimental platform, experimental contents and assessment programs. The exploration on experimental teaching broadens operating system theory, strengthens the students’practical ability and innovative ability.
Key words: operating system; linux; experimental teaching reform
操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。操作系統(tǒng)課程內(nèi)容豐富而且概念比較抽象，學(xué)生理解起來比較困難，因此，操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是課程學(xué)習(xí)過程中非常重要的環(huán)節(jié)。目前的操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容單一、形式呆板，主要以驗(yàn)證、模擬為主，實(shí)驗(yàn)教學(xué)沒有發(fā)揮其應(yīng)有的作用。
現(xiàn)在，很多用人單位需要大量既懂得理論知識(shí)，又具有很強(qiáng)動(dòng)手能力的綜合性型人才[1]。如果學(xué)生在學(xué)校期間只學(xué)會(huì)了基礎(chǔ)理論知識(shí)，而不具備任何實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，那么這些學(xué)生就不符合用人單位對(duì)畢業(yè)生的要求，因此，學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)課程應(yīng)當(dāng)重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)[2]。為了在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中充分鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力、培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，該文在操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、教學(xué)方式、考核方案等方面進(jìn)行了探索，取得了較好的實(shí)踐效果。
1操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀
1.1操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)重要性認(rèn)識(shí)問題
計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)課程內(nèi)容分兩部分：一是操作系統(tǒng)理論知識(shí)學(xué)習(xí)；二是操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，加深對(duì)操作系統(tǒng)理論知識(shí)的理解。但是在實(shí)際的教學(xué)過程中，往往過多重視理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，把實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)成次要課程，殊不知實(shí)驗(yàn)教學(xué)和理論教學(xué)同等重要[3]，通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)理論知識(shí)的有效復(fù)習(xí)和加深理解。
1.2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置問題
操作系統(tǒng)從功能上可以分為四大模塊：處理機(jī)管理模塊、存儲(chǔ)管理模塊、設(shè)備管理模塊、文件管理模塊。實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)該緊緊圍繞這些模塊展開，但是由于受到實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的制約，有些實(shí)驗(yàn)難以開展，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置主要是一些模擬性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，且主要圍繞教材中的主要算法。
操作系統(tǒng)課程概念比較抽象，僅僅通過幾個(gè)模擬性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)很難把這些抽象的概念直觀地表現(xiàn)出來；另一方面，這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案很難培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力和獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力，不易調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
1.3實(shí)驗(yàn)平臺(tái)選擇問題
操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)大多選擇Windows操作系統(tǒng)作為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，主要考慮到Windows操作系統(tǒng)是學(xué)生經(jīng)常使用的操作系統(tǒng)，操作方便[4]。但是Windows操作系統(tǒng)源代碼是保密的，學(xué)生也無法了解它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)原理，只能通過操作系統(tǒng)給用戶提供的接口對(duì)其進(jìn)行操作。學(xué)生只能通過模擬和驗(yàn)證來理解操作系統(tǒng)中的概念和算法，這將限制學(xué)生對(duì)操作系統(tǒng)工作原理的理解和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
1.4實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式問題
實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)方案均由教師制定，學(xué)生僅僅是按照實(shí)驗(yàn)步驟在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行演示或驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)方案沒有考慮到社會(huì)的需要，不利于學(xué)生將來所從事的工作。實(shí)驗(yàn)室主要在學(xué)院規(guī)定的實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)開放，這種局限性限制了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
2實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革
2.1合理選擇實(shí)驗(yàn)教材
現(xiàn)代操作系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展迅速，很多新的開發(fā)思想和理念不斷出現(xiàn)，選擇合適的實(shí)驗(yàn)教材對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)非常關(guān)鍵。目前的操作系統(tǒng)教材大致分為兩種類型[5]：第一類為國(guó)內(nèi)自編實(shí)驗(yàn)教材，這類教材偏重于操作系統(tǒng)理論知識(shí)的講解，實(shí)踐性不強(qiáng)；第二類教材為國(guó)外具有權(quán)威性的英文原版實(shí)驗(yàn)教材，該類教材知識(shí)較新、實(shí)踐性很強(qiáng)，但是由于普通院校學(xué)生的專業(yè)英語水平有限，難以得到全面實(shí)施。因此，我們采取一種靈活的方式來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，針對(duì)本校學(xué)生的水平與特點(diǎn)，在充分利用教材的基礎(chǔ)上，增加趣味性、可操作性和調(diào)整實(shí)驗(yàn)難度，保證學(xué)生的實(shí)驗(yàn)可完成性，并通過一些案例來提高學(xué)生的興趣，使其在實(shí)驗(yàn)過程中獲得成就感。
2.2科研和實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合
作為操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)教師，必須及時(shí)更新自己的知識(shí)，不斷學(xué)習(xí)，提高業(yè)務(wù)水平。多年來，課程梯隊(duì)成員始終堅(jiān)持收集、閱讀與操作系統(tǒng)有關(guān)的各種資料和文獻(xiàn)，安排課程梯隊(duì)教師參加全國(guó)操作系統(tǒng)教學(xué)會(huì)議、Solaris操作系統(tǒng)教學(xué)研討會(huì)等，并將學(xué)習(xí)到的新技術(shù)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，使學(xué)生受益匪淺。
要挖掘每一位學(xué)生的自身特點(diǎn)，因材施教。針對(duì)學(xué)生的不同需求，教師可以在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中補(bǔ)充難度不同的新技術(shù)，讓學(xué)生都能找到自己的興趣點(diǎn)。在授課過程中，有針對(duì)性地設(shè)置實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生由淺入深地加深對(duì)操作系統(tǒng)原理知識(shí)的理解。
教師實(shí)踐證明，將科研與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的方式，可以提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。只有這樣，我們才能培養(yǎng)出對(duì)社會(huì)有用的人才。
2.3實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)
操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅能夠加深學(xué)生對(duì)操作系統(tǒng)原理的理解，而且也能夠培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要是根據(jù)學(xué)生所學(xué)課程中的原理，設(shè)計(jì)某些算法實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行驗(yàn)證，以及熟悉操作系統(tǒng)平臺(tái)的使用，能夠?qū)⒉僮飨到y(tǒng)中的某些系統(tǒng)功能應(yīng)用于實(shí)踐中。
2.3.1實(shí)驗(yàn)平臺(tái)選擇
良好的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是學(xué)生做好實(shí)驗(yàn)的前提，我們根據(jù)課程需要，選用Linux操作系統(tǒng)作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，以提高學(xué)生編程能力以及使用、管理系統(tǒng)功能的能力[6]。之所以選擇Linux操作系統(tǒng)作為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，主要考慮以下兩點(diǎn)：
1) Linux是開放源代碼的操作系統(tǒng)。學(xué)生可以閱讀、修改Linux的源代碼，能夠了解Linux操作系統(tǒng)的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)機(jī)制[7]。
2)有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。在Linux環(huán)境下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)可以對(duì)操作系統(tǒng)內(nèi)核進(jìn)行操作，學(xué)生可以在內(nèi)核中添加新的功能，或者修改原來的功能，通過重新編譯內(nèi)核定制自己的操作系統(tǒng)。
2.3.2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排
實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為操作系統(tǒng)教學(xué)的一個(gè)重要部分，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置的是否合理將直接影響學(xué)生對(duì)操作系統(tǒng)的學(xué)習(xí)興趣。我們的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置如下：
1)掌握操作系統(tǒng)中常用系統(tǒng)調(diào)用的使用方法和功能。通過編寫C語言來使用這些系統(tǒng)調(diào)用，并驗(yàn)證它們的功能，因此要求學(xué)生具備一定的C語言編程能力。
2)學(xué)習(xí)Linux操作系統(tǒng)的開發(fā)基礎(chǔ)知識(shí)和運(yùn)行機(jī)理。學(xué)生在學(xué)習(xí)了操作系統(tǒng)的相關(guān)概念和原理后，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，對(duì)于一些復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，我們采用分組方式來完成實(shí)驗(yàn)，這樣既完成了實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，又培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。
3)我們安排了9個(gè)操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如表1所示。我們還鼓勵(lì)學(xué)生將自己的想法引入到實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中，進(jìn)而拓展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
2.3.3多維度量化考核方案
多維度包括知識(shí)、技能、過程、方法、情感態(tài)度等方面。該考核方案基于多維度思想，將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與學(xué)生的綜合實(shí)踐技能進(jìn)行量化，通過實(shí)踐與完善，我們?yōu)檎n程確立了多維度量化考核方案，內(nèi)容如下：總評(píng)成績(jī)=原理及設(shè)計(jì)思路講解(20%)+實(shí)驗(yàn)結(jié)果展示與解釋(20%)+拓展內(nèi)容(5%)+實(shí)驗(yàn)報(bào)告(10%)+期末考試(45%)-考勤扣分?？梢钥闯?，多維度量化考核方案強(qiáng)化了設(shè)計(jì)和應(yīng)用，打破了以期末考試成績(jī)?yōu)橹鞯某煽?jī)?cè)u(píng)定方法，這將更加有利于學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。
3結(jié)束語
操作系統(tǒng)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，促進(jìn)了學(xué)生對(duì)操作系統(tǒng)知識(shí)的理解與掌握，提高了學(xué)生解決問題及實(shí)踐動(dòng)手能力。操作系統(tǒng)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，我們根據(jù)本校學(xué)生的特點(diǎn)，從實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容以及考核方案等方面進(jìn)行改革，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)有的作用，為社會(huì)提供更多符合市場(chǎng)需要的適用型人才。
表1實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置
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關(guān)鍵詞： 材料成型及控制工程 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 存在問題 對(duì)策
1.引言
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是整個(gè)高等學(xué)校（簡(jiǎn)稱高校）教學(xué)過程中的重要環(huán)節(jié)，與學(xué)科結(jié)構(gòu)、課程體系和教學(xué)改革密切相關(guān)。它不僅是對(duì)理論教學(xué)的驗(yàn)證、補(bǔ)充和拓展，更是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決實(shí)際工程問題能力、提高學(xué)生自主創(chuàng)新能力、實(shí)踐動(dòng)手能力和綜合素質(zhì)的重要途徑[1]-[2]。由于材料成型及控制工程專業(yè)（簡(jiǎn)稱成型專業(yè)）屬于實(shí)踐性比較強(qiáng)的學(xué)科，在做好專業(yè)理論教學(xué)的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)模式、理念和管理機(jī)制的改革與創(chuàng)新，最大限度地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用，對(duì)于提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新能力具有重要意義。
2.成型專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不足
2.1實(shí)驗(yàn)教學(xué)嚴(yán)重依附理論教學(xué)
受傳統(tǒng)觀念影響，高校一直以理論教學(xué)為主，實(shí)踐教學(xué)為輔。理論教學(xué)體現(xiàn)了學(xué)術(shù)性，實(shí)踐教學(xué)是理論教學(xué)的一個(gè)環(huán)節(jié)、一個(gè)補(bǔ)充[3]。在成型專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)也得不到足夠重視。主要表現(xiàn)為學(xué)時(shí)較少；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容嚴(yán)重依附于理論教學(xué)；各個(gè)實(shí)驗(yàn)之間彼此獨(dú)立，缺少聯(lián)系和配合；各門實(shí)驗(yàn)課程規(guī)模小且分散，實(shí)驗(yàn)課安排伸縮性、隨意性強(qiáng)；教學(xué)內(nèi)容相互脫節(jié)，經(jīng)常出現(xiàn)內(nèi)容遺漏和重復(fù)設(shè)置的現(xiàn)象。在教師和學(xué)生的潛意識(shí)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)只是理論教學(xué)的輔助手段，造成對(duì)課堂紀(jì)律、出勤率、課堂教學(xué)質(zhì)量、課后實(shí)驗(yàn)報(bào)告等環(huán)節(jié)的重視程度明顯不足。學(xué)校常以理論教學(xué)為主要的考評(píng)依據(jù)評(píng)價(jià)教學(xué)質(zhì)量，或者進(jìn)行教學(xué)檢查時(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)僅占很小的部分。另外，部分實(shí)驗(yàn)教師本身沒有正確認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)的區(qū)別，忽視了理論知識(shí)重在實(shí)踐應(yīng)用，未能形成以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力為主線的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，長(zhǎng)此以往根本不能適應(yīng)材料類專業(yè)的定位目標(biāo)[3]?？梢哉f，實(shí)驗(yàn)教學(xué)處于理論教學(xué)的從屬地位，在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力中發(fā)揮的作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，嚴(yán)重影響教學(xué)質(zhì)量。
2.2實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺乏科學(xué)的管理與指導(dǎo)
實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，由于學(xué)生人數(shù)多，相對(duì)散亂，給管理帶來了很多不便。第一，讓一些逃課的同學(xué)有機(jī)可乘。請(qǐng)同學(xué)“代到”、“幫忙簽名”，甚至在老師點(diǎn)名后便不見蹤影等現(xiàn)象屢見不鮮；第二，學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力存在差異，難免有損壞設(shè)備、浪費(fèi)材料的現(xiàn)象，給教師的指導(dǎo)工作帶來不便；第三，有的實(shí)驗(yàn)具有一定的危險(xiǎn)性，盡管教師反復(fù)強(qiáng)調(diào)注意安全，仍然有學(xué)生在好奇心、粗心的驅(qū)使下做出違反實(shí)驗(yàn)規(guī)章的事情，帶來極大的安全隱患；第四，為了保證學(xué)生的絕對(duì)安全和實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的完好，如合金熔煉及澆注，教師只能親自示范，學(xué)生只需記錄操作步驟和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，任務(wù)單一且缺乏實(shí)踐性。總之，上述原因都大大增加了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的工作量，對(duì)實(shí)驗(yàn)室的管理和維護(hù)等提出了極高的要求。
2.3實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)模式滯后
受實(shí)驗(yàn)條件的限制，有的高校存在實(shí)驗(yàn)課程開設(shè)少、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)所占比例偏高等問題。對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生綜合性、應(yīng)用性和創(chuàng)新性能力的實(shí)驗(yàn)偏少，體現(xiàn)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和專業(yè)特色的實(shí)驗(yàn)就更少，根本做不到與時(shí)俱進(jìn)式地教學(xué)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法上，仍采用“填鴨式、依葫蘆畫瓢”的方式，網(wǎng)絡(luò)科技、虛擬仿真等先進(jìn)實(shí)驗(yàn)技術(shù)尚未在教學(xué)中推廣應(yīng)用。對(duì)于學(xué)生而言，過于依賴實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，每次實(shí)驗(yàn)按部就班操作，急于完成實(shí)驗(yàn)，根本不設(shè)計(jì)、分析和思考其中的原因及原理。學(xué)生作為實(shí)驗(yàn)主體，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不能充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，依然處于機(jī)械式照搬實(shí)驗(yàn)書和被動(dòng)學(xué)習(xí)的狀態(tài)，在一定程度上對(duì)學(xué)生的開放創(chuàng)新思維起到抑制作用，不利于他們獨(dú)立思考、創(chuàng)新能力和分析解決問題能力的培養(yǎng)。
2.4實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)不足
成型專業(yè)實(shí)驗(yàn)涉及購(gòu)買實(shí)驗(yàn)原材料、制備試樣、試樣組織與性能觀測(cè)分析等，需要大型實(shí)驗(yàn)設(shè)備，且實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng)、原材料價(jià)格貴、分析測(cè)試費(fèi)用高。近年來，高校不斷擴(kuò)招，一方面實(shí)驗(yàn)儀器數(shù)量不夠，另一方面也許投入更多的經(jīng)費(fèi)。為了保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，勢(shì)必需要增加實(shí)驗(yàn)崗教師，購(gòu)買更多的儀器設(shè)備、增添實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地等，這就需要學(xué)校加大對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的經(jīng)費(fèi)投入。倘若經(jīng)費(fèi)不足，不但影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)作用的正常發(fā)揮，更在一定程度上使實(shí)驗(yàn)崗教師工作積極性乃至學(xué)生學(xué)習(xí)熱情下降。
2.5考核機(jī)制不完善
科學(xué)地評(píng)定學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)對(duì)引導(dǎo)學(xué)生重視實(shí)踐教學(xué)，正確處理知識(shí)、能力和素質(zhì)的關(guān)系具有導(dǎo)向作用[4]。目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要么根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告給出成績(jī)，要么將實(shí)驗(yàn)成績(jī)依附于理論考試成績(jī)給出課程總成績(jī)，不能充分反映學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)踐能力、數(shù)據(jù)處理及分析問題等綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。這樣的考核機(jī)制無形中削弱了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性，降低了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的重視程度，甚至出現(xiàn)了抄襲、篡改、編造實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的現(xiàn)象，這兩種考核機(jī)制均不完善[5]-[6]。
3.成型專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革
3.1設(shè)計(jì)型綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)
我校成型專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在課程體系總體規(guī)劃上，廣泛收集工科專業(yè)工程實(shí)踐的教學(xué)資料，單獨(dú)設(shè)立了能夠突出不同專業(yè)方向能力的設(shè)計(jì)型綜合實(shí)驗(yàn)，涵蓋了鑄鍛焊三個(gè)方向的多個(gè)工藝方案。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為：選材（成分設(shè)計(jì)）、材料成形工藝設(shè)計(jì)、材料性能測(cè)試與分析、材料微觀組織檢測(cè)與分析、計(jì)算機(jī)輔助模擬設(shè)計(jì)和工藝方案優(yōu)化設(shè)計(jì)6個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K。教學(xué)過程側(cè)重材料成型原理及材料成型控制技術(shù)、成型過程組織變化規(guī)律及相關(guān)的現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)方法的訓(xùn)練，以進(jìn)一步學(xué)生對(duì)材料加工工藝、性能和組織間相互關(guān)系的深入理解。學(xué)生從選題、查閱文獻(xiàn)，到設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、工藝流程，到選擇實(shí)驗(yàn)設(shè)備、儀器，直至完成實(shí)驗(yàn)記錄、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和參加答辯，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程全部由自己獨(dú)立完成。這種教學(xué)方式模擬了實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究的基本過程，向企業(yè)工藝設(shè)計(jì)工程師工作看齊，目的是讓學(xué)生在掌握相關(guān)專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上，以培養(yǎng)學(xué)生綜合能力為目標(biāo)，對(duì)學(xué)生專業(yè)知識(shí)交叉滲透、相互融合的能力進(jìn)行培養(yǎng)和訓(xùn)練，提高了學(xué)生查閱資料能力、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力、綜合分析能力[7]-[8]，使其掌握正確的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法和科學(xué)研究方法，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)技術(shù)和技能，突出對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力及工程素質(zhì)的綜合培養(yǎng)。通過上述實(shí)踐訓(xùn)練給學(xué)生創(chuàng)造了運(yùn)用理論教學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的環(huán)境，讓學(xué)生學(xué)以致用，實(shí)現(xiàn)從理論向?qū)嵺`能力的轉(zhuǎn)化，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析、解決問題的能力。
3.2開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)
我校成型專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在開設(shè)設(shè)計(jì)型綜合實(shí)驗(yàn)的同時(shí)還引進(jìn)了開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)。該系統(tǒng)的核心是教師與學(xué)生角色的轉(zhuǎn)變，教師主要發(fā)揮啟發(fā)和引導(dǎo)作用，學(xué)生由“填鴨式”的被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)椤昂＞d式”的主動(dòng)學(xué)習(xí)。在保證正常教學(xué)的前提下，實(shí)驗(yàn)室實(shí)行全天開放，學(xué)生可根據(jù)自身實(shí)際情況選擇時(shí)間進(jìn)行不同的實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)教師的指導(dǎo)下，學(xué)生以小組或個(gè)人為單位獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，通過查閱文獻(xiàn)資料、制訂實(shí)驗(yàn)方案及工藝路線，充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性，自主選擇實(shí)驗(yàn)設(shè)備儀器、工藝方法、實(shí)驗(yàn)流程。開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)，不僅有利于學(xué)生獨(dú)立工作、分析解決實(shí)際問題能力的提高，更能促進(jìn)學(xué)生個(gè)性化的發(fā)展和創(chuàng)新思維的發(fā)揮，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中真正確立了學(xué)生的主體地位。這極大地推動(dòng)了教學(xué)改革向更深層次發(fā)展，為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力營(yíng)造了理想的教學(xué)環(huán)境[9]-[10]。
3.3完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核制度
實(shí)驗(yàn)考核考核實(shí)行目標(biāo)控制，依據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行考核，設(shè)計(jì)型綜合實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定與理論課一樣嚴(yán)格。考核內(nèi)容包括：上課出勤率（10%）、動(dòng)手實(shí)踐能力（20%）、相互協(xié)作能力（10%）、實(shí)驗(yàn)記錄（150%）、實(shí)驗(yàn)報(bào)告（15%）、綜合答辯（30%）。其中，出勤率通過點(diǎn)名、簽到形式完成；動(dòng)手能力需在實(shí)驗(yàn)操作現(xiàn)場(chǎng)考核，著重考查學(xué)生制訂實(shí)驗(yàn)方案的合理性，實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范程度；相互協(xié)作能力主要是通過將個(gè)人成績(jī)與小組總成績(jī)捆綁實(shí)現(xiàn)，目的是鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揚(yáng)團(tuán)結(jié)協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神；實(shí)驗(yàn)記錄和實(shí)驗(yàn)報(bào)告是學(xué)生完成整套實(shí)驗(yàn)流程的記錄和總結(jié)；綜合答辯環(huán)節(jié)中，一方面根據(jù)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)時(shí)，計(jì)算機(jī)評(píng)定的工藝方案結(jié)果，另一方面根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的完成情況提出問題，學(xué)生根據(jù)自己所掌握的知識(shí)進(jìn)行回答。教師參照學(xué)生以上表現(xiàn)，給出設(shè)計(jì)型綜合實(shí)驗(yàn)的最終成績(jī)。
3.4虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)
我校成型專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)積極探索理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的新方式，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，刪去落后的實(shí)驗(yàn)，減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。將先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)、多媒體技術(shù)引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)，開展直觀教學(xué)，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模式。目前，我校成型專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)正在積極構(gòu)建實(shí)驗(yàn)虛擬仿真系統(tǒng)、多媒體實(shí)驗(yàn)操作系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)虛擬仿真系統(tǒng)主要是針對(duì)精密大型設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)造原理，實(shí)驗(yàn)過程復(fù)雜、實(shí)驗(yàn)成本較高的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容而設(shè)計(jì)的一個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)子系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)操作系統(tǒng)是一套能夠播放實(shí)驗(yàn)錄像視頻資料的實(shí)驗(yàn)教學(xué)子系統(tǒng)，如老師根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求播放能夠?qū)τ嘘P(guān)工藝方案――顯微組織進(jìn)行動(dòng)態(tài)演示和分析的實(shí)驗(yàn)錄像資料。這種虛擬仿真教學(xué)模式信息量大、內(nèi)容豐富、直觀易懂，使得學(xué)生積極投入教學(xué)活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為主體的啟發(fā)式教育，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、思考和解決問題的能力起到十分積極的作用。
4.余論
競(jìng)爭(zhēng)在教育，取勝在人才。當(dāng)今社會(huì)，材料專業(yè)正向復(fù)合型、先進(jìn)型、功能型方向發(fā)展，單一的材料專業(yè)基礎(chǔ)人才將不能滿足社會(huì)需求，為了適應(yīng)社會(huì)發(fā)展，我們應(yīng)在高等教育中繼續(xù)推行發(fā)展創(chuàng)新綜合實(shí)驗(yàn)的人才培養(yǎng)模式，充分發(fā)揮高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)不可替代的主體作用，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)做到實(shí)處，積極培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，分析、思考和解決實(shí)際問題的能力，努力提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、促進(jìn)學(xué)生個(gè)性化發(fā)展、開發(fā)學(xué)生思維潛能，為社會(huì)培養(yǎng)與時(shí)俱進(jìn)、可持續(xù)發(fā)展的高素質(zhì)應(yīng)用型人才作貢獻(xiàn)。
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