基于計算思維的操作系統(tǒng)課程教學(xué)研究

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1、基于計算思維的操作系統(tǒng)課程教學(xué)研究基于計算思維的操作系統(tǒng)課程教學(xué)研究操作系統(tǒng)是計算機(jī)中最核心、最復(fù)雜的軟件系統(tǒng)，它管理計算機(jī)中的各類軟件和硬件資源，并在用戶與計算機(jī)之間起到橋梁作用[1]。對操作系統(tǒng)相關(guān)概念、理論和方法的研究，以及使用、分析、設(shè)計和開發(fā)操作系統(tǒng)，一直以來都是計算機(jī)領(lǐng)域中最主要的課題和任務(wù)之一。操作系統(tǒng)課程是計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)及軟件工程專業(yè)的核心課程，在整個課程體系中具有十分重要的地位。在實際的教學(xué)過程中如何提高操作系統(tǒng)課程的教學(xué)效果，讓學(xué)生通過操作系統(tǒng)課程的學(xué)習(xí)能夠從更高的層面理解和掌握整個計算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計和管理的相關(guān)原理和方法是學(xué)術(shù)界和教育界關(guān)心和關(guān)注的

2、熱點(diǎn)問題?！　?傳統(tǒng)教學(xué)方式的缺點(diǎn)　　計算機(jī)操作系統(tǒng)的教學(xué)工作近年來深受廣大高等院校計算機(jī)相關(guān)專業(yè)的重視。但是，由于這門課程自身的特點(diǎn)，抽象的理論和概念較多，理論與實踐脫離，加之教學(xué)方法和教學(xué)手段的欠缺，導(dǎo)致操作系統(tǒng)這門課程的實際教學(xué)效果并不理想。目前，操作系統(tǒng)課程的傳統(tǒng)教學(xué)模式主要存在以下幾個問題：　?。?）概念和原理枯燥難懂。由于很多教材和課堂講解內(nèi)容都很少與實際應(yīng)用相聯(lián)系，加之傳統(tǒng)的教學(xué)大多采用灌輸式方法，難以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，以至于學(xué)生對操作系統(tǒng)原理很難做到真正理解，更談不上實踐運(yùn)用了。　?。?）知識體系單一。當(dāng)前，很多教師在操作系統(tǒng)系列課程的教學(xué)過程中，

3、很容易忽視各相關(guān)課程之間的銜接與關(guān)聯(lián)。教師在講授計算機(jī)操作系統(tǒng)這門課程的時候，整個學(xué)期下來，講的全是計算機(jī)操作系統(tǒng)的內(nèi)容，而對Linux操作系統(tǒng)、高級操作系統(tǒng)等其他相關(guān)課程的內(nèi)容只字不提。結(jié)果，本來應(yīng)相互重疊、相輔相成的幾門課程，就這樣被孤立開來，在對操作系統(tǒng)原理的深入理解上也給學(xué)生造成了巨大的障礙。[2]　?。?）課程實踐與實際應(yīng)用脫節(jié)。傳統(tǒng)的實驗環(huán)節(jié)通常是操作系統(tǒng)原理和實現(xiàn)方法的模擬或驗證，主要考察學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的理解，而缺少設(shè)計性、綜合性實驗以及項目設(shè)計，忽略了對學(xué)生創(chuàng)新能力和工程實踐能力的培養(yǎng)。[3]　?。?）課程的知識點(diǎn)比較細(xì)碎。并且重點(diǎn)理論和原理需要學(xué)生課

4、后進(jìn)行擴(kuò)展性的知識學(xué)習(xí)。但目前的條件卻缺乏教師對學(xué)生課后學(xué)習(xí)的即時指導(dǎo)和及時的學(xué)習(xí)效果檢驗機(jī)制?！　』谝陨戏治隹梢钥闯?，操作系統(tǒng)教學(xué)需要一種更科學(xué)有效的教學(xué)體系和方法，以便充分調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，提高動手實本文由.L.收集整理踐和創(chuàng)新能力，而計算思維的出現(xiàn)為操作系統(tǒng)課程教學(xué)提供了一條新的思路?！　?計算思維　　計算思維（putationalThinking）作為國際學(xué)術(shù)界近年來普遍認(rèn)可和倡導(dǎo)的理念，關(guān)注將計算機(jī)學(xué)科解決問題的方式運(yùn)用于其他學(xué)科和人們的日常生活，既有利于以類比形式開展教學(xué)，也有利于將特定學(xué)科和課程中的知識點(diǎn)進(jìn)行拓展和深化[4，5]。國際上廣泛認(rèn)同

5、的計算思維定義來自周以真（JeanteWing）教授。周教授認(rèn)為，計算思維是運(yùn)用計算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計，以及人類行為理解的涵蓋計算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動[6]?！　∮嬎闼季S中所倡導(dǎo)的抽象與分解、關(guān)注分離、啟發(fā)推理、協(xié)調(diào)同步、并行處理等，與操作系統(tǒng)中的并發(fā)、虛擬、分時、同步、獨(dú)立性等概念和思想具有異曲同工之妙。將計算思維的理念引入操作系統(tǒng)課程的教學(xué)，有利于降低操作系統(tǒng)的教學(xué)難度，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生高效、深入地理解和掌握操作系統(tǒng)的核心原理與設(shè)計精髓，同時具有運(yùn)用相關(guān)原理和方法解決課程、學(xué)科以及日常生活中類似問題的能力。　　3基于計算思維的

6、操作系統(tǒng)課程教學(xué)研究的目標(biāo)和思路　　3.1基于計算思維的操作系統(tǒng)課程教學(xué)研究的目標(biāo)　　計算思維對客觀世界進(jìn)行抽象化表述與研究，并將這個過程用自動化方式實現(xiàn)出來?；谟嬎闼季S的操作系統(tǒng)課程教學(xué)研究主要有兩個目標(biāo)，一是降低課程學(xué)習(xí)的難度、提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、改進(jìn)教學(xué)效果；二是引導(dǎo)學(xué)生將操作系統(tǒng)課程中的相關(guān)原理和方法拓展到其他課程、學(xué)科及日常生活，切實培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力?！　?.2基于計算思維的操作系統(tǒng)課程教學(xué)的思路　　根據(jù)基于計算思維的操作系統(tǒng)課程教學(xué)的研究的目標(biāo)，在教學(xué)中改變傳統(tǒng)教育方法和手段，采用如下教學(xué)思路：　　1）基于計算思維所提倡的約簡、嵌入、轉(zhuǎn)化和仿真方法

7、，通過引入日常生活中生動且學(xué)生喜聞樂見的實例，和生活中的日常行為動作進(jìn)行類比，對操作系統(tǒng)的相關(guān)原理和設(shè)計思路進(jìn)行形象化的講解和分析；　　2）基于計算思維所提倡的抽象與分解、關(guān)注分離等思想，從資源的優(yōu)化使用與系統(tǒng)效能的最大化方面，對操作系統(tǒng)課程各個章節(jié)的內(nèi)容進(jìn)行綜合歸納與有機(jī)銜接，避免傳統(tǒng)操作系統(tǒng)教學(xué)中各知識點(diǎn)分散、學(xué)生各個背記的弊端；　　3）增加理論實踐相結(jié)合的學(xué)時，更加注重動手實踐能力的培養(yǎng)，變單純的灌輸為系統(tǒng)知識與計算思維能力相結(jié)合的教學(xué)?！　?基于計算思維的操作系統(tǒng)課程教學(xué)的方法　　基于計算思維的操作系統(tǒng)課程的教學(xué)研究，圍繞操作系統(tǒng)課程的教學(xué)目