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摘 要: “操作系统”是一门涉及面很广的专业基础课程,理论性强,知识点多,讲授过程中相对抽象难理解。本文作者根据多年教学实践经验,总结了类比教学这一通俗易懂的教学方法。实践证明,此类教学方法,确实加深了学生对课程的理解。
关键词: “操作系统”课程 特点 类比法
“操作系统”课程是计算机专业的主干课程之一,其内容是由各种计算机操作系统的组织结构、设计思想、实现方法和相关理论综合而形成的。它是一门承上启下、理论性和实践性兼备的专业基础课。它涉及的基本概念多、密度大、抽象、易混淆,专业术语涉及的知识面广,某些技术的实现思想难以理解。
随着计算机技术的高速发展,计算机系统的发展变化日新月异,作为计算机系统核心组成部分的操作系统功能越来越强大。操作系统设计中的新思想和新方法不断出现,使操作系统的内涵和外延发生了巨大的改变。在“操作系统”的教学活动中,如何尽可能清楚和全面地为学生展现当代操作系统的本质、特点和发展方向,用通俗易懂的教学方法,传授课程的知识点,对教师来说是一项具有挑战性的任务。
我结合“操作系统”课程教学中的实践经验,总结了类比法教学的新颖教学方法。这种教学方法重视教学中教师与学生之间的相互作用,能充分发挥学生的主动性、积极性,达到良好的授课效果。
1.“操作系统”课程的特点
“操作系统”是计算机相关专业的一门主干课程,该课程的主要目的是使学生了解并掌握计算机操作系统的原理、结构,以及基本实现方法,使学生系统科学地受到分析问题和解决问题的训练,为以后进行深层的软件研制与开发打下坚实的基础。我在教学实践过程中,发现该课程存在以下两个特点。
1.1操作系统本身发展迅速
类似于其他计算机软、硬件技术的发展,操作系统也经历了系统结构与实现技术的变更与发展。早期的操作系统由于受硬件、程序设计语言与软件设计技术的限制,一些设计原理与实现技术相比于现代操作系统来讲已经是过时或不合理了。操作系统设计技术的发展,对课程授课内容提出了新的要求。这就需要教师能紧跟当前国内外操作系统技术发展的前沿,适时地对教材的内容进行修订,从发展中找出规律和创新思路,以指导学生进行更深入地创新活动。
1.2课程理论知识性强
“操作系统”课程理论性较强,部分知识点抽象难理解,学生难以掌握其核心内容,所以在学习过程中易出现逃避和害怕心理。将课程中抽象内容和现实生活中客观实例结合起来,是提高授课质量的关键点。
2.类比法教学
“操作系统”课程内容庞杂,涉及面广,是由其在计算机系统中承担的任务决定的,要使学生在有限的时间内掌握它有一定困难。为提高教学质量和水平,我尝试在教学过程中采用类比教学法,将抽象理论和概念转化为学生容易理解的具体现象,用通俗易懂的方法完成课程教学。
2.1类比教学法概念
我根据教学实践,总结出欲将一系列复杂问题,通过简单明了的方式表达出来,进而达到授课目的,类比教学法是其中一个行之有效的方法。
所谓类比教学法,就是根据类比法的特点而组织起来的教学,包括用类比法设计教案、课件、教学等,在教学过程中向学生渗透类比思想。类比教学法是创设真实生动情景的有效工具之一,教师运用类比法创设的问题情景,能有效地促使学生发现新知识、新方法,让学生沉浸在问题情景中,将要探索的问题与已有经验联系起来,找到类比的对象,进而运用对此类比对象的研究所取得的成功经验、方法和结果等进行分析比较,建构类比以寻求规律,大胆猜想并找出证明思路,为建构知识意义打下良好的基础。
2.2类比法的应用
类比是根据两个对象有一部分属性相类似,从而推出这两个对象其他属性亦相类似的一种推理方法。人们认识事物和理解一个新问题很容易从一个客观可见的实体出发,然后通过自己感官认识并理解它。在授课过程中,教师可将操作系统相关概念和生活中的事例结合起来分析。下面以实例来说明类比法的好处。
首先以操作系统概念为例。操作系统是计算机系统中的核心系统软件,它负责控制和管理整个系统的资源并组织用户协调使用这些资源,使计算机高效地工作。为更好地理解这一概念,在阐述操作系统定义时,可以把它理解为计算机系统资源的大管家,类似于一个大的集团公司的“主管人员”。为确保一个集团公司的目标得以有效实现,必须通过层层分解,将任务落实到各个部门,直至组织的每个成员身上。而操作系统有五大功能,分别是:处理机管理,存储器管理,设备管理,文件管理和用户接口管理;类似于主管人员的五个部门主管,如销售、研发、人力资源等。通过此类比,学生可立刻明白操作系统的概念,并可延伸其至管理方法。
类比法教学不仅有助于学生理解操作系统相关概念,而且有助于指导他们在课程学习中创新。如讲述“资源管理”这一知识点时,可将CPU资源比喻成餐馆,而将欲占用CPU资源的进程比喻成顾客。顾客为了就餐,必须按照到餐馆的时间顺序进行排队,这是操作系统中处理多个进程的基本方法。有的学生提出,可以扩大餐馆的规模,于是引出进程并行的方法。另一个问题是,往往由于某个进程等待某一资源,而拼命地“空转”,不断地查询当前CPU的状态,造成资源的浪费。而类似的,餐馆中服务员采用叫号的方法,等待期间顾客可以忙自己的事情,而不必进行查询,叫号后由服务员提醒当前正在等待的顾客,于是又引出操作系统中中断的机制。其实,很多操作系统中采取的策略,均来自生活,因而用类比方法授课,可达到很好的效果。
上述是我在教学过程中运用类比教学法的个别案例。在操作系统中还有很多问题可用生活中的事例去类比讲解。如“优先级调度算法”,是指从进程就绪队列中挑选优先级别高的进程,并且把CPU分配给它使用,可把它比喻成银行服务中有VIP服务;“死锁”的概念可比喻成生活中交通堵塞的问题;临界区资源可比喻成在超市排队付款过程,等等。这些恰当的比喻都能帮助学生理解和掌握抽象的概念和原理。
教师想在教学中用好类比教学法,首先要能深刻透彻理解问题的本质;其次要有丰富的生活阅历,具有敏锐的观察力;最后要能用精炼风趣的语言把二者巧妙地结合在一起,分析二者本质上的相似点,以此让学生掌握问题的本质。
参考文献:
[1]汤子瀛,哲凤屏,汤小丹.计算机操作系统西安电子科技大学出版社,2006.12.
[2]张尧学,史美林.计算机操作系统教程清华大学出版社,2006.5.
关键词: “操作系统”课程 特点 类比法
“操作系统”课程是计算机专业的主干课程之一,其内容是由各种计算机操作系统的组织结构、设计思想、实现方法和相关理论综合而形成的。它是一门承上启下、理论性和实践性兼备的专业基础课。它涉及的基本概念多、密度大、抽象、易混淆,专业术语涉及的知识面广,某些技术的实现思想难以理解。
随着计算机技术的高速发展,计算机系统的发展变化日新月异,作为计算机系统核心组成部分的操作系统功能越来越强大。操作系统设计中的新思想和新方法不断出现,使操作系统的内涵和外延发生了巨大的改变。在“操作系统”的教学活动中,如何尽可能清楚和全面地为学生展现当代操作系统的本质、特点和发展方向,用通俗易懂的教学方法,传授课程的知识点,对教师来说是一项具有挑战性的任务。
我结合“操作系统”课程教学中的实践经验,总结了类比法教学的新颖教学方法。这种教学方法重视教学中教师与学生之间的相互作用,能充分发挥学生的主动性、积极性,达到良好的授课效果。
1.“操作系统”课程的特点
“操作系统”是计算机相关专业的一门主干课程,该课程的主要目的是使学生了解并掌握计算机操作系统的原理、结构,以及基本实现方法,使学生系统科学地受到分析问题和解决问题的训练,为以后进行深层的软件研制与开发打下坚实的基础。我在教学实践过程中,发现该课程存在以下两个特点。
1.1操作系统本身发展迅速
类似于其他计算机软、硬件技术的发展,操作系统也经历了系统结构与实现技术的变更与发展。早期的操作系统由于受硬件、程序设计语言与软件设计技术的限制,一些设计原理与实现技术相比于现代操作系统来讲已经是过时或不合理了。操作系统设计技术的发展,对课程授课内容提出了新的要求。这就需要教师能紧跟当前国内外操作系统技术发展的前沿,适时地对教材的内容进行修订,从发展中找出规律和创新思路,以指导学生进行更深入地创新活动。
1.2课程理论知识性强
“操作系统”课程理论性较强,部分知识点抽象难理解,学生难以掌握其核心内容,所以在学习过程中易出现逃避和害怕心理。将课程中抽象内容和现实生活中客观实例结合起来,是提高授课质量的关键点。
2.类比法教学
“操作系统”课程内容庞杂,涉及面广,是由其在计算机系统中承担的任务决定的,要使学生在有限的时间内掌握它有一定困难。为提高教学质量和水平,我尝试在教学过程中采用类比教学法,将抽象理论和概念转化为学生容易理解的具体现象,用通俗易懂的方法完成课程教学。
2.1类比教学法概念
我根据教学实践,总结出欲将一系列复杂问题,通过简单明了的方式表达出来,进而达到授课目的,类比教学法是其中一个行之有效的方法。
所谓类比教学法,就是根据类比法的特点而组织起来的教学,包括用类比法设计教案、课件、教学等,在教学过程中向学生渗透类比思想。类比教学法是创设真实生动情景的有效工具之一,教师运用类比法创设的问题情景,能有效地促使学生发现新知识、新方法,让学生沉浸在问题情景中,将要探索的问题与已有经验联系起来,找到类比的对象,进而运用对此类比对象的研究所取得的成功经验、方法和结果等进行分析比较,建构类比以寻求规律,大胆猜想并找出证明思路,为建构知识意义打下良好的基础。
2.2类比法的应用
类比是根据两个对象有一部分属性相类似,从而推出这两个对象其他属性亦相类似的一种推理方法。人们认识事物和理解一个新问题很容易从一个客观可见的实体出发,然后通过自己感官认识并理解它。在授课过程中,教师可将操作系统相关概念和生活中的事例结合起来分析。下面以实例来说明类比法的好处。
首先以操作系统概念为例。操作系统是计算机系统中的核心系统软件,它负责控制和管理整个系统的资源并组织用户协调使用这些资源,使计算机高效地工作。为更好地理解这一概念,在阐述操作系统定义时,可以把它理解为计算机系统资源的大管家,类似于一个大的集团公司的“主管人员”。为确保一个集团公司的目标得以有效实现,必须通过层层分解,将任务落实到各个部门,直至组织的每个成员身上。而操作系统有五大功能,分别是:处理机管理,存储器管理,设备管理,文件管理和用户接口管理;类似于主管人员的五个部门主管,如销售、研发、人力资源等。通过此类比,学生可立刻明白操作系统的概念,并可延伸其至管理方法。
类比法教学不仅有助于学生理解操作系统相关概念,而且有助于指导他们在课程学习中创新。如讲述“资源管理”这一知识点时,可将CPU资源比喻成餐馆,而将欲占用CPU资源的进程比喻成顾客。顾客为了就餐,必须按照到餐馆的时间顺序进行排队,这是操作系统中处理多个进程的基本方法。有的学生提出,可以扩大餐馆的规模,于是引出进程并行的方法。另一个问题是,往往由于某个进程等待某一资源,而拼命地“空转”,不断地查询当前CPU的状态,造成资源的浪费。而类似的,餐馆中服务员采用叫号的方法,等待期间顾客可以忙自己的事情,而不必进行查询,叫号后由服务员提醒当前正在等待的顾客,于是又引出操作系统中中断的机制。其实,很多操作系统中采取的策略,均来自生活,因而用类比方法授课,可达到很好的效果。
上述是我在教学过程中运用类比教学法的个别案例。在操作系统中还有很多问题可用生活中的事例去类比讲解。如“优先级调度算法”,是指从进程就绪队列中挑选优先级别高的进程,并且把CPU分配给它使用,可把它比喻成银行服务中有VIP服务;“死锁”的概念可比喻成生活中交通堵塞的问题;临界区资源可比喻成在超市排队付款过程,等等。这些恰当的比喻都能帮助学生理解和掌握抽象的概念和原理。
教师想在教学中用好类比教学法,首先要能深刻透彻理解问题的本质;其次要有丰富的生活阅历,具有敏锐的观察力;最后要能用精炼风趣的语言把二者巧妙地结合在一起,分析二者本质上的相似点,以此让学生掌握问题的本质。
参考文献:
[1]汤子瀛,哲凤屏,汤小丹.计算机操作系统西安电子科技大学出版社,2006.12.
[2]张尧学,史美林.计算机操作系统教程清华大学出版社,2006.5.