發布時間：2022-04-10 16:34:10
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們為您精選了8篇的操作系統實驗報告樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發，請盡情閱讀。
作為信息技術應用發展的一個新方向，嵌入式系統是單片機系統更高級的應用，硬件資源非富，軟件開發基于嵌入式操作系統基礎之上，系統的功能和性能有了大大的提高。它可以應用于物聯網的前端、車聯網的移動端、移動應用等。嵌入式軟件開發課程是我校計算機科學與技術和軟件工程專業的一門專業課程，其實踐教學是整個教學課程的一個重要環節，是提高學生積極性、主動性和創造性的重要教學過程。通過實驗課程的學習和實踐，學生提高了工程設計能力、系統分析能力、基礎知識綜合性整合能力等。在實際的嵌入式軟件開發實踐教學中，通過近幾年的不斷改革和探索，實踐教學效果有了較大的提高。
一、嵌入式軟件開發課程的現狀
嵌入式系統是控制、監視或輔助設備、機器或用于工廠運作的設備。嵌入式系統通常執行的是帶有特定要求的預先定義的任務，通常，這一任務是通過執行嵌入式軟件來實現的。廣義的嵌入式系統一般分為兩種，一種是嵌入到其他設備或者機器中的模塊，進行設備的控制，比如冰箱、空調等里面控制模塊;另一種是獨立的設備系統，比如：路由器、機頂盒、手機等。針對前一種嵌入式控制模塊，一般采用的嵌入式操作系統為：uC/OS、uCLinux、Window CE、Linux、VxWorks等。而后一種嵌入式系統采用的操作系統，主要針對手機而言，操作系統平臺：Microsoft公司的window phone、Google公司的Android、Apple公司的iOS以及嵌入式Linux等。進行嵌入式軟件開發時，針對不同的嵌入式開發平臺，需要的軟硬件環境是不同的。尤其是iOS開發環境，需要使用Apple公司的硬件平臺和MACOS操作系統環境。我們調研了周邊的一些高校，各高校設置的嵌入式軟件開發的課程教學內容不盡相同，有的是基于uC/OS操作系統的軟件開發，有的是基于Linux操作系統的軟件開發。軟件平臺主要是指嵌入式操作系統，如VxWork、WinCE、uC/OS、嵌入式Linux等。我們學校選擇的該課程內容是基于Linux操作系統平臺的嵌入軟件開發。
二、嵌入式軟件開發實踐教學情況
嵌入式軟件開發實踐課程對學生的基礎要求較高，學生的動手操作能力要強。一方面，嵌入式軟件開發實踐的基礎要求，不僅要懂得底層系統軟件和軟件性能優化，而且必須懂得一部分硬件的工作原理。另一方面，是因為這一領域較新，技術發展較快，很多軟硬件技術較新或正在出現(如無線通信協議等)，掌握這些新技術需要有較強的學習能力。目前，高校的嵌入式實驗室一般都配有專門的嵌入實驗箱或者嵌入式開發模塊，學生按照實驗箱(或者開發板)進行Bootloader移植、操作系統移植、硬件模塊的驅動程序開發、應用程序開發等。這些實驗項目，一般都隨著實驗設備隨機配備，有現成的實驗步驟和源碼。實驗課堂上，學生一般按照實驗指導書的操作進行。這樣，學生在嵌入式系統的軟件開發實踐中，學習的內容和形式對學生積極性的提高沒有多大作用，學生自主創新的機會較少。
三、嵌入式系統實踐教學的改進
針對在嵌入式軟件開發實踐教學中出現的一些問題，我們進行了一系列的實踐教學改革與探索。
1.軟硬件兼顧，加強基于硬件應用的軟件開發實踐教學環節。嵌入式系統的硬件平臺是多種多樣的，還有豐富的外部設備。嵌入式系統軟件是在這些特定的硬件基礎之上運行的，嵌入式軟件的運行依賴于特定的硬件。在實踐教學環節，考慮到在特定的嵌入式硬件平臺之上，完成嵌入式軟件開發的實踐課。最初，我們在嵌入式軟件開發實踐教學的對硬件的實驗安排較少，甚至沒有，學生沒有掌握底層知識，對嵌入式軟件開發訪問硬件資源方面，就無從下手。加強用軟件控制硬件的實踐教學內容。嵌入式軟件開發的軟件實驗，一方面通過軟件去控制硬件，完成特定的功能。利用硬件平臺的核心硬件電路和外設，通過豐富的傳感器獲取一系列的參數，通過網絡和控制系統，控制一些機械設備。比如，利用無線技術進行工業控制、環境監測、機器人控制等。這樣便提高了學生的興趣性、積極性和創造性。
2.開放實踐教學模式，與社會培訓公司聯合培養學生。充分利用社會培訓機構資源，聯合培養優質學生。嵌入式系統軟件開發技術特點，是技術新穎、發展快、應用廣泛等，高校教師需要有學習過程和項目實踐過程。然而，許多培新公司有專門的技術教師專門從事這方面的教學培訓工作。目前，有關嵌入式軟件開發培訓的公司很多，他們的教學體系、實驗內容、項目實踐等很有特色，他們一直關注著該方向的前沿技術，這些都是值得我們學習的。我校和北京博創興業科技有限公司合作，利用他們優質的培訓教師和實踐的開發經驗，參與學校的實踐教學，是我們嵌入式軟件開發實踐教學改革的一個重要方向。
3.按照社會需求培養學生，與企業聯合創建實踐教學基地。讓學生參與到科研和技術公司中，讓他們接觸到最近的理念和開發技術。創建校企合作的實踐教學體系，就是以培養學生的全面素質和實際項目能力為重點，利用學校與企業兩種不同的教育環境和教育資源，采用學校教育與企業實訓、實習的有機結合，共同完成高技術人才培養任務。在培養方案中體現校企合作實踐教學體系，與企業科研部門共同制定人才培養方案。這樣，學生能夠準確及時地根據市場變化和企業的需求，結合行業與社會經濟的發展，遵循教育規律，共同制定人才培養方案。在培養方案中，實踐教學過程處于突出位置，具有很強的崗位針對性和主動適應性，既能豐富學生的項目經歷，又能夠大大縮短學生就業后項目研究的適應期。
4.科研競賽項目帶動實踐教學。嵌入式軟件開發，作為軟件開發的一種，按照軟件工程的要求進行實踐教學安排，起到良好的教學效果。依據實驗教學課程與創新平臺的資金支持，深入企業進行項目調研，獲取企業在人才和技術上的各項需求。實驗室專業教師提出科研和實踐教學的需求方向和研究題目，嵌入式軟件開發的學生根據自身的興趣結合所學習的知識和技術，選擇項目驅動式實踐課程。項目來自老師的科研課題或企業技術研發。社會上，有關嵌入式系統開發的競賽也比較多，我們有選擇地讓學生參與嵌入式軟件開發的競賽。學生參與競賽，一方面給學生提供了學習新技術的機會，另一方面，學生積累項目了經驗，提高了協同工作能力，這些活動的參與，屬于嵌入式軟件開發實踐課程的一部分。這樣，豐富了學生實踐課程的形式，也提高了學生的學習興趣。
5.實踐成績評價體系的改革。嵌入式軟件開發實踐課程是具有操作性很強的教學環節。如何給學生一個合理的評價方法，一直是我們的改革內容，包括學習態度、實施和創作能力、文檔編制能力、組織協調能力以及團隊協作能力等。項目考核一般以項目答辯的形式進行，同時采用實踐考核和提交作品以及論文的形式，由指導老師評分。一方面，強調實踐過程的評價。嵌入式系統軟件開發的實驗功能和性能的實現非常重要，考慮到整個實驗過程的復雜性，我們更強調學生的實驗過程和實驗態度，實驗過程環節成績所占比重，由原來的30%提高到50%。另一方面，加強實驗報告的撰寫。撰寫實驗報告是大學生的一項重要的技能和素質，在實驗完成后，必須在規定時間內完成自己的實驗報告。嵌入式系統軟件開發的實驗報告內容主要包括：實驗目的、硬件平臺(具體外設)、軟件平臺(運行平臺、開發平臺及開發環境等)、實驗過程、軟件流程圖及源碼、實驗過程遇到的主要問題及解決方案等。在學生成績評價過程中，實驗報告部分是評價體系的一個重要指標。
四、嵌入式軟件開發實踐教學改革的初見成效
通過嵌入式軟件開發實踐教學環節，學生進一步地鞏固和加深了在課堂上學得的知識，鍛煉了實踐操作技能，增強了實際動手能力。通過近期的實踐教學改革，通過我們對學生的調研，學生對實踐教學評價越來越高，學生對該課程的興趣也更大了，學生的積極性和主動性有了較大的提高，學生的實際動手操作能力有了較大的提高，選課的學生也越來越多。通過對近幾年畢業學生的就業情況進行調研，從事嵌入式系統軟件開發的學生就業情況非常好，學生發展的機會也比較多。
五、結語
由于嵌入式設備的硬件和軟件的快速發展，嵌入式軟件操作系統的發展也比較快，這對這門課程的實踐教學改革也在不斷的推進，其教學方式和教學內容也必須與時俱進。在實踐教學中，更好地完成教學任務和如何激發學生的學習的主動性、積極性與創造性，是我們實踐教學改革的核心與主題。
關鍵詞：核心；課程改革；設計
一、問題的提出
隨著信息技術的發展，移動互聯網技術、云計算、物聯網技術的廣泛運用，企業對高職軟件專業人才的需求發生著巨大的改變，目前市場上android開發人員需求量大，供不應求，而傳統的高職軟件專業培養的Java程序員又無法直接勝任此類工作，高職院校歷來以培養符合企業要求的人才是己任，因此，作為計算機軟件技術專業，與時俱進，關注技術發展新趨勢，解決市場新問題迫在眉睫。解決此問題的關鍵在于根據市場需求，對專業課程實施課程改革或調整課程設置，將教學重點轉到移動應用開發上來。在此大環境下，《操作系統原理及應用》課程也需要進行相應的改革，教學重點不再是理解操作系統如何工作，而應落在移動操作系統――Linux的操作使用上來，即學會使用Linux操作系統，并在此平臺下進行應用程序開發。
二、《操作系統原理及應用》課程教學現狀
《操作系統原理及應用》課程是軟件技術專業必修課， 是培養學生行業通用能力的核心課程之一。本課程的培養目標是通過學習操作系統原理、設計方法和實現技術，操作系統的演化過程、發展研究動向、新技術以及新思想，介紹各種有代表性的、典型的操作系統實例，培養理解操作系統軟件本身，具有分析、解決操作系統實際問題基本能力的技能型人才。重理論、輕實踐，理論講解抽象、枯燥，學生普遍感覺難懂，在實際工作中用不上；實踐課時少，實訓條件有限，開設的實訓內容多為檢驗性實驗，學生重復課堂上教師的實踐步驟來完成操作，若對實訓內容稍加變化，需要學生自己獨立思考加以變通才能解決問題時，則感覺困難重重，缺乏創造性。并且在實訓課中，一般是三四十名同學一起實訓，老師無法各個同學都照顧到，最終形成的局面：會做的同學在認真實驗，而不會做的同學則茫然不知所措。對實訓效果的監督仍停留在遞交實驗報告，檢查實訓結果的層面上，許多同學為了扣除平時成績，常常拷貝其他人的實訓結果，遞交的作業很難反映真實的學習狀況，老師也難以客觀、公正的去評價學生。因此，從課程目標、課程內容、教學方法、教學手段等方面進行教學改革顯得意義重要。
三、《操作系統原理及應用》教學改革實踐
1、課程目標
本課程是專業必修課， 是培養學生行業通用能力的核心課程之一。在課程定位上，兼顧操作系統的原理、操作系統的組成及功能模塊；另一方面注重操作系統在移動方面的運用。專業方向為移動應用開發，學生就業崗位定位為安卓程序員，因此立足于Linux操作系統來進行分析講解。通過本課程的學習，使學生較為全面地了解Linux操作系統，培養學生運用Linux操作系統的基本技能，奠定在Linux系統上進行移動項目開發的基礎，對學生從事嵌入式開發、移動項目開發、移動產品技術支持等工作崗位的職業能力和職業素養起主要支撐作用。前導課程為《計算機應用基礎》、《程序設計基礎》， 其后續課程為《Android開發技術》、《移動應用軟件項目制作》等課程。
2、課程設計思路
該課程為計算機類專業的核心課程，而對高職學生來講，其應用操作系統的實際技能是所有學生學習的重點。整個課程以實踐為主，以Linux操作系統的基礎應用和維護為項目任務的要點，不斷進行強化訓練，最終達到能夠熟練控制和使用操作系統的目標，為后續其它課程使用操作系統，進行移動項目開發打下良好的基礎。在上述理念的指導下，以學生的職業崗位能力的培養形成為已任，以教學做一體化的模式為要求，開發和設計工作過程系統化的項目化的教學標準和資源，實現基于工作過程系統化的課堂教學。
3、課程內容選取
課程內容選取的依據，一是典型工作崗位的工作任務、工作過程及其所需的知識、技能、素質；二是人才培養目標；三是學生本身的學情。整門課程的教學內容選擇Linux的操作運用為載體，將Android操作系統的使用作為知識的拓展，以計算機操作系統的核心算法思想的理解和基本工作原理作鋪墊，從工作過程系統化的角度，以項目為指導，以若干具體細節任務為支撐，做到教、學、做一體化。
4、教學情境設計
在對幾家知名的軟件企業進行調查、分析形成的典型工作任務的基礎上，選取Linux的各種實際操作作為課程的載體，在操作過程中，講解操作系統的基本原理，力求引導學生在軟件開發方面對操作系統的使用，加強命令接口的高級操作應用和程序接口的編程應用。同時按照認知規律和職業能力培養規律來整合、序化教學內容，一共設定：認識Linux、Linux的基本應用、典型應用、網絡應用、綜合應用5個學習情境，在每個情境下根據包含的模塊內容又進一步劃分為11個子情境，每個子情境對應相應的教學內容，如認識Linux學習情境對應的教學內容為Linux操作系統的安裝、登錄、使用環境的設置（圖形化界面和字符界面）；Linux的基本應用情境從操作系統功能模塊的角度入手，包括用戶管理、文件管理、進程（作業）管理；典型應用情境則包含的內容是在Linux下安裝和使用各種辦公軟件的方式和方法；網絡應用情境包括準確的配置網卡實現上網、各種服務器的配置（FTP服務器、SAMBA服務器、DNS服務器、DHCP服務器、WEB服務器等）；綜合運用情境包括Linux下的Shell編程、Linux下的Android編程、C編程等。每個教學情境對應一個綜合項目，每個子情境對應一個小的工作任務，每個學生在完成子的工作任務后，組合起來即完成一個大項目，一方面讓學生在學習的過程中不畏難，另一方面在完成任務的過程中會有成就感，從而激勵自己繼續前行。
5、教學方法
在引入每個學習情境時，都是采用的任務驅動教學，即為展示每個工作任務完成時的情境，讓學生看到工作完成后的“成果”，繼而以此為目標，逐步分解任務，劃分若干個子任務，分析完成子任務需要具備的理論知識，進而進行詳細講解，基本的做法是需要用到什么就講什么，知識的延伸放到課外，讓有余力的同學自主完成，遇到困難再求助老師。
在教學過程中，將整個班級劃分成若干個學習小組，強弱搭配，并確定好每個同學的角色，工作任務以小組為單位完成，由組長統籌規劃每位的工作任務，一起分擔學習中的困惑，定期交換角色，實現角色輪換。課程考核時以小組為單位，進行匯報、講解，老師在進行課程考核時，既考慮每個同學在小組中單個的表現，也考慮小組的綜合表現。
在實踐教學環節，我們借鑒“微課”、“翻轉課堂”教學，事先將實訓任務到世界大學城空間、QQ群、百度云空間中，并將操作過程錄制成視頻、動畫及配套的教學資源，也隨著實訓任務一起在打包到網上，并要求學生在實訓課前進行自主學習。在實訓課堂上進行任務分解，學生設計實驗方案，自行完成實驗，在實驗的過程中遇到問題可與其他同學交流、討論，實在解決不了，可求助于老師，并完成實驗報告的書寫，并在小組內推選組員進行實驗的回報；教師在實驗室中來回巡查檢查學生實驗的情況，聽取每個小組的匯報，對于共同存在的問題，進行集體講解，引導學生進行討論。學生一方面展示實驗成果，另一方面在參與討論、聽取老師的講解后，進一步完善、優化實驗及實驗報告。
在課程考核方式上，不再是傳統的試卷，而是以“過程考核+技能考核+期末考試”來綜合評價學生對于該課程的學習情況。過程考核包括平時上課遲到、早退、曠課情況，課堂討論的參與度、小組匯報的表現等；技能考核以項目考核為主，即以項目為單位，提前設置幾個項目，小組隨機抽取試題，以項目答辯的形式來進行考核；期末考核則注重考核學生對理論知識的掌握程度，全面、綜合地考核學生。
四、結束語
《操作系統原理及應用》是一門操作性很強的課程，通過分析目前的市場需求，重新定位課程目標，選取課程內容，設定教學情境，采用任務驅動式教學，在實踐課程環節，引入“微課”、“翻轉課程”教學法，通過一學期的教學實踐檢驗，學生在學習態度、協作精神上有明顯的改善，學習積極性方面也有明顯的提高，當然在實踐中還存在一些不如人意的地方，希望今后改進，進一步提高教學質量。
參考文獻
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關鍵詞:操作系統;實驗教學;課程設計
中圖分類號:G642 文獻標識碼:B
1存在的問題
“操作系統”是計算機專業的核心理論課程之一,無論在教學、科研中還是在軟件產業及國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”的教學和實驗都存在比較嚴重的問題。
(1) 操作系統在所有軟件中是最復雜的,而且目前的幾大主流操作系統的地位已經相當堅固, 所以師生參與編制實際操作系統的機會少之又少, 這樣在教學過程中原理的抽象性和實際系統的開發必然嚴重脫節,直接導致了該課程教學效果的不理想。
(2)“操作系統”課程的理論性和綜合性都很強,學生在學習過程中不容易理解和掌握,也無從應用,因此,從主觀上講,學習操作系統的無用論在學生中也普遍存在。這直接影響了學生學習該課程的興趣,使學生普遍反映該課程難學。
(3) 操作系統的復雜和功能強大,使得操作系統的實驗難以設計和實施,再加上實驗設備和實驗環境的問題,更難開展具有針對性的實驗。據調查,有些高校根本不開設操作系統的實驗。因此,該課程的教學目的和教學要求根本無法達到。
2教學探索與實踐
教育學中革新傳統教學的“建構主義”理論主張應以學生為中心,認為學生的知識主要是學生自己建構起來的,教師的作用是提供一個良好的學習環境以幫助和推動學生去建構自己的知識。基于這種建構性教學的核心思路,我們應以學生為主體,設計相應的教學模式以及相應的施教方法,推動學生建構自己的知識,激發學生的學習興趣,培養學生的自我學習、自我發展和團結協作的能力。
為了解決“操作系統”課程中的問題,除了授課時要突出重點,講清難點以外,還要注重講課的方式,采取有效的教學方法,改革以往的考核方法,加重對實驗課的考核,通過實驗在實踐中讓學生加深對較為抽象的理論知識的理解記憶,幫助學生學習,讓學生掌握有效的學習方法。
2.1采用啟發式教學,激發學生的學習興趣,注重培養學生的學習能力
教學離不開講授,“操作系統”這門理論課有更多“講”的內容,但要講究方法,要注意激發學生的思維,調動學生主動積極思考。在授課過程中,不能單純地介紹抽象的基本原理和概念,而是要滲入到學生的現實感受中。教師要充分地啟發學生的聯想,讓他們的現實感受和所教授的抽象原理產生共鳴,以此來引起學生的興趣,從而使學生在學習中能夠充分發揮其主觀能動性。
其實,操作系統本身的特點決定了其教學的過程是培養和發展學生邏輯推理能力的有效途徑,這就需要教師去思考、去設計,讓學生在學習專業知識的過程中培養學的能力。為了培養這一能力,在具體授課時,針對一個問題,教師應向學生介紹多種參考資料。通過查閱參考資料中對同一問題的不同闡述,培養學生研究性學習的能力;另外,教師還要注意引導和培養學生利用網絡資源的能力,并注意綜合知識的應用,鍛煉學生的獨立學習能力,使學生的目光從課內延伸到課外。
2.2精心設計教學過程,突出學生學習過程中的主體地位,注重培養學生的創新學習能力
實施以學生為主體的教育,培養學生的創新素質,精心設計教學過程是非常有效的方法。經過多年的努力,我們總結出了一套行之有效的方法,就是在教學設計的過程中,要注意充分發揮教師的提示、引導、分析和歸納的作用,設計相應的環節和一定量的問題,以培養學生的獨立思考能力和創新能力。復習鞏固性的問題,可以督促學生養成復習鞏固知識的學習習慣;引導性的問題,可以督促學生養成預習新知識的學習習慣;點評式的問題,有益培養鍛煉學生的綜合能力。引導學生分析問題時,注意要引導學生用多種方法加以思考。不同的方法,會產生差異很大的結果,這可以讓學生更加注意方式方法的選擇。
為了突出重點內容,把更多的時間留給學生,我們通過多年的實踐,把“操作系統”的內容分成了三大類:需要了解的內容(能記住所學的知識內容,并能直接運用這些知識)、應該理解的內容(理解所學概念,并能用它解決簡單問題)和必須掌握的內容(要求熟悉知識內容,能把標準所列知識綜合應用)。這樣,教師在教學過程設計中就可以根據所劃分好的內容進行有針對性地設計,在教學時根據內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加強實驗實踐環節,發揮學生在實驗中的主導作用,培養學生的學習興趣和團結協作能力
這個環節,我們改革的力度最大。在這幾年中,經歷了一個不斷發展和完善的過程。開始的時候,我們只是開設了一些模擬實驗,如進程管理的模擬、文件系統的模擬等,讓學生從中加深對相應原理和理論知識的理解。后來,隨著課程改革的深入,我們逐步引入了Linux源碼分析和關于Linux平臺的一些實驗。現在,我們的這個環節可以分為兩個層次:與理論課程安排在一塊的模擬實驗和獨立的關于Linux平臺的課程設計環節。在第一個層次中,我們安排了進程調度模擬實驗、作業調度模擬實驗、進程同步模擬實驗、分頁存儲管理模擬實驗和文件管理系統模擬實驗等,要求學生隨著理論課程的學習,在安排的實驗學時內獨立完成,主要目的是鞏固所學的理論知識,做到學以致用。關于第二個層次,我們安排了兩周的課程設計,要求學生分組完成在Linux平臺上的實驗。在這個層次中,我們始終堅持以學生為中心、以教師為主導的指導思想。教師的作用是為學生提供和營造一個能充分發揮學生個性、施展學生才能的學習環境,設計可供選擇的方案,鼓勵學生創新,并及時、恰當地給予正確的評價和指導,使學生學會學習、學會發現、學會創造,少走彎路,樂于接受新知識,提高學習效率,不斷完善自我。堅持以學生為中心就是要轉變教學模式,實施雙向交流的知識傳授、能力訓練、素質養成的教育模式,培養學生的創新思維方法,按照學生的特點來設計實驗方案、安排實驗內容、組織實驗活動。具體如下:
(1) 教師按照上面的指導思想,設計了實驗項目方案,并標明了每個方案的難度系數,供學生自由選擇。在每個方案中,除了必須完成的任務以外,還允許學生進行創新。
(2) 開展以自我管理為主,組成實驗小組。為了培養學生的團結協作意識,在分組時,我們打亂了班級和性別,進行隨機分組,以5～6人為一組。然后,每個組根據自己的實際情況,選出組長,負責整個組的管理和協調。
(3) 選擇實驗項目方案。每個組經過討論,選擇適合自己小組的方案。由于這個環節的成績是根據每個方案的完成情況(包括整個小組的完成情況和每個小組成員的完成情況)、難度系數和創新情況來綜合評定的,因此,選擇一個合適的方案是相當不容易的。
(4) 制定計劃、分工和進度表。每個組經過討論,制定相應的軟件開發計劃,并在組長的主持和協調下,進行任務和功能的劃分,最后制定本小組的進度表。
(5) 每個小組按照自己的進度表進行實驗項目開發。在開發過程中,既鼓勵競爭又要加強合作,要求每個學生必須就這個環節完成一份有自己見解的報告,同時,每個小組也必須完成一份有價值的報告。這樣,在整個環節的過程中,充分體現了競爭與合作的統一。
2.4改革考核方式,調動學生理論與實踐相結合的熱情,促進學生的主動學習
成績的考核,改變了單純強調卷面成績的考核辦法, 將總評成績改為卷面成績占50%,上機實驗成績占20%,課程設計成績占30%。同時,關于實驗和課程設計的考核要詳細化、規范化。不是以實驗的表現或實驗報告來評定實驗成績,而是看實驗準備、實驗動手能力、調研活動、實驗報告、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、動態地評定實驗成績和課程設計的成績。鼓勵學生思考,鼓勵學生提問,鼓勵學生開展創造性的活動等。
3結束語
通過“操作系統”課程的改革,提高了學生學習的主動性,培養了學生的學習能力和創新能力。尤其是我們開展的“操作系統”課程設計環節,更是培養了學生的組織協調和團結協作能力。由于每一個小組由5～6人組成,選舉一名組長負責小組內關系的協調處理,大家配合共同完成實習任務,這有力地培養了學生的集體主義精神和組織協調能力。
當然,這種教學改革也增加了學生學習的壓力。由于成績是綜合評定的,因而學生會有一定的壓力。但是,只要教師注意引導,是可以將這種壓力轉變為學生學習的動力的,我們近幾年的實踐也證明了這一點。
總之,在“操作系統”的授課過程中,通過以上的改革,我們發現學生的積極性、動手能力有了明顯地提高,單調抽象的理論知識也在實驗中生動并簡單起來,學生的理解能力加強了,團隊協作精神也慢慢培養起來了,較大地提高了教學質量,并且也使期末的考核更具有公平性和促進性。
參考文獻:
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關鍵詞：項目任務驅動；教學模式；教學效果
作者簡介：趙邶（1978-），男，吉林雙遼人，東南大學成賢學院計算機工程系，講師；劉雪娟（1980-），女，山東嘉祥人，東南大學成賢學院計算機工程系，講師，南京航空航天大學計算機科學與技術學院博士研究生。（江蘇 南京 210088）
基金項目：本文系東南大學成賢學院教改項目（項目編號：1101300069）的研究成果。
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）02-0137-02
“Linux操作系統與應用”課程是計算機專業的核心專業課程，同時，本課程也是從事Linux嵌入式開發、Linux服務器管理等職業崗位的人員必須學習的一門基礎課。通過本課程的學習能較全面了解Linux操作系統，掌握Linux操作系統的基本技能和強大的應用功能。在多年的“Linux 操作系統與應用”課程教學中發現，這門課程難度不大，但是對動手能力要求較高。如果按照普通的教學模式，在理論課堂上學生只是被動的接受知識，幾天后上機實踐時，學生能記下的東西可能所剩無幾。實驗課堂上需要占用大量的時間重新回顧一遍，這樣既浪費了時間，完成不了教學內容，又達不到預期的教學效果。學生也表現出對該課程的抵觸，不知道學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習的興趣。由此可見，以知識為中心的教學模式，以教師的單向灌輸為手段的單一傳遞活動，已經完全不能達到該課程的教學效果了。
鑒于此，該如何選擇合理的教學模式才能有效地提升“Linux 操作系統與應用”的教學效果呢？根據以往的教學經驗以及認真的思考，筆者認為應該以項目和任務為導向，以具體的應用項目為教學內容，讓學生明白學完這門課程后能做什么、這門課程的意義，才會用心去學習，這樣才有可能提升本課程的教學效果。
一、Linux課程教學現狀分析
“Linux 操作系統與應用”是計算機專業一門十分重要的專業基礎課，該課程包含Linux系統理論知識的介紹，還包含一些網絡服務的內容。由于本課程很多知識都需要在機器上執行，單靠黑板的板書和幻燈片的內容羅列，完全不能讓學生理解和真正的掌握。再加上對于初學者而言，許多的命令都是陌生而且難以記憶的，如果不是反復地實踐記憶，根本記不住。
針對這種情況，應該對固有的教學模式做一定的修正，通過對教學任務、教學目標、教學內容和考核方式進行改革，讓學生在每堂課上都能反復練習、調試，通過理論教學和實驗同步交叉進行，使得教學內容更為豐富，教學效果更為顯著，教學方法更為合適。不斷的與時俱進，增加一些與教學內容緊密相關，與實際應用結合密切的實驗內容，讓學生真正體會到學以致用。同時，以項目作為載體，以任務作為驅動力，不斷挖掘學生學習該課程的濃厚興趣，調動學生學習該課程的主觀能動性。 [1]
二、改革Linux教學模式
Linux操作系統涵蓋許多強大的功能，而且許多操作都十分靈活，可以說是一個非常安全而且穩定性好的操作系統。單從理論知識而言，在講授本課程時，主要包含5大部分的內容：Linux操作系統基本操作的總體介紹；講解系統的安裝及配置、系統常用命令的使用；全面講授系統的圖形界面及圖形界面下的應用程序的功能及使用方法，包含基本的應用方法和典型的一些實例；重點介紹Linux強大的網絡服務功能；介紹Linux系統管理和Linux系統的數據庫應用。該課程是一門實踐性極強的課程，除了理論課程的講授，實際的動手操作尤為重要。只有帶著明確的目標和任務，完成相關的綜合實驗，通過實驗加強學生的動手能力，鞏固課堂上的基本知識點，才能真正掌握該課程。所以，對于“Linux 操作系統與應用”這門課程的教學模式的改革勢在必行。
1.改革教學內容
教學內容是一門課程的根本，對教學內容的創新在很大的程度能影響教學效果。為此，要打破高校教學的固有模式，在課程增添與實踐密切相關的新的教學內容，新的教學內容的選取，要以典型工作崗位的工作任務、工作過程及其所需的知識點的全面分析為依據。如引入一些公司或企業的實際業務需求的項目作為實踐內容，這樣的教學內容作為新的項目和任務，可以成為學生掌握知識的驅動力，通過設計實驗完成這些項目或任務，加強學生的實踐動手能力，增強學習興趣，提升教學效果。
改變課程教學內容，以項目為目標，以企業網絡服務功能的實現為任務，不再是紙上談兵，而是將知識點體現在實際操作中。針對本課程，將從日常教學中的理論部分和上機實踐來進行改革。理論部分：每次授課分為兩小節，第一小節課學習教材相關知識點，第二小節針對本項目用到的知識點進行具體的說明，也就是說前面是公共知識的學習，后面是知識點應用到項目的實踐。實踐部分：每次做實驗必須先寫實驗報告，內容包括：實驗名稱、實驗任務、實驗預期效果、實驗步驟、心得體會等，不寫實驗報告者不能進機房做實驗。只有這樣，學生上機才不會懵懵懂懂，才會有目標地做實驗。在上機實踐中每人一臺計算機，需要在自己的機器上完成具體的任務目標。下課時將實驗效果截圖到WORD文檔中作為作業提交。
本課程理論教學32學時，實踐教學16學時，總共8次上機，在這短短的8次上機中要完成既定項目目標，任務非常艱巨，要求學生在課余時間需要自己動手熟悉操作步驟，這樣才能達到要求。這8次上機內容的具體安排是：第一次：使用虛擬機安裝RHEL5.2，熟悉Linux系統，熟悉常用Shell命令；第二次：繼續熟悉Shell命令，安裝YUM軟件倉庫；第三次：飛揚廣告公司網絡拓撲的設計與搭建；第四次：DHCP服務器的配置管理；第五次：DNS服務器的配置管理；第六次：FTP服務器的配置管理；第七次：WWW服務器配置管理；第八次：Mail服務器的配置管理。
以本課程新增的實驗教學內容“飛揚廣告公司網絡拓撲的設計與搭建”為例，該實踐內容是完成一虛擬中小企業內部網絡服務需求為目標，以項目開發流程為主線，最終滿足企業實際應用。這個虛擬企業是feiyang，它是一家廣告設計公司，主要從事平面媒體設計、等相關業務。總公司位于江蘇省南京市，人數50人左右。該公司需要通過Linux平臺實現以下網絡服務功能：DNS服務：實現名稱解析、動態更新等功能；文件服務：為企業內部員工提供一個可靠、安全的存儲空間；FTP服務：為企業合作伙伴提供相關文件的下載；DHCP服務：實現IP地址等相關信息的動態分配；WEB服務：為企業內部員工及商業合作伙伴提供一個展示和交流的平臺；郵件服務：為企業內部員工提供郵件服務。[2]
為此，課程內容增加新的課程任務：
（1）設計實驗環境。為了便于計算機公共機房的管理，本課程上機實驗均在VMware 虛擬機環境下進行。VMware Workstation 是一款功能強大的桌面虛擬計算機軟件，為用戶提供可在單一環境同時運行不同操作系統并進行開發、測試、部署應用程序的最佳解決方案。VMware Workstation可在一臺物理機器上模擬完整的網絡環境，其更好的靈活性與先進的技術勝過市面上其他的虛擬計算機軟件。[3]
（2）設計教學內容。在本課程中引入完整項目的實例：虛擬企業Feiyang廣告設計公司的網絡服務功能的設計與實現，其物理拓撲如圖1所示：
本項目的驗收目標是：假設公司某部門的員工上班，開機后可以自動分配公司內部的私有IP地址，員工進入公司內部局域網，通過DNS和WWW進行網頁瀏覽、通過FTP進行有權限的文件上傳下載、通過Mail收發電子郵件。如果能實現這些功能，那么本課程主要內容的教學目標也就達到了。
本項目實現的關鍵是搭建虛擬公司的網絡拓撲結構。利用VMWare虛擬化，將一臺虛擬機（圖1 物理拓撲圖中的Router_DHCPRelay Server）設置為路由器，將各個部門不同網段的虛擬機通過這臺虛擬機路由器聯系在一起，實現公司內部分處不同網段的部門均能正常地使用網絡服務。[4]
通過這個實際項目的學習，將平常零散的知識整合起來，運用到實際工程中，加深學生對知識的理解，同時也鍛煉了學生的實踐能力、團隊協作、溝通交流等多方面能力，為以后的學習打下堅實的基礎。如果多個類似這樣的實驗內容融入到教學中，讓學生通過反復訓練鞏固和掌握Linux的知識及應用，對于該課程的講授和學習都能起到事半功倍的效果。
2.改革教學方式
因為學生畢竟是第一次接觸Linux，剛開始有些同學在Linux下都找不到指定的文件夾，在此情況下讓學生敲命令、修改服務配置文件可謂困難重重。為了能讓教學內容順利開展，筆者改變了以往的教學方法，在本課程中提供7次實驗的項目指導書，安排每次實驗任務目標和項目指導書內容有所側重，將項目實施的每一步驟圖文并茂的呈現，對于學生成功完成實驗起到指導作用。
在教學中，即使有項目指導書的輔助，還是存在問題，有些學生反饋：按照指導書的操作步驟，還是不能完成實驗任務，嘗試多次也無法成功。針對這些偶然性出現的問題，筆者進一步完善了教學方式，在教學中融入大量的具體操作的視頻。在確認項目指導書正確性的前提下，以視頻錄像形式，讓學生更直觀更清晰地了解每一步的界面，對服務器的配置管理按照視頻來一步一步操作，能夠完成既定的實驗。
除了以教學項目指導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的教學課時。例如，在課程結束前，要求學生從教學內容、教學實施和教學效果三個方面對于新的教學模式談談感受，大多數學生表示新的教學模式比較新穎，實驗內容豐富，能學到很多東西。同樣也存在其他意見，比如實驗課時偏少，實驗內容偏多等。針對學生反饋的意見，進一步調整教學內容和教學方式，以期達到更好的教學效果，這也是本課程改革最根本的目標。在這里筆者以近3年實施改革前后的考試成績為實例，將2008級至2010級計算機科學與應用專業3個年級本課程期末考試成績的結果分析圖呈現出來。數據表明對課程的改革有一定的成效，當然，教學效果的改善不能完全由考試成績來佐證，但至少可以作為量化的一個指標。
3.改革考核方式
鑒于本課程教學改革的新方向，考核方式為：平時成績、一次大作業和期末考試。平時成績占20%，期末考試占60%，大作業占20%。期末考試分為筆試和機試，筆試占40%，機試占20%。這一次大作業要求是本項目的所有網絡服務功能的完整實現，每個人都要撰寫項目實驗報告。
三、結論
本次教學新模式的探索希望能開辟一條新的道路，能夠讓學生在初次接觸Linux系統時就能較為容易地掌握，并且為之后學習其他課程打下堅實的基礎，特別是“Linux環境下網絡編程”、“嵌入式及Linux程序開發”等課程的學習。
普通高校“Linux 操作系統與應用”課程的教學普遍存在偏理論性，知識點繁雜，沒有統一性，學生學習的積極性不高。通過本教學新模式的探索，將項目的開發引進到教學中，以具體任務為目標，將完成網絡服務功能作為考核的結果。學生學習的主動性和興趣能夠調動起來，并安排詳盡的實驗計劃，完善的考核方式，對于本課程的教學效果會有提升。
參考文獻：
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[2]張勤，楊章明.Linux服務器配置全程實錄[M].北京：人民郵電出版社，2010.
【關鍵詞】操作系統 教學方法 實驗教學
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】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
操作系統是一門綜合能力要求較高的課程，教學過程需要理論教學和實踐教學并重，而且課程大部分內容較為抽象，難以理解，知識點較為松散，學生不易形成知識體系；在學習過程中，需要學生不僅理解課程本身的思想和概念，同時也要求學生有較強的軟件編程能力，能夠理解和掌握其中的思想；本文在分析現有操作系統實驗教學問題的基礎上，提出相應的解決方法，并講述一種配合理論和實踐教學的實訓方法，從而使得學生整合知識體系。
一、操作系統實驗的目標
通過實驗教學，使學生熟悉操作系統接口的使用，加深對操作系統工作原理的認識，加強對操作系統實現方法的理解，同時也使學生在系統體系結構的設計方面得到基本訓練。
二、操作系統實驗內容
針對兩大主流操作系統Windows和Linux所提供的編程接口，設計了以下操作系統實驗。
Windows系統實驗安排四個方面的實驗課程：①進程管理方面，提供了線程的建立與撤銷、線程的同步、線程的互斥，使用命名管道實現進程通信幾個實驗。②內存管理方面，提供了動態鏈接庫的建立與調用和系統內存使用統計的兩個實驗。③文件管理方面，提供了采用無緩存方式實現文件讀/寫，采用高速緩存實現文件讀/寫，采用異步方式實現文件讀/寫。④設備管理方面，提供了獲取磁盤基本信息、讀/寫磁盤指定位置信息兩個實驗。
Linux系統實驗設計為：①進程管理方面，設計了編制實現軟中斷通信的程序和進程管道通信程序。②內存管理方面，設計了內存的監控、檢查和回收，模擬FIFO，LRU和OPT頁面換算算法兩個實驗。③文件管理方面，設計并實現了一個文件執行程序和一個一級文件系統程序。④設備管理方面，設計了字符類型設備的驅動程序和塊類型設備的驅動程序兩個實驗。
根據Linux的特點，設計了一個綜合性實驗：設計Linux系統內核的編譯實驗。
三、實驗教學方式改革
實驗教學的形式應多元化，而不僅僅是傳統的上機操作。為了更好地提高學生的學習興趣，培養學生的創新意識，我們采取了以下幾種教學策略。
1．案例教學
案例教學是通過對一個具體案例的思考，啟發學生的創造潛能。首先由教師通過案例給學生演示實驗過程，然后學生自己重復調試或者在此基礎上進行一些改進性或創造性的工作。
2．鼓勵學生參與教師的科研項目
結合教師的課題，積極引導學生參與。實驗教學與科研實現了有機的融合，有力地推動了學生創新活動的開展，收到了明顯的成效。通過這種形式，學生可提早參與到項目開發中來，為以后走上社會就業打下良好的基礎。
3．培養興趣小組，鼓勵創新。
實驗過程中，學生往往注重實驗結果，不在乎實驗過程，這樣無法深刻理解實驗原理，也不利于培養學生系統程序的設計能力；達不到實驗教學的真正目的。作者在實際的教學過程中發現成立興趣小組，要求小組成員獨立或協作給出實驗方案，并帶動大多數同學一起完成實驗，并針對不同方案，教師和同學一起討論，給出改進措施，能夠提高學生的學習積極性，培養團隊意識。
4．設計多組實驗，鼓勵多種實現方式。
很多同學為了完成實驗，往往采用實驗前或者過程中，抄襲他人，甚至直接網上查詢結果，填寫實驗報告，達不到實驗效果，設計多組實驗，根據代碼給分，極大地提高了學生學習興趣，開拓了思維方式，并增強了學生解決實際問題的能力。
四、動手實現操作系統的實訓設計
一般操作系統課程安排在大三下學期進行講授，對于該階段的學生，在學校里的主要課程均已學習完畢，知識積累到了一定程度，但是對于編程能力和對系統的認知程度還較為淺薄，此時安排學生自己動手編寫操作系統的實訓，不僅能夠使得學生對操作系統形成全局的認識，而不是一個個的離散的知識點，同時學生能夠將之前所學知識串聯起來，形成體系，以便學生學會分析和設計大型系統軟件的方法和技巧。
建議如下安排實訓內容：
實訓主要是圍繞著Linux系統實現進行，分為4個階段，每個階段一個星期：①OS啟動、中斷與設備管理，代碼量200～1500行；②內存管理，代碼量2000～2500行；③進程管理，代碼量3000～4000行；④同步、互斥與死鎖，代碼量4500～5000行。
在教學過程中發現，大部分學生對如此大量的代碼量感到吃力，所以根據需要，教師提供部分框架代碼，讓學生填充其他的內容，從而提高了學生的興趣和實訓的效果。
五、結束語
針對操作系統實驗教學存在的問題，我們提出了相應的解決方法，同時為了提高學生的綜合能力，設計了一次為期一個月的操作系統教學實訓，使得學生能在實踐的基礎上加深對操作系統的認識，并幫助學生形成完整的知識體系，解決實驗中難以看到實際效果的問題，培養了學生的學習興趣和思維模式，提高編程水平，通過實踐，該方式起到了良好的教學效果。操作系統作為計算機專業的專業基礎課程，實驗教學是計算機教學的重要環節，抓好這個教學環節，對于提高計算機的教學質量、全面提高學生的素質有著重要的意義。
參考文獻
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一、實驗報告電子存檔，師生互評，促進建立完善的實驗教學評價系統
通用實驗教學管理系統，不僅能夠提供教學內容上的指導與資源的補充，同時學生的實驗結果、報告還可以電子文檔形式提交。教師可在線評價學生的實驗效果，學生也可對實驗項目的教學效果做出評價。根據評價形成一定量化指標，從而以通用實驗教學管理系統為平臺，促進實驗教學知識結構評價、學習資源建設評價，學生自主學習效果評價和師生互動效果評價等實驗教學評價體系的完善。由于采用了數據庫、網絡等新技術，能夠對實驗室資源做到合理管理。包括實驗設備的出入庫、維護保養、實驗耗材購買與使用等都能按照用戶需求設計項目信息，分類保存，有效提高實驗設備的使用率，實驗室管理人員的工作量也大為減少。通過以上幾點的介紹可知，設計并構建合理的通用實驗教學管理系統對提高實驗教學效果，促進實驗教學水平發揮具有重要的作用，因此積極建設一個通用實驗教學系統是非常必要的。
二、通用實驗教學管理系統設計
本實驗教學管理系統在設計時充分進行需求分析，使其具有權限控制、實驗預約、在線教學指導與學習、提交實驗報告、實驗效果評價、實驗室資產管理、布告發表等功能。該教學管理系統基于B/S（Browser/Server）構架，服務器端操作系統選擇Windows2000Server版，在其上搭建Apache服務器；Web頁面端語言采用PHP語言，數據庫采用與之搭配非常成熟的MySql數據庫。該系統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，使教學管理系統的易用性更強，整個系統的維護工作量也大為減少，保證了系統能夠平穩高效運行。系統架構如圖1所示。根據前述功能，通用實驗教學管理系統主要分為實驗教學管理子系統、數據管理子系統、實驗設備管理子系統。系統框圖如圖2所示。實驗教學管理子系統實現對課程實驗與開放實驗的教學與管理；數據管理子系統實現用戶管理、數據庫維護及系統環境設置功能；實驗設備管理子系統對實驗室資源進行管理，包括設備使用制度、出入庫、維護保養管理及實驗室耗材管理、布告管理。實驗教學管理子系統是這個系統中的核心部分，其功能按照學生、實驗指導教師、課程教師又進一步細分。實驗教學管理子系統的層次圖如圖3所示。在學生模塊中，學生可以三種用戶身份登錄。個人用戶身份具有預約、退訂開放性實驗項目、在線學習交流、提交報告、查詢成績的權限；班級用戶身份由課程教師指定，通常是課代表，用于課程實驗選擇、預約、查詢；訪客用戶是提供給一般人員（非本課程學員）用于學習的權限，該權限可以進行課程選擇，瀏覽教學資源，但不能進行在線交流、預約實驗、信息查詢等操作。教師模塊分為實驗教師與任課教師兩部分。實驗教師負責實驗項目的教學指導與管理，包括根據任課教師實驗安排制定實驗課表、進行實驗效果評價、成績管理及實驗信息管理、在線教學指導、實驗教學資源管理等工作。任課教師主要負責課程實驗進度控制、課程教學資源管理、在線教學指導，并負責上傳、下載、編輯課程教學資源，以拓展課程教學內容，完善學生實驗能力。同時可以利用論壇、留言板與學生進行互動交流，進行實驗前學習指導。
三、結束語
關鍵詞：操作系統；Linux；實驗教學改革
中圖分類號：G642文獻標識碼：A文章編號：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
操作系統是計算機科學與技術專業的一門非常重要的專業基礎課程。操作系統課程內容豐富而且概念比較抽象，學生理解起來比較困難，因此，操作系統實驗教學是課程學習過程中非常重要的環節。目前的操作系統實驗教學內容單一、形式呆板，主要以驗證、模擬為主，實驗教學沒有發揮其應有的作用。
現在，很多用人單位需要大量既懂得理論知識，又具有很強動手能力的綜合性型人才[1]。如果學生在學校期間只學會了基礎理論知識，而不具備任何實際經驗，那么這些學生就不符合用人單位對畢業生的要求，因此，學習操作系統課程應當重視實驗教學[2]。為了在實驗教學中充分鍛煉學生的動手能力、培養學生學習興趣和增強學生的創新意識，該文在操作系統實驗平臺、實驗內容、教學方式、考核方案等方面進行了探索，取得了較好的實踐效果。
1操作系統實驗教學現狀
1.1操作系統實驗教學重要性認識問題
計算機操作系統課程內容分兩部分：一是操作系統理論知識學習；二是操作系統實驗教學內容。操作系統實驗教學主要培養學生的創新能力，加深對操作系統理論知識的理解。但是在實際的教學過程中，往往過多重視理論知識的學習，把實驗教學當成次要課程，殊不知實驗教學和理論教學同等重要[3]，通過實驗教學可以實現對理論知識的有效復習和加深理解。
1.2實驗內容設置問題
操作系統從功能上可以分為四大模塊：處理機管理模塊、存儲管理模塊、設備管理模塊、文件管理模塊。實驗教學應該緊緊圍繞這些模塊展開，但是由于受到實驗平臺的制約，有些實驗難以開展，實驗內容設置主要是一些模擬性、驗證性實驗，且主要圍繞教材中的主要算法。
操作系統課程概念比較抽象，僅僅通過幾個模擬性、驗證性實驗很難把這些抽象的概念直觀地表現出來；另一方面，這種實驗教學方案很難培養學生綜合運用知識的能力和獨立設計的能力，不易調動學生的積極性和提高學生的學習興趣。
1.3實驗平臺選擇問題
操作系統實驗大多選擇Windows操作系統作為實驗平臺，主要考慮到Windows操作系統是學生經常使用的操作系統，操作方便[4]。但是Windows操作系統源代碼是保密的，學生也無法了解它的內部結構和實現原理，只能通過操作系統給用戶提供的接口對其進行操作。學生只能通過模擬和驗證來理解操作系統中的概念和算法，這將限制學生對操作系統工作原理的理解和創新能力的培養。
1.4實驗教學方式問題
實驗教學中，實驗內容和實驗方案均由教師制定，學生僅僅是按照實驗步驟在規定的時間內進行演示或驗證。實驗內容和實驗方案沒有考慮到社會的需要，不利于學生將來所從事的工作。實驗室主要在學院規定的實驗時間內開放，這種局限性限制了學生創新能力的培養。
2實驗教學改革
2.1合理選擇實驗教材
現代操作系統技術發展迅速，很多新的開發思想和理念不斷出現，選擇合適的實驗教材對于實驗教學非常關鍵。目前的操作系統教材大致分為兩種類型[5]：第一類為國內自編實驗教材，這類教材偏重于操作系統理論知識的講解，實踐性不強；第二類教材為國外具有權威性的英文原版實驗教材，該類教材知識較新、實踐性很強，但是由于普通院校學生的專業英語水平有限，難以得到全面實施。因此，我們采取一種靈活的方式來進行實驗教學，針對本校學生的水平與特點，在充分利用教材的基礎上，增加趣味性、可操作性和調整實驗難度，保證學生的實驗可完成性，并通過一些案例來提高學生的興趣，使其在實驗過程中獲得成就感。
2.2科研和實驗教學相結合
作為操作系統實驗教學教師，必須及時更新自己的知識，不斷學習，提高業務水平。多年來，課程梯隊成員始終堅持收集、閱讀與操作系統有關的各種資料和文獻，安排課程梯隊教師參加全國操作系統教學會議、Solaris操作系統教學研討會等，并將學習到的新技術用于實驗教學中，使學生受益匪淺。
要挖掘每一位學生的自身特點，因材施教。針對學生的不同需求，教師可以在實驗教學中補充難度不同的新技術，讓學生都能找到自己的興趣點。在授課過程中，有針對性地設置實驗知識點，引導學生由淺入深地加深對操作系統原理知識的理解。
教師實踐證明，將科研與實驗教學相結合的方式，可以提高實驗教學效果和教學質量。只有這樣，我們才能培養出對社會有用的人才。
2.3實驗課程設計
操作系統實驗教學不僅能夠加深學生對操作系統原理的理解，而且也能夠培養學生的實際動手能力。操作系統實驗教學主要是根據學生所學課程中的原理，設計某些算法實驗并進行驗證，以及熟悉操作系統平臺的使用，能夠將操作系統中的某些系統功能應用于實踐中。
2.3.1實驗平臺選擇
良好的實驗平臺是學生做好實驗的前提，我們根據課程需要，選用Linux操作系統作為實驗教學平臺，以提高學生編程能力以及使用、管理系統功能的能力[6]。之所以選擇Linux操作系統作為實驗平臺，主要考慮以下兩點：
1) Linux是開放源代碼的操作系統。學生可以閱讀、修改Linux的源代碼，能夠了解Linux操作系統的內部實現機制[7]。
2)有利于培養學生創新能力。在Linux環境下進行實驗可以對操作系統內核進行操作，學生可以在內核中添加新的功能，或者修改原來的功能，通過重新編譯內核定制自己的操作系統。
2.3.2實驗內容安排
實驗教學作為操作系統教學的一個重要部分，實驗內容設置的是否合理將直接影響學生對操作系統的學習興趣。我們的實驗內容設置如下：
1)掌握操作系統中常用系統調用的使用方法和功能。通過編寫C語言來使用這些系統調用，并驗證它們的功能，因此要求學生具備一定的C語言編程能力。
2)學習Linux操作系統的開發基礎知識和運行機理。學生在學習了操作系統的相關概念和原理后，再進行實驗環節，對于一些復雜的實驗項目，我們采用分組方式來完成實驗，這樣既完成了實驗項目，又培養了學生的團隊合作意識。
3)我們安排了9個操作系統實驗項目，如表1所示。我們還鼓勵學生將自己的想法引入到實驗項目中，進而拓展實驗教學，從而培養學生的創新能力。
2.3.3多維度量化考核方案
多維度包括知識、技能、過程、方法、情感態度等方面。該考核方案基于多維度思想，將實驗項目與學生的綜合實踐技能進行量化，通過實踐與完善，我們為課程確立了多維度量化考核方案，內容如下：總評成績=原理及設計思路講解(20%)+實驗結果展示與解釋(20%)+拓展內容(5%)+實驗報告(10%)+期末考試(45%)-考勤扣分。可以看出，多維度量化考核方案強化了設計和應用，打破了以期末考試成績為主的成績評定方法，這將更加有利于學生綜合能力的培養。
3結束語
操作系統課程的實驗教學改革，加強了實驗環節中的設計與應用，促進了學生對操作系統知識的理解與掌握，提高了學生解決問題及實踐動手能力。操作系統課程的實驗教學改革是一項系統工程，我們根據本校學生的特點，從實驗教學理念、實驗教學內容以及考核方案等方面進行改革，充分發揮實驗教學應有的作用，為社會提供更多符合市場需要的適用型人才。
表1實驗項目設置
參考文獻：
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關鍵詞： 材料成型及控制工程 實驗教學 存在問題 對策
1.引言
實驗教學是整個高等學校（簡稱高校）教學過程中的重要環節，與學科結構、課程體系和教學改革密切相關。它不僅是對理論教學的驗證、補充和拓展，更是培養學生獨立解決實際工程問題能力、提高學生自主創新能力、實踐動手能力和綜合素質的重要途徑[1]-[2]。由于材料成型及控制工程專業（簡稱成型專業）屬于實踐性比較強的學科，在做好專業理論教學的基礎上，加強對實驗教學培養模式、理念和管理機制的改革與創新，最大限度地發揮實驗教學的作用，對于提高學生的實驗能力和創新能力具有重要意義。
2.成型專業實驗教學不足
2.1實驗教學嚴重依附理論教學
受傳統觀念影響，高校一直以理論教學為主，實踐教學為輔。理論教學體現了學術性，實踐教學是理論教學的一個環節、一個補充[3]。在成型專業實驗教學過程中，實驗教學環節也得不到足夠重視。主要表現為學時較少；實驗內容嚴重依附于理論教學；各個實驗之間彼此獨立，缺少聯系和配合；各門實驗課程規模小且分散，實驗課安排伸縮性、隨意性強；教學內容相互脫節，經常出現內容遺漏和重復設置的現象。在教師和學生的潛意識中，實驗教學只是理論教學的輔助手段，造成對課堂紀律、出勤率、課堂教學質量、課后實驗報告等環節的重視程度明顯不足。學校常以理論教學為主要的考評依據評價教學質量，或者進行教學檢查時實驗教學僅占很小的部分。另外，部分實驗教師本身沒有正確認識實驗教學與理論教學的區別，忽視了理論知識重在實踐應用，未能形成以培養學生創新能力和工程實踐能力為主線的實驗教學體系，長此以往根本不能適應材料類專業的定位目標[3]。可以說，實驗教學處于理論教學的從屬地位，在培養學生的創新精神和實踐能力中發揮的作用遠遠不夠，嚴重影響教學質量。
2.2實驗教學缺乏科學的管理與指導
實驗教學過程中，由于學生人數多，相對散亂，給管理帶來了很多不便。第一，讓一些逃課的同學有機可乘。請同學“代到”、“幫忙簽名”，甚至在老師點名后便不見蹤影等現象屢見不鮮；第二，學生實驗操作能力存在差異，難免有損壞設備、浪費材料的現象，給教師的指導工作帶來不便；第三，有的實驗具有一定的危險性，盡管教師反復強調注意安全，仍然有學生在好奇心、粗心的驅使下做出違反實驗規章的事情，帶來極大的安全隱患；第四，為了保證學生的絕對安全和實驗室設備的完好，如合金熔煉及澆注，教師只能親自示范，學生只需記錄操作步驟和實驗結果，任務單一且缺乏實踐性。總之，上述原因都大大增加了實驗教學的工作量，對實驗室的管理和維護等提出了極高的要求。
2.3實驗教學內容與教學模式滯后
受實驗條件的限制，有的高校存在實驗課程開設少、實驗內容陳舊、驗證性實驗所占比例偏高等問題。對于培養學生綜合性、應用性和創新性能力的實驗偏少，體現現代科學技術和專業特色的實驗就更少，根本做不到與時俱進式地教學。在實驗教學方法上，仍采用“填鴨式、依葫蘆畫瓢”的方式，網絡科技、虛擬仿真等先進實驗技術尚未在教學中推廣應用。對于學生而言，過于依賴實驗指導書，每次實驗按部就班操作，急于完成實驗，根本不設計、分析和思考其中的原因及原理。學生作為實驗主體，在實驗教學中不能充分發揮主觀能動性，依然處于機械式照搬實驗書和被動學習的狀態，在一定程度上對學生的開放創新思維起到抑制作用，不利于他們獨立思考、創新能力和分析解決問題能力的培養。
2.4實驗設備和實驗經費不足
成型專業實驗涉及購買實驗原材料、制備試樣、試樣組織與性能觀測分析等，需要大型實驗設備，且實驗周期長、原材料價格貴、分析測試費用高。近年來，高校不斷擴招，一方面實驗儀器數量不夠，另一方面也許投入更多的經費。為了保證實驗教學質量，勢必需要增加實驗崗教師，購買更多的儀器設備、增添實驗場地等，這就需要學校加大對實驗教學的經費投入。倘若經費不足，不但影響實驗教學作用的正常發揮，更在一定程度上使實驗崗教師工作積極性乃至學生學習熱情下降。
2.5考核機制不完善
科學地評定學生的實驗成績對引導學生重視實踐教學，正確處理知識、能力和素質的關系具有導向作用[4]。目前實驗教學中，教師要么根據學生實驗報告給出成績，要么將實驗成績依附于理論考試成績給出課程總成績，不能充分反映學生的實驗設計、實踐能力、數據處理及分析問題等綜合實驗能力。這樣的考核機制無形中削弱了學生實驗的積極性，降低了學生對實驗課程的重視程度，甚至出現了抄襲、篡改、編造實驗結果和實驗報告的現象，這兩種考核機制均不完善[5]-[6]。
3.成型專業實驗教學改革
3.1設計型綜合實驗教學
我校成型專業實驗教學在課程體系總體規劃上，廣泛收集工科專業工程實踐的教學資料，單獨設立了能夠突出不同專業方向能力的設計型綜合實驗，涵蓋了鑄鍛焊三個方向的多個工藝方案。實驗內容分為：選材（成分設計）、材料成形工藝設計、材料性能測試與分析、材料微觀組織檢測與分析、計算機輔助模擬設計和工藝方案優化設計6個實驗模塊。教學過程側重材料成型原理及材料成型控制技術、成型過程組織變化規律及相關的現代測試技術方法的訓練，以進一步學生對材料加工工藝、性能和組織間相互關系的深入理解。學生從選題、查閱文獻，到設計實驗方案、工藝流程，到選擇實驗設備、儀器，直至完成實驗記錄、實驗報告和參加答辯，整個實驗過程全部由自己獨立完成。這種教學方式模擬了實際工業生產和科學研究的基本過程，向企業工藝設計工程師工作看齊，目的是讓學生在掌握相關專業知識的基礎上，以培養學生綜合能力為目標，對學生專業知識交叉滲透、相互融合的能力進行培養和訓練，提高了學生查閱資料能力、實驗動手能力、綜合分析能力[7]-[8]，使其掌握正確的實驗設計方法和科學研究方法，強化實驗技術和技能，突出對學生創新意識和創新能力及工程素質的綜合培養。通過上述實踐訓練給學生創造了運用理論教學知識解決實際問題的環境，讓學生學以致用，實現從理論向實踐能力的轉化，培養學生獨立分析、解決問題的能力。
3.2開放性實驗教學
我校成型專業實驗教學在開設設計型綜合實驗的同時還引進了開放式實驗教學。該系統的核心是教師與學生角色的轉變，教師主要發揮啟發和引導作用，學生由“填鴨式”的被動學習變為“海綿式”的主動學習。在保證正常教學的前提下，實驗室實行全天開放，學生可根據自身實際情況選擇時間進行不同的實驗。在實驗教師的指導下，學生以小組或個人為單位獨立完成實驗，通過查閱文獻資料、制訂實驗方案及工藝路線，充分發揮主觀能動性和創造性，自主選擇實驗設備儀器、工藝方法、實驗流程。開放式實驗教學系統，不僅有利于學生獨立工作、分析解決實際問題能力的提高，更能促進學生個性化的發展和創新思維的發揮，在整個實驗教學環節中真正確立了學生的主體地位。這極大地推動了教學改革向更深層次發展，為培養學生的創新意識和創新能力營造了理想的教學環境[9]-[10]。
3.3完善實驗教學考核制度
實驗考核考核實行目標控制，依據實驗教學目標進行考核，設計型綜合實驗成績評定與理論課一樣嚴格。考核內容包括：上課出勤率（10%）、動手實踐能力（20%）、相互協作能力（10%）、實驗記錄（150%）、實驗報告（15%）、綜合答辯（30%）。其中，出勤率通過點名、簽到形式完成；動手能力需在實驗操作現場考核，著重考查學生制訂實驗方案的合理性，實驗操作的規范程度；相互協作能力主要是通過將個人成績與小組總成績捆綁實現，目的是鼓勵學生發揚團結協作的團隊精神；實驗記錄和實驗報告是學生完成整套實驗流程的記錄和總結；綜合答辯環節中，一方面根據學生利用計算機輔助工藝設計時，計算機評定的工藝方案結果，另一方面根據學生實驗項目的完成情況提出問題，學生根據自己所掌握的知識進行回答。教師參照學生以上表現，給出設計型綜合實驗的最終成績。
3.4虛擬仿真實驗教學
我校成型專業實驗教學積極探索理論教學與實驗教學相結合的新方式，優化教學內容，刪去落后的實驗，減少驗證性實驗。將先進的網絡、多媒體技術引入實驗教學系統，開展直觀教學，改革實驗教學的模式。目前，我校成型專業實驗教學正在積極構建實驗虛擬仿真系統、多媒體實驗操作系統。實驗虛擬仿真系統主要是針對精密大型設備的內部構造原理，實驗過程復雜、實驗成本較高的實驗內容而設計的一個實驗教學子系統。實驗操作系統是一套能夠播放實驗錄像視頻資料的實驗教學子系統，如老師根據實驗教學的需求播放能夠對有關工藝方案――顯微組織進行動態演示和分析的實驗錄像資料。這種虛擬仿真教學模式信息量大、內容豐富、直觀易懂，使得學生積極投入教學活動，實現以學生為主體的啟發式教育，對于培養學生創新思維、思考和解決問題的能力起到十分積極的作用。
4.余論
競爭在教育，取勝在人才。當今社會，材料專業正向復合型、先進型、功能型方向發展，單一的材料專業基礎人才將不能滿足社會需求，為了適應社會發展，我們應在高等教育中繼續推行發展創新綜合實驗的人才培養模式，充分發揮高校實驗教學不可替代的主體作用，將實驗教學做到實處，積極培養學生創新思維，分析、思考和解決實際問題的能力，努力提高學生的科學素養、促進學生個性化發展、開發學生思維潛能，為社會培養與時俱進、可持續發展的高素質應用型人才作貢獻。
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