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摘 要：操作系统课程知识面广、原理性强、概念抽象，学生在学习过程中存在很多困难和障碍。本文提出将“任务驱动”和“类比”教学法相融合的教学模式引入到操作系统课程的教学中，并结合具体教学示例予以阐述，从而达到改善操作系统课程的教学效果的目的。
关键词：操作系统 教学方法 任务驱动 类比
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）11（c）-0198-01
操作系统是计算机系统不可缺少的重要组成部分，是计算机硬件功能的首次扩充，负责对计算机系统资源实施全面管理。操作系统课程作为作为计算机类本科专业的学科基础课程，同时作为计算机类专业国家统一研究生入学考试中指定的专业考试科目，其重要性在专业课程体系中可见一斑。
本文结合国内外各高校计算机类专业操作系统课程的教学情况，立足于我校计算机学科各本科专业人才培养的目标，对操作系统课程的教学方法和手段进行探索。在操作系统课程的教学中，以知识点位主线，依托任务式驱动教学法和类比教学法，明确教学目标，提高学生学习的主动性，拓展学生对抽象知识的深层次思考，使枯燥的操作系统原理变得生动有趣，以改善教学效果，提高学生的专业知识水平；同时对计算机类专业考研升学率的提高也起着举足轻重的作用。
1 操作系统课程的教学现状
操作系统课程的内容庞杂，集成了高级程序设计语言、数据结构、计算机体系结构等多门计算机专业知识，理论性强并概念抽象。加之教学方法陈旧，常采用集中的“灌输式”课程授课，很容易使学生感到枯燥乏味，导致学生学习兴趣不高，对知识陷入疲劳记忆的状态，教学效果不佳。学生在学习的过程中往往没有真正了解这个优秀的、大型的软件，更没有真正了解这个重要的系统软件是怎样管理计算机的全部资源。
因此，良好的教学模式对于增强学生对于操作系统原理的深入掌握具有十分重要的意义。如何提高学生学习的主动性，拓展学生对抽象知识的深层次思考，使枯燥的操作系统原理变得生动有趣，已经成为国内外高校要解决的重要问题。
2 任务驱动与类比相融合的教学模式在操作系统教学中的应用
任务驱动教学法是一种建立在建构主义基础上的教学方法。它强调教学活动应该通过设计一项重大任务或问题以支撑学习者积极的学习活动，帮助学习者成为学习活动的主体。设计真实的、具有挑战性的、开发的学习环境和问题环境，诱发、驱动并支撑学习者探索，提供机会并支撑学习者同时对教学内容和教学过程进行反思与调控。
所谓类比，就是借助于两类不同本质食物之间的相似性，通过比较将一种已经熟悉或掌握的特殊对象的知识推移到另一种新的特殊对象上去的推理手段。在操作系统教学中，类比教学则是通过把学生熟悉的知识，如自然界、日常生活的现象或生活实例，与陌生的知识相比较，为认识新事物提供线索和方向，以加强知识间的横向联系与沟通，从而达到举一反三的目的。
在操作系统教学中，应用任务驱动与类比相融合的教学模式是指通过教师设计一个合适的教学任务，并将任务驱动贯穿教学过程的始终，学生通过完成教师布置的任务，将自己所学的知识与技能能够真正内化。其中任务蕴含了学生应该掌握的知识与技能，也蕴含了学生需要的能力训练要求，而且学生完成任务的过程应该是一个不断提出问题、解决问题的过程，从而形成了一种以学生主动学习，教师加以引导的教学方法。在教师加以引导过程中，针对一些比较抽象、难以理解的概念和知识点，结合生活中的实例，巧妙地运用类比教學法进行讲解，从而建立起“操作系统与生活”之间的联系，深入浅出，使学生能够很好的结合自己的生活感受，在轻松愉快的教学环境中理解问题，同时增强操作系统课程的“亲和力”。
3 教学过程实例
结合本院学生的实际认知水平，以“死锁”知识为例，做如下的教学流程设计。
3.1 创设情境，引出任务
学生已经学习了进程同步问题。在哲学家就餐问题中，假设五位哲学家同时饥饿而各自拿起左边的筷子，将会发生什么呢？当他们再试图去拿右边的筷子时，都将因无筷子可拿而无限期地等待。这种僵局在操作系统课程中叫做死锁。如何避免哲学家就餐问题中的死锁呢？通过创设的问题情境，把所要学习的内容巧妙地隐含在任务主题中，激发学生的兴趣，使学生在任务探索中解决问题，从而达到教学目的。
3.2 任务驱动，分析探索
要完成上面的任务，学生需要如下问题：分析什么是死锁？产生死锁的原因是什么？什么是银行家算法？如何使用银行家算法来避免死锁的发生？问题提出后，学生可以先通过自主探索，完成对问题的理解和知识的建构。
3.3 学生在探索过程中可能会提出新问题，针对抽象的知识，教师可以应用类比教学法进行讲解或者答疑
在学生自主探索过程中，对学生提出的新问题教师可以进行适当的引导、启发，给出合理建议，也可以参与讨论。在帮助学生理解并掌握银行家算法时，教师可以将其类比为银行家对可贷资金的管理。当客户向银行家提出借款请求时，银行家并不直接满足客户，而是先要考虑客户的请求是否超出其最大贷款限额？如果没有超出，还要继续考虑当前银行家有多少可贷资金？能否满足客户的需求？如果满足其需求，是否符合银行家安全性的经营原则？也就是该客户的信用如何，能否按期归还贷款以不影响银行的正常运转？在这里，银行家相当于操作系统，他管理的可贷资金相当于计算机系统中的资源，借款客户即相当于申请资源的进程。而银行家对可贷资金的管理就相当于操作系统对资源的管理。对于抽象的知识应用类比教学可以深入浅出，使学生更好地理解银行家算法的原理。
3.4 探究归纳，总结延伸
结合学生完成任务的情况，及时对学生的学习情况做出反馈和评价，对教学过程进行总结，引导学生用掌握的知识解决具体应用问题，即应用已理解的银行家算法解决哲学家就餐问题中的死锁，指正学生在知识应用过程中存在的问题，强调知识应用过程中的注意事项。同时，可以引导学生进行课下思考：是否还有其他方法可以解决哲学家就餐问题中的死锁？
4 结语
本文在任务驱动和类比教学法的理论指导下，设计了适合操作系统课程教学的任务，并在教学中加以应用。通过将任务驱动与类比相融合的教学模式应用于操作系统课程的教学中，充分调动学生学习的积极性，使学生能够快速地掌握抽象繁杂的知识，大大增强了学生掌握这一庞大复杂系统的信心，为进一步学习后续的开发课程打下了良好的基础。
参考文献
[1] 马晓慧.操作系统课程教学方法探索[J].计算机教育，2011（3）.
[2] 蒋友明.计算机教学中任务驱动教学初探[J].教法与学法，2003（8）.
关键词：操作系统 教学方法 任务驱动 类比
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）11（c）-0198-01
操作系统是计算机系统不可缺少的重要组成部分，是计算机硬件功能的首次扩充，负责对计算机系统资源实施全面管理。操作系统课程作为作为计算机类本科专业的学科基础课程，同时作为计算机类专业国家统一研究生入学考试中指定的专业考试科目，其重要性在专业课程体系中可见一斑。
本文结合国内外各高校计算机类专业操作系统课程的教学情况，立足于我校计算机学科各本科专业人才培养的目标，对操作系统课程的教学方法和手段进行探索。在操作系统课程的教学中，以知识点位主线，依托任务式驱动教学法和类比教学法，明确教学目标，提高学生学习的主动性，拓展学生对抽象知识的深层次思考，使枯燥的操作系统原理变得生动有趣，以改善教学效果，提高学生的专业知识水平；同时对计算机类专业考研升学率的提高也起着举足轻重的作用。
1 操作系统课程的教学现状
操作系统课程的内容庞杂，集成了高级程序设计语言、数据结构、计算机体系结构等多门计算机专业知识，理论性强并概念抽象。加之教学方法陈旧，常采用集中的“灌输式”课程授课，很容易使学生感到枯燥乏味，导致学生学习兴趣不高，对知识陷入疲劳记忆的状态，教学效果不佳。学生在学习的过程中往往没有真正了解这个优秀的、大型的软件，更没有真正了解这个重要的系统软件是怎样管理计算机的全部资源。
因此，良好的教学模式对于增强学生对于操作系统原理的深入掌握具有十分重要的意义。如何提高学生学习的主动性，拓展学生对抽象知识的深层次思考，使枯燥的操作系统原理变得生动有趣，已经成为国内外高校要解决的重要问题。
2 任务驱动与类比相融合的教学模式在操作系统教学中的应用
任务驱动教学法是一种建立在建构主义基础上的教学方法。它强调教学活动应该通过设计一项重大任务或问题以支撑学习者积极的学习活动，帮助学习者成为学习活动的主体。设计真实的、具有挑战性的、开发的学习环境和问题环境，诱发、驱动并支撑学习者探索，提供机会并支撑学习者同时对教学内容和教学过程进行反思与调控。
所谓类比，就是借助于两类不同本质食物之间的相似性，通过比较将一种已经熟悉或掌握的特殊对象的知识推移到另一种新的特殊对象上去的推理手段。在操作系统教学中，类比教学则是通过把学生熟悉的知识，如自然界、日常生活的现象或生活实例，与陌生的知识相比较，为认识新事物提供线索和方向，以加强知识间的横向联系与沟通，从而达到举一反三的目的。
在操作系统教学中，应用任务驱动与类比相融合的教学模式是指通过教师设计一个合适的教学任务，并将任务驱动贯穿教学过程的始终，学生通过完成教师布置的任务，将自己所学的知识与技能能够真正内化。其中任务蕴含了学生应该掌握的知识与技能，也蕴含了学生需要的能力训练要求，而且学生完成任务的过程应该是一个不断提出问题、解决问题的过程，从而形成了一种以学生主动学习，教师加以引导的教学方法。在教师加以引导过程中，针对一些比较抽象、难以理解的概念和知识点，结合生活中的实例，巧妙地运用类比教學法进行讲解，从而建立起“操作系统与生活”之间的联系，深入浅出，使学生能够很好的结合自己的生活感受，在轻松愉快的教学环境中理解问题，同时增强操作系统课程的“亲和力”。
3 教学过程实例
结合本院学生的实际认知水平，以“死锁”知识为例，做如下的教学流程设计。
3.1 创设情境，引出任务
学生已经学习了进程同步问题。在哲学家就餐问题中，假设五位哲学家同时饥饿而各自拿起左边的筷子，将会发生什么呢？当他们再试图去拿右边的筷子时，都将因无筷子可拿而无限期地等待。这种僵局在操作系统课程中叫做死锁。如何避免哲学家就餐问题中的死锁呢？通过创设的问题情境，把所要学习的内容巧妙地隐含在任务主题中，激发学生的兴趣，使学生在任务探索中解决问题，从而达到教学目的。
3.2 任务驱动，分析探索
要完成上面的任务，学生需要如下问题：分析什么是死锁？产生死锁的原因是什么？什么是银行家算法？如何使用银行家算法来避免死锁的发生？问题提出后，学生可以先通过自主探索，完成对问题的理解和知识的建构。
3.3 学生在探索过程中可能会提出新问题，针对抽象的知识，教师可以应用类比教学法进行讲解或者答疑
在学生自主探索过程中，对学生提出的新问题教师可以进行适当的引导、启发，给出合理建议，也可以参与讨论。在帮助学生理解并掌握银行家算法时，教师可以将其类比为银行家对可贷资金的管理。当客户向银行家提出借款请求时，银行家并不直接满足客户，而是先要考虑客户的请求是否超出其最大贷款限额？如果没有超出，还要继续考虑当前银行家有多少可贷资金？能否满足客户的需求？如果满足其需求，是否符合银行家安全性的经营原则？也就是该客户的信用如何，能否按期归还贷款以不影响银行的正常运转？在这里，银行家相当于操作系统，他管理的可贷资金相当于计算机系统中的资源，借款客户即相当于申请资源的进程。而银行家对可贷资金的管理就相当于操作系统对资源的管理。对于抽象的知识应用类比教学可以深入浅出，使学生更好地理解银行家算法的原理。
3.4 探究归纳，总结延伸
结合学生完成任务的情况，及时对学生的学习情况做出反馈和评价，对教学过程进行总结，引导学生用掌握的知识解决具体应用问题，即应用已理解的银行家算法解决哲学家就餐问题中的死锁，指正学生在知识应用过程中存在的问题，强调知识应用过程中的注意事项。同时，可以引导学生进行课下思考：是否还有其他方法可以解决哲学家就餐问题中的死锁？
4 结语
本文在任务驱动和类比教学法的理论指导下，设计了适合操作系统课程教学的任务，并在教学中加以应用。通过将任务驱动与类比相融合的教学模式应用于操作系统课程的教学中，充分调动学生学习的积极性，使学生能够快速地掌握抽象繁杂的知识，大大增强了学生掌握这一庞大复杂系统的信心，为进一步学习后续的开发课程打下了良好的基础。
参考文献
[1] 马晓慧.操作系统课程教学方法探索[J].计算机教育，2011（3）.
[2] 蒋友明.计算机教学中任务驱动教学初探[J].教法与学法，2003（8）.