浅谈线索在《操作系统》课程教学中的应用

当今时代，计算机越来越广泛地应用于各行各业，且发展变化与更新极其迅速。为社会培养各式各样的计算机人才是学校的责任。计算机理论性较强的课程的教学因为它的抽象性而不受学生的喜爱。为此这类课程的教学必须进行改革。《操作系统》课程是计算机软件等专业的必修课，它是一门理论性很强的课程。该课程所阐述的是一种理论、思想和方法，它的内容往往都是枯燥无味而又抽象的，所以这门课程的教学一直是计算机教学中的一大难题。为了上好这一门课，笔者不断探索，使用了围绕线索并配合多种方法的手段进行教学，并取得一定的效果。现将围绕线索进行教学进行初步的归纳，就教于同行，以推动该学科教学的发展。

一、抓住线索进行教学

1.抓住线索进行教学的优点

线索是指事物的头绪，它是贯穿在整个作品的情节发展的脉络。它把发展的各个事件联系成为一个整体。每一个作品都有一条或一条以上的线索，但主要线索往往只有一条，其他线索围绕主要线索来展开。就犹如一棵树中主干、树枝、树叶各部分之间的关系。

在教师常用的基本教学方法中，讲授法是我国高校教学中运用最普遍的方法，它适合于抽象度高，学科内容复杂的课程。适合于那些思路清晰，又能驾驭语言技巧的教师。它要求教师首要的是理清讲课的思路，而线索提供的就是一条很清晰的思路。

抓住线索进行教学，就是在某一门课程的教学中，使用一条主要线索贯穿整个课程，其余线索围绕主要线索展开的一种方法。这样通过线索将整个课程的各个部分联系成为一个整体。通过线索的使用能使抽象的课程条理清晰，通过线索帮助学生的记忆，从而降低了课程的难度，学生觉得易学多了。

2.抓住《操作系统》课程线索进行教学的步骤

第一，寻找一条能涵盖整本书的主线索。主线索就犹如一棵树的主干，树枝和树叶围绕着主干形成了一棵树这一整体，即我们所要讲的内容的整体。如在《操作系统》课程中，寻找的主线索就是操作系统概念所阐述的内容：操作系统是控制和管理计算机内各种硬件和软件资源……。这一定义说明了操作系统的主要功能是管理所有的硬件和软件资源。从而说明计算机系统中最基本的硬件：处理机、存储器，外部设备的管理是操作系统必须解决的问题；而计算机系统的软件部分：文件管理当然也是操作系统要解决的问题。这些管理问题正是这本书所要阐述的内容。因此通过操作系统的概念将本书中的内容：处理机管理、存储管理、设备管理、文件管理等等所有内容联系成为一个整体。

第二，为各章节寻找子线索。子线索就犹如树枝，内容犹如树叶，子线索还可以有自己的子线索，树叶通过各种树枝和主干连在了一起。即我们通过围绕在主干四周的各种子线索将内容串起，为中心思想的表达提供了服务。如在讲解操作系统的概念时，子线索之一就是计算机系统的组成。由于计算机系统是由硬件系统和软件系统两大部分组成。硬件系统的五大基本组成部分有运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。而运算器和控制器合称中央处理器，输入设备和输出设备合称外部设备，因此操作系统对硬件部分的管理有处理机管理，存储管理和设备管理；软件系统主要是各式文件，因此操作系统对软件部分的管理是文件管理。又如在讲解死锁这一部分内容的过程中，子线索就是对死锁这一概念的认识和解决死锁的过程。认识死锁问题后寻找产生死锁的原因。找到原因后发现从正面入手无法解决，从而引出从侧面入手解决的方法，即找到产生死锁的四个必要条件并进行预防；经分析后发现预防死锁并不现实，从而引出避免死锁的方法；最后分析发现这两种方法付出的代价较大，从而引出在现实生活中实际使用来解决死锁的方法，即死锁的检测和恢复。

第三，为学生的理解和记忆寻找线索。《操作系统》课程中对理论的理解和适当的记忆是一个大问题。教师在授课时还可通过线索来帮助学生理解和记忆。如在讲操作系统的定义时，给学生的记忆线索是：①它是什么？②它干什么？③它的位置如何？回答分别是：①它是一个系统软件，一个大型程序的集合；②它控制和管理计算机中的各种硬件和软件资源，合理的组织计算机的工作流程，方便用户的使用；③它是用户和计算机之间的接口；接口这一位置说明它是附着在裸机上的第一层软件，用户必须通过它方能与计算机硬件打交道。操作系统“地理位置”的重要说明了它在计算机系统中的重要的地位。

第四，所有的线索要围绕同一个主题。正如一个围绕着柱子向上旋转的螺旋梯，所有的线索要一环扣一环，并且层层推进，围绕着同一个主题，为该主题的讲解提供必要的服务。如存储管理中的分区存储管理、分页存储管理、分段存储管理及段页式存储管理方法中，后一种方法克服了前一种方法的一些缺点。分区存储管理方法虽简单且易于实现，但它要求程序整体的装入内存，并且要求物理空间连续，导致碎片较多，内存利用率因此大打折扣；分页存储管理解决了要求空间连续及程序整体装入的问题，仅存在一小部分的内部碎片，大大地提高了内存的利用率等等。这些方法它们最终是为讲清现实生活中操作系统所使用的虚拟存储的思想及方法提供服务。第五，配合线索多举例。在使用线索进行教学的过程中，多结合生活中的科学的方法来讲解，它能使线索更清晰，理论的描述更形象。计算机理论性较强的课程中的许多例子来自于大家熟悉的生活，为使枯燥的内容变得容易理解且生动些，结合生活中的例子来讲解是极其有必要的。

《操作系统》课程的讲解也需如此操作。如在讲页面淘汰算法时，结合球赛教练换人时所使用的各种策略来讲解各种算法，讲进程调度时结合生活中运输调度的轻、重、缓、急分类处理的方法来讲，讲缓冲技术时结合了生活中水缸、冰箱的作用来讲等等。用具体而又熟悉的例子来讲解抽象的内容，使课堂变得生动了、有趣了。学生在感慨他人聪明巧用的同时，更多的关注生活中科学方法的使用，并期望着自己也有所发现。

二、指导学生围绕线索进行实际观察

应该围绕着线索进行实际的观察，分析理论，武装思想。理论若脱离实际将使人难以信服。理论来自于实际生活，并将为实际工作提供理论指导。为使学生能将理论和实际结合在一起，可适当的指导学生观察操作系统的某些现象，并将所学的理论知识与实际相结合。

笔者曾带学生观察了Windows 2000 Server系统。学生通过任务管理器，按线索次序依次观察了CPU、存储器、设备以及文件的情况等等。通过观察，认识到了处理机管理中并发系统的存在，系统进程和用户进程的不同；通过CPU利用率的变化和CPU所运行进程的变换，认识到了进程调度的存在。通过一个程序占用的内存空间远远小于它的实际所需空间的大小这一现象，认识到了存储管理中所讲的程序的局部性原理及程序的部分装入即可运行这一事实；通过启动播放器或打印任务，观察到所使用缓冲空间的急骤变大这一现象，认识到了设备管理所讲的缓冲技术在输入、输出中的作用等等。通过观察和分析后，学生将所学的理论知识和实际联系在了一起，对所学的抽象的理论知识有了具体的认识，为将来编写代码打下基础。

一本书相当于一棵树，主干是主线索，树枝就是子线索，树叶就是通过充当树枝的线索串连起来的内容。通过在《操作系统》课程授课中使用围绕线索并配合多种方法进行教学的探讨及尝试，学生学习该课程的思路清晰，学习成绩也有了明显的进步；教师指导学生使用线索激发了学生对学习和使用线索的兴趣，学生学习的积极性大大提高，学生的主体意识和自学能力有了明显的改变。根据学生所提的问题，发现学生的思想越来越有深度。试验证明，上述这些方法符合现代教学的规律，符合学生学习的认知心理特征。降低了课程的难度，提高了课程的教学质量，培养了学生独立发现问题、提出问题和解决问题的能力，增强了学生学习该课程的信心。

（作者单位：柳州运输职业技术学院信息工程系）

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