基于计算思维的高职操作系统课程改革研究

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1、基于计算思维的高职操作系统课程改革研究基于计算思维的高职操作系统课程改革研究一、引言　　教学本身不仅是教书还要育人，教学的改革不光只是形而上学的课程标准与教学内容的变更，还更应体现出授人以渔的教学理念。而学习的过程则是知识的累积和思维方式形成的过程，教师在教学过程中应注意这两者的融合与平衡，不能忽视学生思维方式的训练和养成，也就是渔的方法。　　在传统的教育理念中，常见的思维方式包括有逻辑思维、辨证思维、数学思维等。随着数字化、信息化在21世纪的迅猛发展，美国卡内基梅隆大学的周以真教授于2006年3月提出了基于计算机科学理论的计算思维理

2、念，并获得计算机界、教育界、哲学界以及相关领域专业人士的广泛关注及认可。　　计算思维突破传统的思维方式，用计算机科学的方法论去提出问题、发现问题并解决问题，这是一个崭新的课题，为当代计算机学科教育改革指明了新的方向。随后在2008年就提出了在计算机导论课程中绑定有关计算思维的课程内容。2010年7月，国内九校联盟（C9）计算机基础课程研讨会上，也明确将计算思维能力作为培养复合型创新人才的核心任务。此外，计算思维还影响着美国、英国甚至欧洲的教育，并已从计算机学科延伸到哲学、教育、物理、建筑、医学、生物等不同的领域。　　操作系统课程作为高

3、职计算机网络、信息安全、软件开发等相关专业的专业必修课程，主要介绍操作系统的基本概念、原理及Linux系统平台的基本管理操作，以理论为基础指导实践教学，为深入学习信息、计算机类专业知识以及服务器、系统软件开发课程打下基础。作为计算机相关专业承前启后的专业核心课程，在课程改革上应紧跟教育转型风向标，不仅在授课内容上要紧随技术的发展，而且还要在教学环节中融合思维训练计算思维。　　二、计算思维的概念与内涵　　计算思维其实是运用计算机科学的基础概念进行求解问题、设计系统和理解人类的行为，它涵盖了计算机科学之广泛性的一系列思维活动。计算思维通过

4、约简、嵌入、转化、仿真的方法，把看似复杂的问题阐述成易于解决的问题。除了将问题简化、降低难度之外，计算思维也可采用抽象、分解、建模的方式处理复杂的任务，或采用冗余、纠错、折中的思想全面考虑问题，并善用递归思维和启发式推理寻求解答。　　虽然计算思维是一个崭新的概念，但是很多人在工作和生活中都曾使用过计算思维去解决问题，比如运用并行处理的方式做饭，在煮饭的同时烹饪菜肴，以保证可以同时享用热的饭菜；或者使用排序算法，由远及近的拾回物品。在这里计算思维强调的是一种解决问题的思维能力，就像阅读、写作和算术能力一样，计算思维应具有普适性，而并不仅

5、属于计算机学者或计算机行业的从业者。重要的区别在于计算思维不等于计算机编程，前者属于人的思维方式，后者属于专业技能。　　三、计算思维与操作系统课程改革切入点　　操作系统作为高职计算机相关专业课程体系中的核心课程，具有内容庞杂、概念抽象、理论性强等特点，可转化或嵌入成生活中常见的案例进行讲解和分析；课程涉及数据结构、编译原理、计算机组成等专业知识，可采用本文由.L.收集整理抽象和分解的方式简化庞杂的学习内容；章节内容相对独立容易造成顾此失彼的学习效果，可通过建模将独立内容或相似的知识点串联在一起。此外，课程理论部分的授课方式多以灌输式教

6、学为主，缺乏互动性和启发性，可通过启发式推理和递归思维训练，激发学生的学习兴趣。　　此外，推进课程的教育改革及转型，不仅需要从课程内容和特点上引入计算思维，更需要在人才培养模式上进行创新。引入以计算思维为指导的人才培养模式，以计算思维为核心，以操作系统原理为背景，将重点从学科方法论转向学科的思维方式。　　基于计算思维的高职操作系统课程改革研究　　四、构建以计算思维为导向的操作系统课程　　高职操作系统的课堂教学由理论教学和实验教学两部分组成：理论部分可从计算思维的视角规划教学内容，先让学生形成计算思维的概念，再培养学生计算思维的能力；实

7、验部分则可通过设计性实验，达成计算思维的训练目的。下面将以理论环节的教学案例为侧重点，进行以计算思维为导向的课程构建。　　1.选取教学案例，形成计算思维概念　　操作系统课程主要介绍计算机系统资源管理的四大功能，理论部分重点由：进程管理、存储管理、设备管理、文件管理四部分组成。下面将以计算思维为主线，对这四个重点理论单元重新组织教学，逐步建立学生计算思维的思维模式，并引导学生利用计算思维方法论去解决问题。　　操作系统作为一个庞大、复杂的系统软件，系统的设计遵循约简的计算思维，采用模块化的设计方法，根据系统管理的处理器、内存、外部设备和文

8、件资源，将系统分解成四个相对简单、独立的资源管理模块；教学内容也依此展开，脉络清晰地形成了四个重点教学单元。四个教学单元中重要知识点所蕴含的计算思维如表1中所示，下面将以各资源管理模块为单位，例举部分计算思维在教学内容中