基于计算思维操作系统课程建设

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1、基于计算思维操作系统课程建设　　摘要：计算思维是当前广为关注的一个重要概念，如何在计算思维启发下更好地调整教学思路是亟须考虑的问题。文章针对操作系统课程教学，从教学团队、教学内容、教材等方面提出一些思考和建议。关键词：计算思维；计算机教学；课程建设操作系统课程是计算机专业重要的核心基础课程，是计算机科学与技术人才素质框架的脊梁骨，在计算机专业课程体系中处于承上启下的重要地位。操作系统作为配置在裸机上的第一层软件，其功能实现不仅体现软件技术的最新发展，还体现计算机硬件和体系结构的最新成果。1教学中存在的主要问题操作系统课

2、程的理论性和实践性都较强，概念多且抽象，涉及的知识面广，系统实现的思想和技术难于理解，实践环节难于操作，给实际教学活动带来诸多困难。该门课程的教学很难在课堂中得到良好的协调是普遍共识，其中存在的问题有以下几个方面。1）孤立地讨论该课程，忽略与前导、后续课程的有机联系。9没有与程序设计、数据结构与算法等前导课程，Linux操作系统与程序设计、软件工程等后续课程相互联系。在具体教学过程中由于学时、学识等的限制，教师总是会割裂这些课程之间的联系，从而令操作系统的学习变得索然寡味。2）理论与实践脱节。由于操作系统课程内容庞杂，

3、教师在教学中往往把主要精力用于理论讲解，忽略培养学生的动手实践能力，甚至存在“反正学生以后也不会去做操作系统，只要了解基本原理即可”的想法，结果导致课程抽象且枯燥，学生缺乏动力，被动学习。很多学生都没有分析和动手编写操作系统源码的经验，也没有看过操作系统进程之间的通信、内存的分配与回收等过程，认为只要完成相关课后习题和通过最后的考试，这门课程就成了“过去式”，这全然失去了学习该课程的意义。3）操作系统内核的发展使得分析愈发困难。操作系统发展迅速、规模巨大，用“覆压三百余里，隔离天日”形容似乎也不为过；其关系错综复杂，叫

4、“廊腰缦画，檐牙高啄；各抱地势，钩心斗角”也非言过其实。这在客观上也增加了分析内核的困难，让人望而生畏，教师在实际教学过程尤其是实践教学中确实难以把握。基于以上分析可以看出，操作系统教学需要一种更科学有效的教学体系和方法，以便充分调动学生自主学习的积极性，提高动手实践和创新能力；而计算思维的出现为我们提供了一条新的思路。计算思维（computational9thinking）是卡内基·梅隆大学周以真教授在于2006年3月在CommunicationsoftheACM上发表并定义的。她认为计算思维是运用计算机科学的基础概

5、念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动；计算思维的本质是抽象和自动化。如同所有人都具备读、写、算能力一样，计算思维是每个人都必须具备的思维能力，而不仅仅属于计算机科学家。2基于计算思维的教学实践思维貌似神秘之物，看不见、摸不着，但它却是实实在在、有特点、有品质的普遍心理现象。只要我们在实际教学活动中持之以恒地坚持进行有目的、有计划的训练，就有可能帮助学生培养这一思维能力。基于这种考虑并借鉴其他高校操作系统课程建设的成功经验，我们开展了相关教学探索。2.1成立相关课程教学团队9在前

6、期我们有数据结构等课程组的建设经验，这为我们成立操作系统教学团队提供了极大帮助。教学团队全部由战斗在教学和科研一线的计算机专业课程教师组成，既有教学、科研经验丰富的教授、副教授，又有精力充沛、思维活跃的年轻讲师。师资队伍职称比例合理，且全部具有硕士及以上学位。我们认为团队的发展重在建设，而师资队伍建设则是重中之重。我们的目标是打造一支“科研有方向、学术有专攻、可持续发展能力强”的高水平团队，为此我们努力创造条件，通过“外引内培”，多渠道加强师资队伍建设。该团队建立了“青年教师培养教学、科研双导师制度”，将老教师的“传帮

7、带”和青年教师勇于创新的特点有机结合起来；积极争取和创造条件，鼓励教师通过攻读博士学位，参加学术会议、访学进修和团队内定期研讨会等各种途径，不断提高团队教师的业务能力。近3年来，我们引进博士一名；一位教师作为骨干教师由省教育厅资助做国内访问学者进修；一位教师在职攻读博士学位；一位教师远赴加拿大攻读博士学位；一位教师被评为山东省优秀共产党员；一位教师被评为专业学科带头人。同时，团队所有成员都有自己主持的科研或教研课题，发表过相关论文，将“以科研促教学”当成团队共同的目标。教学团队负责顶层设计，对于整个课程体系及教学内容的

8、编排等问题，集思广益并进行讨论，以尽可能听到每个人的意见。在具体的授课过程中，我们强调“八仙过海、各显神通”，教师不必拘泥于某种固定模式，可大胆将自己的科研课题或体会融入到教学中，“和而不同”才能使整个团队保持活力。2.2组织教学内容9操作系统作为计算机系统中最核心的系统软件，其发展是一日千里，因此相应教学内容的组织也要与时俱进。