面向卓越软件工程师培养操作系统教学策略

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1、面向卓越软件工程师培养操作系统教学策略　　摘要：以“卓越工程师教育培养计划”为背景，分析操作系统在专业体系中的位置和意义，深入探讨操作系统教学策略，指出提高教学效果的改革思路。关键词：操作系统；卓越工程师；知识教育；工程素质“卓越工程师教育培养计划”是教育部于2010年6月启动的为期10年（2010-2020年）的重大改革项目。该项目旨在全面提高我国工程人才培养质量，对于计算机专业则是要求其以新的教学改革尝试，培养具有高工程素质的卓越软件工程师。笔者以这一计划为大背景：围绕操作系统专业课教学，深入探讨该门课程的性质及课堂教学策略，以期能够引导学生通过学习操

2、作系统，成为一名卓越的软件工程师。1明确操作系统课程在专业体系中的位置工程意识和工程素质不是通过一两门孤立课程的讲解和学习就可以培养出来的，二者贯穿于一个专业相关课程学习的始终；因此强化专业课程建设，建立相关课程的联系非常重要。操作系统作为计算机专业的核心理论课程之一，在专业体系的设置中正是起到广泛联系和承上启下的作用。131）操作系统课程与其他专业课联系紧密，是专业课的集大成者。学生在学习操作系统课程之前，至少要掌握计算机组成原理、算法、数据结构、编译原理、汇编语言和网络通信等课程的基本原理。例如，处理器部分必将用到计算机组成原理的寄存器概念和汇编语言的

3、指令集概念；进程部分的虚实地址转换必将用到编译原理的有关知识；内存分配及管理必将涉及有关算法和数据结构的优劣；进程通信若干种方法的讲解必将涉及网络通信的协议栈概念。仅从这4个例子中我们便能领略到操作系统课程涉及的专业知识很庞杂，对学生掌握其他专业课程的程度要求较高。一旦学生在某门先修课的学习上出现瓶颈，那么会导致其对操作系统课程的学习浮于表面，不能在直觉上感知若干底层概念逻辑关联的合理性，从而难于激发学习欲望，久而久之就会认为操作系统是一门枯燥乏味的课程。从整个专业体系的角度看，学生对相关专业课程的掌握程度会影响其学习操作系统课程的兴趣。2）操作系统课程有

4、承上启下的作用。13操作系统是学生首次面临的大型系统级软件，这个系统神秘、复杂，是软件工程的完美作品。为了从理论上将操作系统讲清，教师在教学中通常将其分为处理器管理、进程管理、存储管理、文件系统、设备管理等几大部分进行讲解。然而，操作系统是逻辑上紧密配合的整体，对各个部分的单独理解不能代表对整个系统的把握；学生若想有效地把握操作系统全貌，最好具备较强的软件工程意识。软件工程意识能够帮助学生在头脑中形成操作系统各有机部分的衔接蓝图，体会系统功能的由来。可以说，学生对操作系统的原理和脉络把握得越清晰，对专业体系的理解就越深入，就越能顺利地迈入具有设计美学的软件

5、工程领域。因此，操作系统在专业体系中具有承上启下的作用，往上可涵盖各门专业基础课知识点，往下则引出软件开发的方法学。2明确操作系统课程的授课意义鉴于操作系统课程在学科体系中的重要地位，教师讲好操作系统课程对培养基础扎实的专业人才和培育高素质的卓越软件工程师具有积极意义。1）学习操作系统对建立和完善知识结构有促进作用。这一层次的操作系统教学具有普及性，主要目标是让学生通过学习该课程，对该门课程以及本专业的理解能够自成体系。2）学好操作系统有助于学生夯实专业根基，有效培养良好的自学能力。13这一层次的操作系统教学具有综合性，主要目标是让学生通过深入理解该门课程

6、及与其他课程的联系，在学习时不但能够知其然，还能知其所以然，以此强化并精简知识结构，在头脑中形成新的学习平台。这种平台一旦建立，学生在自学相关技术文档时便能自发地结合平台，在理解上将不会流于表面，而是深入浅出，这有助于培养良好的自学能力。3）透彻理解操作系统能体现专业优势，是学生成为卓越软件工程师的必经之路。这一层面的操作系统教学具有研究指导性，主要目标是让学生通过学习操作系统详细的理论知识脉络，形成对专业体系的整体理解并以此为前提上升到软件工程高度，从工程视角研究操作系统的不同表现形态在软件工程中的可利用形式。学生若能够从软件工程角度认识操作系统作为底层

7、支撑平台的含义，就能更好地理解更高层的应用架构，并且对各种架构实现涉及的具体框架、机制和中间件也会有正确的辨析能力。简而言之；对操作系统的掌握程度与对软件工程的理解深度有直接关系。例如，软件工程中的分布式架构DCOM在本质上要依赖于微软Windows操作系统，因此对DCOM的理解与对Windows操作系统的掌握程度有直接关系。对专业的理解深度决定专精程度，而专精程度则是软件工程师走向卓越的先决条件。3教好操作系统课程的必要策略3.1教材选取13为了把操作系统的课程重要性体现到实处，我们对授课内容和授课方法都要审慎选择，毕竟要在有限的课时内讲完操作系统的核心

8、理论。目前，各大高校的授课内容基本一致，大体上都包括处理器管理、进