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關鍵字:操作系統課程設計;考核體系;考核環節;考核指標
中圖分類號:G642.0文獻標識碼:B
文章編號:1672-5913(2007)08-0045-04
計算機操作系統是與硬件直接相關的系統軟件,計算機中的關鍵性技術,它的設計與實現體現了程序設計與軟件工程的精髓[1]。計算機操作系統原理課程是計算機科學與技術及相關專業的核心課程之一,對理論與實踐要求都很高,歷來為計算機及信息學科所重視。操作系統課程設計正是該課程實踐環節的集中表現,不僅可使學生鞏固理論學習的概念、原理、設計、算法及數據結構,同時培養開發大型軟件所應擁有的系統結構設計和軟件工程素養。對該課程考核體系的構建可以促進學生設計能力、創新能力和科學素養的全面提升。
1 操作系統課程實踐現狀分析
國內外高校對操作系統課程的實踐環節極為重視[1]。北大、清華、西電、國防科大等院校均分兩個學期,設立理論、實踐環節來共同完成該課程的教學工作。實踐內容主要分為模擬仿真型、解剖型或設計型。由于操作系統課程內容的抽象性、復雜性,決定了許多學生在學完理論以后,對實踐環節感到束手無策;同時該課程內容承上啟下,涉及以前學習的許多課程,如C語言、數據結構、計算機組成原理等,要求學生有較強的綜合分析問題和設計的能力。課程的難度阻礙該課程的考核,實踐考核往往成為程序設計考核或算法編程考核,沒能成為有效促進操作系統學習的有力工具。一些院校在此方面進行了有益的改革與嘗試。北京大學根據MIT的開放課程經驗和自己學生的特點,建立操作系統實驗室,提出了一套自己的試驗平臺和實驗體系,包括實習授課、進程控制、實習反饋等環節控制教學質量[2]。考核模式中增加成果演示和期末答辯環節,借助交流開發心得、壓力測試等方法檢查進度控制好壞,達到促進學生學習的目的。南開大學提倡使用系統仿真的實驗環境加強學生理論聯系實際的能力,降低試卷考試的壓力,建立多元化考核體系,使用“彈性考核制度”培養學生的綜合素質和能力[3]。
我校是農業類院校,操作系統課程設計是緊接操作系統原理課程的實驗型必修課,安排在上完理論課的下一學期。過去兩三年里,借鑒其他院校的經驗,根據自己學生的生源特征和課程特點,本著“承上啟下、提高綜合能力”的宗旨,為提高學生的軟件設計能力、動手編程能力,摸索與總結了一些控制實踐課程質量的方法。但也暴露出一些問題。(1)無法將操作系統理論與實踐結合起來。一些同學只為完成表面上的功能進行軟件設計與開發,沒有借鑒前人成果;(2)同學之間依賴性嚴重,加之Internet網提供的便利功能,一些同學出現網上拷貝,不勞而獲、渾水摸魚的現象;(3)缺少考核體系與測試環節。對原理課程的認識不足,缺少軟件工程的思想指導。實踐環節的軟件開發等同于以前的算法設計或編程,沒能突出該課程系統性的特點;(4)缺少分組協作能力、口頭表達能力、進程控制能力等方面的訓練,許多同學會做不會說、不會寫;能單獨開發,不會小組共同協作。
2操作系統課程設計考核體系構建思路
學習評價是課程學習的一部分,能夠有效地促進課程學習。一個完整的課程考核體系應該有過程性學習評價和終結性學習評價兩部分。針對本課程的現狀,考核體系應具體解決如下問題:(1)量化考核指標;(2)量化考核每位同學的協作能力、分析解決問題能力。由于分組協作完成設計任務,給老師有效地分辨出每位同學具體完成的工作量及工作質量帶來困難,需要考核環節中具體的量化措施來保證。(3)體會軟件開發全過程。操作系統是計算機中管理軟硬件資源的系統軟件,其設計與實現的著眼點均是“一切為了用戶”的系統觀點。通過考核環節的設定,使沒出過校門,沒有實踐經驗的學生,在校期間體會到軟件的開發過程。
與理論考核模式相比,實踐考核不僅注重結果,更加注重過程、技術和素質考核。分析操作系統課程設計實踐現狀,結合具體的考核量化問題,本著過程與結果并重的原則,提出如下指導原則:
(1)堅持多樣化考核與多次考核機會相結合的考核方法。建立以考察專業技術和職業素質為基礎的考核體系。考核內容的選擇,既要體現和課程培養目標,又要有利于培養學生運用所學知識和技術分析問題和解決問題的能力。真正做到既考知識,又考能力(技能)和素質。
(2)強調理論與實踐的結合。課程設計從題目的選擇到設計與實現,均應借鑒前人成功的設計理念,采用或擴展已學過的算法和策略,考察將抽象的理論知識滲透到實踐設計的能力。
(3)根據課程設計考核改革模式,設計考核評測體系及考核評價指標。過程考核、技術考核及結果考核相結合,最終得出綜合成績。同時,注重每一考核環節的交流與指導。
(4)將軟件工程的思想融入課程設計,培養學生分工協作能力,進度控制能力。
本研究在總結我校前三屆學生課程設計經驗的基礎上,學習借鑒其他高校的成功經驗,針對農業院校學生的特點,突出內容的系統性、設計性和可操作性的同時,本著綜合能力提高的宗旨,通過協作學習與模擬性學習相結合,設計出一套適合本校學生特點的學習考核模式,采用過程考核、技術考核、結果考核等多種形式建立實踐教學的考核評價體系(圖1),提高實踐環節的質量,調動學生的學習熱情,“以考促學”,培養學生多元能力,為農林類院校操作系統課程實踐考核趟出有益的道路。
3 考核評測體系的構建
操作系統實踐教學的考核目標是在軟件工程思想指導下,提高大型軟件的分析設計能力,小組成員的分工協作能力,設計結果的分析測試能力。因此,考核體系的制定既要考慮理論知識與技能提高,又要加強團隊精神與素質培養。本研究按照該課程實施過程中的五個步驟:明確目標――小組計劃――協作研究――分組測試――最終評價設立考核環節。
3.1 考核評測環節的建立
操作系統課程設計考核體系根據課程考核的指導原則和課程設計流程,本著科學合理,重理論、重技能、重素質的原則,設定為五大考核環節,分別是設計考核、算法考核、測試考核、能力考核和提優考核,最終考核成績是五部分乘權重之和。表1,體現各考試環節的考核內容與方法。其中,設計考核針對課程設計的開始部分,檢查學生整體規劃和協作分工能力;算法考核主要考核每位學生的參與程度,具體實現措施;測試考核屬于對課程設計成果的檢查,是以往實踐考核的薄弱環節。該考核體系中強調測試,通過制訂組內測試、組間測試和教師測試制度完成整體測試。具體測試過程是教師提供測試報告書格式及考核項目,組間成員按照對方提供的操作說明對軟件作品進行相互測試,并填寫測試報告,然后由教師組成的測試小組進行綜合性測試,給出測試評語。能力考核貫穿實踐的每個環節,通過學生制作PPT、口頭匯報并回答問題,考察語言表達能力、進度計劃實施情況及工作匯報能力。提優考核是在課程設計結束后,針對部分優秀的學生主動申請,通過撰寫小論文的形式體現。
3.2 考核評價指標的建設
考核測評環節是指導實踐考核的基礎,考核評價指標具體量化考核環節,是成績評定的依據,它的構建必須有系統和全局的眼光。我校操作系統課程設計是停課一周進行,時間安排在三年級下學期開學第一周。三年級上學期理論課結束后學生分組、選題,利用寒假時間準備資料,開學后完成具體實踐工作。課程設計的好壞很大程度取決于假期準備工作的好壞。為了有效考核學生準備工作和實踐情況,針對考核環節設定具體的匯報考核指標和測試報告考核指標。由教師和四年級優秀學生組成考核小組,按照匯報考核指標打分,存檔源碼程序、可運行程序、測試報告和課程實踐報告,綜合測試報告考核指標給出課程設計的綜合成績。
(1)匯報考核指標
匯報考核如表2,屬于過程性考核,主要考查學生整體計劃,分工協作與進程控制能力,語言表達能力和幻燈匯報能力,有利于提高理工科學生的綜合素養。采用PPT幻燈形式,匯報時間穿插在實踐設計的過程中,是量化設計考核、算法考核和綜合能力的主要手段之一。同時,總結性匯報促進同學之間彼此交流成果與心得。
(2)測試報告考核指標
軟件測試是保證軟件質量的重要環節,測試考核指標的設立有助于建立良好的軟件測試觀,養成良好的測試習慣,為后續軟件工程課程的開設積累實踐經驗。測試考核以測試報告的形式存檔,考核指標既要體現整體構思,又要能夠促進被測試軟件的完善,有助于錯誤的發現與改進;同時,該項工作的開展是同學之間交流與學習的機會。核心測試指標如下:
理論依據是否充分。
功能、結構設計的合理性、是否考慮充分。
算法正確性及容錯程度、算法性能情況,要求評測人用具體的測試數據進行說明。
用戶界面友好性、直觀性、易用性,并要求具體列舉。
總結評價該設計的優缺點,具體描述特色與創新,并提出改進建議。
4 實踐與效果分析
4.1 操作系統課程設計的實踐
2005~2006學年第二學期,在我院院級實踐教學改革項目的資助下,計算機科學與技術系02級共63位同學分成20個小組,按照操作系統課程設計考核體系進行實踐。教師提供20道參考題目供學生選擇,同學也可根據自己的興趣愛好自定與操作系統相關的題目。有模擬內存可變分區的系統,有模擬Linux 2.6內核的進程調度系統,也有圖形化動態模擬磁盤調度各種算法的系統。兩名教師和兩名四年級同學組成考核小組,經過三階段的匯報考核,組間測試考核,實踐報告考核,作品測試等考核,順利通過課程設計課程實踐。每組同學鞏固理論學習的同時,加強軟件設計與編程能力,整體素質得到鍛煉與提高。每個小組提交軟件作品,其中5個小組提交提優論文。圖2和圖3分別是課程設計學生作品樣例。
4.2 實踐效果
經過一周的停課實踐,學生們普遍感覺加強了對操作系統理論的認識,同學之間的協作能力提高,自身的編程能力、系統設計能力及表達能力得到鍛煉和改善。通過課程設計考核體系的實施,使廣大學生在如下幾個方面得到了提升:
(1)協作學習能力普遍提高。每個小組非常重視三個階段的匯報,從查閱資料到幻燈結構、內容和色彩都經過仔細琢磨;小組內討論氣氛熱烈,有些小組甚至在宿舍熄燈后仍在探討問題;還有的小組到處尋找通宵教室,加班加點工作。
(2)真實能力明顯提高。量化課程設計過程和考核指標,完善了過程監督,有效地防止了學生實踐“做弊”現象,使所有學生的能力都得到一定鍛煉。
(3)提升綜合應用知識的能力。操作系統模擬的許多題目,不僅涉及數據結構,同時要求活學活用操作系統理論中的概念與方法。如,模擬內存管理的設計中,為突出并發和共享特征,一些小組使用了多線程實現并發。另外,數據結構中樹、鏈表以及Hash表的知識得到鞏固。
(4)計劃表達與交流能力提高。課程設計三個考核環節,將自己的成果展現給同學和老師,并且解答老師的提問,有助于老師與學生、學生與學生之間交流。老師可以及時發現問題,指導學生改進設計方案;學生也可在匯報過程展現自己,鍛煉語言表達能力,對于不善表達的理工科生來說是很好的鍛煉。此外,該考核方法使學生不敢懈怠,按時完成任務。
(5)學習主動性和創新性得到激發。課程設計的所有考核環節均開放式進行,學生在考核過程中可以相互對比,有效促進了比學趕超的學習熱情;考核壓力促進基礎薄弱的同學在基礎較好的同學帶動下進行主動學習。學生潛力得到很大發揮,不再局限于教學過程中所學知識,自學相關內容,力圖將設計做到最好。
5 結束語
該套考核環節、方法和考核指標的建立,強化了操作系統原理的掌握,激發了學生學習熱情,提高了實際軟件設計、編程能力,培養了組織協作與團隊精神,為抽象理論課的實踐環節的理論提升探索出一條有益的道路。由于該考核體系處于實驗階段,有待于進一步發展和完善。
參考文獻:
[1] 孫微微,劉才興.研究型大學操作系統課程實習項目的設計[J].農業網絡信息. 2005,5.
[2] 陳向群.操作系統實習教學經驗[J].全國第八屆操作系統課程教學研討會. 2005,5.
[3] 史廣順,韓維桓,袁曉潔.南開大學“操作系統”課程建設的思考[J].計算機教育. 2006,7.
[4] 鄒恒明.上海交通大學“操作系統”精品課程的立體化建設[J].計算機教育. 2006,7.
[5] 程金林,吳斌,靳曉枝,黃錚. 高校實驗教學考核模式的改革與實踐[J]. 實驗室研究與探索, 2004,24,(4).
[6] 康麗軍.關于操作系統課程改革的探索與實踐[J].太原大學學報.2004,5,(3).
收稿日期:2006-9-14
資助項目:南京農業大學信息技術學院院級教改項目的資助
作者簡介:姜海燕(1967-),女,浙江臨安人,副教授,研究方向:農業信息技術、軟件工程。
通信地址:南京農業大學信息學院,郵編:210095
實訓教學;行車崗位群;項目導向教學法
吉林鐵道職業技術學院鐵道交通運營管理專業定位于為鐵路運輸企業和吉林省區域經濟發展培養具有良好的綜合素質,能勝任運輸生產、組織、指揮和管理等一線需要的高素質技能型人才。經過多年的歷史積淀,形成了“依托鐵路行業,深度校企合作”的專業特色,以學習鐵道交通運輸管理及相關設備運用能力和綜合素質培養為主線,形成了“三結合,四對準”的人才培養模式。而《鐵路行車組織》作為主干核心課程之一,在課程內容的建設上始終貫徹“對準崗位的典型任務改革教學內容”的理念。
1.現場調研及實訓教學內容設計
《鐵路行車組織》課題組成員利用寒暑假及平時假期,對高職學院畢業學生、吉林地區及各合作企業實際車站進行了調研,重點針對課程的實訓內容進行了訪談。
結合現場調研,我們總結出《鐵路行車組織》教學內容設計分為三大崗位群:
調車員(連結員、制動員)工作:主要講授車站牽出線調車、駝峰調車、中間站調車工作的方法等調車員的應掌握的理論知識,實踐技能以手閘、鐵鞋制動調速、觀測速、排風摘管為重點。
車站調度員(列車調度員、調車區長、車號員)工作:主要講授列車運行圖、車站作業計劃、車站工作統計、列車編組計劃的知識和方法,實踐技能車站作業計劃的編制(班計劃、階段計劃、調車作業計劃)、列車編組順序表的編制。
車站值班員(助理值班員、信號員)工作:主要講授鐵路行車閉塞法、鐵路正常(非正常)情況的接發列車作業標準。實踐技能主要學院演練室的設備進行實作演練。
針對三大崗位群的應會技能,鐵路行車組織課的實訓教學體系由認識實習、課程設計、技能訓練(含技能鑒定)、畢業實習構成。
在實訓教學體系的設計中,體現了:
實訓教學不只是培養學生的動手能力,更重要的一方面還有培養學生吃苦耐勞、嚴謹求實和團結協作等良好職業素養的任務。為實現實訓教學的目標,我們的做法是:合理加大實踐性教學內容的比重,使教學與專業技能考證制度接軌,重視學生實踐能力和創新能力的培養,重視學生職業素養的養成。認識實習、畢業實習課兼顧理論課和實習課,將整個《鐵路行車組織》理論教學所學知識進行融會貫通和綜合運用,培養學生獨自解決實際問題的能力。
每年舉辦專業知識競賽和行車組織中某項技能比賽,通過第二課堂的開展,調動學生學習的積極性,進一步培養學生協作性、探索性學習的能力。但是,在以往的教學中,由于硬件和軟件等方面的原因,導致教學質量有所下降,具體原因分析如下:
學生對現場缺乏具體的感性認識,而且相互之間缺乏交流和溝通,很多知識明白但卻表達不出,不懂相互合作。但這恰恰和鐵路行車崗位的設置相脫節,鐵路運輸是一個多工種相互配合的系統,各項作業的辦理都需要各工種的合作。隨著生源數量的增加,以及校園實訓設施偶爾還承擔著沈陽鐵路局的干部培訓任務,所以無法充分滿足學生的實訓要求,理論和實踐總存在著偏差。
面臨這些不足,如何才能使學生掌握到行車崗位群所需要的“應知應會”的理論知識和實作技能知識?這就需要不斷強化實訓教學,摸索適合的實訓教學方法。
2.實訓教學方法的實踐總結
高職院校實訓教學的主要解決途徑是建設實訓基地,從而為學生提供實踐教學環境,保證學生掌握一定的職業技能,包括場所、設備、教學指導人員、教學汁劃,等等。實訓基地是高職教育的基本硬件,是實施職業技能訓練的保證,尤其是工科專業,實訓基地更是不可少。
但是,高職的實訓教學不能因為實訓基地設施不足而放棄。我們在教學經過探索,即使在實訓設施不足的情況,仍然可以通過一定的手段開展高質量的實訓教學活動。
A.開設第二課堂活動
舉辦專業知識競賽和接發列車技能比賽、靜止上鞋比賽等,通過第二課堂的開展,調動學生學習的積極性,進一步培養學生協作性、探索性學習的能力。成立課外接發車、鐵鞋制動學習課小組,開展互幫互助學習活動。
B.布置實訓作業(課程設計)
布置實訓作業的目的是通過解決理論與實踐相結合問題,切實鍛煉和提高學生的職業技能。它穿插于教學的全過程。具體過程如下:
在有關單元的知識講授完畢以后,在課堂開始布置實訓作業(視情況按個人或小組布置),提出具體要求,如內容、操作方法、完成時間(通常最少為一周)等。學生在課余按要求實際操作,其間可以向老師咨詢(通過E—mail、電話或當面請教等)。閱讀收集上來的實訓報告,準備評語。挑選優良的實訓報告,在實訓課堂上請報告主人上臺陳述(目的、想法、過程、結論等等),接受全班同學的提問并進行答辯。教師講評。這種實訓方式對學生的鍛煉極大。由于在學校接受過編制計劃、鋪畫運行圖等實訓,很多學生畢業之后,還給學校或老師來信表示感謝,因為這些技能在他們就業后對他們幫助很大。
3.項目導向教學法
為了使實訓教學形成較為完整的體系,我們在實訓教學的實踐中,對實訓課程的設計進行了系統的探索,并不斷優化教學方法和手段。以“項目導向法”貫穿于教學。
采用分組教學模式,每一個教學任務單元均采用資訊、決策、計劃、實施、檢查與評估六個環節來實現、根據崗位工的工作特點,為了便于操作,把它整合為四個步驟。
明確任務,即要學生明白自己要“做什么”。任務準備,即要學生計劃自己或者小組“怎么做”。任務實施與監控,即要學生按計劃做事。任務總結和評價,即評價學生是否做成。
關鍵詞:操作系統;實踐教學;教學操作系統;GeekOS
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A
文章編號:1672-5913 (2007) 22-0018-03
1操作系統課程實踐現狀
國外大學的實踐性環節多數是要求學生獨立或合作完成一個簡單的操作系統內核設計或者完成部分功能模塊,即實現級。他們主要使用的教學操作系統有OSP、OS/161、NACHOS、MINIX、XINIX、TOYOS。而國內高校因為師資力量、實驗環境及學生自身程序設計能力等因素的不同,對操作系統課程實踐環節的要求層次不一:有的要求學生合作完成一個小型操作系統的設計的;有的要求學生剖析具體操作系統(如DOS、UNIX等)的實現機理,替換一些功能模塊;有的要求對操作系統的一些算法進行模擬實現,以加深對操作系統原理的理解。各高校在講授操作系統課程時,一般都會設置有16~24個學時同步進行的實驗。部分對操作系統實踐環節比較重視的高校,還增加開設操作系統課程設計環節,時間為30~40個學時。經過對國內外高校的調研總結,操作系統課程的實踐方式目前主要分為以下幾種類型:
(1) 觀察與體驗
這是最簡單的實踐方式。即選擇某個實際的操作系統作為實驗環境,學生通過觀察操作系統的具體運行過程來體會操作系統原理的內涵,通過其提供的系統調用來觀察和驗證操作系統中一些技術。這種方法不需要編寫操作系統功能實現的代碼,對真正理解操作系統內在功能的具體實現意義不大。
(2) 算法仿真
這是一般院校最常見的實踐方式。老師選取操作系統中的一些典型技術,如內存分配算法、生產者/消費者同步問題,讓學生編寫程序來模擬實現操作系統的功能。此種方式與程序設計課程的上機作業基本類似,有利于加深學生對操作系統理論和技術的理解,但達不到培養學生掌握操作系統的整體設計思想的目的。
(3) 替換功能模塊
這是較流行的實踐方式。一般是以開放源代碼的Linux為平臺,讓學生首先閱讀系統代碼,在理解部分操作系統功能的實現原理后,再要求學生用自己設計的功能模塊替換其中相應的功能或為其擴展功能。浙江大學在這方面做得比較成功。但Linux是一個商業操作系統,系統龐大,結構復雜,對學校的師資和學生的能力要求都較高,一般院校實施的效果不是很好,也達不到培養學生掌握操作系統的整體設計思想的目的。
(4) 擴展設計操作系統
這是對操作系統教學比較理想的實踐方式。由任課教師提供一個只具有簡單內核的教學操作系統的基本雛形,讓學生對其功能進行完善和擴充。學生在一個虛擬或者真實的操作系統環境中進行動手實踐,直接操作修改操作系統內核,從而達到掌握操作系統設計策略和技術方法的目的。當然也有學校要求學生獨立設計一個結構相對簡單但功能基本完備的小型操作系統。例如上海交通大學在操作系統實驗中曾要求學生獨立設計一個稱為MOS的操作系統。由于與操作系統課程實驗的教學目標相一致,這可能是最理想的實驗方案。不過由于操作系統是一個大型的系統軟件,其設計過于復雜,因此在實施起來有一定難度。
3GeekOS教學操作系統
教學實踐證明,最好的“操作系統”課程實踐平臺并不是實用的商業操作系統,因為它過于龐大,設計復雜,短時間內難于掌握。而應該是一種與實際使用的操作系統比較接近,但規模又較小、易理解、便于調試的系統,即面向教學的操作系統。最重要的是系統要符合課程的需要DD可留出一些作為學生作業的練習,幫助學生熟悉實際操作系統的結構和設計。
美國馬里蘭大學教師最新開發的GeekOS,就是一個專門為滿足操作系統課程教學要求設計的實踐平臺,它具有以下優點:
(1) GeekOS是一個基于通用x86架構的PC機上運行的微操作系統內核,作為一個GPL開源軟件,任何人都可以在GPL下修改和免費使用, 由于其簡單、實用、易懂,使得學生更易于理解操作系統的設計思想和實現過程。
(2) GeekOS是一個用C語言開發的操作系統,某種程度而言,GeekOS操作系統就是一個C語言程序,實踐開發環境易于實現。學生可以在Linux或Unix環境下編程,對其進行功能擴充,也可以在Windows下使用Cygwin工具進行開發。
(3) 作為一個教學使用的操作系統,GeekOS圍繞現代操作系統原理中的重要概念與方法,按照教學循序漸進的進度為學生設計了7個項目。這些項目由淺入深,對激發學生學習操作系統的興趣和主動性,訓練學生分析問題、解決問題的綜合能力,起到了非常好的效果。
在國內外的操作系統教學中,目前采用比較多的教學操作系統是NACHOS。和GeekOS相比,NACHOS只能運行在特定的MIPS機型的模擬器上,同時也存在一些其它缺點。首先,因為它的內核不是保存在模擬器的RAM中,這樣,它不會受到內存容量的限制。這意味著內核數據結構的大小不是影響系統性能的重要因素,使得數據結構大小和空間容量的權衡不用考慮,這在一個實際操作系統設計中是不現實的。其次,NACHOS是與底層硬件相隔離的,所有機器模擬器和被模擬的硬件之間的接口由C++對象設計。這意味著學生不需要了解要訪問的真正硬件是如何工作,而這些技術對于編寫核心程序的程序員來說是很重要的。再有就是NACHOS這種特殊結構很難移植到實際硬件機器上直接執行。
4GeekOS開發環境
選用GeekOS作為操作系統實踐平臺,還因為它的開發環境易于搭建。GeekOS大部分代碼是用C語言編寫的,它所需要的開發工具在Linux操作系統中幾乎都已具備,只需簡單配置。GeekOS系統的開發與調試環境有多種選擇:在Windows下使用Cygwin和Bochs PC模擬器;在PC機上安裝Linux和Bochs PC模擬器進行開發調試;在PC機上安裝虛擬機,如VMware和Virtual PC,然后在虛擬機上安裝Linux和Bochs PC模擬器進行開發調試。在課程實踐環境選擇時,學生可以自由選擇,推薦采用最后一種方式,它會為你減少很多不必要的麻煩。Linux是大多學生所熟悉的,也有很多參考書可供學生選擇。
在物理計算機上調試操作系統內核代碼會給用戶帶來很大的不便。Bochs是一個通用的x86 PC機硬件平臺模擬器。它是一個開源的軟件,對系統程序開發,具有很多的優點,是開發和調試操作系統核心代碼最有效的工具。例如:對新加入的代碼行進行測試不用頻繁重新啟動用于開發的機器;不易引起主機系統崩潰;不需要使用軟盤和硬盤作為操作系統的存儲介質。GeekOS最初開發設計的調試運行平臺就是基于Bochs進行的。
5GeekOS項目設計
作為一個教學操作系統內核,保持系統的簡單易實現是非常重要的。為了實現這一目的,在GeekOS設計時,僅保留操作系統最基本的功能,同時圍繞現代操作系統原理中的重要概念與方法,按照教學循序漸進的進度精心設計了7個項目。這些項目由淺入深,既有Linux使用環境與使用技能方面培養的項目,又有重點圍繞深入理解操作系統內核實現機制的項目。
GeekOS教學操作系統為學生設計的項目內容具體如下:
項目0:主要是讓學生熟悉GeekOS的編譯、運行過程,了解計算機系統的啟動原理。項目0要求學生實現一個簡單內核進程,功能是實現從鍵盤接收一個按鍵,并在屏幕上顯示。
項目1:主要讓學生熟悉可執行鏈接文件(ELF文件)的結構,并學會加載和運行可執行文件。項目要求學生編寫代碼對ELF文件進行分析,并將分析結果傳送給加載器,掌握操作系統靜態建立進程運行用戶程序的實現技術。
項目2:要求學生掌握操作系統動態建立用戶態進程來運行用戶程序的原理。在項目2實現之前,GeekOS運行的是內核級進程。對用戶態進程執行的支持包括用戶態進程結構的初始化、用戶進程空間的初始化、用戶進程切換和用戶程序導入等。
項目3:要求學生改進GeekOS的調度程序,實現基于4級反饋隊列的調度算法(GeekOS初始系統僅提供了FIFO進程調度算法),并實現信號量,支持進程間通信,掌握進程調度和進程通信的實現原理。
項目4:要求學生實現分頁虛存管理,替代在項目1和項目2中采用的分段存儲管理,掌握虛擬存儲技術的實現原理。
項目5:要求實現GOSFS文件系統。由于GeekOS使用了虛擬文件系統,可以加載不同的文件系統,而系統默認加載的是PFAT只讀文件系統。在這個項目中,需要實現一個多級目錄的、可讀寫的文件系統,掌握文件系統的實現技術。
項目6:要求為文件系統增加訪問控制列表,并使用匿名半雙工管道實現進程間通信,掌握網絡功能的實現原理。
6結束語
采用GeekOS作為操作系統課程設計實踐平臺已經有兩個學期。結果證明大部分認真完成作業的學生認為GeekOS對理解操作系統功能的設計與實現有很好的幫助,可以激發學習操作系統的興趣,提高編寫系統程序的能力。高校計算機相關專業的操作系統課程教學不僅要設置實踐環節,還必須根據培養目標和學生自身的特點來選擇合適的實踐教學內容。在選用GeekOS作為操作系統實踐平臺時,集中在短時間內完成項目設計的教學效果不好,最好為一個學期的時間。教師最好能根據學生的能力,以3到4個學生為一個小組,靈活調整學生要具體完成的任務,以致于取得更好的教學效果。
The Research and Practice on the teaching of Operating System Course Practice
Huang Tinghui
(School of Computer and Control. Guilin University of Electronic Technology guilin, guangxi, china 541004)
Abstract: Practice teaching is absolutely necessarily in operating system teaching. After explorer and practice of high school operating system course teaching, one method is put forward, that is, students take GeekOS as teaching platform, Bochs PC simulator as debug and compile tool, program to expand the function of GeekOS. In this way, students can participate in design of operating system. The practice in teaching has proved to be good understanding the theory of operating system , resulting a better teaching effect.
Keywords: operating system, practice teaching, teaching operating system, GeekOS
參考文獻
[1]
[2] 駱斯文, 李云洪. 操作系統課程實踐性教學模式研究與實踐[J]. 福建電腦, 2006,(12):16-20.
[3] 趙福來. 國內高校操作系統課程實驗教學實施情況評述[J]. 中國科技信息,2005,(12):90.
[4] 史廣順, 韓維桓, 袁曉潔. 南開大學“操作系統”課程建設的思考[J]. 計算機教育, 2006,(7):21-24.
[5] (美)William Stallings. 魏迎梅等譯. 操作系統―內核與設計原理[M]. 北京:電子工業出版社,2001.
關鍵詞:通信;課程;電子技術;項目載體
以數字化、網絡化、智能化為特征的信息化浪潮蓬勃興起,開啟了通信大發展的時代,使社會對高職通信類專業人才的需求迅速增長。電子技術課是高職通信類專業的必修基礎領域課程,是完成好通信技能培養的奠基石。開展電子技術課工學結合的教學改革,構建以學生為主體、以項目為載體的課程教學模式,對提高教學質量具有重要意義。
一、傳統教學模式下電子技術課開設的現狀
電子技術是一門理論與實踐相結合的課程。在高職通信類專業教學計劃中,電子技術的教學目標是:培養學生的電工電子應用職業能力,包括熟悉元器件與性能、掌握基本電路分析方法、熟悉電工電子一般應用、熟練使用常見儀器儀表;在課程學習的過程中培養方法能力與社會能力;為專業領域課的學習奠定電工電子基本理論知識。在教學組織方式上,囿于傳統學科體系的課程組織方式和講授式的教學模式,電子技術課普遍采用了“理論課程+實驗教學+實習課程”的分設方式。仍然遵循著課程、實驗、實習分離開設,一學期理論教學和實驗,另一學期再實習;一位老師講授理論,另一位再指導實驗實習。在教學內容上,電路分析、模擬電子和數字電子的理論知識體系嚴謹慎密,但實驗基本以實驗箱驗證測試為主,設計性和綜合性實驗較少,學生常常是為完成實驗而實驗,很難將實驗上升到知識;實習則用1~2周,完成某單一電路安裝為主。在教學考評上,一般以單獨的理論筆試、實驗驗證操作、實習操作等終結性考核為主,輔以平時出勤與紀律的考核。與本科相比,高職學生底子相對薄、基礎相對弱,對單純的知識講授感到乏味,學習積極性不高,甚至厭倦電子技術的學習。學科化的電子技術課程體系和授受式教學模式,在高校精英教育時期,以及在學生素質較高、學習能力較強、邏輯思維較好的學生中,發揮了重要的作用。但是隨著高職進一步放寬入學門檻,高職學生普遍趨于行為導向能力和感知能力較強,對策略性體驗型知識易于掌握。因此,電路與電子技術課就亟需改革傳統學科化的課程組織模式和授受式的教學模式。
二、通信類專業的電子技術知識與技能需求
通過對高職通信類專業面向的主要從業崗位職責進行調研,分析提煉崗位工作典型任務,湹清通信類專業崗位的核心職業能力,分析核心職業能力所在的專業領域課程,建立通信類專業核心職業能力對電路與電子知識技能的主要需求關系。
三、以項目為載體的電子課體系建構設計
以項目為載體的工學一體化,就是把項目作為學習載體,教學以項目任務的形式開展。重構以項目為載體的電子技術課基本思路是:先選擇合適的載體,即設計出能承載圖1中技能和知識點的項目。在實施項目的過程中,通過學生主動參與項目的“咨詢、決策、計劃、實施、檢查、總結”,教師對項目任務進行“布置、引導、提問、檢查、小結、反饋”,從而達成電子技術課的教學目標,完成“電路電子能力+方法能力+社會能力”的培養。電子技術課程的知識與技能包括四個部分:電工與電路、模擬電子、數字電路和常見儀器儀表。但高職通信類專業一般只包括圖1所列的24個基本知識點。為此只需對應選擇相應的有效載體,如圖2所示,可選擇7個項目24個子任務,來承載24個知識點并完成相應的知識與技能。
四、以學生為主體的電子課教學模式構建
選定了7個載體24個子任務,逐一明確每個任務引導知識點,其設計思路即體現了以學生為主體的教學思想,但還需站在高職學生的認知水平去組織教學。先引導知識點,再采取“關聯、主動、合作、對話”的方式去實現工學結合的教學。即在在關聯方面,情境化的設置,體現真實工作場景,使學生身臨其境。在主動方面,讓學生領受任務任務閱資料制定計劃,分析解決問題并進行具體實施。在合作方面,小組討論提升團隊能力。在對話方面,學生展現項目,書面和口頭總結策略、步驟,展現成果。實現電子技術工學結合教學模式的路徑:一是要設計編寫項目任務所需的引導講義;二是要準備項目任務書材料;三是要建立任務所需的教學情境并做好準備;四是要合理教學調度安排。通過項目設計、任務引導、情境設置、學生咨詢決策計劃、討論實施總結、教師點評、布置作業等步驟,達到“讓我去做,我會理解”的目的,從而實現電子技術課的教學目標。
五、構建知識與技能并重的考核評價
課程評價是教學過程必備的重要環節,既要達到考核目的又要能調動學習積極性。電子技術課教學改革后,需要過程評價和終結評價結合,也需要知識考核和項目動手技能相結合。考核方式的設計,著重要體現完成任務與掌握知識并重,知識融于任務過程。避免改革后出現輕知識的情況,考核方式建議包括:平時成績由任務引導的準備與提問、分工與提交的任務方案計劃、任務總結發言情況、作業練習等環節構成;項目成績由任務進程中的觀察記錄、制作項目結果情況、操作規范情況等構成;筆試成績由單元知識測試、半期筆試、期末筆試等構成。
六、結語
實施高職通信類專業電子技術課教學改革,著重體現了以學生為主體的教學情境構建、以項目為載體的課程設計、以教學做一體化的教學模式構建、以過程評價和終結考核相結合的考評方式設計。突出學生參與電子項目后再上升到知識的過程,契合了高職學生的思維模式,有助于提高學習的愉悅度,從而提高電子技術技能和知識素養,為后續通信職業能力奠定基礎。
參考文獻
[1]杜爽,朱鳳武,郭瑞娟,孫上媛.電工與電子技術教學改革的研究與探討[J].高教學刊,2016(9).
[2]莊曉燕.電子技術課程的課堂教學研究與探索[J].教育教學論壇,2016(5).
[3]韋澤訓.構建高職移動通信技術專業工學結合人才培養模式的思路與方法[J].繼續教育,2011(9).
[4]劉新.以項目為載體的工學一體化教學改革探討[J].職教通訊,2015(27).
這次物流實習分為兩個階段進行,第一階段是模擬訓練,第二階段是參觀考察。第一星期的實習在管理系的商務實驗室進行,主要是利用第三方物流軟件,模擬物流公司的運營,以便讓我們掌握物流公司內部運營的程序和細節;第二個星期是在指導老師的帶領下去宅急送快運股份有限公司哈爾濱分公司、哈爾濱鍋爐廠有限責任公司以及東北林業大學物流實驗室進行參觀實習,實地了解物流公司的操作過程與方法,了解大型企業內部生產物流的操作。
通過兩個星期的實習我的收獲頗豐,不僅接觸和了解到了許多物流課本上所沒有的東西,也學習到了許多專業的、實用的物流知識,豐富了生活閱歷,這將是我們走向社會的一筆最為寶貴的財富。以下是我就本次實習的總結。
一、實習時間
XX年年7月9日—XX年年7月20日
二、實習地點
管理系綜合實驗室、北京宅急送快運股份有限公司哈爾濱分公司、哈爾濱鍋爐廠有限責任公司、東北林業大學物流實驗室
三、實習目的
大三的這一年,我們學習了大量的專業課知識,包括物流的、營銷的、電子商務的,但是這些也就只是在理論上的學習,而沒有運用到實踐中去。這次學校安排我們進行物流管理實習的目的,就是要我們將所學到的專業知識和具體實踐相結合,以提高我們的專業綜合素質和能力,當然也為了讓我們對物流公司的運營狀況有一個整體的了解,對中國物流行業的發展狀況有一個比較全面的認識,增強同學們對所學專業的認識,提高學習專業知識的興趣,以便即將邁入社會的我們能夠更好的適應以后的學習和工作,為以后的學習和工作打下堅實的基礎。
四、實習單位簡介
(一)管理系綜合實驗室
管理系綜合實驗室是本系各專業學生及教師進行教學實踐、科研活動的基地,現有面積520平方米 ,資產總值142萬元,由商務實驗室、管理信息系統實驗室、會計實驗室、管理決策分析實驗室組成。綜合實驗室主要承擔會計學、市場營銷、旅游、財務管理、國際貿易等本科專業和管理系各專科專業的各項實踐教學任務;為教師開展科研活動提供基礎條件,讓教師利用綜合實驗室對相關行業的業務流程進行研究,進行業務流程再造,提高模擬實驗的仿真程度;培養實踐教學師資力量,使實踐教學教師達到相應行業高層管理人員水平;建立各行業案例庫,為教學、科研、項目個案研究提供參觀、交流、實踐基地;利用綜合實驗室,積極開展政府管理人員、企業管理人員、當地院校師資培訓,并承擔工商企業高層管理人員、外校學生培訓和教學實驗任務等。
(二)宅急送快運股份有限公司
宅急送快運股份有限公司成立于1994年,1998年,宅急送在上海、廣州成立了子公司,1999年,全資分支機構增加到30余家,包括哈爾濱的分公司。到XX年,宅急送總公司成立,并且在全國范圍內按區域完成七大子公司建立。在XX年,公司建立了電子商務平臺,之后在北京、上海、廣州三地建立了物流基地,實現了全國信息互聯共享,京滬、京沈、京廣、滬漢物流班車開通。XX年,公司實行三級城市發展戰略,網絡發展到地級城市,并且成立了航空處,上海分公司實行了飛機包艙運輸,拉開了宅急送包機上天的序幕。XX年10月30日,宅急送國內快遞、綜合物流、國際業務三大事業部發展模式拉開序幕,宅急送從單一國內快遞向現代綜合物流轉型,開通全國統一客服熱線,總公司正式更名為“北京宅急送快運股份有限公司”。
(三)哈爾濱鍋爐廠有限責任公司
哈爾濱鍋爐廠有限責任公司的前身是哈爾濱鍋爐廠,1954年建廠,1994年10月經企業股份制改制,是在香港發行h種股票并上市的哈爾濱動力設備股份有限公司的核心成員,是中國最大的電站鍋爐制造企業,首批國家一級企業,目前經營并批量生產600mw、300mw、200mw、125mw、100mw、50mw機組電站鍋爐,工業鍋爐及余熱鍋爐,配套輔機和高中壓閥門,大型石化容器,核能設備等產品,部分產品出口朝鮮、巴基斯坦、菲律賓等22個國家。
在新的發展時期,哈爾濱鍋爐廠有限責任公司開了發超臨界直流鍋爐、大容量清潔煤燃燒鍋爐、核電承壓設備等新產品,拓展生產能力和市場競爭能力,并多方位與國外著名廠商和公司進行廣泛的技術交流與合作,向各用戶提供一流的產品和周到的服務,滿足國內外市場對電力設備的不同需求。
(四)東北林業大學物流實驗室
東北林業大學物流實驗室總投資近200萬元(不包括房屋建設費),包括物流工程實驗室和物流裝備實驗室。物流工程實驗室使用面積260平方米,物流裝備實驗室使用面積300平方米。實驗室的建立之初,林大組織老師到北京、上海等地考察,進行兩輪招投標,最后完成了實驗室的規劃和設計。經過一年時間,完成了物流工程實驗室的建設,相繼購進了一些物流設備,包括叉車、托盤、平板車、拖車、牽引車等等,使林大物流實驗室具有了相當大的規模。
五、實習過程和內容
本次實習分兩個階段進行,第一階段是物流管理課程設計實習,第二階段是物流參觀實習。
(一)物流管理課程設計
物流管理課程設計實習是在管理系綜合實驗室之一的商務實驗室進行的,主要是根據指導老師提供的第三方物流教學模擬平臺這個軟件進行第三方物流公司的模擬運營。在正式操作運營之前,我們需要在系統中注冊一個物流公司,并且設定好模擬公司的管理中心、調度中心、運輸中心、倉儲中心等幾個主要部門的角色,在我的模擬公司里,我選擇了自己一個人承擔了所有的角色。公司注冊完畢后,就可以進行模擬運營了,在這個模擬的公司里,管理中心、調度中心、運輸中心、倉儲中心這四個部門是需要我們管理和協調的,管理中心主要是接受訂單和資源管理,調度中心是對貨物的分揀和調度,運輸中心要對車輛進行管理并對按調度中心的貨單調派車隊運輸,倉儲中心主要是負責貨物的進出倉管理和倉儲貨物的安全管理。我們通過在物流市場購買資源,承接定單,管理貨物進出倉,調度運輸等環節實現物流運輸,從而實現贏利的目的。
注冊并申請登記以后,就可以進入物流主頁面,操作運營公司了。我們主要要做公路、鐵路、海運、航空等方面的報價,訂單的受理,貨物的分揀和調度,運輸工具的選擇和發貨,倉庫的出入庫運單的處理,財務的上報和結算等等幾個步驟。公司運營之初,首先要做的就是去物流市場購置資源,完善公司的基礎設施,這主要是購買運輸車輛、購買和租借倉庫、招聘人員等,招聘人員包括招聘司機、倉庫保管員、搬運工。在完成公司基礎建設后,就可以進行物流報價了,報價是必不可少的一個步驟,它是公司接受定單的前提。我按照系統的提示對公路運輸,鐵路運輸,海運,空運以及倉庫租賃等幾方面進行了報價。公司的運營中還有一系列的問題需要我們處理,這包含了廣告的,人員的安排,倉庫的選址等。還有一些特殊情況的處理,如倉庫貨物被盜,車輛事故等等的處理。
在進行了一系列的處理后,我便開始承接定單運營公司了,在公司的戰略上我實施了規模經營的戰略,在全國各地的主要城市都分別購買和租賃了倉庫設施,并且在物流市場按照發運地和目的地尋找定單,在同一線路上承接大批量定單,然后進行統一的配送和運輸,以降低運營成本。在承接定單的時候我發現,有一些物流公司的報價相當的低,按報價計算的話根本就不夠成本,當然這類的定單我就沒有接。
一個星期的實習,我對整個公司的運營情況一直有一個很好的把握,特別是到了后階段,公司的運營呈現一片繁榮的景象,當然最主要的是我在其中學到了很多細節上的知識。
(二)物流參觀實習
7月17、19、20號這三天我們參觀了宅急送公司,哈爾濱鍋爐廠和東北林大的物流實驗室。