時間:2022-09-11 16:44:58
導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇操作教學,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內容能為您提供靈感和參考。
會計案例教學能極大地增強學生的社會適應能力,學生通過大量案例的分析與討論,不僅可以得到多方面的實訓,而且可以從中總結出處理賬務的原則與方法、經驗與教訓,這些原則、方法、經驗和教訓能反映出特定時期會計活動的內在規律。掌握了這些規律,學生就可以觸類旁通,應付各種復雜的工作環境,增強社會的應變能力和適應能力。會計案例教學能更好地指導學生的實踐活動,因為案例本身就是理論聯系實際的橋梁。案例分析的一個突出特征就是采用大量的真實事例作為分析的對象和內容。優秀的案例往往以現實問題為研究對象,以事實為依據,并將理論知識寓于案例中。通過案例分析,可以使大量的感性認識上升為理性認識,從而更好地指導學生的實踐活動。會計案例教學能有效地將知識轉化為技能。案例教學的最終目的是將學生的知識轉化為技能。學生經過嚴格而系統的理論學習,其理論知識會掌握得比較全面,但由于缺乏實際操作經驗,往往導致能力的欠缺。案例最主要的功能就是為學生提供一個逼真、具體的情境,迫使他們去思考、分析、處理問題,從而使其得到實際鍛煉的機會。同時,案例教學本身也需要學生之間的合作、交流、分析與研討,這就有利于培養學生合作共事和溝通交流的能力。因此,案例教學是適應會計教學特點的行之有效的不可或缺的教學方法和手段。
賬務操作就是從取得或填制原始憑證、記賬憑證開始,設置和登記會計賬簿,到編報財務會計報告為止。《賬務操作》是一門實踐性非常強的課程,是《基礎會計》所學知識的綜合運用,對于賬務操作來說難點就是原始憑證的分析。通過分析原始憑證的內容、若干張原始憑證之間的關系得出經濟業務的內容,然后再填寫記賬憑證、登賬等。為了突破這個難點,我在教學中采取了以下幾個步驟。
1.將全班學生分成若干個小組,每個小組成員擔任不同的崗位,負責不同的工作,一個人是出納,負責現金日記賬、銀行存款日記賬的登記,有關現金、銀行存款收付憑證的填制,一個人是會計,負責記賬憑證的填制,還有一個人是財務主管,負責總賬的登記,最后有一個學生負責往計算機里錄入。小組成員崗位互相輪動,這樣每個學生都可以得到鍛煉。人員安排和輪動由財務主管負責。在分組時注意學生的搭配,學習成績有好有壞,成績好的學生帶動、幫助成績差的學生,達到互相督促、互相幫助、共同進步的目的。
2.教師要先給學生講主要的原始憑證所代表的經濟業務,即什么經濟業務用什么憑證,比如增值稅專用發票代表購入業務和銷售業務,普通零售發票代表日常采購業務,所有的發票都是由銷貨方填寫;入庫單代表材料驗收入庫;轉賬支票代表款項的支付、現金支票代表提取現金都是由付款方填寫;收據代表收到款項,是由收款單位填寫等等。主要的原始憑證的這些內容都要給學生講清,并讓他們記住。
3.分析原始憑證的內容,教師在講之前先讓學生弄清自己所代表的單位,也就是你是哪個單位的會計,這是分析會計主體,不同的會計主體,經濟業務的處理也不同。比如同樣是一張增值稅專用發票如果是購貨方就要做購進業務,如果是銷貨方就要做銷售業務。分析增值稅專用發票的內容業務是某單位購入某某商品多少,單價是多少,數量是多少,金額是多少,稅率是多少,稅金是多少,或者是某單位銷售某某商品多少等。不同的原始憑證所代表的經濟業務內容要講給學生,并讓他們記清楚。
4.分析若干張原始憑證之間的關系,就是幾張憑證反映一筆經濟業務。比如,現在只有一張增值稅專用發票,代表購入材料,材料未到,款未付,或者銷售產品款未收;一張增值稅專用發票,一張收料單,代表購入材料,材料入庫,款未付,或者銷售產品款未收;一張增值稅專用發票,一張結算憑證,代表購入材料,款項以某種方式支付,或者銷售產品,收到結算憑證等等。總之,就是讓學生學會自己分析原始憑證之間的關系,只要會分析原始憑證了,填寫記賬憑證,登記賬簿就沒有問題了。
1.1 教師專業素質缺乏。很多教師根本沒有工程實踐經驗,對操作系統內核知識可能自己都沒弄明白,所以教給學生的知識也就有限了。
1.2 操作系統的后續學習課程,比如:計算機網絡、網絡操作系統等,都是學生比較感興趣的,所以學生在學習操作系統初都是非常認真的,主觀上都有強烈的想學好該門課程的愿望,但是隨著課程的日益深入,由于課程理論較深較抽象,課程特征不斷顯露,特別是該門課程的實驗內容對前導課程(比如:數據結構,程序設計語言,計算機組成原理)的依賴很大,實驗中打擊了一部分學生學習熱情,甚至有一部分學生因前導課程沒有學好而放棄了操作系統實驗的完成。
1.3 教學內容與實踐內容脫節。傳統的操作系統教學中,側重于操作系統理論知識和基本概念的講解,同時又沒有一個功能強大而逼真的操作系統實驗教學環境,從而使理論教學和實踐教學脫節。
1.4 開設了實驗課的,課程實驗只停留在驗證性實驗和模擬性實驗,設計性實驗、綜合性實驗很少或者沒有,更談不上項目設計、工程設計。部分學校操作系統課時較少,只讓學生了解操作系統用戶界面、用戶接口和操作實現方式,做一些觀察性的實驗[3];部分學校受師資、教學環境,學會素質與能力等方面的影響,操作系統實驗室只是對一些具體的算法進行模擬實驗,做一些模擬實驗。而且實驗課時又偏少,學生只接觸到一些皮毛,根本達不到培養學生的工程實踐能力的目標。
1.5 教學方法單一,缺乏實驗考核標準。實驗教學,很多學校采用代碼閱讀方式,教師帶著學生分析實驗和實驗代碼,然后讓學生編譯運行通過,這樣就算完成任務了,根據沒有真正得到能力的培養。實驗考核就是看學生程序代碼是否調試通過和實驗報告的方式,學生用大量的時間去填寫實驗報告,而且有的實驗是無法用報告的形式呈現的。
2 提高實驗教學效果的對策
2.1 提高教師素質
目前,國內很多工科教師都缺乏工程經驗,所以在指導學生實驗時力不從心。針對這種狀況,可從以下幾個方面著手[4]:(1)定期的或利用學術假期派專業老師去工業界工作或學習。(2)學校要和企業在科研和教學項目中大力合作。這樣企業可為學校提供操作平臺,教師也將自己的知識轉化為生產力,同時提高教師項目管理與研發能力。(3)把工程經驗作為平庸和提升教師的條件,這樣可促進教師不斷提高自身素質。
2.2 分層教學
分層教學就是根據學生的不同發展水平和發展速度,確立相應的教學層次,以適應學生最近發展區和最佳發展期的教學。之所以要開展分層教學,是因為學生是發展中的人,學生之間存在著事實上的差距。[5]
操作系統實驗可按照學生的學習能力進行分組實驗。每個小組人數5-6人,不宜太多,小組成員優、良、中、差適宜搭配,有一個小組長,以便帶領實驗過程的討論。好的學生帶動差的學生,調動所以學生的積極性。
2.3 精心設計實驗內容
分層次設計實驗內容,把實驗分為易、中、難三個層次。容易的是驗證性實驗,通過驗證性實驗,學生理解操作系統的基本原理,簡單的分析操作系統的功能,不要求寫復雜的代碼來模擬操作系統的功能;處于中間的是模擬實驗,通過模擬作業調度、進程調度、內存空間分配與回收、虛擬存儲管理中的地址轉換和缺頁中斷等,使學生加深理解操作系統算法;難的是設計性、綜合性實驗,對學生要求較高[6]。在設計實驗內容時,還可從趣味性、真實性、綜合性、工程性等方面考慮,從而使學生的創新能力和工程能力得到培養。
2.4 合理的實踐教學方法和實踐考核方式
常用的實踐教學方式有代碼閱讀式、功能模擬式、內核擴展式、獨立設計式[7]。為了適應新世紀人才培養目標,在實際教學中可采用多元化教學方式,使不同層次的學生找到適合自己的、提高自己的有效方法。操作系統實驗中,根據不同的實驗內容、學生層次的不同,可采用不同的教學方法。比如:(1)項目驅動的方式。每次實驗前,教師給定要完成的任務和最終要達到的效果,并從項目研發的經驗、常用的方法等引導學生。(2)實例引導。選擇一些貼近實際的實例來激發學生的學習興趣,通過 “代碼閱讀”現有的一些開放源代碼系統,理解后進行功能模擬,在可能的基礎上進行改進。
操作系統是現代計算機系統中必不可少的系統軟件,計算機系統越復雜,操作系統的作用和地位就越重要[1]。操作系統是計算機科學與技術專業學生必須學習的專業課程,該課程為計算機應用人員深入了解和使用計算機提供了必備知識,為設計人員提供進行系統軟件開發的基礎理論知識,因此它是計算機專業的一門理論性較強的主干課程,同時它又是一門實踐性很強的課程[2]。操作系統是計算機專業學生全面理解和掌握系統軟件、應用軟件設計方法和技術、了解計算機硬件和軟件之間關系必不可少的綜合課程。
1 操作系統現狀分析
操作系統課程是一門重要的計算機專業基礎課,長期以來,該課程的內容較為固定,授課方法較為單一。操作系統難學難教,有其課程自身的特點,歸納為以下幾個方面[3,4]。
⑴ 教學內容比較陳舊
長期以來,操作系統課程的內容較為固定,授課方法較為單一,課程設置偏向理論,教材上的知識更新很緩慢,與前沿技術結合不緊密,與現實也脫節。
⑵ 應用性不強
操作系統首先談的是管理方法,其次是實現方法,即算法;這一點不同于程序語言類課程或者數據結構等課程,可以直接當工具來使用,操作系統的應用不如其他課程來的直接;大多數應用型本科生學習目的是掌握實現方法,而對于其管理方法的分析與設計,一是還沒有形成足夠的認識,二是還沒有到達綜合系統分析和管理的層本文由收集整理次。所以大多數學生的體會是學了難用上,故而興趣不大。
⑶ 實踐難度大
操作系統作為最底層的軟件,內核的編譯和調試很困難,稍有不慎就可能使系統崩潰了,需要重裝操作系統,費時費力;盡管目前多采用虛擬機做實驗的方式,但涉及環境變化,部分實驗與在真實平臺下有差別,實驗效果打了折扣。
⑷ 課程比較獨立,延續性學習不夠
學生目前訓練較多的是基于某平臺上的二次開發,涉及到系統的底層開發很少,這樣導致操作系統的后續學習訓練不夠,與其他課程聯系不夠,顯得比較獨立。實際上,操作系統作為軟硬件課程的紐帶,應該對其他課程起到積極的引導促進作用。
基于上述分析,對操作系統教學改革提出了更高的希望和要求。本文對操作系統教學的現狀及存在的問題進行了歸納總結,并提出了對操作系統課程教學改革的幾點建議,供大家參考。
2 操作系統課程教學改革的對策
2.1 更新教學觀念
學生有無進步或發展是教學有沒有效益的惟一指標。傳統教學方式重演繹、推理、按部就班,教師在整個教學過程中起主導作用。這樣的教學會使學生的獨立思考能力和創造能力被嚴重束縛。現今教學中的“應試教育”傾向其實也源于傳統教學模式,即:教師講,學生聽;教師寫,學生看;教師要求學生做;口頭強調“啟發式”教育,實際施行的卻是“滿堂灌”,教學中“費時低效”的現象還不同程度地存在,教學效益低下。教學不應該只是一個教與學的過程,還應該是一個師生互動的過程。在實際教學過程中,要以學生為中心,多采用啟發式、討論式、研究式教學,增加學生實踐機會、自學機會和創新機會,充分發揮其個性和特長,以利于他們素質和能力的綜合提高。
2.2 改革教學內容
目前,社會對嵌入式軟硬件開發人才的需求很迫切,需求量也很大。作為應用型本科院校,有責任培養社會急需的工程類專業人才,學生也非常迫切地希望能夠系統地學習嵌入式技術,得到規范的指導和訓練,以獲得更多的就業機會。因此,在確定操作系統原理授課內容時,我們跟蹤操作系統原理和相關技術的教材,同時注重嵌入式知識的講授,嵌入式技術是軟硬件技術的高度耦合,涉及到的前期課程有:數字電路、電路分析、微機原理與接口、c語言程序設計、操作系統原理等。筆者提出在前導課程中有意識地加入嵌入式技術的知識和實踐訓練,做好鋪墊,不僅有利于嵌入式人才的培養,構建新學科體系,還能提升專業基礎課的教學質量,使老課程保持技術進步,達到學以致用的教學目的。
結合我院“創新性應用型特色名校”的發展目標,我們設計操作系統課內實驗項目覆蓋了進程控制、進程通信、線程(或者進程)同步和調度,存儲器管理、系統調用,文件系統等方面。我系自主開發了基于μcos操作系統原理實驗教學平臺。該系統由主機和目標機構成,目標機運行μcos-ii系統,主機上運行qt應用軟件,μcos-ii通過串口將數據傳遞給qt動畫程序,qt動畫程序將實時顯示目標機的運行狀態,并附有文字說明來幫助學生理解操作系統運行過程。
此外,積極引導學生參加科技競賽活動,鼓勵他們參加“博創杯”嵌入式設計大賽和齊魯軟件大賽等競賽項目。通過科技創新活動,達到培養學生學習的興趣和解決問題的能力。
2.3 豐富教學方法
圍繞操作系統課程的教學目的,我們利用了多種教學方法,提高學生的學習能力。
采取課內教學與課外輔導相結合的形式。課內學習主要教師為中心,講授操作系統的設計原理,實現的技術,以及在具體的操作系統中是如何實現的,主要采用啟發式教學;課外輔導,以學生為中心,通過我院建立的課程網站,在開放性實驗室進行自主學習和網絡討論,教師通過課程網站與學生交流學習心得。
課內實驗與課外實驗相結合。我們把操作系統的實驗設計分成兩部分,課內實驗與課外實驗。課內實驗選擇自編的《計算機操作系統實驗指導書》中的幾個項目,要求這些實驗項在windows環境下,由教師指導,每個學生獨立完成。通過此訓練,使學生初步能用所學的軟件設計技術和程序設計語言知識,解決操作系統設計原理中的一些關鍵問題,如:進程控制、進程通信、線程(或者進程)同步和調度,存儲器管理等,既鞏固了所學的操作系統設計原理知識、檢查學習效果的作用,通過利用實驗過程中解決所遇到的問題,也加深對操作系統原理知識的理解。我們把μcos內核剖析作為學生課外實驗[5,6]。我們的具體的做法是:把學生分成若干組,每組布置一個實驗題目,同學能過自學習完成,形成實驗報告。然后把各組同學組織在一起講解自己的實驗項目。這樣培養了學生的動手能力和創造能力,擴大了學生的知識視野。
2.4 加強教學成效考評
縱觀歷史,操作系統本身是一個理論與實踐結合極為緊密的學科。操作系統不僅要管理計算機系統的所有資源,而且還要為用戶提供良好的應用接口和編程環境。為了實現這個目標,設計人員幾乎使用了所有的軟件設計原理和技術。如果你研究和設計過操作系統,那么無論是多么困難、多么復雜的軟件應用系統,你也會感到游刃有余。要想成為一個出色的軟件工程師,就應該擁有研發操作系統的經歷。由于意識到操作系統實踐的重要性,我們一直在尋找一些能夠適合本科教學使用的操作系統實踐案例。我們在組織學生進行操作系統實習的過程中,使用和嘗試過多個操作系統,比如Little OS, RoadRunner,eCos, OSKit, Nacho等。這些操作系統各有特點,不過都不是真實的主流操作系統案例。
值得注意的是,真實的操作系統案例與教學的需要之間是存在矛盾的。從教學角度看,教師當然希望要有基于真實操作系統的實習,但是真實的操作系統,系統規模大、復雜,顯然不便于教學。所以,要想在操作系統課程教學的過程中采用真實的操作系統作為案例,必須解決兩個問題:
得到該操作系統的源代碼;
從便于教學出發,在該操作系統大量的源代碼中進行取舍,選取真正代表該操作系統技術精華的源代碼部分。
采用Linux作為操作系統課程教學的一個真實案例,當然是一個不錯的選擇。但是如果考慮到多數用戶的使用實際,當代使用最廣泛、最普及的計算機操作系統是Windows 操作系統。如果不能在操作系統的教學過程中把Windows作為一個真實的案例,不能介紹Windows的內部實現,無論如何也是一個缺憾。
2000年8月,在由微軟亞洲研究院主辦的首屆高等院校計算機系系主任座談會上,很多系主任提出希望能有一本講解Windows操作系統原理的教材。2000年10月,在第六屆全國操作系統課程教學研討會上,許多主講操作系統課程的教師也提出希望更多地了解Windows內核原理,以供教學需要。正是在這樣的大環境下,寫作一本結合當代Windows操作系統教科書的構想產生了。思想的火花在微軟中國研究院(微軟亞洲研究院的前身)的支持下,很快燃成了一支火炬。
我很榮幸地加入了Windows操作系統教材寫作小組,這個小組的成員還包括:清華大學計算機系的史美林、向勇、清華大學電子工程系的馬洪兵、北京航空航天大學計算機系的王雷、浙江大學計算機系的鄭扣根、上海交通大學計算機系的尤晉元和陳英。他們都是所在高校操作系統課程的主講教師,曾寫作、編輯和翻譯出版過多本有關操作系統原理的教科書,而且當時都在主持有關操作系統的科研工作。毫無疑問,這個寫作小組的陣容是相當豪華的。
詳細的寫作提綱出來后,困難也接踵而至。要剖析Windows操作系統原理,不能不了解Windows 操作系統的內部結構,也不能不去閱讀Windows操作系統的源代碼。但是,當時國內外已出版的計算機書籍和資料,包括微軟出版社出版的書籍中,沒有一本書能夠提供這方面的參考資料。怎么辦?問題很快通過微軟中國研究院高校關系部反映到微軟公司總部。經過微軟中國研究院的努力,在Windows開發組工程師Dave Probert的大力支持下,微軟公司總部作出決定,授權寫作組的老師們閱讀Windows 操作系統的源代碼,并提供有關Windows 操作系統的參考資料。這一消息讓我們感到非常高興。可是好事多磨,由于中美法律上的差異,美國微軟公司不能在中國本土向老師們提供閱讀Windows操作系統源代碼的條件。正當我們為之苦惱的時候,接著發生的事情超出了我們的意料:微軟公司決定,邀請全體寫作組成員到微軟公司總部閱讀Windows 操作系統的源代碼,并由主持Windows 2000操作系統設計的高級技術人員,向中國寫作組專門講解Windows操作系統的內部體系結構。據微軟中國研究院介紹,這是微軟公司第一次在亞洲地區開放Windows 操作系統的源代碼。他們給予我們的支持讓我們吃驚,也讓我們非常感激。
2000年4月,西雅圖風光秀麗,景色宜人。微軟公司總部就坐落在西雅圖的雷德蒙鎮上。公司總部的辦公樓,一半被濃密的森林包圍著,另一半則是波光粼粼的湖泊。
寫作組在西雅圖的工作是緊張而高效的。我們每天一半的時間用來閱讀Windows操作系統的源代碼,另一半時間聽取Windows 2000設計師Dave Probert組織的講課,晚上時間則用來討論問題或者整理技術資料。為了能夠更深入地了解內部技術細節,上海交通大學的尤晉元老師在出行前就組織研究生專門列出有關Windows的內部技術問題,以便充分利用這次寶貴機會和微軟總部的技術人員進行探討。由于工作安排上的原因,整個寫作組的八名成員,有四位未能去西雅圖訪問。但是他們也隨時和赴美訪問的老師保持著熱線聯系。史美林老師當時正在歐洲訪問,也不斷通過電話和電子郵件關心寫作小組工作的進展情況。給寫作組講課的Dave Probert,曾經是美國Unix技術公司的主要研發人員,從事Unix操作系統的設計和開發長達二十年,對Unix系統有著極其深刻的認識。目前,他是Windows內核開發組骨干成員。微軟公司擁有一大批像Dave Probert這樣經驗豐富的操作系統研究和設計人員,他們中有許多曾經從事過Unix操作系統、DEC VAX 機操作系統、Sun工作站操作系統。
毫無疑問,我們在微軟公司總部的有關工作,對我們團隊以后取得的成績起到了關鍵的作用。我們先后與Dave Probert 合著了《Windows 操作系統原理》、《Windows 內核實驗教程》。真誠的合作精神一直貫穿在我們的團隊之中,每個人都為編寫出優秀教材這一目標而努力。在形式上我們是一個地理位置分散的團隊,但是無論每個成員在地球的哪個地方,我們始終保持著彼此之間的及時溝通和友誼。到目前,《Windows 操作系統原理》已經再版發行,我們也得到了許多老師肯定的反饋,這讓我們非常開心。
二、確定合格的課程比例
作為一門學科,酒店管理是多學科性的,涉及心理學、食品成本、控制學、_工程學、市場營銷學、法律等等。因此,更應該強調針一對性、靈活性,強調從知識教育轉化為以能力教育為重。這個方面有些國外院校已積累了豐富的經驗。如瑞典教育部提出高等成人職業教育內容應講究實際,注重培養學生的技能,開設3年或4年的理論學科,其中職業技能課.與30階40%,普通理論課.1!‘60%--70%。瑞士洛桑學院主要是傳統與現實并重,理論與實際結合,強調實踐教學,邊教邊練,各占一半,力求在學習中掌握飯店工作的本領。所以我們應吸收和借鑒國外先進教學方式,來確定合適的課程設置比例。
三、加強技能操作課實訓資源的配置
由于辦學經費不足,一些院校專業模擬的實習條件普遍較差,缺乏模擬基地或實習酒店。校內的模擬實習受到影響,使學生實踐能力的培養和提高難以實.現。為此,學校應投入必要的資金,建立模擬基地,完善技能操作課。如上海旅游高等專科學校在校內擁有自己的小天馬賓館,又在上海虹橋機場有大天馬賓館,多方面為學生提供實踐的機會。暫時無條矛1幾的學校可與一些酒店掛鉤,作為學生的實習基地,盡量為學生獲得實際經驗創造條件。
四、建設好雙師型師資隊伍
由于專業教師緊張,有的酒店管理專業任課教師是改行而來的,這些教師沒有經過正規系統的技能操作訓練,缺乏實際工作經驗而力不從心。因此,加強技能操作師資隊伍的建設是至關重要的。如益陽職業技術學院定期聘請銀臺大酒店里經驗豐富、技能熟練的專業人士來校進行授課。專業教師則應放‘F面子,虛心向他們學習,學校則應有計劃地選派專業教師到星級酒店頂崗實踐,讓他們在實踐中鍛煉自己,提高理論與實踐相結合的能力。
五、注重技能操作課的教學方法
1、因材施教
在日常教學中,我們經常發現有些學生明顯比其他學生動手能力強。在性格上有些學生活潑開朗,屬外向型;有些學生沉默寡言,屬內向型。我們就應從實際情況出發,根據不同的對象采用不同的方法。比如,在剛開始進行托盤訓練教學時,如果要求體力、手勁相差甚大的同學與體力好的同學托盤習l!練的時間相等,就有點勉為其難。所以在教學中要根據學生的差異,揚長避短,因材施教。
2、循序漸進
人們接觸一種新技能都有一個消化、吸收、提高的過程,我們的教學應適應此規律,采用循序漸進的原則,在訓練中逐步提高學生的技能,慢慢接近所定的標準.必須注意的是定標準不能太高,也不能太低。太高,激發不起學生的熱情:太低,沒有效果,學生會覺得浪費時間。
中圖分類號:G42文獻標識碼:A文章編號:1005-5312(2011)27-0213-02
蠟染是人們所熟知的古老民間工藝,也是我國寶貴的文化遺產,作為一種傳統的印染形式,具有獨特的藝術特色,需要更多的人尤其是青少年去學習和探究,才能使其世代相傳、發揚光大.
我將蠟染教學引入課堂,通過生動活潑的實操課的過程,讓學生把以前所學的死知識找到一個活用的機會,彌補專業教學中教師黑板講授加學生紙面設計為主的呆板的教學模式,可以點帶面,激活相關的知識點 ,如:圖案的實際運用、材料與工藝、民間染花的特色等,還有像操作環節的把握以及同學之間的交流與協作,也是對學生的一種綜合素質訓練。
蠟染可以制成壁掛、裝飾畫、服裝、日常裝飾用品等,是一門能夠學以致用的課程,在藝術院校的教學層面上來認識研究蠟染,應該是服裝專業教學中一個不錯的選題。
我在設計這一課題時,從學校的條件和所任教班級的實際情況出發,一是充分考慮到盡量用有限的資源達到相對滿意的教學效果;二是考慮如何激發學生的興趣,采取學生適應的教學形式,創造和諧的教學氛圍,促進學生積極主動地學習和操作;三是通過課題的進行,讓學生切切實實感受到蠟染這種藝術形式的魅力所在。
一、準備工作
為了避開一些過于復雜的程序,我在課程規劃時作了一定的簡化,以實現其可操作性.即從工具材料的購置,到教室的布置,以及各個流程、 環節的安排等都根據實際情況做了一一的考慮。
放下現在工業化機器生產的蠟染不談,按照民間的制作方式,首先應該準備工具和材料,工具有:電爐、電火鍋、電源插座;繪蠟用的蠟刀、毛筆;融蠟、煮蠟、盛染液和清洗所用的一系列容器;材料包括白棉布、蠟塊、染料、固色劑等。根據學生的實際情況,我使用了部分代用品,如用毛筆代替蠟刀、食鹽代替固色劑,并使用可調溫的電火鍋煮蠟。教具準備齊全便可以開始教學了。
二、講課
首先要花一次課的時間來說明課程安排和講授蠟染的基本概念及操作程序,同時拿一些蠟染實物展示給學生看,便于學生理解,最后將板書的操作環節明確地留在黑板上,這樣讓學生在以后的操作中可以隨時參照,從而做到心中有數。
三、教室布置
實操課需要一定的場地和設施的條件,我組織學生將課桌并成三到四個大的案子,有起草構圖用的案子;有封蠟的案子;有染色案子和熨燙案子,并留意電源插座的位置。另外還在教室一端拉一根晾布繩,上面備好一些夾子,繩子下方的地板上鋪一層報紙.這樣,教室“作坊”就布置好了。
四、構形
盡管學生可以從圖書室和網上找資料,而我還是準備了幾本黑白圖案畫冊,這樣,基本的參考資料就有了保障,以避免學生臨時找資料耗去有限的課時。
在紙上起形,要求其圖案適合蠟染的表現,然后利用窗玻璃將圖案過到布上,這比用復寫紙拷貝更方便快捷。然后標注上需封蠟的地方,這個環節是不能忽略的,以避免封蠟封錯地方.
五、封蠟
取蠟塊置于可調溫的電火鍋中,加熱融化為蠟液,(預先在鍋上扯一二根細鐵絲捋筆用,因在鍋邊捋筆不安全),再將白布展平,鋪在臺面上,用毛筆蘸蠟液在布上描繪,由于毛筆不像銅制的蠟刀那樣能夠保溫,所以要特別注意控制蠟的溫度,蠟溫高于70℃時作畫,蠟汁會立即滲浸四周,造成線條化開,使花紋模糊不清,蠟溫漸冷后又封不透,造成線條斷續不齊,所以讓學生隨時掌控調溫旋鈕,當蠟液冒青煙時,說明蠟溫過高了,這時需切斷電源。學生們在布上描繪時還要邊畫邊提一提布,以免蠟液將布黏在畫板上。封蠟完畢,用手輕輕揉捏布匹,使蠟產生裂紋,可以根據畫面的需要把握裂紋的位置和多少,因為蠟裂紋是蠟染最具特色的地方。
六、染色
“蠟花”準備好后開始調配染液,先用少量溫水初步溶化染料,再在電爐上加熱至滾開,使染料充分溶化,加入少量食鹽,起到促染的作用,待染液冷卻后,放入布匹進行冷染,為防止畫蠟被熔,染液的溫度一定要控制在30°C以下.由于學生較多,課時也有限,還有容器比較小,因此我們的浸染時間稍短,有時還采取刷染的辦法,染色后涼晾再染一次到數次.
七、退蠟
傳統正規的退蠟方法是將染好色的布放在沸水中煮至化蠟,那樣需要大爐子加熱大量的水,課堂操作條件不具備,我們曾經用過熨斗退蠟法,但退蠟不徹底,這一次我們發明了冷水洗蠟法,就是直接在冷水中將蠟搓洗下來,這樣退蠟效果不錯,涼干后熨燙平整。這樣,一幅蠟染習作就完成了。
八、展覽
教學結束后,師生一起整理全部作品,并布置了展覽,并一一為作業拍照,還拍一些展覽的場景,為一段時間以來的學習作一個總結,也讓學生有一個整體回顧、反思和感受的機會,使對課程的認識進一步提高。
整個教學過程下來,我有一些心得體會,在此與大家分享.
讓學生們有一個自由輕松的環境,使他們興致勃勃地去創作和實踐,如在構圖方面,老師可推薦的一些傳統的 適合蠟染的花樣讓學生做,若他們想嘗試一些自己喜愛的形象圖案如一些小寵物形象、卡通人物等,老師不要干涉,應理解學生的意愿,只從工藝的角度幫他們整理畫稿,這樣出來的作品更多姿多彩,更富有時代特色,當學生們得到了自己親手制作的蠟染作品,顯出高興和滿足,體驗到成就感.
在實操中采取教與學相結合的方式,教師先經過一段時間的學習和試驗,然后將自己的制作經驗傳授給學生,加強師生之間的互學互動,在這個過程中往往老師也可以從學生那里學到一些東西,即所謂的教學相長.另外要鼓勵學生拓展思路、展開想象,大膽做一些新的嘗試.總之,創設一個良好的學習創作氛圍,利于激發其創作熱情,以達到理想的教學效果和培養學生積極的創造性思維和審美能力的目的。
以上所寫實際是我蠟染教學的一個粗淺總結,我也知道一定有很多同行比我做得更好,也相信自己在今后的學習實踐中能不斷積累和總結經驗,取得更大的進步.
( )Para. 1 A Charlie’s childhood
( )Para. 2 B His achievements
( )Para. 3 C why people needed cheering up
( )Para. 4 D. an example of a sad situation that he made entertaining
( )Para. 5 E His famous film character: the little tramp
具體操作:學生5分鐘粗略閱讀文章,快速找出各個段落的主題句,并把各段落的主題句聯系起來概括出文章的中心在6人學習小組組內交流后形成團隊統一意見全班展示,對錯一目了然。
II. Read the text slowly and carefully and answer the following questions:
Para 1:
1. Charlie Chaplin made people laugh when they felt depressed, so they feel _________.
A. less satisfied with their lives B. more content with their lives
C. more worried about their lives. D. they had a miserable life.
2 Explain“Laughter is the sun that drives winter from the human face”
A. Laughter is the power to drive winter away and welcome warm spring.
B. Laughter can keep one’s face warm, especially during freezing winter.
C. Laughter can make people forget their problems and make them feel happy.
Para 2: Finish the chart.
Para 3 Read it find out what Charlie is dressed in?
Para 4 Q: What do they eat?
Para 5
1 Chaplin was given a special Oscar for
A. they enjoy doing so. B. the films he directed.
C. the joy he gave us in his films. D. the contributions he made in films.
2 When Charlie Chaplin died, he was____ years old.
A. 66 B. 77 C. 88 D. 99
具體操作:我們將課堂主動權交還給學生,以“6人學習小組”和導學案為載體,學生個體自主閱讀,團隊合作探究,教師盡力參與學生的討論,協助學生完成對文章的理解。師生間、尤其是生生間的活動使課堂更加民主、和諧。
III 20 Key phrases:
1. 正如某人曾經所說 ____ 2 窮的,境況差___
具體操作:學生先獨立從文章中查找,完成學案;然后在6人學習小組的合作互助下更正完善;最后在課堂小組展示。
IV Find out the right sentences or translate the original ones with beautiful words
1As Victor Hugo once said, "Laughter is the sun that drives winter from the human face"
漂亮翻譯:
2你可能會感到驚奇,查理剛會說話時大人就教他唱歌,他剛會走路時大人就教他跳舞了。
課文原句:
具體操作:學生個人獨立從原文中找出對應英文并規范工整書寫在導學案上;而對長難句的準確理解需要6人合作探究共同商定既體現“信、達、雅”又通順易懂的譯文,各學習小組展示并挑選出最佳最美譯文將其書寫在導學案對應之處。
V Fill in the blanks according to the text while listening to the tape about the text.
As Victor Hugo once said, "Laughter is the sun that_______________(趕走冬天) from the human face", and__________(直到現在)…….
具體操作:在學生充分理解文章后,播放課文錄音,訓練學生的聽力能力。要求學生不看課文,根據所聽錄音獨立完成導學案。當然,第一遍播放課文錄音時在有填寫的地方暫停給學生適當的時間,以便完成目標任務;第二遍播放不暫停以給學生流暢的聽力整體過程;最后是學生查課文紅筆更正。
VI自我評價
中圖分類號:G642 文獻標識碼:B
文章編號:1672-5913 (2007) 20-0008-03
1引言
操作系統是計算機科學與技術專業的一門重要基礎課程,其教學目的使學生通過學習各種資源管理的原理和機制,建立起關于操作系統如何工作的理論知識基礎。但操作系統同時也是學生們認為比較難學的專業課程之一。其原因有二:一是操作系統課程講述的是計算機資源管理的原理和機制,其中包含了許多抽象的概念和算法;二是操作系統作為最底層的核心軟件,深藏于“用戶界面”之下,學生們難以找到學習內容的參照對象。因此,操作系統實踐教學作為教學輔助環節十分重要,它的作用在于通過動手做實驗,幫助學生解決從抽象理論到具體對象的認識問題,培養學生應用知識解決問題的能力。
與程序設計、編譯原理和數據庫等軟件課程的實踐教學相比,操作系統課程的實踐教學有其特殊的地方。前者可以通過實現一個小型的應用程序或簡化的編譯器、數據庫來完成實踐教學,而后者不能這樣做。因為操作系統不僅與硬件平臺密切相關,而且內部結構非常復雜,即使讓學生實現一個最簡單的操作系統也是不現實的。近年來,我們以開源的Linux操作系統和WMware虛擬機作為實踐平臺,針對不同的教學對象和教學要求,精心設計了多種方式的實驗項目,在操作系統實踐教學上做了一些有益的探索。本文首先分析操作系統實踐教學的目標,然后說明如何具體設計實驗項目。
2實踐教學目標
我們認為,操作系統實踐教學作為輔助教學環節,有兩個主要目標。
(1) 幫助學生理解操作系統的基本概念、原理和機制
操作系統包含了許多抽象的基本概念如進程、線程和虛存,也包含了復雜的資源管理算法和機制,如進程調度和頁式存儲管理。這些知識對于本科學生而言是比較難以理解的,因為他們平時使用的是操作系統的用戶界面,很少也很難窺視到操作系統的內部。操作系統的實踐教學應該讓學生了解一個真實操作系統的內部實現,從而幫助學生更好地理解操作系統的基本概念、原理和機制。
我們采用開源的Linux操作系統作為實踐教學的教材,指導學生閱讀和分析Linux的部分源碼,將學生帶入一個真實而復雜的操作系統內部世界。在閱讀和分析源碼的過程中,學生能夠了解抽象的進程和線程所對應的具體數據結構,了解進程調度算法的實現過程,并應用所學的操作系統原理知識分析和討論Linux的調度策略。另外,我們要求學生在做每項實驗前自學Linux操作系統的相關知識,使學生清楚地看到操作系統的原理知識是如何體現在一個實際系統中的。
(2) 培養學生應用操作系統知識的能力
操作系統是計算機系統的核心軟件,從事計算機行業的專業人員都需要操作系統的原理知識,但他們擔任的角色不同,面臨的問題就不同,因而所具備的操作系統知識的應用能力也不同。系統管理員需要根據操作系統知識和用戶的需求,合理地配置系統資源,需要及時了解系統運行狀態,調整資源管理策略,使系統性能達到最佳;系統程序員需要詳細了解操作系統的內核結構、資源管理機制和功能模塊接口,為操作系統添加新功能或編寫設備驅動程序;應用程序員則需要正確理解操作系統的功能和資源管理策略,編寫出高效率且安全的應用軟件。操作系統的實踐教學必須考慮到上述不同能力培養的特點,以滿足學生未來任職需要。
我們以開源的Linux操作系統和WMware虛擬機作為實踐平臺,精心設計實驗項目,從多個方面培養學生應用操作系統知識的能力。例如,學習使用Linux的proc文件系統,對內核運行狀態、資源管理狀態和進程運行狀態進行動態查詢;學習Linux的系統調用機制和內核模塊動態加載機制,掌握為操作系統添加新功能的方法和過程;編寫進程通信應用程序,掌握各種進程通信、同步互斥機制的特點和使用方法。
3實驗項目設計
我們在上述的實踐教學目標的指導下,設計了多個實驗項目,內容涵蓋了操作系統的主要知識點,包括用戶界面、進程通信、proc文件系統、系統調用機制、進程調度、內核同步互斥機制、驅動程序接口等。考慮到學生的知識和經驗背景,實驗項目的安排從簡到難,從依靠指導到自主設計。除必做的實驗項目外,還設計了選做的實驗項目,為有能力的同學提供更多的學習空間。下面分別介紹我們設計的九個實驗項目。其中,前三個實驗項目是為應用程序員和系統管理員設計的,使學生掌握如何使用操作系統的命令界面、進程機制和系統性能管理工具;第4個實驗安排學生閱讀和分析源碼,理解操作系統原理在實際系統中的實現過程;后五個實驗項目是為系統程序員設計的,讓學生體驗操作系統內核編程的全過程。
(1)Linux命令界面及shell編程
該項實驗的目的是學習使用操作系統的命令用戶界面。實驗內容是:了解和使用Linux的常用命令,包括如何使用聯機幫助手冊和管道線命令;學習使用命令程序語言shell進行簡單的編程,從而理解命令解釋程序的工作過程。由于學生平時使用的是windows的圖形用戶界面,面對Linux的命令界面感到很陌生。所以,我們先給學生一個shell例子程序,讓學生按照說明步驟上機運行該程序,然后要求學生參照此程序實現一個應用管道線的shell程序。
(2) 進程間通信
該項實驗的目的是加強學生對進程概念的理解,使學生掌握不同的進程通信和同步互斥機制的特點和使用方法。實驗內容是:設計應用程序實現父、子進程之間的數據交換,可采用各種方法實現父子進程之間的通信(共享區、文件、消息傳遞、管道文件)和同步互斥控制(信號量、信號)。
(3) 使用proc文件系統
該項實驗的目的是學習如何使用Linux的proc文件系統,對內核運行狀態、資源管理狀態和進程運行狀態進行動態查詢。實驗內容有:先通過課堂講授讓學生了解proc文件系統的設計思想、工作原理和組織結構,然后要求學生利用proc文件系統中的數據來說明操作系統或進程的某些特性。例如,利用/proc/stat中的數據顯示CPU的使用情況――系統利用率和用戶利用率;利用/proc/intr中的數據顯示內存容量對缺頁異常次數的影響。
(4) 分析進程調度算法和策略
該項實驗的目的是幫助學生深入理解進程調度過程,培養學生分析和研究問題的能力。實驗內容是:閱讀和理解Linux的進程調度函數schedule()、進程數據結構task_struct等內核源碼,分析和研究Linux的進程調度算法和策略,寫出研究論文。要求學生在論文中討論以下問題:進程調度隊列是如何組織的;如何實現三種調度類型(SCHED_FIFO, SCHED_RR, SCHED_OHTER);進程的優先級是如何定義和動態變化的;如何決定時間片的大小以及它與優先級的關系;對實時進程和多CPU的支持;評價Linux的調度策略并提出改進意見。
(5)Linux內核編譯
該項實驗的目的是學習如何生成新內核,為后面進行操作系統內核編程的實驗做準備。實驗內容有:學習如何下載和解壓源碼,了解Linux內核源碼的組織結構,學習配置、編譯、安裝和啟動Linux新內核的全部過程。
(6) 添加系統調用
該項實驗的目的是讓學生理解操作系統的重要機制――系統調用機制的工作過程,學習如何添加系統調用。實驗內容是:閱讀源碼文件,分析系統調用表等內核數據結構;實現新的系統調用函數,添加新的系統調用,編譯和生成新內核;編寫應用程序,驗證新系統調用的功能。
(7) 加載內核模塊
該項實驗的目的是學習動態增加內核功能的方法。內核模塊動態加載/卸載是操作系統的另一重要機制,它使得用戶不僅能動態裁剪內核功能,還能通過自己編寫內核模塊或使用第三方軟件來動態增加內核功能。實驗內容有:首先通過課堂講授讓學生了解Linux模塊機制的工作原理、模塊的編程和編譯方法,然后要求學生采用內核模塊編程方法,為proc文件系統添加一個新文件。在該項實驗中,學生不僅要學習內核模塊的編程、編譯、加載和卸載全過程,還需要查找資料和閱讀源碼,搞清楚proc文件系統中關于創建文件、讀/寫文件和刪除文件的函數接口,以此鍛煉學生的自主動手的能力。
(8) 實現同步事件原語
該項實驗的目的是學習如何實現同步互斥機制。實驗內容是,實現一組同步事件原語:能夠使多個進程阻塞在某個特定的事件上,直到另一個進程產生該事件,從而喚醒所有在此事件上阻塞的進程。這是一項綜合的復雜實驗。實驗者需要分析清楚同步事件原語的語義以及進程同步過程中的所有細節問題,正確設計同步事件的數據結構和系統調用原型,分析Linux源碼中關于進程等待隊列和內核信號量的相關函數,并利用這些函數實現同步事件原語的系統調用。然后,采用內核模塊方法將新的系統調用添加到Linux內核中,并通過應用程序驗證其正確性。
(9) 實現虛擬管道設備
該項實驗的目的是學習如何編寫驅動程序。實驗內容是:使用內存區(例如2048字節)實現一個虛擬的字符管道設備:允許多個進程向管道寫入數據,也允許多個進程從管道讀出數據,保證數據的寫入順序與讀出順序是一致的。這也是一項綜合的復雜實驗,實驗者需要分析研究讀/寫管道設備過程中的同步互斥問題,利用內核信號量函數和進程阻塞/喚醒函數解決同步互斥問題;分析研究Linux的字符設備驅動程序接口,學習如何編寫和注冊驅動程序的接口函數以及如何建立Linux設備文件。然后,采用內核模塊方法將新功能添加到Linux內核中,并通過應用程序驗證其正確性。
4結束語
操作系統實踐教學應該為學生提供一個實驗環境,使學生能夠觸摸真實的操作系統內核,從而更好地理解操作系統的基本概念、原理和機制;使學生能夠親身體驗操作系統功能的設計和實現過程,培養學生應用操作系統知識的能力。我們在操作系統實踐教學中做了一些有益的工作,教學效果也不錯,但還存在一些問題有待于進一步研究和探索。例如,如何與課堂教學互補,進一步激發學生學習操作系統的興趣;如何通過構建實驗平臺將操作系統中更多的內核機制(中斷機制、內存管理機制等)呈現給學生;如何設計更為實用的、學生自主性更強的實驗項目,等等。
參考文獻
[1] 羅宇. 操作系統課程設計[M]. 北京:機械工業出版社,2004.
[2] 陳莉君. 深入理解Linux內核[M]. 北京:中國電力出版社,2004.
[3] 李善平. 邊學邊干―Linux內核指導[M]. 浙江大學出版社,2002.
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2016)18-0101-03
操作系統是高等學校計算機類專業的一門核心專業基礎課程,其在計算機課程體系中處于重中之重的地位。學習本課程有助于學生對前期的專業基礎知識進行整合、應用與提升,形成對計算機系統的整體認識。設計好該課程的實驗課有助于學生形象和深刻地理解理論課中講述的概念、原理和技術,提升學習興趣,提高理論水平和大型軟件的開發能力。
1操作系統實踐教學現狀
操作系統實踐教學一直是操作系統課程中的重點和難點。因重視程度、師資水平、學生基礎等種種因素的影響,各高校對實驗內容的選取不一,難度也有差異。目前,國內外高校操作系統實踐教學主要采用四種模式[1][2]:1)模擬性實驗是針對操作系統中一些典型功能或算法,如進程調度、內存分配、頁面置換、文件系統、死鎖檢測、磁盤調度等進行編程實現,這種模式并不對真實的系統資源進行訪問和修改;2)源代碼閱讀實驗是通過閱讀并理解具體操作系統的源代碼以達到理解操作系統原理和技術的目的;3)操作系統內核擴展實驗是選擇一個內核簡單的教學用操作系統,對基礎系統進行完善和擴展。根據內核提供的接口,對相關模塊如進程管理、進程調度、進程同步、虛擬存儲以及文件系統功能進行設計實現,通過實驗學生可以對操作系統有一個相對完善的整體認識;4)獨立設計實現內核實驗。國內部分一流研究型大學要求學生獨立或合作實現一個結構相對簡單但功能較完備的小型操作系統。通過構造真正的操作系統來建立操作系統原理的整體概念,實驗難度較大。
2河北地質大學操作系統實踐教學內容探索
為了配合河北地質大學計算機科學與技術專業“試點班”的教學改革,我院在操作系統課程實踐教學上進行了深入的研究和探討,實踐教學內容經歷了難度逐步加大的過程。第一階段,即在2010級和2011級學生中,借鑒了北京大學操作系統課程實踐教學模式,使用Nachos作為操作系統的實踐教學平臺,要求學生對Nachos操作系統進行改進和完善;第二階段,即在2012級和2013級學生中,借鑒了南京大學操作系統實踐課程教學模式,要求學生設計并實現一個微型操作系統內核。
2.1 基于Nachos操作系統的實踐教學內容設計
Nachos是美國加州大學伯克萊分校在操作系統課程中已多次使用的操作系統課程設計平臺,在美國很多大學中得到了應用。Nachos(C++語言版)建立在一個軟件模擬的虛擬機之上,模擬了MIPS R2/3000的指令集、主存、中斷系統、網絡以及磁盤系統等操作系統所必須的硬件系統,源碼有一萬多行。Nachos不是向學生展示一個成功的操作系統,而是讓學生在一個框架下發揮自己的創造性進行擴展[3-4]。
該實驗主要是要求學生在閱讀和分析Nachos操作系統源碼的基礎上,掌握該操作系統框架,對線程管理模塊、內存管理模塊和文件管理模塊進行擴展。具體如下:
1)線程管理模塊擴展
在閱讀Nachos線程管理模塊源碼的基礎上,對線程管理模塊進行擴充。具體包括:擴展線程的數據結構,增加“用戶ID、線程ID”兩個數據成員,同時在Nachos現有的線程管理機制中增加對這兩個數據成員的維護機制;增加全局性線程管理機制,在Nachos中增加對線程數量的限制,使得Nachos中最多能夠同時存在128個用戶線程;擴展同步機制,實現鎖和條件變量,并應用Nachos中的信號量、鎖和條件變量,實現“生產者―消費者問題”;擴展線程調度算法,實現基于優先級的搶占式調度算法。
2)存儲管理模塊擴充
在閱讀Nachos存儲管理部分源碼的基礎上,對存儲管理模塊進行擴展。具體包括:擴展TLB管理機制,增加異常處理功能,并為TLB機制實現一種合適的頁面替換算法,以盡可能避免系統顛簸的產生;設計并實現一個全局性的數據結構(如空閑鏈表、位圖等)來進行內存的分配和回收,并記錄當前內存的使用狀態;打破Nachos的單線程限制,使得Nachos系統支持多個線程同時存在于內存中;基于TLB機制的異常處理和頁面替換算法的實踐,實現缺頁中斷處理。
3)文件管理模塊擴充
在閱讀Nachos文件系統相關源碼的基礎上,理解Nachos文件系統的工作原理,對文件管理模塊進行擴充。具體包括:擴展文件屬性,增加文件描述信息,嘗試突破文件名長度的限制;擴展文件長度,改直接索引為間接索引,以突破文件長度不得超過4KB的限制,并可以動態調整文件長度;對文件的創建操作和寫入操作進行適當的修改,以使其符合實踐要求。
2.2 基于微型操作系統內核的實踐教學內容設計
微型操作系統內核設計是從建立操作系統整體概念的思想出發,選擇最能反映操作系統核心技術的實驗內容,像“搭積木”一樣逐步構建操作系統[5-6]。基于Ubuntu操作系統上搭建的Bochs虛擬環境作為微型操作系統的硬件平臺,設計下述幾個循序漸進的實驗單元[7-8]。
1)引導程序
引導程序的本質是將位于外存上的應用程序或系統加載到內存指定位置,并為其準備好運行環境。本實驗單元分層次、循序漸進展開以下實驗內容:在引導程序中實現實模式到保護模式的切換;加載程序到內存指定位置,并進行實驗測試。該實驗階段,學生利用匯編語言搭建引導程序,深刻理解計算機啟動之后至操作系統工作之前,計算機內部的工作情況,為理解操作系統工作原理和操作系統內核的設計和開發打下基礎。
2)進程管理
在實驗(1)基礎之上實現微內核操作系統的進程管理功能。該實驗單元依次展開以下實驗環節:進程創建、進程調度、進程同步機制、進程通信機制。
學生在完成理論課學習及部分Linux相關源碼閱讀的基礎上,完成該部分實驗。其中進程創建實驗內容包括進程PCB定義、內核初始化、idel進程創建、內核進程創建等;進程調度實驗需要進行系統中斷設置、進程隊列管理、調度算法設計等;進程同步機制實驗主要實現PV操作,并通過生產者消費者問題進行驗證。進程通信實驗主要實現基于消息的進程通信機制,保證內核進程之間的正確通信。通過該實驗單元,學生可站在內核角度,深刻理解進程實體、調度機制;掌握進程同步及通信原理,為深刻理解操作系統并發的概念奠定基礎。
3)內存管理
在實驗(2)基礎之上進行微內核操作系統內存管理模塊的設計和開發。該實驗單元主要包括物理內存管理、分頁機制及地址映射、用戶進程創建等內容。在實現內存管理基礎之上,構建用戶進程。通過該實驗單元,學生可站在內核角度,深刻理解分頁機制、地址映射等概念,把握操作系統內存管理的本質。
4)系統調用
在實驗(3)基礎之上實現簡單的系統調用fork()、exit()等。通過該實驗單元,幫助學生理解操作系統為用戶提供服務的方式,體會系統調用的本質。
3 操作系統實踐教學的實施方案
為了保質保量地完成操作系統實踐教學內容,獲得理想的教學效果,在實施過程中采取了下述措施。
1)本著“理論和實踐兩手都要硬”的原則,對操作系統的實驗課程實行單列,即脫離其理論課程母體,獨立作為一門課程設置。
2)在操作系統理論教學過程中滲入linux源代碼分析環節。例如,對進程控制部分原理講解后,對 Linux0.11版本中相應的代碼片段進行分析,以達到原理與實現相結合的目的,從而給實踐教學中相應實驗單元的代碼實現提供參考。
3)為了協調理論講解和實驗項目的進度,在時間安排上進行了跨學期設計。例如,基于Nachos操作系統的前兩個實驗與理論課同學期安排;因操作系統理論課中的文件管理部分內容在學期末講解,則將第三個實驗即文件管理模塊擴充實驗安排在暑假,利用兩周時間集中完成,第二學期再進行項目驗收;因為基于微型操作系統的引導實驗跟操作系統的先修課程結合緊密,并且可以打破一個實用操作系統裝載運行的神秘感,為此安排在操作系統開課前的寒假集中完成,其他實驗與理論課同學期進行。
4)UNIX程序設計課程與操作系統實踐教學協調安排。首先讓學生通過UNIX程序設計課程掌握系統調用的功能及應用,產生感性認識,使得其在完成操作系統實驗單元的某些系統調用的實現時目標明確,思路清晰。
5)加強實驗過程管理,弱化對實驗結果的評判。教師嚴格把控實驗進度,每個實驗單元完成后,教師逐一嚴格驗收程序,認真批改實驗報告,并進行總結和講評,幫助學生在實踐中不斷總結經驗,從感性認識上升為理性認識。
4 操作系統實踐教學效果
2010、2011級計算機科學技術“試點班”所有學生都能讀懂Nachos操作系統給的源碼并進行改進和功能擴充,大大提高了其開發和調試底層軟件的能力、開發大型復雜軟件的能力和獨立解決實際問題的能力,部分學生的軟件開發能力達到甚至超過國內著名重點大學學生的水平。國防科大計算機學院的教師來我院訪問交流,對學生的操作系統的設計成果進行了觀摩,給予了充分肯定。2010級秦棟同學在求職面試時講述了自己完成Nachos操作系統的項目經歷,收到面試官的認可;2010級劉歡、2011級石雯、2012級楊超杰等同學在中科院軟件所研究生復試時匯報了自己的操作系統設計作品,均獲得了較高的復試成績。2011級田天和陳瑞同學在中科大選擇跟操作系統相關的研究題目并能順利完成畢業設計,這跟他們在操作系統實驗中動手能力的提高不無關系。學生們的種種表現說明這些學生的實踐動手能力不遜于重點大學的學生,也是對我們實踐教學改革的極大肯定。
5 結束語
操作系統是計算機系統的核心組成部分,課程的實踐教學內容也隨著教學改革的進展進行合理調整和更新。該課程實踐教學內容的設計使學生在復雜軟件系統設計與實現方面得到一次十分重要的工程訓練,在專業能力方面獲得顯著提升。而這一訓練與能力的提升是其他任何課程不可替代的。該課程的教學改革仍在探索之中,提高操作系統實踐教學的質量,需要從課程實踐的內容設置、實施等方面進行思考、探索、實踐和總結,結合每一學年具體的教學進度和學生實際能力的差異進行調整,由淺入深、循序漸進地展開,以達到培養學生的專業綜合能力,激發學生的學習興趣,提升教學質量的目的,為學生未來從事高性能應用軟件的開發打下堅實的基礎。
參考文獻:
[1] 張其亮,韓斌.操作系統課程實踐教學改革探析[J].計算機教育,2010(7):91-93.
[2] 孫自廣,唐培和,黃鎮謹.操作系統課程的實踐教學模式探討[J].2010(8):146-148.
[3] Peiyi Tang. Study Book.CSC2404/66204:Operating Systems.2002.
[4] 趙炯.Linux內核完全剖析――基于0.12內核[M].北京:機械工業出版社,2009.
[5] 費翔林,李敏,葉保留.Linux操作系統實驗教程[M]. 北京:高等教育出版社,2010
蘇霍姆林斯基說過:“手和腦之間有著千絲萬縷的聯系,手使腦得到發展,使它更明智。腦使手得到發展,使它變成思維的工具和鏡子。”傳統的教育方式,只注重動腦能力的培養,不注重動手能力的鍛煉。新課程標準指出:“有效的數學學習活動,不能單純地依賴模仿和記憶,動手實踐、自主探索與合作交流是學生學習數學的重要方法,教師應幫助他們在自主探索和交流過程中真正理解和掌握基本的數學知識與技能、數學思想和方法,獲得廣泛的數學體驗。”因此在數學教學中,我們要注重學生動手能力的培養。
一、動手操作有利于激發學習興趣
數學知識具有高度的抽象性和概括性,但兒童剛剛由以活動、游戲為主的幼兒園步入以學習為主的學校,讓他們規規矩矩地坐下來學習是有一定困難的。因此,應利用學生好奇、好動的心理,指導學生在動手操作活動中接觸與數學有關的知識內容,使數學學習不再枯燥,從而激發學習興趣,使他們主動地投入到學習活動中去。
例如,在認識了長方形后,我問學生能將這個長方形變成一個最大正方形嗎?所有學生都拿著長方形動起來,他們通過折、剪等一系列動手操作探索出應該怎么折就可以成正方形,提高了學生的學習積極性。
二、動手操作有利于培養學生的觀察能力
觀察能力是學生必備的能力之一。引導學生有目的、有意識地觀察實踐的過程,既有利于學生操作的信息準確地并有選擇地輸入大腦,促進思維活動的展開,又有利于學生觀察能力提高。
例如,教學長方體的特征時,讓學生各自準備幾只長方體紙盒,通過看、摸、數、量等實踐活動,充分觀察長方體紙盒每個面的形狀,每個棱的長短,頂點的個數。最后引導學生概括出長方體是由6個長方形圍成的立體圖形,它有12條棱、8個頂點等。通過操作和觀察,不僅強化了所學的知識,同時也培養7學生的觀察能力。
三、動手操作有利于促進知識理解
現代教學論強調:“要讓學生動手做科學,而不是用耳朵聽科學。”讓學生在數學課上操作學具,人人動手,有利于把學生推到主體的地位,調動學生的主動性、積極性,同時通過操作學具學數學,有利于學生“動作思維――表象――抽象思維”的轉化,使學生獲得的概念更清晰,更容易保持和提取。而自己動手,自主探究,就是讓每個學生根據自己的體驗,用自己的思維方式自由地、開放地去探究、去發現、去再創造有關的數學知識的過程。
例如,在教學“面積單位”時,學生能很準確地定義1平方米,即邊長是1米的正方形的面積是1平方米。但1平方米到底有多大,學生腦海里的概念非常模糊,怎樣才能讓學生對這一面積單位有個清晰深刻的認識呢?有位老師是這樣做的:他將學生分組,每個小組用同一樣東西擺在1平方米大的一塊布上,讓學生通過動手操作去感受1平方米的大小。
因此,在數學教學活動中,教師應重視學生的動手操作,讓學生動手、動眼、動腦、動口等多種感官參與獲取新知,使操作、觀察、分析、比較、判斷、推理、猜想、驗證等活動有機結合,使學生不僅掌握基礎知識和基本技能,而且在啟迪思維、解決問題以及情感與態度價值觀等方面都有所發展。
四、動手操作有利于發展學生思維
著名心理學家皮亞杰說:“兒童的思維是從動作開始的,切斷動作與思維的聯系,思維就不能得到發展。”所以在小學數學的教學過程中,教師應充分利用學具,加強對學生的實踐操作,讓學生在學具操作中發揮潛力。
例如,在幾何形體知識的教學中,由于幾何知識還是比較抽象的,學生理解和掌握幾何圖形的概念、性質、求積公式、形成空間概念,都必須有大量具體的、形象的感性材料的積累。教學時要充分利用擺、剪、折、量、畫、分割、拼合等操作活動,使學生獲得鮮明、生動、形象的感性認識,并在此基礎上抽象概括出幾何圖形的概念、性質等,形成正確的空間觀念。這樣有利于學生由具體形象思維向抽象思維過渡,有利于促進思維發展。
五、動手操作有利于學生的語言表達