中美課程比較以《操作系統(tǒng)》課程為例

1、中美課程比較以操作系統(tǒng)課程為例摘要:通過中美兩國對于計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)操作系統(tǒng)課程在理論教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)方面的比較，分析國內(nèi)外教學(xué)的特點(diǎn)，從教學(xué)大綱設(shè)置、課程教學(xué)方法和實(shí)踐方法等方面提出了一些值得思考的問題為我國計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)課程改進(jìn)提供一些啟示。關(guān)鍵詞:操作系統(tǒng)理論教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)比較為學(xué)習(xí)和借鑒國外計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)，我們對我國操作系統(tǒng)課程設(shè)置與美國的ACM和IEEE/CS操作系統(tǒng)課程設(shè)置作一些比較研究，意圖為我國高等教育教材建設(shè)及教學(xué)提供一些有益的啟示。1理論教學(xué)部分的比較從計(jì)算機(jī)理論的角度來看，國內(nèi)外教學(xué)大綱比較接近，教學(xué)內(nèi)容也基本相同，這是非常自然的，因?yàn)檫@些內(nèi)容一直是操作系統(tǒng)中經(jīng)典

2、的內(nèi)容，也是最重要的內(nèi)容，當(dāng)然也應(yīng)該是所有計(jì)算機(jī)學(xué)生必須掌握的基礎(chǔ)知識。下面先介紹一下在美國操作系統(tǒng)課程教學(xué)大綱的基本情況,2001年3月10日為了在教學(xué)中反映計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的科研成果與研究方向,IEEE與ACM組織了一批國際著名學(xué)者撰寫并發(fā)表了國際計(jì)算機(jī)教學(xué)大綱：ComputingCurricula2001。CC2001的研究者認(rèn)為，計(jì)算的概念在過去的十年中發(fā)生了巨大的變化，這種變化對教學(xué)計(jì)劃的設(shè)計(jì)和教育方法會產(chǎn)生深刻的影響。我國操作系統(tǒng)課程教學(xué)大綱一般對于教學(xué)指導(dǎo)更為具體，體現(xiàn)在教學(xué)大綱不但包括課程內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配，而且還有成績考核部分及其他內(nèi)容。操作系統(tǒng)原理教學(xué)大綱包括除了先修課程、后續(xù)

3、課程、課程的性質(zhì)、地位和任務(wù)外，同樣也有課時(shí)分配，但是仔細(xì)對比一下可以發(fā)現(xiàn)兩者的區(qū)別，從教學(xué)大綱來看，CC2001操作系統(tǒng)課程安排與我國操作系統(tǒng)課程教學(xué)大綱要求講授內(nèi)容對比可以看出：我們重視課堂教學(xué)，注重教學(xué)內(nèi)容的完整性，在教學(xué)時(shí)間內(nèi)力圖將操作系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容全部由老師講授，而CC2001操作系統(tǒng)課程安排除了將Concurrency、Memorymanagemen等幾個(gè)內(nèi)容作為必講內(nèi)容外，其他內(nèi)容如FilesystemsDevicemanagemen等一律作為選授內(nèi)容，之所以有這些差別。這個(gè)差別實(shí)際上給了我們操作系統(tǒng)課程教學(xué)一個(gè)重要的啟示：是不是應(yīng)該讓計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生先通過使用操作系統(tǒng)有一個(gè)感性

4、認(rèn)識,在這個(gè)層面上以抽象的方式看待操作系統(tǒng)，忽略其內(nèi)部組成，將注意力集中在每一個(gè)模塊是如何與在同一個(gè)層次上的其他模塊進(jìn)行交互的,以及作為整體的模塊的集合如何形成一個(gè)更高級別的模塊。這樣學(xué)生可以通過理解與自己手邊的任務(wù)相關(guān)的系統(tǒng)部分，而不會”迷失在細(xì)節(jié)的海洋中”在有了這個(gè)基礎(chǔ)后，再進(jìn)一步的學(xué)習(xí)，即一個(gè)迭代的學(xué)習(xí)過程，并且考慮到現(xiàn)代操作系統(tǒng)日趨復(fù)雜性，可以將講授重點(diǎn)放在幾個(gè)重要的內(nèi)容，實(shí)行特種兵”少而精”的策略,讓學(xué)生抓住幾個(gè)核心問題，在通過老師指導(dǎo)學(xué)生自學(xué)后由點(diǎn)到面掌握其他內(nèi)容，一方面可以提高學(xué)習(xí)效率，另一方面可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。2實(shí)踐環(huán)節(jié)部分的比較操作系統(tǒng)課程是一門技術(shù)學(xué)科，不但有相當(dāng)?shù)目茖W(xué)

5、成分，而且從實(shí)現(xiàn)來看工程技術(shù)的含義更多。對學(xué)生的動手能力有著一定的要求那么美國的一流名校是怎么做的？在學(xué)習(xí)過程中鼓勵(lì)學(xué)生討論學(xué)習(xí)，因?yàn)橛懻摗辈粌H可以考察學(xué)生知識的深度和廣度，還可以從個(gè)性化發(fā)展的角度考察學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和對問題的理解能力，并且提倡合作和團(tuán)隊(duì)精神。MIT在操作系統(tǒng)課程大綱(Syllabus)中專門有一節(jié)(Collaboraten)指出只要學(xué)生完成了自己應(yīng)該完成的部分，允許該生可以與其他同學(xué)之間相互合作。我國操作系統(tǒng)課程對于課程實(shí)踐也越來越重視，現(xiàn)在一直在加強(qiáng)教學(xué)活動中學(xué)生的實(shí)踐環(huán)節(jié)和動手能力的培養(yǎng)，下面以西安電子科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院以方敏教授、段振華教授為課程組開設(shè)的操作系統(tǒng)原理

6、為例，談一下我國操作系統(tǒng)課程實(shí)踐的情況。由西安電子科技大學(xué)方敏教授擔(dān)任第一負(fù)責(zé)人的課程組正在致力于Linux環(huán)境下的Bost虛擬機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)，用于解決操作系統(tǒng)原理實(shí)踐環(huán)境中這一問題，為老師和學(xué)生提供一個(gè)支持二次開發(fā)的一個(gè)教學(xué)與實(shí)驗(yàn)平臺，這條思路的最終目標(biāo)是研制開發(fā)有自主知識產(chǎn)權(quán)的虛擬機(jī)系統(tǒng)，力求為操作系統(tǒng)原理課程提供一個(gè)足夠方便使用，又擁有相當(dāng)?shù)目蓴U(kuò)展性，而且支持二次開發(fā)的一個(gè)教學(xué)與實(shí)驗(yàn)平臺。從學(xué)習(xí)實(shí)踐來看，以MIT代表的實(shí)踐內(nèi)容與我國操作系統(tǒng)課程教學(xué)實(shí)踐內(nèi)容對比可以看出：美國的高校在操作系統(tǒng)課程實(shí)踐上重視學(xué)生動手能力的培養(yǎng)和團(tuán)隊(duì)精神的培養(yǎng)，雖然從教學(xué)內(nèi)容上美國的高校往往有選擇的講授部分理論，

7、但是在實(shí)踐的時(shí)候他們一般要求通過個(gè)人完成和團(tuán)隊(duì)完成相結(jié)合的方式（主要還是由個(gè)人完成）,讓每個(gè)學(xué)生從頭到尾設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的可以實(shí)際運(yùn)行的操作系統(tǒng)。而我國的一些高校操作系統(tǒng)課程還是停留在僅僅講授原理和理論的階段，還是重理論輕實(shí)踐，還是一上課就”原理來原理去”教學(xué)實(shí)踐正處于起步階段。從設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的工作量及要求掌握的知識來看，前者要求明顯高于后者。通過對比可以有趣的發(fā)現(xiàn)，在理論講授部分我國教學(xué)大綱要求完整性，而美國高校課程大綱是在課程實(shí)踐部分要求系統(tǒng)性，非常重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)和項(xiàng)目作業(yè)的訓(xùn)練，并且課堂教學(xué)一般都是大班教學(xué)，多的可達(dá)數(shù)百人；上課時(shí)老師從不點(diǎn)名，學(xué)生可聽可不聽，但是，學(xué)校對實(shí)驗(yàn)課和項(xiàng)目作業(yè)訓(xùn)練的

8、要求非常嚴(yán)格，學(xué)生必須去做。老師對報(bào)告的批改也很認(rèn)真，并且讓學(xué)生進(jìn)行答辯式的討論。3對我國課程改革的啟示這些差別給我們操作系統(tǒng)課程實(shí)踐一個(gè)重要的啟示：從美國高校操作系統(tǒng)課程上看出，在教學(xué)理念和教學(xué)模式上，要從過分重視課堂教學(xué)轉(zhuǎn)向課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和項(xiàng)目作業(yè)訓(xùn)練等多環(huán)節(jié)并重發(fā)展，如果過分重視課堂教學(xué)，而忽視了實(shí)驗(yàn)教學(xué)和項(xiàng)目作業(yè)的訓(xùn)練，那么許多課堂教學(xué)都會成為考試課”。同時(shí),美國高校重視課程實(shí)踐的態(tài)度以及一些實(shí)踐課程設(shè)計(jì)非常值得我們學(xué)習(xí)。通過以上對比，我們想說明中美操作系統(tǒng)課程教育水平和教育方法其實(shí)就是各自計(jì)算機(jī)教育狀況的縮影。我們應(yīng)該看到計(jì)算機(jī)科學(xué)在某個(gè)階段出現(xiàn)的新技術(shù)，在其經(jīng)歷發(fā)展和完善成為計(jì)算機(jī)教育的核心內(nèi)容后，又會出現(xiàn)更新的技術(shù)。因此，計(jì)算機(jī)教育內(nèi)容必須與時(shí)俱進(jìn)。我國計(jì)算機(jī)學(xué)科專業(yè)發(fā)展研究者應(yīng)該在吸收國際先進(jìn)的計(jì)算機(jī)教育理念、模式、體系的同時(shí)，提出適合國情