操作系统课程的启发式教学研究与探讨
操作系统课程启发式教学方法探索
操作系统课程启发式教学方法探索摘要：传统的以知识讲解为主的操作系统课程教学，无法激活学生学习兴趣，导致学生解决问题能力欠缺，创新能力不足，无法满足社会及企业的需求。
实践表明，探索启发式和研究性教学，不仅能够提高操作系统课程的教学成效，而且能转换学生的学习方式，帮助学生从根源理解问题，加深学生的思考深度，提高学生独立思考、团队合作及创新能力，甚至可以将操作系统专业知识中的哲学道理应用到生活中，多方位提高学生的个人能力。
关键词：操作系统；内存管理；启发式教学；独立思考中图分类号：G642.0文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2020）10-0240-02收稿日期：2019-05-30基金项目：上海工程技术大学“基于新工科思维的数据科学与大数据技术专业课程群建设”项目（A1-0601-18-01230）以及上海工程技术大学引进人才科研启动基金（0232-E3-0507-19-05147）资助作者简介：赵静文（1992-），女（汉族），博士研究生，讲师，研究方向：计算机视觉、生物医学图像分析。
一、教学现状和问题近年来社会及企业对于计算机人才需求猛增，但学生对计算机学科知识缺乏深入思索，理解浅薄，无法应对公司层出不穷的突发问题。
操作系统课程作为一门内容涵盖广、涉及多门先行课程的重点课程，内容复杂多样，抽象难懂[1]。
尤其对于以应用型人才为培养目标的院校来说，以传统的教学方式进行教学，原本内容繁多的课程愈发枯燥难懂，学生缺乏学习动力，难以获得成就感，很难自主学习提高个人学习及实践能力。
为了改变这一现状，需要对传统教学方法进行反思，并在不断尝试中探索适用于激发学生兴趣、培养学生能力的教学方法。
二、启发式教学方法讨论以教师为主体的教学模式不易调动学生的积极性，容易陷入知识灌输、忽视学生能力培养的旋涡。
与之相反，启发式教学充分考虑教学的本质，强调以学生为学习的主体，教师作为辅助角色调动学生学习积极性[2]；强调在系统学习知识的同时，完成对学生智力的开发，培养学生独立思考的能力；强调对学生内在学习动力的激发，培养学生的自学能力；强调理论知识的应用，通过实践实现理论应用化，培养学生的创新能力[3]。
“操作系统”课程实验教学探讨
“操作系统”课程实验教学探讨摘要:“操作系统”作为计算机科学与技术专业的一门重要基础课程,强调理论知识和实践的相互促进。
本文针对如何为不同能力不同基础的学生提供更有效的实验指导模式,使操作系统实验教学能够让学生更全面和深入地理解操作系统的有关知识,从而全面掌握操作系统的整体框架和流程,做了有益探讨。
关键词:操作系统;实验;教学;“操作系统”作为计算机科学与技术专业的一门重要基础课程,高校的操作系统实验是对操作系统原理的具体实现。
通过对操作系统源代码的分析和功能实现的实践,可以使学生深入了解操作系统的功能,加深对操作系统所涉及的概念、原理等的理解,体验操作系统原理中很少涉及的复杂软件架构的具体实现等。
因此,本文就“操作系统”实验课实验内容的设置及实验环境和教学方法加以分析探讨。
2当前国内外操作课程实验的特点把“实际设计操作系统”作为“操作系统”课程实验的教学目标是一个看似情理,却很难有效操作的事情。
当前国内外高校操作系统实验的几种形式如下所示:第一类是模拟验证型实验,即选择操作系统原理中的一些典型技术,如内存页替换算法、进程调度算法等,用基于应用程序编程的方法来实现相关技术,算法所涉及的资源是实际不存在的。
这种类型实验的特点是可以方便地对操作系统原理中所涉及的典型技术进行实现,有助于对操作系统原理的理解。
但学生较难体会实际操作系统对计算机硬件的交互,以及操作系统的实际框架和部分运行机制(如中断)的特点。
第二类是使用验证型实验,即选择某实际操作系统(Windows、Linux、OpenSolaris等)作为实验环境,通过具体使用、编写应用程序和采用相关系统工具来观察和验证实际操作系统中一些技术。
这种类型实验的特点是让学生置身于真实的操作系统中,可了解这些技术的具体实现情况。
但学生较难涉足操作系统设计的锻炼,对操作系统内部细节了解不深。
第三类是剖析验证型实验,即结合操作系统原理来分析一个具体的操作系统实现(如Linux、WRK、MINIX等),比较原理和实现之间的差异。
《操作系统》的逻辑创新培养教学探讨
《操作系统》的逻辑创新培养教学探讨随着信息技术的快速发展，计算机操作系统越来越成为人们生活中不可或缺的一部分。
作为计算机科学与技术专业的一个重要课程，《操作系统》的教学内容和方法也需要不断更新和改进，以适应时代的发展需求。
本文将探讨《操作系统》课程的逻辑创新培养教学方式与方法。
逻辑创新培养的目标是培养学生的逻辑思维能力和创新能力，通过激发学生的思考和创造力，帮助他们理解和掌握操作系统的基本概念和原理。
在《操作系统》的教学过程中，可以采用以下方法和策略：引导学生进行思维导图的绘制。
思维导图可以帮助学生整理和归纳知识点，梳理思路。
通过绘制思维导图，学生可以将知识点之间的关系和逻辑结构清晰地展示出来，提高对操作系统的整体把握能力。
推行问题导向的学习。
在教学过程中，教师可以提出一系列具有挑战性和启发性的问题，引导学生积极思考和解决问题。
学生可以通过独立思考、小组讨论和实践操作等方式，逐步理解和掌握操作系统的相关知识和技能。
开展实践操作和案例分析。
操作系统是一门实践性很强的课程，通过实践操作可以帮助学生更好地理解和掌握操作系统的运行机制和管理原则。
通过分析实际案例，可以使学生了解操作系统在各种应用场景下的运作情况，并培养学生的问题解决能力和创新思维。
引入实验教学和项目实践。
实验教学可以帮助学生通过设计和实现实验方案，进一步加深对操作系统的理解和应用能力。
项目实践则可以培养学生的合作与沟通能力，通过实际项目的开展，学生可以亲身体验到操作系统的设计与实现过程，提高创新能力和问题解决能力。
利用互联网和多媒体技术手段进行教学。
在当今信息化时代，充分利用互联网和多媒体技术手段，例如网络课堂、在线学习资源等，可以为学生提供更加便捷和灵活的学习方式。
学生可以通过网上查阅资料、观看教学视频等方式，丰富自己的知识和技能。
《操作系统》课程的逻辑创新培养教学是一项具有挑战性和复杂性的工作。
教师需要不断更新教学理念和方法，引导学生进行思维训练和实践操作，培养学生的创新意识和解决问题的能力。
操作系统实验教学探讨
操作系统实验教学探讨随着计算机技术的不断发展和应用，操作系统作为计算机科学的重要基础知识，已经成为计算机学院的必修课程之一。
操作系统实验作为操作系统教学的重要一环，通过实践操作系统相关的基本原理和技能，能够让学生更加深入地理解和掌握操作系统知识。
本文将探讨操作系统实验教学的相关问题。
操作系统实验教学作为操作系统教学的重要组成部分，具有以下几个方面的重要性：1、提高学生实践能力。
在操作系统实验课程中，学生需要通过实践操作系统相关的基本原理和技能，来实现对操作系统的深入了解和灵活应用，从而提高学生的实践能力。
2、加强学生对理论知识的理解。
通过实验操作，学生能够更加深刻地理解和领悟操作系统的相关理论知识，使得理论知识与实践操作紧密结合，更加形成知识体系。
尽管操作系统实验教学具有重要性，但在实践过程中还存在一些问题：1、实验平台不稳定。
由于实验平台的不稳定性，学生可能会遇到由于硬件配置不足、软件环境不匹配等原因导致实验失败的情况。
2、实验过程过于简单。
一些操作系统实验内容过于简单，涉及的原理和实现方式较为简单，难以激发学生的学习兴趣和思考问题的能力。
3、实验人员不足。
由于一些学校的实验条件和师资队伍有限，导致实验教学人员不足，难以对学生进行有效的指导。
为了解决上述问题，我们可以通过以下几个方面来改进操作系统实验教学：1、改进实验平台。
针对实验平台不稳定的问题，可以通过对实验环境的调试和优化，优化实验软件的配置、版本、环境等，以及增加动态分配节点的方式，解决实验平台不稳定的问题。
2、创新实验内容。
为了激发学生的学习兴趣和思考问题的能力，可以引导学生进行更加研究性、实践性的操作系统实验内容，比如自主设计和实现操作系统的相关功能模块、增加新的实验操作等，以增强操作系统实验的挑战性和探究性。
3、加强指导力度。
针对实验人员不足的问题，可以通过增加实验教师数量、加强实验教师专业素养和教学能力的培养等措施，为学生提供更加详尽的实验指导，促进学生对操作系统实验内容的深入理解和实践操作。
操作系统实验教学探讨
操作系统实验教学探讨随着信息技术的不断发展和普及，计算机已经深入人们的生活中，成为必不可少的工具之一。
作为计算机系统的关键组成部分，操作系统在计算机应用中也扮演着重要的角色。
因此，在计算机相关专业的教学过程中，操作系统的教学也显得尤为重要。
操作系统的实验教学是操作系统课程中不可或缺的一个环节。
通过实验教学，可以提高学生的操作系统应用能力、问题解决能力和创新能力。
但是，在实验教学过程中也存在着一些问题，如实验环境的建设、实验内容的设计、实验过程的管理等。
本文将探讨这些问题及其解决方法。
一、实验环境的建设操作系统实验环境的建设是实验教学的基础。
一个良好的实验环境可以对学生的实验动手能力和理解能力起到很大的帮助。
但是，实验环境的建设也存在一些问题。
1.硬件环境：操作系统实验需要使用多台计算机，因此需要购置一定数量的计算机。
一些学校虽然购置了计算机，但由于配置比较低，无法承担操作系统实验所需要的运算和存储能力，因此需要不断升级硬件。
另外，在使用实验室时，需要统一计算机的硬件环境，保证实验结果的准确性。
2.软件环境：操作系统实验需要使用操作系统和一些辅助工具，如编译器、调试器等。
因此，需要确保实验室中的所有计算机都配备了相同的操作系统和软件工具，并且保持更新。
另外，操作系统实验中使用的虚拟机技术也需要得到支持。
3.网络环境：操作系统实验中需要进行计算机间的通信，需要保证实验室中的所有计算机都能正常连接到局域网或互联网，以确保实验的正常进行。
二、实验内容的设计实验内容的设计是操作系统实验教学的关键。
好的实验内容可以激发学生的学习兴趣，提高学生的操作系统应用能力，但是，实验内容的设计也会遇到一些问题。
1.实验难度：操作系统实验的难度较大，需要学生具备较强的编程能力和操作系统理论知识。
因此，在设计实验内容时需要考虑学生的实际水平，不能设置过高的实验难度，否则会影响学生的学习和实验效果。
2.实验目的：实验内容应该明确具体的目的和任务，并给出具体的实验要求和评分标准。
计算机操作系统课程实验教学的探索和改革
计算机操作系统课程实验教学的探索和改革
探索和改革计算机操作系统课程实验教学
随着信息技术的日益发展，计算机操作系统作为一门重要的计算机基础课程被
广泛引入高校课程，成为信息工程专业学生的必修课。
因此，教学改进成为关键性内容，计算机操作系统课程实验教学也受到更多的重视。
首先，要从加强实验室硬件环境开始，实验室应配备高性能的计算机，服务器，计算机网络设备，计算机维护保护系统，以及最新版本的操作系统和相关软件。
此外，组织起由学生和教师组成的实验室创新团队，以实现抓住学生的真实学习兴趣，改善课程实验的效果，使学生能在课堂上积极参与实验室活动。
其次，教师应积极适应当前科学技术发展的需要，进一步引导学生把计算机操
作系统实验学习传承到实践中，帮助学生能够更好地解决现实中计算机技术问题。
教师还应配制多元化的实验内容，结合网络、多媒体等技术的功能，深入讲解操作系统的知识，为实验提供便利和选择。
此外，计算机操作系统实验教学也应该加强基础设施的建设，包括课程手册、
题库、教学软件等，使教学更加标准化，更容易进行管理和改进。
以教学管理系统作为依托，利用计算机技术、多媒体技术等，让教师与学生之间进行教学管理，推动教学改革，并在充分实践和反思中不断提高教学质量。
总之，计算机操作系统实验教学的探索和改革，是一项艰巨且意义重大的工作，可以通过加强实验室硬件和软件环境，灵活应用教学法，完善教学管理系统等方法，深入调研学生的学习兴趣，提高实验教学效果，使学生充分了解操作系统的科学原理，并能实现软件技术的现实应用。
操作系统课程对自己的启发
操作系统课程对自己的启发操作系统是计算机科学中一门重要的课程，它涵盖了计算机系统中操作系统的基本原理和功能。
在我学习这门课程的过程中，我不仅学到了操作系统的理论知识，还深刻体会到了操作系统对于计算机系统和软件开发的重要性。
以下是我在学习操作系统课程中所得到的一些启发。
1. 操作系统的基本原理和功能在学习操作系统课程之前，我对操作系统的概念和功能了解得很少，只知道它是一个管理计算机硬件和软件资源的程序。
通过学习操作系统课程，我对操作系统的基本原理和功能有了更深入的了解。
我了解到操作系统有多种功能，包括进程管理、内存管理、文件系统和设备管理等。
这些功能的实现需要使用各种算法和数据结构，例如进程调度算法、内存分配算法和磁盘调度算法等。
操作系统的设计和实现需要考虑各种因素，例如性能、可靠性和安全性等。
这些知识对我在软件开发和系统设计方面都非常有帮助。
2. 进程管理的重要性在操作系统课程中，我学习了进程管理的概念和原理。
进程是计算机系统中最基本的执行单位，进程管理涉及到进程的创建、调度、同步和通信等方面。
通过学习进程管理的知识，我意识到进程管理在操作系统中的重要性，以及它对计算机系统性能的影响。
进程管理可以有效地提高计算机系统的并发性能和资源利用率，通过合理的调度算法，可以使多个进程能够同时运行，并合理地使用计算机的CPU时间和内存资源。
进程的同步和通信机制可以保证多个进程之间的数据一致性和相互之间的协作。
这些知识对我在软件开发中设计并发程序和多线程程序非常有帮助。
3. 内存管理的优化内存管理是操作系统中另一个重要的功能，它涉及到内存的分配和释放、地址转换、存储保护和虚拟内存等方面。
通过学习内存管理的知识，我了解到内存管理对计算机系统的性能和稳定性有着重要的影响。
在学习过程中，我们学习了不同的内存分配算法，例如固定分区分配、可变分区分配和页面分配等。
不同的算法有不同的优缺点，我们需要根据系统的需求选择合适的内存管理算法。
操作系统实验教学探讨
操作系统实验教学探讨操作系统是计算机系统中重要的一部分，它负责管理计算机硬件和软件资源，提供良好的用户界面和程序运行环境。
在操作系统实验教学中，通过实践操作系统的各种功能和特性，增强学生的实践能力和理解能力。
本文将讨论操作系统实验教学的内容、方法和意义。
操作系统实验教学的内容主要包括以下几个方面：1. 进程管理：学习进程的创建、调度和同步机制等，了解进程控制块和调度算法的实现。
2. 文件系统：学习文件的创建、读写和删除等，了解目录结构、文件访问权限和磁盘空间管理等。
3. 存储管理：学习内存的分配和回收等，了解页面置换算法和虚拟内存机制等。
4. 设备管理：学习设备的分配和释放等，了解中断处理和设备驱动程序的编写等。
操作系统实验教学的方法可以采用以下几种方式：1. 实验指导书：提供详细的实验指导书，包括实验的背景、目标、步骤和要求等，帮助学生进行实验操作。
2. 实验环境：提供完备的实验环境，包括计算机硬件和软件资源，确保学生能够顺利进行实验。
3. 实验报告：要求学生进行实验报告的撰写，包括实验的目的、方法、结果和分析等，培养学生的实验和写作能力。
4. 实验讨论：组织实验讨论或小组讨论，让学生分享实验结果和经验，促进学生之间的互动和合作。
操作系统实验教学的意义在于：1. 强化理论学习：操作系统是一门理论性较强的课程，通过实验教学可以帮助学生将理论知识转化为实际操作能力。
2. 提高实验能力：操作系统实验需要学生进行一系列操作和调试，培养了学生的实验能力和问题解决能力。
3. 培养团队合作精神：操作系统实验通常需要学生进行小组合作，培养了学生的团队合作精神和沟通能力。
4. 激发创新意识：操作系统实验中存在许多问题需要解决，学生可以根据自己的理解和创新思维提出解决方案。
操作系统实验教学是计算机科学与技术专业的重要课程之一，通过实践操作系统的各种功能和特性，可以增强学生的实践能力和理解能力。
在实验教学中，我们可以通过提供实验指导书、完备的实验环境、实验报告和实验讨论等方式，帮助学生进行实验操作、培养实验能力、促进团队合作和激发创新意识。
启发式教学在操作系统课程中的应用
（ ｐｒｍｅ ｔｏ ｍｐ ｔｒＥ ｇｎ ｅ ｎ ， ａ ｇ ｈ ｕＡｕｏ Ｃｏｌｇ ｏ ｔ ｉａＵｎｖ ｒｉ ｆ ｃ ｎ ｌｇ ， ａ ｇ ｈ ｕ ５ ８ ０ Ｃｈｎ ） Ｄｅ ａｔ ｎ ｆ Ｃｏ ｕ ｅ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｇｕ ｎ ｚ ｏ ｔ ｌ ｅＳ ｕｈ Ｃｈｎ ｉｅｓｙ ｏ ｈ ｏｏ ｙ Ｇｕ ｎ ｚ ｏ ０ ， ｉａ ｉ ｅ ｔ Ｔｅ １ ０
ｔ ｔｈｅ ｒｓｉ ｅ ｃ ｉ ｓａ ｆｅ ｔｖ ｙ ｔ ｍ ｐ ｏ ｈｅｔ ａ ｈ ｎ ｆｉ ｏ ｐｅ ａｉ ｇ Ｓ ｔ ｍ ｕｒｅ ｈａ ｕ ｉｔ ｔａ ｈｎｇ ｉ ｎ ｅ ｃｉｅ ｗａ Ｏ ｉ ｒ ｖｅ ｔ ｅ ｃ ｉ ｇ ｑｕ ｗ ｆＯ ｃ ｌ ｒｔｎ ｙｓｅ Ｃｏ ｓ ．
关键 词 ： 启发 式 教 学 ： 作 系统 ： 操 处理 机 调 度 中 图分 类 号 ： ４ Ｇ６ ２ 文 献 标识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ０ ９ ３ ４ （０ １ １ — ２ ３ ０ １ ０ — ０ ４ ２ １ ）３ ３ ２ — ２
Ａｐ ｌ ａ ｉｎ ｏ ｕ ｉｔｃＴｅ ｃ ｉ ｇ ｉ ｅ ａ ｉ ｇ Ｓ ｓ ｅ ｕ ｓ ｐ ｉ ｔ ｆＨｅ ｒｓｉ ａ ｈ ｎ Ｏｐ ｒ ｔ ｙ ｔｍ 学 的 理 论 依 据
启 发式 教 学 ， 指 教 师 根 据 教 学 目标 ， 循 教 学 规 律 ， 教 学 过 程 中 依 据 学 习 过 程 的 客 观 规 律 ， 过 引 导 、 导 、 导 、 示 、 是 遵 在 通 指 开 启 激 发 学生 的学 习 兴趣 ， 使学 生 主 动地 、 自觉地 、 积极 地学 习和 思 考 ， 主 动 实践 的一 种 教 学 方 法 并 。根 据 认 知 派 学 习 理 论 著名 教育 家 布 鲁 纳 的 认知一 发现 说 ， 习的 实质 是 主 动 地 形成 认 知 结 构 ， 倡发 现学 习法 。学 习的 目的 在 于 以发 现学 习 的方 式 ， 学 科 的基 本 结 学 提 使
对《操作系统》教学的思考
对《操作系统》教学的思考【摘要】《操作系统》是计算机科学专业中一门重要的课程，对学生理解计算机系统和软件开发具有关键意义。
本文从课程内容设计、教学方法选择、课程实践环节设计、学生评估与反馈、跨学科合作与创新等方面对《操作系统》教学进行了探讨。
在提高教学效果方面，建议加强实践操作，引入互动性教学工具，并重视学生的反馈与评估。
未来发展上，可以探索跨学科合作，促进教学创新。
对《操作系统》教学的思考需要不断更新课程内容、探索适合的教学方法，并关注学生的学习体验和发展需求。
通过努力，我们可以提高学生对操作系统的理解和应用能力，为他们未来的发展奠定坚实基础。
【关键词】操作系统、教学、课程设计、教学方法、课程实践、学生评估、跨学科合作、教学效果、发展展望、思考总结1. 引言1.1 介绍《操作系统》课程《操作系统》课程是计算机科学与工程专业中非常重要的一门课程，它主要介绍了计算机系统的核心组成部分——操作系统的原理、结构与功能。
在这门课程中，学生将学习到操作系统的基本概念，包括进程管理、内存管理、文件系统、设备管理等内容，同时也会学习到各种操作系统的设计和实现技术。
操作系统是计算机系统中的基础软件，它直接影响到计算机系统的性能、稳定性和安全性。
掌握好《操作系统》课程对于学生打好计算机基础，提高计算机系统设计和应用能力具有重要意义。
在学习《操作系统》课程的过程中，学生将深入了解操作系统的基本原理和工作机制，能够理解计算机系统的整体运行逻辑，掌握操作系统的设计与实现方法。
通过学习这门课程，学生将能够为操作系统的设计与开发奠定扎实的基础，为将来的工作和研究打下坚实的基础。
《操作系统》课程是一门非常重要的课程，它不仅是计算机科学与工程专业的核心课程之一，也是学生深入理解计算机系统运行原理和提高计算机技术水平的重要途径之一。
通过学习这门课程，学生将能够掌握计算机系统的核心知识，提高自身的综合能力，为未来的学习和工作打下坚实的基础。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
操作系统课程的启发式教学研究与探讨
摘要：本文针对操作系统课程传统课堂教学方式存在的缺陷，通过分析启发
式教学特点，指出在操作系统课程运用启发式教学模式的重要意义；并以请求分
页存储器系统为例，详细说明启发式教学在操作系统课程中的实施方法；最后探
讨了启发式教学对教师知识提出的新要求。
关键词：操作系统；启发式；虚拟存储器；请求分页存储器
1
问题背景
操作系统课程是计算机专业的一门重要专业基础课，传统课程教学着重讲授
计算机操作系统的基本概念和基本原理，课程内容主要包括进程管理、处理机调
度、存储管理、设备管理、文件系统五大部分。作为计算机专业传统必修课，操
作系统课程的重要性勿容置疑，但在传统教学模式中，课堂只是知识的倾倒处，
教师是倾倒的操作员，学生是倾倒的被动容器。特别目前普遍存在的多媒体课件
滥用现象，使“知识倾倒”变得更加快捷，教师满足于课上念，学生满足于课下读，
极大地禁锢了教学双方的主动学习和思考意愿。加上操作系统课程内容枯燥，充
斥大量原理及概念，学生往往觉得该课程抽象难懂，对课程学习缺乏兴趣，最后
以死记硬背应付了事。
近年来，启发式教学模式已被逐渐应用于高等院校课程教学当中。和传统教
学模式，启发式教学模式具备三个特点：一是强调学生是学习的主体。即以学习
活动为基础，学生充当了学习的主体、认识的主体以及发展的主体，而教学内容
则成为学习活动的客体。二是强调学生在掌握基础知识和技巧的同时，能够充分
锻炼思维能力。即在启发式教学模式中，学生需要通过主动思考锻炼自身的独立
思维能力，充分挖掘思维潜能。三是注重教学方法和学习方法的有机结合。即启
发式教学更需要教师采用各种灵活多样的教学手段，引导学生采用不同的学习方
法思考问题。
本文探讨了如何将启发式教学运用于操作系统课程教学中，通过“教师提出
问题，学生主动思考问题，最终共同解决问题”的良性互动过程，充分发挥其优
势，使教师成为火种，点燃学生思维的白纸，让学生能够真正实现自我学习、自
我思考，真正掌握操作系统课程知识。
2 启发式教学的运用研究
本节以操作系统课程中重要知识点之一——请求分页存储器系统为例，阐述
启发式教学的实施方法。
2，1启发式教学的目的
请求分页存储器系统包含的重要知识点包括：
(1)虚拟存储器的基本概念；
(2)请求分页存储器系统的基本思想：
(3)请求分页存储器系统的页表结构；
(4)请求分页存储器系统的地址变换结构；
(5)常见页面置换算法的基本原理和特点。
启发式教学的目的可以概括为：将课堂教学过程转变为“教师提出问题，学
生主动思考问题，最终共同解决问题”的良性互动过程，使学生最终扎实掌握上
述重要概念和关键技术。
2，2启发式教学的实施
在学习虚拟存储器概念时，教师提出第一个问题：为什么要引入虚拟存储器?
随后启发学生回忆基本分页、基本分段、基本段页式存储管理方式，都要求
作业必须一次性全部装入内存，在其执行完毕之前，作业始终驻留内存，不会中
途退出。启发学生主动思考，自行得出结论：基本存储系统的一次性、驻留性特
点，既不利于大作业运行，也不利于提高多道程序度。
此时，教师自然地提出第二个问题：如何解决基本存储系统的缺点?
再让学生自由讨论后提出可能的解决方法。有部分学生会考虑增加物理内存
的解决方法，教师要解释清楚现代操作系统中内存容量的增长速度远远赶不上程
序规模的增长速度，因此增加物理内存是不可行的。
也有部分学生会考虑让作业部分装入，教师可因势利导，首先肯定这种解决
方法的可行性，然后介绍程序运行局部性原理。依据该原理，作业在运行前，没
有必要全部装入内存，仅需将当前运行所需部分装入即可运行，其余部分暂时留
在外存。若作业所需部分已装入，便可执行：否则，作业需调用操作系统提供的
请求调入功能，将所需部分调入内存，才可继续执行。如果内存已满，作业需调
用操作系统提供的置换功能，将内存中暂时不用的内容调至外存，再将所需部分
调入内存，方能继续执行。这样一来，用户感觉能使用的内存容量比实际物理内
存容量大得多，但这仅仅是用户的虚幻感觉，因此这种存储器就被称为虚拟存储
器。
当得到虚拟存储器的基本概念后，教师必须指出，虚拟存储器仅仅是抽象的
内存扩充思想，它只有和基本存储管理方式相结合，才能最终形成实用的存储器
管理系统。请求分页存储器系统的基本思想正是以基本分页存储管理方式为基
础，增加请求调页功能和页面置换功能，支持虚拟存储器功能。
采用请求分页存储器系统，就意味着作业执行所需页面既可能在内存，也可
能不在内存。因此，教师提出第三个问题：如何判定所需页面是否已在内存?
接下来，启发学生回忆在基本分页存储管理方式中，操作系统是通过“页表”
这一数据结构来维护页面所有相关信息的。因此，该问题似乎可以通过修改基本
分页存储管理方式的页表项来解决。这里，我们添加了“状态位P”和“外存地址”
字段，此时页表项如图1所示。
其中，“状态位P”指示页面是否已调入内存；“外存地址”指示调入页面所在
的硬盘物理块号。
这时，学生可以得到结论：作业执行时，只需检查页表项中“状态位P”的值，
就可以判定所需页面是否在内存。如果P=1，那么表示页面已调入内存，可以继
续执行；如果P=0，那么作业可以请求操作系统根据“外存地址”将该页面从外存
调入内存。
此时，教师紧接着提出第四个问题：操作系统如何将所需页面调入内存?
然后，启发学生回忆起微机原理课程中学习过的中断，它是计算机系统解决
意外情况的最常用方法。事实上，请求分页存储器系统也是采用“缺页中断”通知
操作系统，将作业执行所需页面调入内存。自然地，学生可以得出结论：缺页中
断作为中断，和计算机系统中其他中断一样，也需经历诸如保护CPU环境、分
析中断类型、转入对应的缺页中断处理程序进行处理、恢复CPU环境等步骤。
在引入缺页中断概念后，教师利用幻灯给出请求分页存储器系统的地址变换机
构，如图2所示。
从图2中可以看出，只有当页号对应页表项的状态位P=0时，才会触发一
次缺页中断，在转入缺页中断处理程序(提醒学生这是软件实现)后，首先检查内
存是否有空闲物理块，如果有，那么就根据外存地址读入所需页面，再调整该进
程页表项和系统存储分配表等数据结构的值，最后重新启动被中断指令。但是，
如果作业运行时间较久，内存已没有空闲物理块时，我们就需要从内存中移出一
个页面，才能为当前所需页面腾出空闲物理块。如果要移出的这个页面在驻留内
存过程中被修改过，那么为了保证数据一致性，操作系统必须按外存地址将移出
的这一页写回外存。
如果该页没有被修改过，那么所需页面可以直接覆盖移出页面。那么如何检
查页面是否被修改过呢?少数学生很自然地会提出再在页面项中添加新字段，即
“修改位M”，如图3所示。
这时，教师向学生提出第五个问题：当内存已满时，如何选择移出页面?
再让学生们自由提出解决思路。根据经验，学生提出的思路主要包括：将作
业再不会访问的页面移出、将最先进入内存的页面移出、将过去一段时间内很长
时间没有被作业使用的页面移出。在讨论过程中，当有学生提出上述思路时，教
师都要及时讲解对应的最佳置换算法、最近最久未使用页面置换算法以及先进先
出页面置换算法的基本原理、优缺点。同时，以板书形式给出如表1所示的页面
置换算法性能比较。
当讲解最近最久未使用页面置换算法时，教师须启发学生思考：作业如何知
道在过去这段时间内，哪个页面最长时间没有被访问过?大部分学生都会回答在
页面项中再添加新字段，即“访问字段A”，如图4所示。
至此，学生通过思考和讨论教师提出的问题，最终完成了对请求分页存储器
系统所包含重要知识点的学习。
3 启发式教学对教师的要求
在启发式教学模式中，教师担负着引导学生成功进入启发式教学模式环境的
重要角色。如果引导成功，那么学生和教师就能够享受启发式教学的良好效果，
否则启发式教学就会成为空谈。因此，教师不但要熟练掌握课本知识，更需具备
举一反三的能力，善于对课本中基础知识进行扩展，特别是能够将操作系统技术
领域的最新科技动态引入课程教学活动。
操作系统课程涉及的知识面很宽，为顺利开展启发式教学，教师应达到以下
四点要求：一是熟练掌握课程标准规定的所有授课内容，有能力把握要点和重点，
将知识点进行有机归纳。二是考虑哪些知识点具有可扩展性和扩展必要性，对具
备可扩展性的重要知识点深入扩展，使学生循序渐进、由浅入深地掌握这些知识
点的精髓。三是要思考如何运用合理方式引导学生主动学习、主动思考，让学生
真正理解透彻并能提出自己的观点，得出正确的结论。四是及时向学生介绍操作
系统最新科研动态，培养热衷于该领域研究的学生，使其具备基本的科研创新能
力。
4 结语
启发式教学是教师依据学习过程客观规律和学生认知结构，引导学生主动获
取和掌握知识的有效教学模式。本文对启发式教学在操作系统课程中的运用进行
了深入研究，以请求分页存储器系统为例给出了启发式教学实施方法，探讨了启
发式教学对教师授课能力提出的新要求。在“请求分页存储器”章节教学中，我们
通过采用启发式教学，调动学生成为教学活动的积极参与者，在课堂上营造出积
极发表见解和争论的良好氛围，大大提高了学生的学习兴趣，教学效果明显改善，
学生的主动思维能力和创新思维能力得到显著增强。