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CCF YOCSEF郑州成功举办“强基铸‘魂’——操作系统的理实交融”论坛
2022-07-12 阅读量:197 小字
CCF 青年精英大会YEF 2022于2022年6月9-11日在北京、苏州等城市线上线下联动举办。在YEF 2022中,CCF YOCSEF郑州于2022年6月11日13:30-17:30承办“强基铸“魂”——操作系统的理实交融”专题论坛。


本次论坛执行主席由数学工程与先进计算国家重点实验室副教授、CCF YOCSEF郑州副主席王俊超,河南师范大学副教授、CCF YOCSEF郑州AC委员李功丽共同担任。论坛邀请到了来自清华大学、北京大学、上海交通大学、南京大学、西安邮电大学以及麒麟软件从事操作系统一线教学的资深教授专家,围绕操作系统教学中的焦点问题展开深入讨论,共获得约4万的播放量。




一、主题报告——深入浅出,豁然开朗


首先由来自北京大学陈向群教授做了题为“操作系统教学的“魂”在哪里?”开场报告。陈教授从她多年的教学实践出发,总结了操作系统课程具有实践性强、规模庞大、从横交错、涉及面广等特点。针对目前专业课时压缩的问题,讨论如何在有限的学分、学时情况下上好操作系统课。陈教授结合自身教学,建议授课过程中除了基本概念、典型流程、关键细节等核心理论内容,还要重视实践教学。
陈教授分享了北京大学在这方面的经验,即采取自底至上、由动手到理论、由具体到抽象、由细节到整体、由树木到森林的实践方法,并鼓励学生亲自动手写一个操作系统,或是在已有框架基础上完善一个操作系统,使得学生对操作系统原理有更加深刻的理解,并通过实验训练有效提升系统能力。



来自西安邮电大学的陈莉君教授围绕“基于开源社区的操作系统教学与实践”这一主题展开。陈教授主要分享了她在操作系统教学中的成功探索,比如借助开源工具,通过实践撬动理论、通过与企业的互动拓展学习渠道。她还分享了如何通过小实验将知识点串起来,如何鼓励学生自主探索和创新等。同时,强调开源社区与产业的融合,即构建产、学、研一体化的开源社区生态,实现学以致用。



来自清华大学的向勇副研究员围绕“利用开源工具改进操作系统教学效果”这一主题进行了分享,重点强调实践教学在操作系统教学中的重要性,并分享了清华大学操作系统课程的实践经验,提出在操作系统教学中要“以赛促学”,重视开源资源、开源社区的建设,通过实践实现对学生价值的塑造。同时在实验设置时,要有难度的区分,以满足不同学生的需要,还与大家分享了“雨课堂”这一课堂互动工具。



来自上海交通大学的夏虞斌老师分享了主题报告——“操作系统教学实践:产教研的融合”。他重点强调了教学在科研与产业中起到桥梁的作用。面对操作系统课程内容多、实践难的问题,他提出构建具体的实验场景,学生通过实践,达到对理论内容的自然导出,而不是像传统的操作系统课程那样,先讲理论,再通过实验证明。至于如何设置实验,要求教师对学生的知识背景有充分的了解。



在中场休息时,考虑到线上报告的特点,设置为“名师面对面环节”,首先由参会人员扫码做一个关于操作系统课程的问卷调查,然后由各位专家对观众的提问进行解释回答。
在自由提问环节,首先来自华中科技大学的苏曙光教授向嘉宾提出了他在教学中面临的一个具体问题:实践确实很重要,但是课时有限的情况下,实践和理论如何有效结合?夏虞斌老师结合他的教学经验,提出要平衡好实践与理论的学时分配,可以设计一个“场景+具体问题”的实践任务,通过实践解决问题,在解决的过程中达到自主探究原理的目的。
在中场休息后,由来自南京大学的蒋炎岩副研究员带来了“模型检验与并发”的报告。他在报告中分享了如何将操作系统的实践教学与他的研究相结合,并以操作系统中最为核心的并发问题为例,如何采用状态机模型进行验证。



来自麒麟软件有限公司教育发展中心教研总监胡海江,则从企业视角出发,做了题为“麒麟操作系统课程在高校的应用与实践探讨”的分享,主要围绕“麒麟软件与高校产教融合过程中的思索与探讨”、“产教融合协同育人实践”及“人才培养思考与探索”等问题展开。他提出要以软件生态开源社区做支撑,把公司产业业务引入到教学中来,通过具体业务实现与高校的合作,当然高校也要了解企业流程、业务、验收标准等。并分享了校企合作案例——北京航空航天大学的研究生操作系统课程。



二、思辨环节精彩纷呈



在主题报告结束后,论坛进入最精彩的思辨环节。
思辨环节的第一个主题是:操作系统中理论与实践如何更好的结合?



这是几乎所有教师在教学中都会面临的问题,所以这一问题激起了大家热烈的讨论。


思辨结论:

  1. 1.      陈向群老师提出要先实践、后理论,反顺序培养。即学生先读代码形成对操作系统的感性认识,然后做实验,提炼知识,梳理理论知识,使理论学习更有针对性。在此之后的理论学习,学生完全可以借助慕课等各种网络资源进行自主学习。

  2. 2.      胡海江总监从产业化角度给出了建议:梳理教材,总结纲要,分层次设计,统一教材。

  3. 3.      王俊超老师以文件系统为例,提出以“问题驱动”将理论与实践结合。

  4. 4.      向勇老师提出实验与理论平衡好,针对不同同学的特点实施灵活教学。在实践过程中要以解决某个问题为出发点,这些问题的结合要与学生的考试和就业相关。





操作系统是计算机类学生的专业课,但学生的专业背景(大数据、网络安全、计算机类专业)不同,对于操作系统教学的方案也应有所不同。针对这一思辨议题,本次论坛得到了如下结论:


  1. 1.      陈向群老师建议要给学生分层分类,不能以学校分类;教学设计要分层,组织定时定点测试,完成以考带学;梳理出结合学科特点的例子,融入课堂教学。

  2. 2.      向勇老师建议教学内容不能大而全。对不同专业,基础知识都要学习。

  3. 3.      夏虞斌老师建议结合共性问题,切入教学。

  4. 4.      陈莉君老师认为操作系统实践性很强,命令行以及系统工具作为入门十分重要。工具、实验不是目的,而是手段,让学生认识到原理的触手可及的,两者是对立统一的关系。

  5. 5.      苏曙光老师认为操作系统教学重基础、重思维培养,而不能只注重工具和技术的应用,不应该只告诉学生答案,而更应该注重解决问题的方法和思考。




借鉴开源代码的思想,探讨在操作系统教材建设方面是否可以引进开源思想。经过思辨,针对这一议题得到如下结论:


  1. 1.      向勇老师认为开源项目实施比较困难;需要做好开源平台的建设,减少操作系统教学信息检索的难度,合作共同将开源教材做好。

  2. 2.      陈向群老师建议老师可以帮助建立教材大框架,吸引更多的老师来参与到开源教材建设中来。

  3. 3.      陈莉群老师建议将全国操作系统大赛成果融入教材,让学生参与到教材的建设中。

  4. 4.      夏虞斌老师建议共建、共享结合先有教材,根据自己教学添砖加瓦,构建出符合自己特点的教学。

  5. 5.      王俊超老师认为操作系统的教材建设可以先梳理操作系统知识体系,并学生贡献自己的力量。


三、总结


本次论坛邀请了来自清华大学、北京大学、上海交通大学、南京大学、西安邮电大学以及麒麟软件等一线从事操作系统教学和研究的资深专家,共同围绕操作系统教学中的理论与实践融合问题开展深度思辨,在爱奇艺、寇享学术以及腾讯wiz等平台获得了约4万播放量,受到了广泛关注和计算机业界教师和学生的高度评价。
经过本次论坛,建立了操作系统共享共建教材的基本思路,未来会联合更多高校的教师和同学共同推动这件事情,也欢迎各位有兴趣的老师参与。




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