【正文】  摘 要：针对“操作系统”实践课在不同高校开展的现况，探讨了在CDIO工程教育模式下如何开展“操作系统”实践教学，提出了在实践教学开展过程中对教学方法的选取、实践教学环节的设计、实践教学考核方式的改革等具体的措施。学生评价及实践表明，相关改革取得了很好的效果。
  关键词：CDIO；操作系统；实践教学
  中图分类号：G642 文献标识码：B
  1. 引言
  CDIO是当今国际工程教育改革的最新成果。CDIO模式尤其注重专业知识和工程基础相结合的培养方式，在整个人才培养方案中团队设计与合作，创新实践的训练，专业技能的培养、职业道德的培养等都被CDIO教育模式进行了统一系统的管理。CDIO系统性、统一性、科学性和先进性是当代工程教育的发展趋势。按CDIO模式培养的学生深受社会和企业欢迎[1]。
  “操作系统”是计算机专业及相关专业最重要的核心专业课程，在整个计算机课程体系结构中处于承前启后的地位。“操作系统”课程的内容知识抽象、难以理解。学生不仅要掌握操作系统的基本理论概念，算法等，还应该使学生拥有并行程序设计的思想和方法[2]。目前许多高校的“操作系统”实践教学大多处于算法模拟的层面，无法使学生对操作系统整个工作流程有一个系统的认识。操作系统的实践教学不仅要以实践促理论，更多的是要对计算机及相关专业学生的科学思维能力、团队互助能力、发现和解决现实问题的能力、科学创新能力的培养。为了适合现代工程教育的要求，结合我校应用型本科人才培养计划的目标，我们开展了基于CDIO工程教育理念的“操作系统”实际教学的改革与研究。
  2. 实践教学现状分析
 　“操作系统”课程是一门偏向于理论的计算机专业课程，知识点比较抽象和难以理解。全国不同级别的高校中，“操作系统”实践课的开展都不尽理想，个别高校直接将实践教学混淆为实验课程进行开展。教师在讲授操作系统基本原理时很难与实践挂钩，国内大多高校关于操作系统课程的实践教学往往是对算法的模拟或仿真或者以一个综合性实验来充当实践课的开展，这样的实践教学很难使学生对操作系统的整个工作流程有一个系统的认识。主要因为《计算机操作系统》与《程序设计》、《数据库应用》、《编译原理》等计算机专业课程不同，这些课程通过一个小型的应用程序或简化的编译器就能完成实验，而《操作系统》不仅包含一定的算法和数据结构它还与硬件密切相关，内部结构也非常复杂，让学生去完成一个微型的操作系统也不现实。要想提高《操作系统》的理论课堂教学质量，实践教学的开展起到关键作用，实践教学开展好了才能更好的服务理论课堂教学，才能提高学生对知识点的深入理解。
　 目前各高校关于操作系统的实践教学开展情况主要有以下的不足[3]：
  1） 现有的实践教学模式单一，教师占主导地位，学生缺乏学习的主动性和对工程实践能力的训练。
  2） 实践内容多为验证性或仿真性实验，如对操作系统中一些典型算法或功能进行编程实现，通过运行程序加以验证。致使学生的解决问题的内力不强，创新和探索意识得不到培养。
  3） 实践教学考核方式和团队协作评价标准需进一步量化。好多高校在实践教学的开展过程中为了培养学生的团队协作精神，往往进行分组化，这就使得一部分同学吃大锅饭的情况发生。
  3. 基于CDIO的操作系统实践教学改革
  “操作系统”实践教学开展的好坏对学生未来的就业和工程实践能力都有很大的影响。基于“CDIO”的实践教学目标，理解原理，在原理的基础上进行实验验证，这事加深理解的第一环节；第二环节让学生依据原理动手改造、设计实验这才是真正的理解和掌握一门学科知识。显然工程技能的培养才是“CDIO”的根本目标。在对操作系统实践教学的过程中，操作系统的原理思想学生能够听懂，当根据原理进行验证时，完成验证的能力就十分勉强。最后的设计型实验环节更加难以开展。根据目前我校“操作系统”实践教学的开展情况提出一下实践教学改革建议[4]。
  3.1 “操作系统”实践教学方法的改革
  （1）兴趣驱动法。操作系统课程理论性强，观点抽象。为了提高学生学习的兴趣在原理的讲解过程中可以用日常生活中的事例进行类比。如生产者消费者问题，动态资源分配时的银行家算法，虚拟内存和虚拟设备等都可以用日常生活得例子进行类比，使枯燥的操作系统原理变的生动有趣。
  （2）任务驱动法。“操作系统”课程中知识点大多理论性较强，学生学习起来感觉比较索然无味。采用任务驱动教学方法对抽象的概念通过实践环节理解，拓展深层次思考，激发学生学习兴趣，培养学生分析问题、解决问题的能力。例如为了让学生更清楚的理解进程的概念和进程的运行过程，我们可以做一个进程演示系统，让学生自己选择6个选项如1）创建新的进程；2）查看运行的进程；3）换出某个进程； 4）杀死运行进程；5）进程之间通信；6）退出系统。根据你选择的不同，会出现什么样的结果让学生记录下来，然后进行任务布置让学生总结PCB结构包含哪些信息，根据实验结果PCB结构的内容可以做哪些增删。整个实践过程让学生动手能力循序渐进，编程能力由浅入深，边学边做，对理论课堂所学知识更深入透彻的理解[5]。
  (3)工程项目教学法。为了进一步让“操作系统”实践教学服务与理论课堂教学，使学生了解操作系统这门课程的作用。针对“操作系统”教学的重点和难点，结合操作系统原理在工程项目中的应用情况，构建操作系统实践教学的案例库。在实践教学的初期开展过程中可以选取一些具有代表性案例，先通过老师讲解然后让学生分组讨论，分析其设计理念和应用过程。在实践教学的中后期，可以让学生选择虚拟实验平台，指导学生以团队的形式完成大型实验和项目设计，通过该过程可以培养学生团队合作能力，以及系统分析设计能力。
  (4)以赛带学，学以致用。鼓励和引导学生积极参加各种与操作系统课程相关的专业竞赛，通过竞赛的形式可以直接提高学生学习的兴趣。我们学院组织了大学生开源软件技术竞赛，包括搭建系统平台，信息系统设计及相关服务等。实践教学不局限于校内，校外实习也是实践教学活动的重要环节。校外实习不仅仅是对理论的验证，更重要的是技术训练和能力培养，包括动手能力、分析解决问题能力、协作能力等。
  3.2 实践内容的改革
　　为了提高学生对实践课程的兴趣，实践教学内容的制定由简到难，分层次有个人到小组不断的提高，我校“操作系统“实践课程共有18个学时的校内课程安排，实践内容共分四个等级。
  1) 使用级（2学时）。鼓励学生去安装不同类型的操作系统。展开讨论和评价，激发学生兴趣。使用级至少安装Linux系统，提供Sun公司的Solaris安装。
  2) 管理级（2学时）。查阅OS使用手册，修改环境变量。通过系统调用或API进行高级程序设计，使学生掌握并发程序设计。管理级是很实用的一个环节，对操作系统再认识，让学生对操作系统的框架比较清楚。
  3)代码阅读级（4学时）。研读操作系统源代码，掌握OS设计原理。介绍某个OS的设计原理与技术，学生研读源代码并应用。使学生掌握OS原理。代码阅读级是很重要的环节，提高学生的编程功底。
  4) 实现级（10学时）。模拟实现或实现操作系统的部分功能如：1）进程的创建与控制；（2）进程通信；（3）消息的创建；（4）存储器的管理等等。实现级，由于学生自身素质，教学设备，等条件现状，要求学生至少达到模拟实现级。
  3.3 “操作系统”实践教学评价标准的改革
　　按照CDIO的要求，对“操作系统“实践课程考核方式不再仅仅是实验报告的撰写和实验成绩。除去平时成绩，项目成绩占有很大的比重，不仅看项目报告来评定成绩，还要看动手能力、调研能力、思考问题和解决问题的能力、和与小组成员的协作能力，为了动态评价每位学生的成绩我们采用三三结合的考核方法。即（1）个人考核团队考核相结合（60%+40%）（2）平时考核期末考核相结合（30%+70%）（3）知识考核能力素质考核相结合（60%+40%）。采用此方法可以动态的给出每位同学的成绩如表1所示。
  4. 结束语
　　本文针对当前“操作系统“实践课程难开展和开展难得问题，在CDIO教学理念的指导下，谈谈了操作系统实践教学的教学方法的改革，实践教学能容的合理选取，以及实践教学的考核方式等。这种以工程项目驱动、以实用为目的的教学方法给学生带来了压力，也给老师教学带来了挑战，但是实践证明将CDIO理念引入到教学改革中是可行的，对学生的自学能力、创新能力、团队协作能力、知识应用能力都起到了促进作用。提高了学生的学习兴趣，取得了很好的教学效果，是操作系统实践教学促进了课堂教学的开展。
  参考文献：
  [1]陶勇芳,商存慧.CDIO对高等工科教育创新的启示[J].中国高等教育,2006,(11)．
  [2]杨柳，胡志刚，李玺等.面向CDIO的“操作系统“教学改革探讨与实践[J].教改纵横,2009,(24)．
  [3]秦俊平，秦永熙，马志强等.操作系统课程实例与实践教学方法的研究与实践[J].实验实训与实践教学,2009,(30)．
  [4]张坤，肖建良，姜立秋等.基于CDIO的“操作系统“教改研究与实践[J].中国电力教育,2010(33).
  [5]黄红桃,范策，许宪成等.操作系统课程实践教学的设计[J].科技信息,2010(31).
  作者简介：吴琴霞，女，硕士，讲师。现任教于安阳师范学院计算机与信息工程学院，从事计算机教学7年。