引論：我們?yōu)槟砹?3篇調(diào)度課程設(shè)計(jì)總結(jié)范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時(shí)的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。

篇1

21世紀(jì)是信息技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)代，提高物流信息化的水平是我國物流企業(yè)參與國際競爭的戰(zhàn)略選擇，高職高專類學(xué)校必須順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，加大物流信息技術(shù)方面的教學(xué)力度，才能培養(yǎng)出現(xiàn)代物流人才。為提高物流技能教學(xué)質(zhì)量，廣州科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院投資建設(shè)了物流軟件實(shí)訓(xùn)室，并開發(fā)出適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的物流教學(xué)軟件。要想有效地利用教學(xué)軟件，必須對(duì)課程進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，本文就第三方物流實(shí)訓(xùn)課程設(shè)計(jì)進(jìn)行闡述。

一 實(shí)訓(xùn)性質(zhì)與目的

1．性質(zhì)

在專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中，本課程處于物流管理理論教學(xué)與專業(yè)實(shí)訓(xùn)之間，是學(xué)生通過物流軟件的學(xué)習(xí)接受物流管理職業(yè)技能訓(xùn)練的重要環(huán)節(jié)。

2．目的

通過對(duì)第三方物流軟件的操作與學(xué)習(xí)，使學(xué)生對(duì)第三方物流的實(shí)際運(yùn)作流程有較深入的了解。將所學(xué)的物流知識(shí)與模擬實(shí)踐相結(jié)合，提高學(xué)生動(dòng)手解決實(shí)際問題的能力，為學(xué)生將來進(jìn)入社會(huì)和企業(yè)提供寶貴的實(shí)訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)合格的物流人才。

二 課程設(shè)計(jì)總體思路

本課程應(yīng)包括第三方物流企業(yè)的訂單處理、出入庫作業(yè)、倉儲(chǔ)管理、運(yùn)輸配送作業(yè)，讓學(xué)生掌握第三方物流企業(yè)的一般經(jīng)營方式和服務(wù)內(nèi)容。從訂單的接收開始，以實(shí)物流程為主線，兼顧資金流和信息流的處理，使系統(tǒng)使用者明晰地理清整個(gè)第三方物流企業(yè)的流程。

三 實(shí)訓(xùn)技能崗位設(shè)置

職能部門（技能崗位）：客服部（客服）、儲(chǔ)備部（理貨員、搬運(yùn)工、保管員、分揀員、補(bǔ)貨員、包裝員）、流通加工部（加工員）、送貨部（調(diào)度員、駕駛員）、綜合部、財(cái)務(wù)部（會(huì)計(jì)）、安全部。

四 課程實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)

對(duì)第三方物流各技能點(diǎn)及第三方物流軟件進(jìn)行分析、梳理和歸納，設(shè)計(jì)相應(yīng)的情景實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。

1．基礎(chǔ)信息管理

項(xiàng)目1：資源（設(shè)備、人員、車輛）管理；項(xiàng)目2：路由管理；項(xiàng)目3：庫房管理。

2．客戶管理

項(xiàng)目4：客戶信息管理；項(xiàng)目5：項(xiàng)目客戶的貨品管理；項(xiàng)目6：客戶費(fèi)用管理。

3．供應(yīng)商管理

項(xiàng)目7：供應(yīng)商檔案管理；項(xiàng)目8：供應(yīng)商信用管理；項(xiàng)目9：供應(yīng)商費(fèi)用設(shè)置。

4．訂單管理

項(xiàng)目10：入庫訂單管理；項(xiàng)目11：出庫訂單管理；項(xiàng)目12：庫內(nèi)加工訂單管理；項(xiàng)目13：退貨入庫訂單管理；項(xiàng)目14：退貨出庫訂單管理；項(xiàng)目15：退貨加工訂單管理；項(xiàng)目16：運(yùn)輸訂單管理；項(xiàng)目17：配送訂單管理；項(xiàng)目18：訂單查詢。

5．倉儲(chǔ)作業(yè)

項(xiàng)目19：入庫作業(yè)；項(xiàng)目20：倉儲(chǔ)管理；項(xiàng)目21：移庫作業(yè)；項(xiàng)目22：流通加工作業(yè)；項(xiàng)目23：出庫作業(yè)。

6．運(yùn)輸與配送業(yè)務(wù)

項(xiàng)目24：運(yùn)輸出港的調(diào)度和場站作業(yè)；項(xiàng)目25：運(yùn)輸進(jìn)港的調(diào)度與場站作業(yè)；項(xiàng)目26：運(yùn)單補(bǔ)錄和運(yùn)費(fèi)復(fù)核；項(xiàng)目27：簽收與返單處理；項(xiàng)目28：運(yùn)單查詢；項(xiàng)目29：配送作業(yè)。

7．商務(wù)結(jié)算

項(xiàng)目30：應(yīng)收應(yīng)付管理；項(xiàng)目31：現(xiàn)結(jié)現(xiàn)付管理。

8．綜合業(yè)務(wù)實(shí)訓(xùn)

項(xiàng)目32：倉儲(chǔ)型配送中心作業(yè)流程實(shí)訓(xùn)；項(xiàng)目33：流通型配送中心作業(yè)流程實(shí)訓(xùn)；項(xiàng)目34：流通加工型配送中心作業(yè)流程實(shí)訓(xùn)；項(xiàng)目35：中轉(zhuǎn)型配送中心作業(yè)流程實(shí)訓(xùn)。

五 課時(shí)和內(nèi)容安排

總課時(shí)為112課時(shí)，分兩個(gè)階段進(jìn)行。第一階段，單個(gè)業(yè)務(wù)的模擬，72課時(shí)；第二階段，讓學(xué)生扮演不同的角色，進(jìn)行整個(gè)第三方物流企業(yè)業(yè)務(wù)流程的實(shí)訓(xùn)，40課時(shí)。

第一階段：學(xué)生以個(gè)人為單位，對(duì)第三方物流企業(yè)的各個(gè)業(yè)務(wù)模塊進(jìn)行模擬。了解系統(tǒng)的功能、構(gòu)成及其之間的關(guān)系，進(jìn)行實(shí)際操作練習(xí)。實(shí)訓(xùn)內(nèi)容為：實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目1～實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目31。

第二階段：將實(shí)訓(xùn)學(xué)生分組，并分配不同角色模擬第三方物流公司的業(yè)務(wù)運(yùn)作，將實(shí)訓(xùn)崗位設(shè)置為：系統(tǒng)管理員、客服（訂單錄入）、搬運(yùn)工（出入庫反饋）和運(yùn)輸配送調(diào)度員。實(shí)訓(xùn)內(nèi)容為：實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目32～實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目35。

六 實(shí)訓(xùn)成果要求

通過對(duì)第三方物流軟件的操作與學(xué)習(xí)，使學(xué)生深入了解第三方物流的實(shí)際運(yùn)作流程。將所學(xué)的物流知識(shí)與模擬實(shí)踐相結(jié)合，提高學(xué)生動(dòng)手解決實(shí)際問題的能力，為學(xué)生將來進(jìn)入社會(huì)和企業(yè)提供寶貴的實(shí)訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)合格的物流人才。

七 實(shí)訓(xùn)成績考核及評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

第一，實(shí)訓(xùn)結(jié)束后，學(xué)生將實(shí)訓(xùn)結(jié)果等內(nèi)容寫入實(shí)訓(xùn)報(bào)告，報(bào)告應(yīng)符合實(shí)訓(xùn)教學(xué)的要求，并得到指導(dǎo)教師認(rèn)可。

第二，指導(dǎo)教師對(duì)每份實(shí)訓(xùn)報(bào)告進(jìn)行審閱、評(píng)分。

第三，根據(jù)軟件系統(tǒng)的測評(píng)分?jǐn)?shù)并結(jié)合實(shí)訓(xùn)報(bào)告的得分情況給出學(xué)生的實(shí)訓(xùn)成績。

第四，該實(shí)訓(xùn)課程內(nèi)容是對(duì)理論教學(xué)內(nèi)容的應(yīng)用與驗(yàn)證，實(shí)訓(xùn)課的成績記入課程平時(shí)成績。

八 第三方物流實(shí)訓(xùn)情景項(xiàng)目設(shè)計(jì)范例

項(xiàng)目19：入庫作業(yè)。

1．實(shí)訓(xùn)任務(wù)

以倉儲(chǔ)調(diào)度員或信息管理員的身份，對(duì)入庫作業(yè)計(jì)劃指定儲(chǔ)位、作業(yè)資源，打印出儲(chǔ)位分配單、入庫單，能夠查詢作業(yè)明細(xì)。

2．實(shí)訓(xùn)步驟

第一，新增入庫單。在【訂單管理】【訂單錄入】【訂單錄入】下點(diǎn)擊【新增】；出現(xiàn)新界面后，選擇入庫訂單，點(diǎn)擊【確定】，分別對(duì)訂單信息、訂單入庫信息及訂單貨品進(jìn)行維護(hù)。在訂單信息界面，錄入如下信息。如：

客戶名稱：飛遠(yuǎn)運(yùn)達(dá)；緊急程度：一般；單來源：電話；下達(dá)時(shí)間：當(dāng)天。

在訂單入庫信息界面，錄入如下信息。如：

庫房：第一號(hào)庫；入庫方式：送貨；入庫類型：正常入庫；預(yù)計(jì)入庫時(shí)間：后天。

在訂單貨品界面，點(diǎn)擊【添加貨品】，數(shù)量是10臺(tái)。最后，點(diǎn)擊【保存訂單】即可。

第二，生成作業(yè)計(jì)劃。選中剛才新增的訂單，點(diǎn)擊【生成作業(yè)計(jì)劃】，在彈出的界面，點(diǎn)擊【確認(rèn)生成】。

第三，入庫調(diào)度。在【倉儲(chǔ)管理】【入庫作業(yè)】【入庫預(yù)處理】下，選中剛才的訂單，點(diǎn)擊【調(diào)度】。

在入庫預(yù)處理界面，在待上架貨品中，選中要上架的貨品及添寫上架的數(shù)量，在區(qū)和儲(chǔ)位編碼中選擇要上架貨品的儲(chǔ)位編碼。如：

貨品編碼：000050150；貨品名稱：輪胎；數(shù)量：10；區(qū)和儲(chǔ)位編碼：根據(jù)之前生成的編碼進(jìn)行選擇。

然后點(diǎn)擊【打印儲(chǔ)位分配單】，打印出儲(chǔ)位分配單，點(diǎn)擊【打印入庫單】，打印入庫單，交給理貨員。

另外，還可在【資源調(diào)度】界面，根據(jù)倉儲(chǔ)實(shí)際情況對(duì)作業(yè)資源進(jìn)行維護(hù)。

最后，點(diǎn)擊【調(diào)度完成】，完成作業(yè)的調(diào)度。

第四，入庫反饋。用戶選擇【倉儲(chǔ)管理】【入庫作業(yè)】【入庫反饋】，系統(tǒng)顯示已調(diào)度完成的單據(jù)，點(diǎn)擊【作業(yè)計(jì)劃單反饋】，分別對(duì)理貨、上架等進(jìn)行反饋，然后點(diǎn)擊【反饋完成】，完成入庫反饋?zhàn)鳂I(yè)。

3．實(shí)訓(xùn)總結(jié)

第一，明確實(shí)訓(xùn)任務(wù)的目的及要求。

第二，寫出實(shí)訓(xùn)的具體過程。

第三，根據(jù)實(shí)訓(xùn)步驟畫出實(shí)訓(xùn)流程圖，將實(shí)訓(xùn)結(jié)果等內(nèi)容寫入實(shí)訓(xùn)報(bào)告。

第四，總結(jié)實(shí)訓(xùn)體會(huì)，師生可提出改善建議進(jìn)行討論。

篇2

文章編號(hào)：1672-5913（2007）08-0045-04

計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)是與硬件直接相關(guān)的系統(tǒng)軟件，計(jì)算機(jī)中的關(guān)鍵性技術(shù)，它的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)體現(xiàn)了程序設(shè)計(jì)與軟件工程的精髓[1]。計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)原理課程是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)及相關(guān)專業(yè)的核心課程之一，對(duì)理論與實(shí)踐要求都很高，歷來為計(jì)算機(jī)及信息學(xué)科所重視。操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)正是該課程實(shí)踐環(huán)節(jié)的集中表現(xiàn)，不僅可使學(xué)生鞏固理論學(xué)習(xí)的概念、原理、設(shè)計(jì)、算法及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，同時(shí)培養(yǎng)開發(fā)大型軟件所應(yīng)擁有的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和軟件工程素養(yǎng)。對(duì)該課程考核體系的構(gòu)建可以促進(jìn)學(xué)生設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力和科學(xué)素養(yǎng)的全面提升。

1 操作系統(tǒng)課程實(shí)踐現(xiàn)狀分析

國內(nèi)外高校對(duì)操作系統(tǒng)課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)極為重視[1]。北大、清華、西電、國防科大等院校均分兩個(gè)學(xué)期，設(shè)立理論、實(shí)踐環(huán)節(jié)來共同完成該課程的教學(xué)工作。實(shí)踐內(nèi)容主要分為模擬仿真型、解剖型或設(shè)計(jì)型。由于操作系統(tǒng)課程內(nèi)容的抽象性、復(fù)雜性，決定了許多學(xué)生在學(xué)完理論以后，對(duì)實(shí)踐環(huán)節(jié)感到束手無策；同時(shí)該課程內(nèi)容承上啟下，涉及以前學(xué)習(xí)的許多課程，如C語言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)組成原理等，要求學(xué)生有較強(qiáng)的綜合分析問題和設(shè)計(jì)的能力。課程的難度阻礙該課程的考核，實(shí)踐考核往往成為程序設(shè)計(jì)考核或算法編程考核，沒能成為有效促進(jìn)操作系統(tǒng)學(xué)習(xí)的有力工具。一些院校在此方面進(jìn)行了有益的改革與嘗試。北京大學(xué)根據(jù)MIT的開放課程經(jīng)驗(yàn)和自己學(xué)生的特點(diǎn)，建立操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室，提出了一套自己的試驗(yàn)平臺(tái)和實(shí)驗(yàn)體系，包括實(shí)習(xí)授課、進(jìn)程控制、實(shí)習(xí)反饋等環(huán)節(jié)控制教學(xué)質(zhì)量[2]。考核模式中增加成果演示和期末答辯環(huán)節(jié)，借助交流開發(fā)心得、壓力測試等方法檢查進(jìn)度控制好壞，達(dá)到促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的目的。南開大學(xué)提倡使用系統(tǒng)仿真的實(shí)驗(yàn)環(huán)境加強(qiáng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，降低試卷考試的壓力，建立多元化考核體系，使用“彈性考核制度”培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力[3]。

我校是農(nóng)業(yè)類院校，操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)是緊接操作系統(tǒng)原理課程的實(shí)驗(yàn)型必修課，安排在上完理論課的下一學(xué)期。過去兩三年里，借鑒其他院校的經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)自己學(xué)生的生源特征和課程特點(diǎn)，本著“承上啟下、提高綜合能力”的宗旨，為提高學(xué)生的軟件設(shè)計(jì)能力、動(dòng)手編程能力，摸索與總結(jié)了一些控制實(shí)踐課程質(zhì)量的方法。但也暴露出一些問題。（1）無法將操作系統(tǒng)理論與實(shí)踐結(jié)合起來。一些同學(xué)只為完成表面上的功能進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)，沒有借鑒前人成果；（2）同學(xué)之間依賴性嚴(yán)重，加之Internet網(wǎng)提供的便利功能，一些同學(xué)出現(xiàn)網(wǎng)上拷貝，不勞而獲、渾水摸魚的現(xiàn)象；（3）缺少考核體系與測試環(huán)節(jié)。對(duì)原理課程的認(rèn)識(shí)不足，缺少軟件工程的思想指導(dǎo)。實(shí)踐環(huán)節(jié)的軟件開發(fā)等同于以前的算法設(shè)計(jì)或編程，沒能突出該課程系統(tǒng)性的特點(diǎn)；（4）缺少分組協(xié)作能力、口頭表達(dá)能力、進(jìn)程控制能力等方面的訓(xùn)練，許多同學(xué)會(huì)做不會(huì)說、不會(huì)寫；能單獨(dú)開發(fā)，不會(huì)小組共同協(xié)作。

2操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)考核體系構(gòu)建思路

學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)是課程學(xué)習(xí)的一部分，能夠有效地促進(jìn)課程學(xué)習(xí)。一個(gè)完整的課程考核體系應(yīng)該有過程性學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)和終結(jié)性學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)兩部分。針對(duì)本課程的現(xiàn)狀，考核體系應(yīng)具體解決如下問題：（1）量化考核指標(biāo)；（2）量化考核每位同學(xué)的協(xié)作能力、分析解決問題能力。由于分組協(xié)作完成設(shè)計(jì)任務(wù)，給老師有效地分辨出每位同學(xué)具體完成的工作量及工作質(zhì)量帶來困難，需要考核環(huán)節(jié)中具體的量化措施來保證。（3）體會(huì)軟件開發(fā)全過程。操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)中管理軟硬件資源的系統(tǒng)軟件，其設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的著眼點(diǎn)均是“一切為了用戶”的系統(tǒng)觀點(diǎn)。通過考核環(huán)節(jié)的設(shè)定，使沒出過校門，沒有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生，在校期間體會(huì)到軟件的開發(fā)過程。

與理論考核模式相比，實(shí)踐考核不僅注重結(jié)果，更加注重過程、技術(shù)和素質(zhì)考核。分析操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)實(shí)踐現(xiàn)狀，結(jié)合具體的考核量化問題，本著過程與結(jié)果并重的原則，提出如下指導(dǎo)原則：

（1）堅(jiān)持多樣化考核與多次考核機(jī)會(huì)相結(jié)合的考核方法。建立以考察專業(yè)技術(shù)和職業(yè)素質(zhì)為基礎(chǔ)的考核體系。考核內(nèi)容的選擇，既要體現(xiàn)和課程培養(yǎng)目標(biāo)，又要有利于培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技術(shù)分析問題和解決問題的能力。真正做到既考知識(shí)，又考能力（技能）和素質(zhì)。

（2）強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐的結(jié)合。課程設(shè)計(jì)從題目的選擇到設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，均應(yīng)借鑒前人成功的設(shè)計(jì)理念，采用或擴(kuò)展已學(xué)過的算法和策略，考察將抽象的理論知識(shí)滲透到實(shí)踐設(shè)計(jì)的能力。

（3）根據(jù)課程設(shè)計(jì)考核改革模式，設(shè)計(jì)考核評(píng)測體系及考核評(píng)價(jià)指標(biāo)。過程考核、技術(shù)考核及結(jié)果考核相結(jié)合，最終得出綜合成績。同時(shí)，注重每一考核環(huán)節(jié)的交流與指導(dǎo)。

（4）將軟件工程的思想融入課程設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生分工協(xié)作能力，進(jìn)度控制能力。

本研究在總結(jié)我校前三屆學(xué)生課程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)借鑒其他高校的成功經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)農(nóng)業(yè)院校學(xué)生的特點(diǎn)，突出內(nèi)容的系統(tǒng)性、設(shè)計(jì)性和可操作性的同時(shí)，本著綜合能力提高的宗旨，通過協(xié)作學(xué)習(xí)與模擬性學(xué)習(xí)相結(jié)合，設(shè)計(jì)出一套適合本校學(xué)生特點(diǎn)的學(xué)習(xí)考核模式，采用過程考核、技術(shù)考核、結(jié)果考核等多種形式建立實(shí)踐教學(xué)的考核評(píng)價(jià)體系（圖1），提高實(shí)踐環(huán)節(jié)的質(zhì)量，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，“以考促學(xué)”，培養(yǎng)學(xué)生多元能力，為農(nóng)林類院校操作系統(tǒng)課程實(shí)踐考核趟出有益的道路。

3 考核評(píng)測體系的構(gòu)建

操作系統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)的考核目標(biāo)是在軟件工程思想指導(dǎo)下，提高大型軟件的分析設(shè)計(jì)能力，小組成員的分工協(xié)作能力，設(shè)計(jì)結(jié)果的分析測試能力。因此，考核體系的制定既要考慮理論知識(shí)與技能提高，又要加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)精神與素質(zhì)培養(yǎng)。本研究按照該課程實(shí)施過程中的五個(gè)步驟：明確目標(biāo)――小組計(jì)劃――協(xié)作研究――分組測試――最終評(píng)價(jià)設(shè)立考核環(huán)節(jié)。

3.1 考核評(píng)測環(huán)節(jié)的建立

操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)考核體系根據(jù)課程考核的指導(dǎo)原則和課程設(shè)計(jì)流程，本著科學(xué)合理，重理論、重技能、重素質(zhì)的原則，設(shè)定為五大考核環(huán)節(jié)，分別是設(shè)計(jì)考核、算法考核、測試考核、能力考核和提優(yōu)考核，最終考核成績是五部分乘權(quán)重之和。表1，體現(xiàn)各考試環(huán)節(jié)的考核內(nèi)容與方法。其中，設(shè)計(jì)考核針對(duì)課程設(shè)計(jì)的開始部分，檢查學(xué)生整體規(guī)劃和協(xié)作分工能力；算法考核主要考核每位學(xué)生的參與程度，具體實(shí)現(xiàn)措施；測試考核屬于對(duì)課程設(shè)計(jì)成果的檢查，是以往實(shí)踐考核的薄弱環(huán)節(jié)。該考核體系中強(qiáng)調(diào)測試，通過制訂組內(nèi)測試、組間測試和教師測試制度完成整體測試。具體測試過程是教師提供測試報(bào)告書格式及考核項(xiàng)目，組間成員按照對(duì)方提供的操作說明對(duì)軟件作品進(jìn)行相互測試，并填寫測試報(bào)告，然后由教師組成的測試小組進(jìn)行綜合性測試，給出測試評(píng)語。能力考核貫穿實(shí)踐的每個(gè)環(huán)節(jié)，通過學(xué)生制作PPT、口頭匯報(bào)并回答問題，考察語言表達(dá)能力、進(jìn)度計(jì)劃實(shí)施情況及工作匯報(bào)能力。提優(yōu)考核是在課程設(shè)計(jì)結(jié)束后，針對(duì)部分優(yōu)秀的學(xué)生主動(dòng)申請(qǐng)，通過撰寫小論文的形式體現(xiàn)。

3.2 考核評(píng)價(jià)指標(biāo)的建設(shè)

考核測評(píng)環(huán)節(jié)是指導(dǎo)實(shí)踐考核的基礎(chǔ)，考核評(píng)價(jià)指標(biāo)具體量化考核環(huán)節(jié)，是成績?cè)u(píng)定的依據(jù)，它的構(gòu)建必須有系統(tǒng)和全局的眼光。我校操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)是停課一周進(jìn)行，時(shí)間安排在三年級(jí)下學(xué)期開學(xué)第一周。三年級(jí)上學(xué)期理論課結(jié)束后學(xué)生分組、選題，利用寒假時(shí)間準(zhǔn)備資料，開學(xué)后完成具體實(shí)踐工作。課程設(shè)計(jì)的好壞很大程度取決于假期準(zhǔn)備工作的好壞。為了有效考核學(xué)生準(zhǔn)備工作和實(shí)踐情況，針對(duì)考核環(huán)節(jié)設(shè)定具體的匯報(bào)考核指標(biāo)和測試報(bào)告考核指標(biāo)。由教師和四年級(jí)優(yōu)秀學(xué)生組成考核小組，按照匯報(bào)考核指標(biāo)打分，存檔源碼程序、可運(yùn)行程序、測試報(bào)告和課程實(shí)踐報(bào)告，綜合測試報(bào)告考核指標(biāo)給出課程設(shè)計(jì)的綜合成績。

（1）匯報(bào)考核指標(biāo)

匯報(bào)考核如表2，屬于過程性考核，主要考查學(xué)生整體計(jì)劃，分工協(xié)作與進(jìn)程控制能力，語言表達(dá)能力和幻燈匯報(bào)能力，有利于提高理工科學(xué)生的綜合素養(yǎng)。采用PPT幻燈形式，匯報(bào)時(shí)間穿插在實(shí)踐設(shè)計(jì)的過程中，是量化設(shè)計(jì)考核、算法考核和綜合能力的主要手段之一。同時(shí)，總結(jié)性匯報(bào)促進(jìn)同學(xué)之間彼此交流成果與心得。

（2）測試報(bào)告考核指標(biāo)

軟件測試是保證軟件質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，測試考核指標(biāo)的設(shè)立有助于建立良好的軟件測試觀，養(yǎng)成良好的測試習(xí)慣，為后續(xù)軟件工程課程的開設(shè)積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。測試考核以測試報(bào)告的形式存檔，考核指標(biāo)既要體現(xiàn)整體構(gòu)思，又要能夠促進(jìn)被測試軟件的完善，有助于錯(cuò)誤的發(fā)現(xiàn)與改進(jìn)；同時(shí)，該項(xiàng)工作的開展是同學(xué)之間交流與學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。核心測試指標(biāo)如下：

理論依據(jù)是否充分。

功能、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性、是否考慮充分。

算法正確性及容錯(cuò)程度、算法性能情況，要求評(píng)測人用具體的測試數(shù)據(jù)進(jìn)行說明。

用戶界面友好性、直觀性、易用性，并要求具體列舉。

總結(jié)評(píng)價(jià)該設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)，具體描述特色與創(chuàng)新，并提出改進(jìn)建議。

4 實(shí)踐與效果分析

4.1 操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐

2005~2006學(xué)年第二學(xué)期，在我院院級(jí)實(shí)踐教學(xué)改革項(xiàng)目的資助下，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系02級(jí)共63位同學(xué)分成20個(gè)小組，按照操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)考核體系進(jìn)行實(shí)踐。教師提供20道參考題目供學(xué)生選擇，同學(xué)也可根據(jù)自己的興趣愛好自定與操作系統(tǒng)相關(guān)的題目。有模擬內(nèi)存可變分區(qū)的系統(tǒng)，有模擬Linux 2.6內(nèi)核的進(jìn)程調(diào)度系統(tǒng)，也有圖形化動(dòng)態(tài)模擬磁盤調(diào)度各種算法的系統(tǒng)。兩名教師和兩名四年級(jí)同學(xué)組成考核小組，經(jīng)過三階段的匯報(bào)考核，組間測試考核，實(shí)踐報(bào)告考核，作品測試等考核，順利通過課程設(shè)計(jì)課程實(shí)踐。每組同學(xué)鞏固理論學(xué)習(xí)的同時(shí)，加強(qiáng)軟件設(shè)計(jì)與編程能力，整體素質(zhì)得到鍛煉與提高。每個(gè)小組提交軟件作品，其中5個(gè)小組提交提優(yōu)論文。圖2和圖3分別是課程設(shè)計(jì)學(xué)生作品樣例。

4.2 實(shí)踐效果

經(jīng)過一周的停課實(shí)踐，學(xué)生們普遍感覺加強(qiáng)了對(duì)操作系統(tǒng)理論的認(rèn)識(shí)，同學(xué)之間的協(xié)作能力提高，自身的編程能力、系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力及表達(dá)能力得到鍛煉和改善。通過課程設(shè)計(jì)考核體系的實(shí)施，使廣大學(xué)生在如下幾個(gè)方面得到了提升：

（1）協(xié)作學(xué)習(xí)能力普遍提高。每個(gè)小組非常重視三個(gè)階段的匯報(bào)，從查閱資料到幻燈結(jié)構(gòu)、內(nèi)容和色彩都經(jīng)過仔細(xì)琢磨；小組內(nèi)討論氣氛熱烈，有些小組甚至在宿舍熄燈后仍在探討問題；還有的小組到處尋找通宵教室，加班加點(diǎn)工作。

（2）真實(shí)能力明顯提高。量化課程設(shè)計(jì)過程和考核指標(biāo)，完善了過程監(jiān)督，有效地防止了學(xué)生實(shí)踐“做弊”現(xiàn)象，使所有學(xué)生的能力都得到一定鍛煉。

（3）提升綜合應(yīng)用知識(shí)的能力。操作系統(tǒng)模擬的許多題目，不僅涉及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，同時(shí)要求活學(xué)活用操作系統(tǒng)理論中的概念與方法。如，模擬內(nèi)存管理的設(shè)計(jì)中，為突出并發(fā)和共享特征，一些小組使用了多線程實(shí)現(xiàn)并發(fā)。另外，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中樹、鏈表以及Hash表的知識(shí)得到鞏固。

（4）計(jì)劃表達(dá)與交流能力提高。課程設(shè)計(jì)三個(gè)考核環(huán)節(jié)，將自己的成果展現(xiàn)給同學(xué)和老師，并且解答老師的提問，有助于老師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間交流。老師可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，指導(dǎo)學(xué)生改進(jìn)設(shè)計(jì)方案；學(xué)生也可在匯報(bào)過程展現(xiàn)自己，鍛煉語言表達(dá)能力，對(duì)于不善表達(dá)的理工科生來說是很好的鍛煉。此外，該考核方法使學(xué)生不敢懈怠，按時(shí)完成任務(wù)。

（5）學(xué)習(xí)主動(dòng)性和創(chuàng)新性得到激發(fā)。課程設(shè)計(jì)的所有考核環(huán)節(jié)均開放式進(jìn)行，學(xué)生在考核過程中可以相互對(duì)比，有效促進(jìn)了比學(xué)趕超的學(xué)習(xí)熱情；考核壓力促進(jìn)基礎(chǔ)薄弱的同學(xué)在基礎(chǔ)較好的同學(xué)帶動(dòng)下進(jìn)行主動(dòng)學(xué)習(xí)。學(xué)生潛力得到很大發(fā)揮，不再局限于教學(xué)過程中所學(xué)知識(shí)，自學(xué)相關(guān)內(nèi)容，力圖將設(shè)計(jì)做到最好。

5 結(jié)束語

該套考核環(huán)節(jié)、方法和考核指標(biāo)的建立，強(qiáng)化了操作系統(tǒng)原理的掌握，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，提高了實(shí)際軟件設(shè)計(jì)、編程能力，培養(yǎng)了組織協(xié)作與團(tuán)隊(duì)精神，為抽象理論課的實(shí)踐環(huán)節(jié)的理論提升探索出一條有益的道路。由于該考核體系處于實(shí)驗(yàn)階段，有待于進(jìn)一步發(fā)展和完善。

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收稿日期：2006-9-14

資助項(xiàng)目：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院院級(jí)教改項(xiàng)目的資助

作者簡介：姜海燕（1967-），女，浙江臨安人，副教授，研究方向：農(nóng)業(yè)信息技術(shù)、軟件工程。

篇3

輸油管線課是油氣儲(chǔ)運(yùn)工程專業(yè)的主干課。管線設(shè)計(jì)和輸送工藝是該課程的核心內(nèi)容，要求學(xué)生掌握輸油管線的設(shè)計(jì)方法，具備基本的設(shè)計(jì)能力；掌握管線運(yùn)行的基本知識(shí)，具備判斷并處置各種工況的能力。

輸油管線課的內(nèi)容包括固定管線和機(jī)動(dòng)管線兩部分，二者既有相同之處，也有所區(qū)別。對(duì)于機(jī)動(dòng)輸油管線來說，輸油時(shí)臨時(shí)地面鋪設(shè)，輸油任務(wù)完成后撤收。因此，它具有線路狀況的不確定性、工藝設(shè)計(jì)的快速性、輸送設(shè)備的通用性以及意外工況處置的特殊性等特點(diǎn)[1]。課程的理論課教學(xué)，精講管線輸油的基本原理、工藝設(shè)計(jì)計(jì)算、各種工況的分析判斷方法等內(nèi)容，通過課程設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)鞏固所學(xué)的理論知識(shí)、分析方法，并探討研究尚無定論的問題。幾年的實(shí)踐表明，課程理論教學(xué)與課程設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)相結(jié)合，是提高教學(xué)質(zhì)量的有效途徑。

2 實(shí)踐教學(xué)分析

輸油管線課實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容比較豐富，包括針對(duì)管線工藝的課程設(shè)計(jì)、管線輸送的各種實(shí)驗(yàn)（沿程摩阻實(shí)驗(yàn)、水擊實(shí)驗(yàn)、輸送工況實(shí)驗(yàn)、排空實(shí)驗(yàn)、不滿流實(shí)驗(yàn)等）、輸油設(shè)備的操作實(shí)習(xí)、管線輸送的綜合實(shí)驗(yàn)等。

課程設(shè)計(jì)是由教師給學(xué)生提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，學(xué)生運(yùn)用所學(xué)過的知識(shí)，獨(dú)立完成一條機(jī)動(dòng)管線的設(shè)計(jì)計(jì)算，提交設(shè)計(jì)圖紙和計(jì)算說明書。各種實(shí)驗(yàn)的組織方式依實(shí)驗(yàn)本身的性質(zhì)不同而異，有所不同，有些安排在課程教學(xué)中進(jìn)行，有些則安排專門的實(shí)驗(yàn)課。設(shè)備操作實(shí)習(xí)、管線輸送綜合實(shí)驗(yàn)安排集中周實(shí)施。

本課程實(shí)踐環(huán)節(jié)內(nèi)容多，學(xué)時(shí)較少。2008年之前，實(shí)驗(yàn)條件主要是實(shí)際設(shè)備和屬于物理模擬的管線系統(tǒng)，實(shí)踐教學(xué)的效果不夠理想。屬于驗(yàn)證性、演示性的實(shí)驗(yàn)（比如管線沿程摩阻、不滿流實(shí)驗(yàn)），能夠達(dá)到教學(xué)的要求；對(duì)于設(shè)計(jì)性、研究性實(shí)驗(yàn)，由于實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作多、時(shí)間長，實(shí)驗(yàn)的效果難以完全達(dá)到要求；用實(shí)際管線設(shè)備進(jìn)行的綜合性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生分布在不同的崗位，許多實(shí)驗(yàn)過程沒有實(shí)際體會(huì)，能力的鍛煉有局限性；創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)只是極少數(shù)學(xué)生有可能在課外進(jìn)行。

分析實(shí)踐教學(xué)狀況，可以看出：驗(yàn)證性、演示性實(shí)驗(yàn)在實(shí)踐教學(xué)中扮演主要角色；設(shè)計(jì)性、研究性實(shí)驗(yàn)沒有得到足夠的重視，停留在傳統(tǒng)的方法上；創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)還不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力；綜合性實(shí)驗(yàn)更多的是形式，研究得不夠。

3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)[2-5]

按照“虛實(shí)結(jié)合、互為補(bǔ)充、綜合運(yùn)用、注重創(chuàng)新”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念，經(jīng)過多年的建設(shè)，構(gòu)建了虛實(shí)結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)（圖1）。

一是采用物理模擬的手段，建設(shè)了一條長度為3.2 km的小口徑管線系統(tǒng)，設(shè)置多個(gè)調(diào)速泵站，工藝流程與實(shí)際管線相同。既可用水代油進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以節(jié)約實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)、便于管理、確保安全，又能用實(shí)際油品實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行輸油工況特別是不同油品的順序輸送研究。建設(shè)了一個(gè)供油裝備性能檢測實(shí)驗(yàn)室，能夠進(jìn)行各種輸油設(shè)備、器材、儀表的性能實(shí)驗(yàn)。

二是運(yùn)用模擬仿真技術(shù)，構(gòu)建機(jī)動(dòng)管線模擬訓(xùn)練系統(tǒng)。將管輸動(dòng)態(tài)分析運(yùn)用于輸油模擬實(shí)驗(yàn)，真實(shí)反映管線系統(tǒng)流動(dòng)狀態(tài)變化的全過程，開發(fā)了工藝設(shè)計(jì)、輸油仿真、調(diào)度指揮、泵站監(jiān)控等軟件。可以根據(jù)需要設(shè)置不同長度、不同起伏狀況的虛擬管線，進(jìn)行各種工況的模擬實(shí)驗(yàn)。建設(shè)了油料器材、設(shè)備仿真實(shí)驗(yàn)室，構(gòu)建了仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，開發(fā)了軟件，為學(xué)生提供了學(xué)習(xí)、研究和創(chuàng)新的環(huán)境。

三是研制了以機(jī)動(dòng)管線制式輸油設(shè)備為原型的輸油泵機(jī)組、供油泵機(jī)組半實(shí)物模擬器。模擬器儀表、指示燈、操作手柄的布局與實(shí)物相同，所有操作與實(shí)物一致，既能夠進(jìn)行輸油泵機(jī)組、供油泵機(jī)組的使用操作訓(xùn)練，又能與模擬軟件構(gòu)成完整的模擬實(shí)驗(yàn)管線系統(tǒng)，進(jìn)行輸油調(diào)度、情況處置的實(shí)驗(yàn)。

四是配齊了能夠鋪設(shè)10 km管線，開設(shè)四個(gè)泵站、兩個(gè)計(jì)量站的機(jī)動(dòng)管線管子、器材和設(shè)備，為學(xué)生進(jìn)行綜合輸油實(shí)踐提供了物資基礎(chǔ)。

4 教學(xué)實(shí)踐

2009年以來，在教學(xué)實(shí)踐中運(yùn)用已建成的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，對(duì)輸油管線系列課程的實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行改革與探索，取得較好的效果。

用虛擬管線對(duì)課程設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化 課程設(shè)計(jì)階段，學(xué)生分成若干個(gè)小組，3～5人為一組，教師給學(xué)生提供課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。先由學(xué)生獨(dú)立完成一條機(jī)動(dòng)管線的有關(guān)計(jì)算、流程設(shè)計(jì)、泵站布置、排空設(shè)計(jì)等，形成初步設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)說明書；再分組將每人所設(shè)計(jì)的機(jī)動(dòng)管線系統(tǒng)按照設(shè)計(jì)參數(shù)構(gòu)建虛擬管線，進(jìn)行計(jì)算結(jié)果的驗(yàn)證和設(shè)計(jì)方案優(yōu)化，討論并找出設(shè)計(jì)中存在的不足和問題；第三步是每位學(xué)生修改完善自己的課程設(shè)計(jì)。此做法既加深了學(xué)生對(duì)管線設(shè)計(jì)內(nèi)容的理解，熟練掌握設(shè)計(jì)方法，又學(xué)會(huì)了利用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行輸油管線設(shè)計(jì)的方法。

用物理模擬系統(tǒng)進(jìn)行輸油設(shè)備性能實(shí)驗(yàn)

一是結(jié)合理論課的教學(xué)進(jìn)度，分別進(jìn)行管線輸油的有關(guān)單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。比如利用小口徑管線系統(tǒng)進(jìn)行管線沿程摩阻、開式和閉式輸送方式等驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，長陡下坡線路不滿流、氣頂液排空等演示性實(shí)驗(yàn)等。利用供油裝備性能檢測實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，進(jìn)行閥門流通能力、流量計(jì)檢測精度等實(shí)驗(yàn)。在進(jìn)行驗(yàn)證性、演示性實(shí)驗(yàn)的過程中，使學(xué)生學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備、儀器的使用，熟練掌握實(shí)驗(yàn)方法，能夠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理。

二是進(jìn)行管線輸送的綜合實(shí)驗(yàn)。綜合實(shí)驗(yàn)分組進(jìn)行，8～10人為一組，學(xué)生擔(dān)任不同的角色、崗位輪換進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。按照管線輸送的程序，主要進(jìn)行管線充油、輸送、典型工況變化、停輸、排空的實(shí)驗(yàn)，人為造成輸送過程中管線水擊、位置固定的線路泄漏等實(shí)驗(yàn)。每組學(xué)生實(shí)驗(yàn)前提出實(shí)驗(yàn)方案，在教師指導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

用模擬器進(jìn)行輸油設(shè)備的操作訓(xùn)練 機(jī)動(dòng)管線泵機(jī)組由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，輸油中采用改變泵轉(zhuǎn)速的方法進(jìn)行輸油壓力調(diào)節(jié)，泵機(jī)組的操作水平直接影響管線輸送的穩(wěn)定性和安全性，因此，學(xué)生應(yīng)當(dāng)熟練掌握泵機(jī)組的操作。實(shí)物操作練習(xí)的效果好，但準(zhǔn)備時(shí)間長、油耗高、易損壞設(shè)備和儀表，且受天氣、場地等條件限制，訓(xùn)練效益較低。泵機(jī)組模擬器（圖2）研制成功后，在教學(xué)實(shí)施時(shí)，先讓每個(gè)學(xué)生在模擬器上進(jìn)行操作練習(xí)，操作熟練后再動(dòng)用實(shí)物練習(xí)。這種虛實(shí)結(jié)合的操作訓(xùn)練，有效地增強(qiáng)了訓(xùn)練效果，節(jié)省了經(jīng)費(fèi)。

用管線模擬系統(tǒng)進(jìn)行輸送工況實(shí)驗(yàn) 利用小口徑管線系統(tǒng)進(jìn)行管線輸送實(shí)驗(yàn)，雖然可以使學(xué)生掌握管線輸送的基本情況，鞏固理論課學(xué)過的知識(shí)，提高學(xué)生的動(dòng)手能力，但是該管線系統(tǒng)站距較短，遠(yuǎn)小于實(shí)際管線，所輸送的液體不可壓縮，壓力波沿管線傳播的時(shí)間與實(shí)際管線相差較大，因此，管線輸送中的特殊工況（比如最常見的線路任意位置泄漏）在物理模擬系統(tǒng)中難以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

構(gòu)建包括泵站監(jiān)控、輸油調(diào)度、系統(tǒng)仿真、訓(xùn)練考核等軟件和泵機(jī)組模擬器的機(jī)動(dòng)管線模擬訓(xùn)練系統(tǒng)（見圖3），采用真實(shí)的數(shù)據(jù)構(gòu)建虛擬管線，設(shè)置虛擬情況進(jìn)行與實(shí)際相同的輸送作業(yè)，進(jìn)行各種輸送工況的實(shí)驗(yàn)。學(xué)生8～10人為一組，其中兩人擔(dān)任輸油調(diào)度，負(fù)責(zé)設(shè)置實(shí)驗(yàn)工況，其他人在不同崗位進(jìn)行操作，學(xué)生崗位輪換。學(xué)生也可以利用軟件，獨(dú)立進(jìn)行管線輸送的計(jì)算機(jī)模擬訓(xùn)練。學(xué)生可以應(yīng)用管線模擬系統(tǒng)，探討所感興趣的問題，驗(yàn)證學(xué)過的輸油工況變化規(guī)律、運(yùn)行自己編寫的有關(guān)計(jì)算機(jī)程序。

實(shí)物實(shí)驗(yàn)、模擬實(shí)驗(yàn)互為補(bǔ)充，克服了以短管線代替長管線實(shí)驗(yàn)所造成的數(shù)據(jù)失真問題，泵站操作和輸油調(diào)度緊密結(jié)合，訓(xùn)練與實(shí)操無縫銜接，提高了實(shí)驗(yàn)的針對(duì)性、有效性。

用機(jī)動(dòng)管線輸油裝備進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn) 實(shí)物綜合實(shí)驗(yàn)單獨(dú)安排，集中一周的時(shí)間進(jìn)行，重點(diǎn)練習(xí)管線各種地形的鋪設(shè)、穿跨越障礙、泵站開設(shè)和輸送中的配合作業(yè)；檢驗(yàn)課程理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)的學(xué)習(xí)情況，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力；研究、探討管線輸送中出現(xiàn)的新情況、新問題；學(xué)習(xí)新研裝備、新開發(fā)軟件的使用。

用虛實(shí)結(jié)合的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)開展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn) 在教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，始終注意培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。在理論教學(xué)中，把不同的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)介紹給學(xué)生，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題；實(shí)踐教學(xué)中，鼓勵(lì)學(xué)生在完成必須完成的實(shí)驗(yàn)任務(wù)的基礎(chǔ)上，利用各種實(shí)驗(yàn)條件，進(jìn)行探索實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新研究，并取得明顯的成效。比如，利用供油裝備性能檢測實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，填補(bǔ)了多項(xiàng)國外引進(jìn)油料器材的性能參數(shù)；進(jìn)行了新研輸油器材的探索實(shí)驗(yàn)，為確定其技術(shù)指標(biāo)提供了數(shù)據(jù)支撐。利用油料器材、設(shè)備仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，針對(duì)閥門的現(xiàn)場維修，提出了改進(jìn)方案；對(duì)水底裸管鋪設(shè)穿越河流進(jìn)行模擬仿真，提出了新的穩(wěn)管方法，獲國家發(fā)明專利；利用管線模擬仿真系統(tǒng)，提出了不同口徑機(jī)動(dòng)管線配合使用的技術(shù)方案。

篇4

1.數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計(jì)中存在的主要問題

（1）學(xué)生參與數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計(jì)的積極性不高、知識(shí)和技術(shù)儲(chǔ)備不夠。

（2）學(xué)生重編程實(shí)現(xiàn)而輕分析和設(shè)計(jì)。

（3）課程人員組織和時(shí)間安排不太合理，任務(wù)設(shè)計(jì)和要求偏低。

（4）課程考核方式、評(píng)價(jià)體系和管理過程不夠科學(xué)。

2.基于項(xiàng)目的數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計(jì)教學(xué)方案的設(shè)計(jì)與實(shí)施

2.1 基于項(xiàng)目的數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)方案

本文提出的基于項(xiàng)目的數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計(jì)教學(xué)方案是指設(shè)計(jì)能夠吸引學(xué)生興趣、難易適中、選題豐富并且能夠滿足不同層次的學(xué)生需求的項(xiàng)目設(shè)計(jì)任務(wù)，參照軟件公司分析、設(shè)計(jì)、編程實(shí)現(xiàn)應(yīng)用軟件的基本步驟和人員組織形式來安排和組織學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計(jì)。其重點(diǎn)在于把學(xué)生的課程設(shè)計(jì)任務(wù)提高到軟件工程項(xiàng)目的高度，并通過模擬實(shí)訓(xùn)加以實(shí)施。按照軟件工程傳統(tǒng)方法學(xué)的思想，結(jié)合數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本步驟，將數(shù)據(jù)庫應(yīng)用軟件的開發(fā)簡單劃分為需求分析、總體設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、編碼和測試四個(gè)階段。每個(gè)階段的任務(wù)均在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，由項(xiàng)目組成員通力協(xié)作、自主完成。在每個(gè)階段結(jié)束后，采用項(xiàng)目評(píng)審的方法，對(duì)每個(gè)小組每個(gè)學(xué)生的具體工作進(jìn)行階段性評(píng)審，學(xué)生分組匯報(bào)工作成果，并按照軟件工程的要求提交階段性技術(shù)文檔。項(xiàng)目模擬實(shí)訓(xùn)根據(jù)課程設(shè)計(jì)選題采用項(xiàng)目小組的形式進(jìn)行分工，項(xiàng)目規(guī)模和難度由指導(dǎo)老師和項(xiàng)目小組全體成員根據(jù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書協(xié)商決定。每個(gè)項(xiàng)目小組由一名同學(xué)擔(dān)任項(xiàng)目組長，項(xiàng)目組長可以根據(jù)小組內(nèi)每個(gè)人的能力和經(jīng)驗(yàn)合理分配任務(wù)。每個(gè)學(xué)生在項(xiàng)目開發(fā)過程中，擔(dān)任不同的角色。在工作中，項(xiàng)目小組的成員相互溝通和交流，組與組之間也可以相互借鑒學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的參與積極性，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。

2.2 基于項(xiàng)目的數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)方案的實(shí)施

2.2.1 課程設(shè)計(jì)的選題

數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的有效途徑，其設(shè)計(jì)題目應(yīng)該具有一定的應(yīng)用背景，讓學(xué)生能夠遵循軟件工程的基本原理設(shè)計(jì)一個(gè)具有實(shí)用價(jià)值的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)，使所學(xué)知識(shí)能夠融會(huì)貫通。

精心準(zhǔn)備和策劃設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)捻?xiàng)目，是實(shí)施基于項(xiàng)目的數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計(jì)教學(xué)的關(guān)鍵。在確定項(xiàng)目時(shí)應(yīng)綜合考慮以下幾方面的因素：（1）能將數(shù)據(jù)庫的理論知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用技能較好的結(jié)合在一起；（2）所選項(xiàng)目數(shù)量要足夠多，涉及面要廣而且是學(xué)生比較熟悉和有興趣的應(yīng)用領(lǐng)域；（3）項(xiàng)目的難易程度要能夠滿足不同層次的學(xué)生的需求；（4）項(xiàng)目的整個(gè)開發(fā)流程要規(guī)范，以項(xiàng)目為主線，引導(dǎo)學(xué)生把掌握的程序編程知識(shí)、數(shù)據(jù)庫和軟件工程等理論應(yīng)用到軟件開發(fā)實(shí)踐當(dāng)中去，讓學(xué)生掌握軟件開發(fā)的整個(gè)開發(fā)流程，具備項(xiàng)目開發(fā)的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)歷。

2.2.2 課程設(shè)計(jì)的人員組織

按照開發(fā)流程，參照軟件公司的人員組織形式，將班級(jí)的學(xué)生分組，每組5至6人，以學(xué)生自由組合為基礎(chǔ)，教師可根據(jù)學(xué)生的興趣和特長、編程水平、知識(shí)結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)能力、性格特點(diǎn)、男女搭配等因素進(jìn)行調(diào)整。每個(gè)同學(xué)可以擔(dān)任不同的角色：如項(xiàng)目管理員，系統(tǒng)分析員，系統(tǒng)設(shè)計(jì)員，系統(tǒng)開發(fā)員等。

每個(gè)小組由其成員推選產(chǎn)生一名項(xiàng)目組長，負(fù)責(zé)制定本小組的開發(fā)計(jì)劃、工作任務(wù)的分配和調(diào)度、監(jiān)督實(shí)施等工作。在組長的指揮下，對(duì)小組成員進(jìn)行分工，語言表達(dá)能力強(qiáng)善于溝通的同學(xué)負(fù)責(zé)聯(lián)系工作和調(diào)查研究，美工好的同學(xué)負(fù)責(zé)界面設(shè)計(jì)，編程能力強(qiáng)的負(fù)責(zé)代碼的編寫，程序設(shè)計(jì)能力強(qiáng)的負(fù)責(zé)系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)和程序調(diào)試，寫作能力強(qiáng)的負(fù)責(zé)技術(shù)文檔的書寫等。教師要負(fù)責(zé)幫助把握進(jìn)度，提醒學(xué)生合理分配工作時(shí)間等。

按小組形式開發(fā)項(xiàng)目，不但有利于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神和提高學(xué)生的管理能力，而且更接近工作實(shí)際。

2.2.3 綜合設(shè)計(jì)過程

學(xué)生發(fā)揮各自的特長分工協(xié)作，運(yùn)用已學(xué)軟件工程、數(shù)據(jù)庫理論思想和數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)理念、C#或C++等編程語言，具體設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)小型數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)。開發(fā)設(shè)計(jì)過程按以下順序進(jìn)行——自選課程設(shè)計(jì)課題，調(diào)查用戶需求，總結(jié)歸納數(shù)據(jù)流程，分析性能，書寫需求分析及總體設(shè)計(jì)報(bào)告（包括數(shù)據(jù)流圖、數(shù)據(jù)字典、數(shù)據(jù)庫概念模型、邏輯模型、系統(tǒng)功能模塊），完成應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)，進(jìn)行系統(tǒng)整合和測試，功能完善，匯報(bào)設(shè)計(jì)成果（包括撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告、系統(tǒng)驗(yàn)收、結(jié)果匯報(bào)）。主要分為需求分析、項(xiàng)目設(shè)計(jì)、項(xiàng)目實(shí)施和成果展示。

（1）需求分析是保證項(xiàng)目順利完成的前提。需求分析做得不好，甚至?xí)?dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)返工重做。因此，在課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中學(xué)生必須根據(jù)教師提供的項(xiàng)目背景資料，通過圖書館、網(wǎng)絡(luò)或相應(yīng)的組織、部門、企業(yè)去查找相關(guān)資料，結(jié)合自己的生活經(jīng)驗(yàn)，對(duì)數(shù)據(jù)和處理進(jìn)行分析，畫出各層數(shù)據(jù)流圖，做好詳細(xì)地需求分析。教師要對(duì)學(xué)生的需求分析報(bào)告進(jìn)行指導(dǎo)和評(píng)價(jià)。

（2）項(xiàng)目設(shè)計(jì)是關(guān)鍵。本階段主要包括數(shù)據(jù)庫的概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。要求學(xué)生在需求分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)E—R模型，詳細(xì)描述實(shí)體的屬性及實(shí)體之間的聯(lián)系；實(shí)現(xiàn)E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換，并對(duì)關(guān)系模型進(jìn)行優(yōu)化；定義主鍵、外鍵、視圖、索引等。此外學(xué)生還應(yīng)該設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的功能模塊圖。教師通過檢查學(xué)生設(shè)計(jì)的E-R圖、關(guān)系模型和功能模塊圖，對(duì)每個(gè)組進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)和指導(dǎo)。

（3）項(xiàng)目實(shí)施。項(xiàng)目實(shí)施即數(shù)據(jù)庫的實(shí)施、運(yùn)行與維護(hù)階段，主要包括應(yīng)用系統(tǒng)的編程與調(diào)試。指導(dǎo)教師為學(xué)生提供技術(shù)支持，適時(shí)組織討論、講解和歸納總結(jié)為學(xué)生提供解決問題的新思路、新方法。

（4）成果展示。學(xué)生以項(xiàng)目組的形式完成了項(xiàng)目的整體設(shè)計(jì)與開發(fā)后，各個(gè)小組將在課程設(shè)計(jì)末期進(jìn)行成果匯報(bào)和展示，接受教師和其他同學(xué)的評(píng)價(jià)。通過作品展示和評(píng)價(jià)，可以激發(fā)學(xué)生的競爭意識(shí)，促進(jìn)項(xiàng)目組成員之間的交流與協(xié)作。

2.2.4 課程設(shè)計(jì)的時(shí)間安排

針對(duì)課程設(shè)計(jì)時(shí)間安排上的不合理問題，采取雙管齊下的方式。首先增加教學(xué)計(jì)劃中數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計(jì)的教學(xué)學(xué)時(shí)，由原來的2周改變?yōu)?周，使得學(xué)生有足夠的時(shí)間來完成課設(shè)任務(wù)。其次，提前讓學(xué)生進(jìn)入分組和選題環(huán)節(jié)，并將每個(gè)人要完成的任何合理分配，讓學(xué)生提前進(jìn)入做好項(xiàng)目的知識(shí)儲(chǔ)備、調(diào)研等前期準(zhǔn)備工作。

2.2.5 課程設(shè)計(jì)的考核與評(píng)定

加強(qiáng)過程考核，提高對(duì)課程設(shè)計(jì)的總體要求，細(xì)化評(píng)價(jià)指標(biāo)。學(xué)生在課程設(shè)計(jì)結(jié)束后，不僅要提交軟件系統(tǒng)，還要提交課程設(shè)計(jì)報(bào)告，并進(jìn)行分組匯報(bào)。課程設(shè)計(jì)的最終成績由以下幾部分組成：考勤lO%，平時(shí)抽查1O%，答辯20%，課程設(shè)計(jì)報(bào)告30%，系統(tǒng)演示30%。其中前四項(xiàng)由教師評(píng)分，系統(tǒng)演示由學(xué)生評(píng)分，每組各選派一名代表給大家演示系統(tǒng)并介紹基本情況，由各組分組討論，對(duì)其它組開發(fā)的系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)和評(píng)分，最后取平均分并公布成績。

為學(xué)生提供展示自我的平臺(tái)，建立完善的考核指標(biāo)和體系，這樣不僅有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，也有利于提高學(xué)生運(yùn)用數(shù)據(jù)庫理論實(shí)際問題的能力。

3.總結(jié)

通過基于項(xiàng)目的數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計(jì)教學(xué)研究，不僅使學(xué)生能夠在理解數(shù)據(jù)庫理論的基礎(chǔ)上，實(shí)際動(dòng)手開發(fā)一個(gè)實(shí)際的應(yīng)用系統(tǒng)，而且在一系列的開發(fā)設(shè)計(jì)過程工作中能夠樹立學(xué)生的項(xiàng)目開發(fā)管理思想，能夠培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)有的團(tuán)隊(duì)協(xié)作、自主管理、主動(dòng)學(xué)習(xí)、創(chuàng)新思維、綜合運(yùn)用、動(dòng)手實(shí)踐等能力。使數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計(jì)真正成為學(xué)生驗(yàn)證理論的“實(shí)驗(yàn)場”，成為開發(fā)學(xué)生潛力、培養(yǎng)實(shí)戰(zhàn)能力的“戰(zhàn)場”，成為體驗(yàn)項(xiàng)目開發(fā)過程的“運(yùn)動(dòng)場”。

參考文獻(xiàn)

[1]王艷紅，章小莉，姜湘崗.在數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計(jì)中培養(yǎng)學(xué)生項(xiàng)目開發(fā)能力[J].教育與教學(xué)研究，2009，13.

篇5

1.現(xiàn)場調(diào)研及實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

《鐵路行車組織》課題組成員利用寒暑假及平時(shí)假期，對(duì)高職學(xué)院畢業(yè)學(xué)生、吉林地區(qū)及各合作企業(yè)實(shí)際車站進(jìn)行了調(diào)研，重點(diǎn)針對(duì)課程的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容進(jìn)行了訪談。

結(jié)合現(xiàn)場調(diào)研，我們總結(jié)出《鐵路行車組織》教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)分為三大崗位群：

調(diào)車員（連結(jié)員、制動(dòng)員）工作：主要講授車站牽出線調(diào)車、駝峰調(diào)車、中間站調(diào)車工作的方法等調(diào)車員的應(yīng)掌握的理論知識(shí)，實(shí)踐技能以手閘、鐵鞋制動(dòng)調(diào)速、觀測速、排風(fēng)摘管為重點(diǎn)。

車站調(diào)度員（列車調(diào)度員、調(diào)車區(qū)長、車號(hào)員）工作：主要講授列車運(yùn)行圖、車站作業(yè)計(jì)劃、車站工作統(tǒng)計(jì)、列車編組計(jì)劃的知識(shí)和方法，實(shí)踐技能車站作業(yè)計(jì)劃的編制（班計(jì)劃、階段計(jì)劃、調(diào)車作業(yè)計(jì)劃）、列車編組順序表的編制。

車站值班員（助理值班員、信號(hào)員）工作：主要講授鐵路行車閉塞法、鐵路正常（非正常）情況的接發(fā)列車作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)踐技能主要學(xué)院演練室的設(shè)備進(jìn)行實(shí)作演練。

針對(duì)三大崗位群的應(yīng)會(huì)技能，鐵路行車組織課的實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系由認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、技能訓(xùn)練（含技能鑒定）、畢業(yè)實(shí)習(xí)構(gòu)成。

在實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系的設(shè)計(jì)中，體現(xiàn)了：

實(shí)訓(xùn)教學(xué)不只是培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，更重要的一方面還有培養(yǎng)學(xué)生吃苦耐勞、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)和團(tuán)結(jié)協(xié)作等良好職業(yè)素養(yǎng)的任務(wù)。為實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的目標(biāo)，我們的做法是：合理加大實(shí)踐性教學(xué)內(nèi)容的比重，使教學(xué)與專業(yè)技能考證制度接軌，重視學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，重視學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)的養(yǎng)成。認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)課兼顧理論課和實(shí)習(xí)課，將整個(gè)《鐵路行車組織》理論教學(xué)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行融會(huì)貫通和綜合運(yùn)用，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)自解決實(shí)際問題的能力。

每年舉辦專業(yè)知識(shí)競賽和行車組織中某項(xiàng)技能比賽，通過第二課堂的開展，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生協(xié)作性、探索性學(xué)習(xí)的能力。但是，在以往的教學(xué)中，由于硬件和軟件等方面的原因，導(dǎo)致教學(xué)質(zhì)量有所下降，具體原因分析如下：

學(xué)生對(duì)現(xiàn)場缺乏具體的感性認(rèn)識(shí)，而且相互之間缺乏交流和溝通，很多知識(shí)明白但卻表達(dá)不出，不懂相互合作。但這恰恰和鐵路行車崗位的設(shè)置相脫節(jié)，鐵路運(yùn)輸是一個(gè)多工種相互配合的系統(tǒng)，各項(xiàng)作業(yè)的辦理都需要各工種的合作。隨著生源數(shù)量的增加，以及校園實(shí)訓(xùn)設(shè)施偶爾還承擔(dān)著沈陽鐵路局的干部培訓(xùn)任務(wù)，所以無法充分滿足學(xué)生的實(shí)訓(xùn)要求，理論和實(shí)踐總存在著偏差。

面臨這些不足，如何才能使學(xué)生掌握到行車崗位群所需要的“應(yīng)知應(yīng)會(huì)”的理論知識(shí)和實(shí)作技能知識(shí)？這就需要不斷強(qiáng)化實(shí)訓(xùn)教學(xué)，摸索適合的實(shí)訓(xùn)教學(xué)方法。

2.實(shí)訓(xùn)教學(xué)方法的實(shí)踐總結(jié)

高職院校實(shí)訓(xùn)教學(xué)的主要解決途徑是建設(shè)實(shí)訓(xùn)基地，從而為學(xué)生提供實(shí)踐教學(xué)環(huán)境，保證學(xué)生掌握一定的職業(yè)技能，包括場所、設(shè)備、教學(xué)指導(dǎo)人員、教學(xué)汁劃，等等。實(shí)訓(xùn)基地是高職教育的基本硬件，是實(shí)施職業(yè)技能訓(xùn)練的保證，尤其是工科專業(yè)，實(shí)訓(xùn)基地更是不可少。

但是，高職的實(shí)訓(xùn)教學(xué)不能因?yàn)閷?shí)訓(xùn)基地設(shè)施不足而放棄。我們?cè)诮虒W(xué)經(jīng)過探索，即使在實(shí)訓(xùn)設(shè)施不足的情況，仍然可以通過一定的手段開展高質(zhì)量的實(shí)訓(xùn)教學(xué)活動(dòng)。

A.開設(shè)第二課堂活動(dòng)

舉辦專業(yè)知識(shí)競賽和接發(fā)列車技能比賽、靜止上鞋比賽等，通過第二課堂的開展，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生協(xié)作性、探索性學(xué)習(xí)的能力。成立課外接發(fā)車、鐵鞋制動(dòng)學(xué)習(xí)課小組，開展互幫互助學(xué)習(xí)活動(dòng)。

B.布置實(shí)訓(xùn)作業(yè)（課程設(shè)計(jì)）

布置實(shí)訓(xùn)作業(yè)的目的是通過解決理論與實(shí)踐相結(jié)合問題，切實(shí)鍛煉和提高學(xué)生的職業(yè)技能。它穿插于教學(xué)的全過程。具體過程如下：

在有關(guān)單元的知識(shí)講授完畢以后，在課堂開始布置實(shí)訓(xùn)作業(yè)(視情況按個(gè)人或小組布置)，提出具體要求，如內(nèi)容、操作方法、完成時(shí)間(通常最少為一周)等。學(xué)生在課余按要求實(shí)際操作，其間可以向老師咨詢(通過E—mail、電話或當(dāng)面請(qǐng)教等)。閱讀收集上來的實(shí)訓(xùn)報(bào)告，準(zhǔn)備評(píng)語。挑選優(yōu)良的實(shí)訓(xùn)報(bào)告，在實(shí)訓(xùn)課堂上請(qǐng)報(bào)告主人上臺(tái)陳述(目的、想法、過程、結(jié)論等等)，接受全班同學(xué)的提問并進(jìn)行答辯。教師講評(píng)。這種實(shí)訓(xùn)方式對(duì)學(xué)生的鍛煉極大。由于在學(xué)校接受過編制計(jì)劃、鋪畫運(yùn)行圖等實(shí)訓(xùn)，很多學(xué)生畢業(yè)之后，還給學(xué)校或老師來信表示感謝，因?yàn)檫@些技能在他們就業(yè)后對(duì)他們幫助很大。

3.項(xiàng)目導(dǎo)向教學(xué)法

為了使實(shí)訓(xùn)教學(xué)形成較為完整的體系，我們?cè)趯?shí)訓(xùn)教學(xué)的實(shí)踐中，對(duì)實(shí)訓(xùn)課程的設(shè)計(jì)進(jìn)行了系統(tǒng)的探索，并不斷優(yōu)化教學(xué)方法和手段。以“項(xiàng)目導(dǎo)向法”貫穿于教學(xué)。

采用分組教學(xué)模式，每一個(gè)教學(xué)任務(wù)單元均采用資訊、決策、計(jì)劃、實(shí)施、檢查與評(píng)估六個(gè)環(huán)節(jié)來實(shí)現(xiàn)、根據(jù)崗位工的工作特點(diǎn)，為了便于操作，把它整合為四個(gè)步驟。

篇6

一、注重對(duì)于嵌入式系統(tǒng)硬件的講解

眾所周知，嵌入式系統(tǒng)不是一個(gè)簡單的軟件系統(tǒng)或者操作系統(tǒng)，無論是單片機(jī)、DSP還是FPGA等都是嵌入式系統(tǒng)的承載媒體或介質(zhì)。脫離了承載的硬件進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)教學(xué)容易使學(xué)生脫離實(shí)際進(jìn)行理論學(xué)習(xí)，而且可能使學(xué)生產(chǎn)生諸如“嵌入式系統(tǒng)開發(fā)就是C語言編程嗎？”“嵌入式系統(tǒng)和Windows系統(tǒng)有什么區(qū)別？”“嵌入式系統(tǒng)的硬件就是一塊電路板嗎？”等疑問。因此，本課程在教學(xué)過程中應(yīng)有意識(shí)地在每堂課中穿插加入關(guān)于嵌入式系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的內(nèi)容，包括GPIO（LED燈、按鍵、PWM）、串行通信接口（RS232、RS485、SPI、I2C）、溫度傳感器、USB、WDG（看門狗）、定時(shí)器、液晶顯示、數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換、Flash存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)通信等功能模塊。學(xué)生可以在學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)原理的同時(shí)更清楚、直觀地認(rèn)識(shí)嵌入式系統(tǒng)的各個(gè)硬件組成部分及其功能。這樣，一方面對(duì)于已經(jīng)完成的如“數(shù)字邏輯電路”“C語言程序設(shè)計(jì)”“模擬電路技術(shù)基礎(chǔ)”和“單片機(jī)原理”等課程是一種鞏固和加強(qiáng)；另一方面可以使學(xué)生對(duì)嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)生更加真切的認(rèn)識(shí)，避免出現(xiàn)“學(xué)完不知道學(xué)的是什么、也不知道用于何處”等諸如此類的問題。

二、在開展嵌入式系統(tǒng)試驗(yàn)的過程中注重各功能模塊的試驗(yàn)教學(xué)

在嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的過程中試驗(yàn)環(huán)節(jié)是必不可少的，學(xué)生不僅可以通過試驗(yàn)對(duì)所學(xué)的理論知識(shí)進(jìn)行鞏固，而且可以將理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際中去，更真切地理解嵌入式系統(tǒng)的原理。但在以往的教學(xué)過程中，試驗(yàn)的重點(diǎn)更側(cè)重于軟件環(huán)境的搭建、開發(fā)板環(huán)境的搭建、應(yīng)用程序的移植、內(nèi)核的裁剪移植和根文件系統(tǒng)的制作等。在實(shí)際中缺乏對(duì)前述的GPIO、串行通信接口、溫度傳感器、USB、WDG、定時(shí)器、液晶顯示、數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換、Flash存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)通信等功能模塊進(jìn)行單獨(dú)的、有針對(duì)性的試驗(yàn)訓(xùn)練和練習(xí)，而所缺失的功能訓(xùn)練環(huán)節(jié)對(duì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是非常有益的。并且，單個(gè)功能模塊的功能調(diào)試相對(duì)于整個(gè)嵌入式系統(tǒng)的調(diào)試來說相對(duì)比較簡單，學(xué)生很容易通過簡單操作看到實(shí)際效果，比如LED小燈閃爍、液晶屏顯示溫度以及與電腦進(jìn)行簡單串行通信等。每實(shí)現(xiàn)一個(gè)新的功能都會(huì)給予學(xué)生新的興趣點(diǎn)，這樣可以在一定程度上提高學(xué)生學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)的積極性和效果。因此，在嵌入式系統(tǒng)試驗(yàn)教學(xué)的過程中，增加一定的針對(duì)嵌入式系統(tǒng)硬件功能模塊的試驗(yàn)環(huán)節(jié)對(duì)于提高教學(xué)效果和學(xué)生興趣是非常必要的。

三、采用理論授課與實(shí)際操作同時(shí)進(jìn)行的方式

作為一類學(xué)生比較陌生的操作系統(tǒng)，嵌入式操作系統(tǒng)在學(xué)習(xí)初期上手的難度較大。特別是其采用命令行操作式的交互方式，與傳統(tǒng)的Windows圖形操作方式有較大的差別。全新的用戶、文件系統(tǒng)、進(jìn)程、線程的概念以及網(wǎng)絡(luò)管理、內(nèi)存管理、進(jìn)程調(diào)度、進(jìn)程間通信、網(wǎng)絡(luò)接口和虛擬文件系統(tǒng)等內(nèi)核相關(guān)內(nèi)容對(duì)于大多數(shù)學(xué)生來說理解起來都存在一定的困難。因此，為了實(shí)現(xiàn)更好的教學(xué)效果，在條件允許的情況下可以選擇在機(jī)房授課的方式，通過多媒體教學(xué)系統(tǒng)和虛擬機(jī)軟件（VMware），在講解的同時(shí)進(jìn)行演示操作并可以隨時(shí)方便快捷地解決學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的問題。

四、采用課程設(shè)計(jì)的方式使學(xué)生完整地參與一個(gè)嵌入式項(xiàng)目的開發(fā)過程

僅有理論教學(xué)的嵌入式系統(tǒng)課程很難獲得良好的效果。一個(gè)完整的嵌入式項(xiàng)目開發(fā)過程（從設(shè)計(jì)、編程到調(diào)試、實(shí)現(xiàn)的全過程）可以使學(xué)生將之前所學(xué)的相關(guān)知識(shí)綜合運(yùn)用、融會(huì)貫通。美國加州大學(xué)伯克利分校從事嵌入式系統(tǒng)教學(xué)多年的Edward A. Lee教授認(rèn)為“在六周的嵌入式相關(guān)教學(xué)課程之后，學(xué)生須要利用九周甚至更長的時(shí)間參與一個(gè)課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目，從列表中選擇一個(gè)他們感興趣的項(xiàng)目進(jìn)行研究。而且，在這個(gè)研究過程中對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)的不是講授嵌入式系統(tǒng)課程的教師，而是一些真正從事實(shí)際嵌入式項(xiàng)目的技術(shù)人員”。由此可以看出，歐美發(fā)達(dá)國家的高等院校在進(jìn)行嵌入式教學(xué)的過程中會(huì)利用較長的時(shí)間（嵌入式課程理論教學(xué)時(shí)間的1.5倍）來引導(dǎo)學(xué)生參與完整的嵌入式課程設(shè)計(jì)并接受具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的嵌入式專業(yè)技術(shù)人員的指導(dǎo)，這對(duì)學(xué)生形成完整的知識(shí)體系、提高實(shí)際動(dòng)手能力都是很有幫助的。同時(shí)，可以采用分組的方式使學(xué)生進(jìn)行團(tuán)隊(duì)合作，充分培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。因此，我們通過采用更偏重實(shí)際的嵌入式課程設(shè)計(jì)使學(xué)生獲得更多的相關(guān)知識(shí)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。

下面以本人在課程設(shè)計(jì)中采用的嵌入式基站控制系統(tǒng)項(xiàng)目為例進(jìn)行說明：該系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)大量移動(dòng)通信基站的安保、安防以及遠(yuǎn)距離自動(dòng)無人值守監(jiān)控功能為目的進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以利用視頻和傳感探測單元等對(duì)本地的異常報(bào)警事件進(jìn)行儲(chǔ)存或通過3G無線網(wǎng)絡(luò)將實(shí)時(shí)信息上傳控制中心，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中監(jiān)控的設(shè)計(jì)目標(biāo)。該系統(tǒng)軟件環(huán)境采用Linux嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，硬件采用飛思卡爾IMX.53X系列微處理器作為核心控制單元，通過與多通道視頻控制器（TW2835）相結(jié)合構(gòu)成一個(gè)集視頻監(jiān)控、任務(wù)調(diào)度、網(wǎng)絡(luò)通信和數(shù)據(jù)采集為一體的多功能操控平臺(tái)。

考慮到培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)合作精神，此課程設(shè)計(jì)以六人為一個(gè)小組，每個(gè)小組推選一名負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)進(jìn)行分工和協(xié)調(diào)。根據(jù)嵌入式系統(tǒng)教材的內(nèi)容和教學(xué)大綱的要求，將整個(gè)嵌入式基站控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)分為如下6個(gè)部分：1）人機(jī)界面：通過LED指示燈和音頻對(duì)系統(tǒng)的工作狀態(tài)、報(bào)警和故障進(jìn)行指示以及實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程呼叫、對(duì)講功能；2）視頻監(jiān)控：采用420線NTSC制式的CCD球式或槍式攝像機(jī)CATV型視頻接入，將視頻錄像數(shù)據(jù)進(jìn)行本地保存并采用覆蓋方式存儲(chǔ)；3）有線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信：通過有線網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程上位機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)、語音數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)以及指令的交互通信；4）無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信：采用支持CDMA標(biāo)準(zhǔn)的3G通信模塊實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)通信功能；5）RS-485/RS-232通信：與球式攝像機(jī)的云臺(tái)、空調(diào)監(jiān)控模塊和UPS等動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控模塊進(jìn)行通信；6）報(bào)警事件本地存儲(chǔ)：將報(bào)警事件信息及相應(yīng)的視頻錄像數(shù)據(jù)保存在本地的Flash或SD卡中，隨時(shí)可以遠(yuǎn)程對(duì)本地存儲(chǔ)的報(bào)警數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。

五、采用多種方式對(duì)學(xué)生的嵌入式系統(tǒng)學(xué)習(xí)過程進(jìn)行評(píng)價(jià)

與傳統(tǒng)的理論教學(xué)為主的專業(yè)課程不同，嵌入式系統(tǒng)課程本身更偏重于實(shí)踐操作。因此，采用傳統(tǒng)的期末“一張考卷”的成績?cè)u(píng)定方式對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和能力進(jìn)行評(píng)價(jià)并不盡合理，同時(shí)也容易影響學(xué)生參與嵌入式系統(tǒng)教學(xué)、試驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)的積極性。因此，可以考慮適當(dāng)降低理論部分在學(xué)生嵌入式系統(tǒng)學(xué)習(xí)成績中的比重，甚至可以考慮取消理論考試，取而代之以試驗(yàn)考試或者課程設(shè)計(jì)的表現(xiàn)作為決定學(xué)生期末成績的主要依據(jù)。比如，可以將最終評(píng)定方式的比例選擇為理論考試占20%、試驗(yàn)成績占40%、課程設(shè)計(jì)成績占40%。當(dāng)然，也可以對(duì)上述比例進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，但主要的原則應(yīng)該是鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)地提高自身的動(dòng)手和試驗(yàn)操作能力，使其在畢業(yè)后能夠較快地融入到嵌入式領(lǐng)域的工作中。

參考文獻(xiàn)：

篇7

1存在的問題

“操作系統(tǒng)”是計(jì)算機(jī)專業(yè)的核心理論課程之一,無論在教學(xué)、科研中還是在軟件產(chǎn)業(yè)及國家信息安全中都處于非常重要的地位。但是,一直以來,“操作系統(tǒng)”的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)都存在比較嚴(yán)重的問題。

(1) 操作系統(tǒng)在所有軟件中是最復(fù)雜的,而且目前的幾大主流操作系統(tǒng)的地位已經(jīng)相當(dāng)堅(jiān)固, 所以師生參與編制實(shí)際操作系統(tǒng)的機(jī)會(huì)少之又少, 這樣在教學(xué)過程中原理的抽象性和實(shí)際系統(tǒng)的開發(fā)必然嚴(yán)重脫節(jié),直接導(dǎo)致了該課程教學(xué)效果的不理想。

(2)“操作系統(tǒng)”課程的理論性和綜合性都很強(qiáng),學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不容易理解和掌握,也無從應(yīng)用,因此,從主觀上講,學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)的無用論在學(xué)生中也普遍存在。這直接影響了學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的興趣,使學(xué)生普遍反映該課程難學(xué)。

(3) 操作系統(tǒng)的復(fù)雜和功能強(qiáng)大,使得操作系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)難以設(shè)計(jì)和實(shí)施,再加上實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)環(huán)境的問題,更難開展具有針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)。據(jù)調(diào)查,有些高校根本不開設(shè)操作系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)。因此,該課程的教學(xué)目的和教學(xué)要求根本無法達(dá)到。

2教學(xué)探索與實(shí)踐

教育學(xué)中革新傳統(tǒng)教學(xué)的“建構(gòu)主義”理論主張應(yīng)以學(xué)生為中心,認(rèn)為學(xué)生的知識(shí)主要是學(xué)生自己建構(gòu)起來的,教師的作用是提供一個(gè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境以幫助和推動(dòng)學(xué)生去建構(gòu)自己的知識(shí)。基于這種建構(gòu)性教學(xué)的核心思路,我們應(yīng)以學(xué)生為主體,設(shè)計(jì)相應(yīng)的教學(xué)模式以及相應(yīng)的施教方法,推動(dòng)學(xué)生建構(gòu)自己的知識(shí),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的自我學(xué)習(xí)、自我發(fā)展和團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力。

為了解決“操作系統(tǒng)”課程中的問題,除了授課時(shí)要突出重點(diǎn),講清難點(diǎn)以外,還要注重講課的方式,采取有效的教學(xué)方法,改革以往的考核方法,加重對(duì)實(shí)驗(yàn)課的考核,通過實(shí)驗(yàn)在實(shí)踐中讓學(xué)生加深對(duì)較為抽象的理論知識(shí)的理解記憶,幫助學(xué)生學(xué)習(xí),讓學(xué)生掌握有效的學(xué)習(xí)方法。

2.1采用啟發(fā)式教學(xué),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力

教學(xué)離不開講授,“操作系統(tǒng)”這門理論課有更多“講”的內(nèi)容,但要講究方法,要注意激發(fā)學(xué)生的思維,調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)積極思考。在授課過程中,不能單純地介紹抽象的基本原理和概念,而是要滲入到學(xué)生的現(xiàn)實(shí)感受中。教師要充分地啟發(fā)學(xué)生的聯(lián)想,讓他們的現(xiàn)實(shí)感受和所教授的抽象原理產(chǎn)生共鳴,以此來引起學(xué)生的興趣,從而使學(xué)生在學(xué)習(xí)中能夠充分發(fā)揮其主觀能動(dòng)性。

其實(shí),操作系統(tǒng)本身的特點(diǎn)決定了其教學(xué)的過程是培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生邏輯推理能力的有效途徑,這就需要教師去思考、去設(shè)計(jì),讓學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的過程中培養(yǎng)學(xué)的能力。為了培養(yǎng)這一能力,在具體授課時(shí),針對(duì)一個(gè)問題,教師應(yīng)向?qū)W生介紹多種參考資料。通過查閱參考資料中對(duì)同一問題的不同闡述,培養(yǎng)學(xué)生研究性學(xué)習(xí)的能力;另外,教師還要注意引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源的能力,并注意綜合知識(shí)的應(yīng)用,鍛煉學(xué)生的獨(dú)立學(xué)習(xí)能力,使學(xué)生的目光從課內(nèi)延伸到課外。

2.2精心設(shè)計(jì)教學(xué)過程,突出學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的主體地位,注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新學(xué)習(xí)能力

實(shí)施以學(xué)生為主體的教育,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì),精心設(shè)計(jì)教學(xué)過程是非常有效的方法。經(jīng)過多年的努力,我們總結(jié)出了一套行之有效的方法,就是在教學(xué)設(shè)計(jì)的過程中,要注意充分發(fā)揮教師的提示、引導(dǎo)、分析和歸納的作用,設(shè)計(jì)相應(yīng)的環(huán)節(jié)和一定量的問題,以培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新能力。復(fù)習(xí)鞏固性的問題,可以督促學(xué)生養(yǎng)成復(fù)習(xí)鞏固知識(shí)的學(xué)習(xí)習(xí)慣;引導(dǎo)性的問題,可以督促學(xué)生養(yǎng)成預(yù)習(xí)新知識(shí)的學(xué)習(xí)習(xí)慣;點(diǎn)評(píng)式的問題,有益培養(yǎng)鍛煉學(xué)生的綜合能力。引導(dǎo)學(xué)生分析問題時(shí),注意要引導(dǎo)學(xué)生用多種方法加以思考。不同的方法,會(huì)產(chǎn)生差異很大的結(jié)果,這可以讓學(xué)生更加注意方式方法的選擇。

為了突出重點(diǎn)內(nèi)容,把更多的時(shí)間留給學(xué)生,我們通過多年的實(shí)踐,把“操作系統(tǒng)”的內(nèi)容分成了三大類:需要了解的內(nèi)容(能記住所學(xué)的知識(shí)內(nèi)容,并能直接運(yùn)用這些知識(shí))、應(yīng)該理解的內(nèi)容(理解所學(xué)概念,并能用它解決簡單問題)和必須掌握的內(nèi)容(要求熟悉知識(shí)內(nèi)容,能把標(biāo)準(zhǔn)所列知識(shí)綜合應(yīng)用)。這樣,教師在教學(xué)過程設(shè)計(jì)中就可以根據(jù)所劃分好的內(nèi)容進(jìn)行有針對(duì)性地設(shè)計(jì),在教學(xué)時(shí)根據(jù)內(nèi)容的類別就可以采用不同的方法,真正做到了有的放矢。

2.3加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié),發(fā)揮學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的主導(dǎo)作用,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和團(tuán)結(jié)協(xié)作能力

這個(gè)環(huán)節(jié),我們改革的力度最大。在這幾年中,經(jīng)歷了一個(gè)不斷發(fā)展和完善的過程。開始的時(shí)候,我們只是開設(shè)了一些模擬實(shí)驗(yàn),如進(jìn)程管理的模擬、文件系統(tǒng)的模擬等,讓學(xué)生從中加深對(duì)相應(yīng)原理和理論知識(shí)的理解。后來,隨著課程改革的深入,我們逐步引入了Linux源碼分析和關(guān)于Linux平臺(tái)的一些實(shí)驗(yàn)。現(xiàn)在,我們的這個(gè)環(huán)節(jié)可以分為兩個(gè)層次:與理論課程安排在一塊的模擬實(shí)驗(yàn)和獨(dú)立的關(guān)于Linux平臺(tái)的課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。在第一個(gè)層次中,我們安排了進(jìn)程調(diào)度模擬實(shí)驗(yàn)、作業(yè)調(diào)度模擬實(shí)驗(yàn)、進(jìn)程同步模擬實(shí)驗(yàn)、分頁存儲(chǔ)管理模擬實(shí)驗(yàn)和文件管理系統(tǒng)模擬實(shí)驗(yàn)等,要求學(xué)生隨著理論課程的學(xué)習(xí),在安排的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)內(nèi)獨(dú)立完成,主要目的是鞏固所學(xué)的理論知識(shí),做到學(xué)以致用。關(guān)于第二個(gè)層次,我們安排了兩周的課程設(shè)計(jì),要求學(xué)生分組完成在Linux平臺(tái)上的實(shí)驗(yàn)。在這個(gè)層次中,我們始終堅(jiān)持以學(xué)生為中心、以教師為主導(dǎo)的指導(dǎo)思想。教師的作用是為學(xué)生提供和營造一個(gè)能充分發(fā)揮學(xué)生個(gè)性、施展學(xué)生才能的學(xué)習(xí)環(huán)境,設(shè)計(jì)可供選擇的方案,鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新,并及時(shí)、恰當(dāng)?shù)亟o予正確的評(píng)價(jià)和指導(dǎo),使學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)、學(xué)會(huì)創(chuàng)造,少走彎路,樂于接受新知識(shí),提高學(xué)習(xí)效率,不斷完善自我。堅(jiān)持以學(xué)生為中心就是要轉(zhuǎn)變教學(xué)模式,實(shí)施雙向交流的知識(shí)傳授、能力訓(xùn)練、素質(zhì)養(yǎng)成的教育模式,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維方法,按照學(xué)生的特點(diǎn)來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、組織實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。具體如下:

(1) 教師按照上面的指導(dǎo)思想,設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目方案,并標(biāo)明了每個(gè)方案的難度系數(shù),供學(xué)生自由選擇。在每個(gè)方案中,除了必須完成的任務(wù)以外,還允許學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新。

(2) 開展以自我管理為主,組成實(shí)驗(yàn)小組。為了培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作意識(shí),在分組時(shí),我們打亂了班級(jí)和性別,進(jìn)行隨機(jī)分組,以5～6人為一組。然后,每個(gè)組根據(jù)自己的實(shí)際情況,選出組長,負(fù)責(zé)整個(gè)組的管理和協(xié)調(diào)。

(3) 選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目方案。每個(gè)組經(jīng)過討論,選擇適合自己小組的方案。由于這個(gè)環(huán)節(jié)的成績是根據(jù)每個(gè)方案的完成情況(包括整個(gè)小組的完成情況和每個(gè)小組成員的完成情況)、難度系數(shù)和創(chuàng)新情況來綜合評(píng)定的,因此,選擇一個(gè)合適的方案是相當(dāng)不容易的。

(4) 制定計(jì)劃、分工和進(jìn)度表。每個(gè)組經(jīng)過討論,制定相應(yīng)的軟件開發(fā)計(jì)劃,并在組長的主持和協(xié)調(diào)下,進(jìn)行任務(wù)和功能的劃分,最后制定本小組的進(jìn)度表。

(5) 每個(gè)小組按照自己的進(jìn)度表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開發(fā)。在開發(fā)過程中,既鼓勵(lì)競爭又要加強(qiáng)合作,要求每個(gè)學(xué)生必須就這個(gè)環(huán)節(jié)完成一份有自己見解的報(bào)告,同時(shí),每個(gè)小組也必須完成一份有價(jià)值的報(bào)告。這樣,在整個(gè)環(huán)節(jié)的過程中,充分體現(xiàn)了競爭與合作的統(tǒng)一。

2.4改革考核方式,調(diào)動(dòng)學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合的熱情,促進(jìn)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)

成績的考核,改變了單純強(qiáng)調(diào)卷面成績的考核辦法, 將總評(píng)成績改為卷面成績占50%,上機(jī)實(shí)驗(yàn)成績占20%,課程設(shè)計(jì)成績占30%。同時(shí),關(guān)于實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)的考核要詳細(xì)化、規(guī)范化。不是以實(shí)驗(yàn)的表現(xiàn)或?qū)嶒?yàn)報(bào)告來評(píng)定實(shí)驗(yàn)成績,而是看實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力、調(diào)研活動(dòng)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、思考問題和解決問題的方法以及與小組其他成員的合作情況等綜合地、動(dòng)態(tài)地評(píng)定實(shí)驗(yàn)成績和課程設(shè)計(jì)的成績。鼓勵(lì)學(xué)生思考,鼓勵(lì)學(xué)生提問,鼓勵(lì)學(xué)生開展創(chuàng)造性的活動(dòng)等。

3結(jié)束語

通過“操作系統(tǒng)”課程的改革,提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。尤其是我們開展的“操作系統(tǒng)”課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),更是培養(yǎng)了學(xué)生的組織協(xié)調(diào)和團(tuán)結(jié)協(xié)作能力。由于每一個(gè)小組由5～6人組成,選舉一名組長負(fù)責(zé)小組內(nèi)關(guān)系的協(xié)調(diào)處理,大家配合共同完成實(shí)習(xí)任務(wù),這有力地培養(yǎng)了學(xué)生的集體主義精神和組織協(xié)調(diào)能力。

當(dāng)然,這種教學(xué)改革也增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的壓力。由于成績是綜合評(píng)定的,因而學(xué)生會(huì)有一定的壓力。但是,只要教師注意引導(dǎo),是可以將這種壓力轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力的,我們近幾年的實(shí)踐也證明了這一點(diǎn)。

總之,在“操作系統(tǒng)”的授課過程中,通過以上的改革,我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生的積極性、動(dòng)手能力有了明顯地提高,單調(diào)抽象的理論知識(shí)也在實(shí)驗(yàn)中生動(dòng)并簡單起來,學(xué)生的理解能力加強(qiáng)了,團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神也慢慢培養(yǎng)起來了,較大地提高了教學(xué)質(zhì)量,并且也使期末的考核更具有公平性和促進(jìn)性。

參考文獻(xiàn):

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篇8

文章編號(hào)：1672-5913 (2007) 22-0018-03

1操作系統(tǒng)課程實(shí)踐現(xiàn)狀

國外大學(xué)的實(shí)踐性環(huán)節(jié)多數(shù)是要求學(xué)生獨(dú)立或合作完成一個(gè)簡單的操作系統(tǒng)內(nèi)核設(shè)計(jì)或者完成部分功能模塊，即實(shí)現(xiàn)級(jí)。他們主要使用的教學(xué)操作系統(tǒng)有OSP、OS/161、NACHOS、MINIX、XINIX、TOYOS。而國內(nèi)高校因?yàn)閹熧Y力量、實(shí)驗(yàn)環(huán)境及學(xué)生自身程序設(shè)計(jì)能力等因素的不同，對(duì)操作系統(tǒng)課程實(shí)踐環(huán)節(jié)的要求層次不一：有的要求學(xué)生合作完成一個(gè)小型操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的；有的要求學(xué)生剖析具體操作系統(tǒng)(如DOS、UNIX等)的實(shí)現(xiàn)機(jī)理，替換一些功能模塊；有的要求對(duì)操作系統(tǒng)的一些算法進(jìn)行模擬實(shí)現(xiàn)，以加深對(duì)操作系統(tǒng)原理的理解。各高校在講授操作系統(tǒng)課程時(shí)，一般都會(huì)設(shè)置有16~24個(gè)學(xué)時(shí)同步進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。部分對(duì)操作系統(tǒng)實(shí)踐環(huán)節(jié)比較重視的高校，還增加開設(shè)操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，時(shí)間為30~40個(gè)學(xué)時(shí)。經(jīng)過對(duì)國內(nèi)外高校的調(diào)研總結(jié)，操作系統(tǒng)課程的實(shí)踐方式目前主要分為以下幾種類型：

(1) 觀察與體驗(yàn)

這是最簡單的實(shí)踐方式。即選擇某個(gè)實(shí)際的操作系統(tǒng)作為實(shí)驗(yàn)環(huán)境,學(xué)生通過觀察操作系統(tǒng)的具體運(yùn)行過程來體會(huì)操作系統(tǒng)原理的內(nèi)涵，通過其提供的系統(tǒng)調(diào)用來觀察和驗(yàn)證操作系統(tǒng)中一些技術(shù)。這種方法不需要編寫操作系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的代碼，對(duì)真正理解操作系統(tǒng)內(nèi)在功能的具體實(shí)現(xiàn)意義不大。

(2) 算法仿真

這是一般院校最常見的實(shí)踐方式。老師選取操作系統(tǒng)中的一些典型技術(shù)，如內(nèi)存分配算法、生產(chǎn)者/消費(fèi)者同步問題，讓學(xué)生編寫程序來模擬實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)的功能。此種方式與程序設(shè)計(jì)課程的上機(jī)作業(yè)基本類似，有利于加深學(xué)生對(duì)操作系統(tǒng)理論和技術(shù)的理解，但達(dá)不到培養(yǎng)學(xué)生掌握操作系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)思想的目的。

(3) 替換功能模塊

這是較流行的實(shí)踐方式。一般是以開放源代碼的Linux為平臺(tái)，讓學(xué)生首先閱讀系統(tǒng)代碼，在理解部分操作系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)原理后，再要求學(xué)生用自己設(shè)計(jì)的功能模塊替換其中相應(yīng)的功能或?yàn)槠鋽U(kuò)展功能。浙江大學(xué)在這方面做得比較成功。但Linux是一個(gè)商業(yè)操作系統(tǒng)，系統(tǒng)龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)學(xué)校的師資和學(xué)生的能力要求都較高，一般院校實(shí)施的效果不是很好，也達(dá)不到培養(yǎng)學(xué)生掌握操作系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)思想的目的。

(4) 擴(kuò)展設(shè)計(jì)操作系統(tǒng)

這是對(duì)操作系統(tǒng)教學(xué)比較理想的實(shí)踐方式。由任課教師提供一個(gè)只具有簡單內(nèi)核的教學(xué)操作系統(tǒng)的基本雛形，讓學(xué)生對(duì)其功能進(jìn)行完善和擴(kuò)充。學(xué)生在一個(gè)虛擬或者真實(shí)的操作系統(tǒng)環(huán)境中進(jìn)行動(dòng)手實(shí)踐，直接操作修改操作系統(tǒng)內(nèi)核，從而達(dá)到掌握操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)策略和技術(shù)方法的目的。當(dāng)然也有學(xué)校要求學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)一個(gè)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單但功能基本完備的小型操作系統(tǒng)。例如上海交通大學(xué)在操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中曾要求學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)一個(gè)稱為MOS的操作系統(tǒng)。由于與操作系統(tǒng)課程實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)相一致，這可能是最理想的實(shí)驗(yàn)方案。不過由于操作系統(tǒng)是一個(gè)大型的系統(tǒng)軟件，其設(shè)計(jì)過于復(fù)雜，因此在實(shí)施起來有一定難度。

3GeekOS教學(xué)操作系統(tǒng)

教學(xué)實(shí)踐證明，最好的“操作系統(tǒng)”課程實(shí)踐平臺(tái)并不是實(shí)用的商業(yè)操作系統(tǒng)，因?yàn)樗^于龐大，設(shè)計(jì)復(fù)雜，短時(shí)間內(nèi)難于掌握。而應(yīng)該是一種與實(shí)際使用的操作系統(tǒng)比較接近，但規(guī)模又較小、易理解、便于調(diào)試的系統(tǒng)，即面向教學(xué)的操作系統(tǒng)。最重要的是系統(tǒng)要符合課程的需要DD可留出一些作為學(xué)生作業(yè)的練習(xí)，幫助學(xué)生熟悉實(shí)際操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)。

美國馬里蘭大學(xué)教師最新開發(fā)的GeekOS，就是一個(gè)專門為滿足操作系統(tǒng)課程教學(xué)要求設(shè)計(jì)的實(shí)踐平臺(tái)，它具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1) GeekOS是一個(gè)基于通用x86架構(gòu)的PC機(jī)上運(yùn)行的微操作系統(tǒng)內(nèi)核,作為一個(gè)GPL開源軟件,任何人都可以在GPL下修改和免費(fèi)使用, 由于其簡單、實(shí)用、易懂，使得學(xué)生更易于理解操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和實(shí)現(xiàn)過程。

(2) GeekOS是一個(gè)用C語言開發(fā)的操作系統(tǒng)，某種程度而言，GeekOS操作系統(tǒng)就是一個(gè)C語言程序，實(shí)踐開發(fā)環(huán)境易于實(shí)現(xiàn)。學(xué)生可以在Linux或Unix環(huán)境下編程，對(duì)其進(jìn)行功能擴(kuò)充，也可以在Windows下使用Cygwin工具進(jìn)行開發(fā)。

(3) 作為一個(gè)教學(xué)使用的操作系統(tǒng)，GeekOS圍繞現(xiàn)代操作系統(tǒng)原理中的重要概念與方法，按照教學(xué)循序漸進(jìn)的進(jìn)度為學(xué)生設(shè)計(jì)了7個(gè)項(xiàng)目。這些項(xiàng)目由淺入深，對(duì)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)的興趣和主動(dòng)性，訓(xùn)練學(xué)生分析問題、解決問題的綜合能力，起到了非常好的效果。

在國內(nèi)外的操作系統(tǒng)教學(xué)中，目前采用比較多的教學(xué)操作系統(tǒng)是NACHOS。和GeekOS相比，NACHOS只能運(yùn)行在特定的MIPS機(jī)型的模擬器上，同時(shí)也存在一些其它缺點(diǎn)。首先，因?yàn)樗膬?nèi)核不是保存在模擬器的RAM中，這樣，它不會(huì)受到內(nèi)存容量的限制。這意味著內(nèi)核數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的大小不是影響系統(tǒng)性能的重要因素，使得數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)大小和空間容量的權(quán)衡不用考慮，這在一個(gè)實(shí)際操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)中是不現(xiàn)實(shí)的。其次，NACHOS是與底層硬件相隔離的，所有機(jī)器模擬器和被模擬的硬件之間的接口由C++對(duì)象設(shè)計(jì)。這意味著學(xué)生不需要了解要訪問的真正硬件是如何工作，而這些技術(shù)對(duì)于編寫核心程序的程序員來說是很重要的。再有就是NACHOS這種特殊結(jié)構(gòu)很難移植到實(shí)際硬件機(jī)器上直接執(zhí)行。

4GeekOS開發(fā)環(huán)境

選用GeekOS作為操作系統(tǒng)實(shí)踐平臺(tái)，還因?yàn)樗拈_發(fā)環(huán)境易于搭建。GeekOS大部分代碼是用C語言編寫的，它所需要的開發(fā)工具在Linux操作系統(tǒng)中幾乎都已具備，只需簡單配置。GeekOS系統(tǒng)的開發(fā)與調(diào)試環(huán)境有多種選擇：在Windows下使用Cygwin和Bochs PC模擬器；在PC機(jī)上安裝Linux和Bochs PC模擬器進(jìn)行開發(fā)調(diào)試；在PC機(jī)上安裝虛擬機(jī)，如VMware和Virtual PC,然后在虛擬機(jī)上安裝Linux和Bochs PC模擬器進(jìn)行開發(fā)調(diào)試。在課程實(shí)踐環(huán)境選擇時(shí)，學(xué)生可以自由選擇，推薦采用最后一種方式，它會(huì)為你減少很多不必要的麻煩。Linux是大多學(xué)生所熟悉的，也有很多參考書可供學(xué)生選擇。

在物理計(jì)算機(jī)上調(diào)試操作系統(tǒng)內(nèi)核代碼會(huì)給用戶帶來很大的不便。Bochs是一個(gè)通用的x86 PC機(jī)硬件平臺(tái)模擬器。它是一個(gè)開源的軟件，對(duì)系統(tǒng)程序開發(fā)，具有很多的優(yōu)點(diǎn)，是開發(fā)和調(diào)試操作系統(tǒng)核心代碼最有效的工具。例如：對(duì)新加入的代碼行進(jìn)行測試不用頻繁重新啟動(dòng)用于開發(fā)的機(jī)器；不易引起主機(jī)系統(tǒng)崩潰；不需要使用軟盤和硬盤作為操作系統(tǒng)的存儲(chǔ)介質(zhì)。GeekOS最初開發(fā)設(shè)計(jì)的調(diào)試運(yùn)行平臺(tái)就是基于Bochs進(jìn)行的。

5GeekOS項(xiàng)目設(shè)計(jì)

作為一個(gè)教學(xué)操作系統(tǒng)內(nèi)核，保持系統(tǒng)的簡單易實(shí)現(xiàn)是非常重要的。為了實(shí)現(xiàn)這一目的，在GeekOS設(shè)計(jì)時(shí)，僅保留操作系統(tǒng)最基本的功能，同時(shí)圍繞現(xiàn)代操作系統(tǒng)原理中的重要概念與方法，按照教學(xué)循序漸進(jìn)的進(jìn)度精心設(shè)計(jì)了7個(gè)項(xiàng)目。這些項(xiàng)目由淺入深，既有Linux使用環(huán)境與使用技能方面培養(yǎng)的項(xiàng)目，又有重點(diǎn)圍繞深入理解操作系統(tǒng)內(nèi)核實(shí)現(xiàn)機(jī)制的項(xiàng)目。

GeekOS教學(xué)操作系統(tǒng)為學(xué)生設(shè)計(jì)的項(xiàng)目內(nèi)容具體如下：

項(xiàng)目0：主要是讓學(xué)生熟悉GeekOS的編譯、運(yùn)行過程，了解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的啟動(dòng)原理。項(xiàng)目0要求學(xué)生實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡單內(nèi)核進(jìn)程，功能是實(shí)現(xiàn)從鍵盤接收一個(gè)按鍵，并在屏幕上顯示。

項(xiàng)目1：主要讓學(xué)生熟悉可執(zhí)行鏈接文件(ELF文件)的結(jié)構(gòu)，并學(xué)會(huì)加載和運(yùn)行可執(zhí)行文件。項(xiàng)目要求學(xué)生編寫代碼對(duì)ELF文件進(jìn)行分析，并將分析結(jié)果傳送給加載器，掌握操作系統(tǒng)靜態(tài)建立進(jìn)程運(yùn)行用戶程序的實(shí)現(xiàn)技術(shù)。

項(xiàng)目2：要求學(xué)生掌握操作系統(tǒng)動(dòng)態(tài)建立用戶態(tài)進(jìn)程來運(yùn)行用戶程序的原理。在項(xiàng)目2實(shí)現(xiàn)之前，GeekOS運(yùn)行的是內(nèi)核級(jí)進(jìn)程。對(duì)用戶態(tài)進(jìn)程執(zhí)行的支持包括用戶態(tài)進(jìn)程結(jié)構(gòu)的初始化、用戶進(jìn)程空間的初始化、用戶進(jìn)程切換和用戶程序?qū)氲取?/p>

項(xiàng)目3：要求學(xué)生改進(jìn)GeekOS的調(diào)度程序，實(shí)現(xiàn)基于4級(jí)反饋隊(duì)列的調(diào)度算法(GeekOS初始系統(tǒng)僅提供了FIFO進(jìn)程調(diào)度算法)，并實(shí)現(xiàn)信號(hào)量，支持進(jìn)程間通信，掌握進(jìn)程調(diào)度和進(jìn)程通信的實(shí)現(xiàn)原理。

項(xiàng)目4：要求學(xué)生實(shí)現(xiàn)分頁虛存管理，替代在項(xiàng)目1和項(xiàng)目2中采用的分段存儲(chǔ)管理，掌握虛擬存儲(chǔ)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)原理。

項(xiàng)目5：要求實(shí)現(xiàn)GOSFS文件系統(tǒng)。由于GeekOS使用了虛擬文件系統(tǒng)，可以加載不同的文件系統(tǒng)，而系統(tǒng)默認(rèn)加載的是PFAT只讀文件系統(tǒng)。在這個(gè)項(xiàng)目中，需要實(shí)現(xiàn)一個(gè)多級(jí)目錄的、可讀寫的文件系統(tǒng)，掌握文件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)。

項(xiàng)目6：要求為文件系統(tǒng)增加訪問控制列表，并使用匿名半雙工管道實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間通信，掌握網(wǎng)絡(luò)功能的實(shí)現(xiàn)原理。

6結(jié)束語

采用GeekOS作為操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)實(shí)踐平臺(tái)已經(jīng)有兩個(gè)學(xué)期。結(jié)果證明大部分認(rèn)真完成作業(yè)的學(xué)生認(rèn)為GeekOS對(duì)理解操作系統(tǒng)功能的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)有很好的幫助，可以激發(fā)學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)的興趣，提高編寫系統(tǒng)程序的能力。高校計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的操作系統(tǒng)課程教學(xué)不僅要設(shè)置實(shí)踐環(huán)節(jié)，還必須根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)生自身的特點(diǎn)來選擇合適的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。在選用GeekOS作為操作系統(tǒng)實(shí)踐平臺(tái)時(shí)，集中在短時(shí)間內(nèi)完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)的教學(xué)效果不好，最好為一個(gè)學(xué)期的時(shí)間。教師最好能根據(jù)學(xué)生的能力，以3到4個(gè)學(xué)生為一個(gè)小組，靈活調(diào)整學(xué)生要具體完成的任務(wù)，以致于取得更好的教學(xué)效果。

The Research and Practice on the teaching of Operating System Course Practice

Huang Tinghui

(School of Computer and Control. Guilin University of Electronic Technology guilin, guangxi, china 541004)

Abstract: Practice teaching is absolutely necessarily in operating system teaching. After explorer and practice of high school operating system course teaching, one method is put forward, that is, students take GeekOS as teaching platform, Bochs PC simulator as debug and compile tool, program to expand the function of GeekOS. In this way, students can participate in design of operating system. The practice in teaching has proved to be good understanding the theory of operating system , resulting a better teaching effect.

Keywords: operating system, practice teaching, teaching operating system, GeekOS

參考文獻(xiàn)

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篇9

操作系統(tǒng)是高等學(xué)校計(jì)算機(jī)類專業(yè)的一門核心專業(yè)基礎(chǔ)課程，其在計(jì)算機(jī)課程體系中處于重中之重的地位。學(xué)習(xí)本課程有助于學(xué)生對(duì)前期的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行整合、應(yīng)用與提升，形成對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的整體認(rèn)識(shí)。設(shè)計(jì)好該課程的實(shí)驗(yàn)課有助于學(xué)生形象和深刻地理解理論課中講述的概念、原理和技術(shù)，提升學(xué)習(xí)興趣，提高理論水平和大型軟件的開發(fā)能力。

1操作系統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀

操作系統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)一直是操作系統(tǒng)課程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。因重視程度、師資水平、學(xué)生基礎(chǔ)等種種因素的影響，各高校對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選取不一，難度也有差異。目前，國內(nèi)外高校操作系統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)主要采用四種模式[1][2]：1）模擬性實(shí)驗(yàn)是針對(duì)操作系統(tǒng)中一些典型功能或算法，如進(jìn)程調(diào)度、內(nèi)存分配、頁面置換、文件系統(tǒng)、死鎖檢測、磁盤調(diào)度等進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)，這種模式并不對(duì)真實(shí)的系統(tǒng)資源進(jìn)行訪問和修改；2）源代碼閱讀實(shí)驗(yàn)是通過閱讀并理解具體操作系統(tǒng)的源代碼以達(dá)到理解操作系統(tǒng)原理和技術(shù)的目的；3）操作系統(tǒng)內(nèi)核擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)是選擇一個(gè)內(nèi)核簡單的教學(xué)用操作系統(tǒng)，對(duì)基礎(chǔ)系統(tǒng)進(jìn)行完善和擴(kuò)展。根據(jù)內(nèi)核提供的接口，對(duì)相關(guān)模塊如進(jìn)程管理、進(jìn)程調(diào)度、進(jìn)程同步、虛擬存儲(chǔ)以及文件系統(tǒng)功能進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，通過實(shí)驗(yàn)學(xué)生可以對(duì)操作系統(tǒng)有一個(gè)相對(duì)完善的整體認(rèn)識(shí)；4）獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)內(nèi)核實(shí)驗(yàn)。國內(nèi)部分一流研究型大學(xué)要求學(xué)生獨(dú)立或合作實(shí)現(xiàn)一個(gè)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單但功能較完備的小型操作系統(tǒng)。通過構(gòu)造真正的操作系統(tǒng)來建立操作系統(tǒng)原理的整體概念，實(shí)驗(yàn)難度較大。

2河北地質(zhì)大學(xué)操作系統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容探索

為了配合河北地質(zhì)大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)“試點(diǎn)班”的教學(xué)改革，我院在操作系統(tǒng)課程實(shí)踐教學(xué)上進(jìn)行了深入的研究和探討，實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容經(jīng)歷了難度逐步加大的過程。第一階段，即在2010級(jí)和2011級(jí)學(xué)生中，借鑒了北京大學(xué)操作系統(tǒng)課程實(shí)踐教學(xué)模式，使用Nachos作為操作系統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，要求學(xué)生對(duì)Nachos操作系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)和完善；第二階段，即在2012級(jí)和2013級(jí)學(xué)生中，借鑒了南京大學(xué)操作系統(tǒng)實(shí)踐課程教學(xué)模式，要求學(xué)生設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)微型操作系統(tǒng)內(nèi)核。

2.1 基于Nachos操作系統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

Nachos是美國加州大學(xué)伯克萊分校在操作系統(tǒng)課程中已多次使用的操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)平臺(tái)，在美國很多大學(xué)中得到了應(yīng)用。Nachos（C++語言版）建立在一個(gè)軟件模擬的虛擬機(jī)之上，模擬了MIPS R2/3000的指令集、主存、中斷系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)以及磁盤系統(tǒng)等操作系統(tǒng)所必須的硬件系統(tǒng)，源碼有一萬多行。Nachos不是向?qū)W生展示一個(gè)成功的操作系統(tǒng)，而是讓學(xué)生在一個(gè)框架下發(fā)揮自己的創(chuàng)造性進(jìn)行擴(kuò)展[3-4]。

該實(shí)驗(yàn)主要是要求學(xué)生在閱讀和分析Nachos操作系統(tǒng)源碼的基礎(chǔ)上，掌握該操作系統(tǒng)框架，對(duì)線程管理模塊、內(nèi)存管理模塊和文件管理模塊進(jìn)行擴(kuò)展。具體如下：

1）線程管理模塊擴(kuò)展

在閱讀Nachos線程管理模塊源碼的基礎(chǔ)上，對(duì)線程管理模塊進(jìn)行擴(kuò)充。具體包括：擴(kuò)展線程的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，增加“用戶ID、線程ID”兩個(gè)數(shù)據(jù)成員，同時(shí)在Nachos現(xiàn)有的線程管理機(jī)制中增加對(duì)這兩個(gè)數(shù)據(jù)成員的維護(hù)機(jī)制；增加全局性線程管理機(jī)制，在Nachos中增加對(duì)線程數(shù)量的限制，使得Nachos中最多能夠同時(shí)存在128個(gè)用戶線程；擴(kuò)展同步機(jī)制，實(shí)現(xiàn)鎖和條件變量，并應(yīng)用Nachos中的信號(hào)量、鎖和條件變量，實(shí)現(xiàn)“生產(chǎn)者―消費(fèi)者問題”；擴(kuò)展線程調(diào)度算法，實(shí)現(xiàn)基于優(yōu)先級(jí)的搶占式調(diào)度算法。

2）存儲(chǔ)管理模塊擴(kuò)充

在閱讀Nachos存儲(chǔ)管理部分源碼的基礎(chǔ)上，對(duì)存儲(chǔ)管理模塊進(jìn)行擴(kuò)展。具體包括：擴(kuò)展TLB管理機(jī)制，增加異常處理功能，并為TLB機(jī)制實(shí)現(xiàn)一種合適的頁面替換算法，以盡可能避免系統(tǒng)顛簸的產(chǎn)生；設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)全局性的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（如空閑鏈表、位圖等）來進(jìn)行內(nèi)存的分配和回收，并記錄當(dāng)前內(nèi)存的使用狀態(tài)；打破Nachos的單線程限制，使得Nachos系統(tǒng)支持多個(gè)線程同時(shí)存在于內(nèi)存中；基于TLB機(jī)制的異常處理和頁面替換算法的實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)缺頁中斷處理。

3）文件管理模塊擴(kuò)充

在閱讀Nachos文件系統(tǒng)相關(guān)源碼的基礎(chǔ)上，理解Nachos文件系統(tǒng)的工作原理，對(duì)文件管理模塊進(jìn)行擴(kuò)充。具體包括：擴(kuò)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(kuò)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(dòng)態(tài)調(diào)整文件長度；對(duì)文件的創(chuàng)建操作和寫入操作進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷模允蛊浞蠈?shí)踐要求。

2.2 基于微型操作系統(tǒng)內(nèi)核的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

微型操作系統(tǒng)內(nèi)核設(shè)計(jì)是從建立操作系統(tǒng)整體概念的思想出發(fā)，選擇最能反映操作系統(tǒng)核心技術(shù)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，像“搭積木”一樣逐步構(gòu)建操作系統(tǒng)[5-6]。基于Ubuntu操作系統(tǒng)上搭建的Bochs虛擬環(huán)境作為微型操作系統(tǒng)的硬件平臺(tái)，設(shè)計(jì)下述幾個(gè)循序漸進(jìn)的實(shí)驗(yàn)單元[7-8]。

1）引導(dǎo)程序

引導(dǎo)程序的本質(zhì)是將位于外存上的應(yīng)用程序或系統(tǒng)加載到內(nèi)存指定位置，并為其準(zhǔn)備好運(yùn)行環(huán)境。本實(shí)驗(yàn)單元分層次、循序漸進(jìn)展開以下實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：在引導(dǎo)程序中實(shí)現(xiàn)實(shí)模式到保護(hù)模式的切換；加載程序到內(nèi)存指定位置，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試。該實(shí)驗(yàn)階段，學(xué)生利用匯編語言搭建引導(dǎo)程序，深刻理解計(jì)算機(jī)啟動(dòng)之后至操作系統(tǒng)工作之前，計(jì)算機(jī)內(nèi)部的工作情況，為理解操作系統(tǒng)工作原理和操作系統(tǒng)內(nèi)核的設(shè)計(jì)和開發(fā)打下基礎(chǔ)。

2）進(jìn)程管理

在實(shí)驗(yàn)（1）基礎(chǔ)之上實(shí)現(xiàn)微內(nèi)核操作系統(tǒng)的進(jìn)程管理功能。該實(shí)驗(yàn)單元依次展開以下實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)：進(jìn)程創(chuàng)建、進(jìn)程調(diào)度、進(jìn)程同步機(jī)制、進(jìn)程通信機(jī)制。

學(xué)生在完成理論課學(xué)習(xí)及部分Linux相關(guān)源碼閱讀的基礎(chǔ)上，完成該部分實(shí)驗(yàn)。其中進(jìn)程創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括進(jìn)程PCB定義、內(nèi)核初始化、idel進(jìn)程創(chuàng)建、內(nèi)核進(jìn)程創(chuàng)建等；進(jìn)程調(diào)度實(shí)驗(yàn)需要進(jìn)行系統(tǒng)中斷設(shè)置、進(jìn)程隊(duì)列管理、調(diào)度算法設(shè)計(jì)等；進(jìn)程同步機(jī)制實(shí)驗(yàn)主要實(shí)現(xiàn)PV操作，并通過生產(chǎn)者消費(fèi)者問題進(jìn)行驗(yàn)證。進(jìn)程通信實(shí)驗(yàn)主要實(shí)現(xiàn)基于消息的進(jìn)程通信機(jī)制，保證內(nèi)核進(jìn)程之間的正確通信。通過該實(shí)驗(yàn)單元，學(xué)生可站在內(nèi)核角度，深刻理解進(jìn)程實(shí)體、調(diào)度機(jī)制；掌握進(jìn)程同步及通信原理，為深刻理解操作系統(tǒng)并發(fā)的概念奠定基礎(chǔ)。

3）內(nèi)存管理

在實(shí)驗(yàn)（2）基礎(chǔ)之上進(jìn)行微內(nèi)核操作系統(tǒng)內(nèi)存管理模塊的設(shè)計(jì)和開發(fā)。該實(shí)驗(yàn)單元主要包括物理內(nèi)存管理、分頁機(jī)制及地址映射、用戶進(jìn)程創(chuàng)建等內(nèi)容。在實(shí)現(xiàn)內(nèi)存管理基礎(chǔ)之上，構(gòu)建用戶進(jìn)程。通過該實(shí)驗(yàn)單元，學(xué)生可站在內(nèi)核角度，深刻理解分頁機(jī)制、地址映射等概念，把握操作系統(tǒng)內(nèi)存管理的本質(zhì)。

4）系統(tǒng)調(diào)用

在實(shí)驗(yàn)（3）基礎(chǔ)之上實(shí)現(xiàn)簡單的系統(tǒng)調(diào)用fork（）、exit（）等。通過該實(shí)驗(yàn)單元，幫助學(xué)生理解操作系統(tǒng)為用戶提供服務(wù)的方式，體會(huì)系統(tǒng)調(diào)用的本質(zhì)。

3 操作系統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)的實(shí)施方案

為了保質(zhì)保量地完成操作系統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，獲得理想的教學(xué)效果，在實(shí)施過程中采取了下述措施。

1）本著“理論和實(shí)踐兩手都要硬”的原則，對(duì)操作系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課程實(shí)行單列，即脫離其理論課程母體，獨(dú)立作為一門課程設(shè)置。

2）在操作系統(tǒng)理論教學(xué)過程中滲入linux源代碼分析環(huán)節(jié)。例如，對(duì)進(jìn)程控制部分原理講解后，對(duì) Linux0.11版本中相應(yīng)的代碼片段進(jìn)行分析，以達(dá)到原理與實(shí)現(xiàn)相結(jié)合的目的，從而給實(shí)踐教學(xué)中相應(yīng)實(shí)驗(yàn)單元的代碼實(shí)現(xiàn)提供參考。

3）為了協(xié)調(diào)理論講解和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的進(jìn)度，在時(shí)間安排上進(jìn)行了跨學(xué)期設(shè)計(jì)。例如，基于Nachos操作系統(tǒng)的前兩個(gè)實(shí)驗(yàn)與理論課同學(xué)期安排；因操作系統(tǒng)理論課中的文件管理部分內(nèi)容在學(xué)期末講解，則將第三個(gè)實(shí)驗(yàn)即文件管理模塊擴(kuò)充實(shí)驗(yàn)安排在暑假，利用兩周時(shí)間集中完成，第二學(xué)期再進(jìn)行項(xiàng)目驗(yàn)收；因?yàn)榛谖⑿筒僮飨到y(tǒng)的引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)跟操作系統(tǒng)的先修課程結(jié)合緊密，并且可以打破一個(gè)實(shí)用操作系統(tǒng)裝載運(yùn)行的神秘感，為此安排在操作系統(tǒng)開課前的寒假集中完成，其他實(shí)驗(yàn)與理論課同學(xué)期進(jìn)行。

4）UNIX程序設(shè)計(jì)課程與操作系統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)協(xié)調(diào)安排。首先讓學(xué)生通過UNIX程序設(shè)計(jì)課程掌握系統(tǒng)調(diào)用的功能及應(yīng)用，產(chǎn)生感性認(rèn)識(shí)，使得其在完成操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)單元的某些系統(tǒng)調(diào)用的實(shí)現(xiàn)時(shí)目標(biāo)明確，思路清晰。

5）加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)過程管理，弱化對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的評(píng)判。教師嚴(yán)格把控實(shí)驗(yàn)進(jìn)度，每個(gè)實(shí)驗(yàn)單元完成后，教師逐一嚴(yán)格驗(yàn)收程序，認(rèn)真批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并進(jìn)行總結(jié)和講評(píng)，幫助學(xué)生在實(shí)踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，從感性認(rèn)識(shí)上升為理性認(rèn)識(shí)。

4 操作系統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)效果

2010、2011級(jí)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)“試點(diǎn)班”所有學(xué)生都能讀懂Nachos操作系統(tǒng)給的源碼并進(jìn)行改進(jìn)和功能擴(kuò)充，大大提高了其開發(fā)和調(diào)試底層軟件的能力、開發(fā)大型復(fù)雜軟件的能力和獨(dú)立解決實(shí)際問題的能力，部分學(xué)生的軟件開發(fā)能力達(dá)到甚至超過國內(nèi)著名重點(diǎn)大學(xué)學(xué)生的水平。國防科大計(jì)算機(jī)學(xué)院的教師來我院訪問交流，對(duì)學(xué)生的操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成果進(jìn)行了觀摩，給予了充分肯定。2010級(jí)秦棟同學(xué)在求職面試時(shí)講述了自己完成Nachos操作系統(tǒng)的項(xiàng)目經(jīng)歷，收到面試官的認(rèn)可；2010級(jí)劉歡、2011級(jí)石雯、2012級(jí)楊超杰等同學(xué)在中科院軟件所研究生復(fù)試時(shí)匯報(bào)了自己的操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)作品，均獲得了較高的復(fù)試成績。2011級(jí)田天和陳瑞同學(xué)在中科大選擇跟操作系統(tǒng)相關(guān)的研究題目并能順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，這跟他們?cè)诓僮飨到y(tǒng)實(shí)驗(yàn)中動(dòng)手能力的提高不無關(guān)系。學(xué)生們的種種表現(xiàn)說明這些學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力不遜于重點(diǎn)大學(xué)的學(xué)生，也是對(duì)我們實(shí)踐教學(xué)改革的極大肯定。

5 結(jié)束語

操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心組成部分，課程的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容也隨著教學(xué)改革的進(jìn)展進(jìn)行合理調(diào)整和更新。該課程實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)使學(xué)生在復(fù)雜軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方面得到一次十分重要的工程訓(xùn)練，在專業(yè)能力方面獲得顯著提升。而這一訓(xùn)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(xué)改革仍在探索之中，提高操作系統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量，需要從課程實(shí)踐的內(nèi)容設(shè)置、實(shí)施等方面進(jìn)行思考、探索、實(shí)踐和總結(jié)，結(jié)合每一學(xué)年具體的教學(xué)進(jìn)度和學(xué)生實(shí)際能力的差異進(jìn)行調(diào)整，由淺入深、循序漸進(jìn)地展開，以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)綜合能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升教學(xué)質(zhì)量的目的，為學(xué)生未來從事高性能應(yīng)用軟件的開發(fā)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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篇10

基金項(xiàng)目：本文系“國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目”（項(xiàng)目編號(hào)：50907012）的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642.1?????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?????文章編號(hào)：1007-0079（2012）24-0040-02

“變電站綜合自動(dòng)化”一直是廣西大學(xué)電氣工程學(xué)院本科生的專業(yè)限選課，共36個(gè)學(xué)時(shí)。該課程主要包括變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，數(shù)字量和模擬量I/O通道的組成和原理，交流采樣常用算法的分析，低頻減載備用自投等智能裝置，微機(jī)保護(hù)裝置，數(shù)據(jù)通訊原理和技術(shù)，提高變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)可靠性措施等。其目的是讓學(xué)生掌握變電站設(shè)備的工作原理及運(yùn)行特點(diǎn)，使學(xué)生掌握變電運(yùn)行崗位所需要的相關(guān)技術(shù)、規(guī)章制度、設(shè)備巡視的方法及要求，具有對(duì)變電站異常和事故處理的能力。然而，僅靠課堂的理論講授，是不可能讓學(xué)生真正掌握如此多的內(nèi)容。且其中涉及到現(xiàn)場的實(shí)際設(shè)備的運(yùn)行，大部分學(xué)生對(duì)現(xiàn)場設(shè)備很陌生，“填鴨式”的講授讓課堂顯得枯燥無味，教學(xué)效果差，難以達(dá)到教學(xué)目的。因此，經(jīng)過幾年的教學(xué)實(shí)踐，不局限于課堂的講授，將變電站綜合自動(dòng)化的內(nèi)容融入?yún)⒂^實(shí)習(xí)、理論講授、課程設(shè)計(jì)、綜合實(shí)驗(yàn)與畢業(yè)設(shè)計(jì)等多個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中，調(diào)度學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，真正參與其中的設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)，不僅減輕了學(xué)生“抽象”學(xué)習(xí)的壓力，且學(xué)生能在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中感受到學(xué)習(xí)樂趣，增加學(xué)習(xí)的興趣，進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)習(xí)的思維，部分學(xué)生還能有所創(chuàng)新，收到良好的教學(xué)效果。

一、變電站參觀

“百聞不如一見”，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)之前現(xiàn)對(duì)設(shè)備進(jìn)行認(rèn)識(shí)，引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的好奇心，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的興趣。主要參觀和認(rèn)識(shí)變壓器、互感器、刀閘、開關(guān)等一次設(shè)備及監(jiān)控系統(tǒng)、微機(jī)保護(hù)、備用自投及低頻減載等二次設(shè)備，掌握變電站運(yùn)行的安全知識(shí)，體驗(yàn)現(xiàn)場運(yùn)行工作環(huán)境。參觀分為觀前準(zhǔn)備、參觀及觀后總結(jié)三個(gè)環(huán)節(jié)。觀前準(zhǔn)備主要目的是加強(qiáng)參觀的效果，主要包括搜集整理變電站主要一、二次設(shè)備以及變電站運(yùn)行方面的相關(guān)知識(shí)和資料，熟悉變電站電氣主接線、主要電氣設(shè)備構(gòu)成，了解電氣設(shè)備的布置，了解電氣運(yùn)行的有關(guān)知識(shí)。參觀內(nèi)容設(shè)置如表1所示。觀后總結(jié)是必要和關(guān)鍵的一環(huán)，讓學(xué)生進(jìn)一步加深對(duì)整個(gè)參觀過程的理解和認(rèn)識(shí)，認(rèn)真思考變電站運(yùn)行的特點(diǎn)，從而起到事半功倍的作用。

二、理論講授

綜合自動(dòng)化是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，平淡的敘述往往會(huì)讓學(xué)生感到枯燥無味，課堂氣氛沉悶。教師應(yīng)充分利用現(xiàn)代教學(xué)中多媒體的直觀性、圖文聲像及動(dòng)態(tài)性等優(yōu)勢，向?qū)W生提供豐富、清晰及真實(shí)的背景資料，反映知識(shí)在實(shí)際中運(yùn)用的方法，以便學(xué)生形成自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。如在講述時(shí)，可以用相機(jī)拍下具體裝置元件部分的照片，輔以說明，這樣可以增強(qiáng)學(xué)生的視覺效果，而且讓學(xué)生有種真實(shí)的感覺，從而更容易接受教師所講述的內(nèi)容。

例如，在介紹變電站微機(jī)保護(hù)硬件裝置時(shí)，介紹完微機(jī)保護(hù)硬件邏輯圖（圖1），應(yīng)輔以實(shí)際的硬件圖（圖2）。以加深學(xué)生的理解，加強(qiáng)其理論與實(shí)際的聯(lián)系，縮短認(rèn)識(shí)上的差距。

理論講述的內(nèi)容主要包括：變電站綜合自動(dòng)化概述、變電站綜合自動(dòng)化信息的測量和采集，變電站的通信系統(tǒng)，變電站監(jiān)控系統(tǒng)，變電站微機(jī)保護(hù)，變電站低頻減負(fù)荷控制、變電站電壓和無功功率控制，備用電源自投入裝置，小電流接地系統(tǒng)單相接地故障檢測，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性問題。

三、課程設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)是學(xué)習(xí)專業(yè)技術(shù)課所需的必要教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)通過課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐，鞏固和掌握專業(yè)知識(shí)，并為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)做好必要的準(zhǔn)備。通過課程設(shè)計(jì)使學(xué)生接觸和了解局部設(shè)計(jì)從收集、方案比較、計(jì)算、繪圖的過程。培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算和繪圖的設(shè)計(jì)能力。表2為作者設(shè)計(jì)的關(guān)于變電站綜合自動(dòng)化的課程設(shè)計(jì)方案，供廣大師生參考。

四、綜合實(shí)驗(yàn)

綜合實(shí)驗(yàn)的目的是通過實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)鞏固和加深對(duì)電力系統(tǒng)相關(guān)理論課程的理解，達(dá)到對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方法和操作技能訓(xùn)練的目的。鑒于數(shù)據(jù)通信是綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，因此設(shè)置了如表3所示的兩個(gè)通信實(shí)驗(yàn)。

五、畢業(yè)設(shè)計(jì)

本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本教學(xué)目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能的能力，提高分析和解決問題的能力，初步掌握科學(xué)研究的基本方法。通過綜合自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)，要求學(xué)生得到以下多方面能力的培養(yǎng)。

設(shè)計(jì)題目一：變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

目的：

（1）了解變電站綜合自動(dòng)化的基本概念及重要意義；

（2）熟悉變電站綜合自動(dòng)化的基本結(jié)構(gòu)及要求；

（3）掌握變電站綜合自動(dòng)化的基本結(jié)構(gòu)及要求；

（4）掌握變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的功能、結(jié)構(gòu)；

（5）掌握變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)功能及其工作原理。

任務(wù)：

（1） 根據(jù)變電站的一次電氣接線圖，設(shè)計(jì)一個(gè)合理的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)；

（2）根據(jù)要求設(shè)計(jì)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；

（3） 設(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)，并根據(jù)實(shí)際情況對(duì)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行選型；

（4）設(shè)計(jì)微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)，并根據(jù)實(shí)際情況對(duì)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行選型；

（5）設(shè)計(jì)其他智能裝置，并根據(jù)實(shí)際情況對(duì)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行選型；

（6） 繪制所設(shè)計(jì)的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及原理圖。

設(shè)計(jì)題目二：基于通用組態(tài)軟件的變電站監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

目的：

（1）掌握變電站運(yùn)行的特點(diǎn)；

（2）掌握變電站的基本操作內(nèi)容；

（3）掌握變電站監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；

（4）掌握變電站監(jiān)控系統(tǒng)的功能。

要求：

（1） 靈活使用通用組態(tài)軟件；

（2）利用通用組態(tài)軟件繪制變電站一次接線圖；

（3） 實(shí)現(xiàn)站內(nèi)各數(shù)據(jù)量的采集；

（4） 實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫的鏈接；

（5） 實(shí)現(xiàn)圖形界面與數(shù)據(jù)庫的鏈接；

（6） 實(shí)現(xiàn)Web信息功能。

六、結(jié)語

變電站是電力網(wǎng)中的線路連接點(diǎn)，是用來變換電壓、功率和匯集、分配電能的設(shè)施，是電力系統(tǒng)中輸配電的重要一環(huán)。變電站綜合自動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備監(jiān)視、控制和保護(hù)自動(dòng)化、智能化，提高保護(hù)、控制的可靠性和電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行水平的重要保障，該課程是電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生的重要專業(yè)課程。本文通過設(shè)置變電站認(rèn)知實(shí)習(xí)、理論講授、課程設(shè)計(jì)、綜合實(shí)驗(yàn)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等多個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，加深學(xué)生對(duì)變電站一次、二次設(shè)備的理解，縮短理論與實(shí)踐的差距，從而達(dá)到良好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

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篇11

一、傳統(tǒng)教學(xué)模式下電子技術(shù)課開設(shè)的現(xiàn)狀

電子技術(shù)是一門理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程。在高職通信類專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中，電子技術(shù)的教學(xué)目標(biāo)是：培養(yǎng)學(xué)生的電工電子應(yīng)用職業(yè)能力，包括熟悉元器件與性能、掌握基本電路分析方法、熟悉電工電子一般應(yīng)用、熟練使用常見儀器儀表；在課程學(xué)習(xí)的過程中培養(yǎng)方法能力與社會(huì)能力；為專業(yè)領(lǐng)域課的學(xué)習(xí)奠定電工電子基本理論知識(shí)。在教學(xué)組織方式上，囿于傳統(tǒng)學(xué)科體系的課程組織方式和講授式的教學(xué)模式，電子技術(shù)課普遍采用了“理論課程+實(shí)驗(yàn)教學(xué)+實(shí)習(xí)課程”的分設(shè)方式。仍然遵循著課程、實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)分離開設(shè)，一學(xué)期理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)，另一學(xué)期再實(shí)習(xí)；一位老師講授理論，另一位再指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)。在教學(xué)內(nèi)容上，電路分析、模擬電子和數(shù)字電子的理論知識(shí)體系嚴(yán)謹(jǐn)慎密，但實(shí)驗(yàn)基本以實(shí)驗(yàn)箱驗(yàn)證測試為主，設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)較少，學(xué)生常常是為完成實(shí)驗(yàn)而實(shí)驗(yàn)，很難將實(shí)驗(yàn)上升到知識(shí)；實(shí)習(xí)則用1～2周，完成某單一電路安裝為主。在教學(xué)考評(píng)上，一般以單獨(dú)的理論筆試、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證操作、實(shí)習(xí)操作等終結(jié)性考核為主，輔以平時(shí)出勤與紀(jì)律的考核。與本科相比，高職學(xué)生底子相對(duì)薄、基礎(chǔ)相對(duì)弱，對(duì)單純的知識(shí)講授感到乏味，學(xué)習(xí)積極性不高，甚至厭倦電子技術(shù)的學(xué)習(xí)。學(xué)科化的電子技術(shù)課程體系和授受式教學(xué)模式，在高校精英教育時(shí)期，以及在學(xué)生素質(zhì)較高、學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)、邏輯思維較好的學(xué)生中，發(fā)揮了重要的作用。但是隨著高職進(jìn)一步放寬入學(xué)門檻，高職學(xué)生普遍趨于行為導(dǎo)向能力和感知能力較強(qiáng)，對(duì)策略性體驗(yàn)型知識(shí)易于掌握。因此，電路與電子技術(shù)課就亟需改革傳統(tǒng)學(xué)科化的課程組織模式和授受式的教學(xué)模式。

二、通信類專業(yè)的電子技術(shù)知識(shí)與技能需求

通過對(duì)高職通信類專業(yè)面向的主要從業(yè)崗位職責(zé)進(jìn)行調(diào)研，分析提煉崗位工作典型任務(wù)，湹清通信類專業(yè)崗位的核心職業(yè)能力，分析核心職業(yè)能力所在的專業(yè)領(lǐng)域課程，建立通信類專業(yè)核心職業(yè)能力對(duì)電路與電子知識(shí)技能的主要需求關(guān)系。

三、以項(xiàng)目為載體的電子課體系建構(gòu)設(shè)計(jì)

以項(xiàng)目為載體的工學(xué)一體化，就是把項(xiàng)目作為學(xué)習(xí)載體，教學(xué)以項(xiàng)目任務(wù)的形式開展。重構(gòu)以項(xiàng)目為載體的電子技術(shù)課基本思路是：先選擇合適的載體，即設(shè)計(jì)出能承載圖1中技能和知識(shí)點(diǎn)的項(xiàng)目。在實(shí)施項(xiàng)目的過程中，通過學(xué)生主動(dòng)參與項(xiàng)目的“咨詢、決策、計(jì)劃、實(shí)施、檢查、總結(jié)”，教師對(duì)項(xiàng)目任務(wù)進(jìn)行“布置、引導(dǎo)、提問、檢查、小結(jié)、反饋”，從而達(dá)成電子技術(shù)課的教學(xué)目標(biāo)，完成“電路電子能力+方法能力+社會(huì)能力”的培養(yǎng)。電子技術(shù)課程的知識(shí)與技能包括四個(gè)部分：電工與電路、模擬電子、數(shù)字電路和常見儀器儀表。但高職通信類專業(yè)一般只包括圖1所列的24個(gè)基本知識(shí)點(diǎn)。為此只需對(duì)應(yīng)選擇相應(yīng)的有效載體，如圖2所示，可選擇7個(gè)項(xiàng)目24個(gè)子任務(wù)，來承載24個(gè)知識(shí)點(diǎn)并完成相應(yīng)的知識(shí)與技能。

四、以學(xué)生為主體的電子課教學(xué)模式構(gòu)建

選定了7個(gè)載體24個(gè)子任務(wù)，逐一明確每個(gè)任務(wù)引導(dǎo)知識(shí)點(diǎn)，其設(shè)計(jì)思路即體現(xiàn)了以學(xué)生為主體的教學(xué)思想，但還需站在高職學(xué)生的認(rèn)知水平去組織教學(xué)。先引導(dǎo)知識(shí)點(diǎn)，再采取“關(guān)聯(lián)、主動(dòng)、合作、對(duì)話”的方式去實(shí)現(xiàn)工學(xué)結(jié)合的教學(xué)。即在在關(guān)聯(lián)方面，情境化的設(shè)置，體現(xiàn)真實(shí)工作場景，使學(xué)生身臨其境。在主動(dòng)方面，讓學(xué)生領(lǐng)受任務(wù)任務(wù)閱資料制定計(jì)劃，分析解決問題并進(jìn)行具體實(shí)施。在合作方面，小組討論提升團(tuán)隊(duì)能力。在對(duì)話方面，學(xué)生展現(xiàn)項(xiàng)目，書面和口頭總結(jié)策略、步驟，展現(xiàn)成果。實(shí)現(xiàn)電子技術(shù)工學(xué)結(jié)合教學(xué)模式的路徑：一是要設(shè)計(jì)編寫項(xiàng)目任務(wù)所需的引導(dǎo)講義；二是要準(zhǔn)備項(xiàng)目任務(wù)書材料；三是要建立任務(wù)所需的教學(xué)情境并做好準(zhǔn)備；四是要合理教學(xué)調(diào)度安排。通過項(xiàng)目設(shè)計(jì)、任務(wù)引導(dǎo)、情境設(shè)置、學(xué)生咨詢決策計(jì)劃、討論實(shí)施總結(jié)、教師點(diǎn)評(píng)、布置作業(yè)等步驟，達(dá)到“讓我去做，我會(huì)理解”的目的，從而實(shí)現(xiàn)電子技術(shù)課的教學(xué)目標(biāo)。

五、構(gòu)建知識(shí)與技能并重的考核評(píng)價(jià)

課程評(píng)價(jià)是教學(xué)過程必備的重要環(huán)節(jié)，既要達(dá)到考核目的又要能調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性。電子技術(shù)課教學(xué)改革后，需要過程評(píng)價(jià)和終結(jié)評(píng)價(jià)結(jié)合，也需要知識(shí)考核和項(xiàng)目動(dòng)手技能相結(jié)合。考核方式的設(shè)計(jì)，著重要體現(xiàn)完成任務(wù)與掌握知識(shí)并重，知識(shí)融于任務(wù)過程。避免改革后出現(xiàn)輕知識(shí)的情況，考核方式建議包括：平時(shí)成績由任務(wù)引導(dǎo)的準(zhǔn)備與提問、分工與提交的任務(wù)方案計(jì)劃、任務(wù)總結(jié)發(fā)言情況、作業(yè)練習(xí)等環(huán)節(jié)構(gòu)成；項(xiàng)目成績由任務(wù)進(jìn)程中的觀察記錄、制作項(xiàng)目結(jié)果情況、操作規(guī)范情況等構(gòu)成；筆試成績由單元知識(shí)測試、半期筆試、期末筆試等構(gòu)成。

六、結(jié)語

實(shí)施高職通信類專業(yè)電子技術(shù)課教學(xué)改革，著重體現(xiàn)了以學(xué)生為主體的教學(xué)情境構(gòu)建、以項(xiàng)目為載體的課程設(shè)計(jì)、以教學(xué)做一體化的教學(xué)模式構(gòu)建、以過程評(píng)價(jià)和終結(jié)考核相結(jié)合的考評(píng)方式設(shè)計(jì)。突出學(xué)生參與電子項(xiàng)目后再上升到知識(shí)的過程，契合了高職學(xué)生的思維模式，有助于提高學(xué)習(xí)的愉悅度，從而提高電子技術(shù)技能和知識(shí)素養(yǎng)，為后續(xù)通信職業(yè)能力奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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篇12

一、綜合設(shè)計(jì)課程定義與設(shè)置意義

1.綜合設(shè)計(jì)課程

羅伯特?杜雷邇給出了綜合設(shè)計(jì)課程的定義：“本科最后階段開設(shè)的課程，具有頂點(diǎn)性及體驗(yàn)性特點(diǎn)，其目標(biāo)是把大學(xué)階段學(xué)到的細(xì)碎的知識(shí)整合為統(tǒng)一的整體。為學(xué)生提供成功的體驗(yàn)并憧憬的未來。”因此，綜合設(shè)計(jì)課程是為高年級(jí)工程類學(xué)科學(xué)生開設(shè)的整合性課程，是讓學(xué)生整合、拓展、思辨和應(yīng)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)和專業(yè)技能，具有培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和幫助學(xué)生從學(xué)校順利向?qū)I(yè)工作崗位過渡的功能，為塑造學(xué)生可持續(xù)的職業(yè)發(fā)展能力打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

過去的課程設(shè)置在一定程度上未能充分強(qiáng)調(diào)課程之間的聯(lián)系，也未能突出通識(shí)教育與專業(yè)教育間的固有關(guān)系，更缺乏從實(shí)際工程需求出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生跨學(xué)科整合多門課的知識(shí)（不限于專業(yè)知識(shí)）進(jìn)行綜合實(shí)踐的導(dǎo)向。而學(xué)生只有通過把多門課程共同聯(lián)系起來做一個(gè)完整的實(shí)踐性活動(dòng)，才可能認(rèn)識(shí)到課程間的實(shí)際聯(lián)系，掌握不同分工配合，理解團(tuán)隊(duì)協(xié)作的技巧，最終建立起對(duì)未來職業(yè)成就感的憧憬，并鍛煉其作為工程負(fù)責(zé)人的領(lǐng)導(dǎo)能力。

2.普渡大學(xué)土木工程專業(yè)設(shè)置綜合設(shè)計(jì)課程的意義

綜合設(shè)計(jì)課程設(shè)置的意義需要從兩個(gè)方面來理解：第一，支持學(xué)生深層次學(xué)習(xí)；第二，幫助學(xué)生從學(xué)校向?qū)I(yè)工作崗位順利過渡。

（1）支持學(xué)生深層次學(xué)習(xí)。綜合設(shè)計(jì)課程為學(xué)生提供整合己獲得的知識(shí)、技能和態(tài)度等的機(jī)會(huì)。深層次學(xué)習(xí)是一種基于理解、深入鉆研、學(xué)用結(jié)合和自我反思的高等級(jí)學(xué)習(xí)，區(qū)別于淺層次學(xué)習(xí)中單純的“教師傳遞知識(shí)一學(xué)生接受知識(shí)”的模式。綜合設(shè)計(jì)課程在充分考慮學(xué)生個(gè)人興趣與選擇的情況下，努力激發(fā)學(xué)生內(nèi)在的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，要求學(xué)生把已有知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)及能力應(yīng)用于真實(shí)的生活場景，找到解決問題的突破口，并學(xué)會(huì)多維度評(píng)價(jià)已有的方案并加以改善。通過具體問題導(dǎo)向的學(xué)習(xí)行為，學(xué)生在總結(jié)反思已有知識(shí)、提升專業(yè)技能、理解職業(yè)精神的過程中，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)自身知識(shí)體系的“重構(gòu)”，從而拓展綜合視野并促進(jìn)個(gè)人綜合能力的提升。

波特蘭州立大學(xué)自1994開始就要求高年級(jí)學(xué)生從230門綜合設(shè)計(jì)課程中至少選擇1門作為最低學(xué)分畢業(yè)條件。在該課程中，學(xué)生以小組團(tuán)隊(duì)的形式，通過完成一個(gè)綜合項(xiàng)目，把以往專業(yè)課程內(nèi)容與社會(huì)中的實(shí)際問題結(jié)合起來，最終達(dá)到課程要求的四個(gè)能力目標(biāo)：交際能力，批判思維能力，道德的或社會(huì)的責(zé)任感，以及對(duì)人類經(jīng)驗(yàn)多樣性的欣賞能力。經(jīng)過統(tǒng)計(jì)，目前最受歡迎的綜合設(shè)計(jì)課程項(xiàng)目為申請(qǐng)撥款、移民和難民定居、小型商業(yè)項(xiàng)目咨詢、工程設(shè)計(jì)和公共關(guān)系，都是需要較強(qiáng)的協(xié)作關(guān)系尚能完成的項(xiàng)目。

（2）幫助學(xué)生從學(xué)校向職場順利過渡。2014年西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院完成的企業(yè)用人單位調(diào)查問卷數(shù)據(jù)顯示，社會(huì)對(duì)于學(xué)生的專業(yè)實(shí)踐水平、溝通能力及團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)等方面尚有更高的期待。綜合設(shè)計(jì)課程正是為了積極滿足用人單位的實(shí)際需求，注重課程與具體項(xiàng)目的結(jié)合性，通過多樣化的教學(xué)方法和多元化的教學(xué)評(píng)價(jià)，挖掘?qū)W生各方面的能力與素質(zhì)，幫助學(xué)生成長，為學(xué)生介入實(shí)際工程工作做好準(zhǔn)備。

綜合設(shè)計(jì)課程要求學(xué)生完成一些應(yīng)用性的實(shí)踐項(xiàng)目，如服務(wù)性實(shí)習(xí)、實(shí)習(xí)等，通過參加這些項(xiàng)目，學(xué)生把先前所學(xué)知識(shí)和技能應(yīng)用于解決實(shí)際問題，有助于更加全面系統(tǒng)地培養(yǎng)起更具適應(yīng)性的專業(yè)素質(zhì)，具體表現(xiàn)為：在專業(yè)知識(shí)和技能方面，通過整合已有知識(shí)、提升專業(yè)技能，學(xué)生初步完成對(duì)自身知識(shí)和技能體系的構(gòu)建。在職業(yè)精神和素養(yǎng)方面，提升團(tuán)隊(duì)合作能力、獨(dú)立決策能力、溝通交流能力等。在專業(yè)意識(shí)和品質(zhì)方面，提升安全、質(zhì)量、責(zé)任意識(shí)，可持續(xù)發(fā)展意識(shí)，以及倫理道德等。在實(shí)踐方面，提升動(dòng)手能力，發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力，以及自我評(píng)價(jià)和評(píng)價(jià)他人的能力等。通過這些素質(zhì)的培養(yǎng)和能力的提升，學(xué)生的職場競爭力和適應(yīng)性大大增強(qiáng)，為進(jìn)入職業(yè)領(lǐng)域做好了準(zhǔn)備。

3.綜合設(shè)計(jì)課程中的知識(shí)重構(gòu)

基于五項(xiàng)基本的學(xué)習(xí)活動(dòng)（團(tuán)隊(duì)合作、解決問題、決策制定，批判性思維以及信息溝通），在綜合設(shè)計(jì)課程中整合相關(guān)的零碎的學(xué)科知識(shí)，從被動(dòng)接受知識(shí)到關(guān)聯(lián)碎片知識(shí)，在實(shí)踐中獲得經(jīng)驗(yàn)，提煉、重構(gòu)知識(shí)體系并應(yīng)用于實(shí)踐。圖1展現(xiàn)了基于五項(xiàng)基本學(xué)習(xí)活動(dòng)的綜合設(shè)計(jì)課程知識(shí)重構(gòu)體系。

二、普渡大學(xué)土木工程綜合設(shè)計(jì)課程教學(xué)要求

普渡大學(xué)土木工程綜合設(shè)計(jì)課程按照“規(guī)劃、設(shè)計(jì)、土木工程分析”流程展_，是一個(gè)涉及盡可能多土木工程專業(yè)主要層面的、滿足綜合性和現(xiàn)實(shí)性的集體項(xiàng)目。該課程每學(xué)期招生30～120名學(xué)生，3個(gè)學(xué)分。課程按照?qǐng)F(tuán)隊(duì)授課，每周召開兩次團(tuán)隊(duì)會(huì)議，每次持續(xù)2個(gè)小時(shí)，會(huì)后有一個(gè)50分鐘的簡介會(huì)。這個(gè)課程的所有學(xué)生都被要求參加簡會(huì)。

課程負(fù)責(zé)人由專業(yè)實(shí)踐教學(xué)人員中的資深專家擔(dān)任，負(fù)責(zé)總體安排教學(xué)內(nèi)容并作為每個(gè)簡介會(huì)的發(fā)言人。課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員負(fù)責(zé)若干個(gè)簡介會(huì)，同時(shí)在辦公室會(huì)議中扮演咨詢顧問的角色。在課程開始前，要制定針對(duì)具體項(xiàng)目的綜合設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指南（RFP，Requests forProposal）。指南由課程負(fù)責(zé)人、指導(dǎo)教師、教學(xué)助理和項(xiàng)目負(fù)責(zé)人共同起草完成。

三、土木工程綜合設(shè)計(jì)課程的特點(diǎn)

1.組建課程團(tuán)隊(duì)

（1）團(tuán)隊(duì)標(biāo)識(shí)。在綜合設(shè)計(jì)課程中，每一個(gè)團(tuán)隊(duì)要設(shè)置代表自己團(tuán)隊(duì)特征和精神的LOGOS、信頭、圖紙標(biāo)題欄格式、表格格式來標(biāo)識(shí)自己。

（2）團(tuán)隊(duì)成員個(gè)性標(biāo)識(shí)。綜合設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)組成后，第一個(gè)活動(dòng)就是讓成員互相認(rèn)識(shí)，了解個(gè)性差異。普渡大學(xué)職業(yè)咨詢辦公室會(huì)對(duì)學(xué)生做個(gè)性類型介紹（比如：外向/內(nèi)向、敏感/直覺、思考/感受和判斷/感知），幫助團(tuán)隊(duì)成員學(xué)習(xí)和理解隊(duì)伍中各種各樣的個(gè)性類型，然后形成麥爾斯一布瑞格斯性格類型指標(biāo)分析報(bào)告，該報(bào)告可以反映出學(xué)生怎樣看待事物，如何做決策，確定自己的優(yōu)點(diǎn)，從中理解不同個(gè)性團(tuán)隊(duì)成員之間如何協(xié)同合作并為團(tuán)隊(duì)完成既定任務(wù)做出貢獻(xiàn)。

（3）團(tuán)隊(duì)組成。基于對(duì)學(xué)生所有學(xué)年平均成績、核心課程成績、工作經(jīng)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)軟件技能和麥爾斯一布瑞格斯性格類型指標(biāo)的分析，考慮團(tuán)隊(duì)平衡性因素，不同個(gè)性及成績的學(xué)生被分配到各個(gè)團(tuán)隊(duì)中。每個(gè)土木工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的規(guī)模在5～8名學(xué)生，取決于課程總體的注冊(cè)人數(shù)。5個(gè)團(tuán)隊(duì)共用一個(gè)辦公室，并配備一名工程經(jīng)理。根據(jù)教學(xué)人員和安排調(diào)度，一般不超過15個(gè)團(tuán)隊(duì)。工程經(jīng)理一般都是土木工程專業(yè)畢業(yè)的教學(xué)助理，有時(shí)會(huì)由來自社會(huì)團(tuán)體的志愿的專家人才來擔(dān)任。除了辦公室，團(tuán)隊(duì)還擁有一個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室，配備小型模型試驗(yàn)、工程計(jì)算、制圖等專業(yè)設(shè)備、軟件及相關(guān)參考資料。

（4）團(tuán)隊(duì)專業(yè)道德。綜合設(shè)計(jì)課程還強(qiáng)調(diào)行業(yè)道德及工程倫理教育，除了要求每個(gè)團(tuán)隊(duì)在公開會(huì)議中陳述其對(duì)與項(xiàng)目相關(guān)的專業(yè)道德的理解外，還將專業(yè)道德和工程倫理作為基礎(chǔ)課程考試的要求。

2.開展項(xiàng)目設(shè)計(jì)教學(xué)

在每個(gè)學(xué)期，所有團(tuán)隊(duì)圍繞同一個(gè)項(xiàng)目展開工作。這些項(xiàng)目均處于早期規(guī)劃階段，是真實(shí)的當(dāng)?shù)仨?xiàng)目。歷年來，這些項(xiàng)目的總體設(shè)計(jì)費(fèi)用為200～1000萬美元。比如，2010年綜合設(shè)計(jì)課程就是基于項(xiàng)目“Varsity softballcomplex”設(shè)計(jì)的，項(xiàng)目金額近400萬美元。項(xiàng)目開展流程如下：

①聽取項(xiàng)目規(guī)劃和管理介紹講座。

②每個(gè)團(tuán)隊(duì)研究RFP（Request forProposals），并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)按要求完成書面項(xiàng)目計(jì)劃書。

③在當(dāng)前學(xué)期的第二個(gè)月完成課程設(shè)計(jì)第一階段計(jì)劃書，并做口頭匯報(bào)展示。

④接下來，團(tuán)隊(duì)評(píng)估和修正他們的計(jì)劃書，作為課程設(shè)計(jì)第二階段提交成果的一部分內(nèi)容要求。

⑤個(gè)人和團(tuán)隊(duì)要分別詳細(xì)記錄每周的工作進(jìn)度和內(nèi)容。進(jìn)度表和項(xiàng)目費(fèi)用在最終成果評(píng)估中起到作用。

RFP幾乎和的真實(shí)項(xiàng)目一樣，關(guān)鍵的部分包括（見圖2）：如果需要，附加信息和信息需求回應(yīng)通過使用RTF的附錄提供。這為每個(gè)團(tuán)隊(duì)及時(shí)提供了同樣的信息。

3.社會(huì)參與教學(xué)

與項(xiàng)目有關(guān)的人員都被結(jié)合到綜合設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)過程中。此外，近期退休的當(dāng)?shù)毓こ處熞话阕鳛橹驹刚邊⑴c到課程中。對(duì)于普渡大學(xué)校園的項(xiàng)目，由普渡建筑師辦公室工作人員提出總體規(guī)劃，并給出該學(xué)期的綜合設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目適應(yīng)規(guī)劃建議。普渡大學(xué)設(shè)計(jì)與施工團(tuán)隊(duì)都會(huì)參與到課程設(shè)計(jì)中。在每周兩次的晨會(huì)上，來自當(dāng)?shù)毓镜墓こ處煏?huì)簡述當(dāng)?shù)赝聊竟こ虒?shí)施情況，包括公共事業(yè)設(shè)備、LEED案例學(xué)習(xí)、路面和交通條例、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、坡度折減和排水、工程預(yù)算、聯(lián)系和籌措資金的渠道以及項(xiàng)目交付方法，工程師會(huì)參與并協(xié)助提案評(píng)估，這也是課程成果的一部分。

在這些設(shè)施的設(shè)計(jì)與建設(shè)中，需要考慮的往往不僅僅是技術(shù)問題，還有社會(huì)影響。有鑒于此，簡報(bào)和提案展示會(huì)議會(huì)經(jīng)常包括西拉斐特的市長、一個(gè)或多個(gè)西拉斐特市議會(huì)成員、市政工程的職員、教師，以及那些即將使用這些設(shè)施的使用人。

引入上述多方人士對(duì)工程方案加以建議及評(píng)估的原因在于，設(shè)計(jì)和建設(shè)中經(jīng)常需要解決甲方需求、社會(huì)影響、可持續(xù)發(fā)展、城市形象、文化傳承等非技術(shù)問題。綜合設(shè)計(jì)課程帶給學(xué)生的確實(shí)不囿于專業(yè)技能和知識(shí)，而是建立起了工程技術(shù)和社會(huì)需求之間的橋梁，這些需求不僅僅是物質(zhì)的，還可能是非物質(zhì)的；不僅僅是短期，還可能是長期的，而這恰恰是培養(yǎng)高層次工程人才所需要突出的教育內(nèi)涵。

四、綜合設(shè)計(jì)課程案例

目前，大部分土建類綜合設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)大致分為兩個(gè)階段：

第一，概念設(shè)計(jì)方案階段，主要包括設(shè)施及其位置的概念設(shè)計(jì)、項(xiàng)目使用的規(guī)范、交通規(guī)劃等方面的內(nèi)容，該階段還包括備選方案在內(nèi)的輔內(nèi)容。

第二，方案建造實(shí)施階段，這個(gè)階段主要考慮方案實(shí)施過程中的組織協(xié)調(diào)、造價(jià)優(yōu)化、環(huán)保節(jié)能及財(cái)務(wù)管理等方面的內(nèi)容。

下面以普渡大學(xué)西拉法葉分校的總體規(guī)劃設(shè)計(jì)為課程案例，系統(tǒng)介紹圍繞該項(xiàng)目的課程設(shè)計(jì)要素及結(jié)構(gòu)體系。

1.概念設(shè)計(jì)方案及其備選方案分析

（1）概念設(shè)計(jì)。綜合設(shè)計(jì)課程中的概念設(shè)計(jì)重點(diǎn)突出了參數(shù)化概念設(shè)計(jì)，參數(shù)化概念設(shè)計(jì)可以成為推進(jìn)綠色建筑實(shí)踐的一種方法。它借助于邏輯推演和關(guān)系運(yùn)算，通過調(diào)整參數(shù)，優(yōu)化和建立參數(shù)概念模型以便于分析。

每個(gè)團(tuán)隊(duì)關(guān)于項(xiàng)目（包括備選的方案）的概念設(shè)計(jì)（考慮西拉法葉校區(qū)和普渡大學(xué)的總體規(guī)劃）包括：①列出該種類型項(xiàng)目使用的規(guī)范；②場地平面圖，包括建筑物分布、行車道和人行道規(guī)劃、停車場、公共設(shè)施，包含電力、水、天然氣、污水、電信光纖電纜的管道分布；③關(guān)鍵控制工程立面圖，設(shè)計(jì)考慮最大洪峰的影響；④交通計(jì)劃，包括來往的多種交通運(yùn)輸工具及在建過程中的交通流量；⑤環(huán)境因素，包絡(luò)污染物處理、現(xiàn)有濕地處理，及按需要提供的環(huán)境評(píng)估書；⑥侵蝕、沖刷防護(hù)；⑦USGBCLEED信用評(píng)級(jí)：實(shí)現(xiàn)綠色建筑施工的評(píng)級(jí)；⑧其他所需說明或規(guī)劃的概念元素的設(shè)計(jì)。

（2）備選方案分析。備選方案分析的根據(jù)是：①普渡大學(xué)和西拉法葉校區(qū)的總體規(guī)劃；②地下環(huán)境及替代基礎(chǔ)方法；③場地污染處理方法；④分級(jí)排水；⑤施工可行性分析包括施工材料和施工方法（包括大型施工設(shè)備）的評(píng)估；⑥公共設(shè)施（電力、水、污水、天然氣等）⑦其他因素，如印第安自然資源和環(huán)境管理部門的影響。

2.建造設(shè)計(jì)方案階段

一個(gè)學(xué)期的綜合設(shè)計(jì)課程交付的設(shè)計(jì)建議書應(yīng)包括以下內(nèi)容（圖3）：

提交的所有計(jì)算都必須獨(dú)立完成，由團(tuán)隊(duì)的另一個(gè)成員檢查和簽字。必須在規(guī)定的最后期限前提交，晚提交的文件不被接受。要求提交的信息包括圖紙、計(jì)算、日程表、電子表格等。除了項(xiàng)目介紹以PPT格式提交外，其他信息必須是電子文檔，通常使用PDF格式。團(tuán)隊(duì)也需要提交該項(xiàng)目設(shè)計(jì)的多份紙質(zhì)版材料，包括一套圖紙（以比例11：17，280x432mm紙繪制），一份備選方案設(shè)計(jì)書，包括成本和調(diào)度組織計(jì)算書。

五、團(tuán)隊(duì)成果評(píng)級(jí)和反

該課程對(duì)學(xué)生成果的評(píng)估通常一學(xué)期舉行兩次。一次在第一階段結(jié)束，一次在課程結(jié)束時(shí)，以網(wǎng)絡(luò)匿名問卷的形式進(jìn)行。對(duì)成果的評(píng)級(jí)規(guī)則由教學(xué)團(tuán)隊(duì)所有成員共同制定。成績由兩部分組成：教學(xué)團(tuán)隊(duì)評(píng)估的成績和同學(xué)互評(píng)的成績。

（1）教學(xué)團(tuán)隊(duì)評(píng)價(jià)。教學(xué)團(tuán)隊(duì)至少需要3名成員共同評(píng)審。教學(xué)團(tuán)隊(duì)討論每個(gè)團(tuán)隊(duì)的設(shè)計(jì)水準(zhǔn)，并達(dá)成共識(shí)，給每個(gè)團(tuán)隊(duì)的設(shè)計(jì)予以一個(gè)適當(dāng)?shù)脑u(píng)級(jí)。一個(gè)團(tuán)隊(duì)的所有成員都是相同的等級(jí)。這是因?yàn)椋m然成員各自都忙于解決項(xiàng)目的不同組成部分，但其設(shè)計(jì)都處于同一背景和環(huán)境，因此，交付的成果被認(rèn)為是群體努力的結(jié)果。

（2）同學(xué)間互評(píng)。同學(xué)之間互評(píng)進(jìn)行兩次。第一次是在設(shè)計(jì)第一階段之后，對(duì)提交材料和自我展示進(jìn)行評(píng)價(jià)；第二次是在第二階段課程結(jié)束時(shí)。同學(xué)互評(píng)為匿名評(píng)估。

等級(jí)評(píng)定之后，不同團(tuán)隊(duì)之間進(jìn)行互相評(píng)估，并依據(jù)兩個(gè)階段的互評(píng)結(jié)果，對(duì)最終結(jié)果做相應(yīng)的調(diào)整。

六、結(jié)論

篇13

基金項(xiàng)目：廣東石油化工學(xué)院教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目(204232)。

作者簡介：許波，男，美國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)(ACM)會(huì)員，中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)(CCF)會(huì)員，講師，研究方向?yàn)橛?jì)算智能、云計(jì)算、數(shù)字媒體；代靜，女，西南大學(xué)碩士研究生，專業(yè)方向?yàn)閷W(xué)科教學(xué)。

1 背景介紹

各大高校在開展操作系統(tǒng)原理課程教學(xué)時(shí)，一般分為理論和實(shí)驗(yàn)兩大部分[1-2]：首先先通過板書、多媒體等手段講解理論知識(shí)，再通過機(jī)房實(shí)驗(yàn)操作完成認(rèn)知和驗(yàn)證訓(xùn)練。在理論教學(xué)方面，由于各個(gè)院校非常重視并不斷進(jìn)行改革，已漸漸走向成熟與正規(guī)化，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)由于起步比較晚，教師與學(xué)生重視不夠，存在比較多的問題，例如[3-4]：1)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)非常薄弱，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)環(huán)境設(shè)置問題，幾乎沒有課程設(shè)計(jì)；2)大多數(shù)國內(nèi)實(shí)驗(yàn)教材內(nèi)容都陳舊[5]。這些問題使得教師需要不斷地更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法[6-7]。針對(duì)這些問題，并考慮到各個(gè)高等院校實(shí)際情況與教學(xué)條件的差異，我們從實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的深度、廣度和重點(diǎn)、難點(diǎn)等多方面進(jìn)行改革，經(jīng)過教學(xué)實(shí)踐，探索出了一些行之有效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，以滿足企業(yè)對(duì)人才的要求。

2 課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

2.1 編寫實(shí)驗(yàn)教材

選擇合適的實(shí)驗(yàn)教材對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)非常關(guān)鍵，目

前市場上關(guān)于操作系統(tǒng)原理實(shí)驗(yàn)教材種類少，質(zhì)量不高。這些教材大致可分為以下兩種類型[6]：第一類為國內(nèi)自編實(shí)驗(yàn)教材，即國內(nèi)各大重點(diǎn)院校主講教師所編著，這類教材偏重于操作系統(tǒng)理論知識(shí)的講解，實(shí)踐性不強(qiáng)；第二類教材為國外具有權(quán)威性的英文原版實(shí)驗(yàn)教材，該類教材知識(shí)較新、實(shí)踐性很強(qiáng)，但是由于普通院校教師以及學(xué)生的專業(yè)英語水平有限，對(duì)教材大部分內(nèi)容無法很好地理解，難以得到全面實(shí)施。因此，我們采取了靈活方法來處理教材選用的問題，在充分理解大多數(shù)教材，遵循課程教學(xué)規(guī)律的基礎(chǔ)上，針對(duì)本校學(xué)生的特點(diǎn)與水平，編寫了適合我校教學(xué)對(duì)象和要求的實(shí)驗(yàn)教材，綜合趣味性、可操作性和適當(dāng)?shù)碾y度，在保證實(shí)驗(yàn)可完成性的基礎(chǔ)上增加學(xué)生的興趣，使其在解決問題的過程中獲得成就感。我們還向同類二本院校推薦，解決目前全國大部分高校計(jì)算機(jī)學(xué)科在這門課程的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中發(fā)展普遍滯后的問題。

2.2 因材施教

作為任課教師，要挖掘每一位學(xué)生的自身特點(diǎn)，做到因材施教、人盡其才。只有這樣，我們才能為社會(huì)輸送各種類型的人才，滿足不同層次的需要。針對(duì)學(xué)生的不同需求，教師可穿插講解難度不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。學(xué)生大致可以分為以下三種類型：一種為非計(jì)算機(jī)專業(yè)的。一種為計(jì)算機(jī)專業(yè)的，而計(jì)算機(jī)專業(yè)的又可分為深造型和普通就業(yè)型。對(duì)于深造型，在授課過程中，教師列舉典型的考研實(shí)驗(yàn)題型，使學(xué)生能夠深入理解操作系統(tǒng)的原理和應(yīng)用，對(duì)于計(jì)算機(jī)專業(yè)以及網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)將來主要就業(yè)的學(xué)生或者考證的學(xué)生，強(qiáng)化實(shí)踐動(dòng)手能力，對(duì)實(shí)際操作系統(tǒng)，例如Linux，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。對(duì)于非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生而言，更多的是準(zhǔn)備參加計(jì)算機(jī)等級(jí)考試，在課堂上有針對(duì)性地梳理實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生由淺入深地加深操作系統(tǒng)原理知識(shí)的學(xué)習(xí)，針對(duì)學(xué)生的需要并結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱來授課，可以很好地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.3 課堂實(shí)驗(yàn)

作為操作系統(tǒng)課堂理論教學(xué)的輔助部分，課內(nèi)實(shí)驗(yàn)是加強(qiáng)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)實(shí)踐的重要環(huán)節(jié)之一。由于操作系統(tǒng)自身的龐大和復(fù)雜，造成學(xué)生在學(xué)過操作系統(tǒng)課程后，總有一種“霧里看花”的感覺，

只是支離破碎地了解了一些操作系統(tǒng)局部知識(shí)，而很難將這些知識(shí)融會(huì)貫通，對(duì)于運(yùn)用操作系統(tǒng)知識(shí)從事設(shè)計(jì)和應(yīng)用更是無從談起。我們實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置的目的就是力圖解決上述問題。

1) 實(shí)驗(yàn)設(shè)置。

課堂實(shí)驗(yàn)將按以下兩個(gè)方面進(jìn)行。

(1) 對(duì)常用的系統(tǒng)調(diào)用命令的使用方式有一個(gè)較熟練的掌握

(2) 對(duì)典型操作系統(tǒng)的編程基礎(chǔ)知識(shí)和機(jī)制進(jìn)行學(xué)習(xí)和了解。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容如表1所示，操作系統(tǒng)的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)共8個(gè)，根據(jù)具體上機(jī)條件和學(xué)時(shí)選做5～6個(gè)，其中實(shí)驗(yàn)2、3中必選1個(gè)，實(shí)驗(yàn)4～7中必選1個(gè)。由于所有實(shí)驗(yàn)均在Linux環(huán)境下工作，用C語言編程，因此學(xué)生要具備一定的C語言編程能力。同時(shí)要在充分預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)中相關(guān)知識(shí)后，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的上機(jī)環(huán)節(jié)，另外，由于操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中有些題目具有一定的難度和規(guī)模，建議采用分組方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

表1 課堂實(shí)驗(yàn)設(shè)置

2) 實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容包括兩部分：一是對(duì)相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)的書面總結(jié)，主要包括知識(shí)綜述和參考文獻(xiàn)；二是對(duì)本次實(shí)驗(yàn)的分析報(bào)告，主要針對(duì)涉及算法的題目；三是包括本次實(shí)驗(yàn)的上機(jī)結(jié)果(數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序框圖、源程序文檔和運(yùn)行情況)以及實(shí)驗(yàn)中的難點(diǎn)分析和心得體會(huì)。

3) 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

選用目前最為流行的操作系統(tǒng)Red Hat Linux 9.0作為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，比如在講授操作系統(tǒng)原理第一章緒論時(shí)，我們?cè)O(shè)計(jì)了Red Hat Linux 9.0的安裝實(shí)驗(yàn)，并介紹了操作系統(tǒng)的發(fā)展歷史，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)深化和理解書本知識(shí)。

4) 多維度評(píng)價(jià)體系。

多維度不僅僅是指學(xué)習(xí)知識(shí)，它包括知識(shí)與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀等方面，該評(píng)價(jià)體系打破以往以期末考試成績?yōu)橹鞯某煽冊(cè)u(píng)定方法，經(jīng)過實(shí)踐與完善，為課程確立了多方面的考核因素和成績計(jì)算公式，內(nèi)容如下：

總評(píng)成績=課程設(shè)計(jì)(20%)+實(shí)驗(yàn)(20%)+預(yù)習(xí)報(bào)告(5%)+實(shí)驗(yàn)報(bào)告(10%)+期末考試(45%)-考勤扣分。

由此可見，作為操作系統(tǒng)原理課程的重要學(xué)習(xí)內(nèi)容，課程設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)操作這兩部分在應(yīng)考核方面力度加大，主張強(qiáng)化應(yīng)用；另外，對(duì)預(yù)習(xí)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的考核更能反映學(xué)生學(xué)習(xí)的態(tài)度及學(xué)習(xí)成果。

3 課程設(shè)計(jì)

對(duì)一個(gè)具體的設(shè)計(jì)來說，不同功能的實(shí)現(xiàn)都有專職的工作組。對(duì)于一個(gè)班級(jí)來講，50多人也不能都去完成同一個(gè)任務(wù)。我們應(yīng)該根據(jù)設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，將設(shè)計(jì)進(jìn)行任務(wù)分解，同時(shí)將班級(jí)全體學(xué)生劃分成多個(gè)小組，每個(gè)小組完成一個(gè)設(shè)計(jì)。在分組培養(yǎng)模式下，學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神將明顯提高，這既包括組內(nèi)成員協(xié)調(diào)，也包括組間協(xié)調(diào)，既有技術(shù)性的，也有人事關(guān)系上的。在課程設(shè)計(jì)中，我們主要側(cè)重運(yùn)用一些重要的系統(tǒng)調(diào)用編寫程序模塊，對(duì)操作系統(tǒng)中的一些重要概念和典型算法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)或驗(yàn)證，根據(jù)實(shí)驗(yàn)講義和課堂上學(xué)到的知識(shí)寫出程序，帶到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場調(diào)試。主要內(nèi)容如下。

1) 銀行加算法模擬。

2) 小型文件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

3) 頁面置換算法模擬。

4) 進(jìn)程調(diào)度算法模擬。

5) 進(jìn)程間通信模擬。

6) Linux下USB驅(qū)動(dòng)程序。

要求：對(duì)于一個(gè)課程設(shè)計(jì)題目，每個(gè)班級(jí)限2組選擇，每4個(gè)人一組。

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄給出成績。

4 結(jié)語

在教學(xué)中，我們始終堅(jiān)持教師是主導(dǎo)、學(xué)生是主體的原則，使用多樣合理的教學(xué)方法，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性，通過加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)來提高學(xué)生解決問題及實(shí)踐動(dòng)手的能力。操作系統(tǒng)原理課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，我們立足本校，從實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容以及實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)各個(gè)方面進(jìn)行改革，取得了顯著的教學(xué)成果。

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Experiment Teaching Reform on Operating System Principle

XU Bo1, DAI Jing2