《操作系统》是计算机科学与技术专业学生必须学习和掌握的一门理论和实践性并重的核心主干课程和专业基础课程。课程的教学目标是要培养学生计算思维能力、算法设计与分析能力、程序设计与实现能力。为了适应现代工程教育的需要，结合应用型本科人才培养的要求和特点，笔者开展了基于CDIO工程教育理念的《操作系统》课程的教学改革研究。
1 CDIO人才培养模式
CDIO是当今国际高等工程教育的一种创新模式，其核心理念是构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。CDIO 培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面，要求采用综合的培养方式，使学生在这四个层面达到预定目标。
2 课程教学现状
在整个计算机科学与技术知识体系中，操作系统课程具有承上启下的重要作用。它既是对先修课程的总结和提高，提高学生对计算机系统的整体理解，又为学生学习后续专业课程打下必要的知识基础，引导学生理解大型系统软件的基本结构、模型和算法，掌握各类系统的集成应用。在应试教育的大背景下，由于课程本身较强的逻辑性和抽象性决定该课程的难度较大，学生的实践能力不强，总体来说存在如下问题：
2.1 教学内容抽象
操作系统课程中主要涉及到进程管理、作业管理、内存管理、文件系统和设备管理等五部分内容。五部分内容相互联系，构成了操作系统的课程主体。学生在学习操作系统中常常发现操作系统课程中内容与 Windows、Linux、Android和IOS等系统有很大的差距。课程所学内容和实际操作脱节，因此很难提高学习兴趣。而教师在教学过程也常常遇到不同章节连贯性差、理论性强等问题，使得授课过程大受影响。
2.2 实验手段单一
操作系统教学主要分为理论教学和实践教学两部分，总共为72学时。由于实践教学课时很少（仅为18学时），学生缺少实践锻炼，很难深刻理解操作系统的基本原理。有些学校增加了课程设计环节，但时间也很短，想要在短短几周时间内完成操作系统的课程设计，显然也不符合实际情况。目前我们学校操作系统课程实验安排是让学生模拟实现几个经典算法，比如进程调度算法，存储器管理中静态、动态分区算法。实践教学中验证性内容偏多，设计性、综合性和探索创新性实验内容偏少，没有适当的方式激发学生的编程兴趣，使学生获得乐趣和成就感，因而也影响学生探讨问题的积极性和创新能力的提高。
2.3 教材陈旧，理论重于实践
国内的操作系统的教材普遍注重理论性，内容有些陈旧，没有将一些新颖的知识引入课堂，大都是原理的介绍但又缺乏理论和实践的连贯性，而规范的课程实践指导资料市面上比较少。操作系统是一门实践性很强的课程，光靠这些理论知识是无法使学生真正地掌握操作系统的设计思想和理念的。
3 基于CDIO模式的教学改革思考
在深刻认识传统教学模式下《操作系统》课程教学过程中的众多弊端，笔者开始尝试借鉴CDIO的培养模式，从以下几方面进行改革。
3.1 以问题为驱动改革教学内容
操作系统中的算法都很抽象，容易产生枯燥乏味的感觉。为了激发学生的学习热情，培养学生分析问题、解决问题的能力，在教学过程中采用问题式驱动教学法。在知识点的讲授过程中采用“提出问题---分析问题---解决问题”的模式，引导学生由生动的实例过渡到操作系统的算法中。比如在介绍了死锁的概念后，抛出问题“怎么样能有效预防避免死锁的发生？如果你是操作系统，怎么解决这个问题？”可以让学生互相讨论，提出自己的观点，随后引入银行家算法来解决。通过这种方式调动学生的主动性，营造活跃和谐的课堂气氛，既给学生提供了充分的思考、质疑探究和创新的空间，又提供机会让学生边学边做，能对所学的知识理解得更加深入。所以这需要授课教师在备课中好好设计问题，吸引学生注意力调动积极性。
3.2 以实用为导向的教学
在进程管理章节，介绍信号量的PV原语，这是一个难点，要让学生更容易接受理解，可以补充选择身边的事例进行分析，比如司机售票员之间要想正确的同步，必须采用信号量机制在协调他们的活动。在整个教学过程中，一般会设置3-9学时的“指导性自学”环节，如能充分利用好这个环节，会达到事半功倍的教学效果。每节课设置一个课程相关的开放话题，分组讨论，指导学生课前查阅资料制作ppt上台演讲，最后老师总结发言。这样以来，变学生被动学习为主动学习，提高了学生学习的积极性，充分发挥了学生的主观能动性，也增进了师生之间的交流沟通。
3.3 网络教学综合平台
笔者所在学校在两年前就开通了全校的网络教学综合平台，给学生营造一个良好的自主学习氛围，将教学从课堂延伸到课外。网络平台中的电子教案、课后练习、实验辅导、教学录像等教学资源为学生提供课外自学的网络环境；在线答疑、作业提交、网上留言为师生提供了实时和非实时的交流互动平台。同时教师也可以不断更新教学资源，上传操作系统新发展动向和技术等相关资料。
3.4 课程考核评价体系改革
课程考核评价是对教学有积极导向作用，是检验课堂和实践教学质量的重要手段。传统考核方式偏重理论知识考核。为充分发挥考核评价体系的导向作用，笔者在探索构建开放式、全程化的考评体系。课程总评成绩中，平时成绩占50%，期末成绩占50%。平时成绩综合考量学生出勤、课堂提问、课程实验、课后作业等情况等，有效地将学生自主学习等情况纳入考评体系。通过改革课程考核评价的内容、形式和方法，充分体现了CDIO模式下的能力培养目标，有效促进学生在注重实践、积极参与的精神和动手能力等方面的培养，基本达到了强化专业学习基础、突出编程能力的培养目标。
4 结束语
CDIO理念在强调学生理论基础知识的同时，注重培养学生理论应用能力、团队合作能力及工程系统掌控能力。本文从教学内容、教学方法、教学资源、教学考核等几个方面提出改革方案，通过CDIO模式充分培养学生的发现问题、分析问题和解决问题的能力。
