交通实践教育

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交通实践教育范文第1篇

0引言

工程教育专业认证，是工程教育质量的重要保障，同时也是注册工程师制度建立的基础环节。在经济发展的背景下，交通的运输走向了多样化，对交通运输的要求也在不断提高，在此条件下，高校更要注重对交通运输专业的教育。高等工程教育专业认证制度是为了保证我国能够拥有优秀的工程技术人员，保障我国交通运输的质量。

1实践教学体系改革的整体思路

长期以来，外贸运输方向都是只重视管理方面而轻视了工程、重视理论知识而轻视实践，造成了各高校在培养交通运输专业人员上，培养学生的实践能力的环节所占比重较低，限制了学生实践能力的发展，降低了学生的综合素质。高校不重视对实践环节的培养，造成学生对专业的整体认识不够深入、动手能力相对较弱、创新能力被限制等问题。现今的实践教学环节单一、内容浅薄、模式简单，无法让学生能够真正了解外贸运输具体的结构和操作过程，使学生在实习阶段难以适应。传统的实践教学模式没有使学生所学到的知识直接应用到实践过程，直接制约了学生整体的发展。因而，专业实践教学必须改革，制定一套分层次、系统化、与理论课程相适应的实践教学体系。

交通运输的发展侧面反映了一个国家的经济水平，各高校要响应国家的发展要求，立足培养交通运输专业定位和人才培养目标，针对现今交通运输实践中存在的问题，以工程教育专业认证的要求为标准，确定实践环节教育改革的方向，尽早完善实践教育制度。交通运输专业实践环节的改革要注重实践的培养，以提高学生的实践能力、创新能力为主，将理论知识与实践操作相结合，使学生对交通运输有进一步的认识，从而提高学生的综合素质。

2促进实践教学改革的措施

2.1修订和完善培养计划

教育改革需要制定一套完善的教学体系，才能明确教学目的和教学进度。不断探索总结培养计划存在的不足，针对这些问题不断改善和完善实践培训体制，形成一套符合目前社会要求的教育模式。培养计划的修订和完善是保证教学任务顺利进行的一个前提，提高教师的教学目的性，抓住教学的主要目的，有针对性地对学生进行培训。改善能力的培养结构，将实践课程与理论课程有机结合起来，形成实践教学与理论教育相互支撑的教学体系。

2.2明确实践课程的培养要求和考核方案

在修订培养计划时，对专业方向课和专业基础课的教学大纲做出相应的调整，在教学大纲中，明确课程对学生能力的要求，对实践这一环节的内容进行变更。教师根据教学大纲的内容，对学生进行实践能力的培训，并根据规定时间对学生进行实践考核，检查学生理论知识是否过关和实践能力的强弱。

2.3建造高水平的实验教学环境

拥有一个良好的实验环境是提高学生实践能力和创新能力的基础。交通运输是工科，更应该注重实践，只有通过不断的实践，才能够掌握交通运输的运行和管理，通过不断的演练能使学生具?涓?强的应变能力和操作能力。实验器材齐全，令学生的实践操作得以实现，加强学生对理论知识的巩固，提高学生对交通运输操作的认识，进而提高学生的综合素质。加大对实验室建设的投入，促进优质教学资源的开放共享，进一步为实践教学的改革提供了保障。

2.4加强精品课程建设

精品课程是指具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等特色的示范性课程。精品课程建设是高等学校教学质量与教学改革工程的重要组成部分。制定科学的建设规划、切实加强教学队伍建设、重视教学内容和课程体系改革和使用先进的教学方法是加强精品课程建设的主要措施。加强精品课程的建设，切实推进教育创新、深化教育改革，全面提高教育教学质量，为交通运输业输送更多的拔尖创新人才。

2.5推进实践基地的建设

建设好的教学实践基地，对提高大学生的就业能力、创业能力和创新能力都有很大的帮助。高等学校应加大对实践基地的投入，扩大校外的实践基地规模，制定合理的资金运营方案，使资金的效益发挥到最大。实践基地是学生了解交通运输业、实现产学研结合、培养高素质人才的重要途径。

2.6加强课程设计环节的教学管理

课程设计是考核学生专业知识应用、实践能力和创新能力的一种手段。通过课程设计可以看学生的整体状况，以此来评价教学水平。高校应加强课程设计的管理，提高课程设计质量，对课程设计的内容、进度、考核制度做出相应的规定并严格实施。

交通实践教育范文第2篇

关键词：交通信息技术；应用型；实践教学

基金项目：自治区自然科学基金资助（2015211C282）

TP3-4

交通信息技术是交通工程专业学生的专业基础课，本课程主要是为了让学生了解交通信息技术的基本理论、基本原理及其应用，掌握交通信息的采集、传输、处理以及过程，并运用交通信息子系统对交通信息技术综合应用进行了解。通过本课程的教学使学生对交通信息领域的相关知识有全面的认识和了解，为学生学习后续课程以及从事与本专业有关的工程技术和科学研究打下必要的基础[1]。本课程理论性强，课程实践教学环节力求从实际出发，使用通俗的语言，简练、易懂的操作过程诠释复杂的基础理论，对课堂教学辅助补充。

一、课程教学中存在的问题

交通信息技术课程是一门理论性强、实用性较强、涉及面较广的专业基础课程。该课程是智能交通系统的基础[2]，其基本方法和理论大量应用于先进的交通管理，交通控制特别是智能交通的各个领域。传统的教学大部分是较为繁琐的理论分析和公式推导，物理概念抽象，因此容易使学生感到乏味和难以接受，尤其是交通信息采集技术部分，各项技术原理、技术关键和技术应用晦涩难懂，因此需要配套的实践教学环节使抽象的理论知识具体化，形象化，加深学生对课程内容的理解及掌握，激发学生的学习兴趣和提高课堂教学效果。

课程涵盖了交通工程、信息工程、通信、计算机、控制工程等多学科交叉领域的成果，应用于智能交通的各个领域，因此它也是一门面向工程应用的课程[3]。关于如何合理安排课程内容和应用多学科知识，采取何种教学模式，如何设计实践教学环节等问题也在探索之中。该课程魍车慕萄Х椒ㄖ饕是从宏观层面上介绍相关技术及其应用，偏重于理论知识的讲解，课堂教学也以说教为主，实验及实训内容相对较少甚至没有，学生对所学理论在实际中的应用一知半解，不利于学生对知识的吸收与消化，乃至于学以致用。有些实验室所使用的设备和器件与实际应用中所使用的实际设备和器件有较大的差异，往往只能用计算机仿真或者模拟，学生所掌握的知识与现实的应用之间距离较大。

随着智能交通系统的快速发展，对交通信息技术提出了越来越高的要求，传统的教学内容和教学手段难以满足这种要求。因此，笔者尝试对“交通信息技术”课程实践教学进行改革，借助于新疆维吾尔自治区交通工程紧缺人才专业建设的机会，开拓新的实验资源和项目，以理论和实践一体化教学，使理论、实践两个环节在教学过程中紧密相连，体现当前应用型大学以培养应用型人才的教育理念[4]。

二、课程实践教学内容设计

通过在多年教学中的摸索以及与用人单位、毕业生的交流，该课程的实践教学内容应注重培养学生分析问题、解决问题的能力，尽可能向应用型大学的教育教学改革的新需求和新特点靠拢，面向交通信息领域的新技术，与市场的应用新进展以及课程内容的需求相结合，设计了4个典型的实践教学任务如表1所示和一个创新实验设计项目“乌鲁木齐市天山区道路与车辆动态管理信息系统设计”。

三、实践教学条件的建设与使用

依据新疆“重点产业紧缺人才专业”任务，本专业以交通工程重点产业紧缺人才专业的建设为契机，积极推进智能交通实验室建设。目前实验室已具备三类常用的交通流检测器及其检测平台、车载GPS系统、GPS车辆调度实训系统、GIS-T软件系统、可变信息标志及其软件系统等软硬件实验设备，具备了较完善的实验条件，主要用于引导学生对交通信息采集技术的入门及全面认识；了解全球动定位系统（GPS）的入门及应用；熟悉GPS移动定位系统的使用；加强对GIS-T的认识、理解与应用。学生可将配套设备作为课程设计或毕业设计的硬件开发平台，在此基础上自主进行交通流三要素分析以及智能调度管理等智能型控制系统的研发。

四、结束语

近年来，随着智能交通的快速发展，交通信息技术也在智能交通体系中得到了广泛的运用，本课程重视实践课程教学也是智能交通发展的必然要求。本文在课堂教学的基础上，不再固守以知识传授为主的传统学科课程教学模式，而是将完成实验任务必需的相关理论知识构建于教学之中，实践-理论相辅相成，学生在完成实验的过程中掌握本课程必备的理论知识、训练动手能力。“交通信息技术”实践课程的建设对于本专业建设交通工程重点产业紧缺人才专业的任务，推进智能交通重点实验室建设也有借鉴作用。

参考文献：

[1]王兵，郭杜杜.交通信息技术[M].北京：机械工程出版社，2016.

[2]陈旭梅.智能运输系统[M].北京：中国铁道出版社，2007.

交通实践教育范文第3篇

关键词：嵌入式系统；实践教学；CDIO工程教育

嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统，在工业控制、交通管理、智能家居、环境监测、信息家电、网络通讯、安防等领域有着非常广泛的应用前景。近年来物联网的发展给嵌入式技术提供了新的应用领域，物联网所需设备将达1012数量级，其中绝大部分设备将由嵌入式系统实现。可见未来对于嵌入式系统开发人员的需求非常大，因此，改革嵌入式系统课程使之适应就业市场需要对于学生就业具有重要意义。文章针对计算机科学与技术专业，根据应用型本科嵌入式系统课程的特点，基于CDIO工程教育理念对嵌入式系统的实践教学进行改革，并开发相应的实践教学设备，以满足培养嵌入式应用、开发人才的需要。

1 嵌入式系统课程的特点与现状

1.1 嵌入式系统课程的特点

1）实践性。

嵌人式系统面向应用进行软硬件协同设计，这决定了嵌入式系统课程是理论与实践紧密结合、偏重动手能力与实践能力培养的特点。因此，实践教学是嵌入式系统课程的重要环节，是培养学生实践能力的关键，重理论而偏实验的教学将是纸上谈兵。

2）综合性。

嵌入式系统是一门多学科交叉的课程，涉及数字电路、模拟电路、c语言程序设计、单片机原理、传感器与检测技术、信号与系统等多门前导课程，并通过应用可关联到机电、控制、网络等专业相关的课程。因此嵌入式系统教学需与诸多课程相融合，以促进学生综合能力的培养。

3）发展性。

嵌入式技术的发展非常迅速，嵌入式系统的应用需求也不断变化，这要求嵌入式系统课程密切跟踪嵌入式技术与应用的新发展，及时更新教学内容，以适应就业市场的需求变化。

1.2 嵌入式系统课程的教学现状

目前嵌入式系统课程在教学内容上尚无统一规范，各高校的嵌入式系统课程或注重概念性、基础性的入门教学，或侧重ARM体系结构、指令系统，或偏重嵌入式操作系统，以Linux或uC/OS-Ⅱ的基本原理为主讲内容，这样的内容安排与嵌入式系统以应用为中心的特点难以相符。嵌入式系统应用开发人才不仅要具有扎实的学科与专业基础知识，更应具备很强的技术与工程实践能力，显然以理论教学为主、实验教学为辅的教学方式难以满足这类人才的培养需要。

温州大学是地方性本科院校，其人才培养目标是为本地经济发展服务，这就要求嵌入式系统课程需紧密结合地方特色，培养应用型人才。因此，我们将传统的强调理论化、知识化的教学思路，转变为面向应用，强调工程实践训练，重视培养动手能力与实践能力，为学生从事嵌入式系统应用开发工作打下坚实基础。

2 CDIO模式下的实践教学改革

CDIO代表构思、设计、实现、运行，以产品从构思、研发、运行到废弃和再利用的全生命过程为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间具有机联系的方式学习和获取工程能力，符合工程人才培养的规律。针对嵌入式系统课程实践性强的特点和应用型人才培养的需求，我们在CDIO工程教育模式下从以下几个方面出发，对嵌入式系统实践教学进行改革。

1）培养学生主动学习能力。

主动学习方法将重点放在让学生致力于对问题的思考和解决。在课堂上我们运用项目驱动教学法，先给学生演示工程实践案例的运行效果，然后组织学生讨论系统的功能需求与实现系统所需的技术，最后将相关内容分解进行教学。通过教学方法的转变，可以激发学生兴趣，将以教师为主的“听中学”消极学习模式转变为以学生为主的“做中学”主动学习模式。例如在讲解嵌入式操作系统时，以物联网嵌入式网关的开发为目标，通过对功能需求、系统组成的讨论，逐步引导学生主动深入学习Bootloader、内核与文件系统、驱动程序、Socket网络通讯、串口通讯、嵌入式Web服务器与CGI编程、QT图形界面的知识点，最终实现系统。实验分3个层次进行，第1个层次，与Bootloader、内核与文件系统、驱动程序相关的教学内容设计成验证性实验，在理论课堂上边授课边验证；第2个层次，与Socket网络通讯、串口通讯、嵌入式Web服务器与CGI编程、QT图形界面相关的教学内容设计成综合性实验，在实验课上由学生独立完成，每个实验都涉及验证性实验的内容；第3个层次，要求学生综合所有实验内容构建完整的物联网嵌人式网关。学生在验证性实验、综合实验与实验考核中逐步获得成就感并建立自信心，进一步激发学习兴趣。

2）实施课内外紧密结合的实践教学模式。

嵌入式应用开发人才应具备较强的工程实践能力，理论指导下分析与解决实际工程问题的能力以及运用工程技术参与工程项目开发与设计的能力。显然传统课堂“理论+实验”的教学方式已不能满足此类人才的培养要求，因此我们尝试实施由多个课内外环节构成的实践教学模式，以逐步培养学生的基本实践技能、综合实践技能及应用创新技能。其中理论与实验教学面向全体学生，由工程实践案例驱动，让学生“做中学、学中做、边学边做”，培养基本实践技能；课程设计以大型的综合实践项目巩固学生的基本实践技能，培养综合实践技能。如图1所示。学生课题和开放性实验项目面向对嵌入式系统感兴趣的学生，进一步培养学生的综合实践能力；学科竞赛主要参加全国电子专业人才设计与技能大赛和飞思卡尔智能车竞赛，巩固学生的综合实践能力，培养应用创新能力；企业实习和毕业设计注重培养学生的自主开发能力与应用创新能力。

3）建立工程实践案例库。

工程实践案例库是实施工程教育的基础，随着嵌入式技术的发展，工程实践案例库要不断地更新与完善。案例库建设以教师和学生为实施主体，一方面，教师通过自身的科研项目、对企业进行的行业调研、挂职锻炼及产学研过程。沟通跟踪技术动态，并从中提炼工程实践案例；另一方面，学生通过企业实习和就业后的反馈充实案例，不断地对工程实践案例库进行更新和完善，使教学能跟上嵌入式系统行业的最新技术动态。目前我们已建成韵工程实践案例主要有物联网嵌入式网关、温度控制系统、散热控制系统、环境监测系统、家庭气象站、三维固态电子罗盘、运动检测系统、四旋翼无人飞行器等。在物联网嵌入式网关案例中，我们以武汉创维特信息技术有限公司的JX2410 ARM9嵌入式实验箱为硬件平台，通过串口采集MicaZ无线传感器网络汇聚节点的信息，将网络各节点的信息显示在彩色液晶屏幕上，并构建嵌入式Wcbserver，通过CGI动态网页技术将采集的传感器信息在网络上。

4）加强与其他专业课程的结合。

在实际应用中，嵌入式系统要与上位机或其他设备相结合构成完整的产品，因此在工程实践案例建设中我们要注重与其他专业课程的结合。例如在温度控制系统案例中，强调与桌面应用程序开发及数据库相关课程的结合，要求学生实现上位机的监控软件与过程数据在数据库中存储及可视化查看；在家庭气象站中，则要求实现Android智能手机与嵌入式系统的网络通讯。

5）改进考核方式。

对于强调实践能力培养的课程，传统的以考试为主的考核方式已不适用，我们采用以综合设计作品为主的考核方式，以学生的课堂研讨表现、综合作品实物演示效果、作品设计报告、答辩表现为依据，通过综合评判给出课程成绩，使成绩能合理反映学生的工程实践能力、技术写作能力、口头表达及人际交流能力。

3 实践教学设备开发

实践教学设备主要采用、ARM技术的神州Ⅳ号STM32开发板，我们在此基础上开发了配套模块，以满足工程实践案例教学的需要。

1）加热与散热模块。

该模块由NTC热敏电阻、大功率加热电阻及带转速反馈的直流风扇组成，可实现温度测量、加热控制、风扇转速测量与控制，涉及AD、定时器、PWM、ICP等基本知识点，主要用于温度控制系统和散热控制系统的案例教学。

2）环境传感模块。

该模块由SHT11温湿度传感器、BMP085大气压力传感器、夏普GP2Y1010AUOF灰尘传感器、光敏电阻、雨量传感器组成，可实现相应环境参数的测量，涉及GPIO、12C、AD等基本知识点，主要用于环境监测系统和家庭气象站的案例教学。

3）运动检测模块。

该模块由L3G4200D三轴数字陀螺仪、LSM303DLHC三轴加速度/地磁传感器、uBloxNEO-6M GPS模块组成，可实现角速度、加速度、地磁场、速度、位置及时间的测量，涉及SPI、12C、UART等知识点，主要用于三维固态电子罗盘和运动检测系统的案例教学。

此外，作为终极挑战，我们还开发了由STM32F103微控制器、ADISl6405惯性传感器、Novatel OEMV GPS、SRF02声纳高度计、CC2500无线模块及相应机电模块组成的四旋翼无人飞行器，用于学生科研课题的实施。作为教学平台，该飞行器可有效综合单片机、嵌入式系统、传感器技术、自动控制原理、信号与系统、程序设计等多门课程，促进学生系统观念与综合能力的提升。如图2所示。

交通实践教育范文第4篇

关键词：交通科技大赛；大学生；创新素质

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）05-0158-02

党的十报告强调指出：“科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑，必须摆在国家发展全局的核心位置。”创新是一个国家具有勃勃生机和强大活力的体现，在举国上下强调创新的今天，培养大学生的科技创新能力已成为高等教育的一项重要任务。从2006年开始举办的全国大学生交通科技大赛，它的宗旨就是培养大学生的科技创新精神和实践能力，提高大学生科学素养，不难看出“创新”在交通科技大赛中占据重要地位。我们在取得优秀比赛成绩的同时，也培养了一批不怕吃苦，敢于创新的学生，从中我们也收获了一定的经验。

一、全国大学生交通科技大赛简介和我校参赛情况

全国大学生交通科技大赛（NACTranS）是国内第一个由诸多在交通运输工程领域拥有优势地位的高校通力合作促成的大学生学科竞赛，是一个以大学生为主体参与者的全国性、学术型的交通科技创新竞赛项目。大赛专业范围包括交通运输、交通工程、载运工具运用工程、交通信息工程与控制、物流等专业，同时涵盖了土木工程（道路与铁建方向）、管理学（交通运输相关）等多个学科领域。从首届比赛开始，以后每一届比赛的规模都超出上一届。2014年5月在哈尔滨工业大学举行的第九届比赛中，共有109所高校252件作品报名参赛，经过专家评审，有54所学校的80件作品进入决赛。南通大学交通学院成立于2011年，于2013年和2014年连续两年分别参加了在北京工业大学和哈尔滨工业大学举办的第八届、第九届大赛。两届大赛学院都在内部初赛的基础上遴选出3件作品提交大会。在首次参加的第八届大赛中，《基于车路协同的安全自动车辆驾驶系统》的参赛作品获二等奖；在第九届大赛中，《基于GPRS和GPS的船舶安全行驶预警与决策模拟系统》的参赛作品获三等奖。

二、依托交通科技大赛搭建交通专业学生创新素质平台

1.创新能力的孕育载体与竞争性学习平台。交通科技大赛是多学科立体交叉的复合型赛事，学生们围绕每年大赛所制定的主题，找好切入点，精心选择具有创造性、创新性的课题。这些课题的选取，本身也是一种创新思维的过程，这一过程提供了学生多学科、多领域的学习机会。交通科技大赛作品的制作，要求学生广泛掌握、综合运用所学知识，有利于学生们将所学的内容加以理解，相互联系，实践验证。鼓励他们充分利用第二课堂的资源，开展学习、交流、协作，碰撞出创新的火花。同时，学生为了取得理想地成绩，必须要对所学知识灵活运用、勇于创新。所以说，交通科技大赛这一平台，提供了创新能力的孕育载体与竞争性学习平台，对学生的创造性思维和对知识的综合运用起到了极大地促进作用

2.交通科技大赛的覆盖面广泛。从我院开展交通科技大赛的实际看，学生参与意识强烈，兴趣非常高，他们都认为这是交通专业学生课外科技活动的“世界杯”，代表了最高水平和荣誉。来自交通类不同专业的学生自由组队与相关专业老师联系，营造出良好的学术、学习氛围。在参加近两年比赛选拔时，来自交通三个不同专业近百名学生参加，可见竞赛的覆盖面之广，也为选拔工作打下了很好的基础。

三、基于交通科技大赛促进交通专业学生创新培养

1.交通科技大赛弥补传统教育的缺陷。从目前全国高校高等教育的现状来看，有三个较为明显的缺陷急需解决。首先是理论知识体系跟不上当今飞速发展的科学技术；其次，重视理论教学而忽略实践环节，从而学生的工程能力较弱；最后，填鸭式教学方式禁锢了学生的思想，导致学生创新能力差。在平时与学生的交流中得知，他们更希望老师在讲授理论的过程中增加直观性的教学演示或该理论直接用于社会生产实际的范例。理论与实践相结合，不仅可以激发学生的学习兴趣，使得枯燥的理论学习更生动，而且学生能够灵活运用所学知识解决实际问题，深入掌握理论。而交通科技大赛的作品制作过程恰恰能够围绕相关课程展开，将理论与实践结合，能够有效的对传统教育缺陷进行弥补。

2.交通科技大赛提升交通专业学生多方面的能力。①学生创造能力的提升。在交通科技大赛中，组委会仅给定比赛的相关主题，而创新性的“新”课题选取就是一个创新思维的过程，且有较大灵活性供交通类不同专业学生发挥创造能力。学生们需要从无到有，将想法变为现实。在这一个过程中，学生们始终都会处于探索、刻意求新及力求完美的精神状态下去迎接每一个挑战，解决每一个问题，从而对课本理论知识的理解更为透彻，运用更为灵活。此外，设计出的作品还要从经济学、社会学等角度考虑，这对培养学生综合应用相关知识的能力有极大的帮助。②学生工程能力的提升。基础理论与工程实践相结合，能够培养学生多角度、多方位、多层次解决工程实际问题的能力。在交通科技大赛作品的准备过程中，学生将平时所学的基本理论知识，经过提炼升华，通过不断的观察、想象、实操、总结来掌握工程技术专业知识和解决问题的基本技能，从而解决工程实际问题。③学生团结协作能力的提升。全国交通科技大赛是一个团队合作项目，需要交通工程、交通运输、交通设备与控制工程等不同专业不同年级的学生一起来完成竞赛工作，在作品准备和比赛的过程中，可以相互借鉴，相互取经，不断扩展自己的知识面。另外，团队成员之间分工明确、相互协作，取长补短，让学生意识到只有团队合作才能完成课题任务，最终达到1+1>2的效果。④学生心理素质水平的提升。在准备全国交通科技大赛作品的过程中，学生们会遇到许多棘手的问题，当这些“瓶颈”阻挡了前进脚步时，他往往承受着方案被淘汰、作品被否定的压力。入围决赛后，学生都是在国内相关领域内顶尖的专家学者以及在其他院校的师生前进行作品汇报及问题答辩。这些都需要参赛学生调整自己、积极适应、灵活应对。

四、面向交通科技大赛的创新活动组织实施办法

1.基础培训对创新活动具有积极作用。创新能力需要扎实的基础知识作为支撑，我们利用课余、周末、假期等时间段，在赛前准备的过程中，将基础知识的培训作为重点内容开展。同时我们也意识到，仅仅掌握单一的专业知识是很难提高创新能力的。因此，在培训内容的选择上则不能一味求“高”求“深”，而应该把重点放在引导学生创造性地运用知识上。

2.合理的专业搭配促进团队协调能力。交通科技大赛的整个过程，团队的组织协调很重要。整个参赛作品的完成是一项纷繁复杂的浩大工程，它需要交通类不同专业学生发挥各自特长。为此我们将现有三个专业的学生分好组，利用他们不同的专业知识、设计水平和思维方式团结协作，以取得最佳设计效果。实践证明，合理的专业搭配，对竞赛的开展起到积极作用。

3.充分调动学生的主观能动性。交通科技大赛的主角是学生，指导老师是“导演”，提供必要的引导和咨询。我们在大赛的准备中，都是让学生主动提出思路和实施办法，由学生负责软硬件的调试，鼓励他们大胆的进行创新创造，充分发挥想象力。例如我们参加的两次交通科技大赛都有实物模型：小车、交通指挥机器人和轮船，这些都是学生自己设计完成，每一个模块、每一个传感器、每一根线都是在学生反复测试、论证的基础上完成的。在遇到问题时，首先也是由学生通过讨论、验证，最终寻找解决问题的最佳方法。比如说第八届大赛的参赛作品《基于车路协同的安全自动车辆驾驶系统》，在这个实验项目的进行中，模拟公交车与小轿车在一条路径上行驶的时候，无法按照设想的“公交优先”这一原则顺利同行。甚至出现两车相撞的情景。最初学生们认为设置的路下检测装置出了问题，经过更换装置和不断的测试才发现原来是检测算法没有做到系统完善。

4.梯队式培养形成持续性创新环境。交通科技大赛作品在设计思路、创新点、软硬件设计及实用性和稳定性等方面的工作量很大，对学生的整体素质提出很高的要求，所以参赛学生一般以高年级为主。但是高年级学生的流动性很强，他们往往会因为实习、就业、考研等原因不得不离开创新队伍，这样会对整个队伍的延续性带来影响。为了解决这个问题，我们从两个方面着手：一是通过学生创新社团开展一些宣讲、作品展示等活动，培养低年级学生对交通科技大赛活动的兴趣和热情，同时为他们开设基础知识的讲座以及必备能力的训练，在准备比赛的过程中为高年级的学生“打下手”。二是“大手拉小手”，安排高年级的学生当助教，排课表，利用空余时间指导新队员，把自己参赛的经验与教训和新队员分享，帮助他们拓展思维空间，少走弯路。通过这两种方法，增强了我院参赛的队伍的后备力量。

五、总结

全国大学生交通科技大赛从多维视角培养学生的创新能力，有效地激发了学生的创新热情，训练学生的创新思维。因此，对于我校交通运输、交通工程、交通设备与控制工程三个专业来说，交通科技大赛对培养学生创新能力具有很好的推动作用，是一个很好的载体和平台。

参考文献：

[1]王海涛.大力开展课外科技活动，培养学生创新能力的实践与探索[J].科技信息，2007，（17）.

[2]张诗波，骆勇.从交通科技大赛看我校交通专业学生创新能力的培养[J].物流工程与管理，2009，（2）.

交通实践教育范文第5篇

关键词：操作系统；实践教学；教学操作系统；GeekOS

中图分类号：G642.0 文献标识码：A

文章编号：1672-5913 (2007) 22-0018-03

1操作系统课程实践现状

国外大学的实践性环节多数是要求学生独立或合作完成一个简单的操作系统内核设计或者完成部分功能模块，即实现级。他们主要使用的教学操作系统有OSP、OS/161、NACHOS、MINIX、XINIX、TOYOS。而国内高校因为师资力量、实验环境及学生自身程序设计能力等因素的不同，对操作系统课程实践环节的要求层次不一：有的要求学生合作完成一个小型操作系统的设计的；有的要求学生剖析具体操作系统(如DOS、UNIX等)的实现机理，替换一些功能模块；有的要求对操作系统的一些算法进行模拟实现，以加深对操作系统原理的理解。各高校在讲授操作系统课程时，一般都会设置有16~24个学时同步进行的实验。部分对操作系统实践环节比较重视的高校，还增加开设操作系统课程设计环节，时间为30~40个学时。经过对国内外高校的调研总结，操作系统课程的实践方式目前主要分为以下几种类型：

(1) 观察与体验

这是最简单的实践方式。即选择某个实际的操作系统作为实验环境,学生通过观察操作系统的具体运行过程来体会操作系统原理的内涵，通过其提供的系统调用来观察和验证操作系统中一些技术。这种方法不需要编写操作系统功能实现的代码，对真正理解操作系统内在功能的具体实现意义不大。

(2) 算法仿真

这是一般院校最常见的实践方式。老师选取操作系统中的一些典型技术，如内存分配算法、生产者/消费者同步问题，让学生编写程序来模拟实现操作系统的功能。此种方式与程序设计课程的上机作业基本类似，有利于加深学生对操作系统理论和技术的理解，但达不到培养学生掌握操作系统的整体设计思想的目的。

(3) 替换功能模块

这是较流行的实践方式。一般是以开放源代码的Linux为平台，让学生首先阅读系统代码，在理解部分操作系统功能的实现原理后，再要求学生用自己设计的功能模块替换其中相应的功能或为其扩展功能。浙江大学在这方面做得比较成功。但Linux是一个商业操作系统，系统庞大，结构复杂，对学校的师资和学生的能力要求都较高，一般院校实施的效果不是很好，也达不到培养学生掌握操作系统的整体设计思想的目的。

(4) 扩展设计操作系统

这是对操作系统教学比较理想的实践方式。由任课教师提供一个只具有简单内核的教学操作系统的基本雏形，让学生对其功能进行完善和扩充。学生在一个虚拟或者真实的操作系统环境中进行动手实践，直接操作修改操作系统内核，从而达到掌握操作系统设计策略和技术方法的目的。当然也有学校要求学生独立设计一个结构相对简单但功能基本完备的小型操作系统。例如上海交通大学在操作系统实验中曾要求学生独立设计一个称为MOS的操作系统。由于与操作系统课程实验的教学目标相一致，这可能是最理想的实验方案。不过由于操作系统是一个大型的系统软件，其设计过于复杂，因此在实施起来有一定难度。

3GeekOS教学操作系统

教学实践证明，最好的“操作系统”课程实践平台并不是实用的商业操作系统，因为它过于庞大，设计复杂，短时间内难于掌握。而应该是一种与实际使用的操作系统比较接近，但规模又较小、易理解、便于调试的系统，即面向教学的操作系统。最重要的是系统要符合课程的需要DD可留出一些作为学生作业的练习，帮助学生熟悉实际操作系统的结构和设计。

美国马里兰大学教师最新开发的GeekOS，就是一个专门为满足操作系统课程教学要求设计的实践平台，它具有以下优点：

(1) GeekOS是一个基于通用x86架构的PC机上运行的微操作系统内核,作为一个GPL开源软件,任何人都可以在GPL下修改和免费使用, 由于其简单、实用、易懂，使得学生更易于理解操作系统的设计思想和实现过程。

(2) GeekOS是一个用C语言开发的操作系统，某种程度而言，GeekOS操作系统就是一个C语言程序，实践开发环境易于实现。学生可以在Linux或Unix环境下编程，对其进行功能扩充，也可以在Windows下使用Cygwin工具进行开发。

(3) 作为一个教学使用的操作系统，GeekOS围绕现代操作系统原理中的重要概念与方法，按照教学循序渐进的进度为学生设计了7个项目。这些项目由浅入深，对激发学生学习操作系统的兴趣和主动性，训练学生分析问题、解决问题的综合能力，起到了非常好的效果。

在国内外的操作系统教学中，目前采用比较多的教学操作系统是NACHOS。和GeekOS相比，NACHOS只能运行在特定的MIPS机型的模拟器上，同时也存在一些其它缺点。首先，因为它的内核不是保存在模拟器的RAM中，这样，它不会受到内存容量的限制。这意味着内核数据结构的大小不是影响系统性能的重要因素，使得数据结构大小和空间容量的权衡不用考虑，这在一个实际操作系统设计中是不现实的。其次，NACHOS是与底层硬件相隔离的，所有机器模拟器和被模拟的硬件之间的接口由C++对象设计。这意味着学生不需要了解要访问的真正硬件是如何工作，而这些技术对于编写核心程序的程序员来说是很重要的。再有就是NACHOS这种特殊结构很难移植到实际硬件机器上直接执行。

4GeekOS开发环境

选用GeekOS作为操作系统实践平台，还因为它的开发环境易于搭建。GeekOS大部分代码是用C语言编写的，它所需要的开发工具在Linux操作系统中几乎都已具备，只需简单配置。GeekOS系统的开发与调试环境有多种选择：在Windows下使用Cygwin和Bochs PC模拟器；在PC机上安装Linux和Bochs PC模拟器进行开发调试；在PC机上安装虚拟机，如VMware和Virtual PC,然后在虚拟机上安装Linux和Bochs PC模拟器进行开发调试。在课程实践环境选择时，学生可以自由选择，推荐采用最后一种方式，它会为你减少很多不必要的麻烦。Linux是大多学生所熟悉的，也有很多参考书可供学生选择。

在物理计算机上调试操作系统内核代码会给用户带来很大的不便。Bochs是一个通用的x86 PC机硬件平台模拟器。它是一个开源的软件，对系统程序开发，具有很多的优点，是开发和调试操作系统核心代码最有效的工具。例如：对新加入的代码行进行测试不用频繁重新启动用于开发的机器；不易引起主机系统崩溃；不需要使用软盘和硬盘作为操作系统的存储介质。GeekOS最初开发设计的调试运行平台就是基于Bochs进行的。

5GeekOS项目设计

作为一个教学操作系统内核，保持系统的简单易实现是非常重要的。为了实现这一目的，在GeekOS设计时，仅保留操作系统最基本的功能，同时围绕现代操作系统原理中的重要概念与方法，按照教学循序渐进的进度精心设计了7个项目。这些项目由浅入深，既有Linux使用环境与使用技能方面培养的项目，又有重点围绕深入理解操作系统内核实现机制的项目。

GeekOS教学操作系统为学生设计的项目内容具体如下：

项目0：主要是让学生熟悉GeekOS的编译、运行过程，了解计算机系统的启动原理。项目0要求学生实现一个简单内核进程，功能是实现从键盘接收一个按键，并在屏幕上显示。

项目1：主要让学生熟悉可执行链接文件(ELF文件)的结构，并学会加载和运行可执行文件。项目要求学生编写代码对ELF文件进行分析，并将分析结果传送给加载器，掌握操作系统静态建立进程运行用户程序的实现技术。

项目2：要求学生掌握操作系统动态建立用户态进程来运行用户程序的原理。在项目2实现之前，GeekOS运行的是内核级进程。对用户态进程执行的支持包括用户态进程结构的初始化、用户进程空间的初始化、用户进程切换和用户程序导入等。

项目3：要求学生改进GeekOS的调度程序，实现基于4级反馈队列的调度算法(GeekOS初始系统仅提供了FIFO进程调度算法)，并实现信号量，支持进程间通信，掌握进程调度和进程通信的实现原理。

项目4：要求学生实现分页虚存管理，替代在项目1和项目2中采用的分段存储管理，掌握虚拟存储技术的实现原理。

项目5：要求实现GOSFS文件系统。由于GeekOS使用了虚拟文件系统，可以加载不同的文件系统，而系统默认加载的是PFAT只读文件系统。在这个项目中，需要实现一个多级目录的、可读写的文件系统，掌握文件系统的实现技术。

项目6：要求为文件系统增加访问控制列表，并使用匿名半双工管道实现进程间通信，掌握网络功能的实现原理。

6结束语

采用GeekOS作为操作系统课程设计实践平台已经有两个学期。结果证明大部分认真完成作业的学生认为GeekOS对理解操作系统功能的设计与实现有很好的帮助，可以激发学习操作系统的兴趣，提高编写系统程序的能力。高校计算机相关专业的操作系统课程教学不仅要设置实践环节，还必须根据培养目标和学生自身的特点来选择合适的实践教学内容。在选用GeekOS作为操作系统实践平台时，集中在短时间内完成项目设计的教学效果不好，最好为一个学期的时间。教师最好能根据学生的能力，以3到4个学生为一个小组，灵活调整学生要具体完成的任务，以致于取得更好的教学效果。

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

参考文献

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[5] (美)William Stallings. 魏迎梅等译. 操作系统―内核与设计原理[M]. 北京:电子工业出版社,2001.