信創產業背景下操作系統課程思政教學改革與實踐

蘇 靜 謝艷芳 張中偉

（天津科技大學人工智能學院 天津 300457）

當前，信息技術應用創新產業已成為促進國內信息技術產業高質量發展的關鍵環節，天津市（濱海新區）提出要把大力發展信創產業作為搶抓新機遇、融入大循環以及推進自主創新的重要引擎。天津科技大學操作系統課程，作為天津市一流課程建設課程，著力加強課程思政教學改革建設，以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，深入貫徹全國教育大會精神和《中國教育現代化2035》，緊緊圍繞教育強國、制造強國、網絡強國戰略部署，牢固樹立新發展理念，以立德樹人為根本任務，以特色化軟件人才培養為目標，注重產業導向，加強產教融合，培養學生操作系統關鍵核心軟件創新能力，促進信創人才培養生態體系建設。

1 課程思政建設概述

操作系統課程是計算機學科中重要的專業基礎課程，開設在第5學期，共64學時（含課內實驗16學時），4學分。操作系統在計算機學科知識體系中處于硬件知識與軟件知識的結合點，其內容涉及理論、算法、技術、實現和應用等，課程覆蓋面廣，在人才培養課程體系中起到承上啟下的重要作用。課程建設始終堅持以學生為中心的發展理念，通過啟發式、案例式、研討式、項目式等教學方式進行課堂革命，將思政教育融入課程教學和改革的各個環節，以“愛國”“誠信”“責任”“創新”為核心培養學生高尚的道德素養，以解決操作系統的復雜工程問題為核心培養學生過硬的專業能力。2020年與麒麟軟件建立校企聯合“操作系統”課程改革教學團隊，形成定期教學改革研討制度，深度融合產業需求，面向國家軟件人才培養戰略，在課程建設中引入國產操作系統案例，直面關鍵基礎軟件“卡脖子”問題，激發學生愛國情懷和使命擔當，在操作系統實踐教學及課程思政建設中持續深入開展課程改革建設。

2 課程思政教學特色與創新

2.1 植入思政課程目標，加強思政引領

在操作系統原有的知識、能力課程目標基礎上，增加思維、品格、創新等思政目標，加強頂層設計和思政引領，進一步對標畢業要求指標點，支撐產出導向（OBE）專業培養目標。

知識目標：在基本原理方面，重點掌握操作系統的基本概念、基本原理、基本方法和主要功能；在核心技術方面，重點掌握操作系統關鍵技術的實現機制和具體方法。內容覆蓋進程管理、內存管理、文件管理、設備管理等。

能力目標：具備將操作系統中所運用的理論、技術、方法等推廣應用到其他領域的能力；具備設計應用操作系統知識解決問題的可行方案，強化算法、模塊化、軟件代碼分析等專業核心意識和對典型方法的掌握；具備對操作系統中涉及的方法、算法、工具等進行比較和評價的能力；通過在線自主學習、觀看課程資源等，具備自主能力，了解操作系統及其應用的發展變化趨勢。

思維目標：具備創新思維、計算機系統思維、計算機技術交叉思維。

品格目標：通過讓學生了解操作系統發展歷史和信創產業發展現狀，引導學生充分認識操作系統自主可控工作的重要性，激發學生愛國敬業熱情，把推動國產操作系統發展和技術創新作為使命追求；通過培養學生對操作系統復雜工程問題求解能力，培養學生多角度全方位思考問題及不畏困難、勇于創新的精神；通過加強學生實踐訓練，培養學生嚴謹認真、精益求精、堅持不懈和勇于探索的科學精神，并不斷樹立職業自信和職業責任感。

圖1：課程目標示意圖

2.2 結合產業需求，引用麒麟操作系統教學案例，增強學生使命擔當，通過實踐訓練培養學生科學精神和創新能力

操作系統課程傳統授課模式中，實踐教學多采用驗證方式，學生無法了解產業實際操作系統應用現狀，無法將理論和實踐有機結合。隨著信創產業的發展，通過精心設計教學案例，引入麒麟操作系統核心技術特色和架構分析、核心組件及常用布局應用、本地開發環境及應用程序開發實驗項目，提升學生掌握主流國產操作系統的應用實踐能力，并在課程考核改革中引入麒麟職業技能測試，作為過程化考核中實踐考核測評內容。幫助學生更好的理解操作系統知識體系，支撐產出導向(OBE)的課程目標設計。極大激發了學生學習興趣和使命擔當。

實驗課程中以案例分析引領原理機制，以練代講，學生對操作系統原理及實現技術的掌握更加透徹充分，實踐能力明顯增強，同時加強了對產業行業發展要求的理解，為未來的職業發展奠定良好基礎。

2.3 混合教學模式助力課程思政建設

操作系統是一門理論性較強的課程，學生學習抽象的原理、底層機制等存在一定困難，以往學習積極性不高。線上線下混合教學模式，重構了課程知識體系，優化了教學過程，充分運用國家精品課程資源，把課堂延伸至隨時隨地，變被動學習為主動學習?；旌鲜浇虒W不僅能培養學生自主學習能力，增強學習能動性，還有助于培養學生誠信的學習態度，積極的創新意識。自主學習后通過設置在線測試，使學生學習有目標有競爭有挑戰；線下見面課，打破原有知識灌輸學生被動接受式傳統課堂模式，通過大量的案例式、啟發式、研討式、分組對抗等教學方式解決課程重難點問題，增強課程挑戰度和高階性，把知識傳授、能力培養、價值塑造有機自然的融合。

3 課程思政典型教學案例

操作系統課程立足于專業教學內容，突出實踐性和創新型的培養，使用多元化思政育人形式，融入到理論教學、實踐教學、和在線教學，通過課堂舉例、新聞視頻、實例對比、課堂討論、關聯比較、邏輯推導、實踐教學等多種形式，實現德融教學，潤物無聲。

案例1：在第一章操作系統概述部分中，引入“凌鏡門”事件和Google斷供事件，強調發展國產操作系統和軟件生態的必要性與緊迫性，通過彈幕討論國產操作系統的發展與出路，激發學生學習本課程的興趣與熱情。

案例2：在第二章進程調度算法內容中，引入哲學思想中的平衡論，說明任何算法都沒有絕對的優劣，沒有最好的算法只有適合的算法。告訴學生以后的學習工作中不要一味地追求高精尖，要綜合考慮各方面因素，選擇最適合的方案，達到整體的平衡最重要。

案例3：在第四章操作系統死鎖問題中，不當競爭會引起死鎖，協調分配資源才能所有進程有序執行。引入和諧共享的社會主義核心價值觀。通過熱點新聞和影視節目來說明互踩互斗會導致滿盤皆輸，互扶互助才能實現共贏的道理。倡導大家遠離宮心計式的社交方式，以互利互惠、互相成就的心態面對社會，共同建造和諧社會。

案例4：在第五章內存管理Belady異常問題中，帶領學生一起分析頁面置換算法這種異?，F象出現的原因，引導學生在發現問題時要追本溯源，要有科學探索精神，找到問題的原因后對癥下藥，找到解決問題的方法，實現技術上的創新和突破。

4 課程思政實施成效及學生反饋

在以前的學習過程中，學生們普遍感到操作系統課程抽象、難懂，對課程的感性認識薄弱，有些學生時間觀念淡薄、遲到、不求上進、作業抄襲屢禁不止，有些同學缺乏團隊合作精神，自我意識強，我行我素。通過課程思政教學改革，上述現象有了很大改觀。多樣化的課堂教學模式，更容易被學生接受和認可。雨課堂及學堂在線APP、小程序等更符合學生學習習慣，混合學習模式使學生學習更加個性化，提高了學習興趣。國產麒麟操作系統實際案例的引入，更加貼近產業實際的實驗教學結合“創新能力”培養，使學生更喜歡動手實踐，在鞏固知識的同時又提高了自身的實踐能力。學生到課率高，課堂氣氛活躍，學習熱情高漲，課程中有競爭有討論有質疑，人人參與，小組成員相互協作，共同進步。作業質量和實驗報告質量較以往都有了質的提升。大多數同學不再迷茫，開始制定個人學習計劃和目標，并愿意為之努力。綜上所述操作系統課程中課程思政融入達到了較好的“立德樹人”“潤物無聲”效果。但是這僅僅是一個開始，思政改革要取得更大成效還需要一個長期潛移默化的過程，還需要師生長期的堅持和努力。