操作系統(tǒng)課程思政探索與實踐

李文生，葉 文，劉曉鴻

（北京郵電大學計算機學院（國家示范性軟件學院）智能通信軟件與多媒體北京市重點實驗室，北京 100876）

0 引言

“為黨育人、為國育才”是習近平總書記對廣大教師的殷切期望。人才培養(yǎng)是育人和育才相統(tǒng)一的過程，育人是本，而育人之根本在于立德。我國教育始終將德育排在第一位，培養(yǎng)學生德智體美勞全面發(fā)展。加強和改進大學生思想政治教育的主要任務為以理想信念教育為核心，深入進行樹立正確世界觀、人生觀和價值觀的教育；以愛國主義教育為重點，深入進行弘揚和培育民族精神的教育；以基本道德規(guī)范為基礎，深入進行公民道德教育；以大學生全面發(fā)展為目標，深入進行素質教育。

在大學生培養(yǎng)過程中，要將思政教育貫穿人才培養(yǎng)全過程，充分發(fā)揮課堂教學在育人中的主渠道作用，將核心價值觀教育與各門課程尤其是專業(yè)課相結合，將課程思政建設作為落實立德樹人根本任務的關鍵環(huán)節(jié)，堅持知識傳授與價值引領相統(tǒng)一，充分發(fā)掘各類課程和教學方式中蘊含的思政教育資源，發(fā)揮所有課程的育人功能，落實所有教師的育人責任，使各類課程與思政教育同向同行，將顯性教育與隱性教育相統(tǒng)一，形成協(xié)同效應，更好地對學生進行全方位的教育，將學生培養(yǎng)成德智體美勞全面發(fā)展的有理想、有能力、有擔當?shù)纳鐣髁x建設者和接班人。

1 相關研究

課程思政是一項系統(tǒng)工程。許多研究指出，在專業(yè)課程尤其是理工科專業(yè)課程中開展思政教育是該項工程中最核心、最關鍵和最難解決的部分。如何有效地將思政教育融入專業(yè)課教學是目前重要的教改方向和研究內容。計算機類專業(yè)是非常重要的新工科建設專業(yè)。高校計算機類課程以培養(yǎng)學生的理論思維、實驗思維和計算思維能力為目標，其中操作系統(tǒng)是計算機專業(yè)能力培養(yǎng)的核心課程。如何將愛國主義、工匠精神、奮斗奉獻精神以及社會公德等教育內容融入課程教學，是新工科和大思政背景下計算機專業(yè)人才培養(yǎng)急需解決的關鍵問題。

近年來，許多學者從不同層面、不同角度進行了計算機類專業(yè)課程融合思政教育的探索。例如，文獻［9］總結了計算機類專業(yè)思政的必要性和內涵，討論了計算機類本科教育中專業(yè)思政的實施方法與落實要點；文獻［10］分析了計算機專業(yè)課程思政建設所面臨的挑戰(zhàn)，歸納出需要建設的關鍵點；文獻［11］探討了計算機類課程中思政元素的提煉和挖掘方法，給出了教師思政教育專業(yè)素養(yǎng)和課程思政教學能力的培養(yǎng)目標、機制和建議，闡述了課程思政教學評價的原則、方法與應用；文獻［12］提出了計算機類專業(yè)課程思政實施方略和目標體系結構，并以面向對象程序設計課程為例介紹了課程思政的實施方案；文獻［13］結合計算機組成原理課程闡述了課程思政融入式改革總體設計，重點介紹了以學生為中心的課程思政貫通式改革基本框架，列舉了基于具體教學內容與思政的融合案例；文獻［14］分析了課程思政對學生素養(yǎng)培育的支撐作用，提出了面向學生素養(yǎng)培育的課程思政教學方法，并以軟件項目管理課程中的家國情懷與責任擔當、唯物辯證思維素養(yǎng)培育為例，介紹了課程思政教學設計實踐內容；文獻［15］從操作系統(tǒng)發(fā)展過程、進程調度、并發(fā)控制以及存儲管理4 個方面挖掘思政元素；文獻［16］以課程思政重塑操作系統(tǒng)教學體系，明確了思政目標，并通過案例進行教學內容選擇與設計；文獻［17］結合Python 程序設計的特點制定了課程德育目標，探討了課程思政方法，設計了融入愛國主義教育和法制教育內容的教學案例；文獻［18］針對操作系統(tǒng)課程進行教學改革，并將思政教育融入專業(yè)教學全過程；文獻［19］探索了如何通過人工智能相關技術將思政元素融入操作系統(tǒng)的教學過程中。

目前，關于專業(yè)課程的思政教學改革還處于探索階段，研究主要集中在課程思政元素挖掘、教學設計以及實踐路徑探索上，鮮有針對專業(yè)課程思政教學的詳細設計和效果評價研究。本文針對操作系統(tǒng)課程思政教學，從教育方案、教學模式、育人方法以及達成途徑等方面進行了全面設計，并在教學中進行了完整實踐，將思政教育有機地融入教學全過程，最后通過線上和線下兩種方式對課程思政教育效果進行了評價。

2 操作系統(tǒng)課程思政總體設計

圖1為操作系統(tǒng)課程思政的設計與實施流程。

Fig.1 Design and implementation process of ideological and political education in the operating system course圖1 操作系統(tǒng)課程思政的設計與實施流程

操作系統(tǒng)課程思政從教育方案、教學模式和育人方法3個方面進行了總體設計。

2.1 價值引領、知識傳授、能力培養(yǎng)三位一體的課程思政教育方案

堅持立德樹人的教育理念，結合工程教育專業(yè)認證中有關畢業(yè)要求的12 條標準及本課程支撐的畢業(yè)要求指標點，從知識、能力、責任、創(chuàng)新等方面設計了課程教育目標。根據文獻［2］中提出的加強和改進大學生思想政治教育的主要任務，本文制定了操作系統(tǒng)課程思政教育目標，即愛國主義教育、社會公德教育和科學觀教育，設計了每個知識單元的思政教育目標。圍繞思政教育目標，結合學校特色、專業(yè)特點和課程知識點挖掘思政元素，篩選典型事件和人物，組織了多層次（知識、能力）、多類型（家國情懷、社會公德、科學素養(yǎng)）的教學內容。通過講好中國故事、北郵故事，在課程中引入國產操作系統(tǒng)，設計了進程管理和內存管理等多組難度不一、類型不同的模塊化實驗，旨在培養(yǎng)學生的家國情懷，提高學生的科學素養(yǎng)和專業(yè)能力。

2.2 結合專業(yè)知識點嵌入思政教育內容的教學模式

圍繞課程思政教育目標，結合學校特色、專業(yè)特點和課程內容，從操作系統(tǒng)概述、組織結構、資源管理等16 個知識單元中挖掘思政元素，組織典型思政教育內容，并將其有機融入專業(yè)知識教學中。結合課程教學大綱，根據每個知識單元的思政教育目標，研究可融入思政教育內容的知識點，最終設計了89 個思政教育案例，其中22 個涉及家國情懷，38 個涉及社會公德，67 個涉及科學觀。表1-表4為結合專業(yè)知識點嵌入思政教育內容的部分典型案例設計示例。

Table 1 Ideological and political education content and integration point design examples in introduction表1 概述中思政教育內容及融入點設計示例

Table 2 Ideological and political education content and integration point design examples in structures表2 組織結構中思政教育內容及融入點設計示例

Table 3 Ideological and political education content and integration point design examples in CPU scheduling表3 CPU調度中思政教育內容及融入點設計示例

Table 4 Ideological and political education content and integration point design examples in deadlock表4 死鎖中思政教育內容及融入點設計示例

2.3 “產—科—創(chuàng)—教”融合協(xié)同育人方法

在教育部—華為、教育部—阿里和華為智能基座課程建設等產學合作協(xié)同育人項目的支持下，探索了價值引領與知識傳授相互促進的“產—科—創(chuàng)—教”融合協(xié)同育人方法。將華為操作系統(tǒng)OpenEuler 引入課程教學，講解操作系統(tǒng)的關鍵技術，開展課程實驗；通過問卷調查、產品調研分析和思政總結報告實現(xiàn)學生自我教育；引導學生學以致用，參加“助順郵我”科技活動，助力貴州長順經濟發(fā)展。

3 教學目標達成途徑與實踐

操作系統(tǒng)課程思政教學目標達成途徑包括問卷調查、課堂教學、實踐教學、學生自主學習、學生評價反饋以及課程總結完善。詳見圖2。

Fig.2 Ways to achieve the teaching objectives of ideological and political in the operating system course圖2 操作系統(tǒng)課程思政教學目標達成途徑

（1）開課之初，通過線上問卷調查了解學生的課程學習基礎、興趣愛好以及對課程思政的認知情況，根據調查結果拾遺補缺，有針對性地開展專業(yè)教學并融入思政教育內容。

（2）課堂教學中，在操作系統(tǒng)概述、組織結構、資源管理等16 個專業(yè)知識單元中嵌入思政教育內容，開展知識傳授與價值引領相互促進的專業(yè)教學和思政教育。例如，在操作系統(tǒng)概述中介紹天河、神威等國產超級計算機，自主研制的麒麟、神威睿思和華為OpenEuler 操作系統(tǒng)，以及北郵在4G、5G 和6G 領域的自主創(chuàng)新等，強化學生的愛國意識和“四個自信”，培養(yǎng)其探索未知、勇攀科學高峰的責任感與使命感；介紹“助順郵我”科技扶貧項目，通過身邊鮮活的例子激發(fā)學生的專業(yè)自信和職業(yè)信心；分析棱鏡門、谷歌斷供事件，激發(fā)學生的歷史使命感和社會責任感；結合操作系統(tǒng)體系結構講解宏內核、微內核、多核、眾核到外核的演進過程，培養(yǎng)學生的辯證思維和發(fā)展觀；結合CPU 調度算法強調資源競爭與共享，強化學生的社會公德和大局意識；結合死鎖處理方法培養(yǎng)學生的安全意識等（死鎖單元的教學設計掃OSID 碼可見）。

（3）通過QQ 群向學生推送相關國家政策、行業(yè)時事、與專業(yè)和課程相關的前沿技術等內容。結合課堂教學內容，學生完成了國產操作系統(tǒng)調研分析和國產內存/外存產品調研；基于華為云平臺及OpenEuler 完成了課程實驗，以項目驅動的方式開展了課程設計，學生組隊實現(xiàn)了一個操作系統(tǒng)原型系統(tǒng)，有效培養(yǎng)了團隊合作精神和學術誠信意識，提升了專業(yè)實踐能力。

（4）課程結束后，學生通過線上調查問卷進行課程思政評價和學習效果自評，以線下課后作業(yè)的形式撰寫課程思政總結報告。

（5）根據學生反饋對課程教學進行總結并持續(xù)改進。增加多機調度、虛擬化與容器等知識點，挖掘新的思政元素，豐富課程思政教育方案；針對進程同步等課程難點，通過深入分析講解、練習和實驗等環(huán)節(jié)，加強學生的理解和掌握。

通過上述途徑踐行價值引領與知識傳授相互促進的產—科—創(chuàng)—教融合協(xié)同育人方法，落實操作系統(tǒng)課程思政育人目標。

4 教學實踐效果

2020 年秋季學期，在我院2018 級本科生操作系統(tǒng)課程教學中開展了完整的思政教學實踐，涵蓋計算機科學與技術、網絡工程、智能科學與技術以及數(shù)據科學與大數(shù)據技術4 個專業(yè)。90.4%的學生參與了課前進行的課程思政認識調查，98.5%的學生參與了課后進行的操作系統(tǒng)課程思政評價調查。問卷調查結果顯示，操作系統(tǒng)課程思政對學生的影響顯著，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：①能夠區(qū)分課程思政與思政課程的學生比例由67.42% 提升至91.49%，不能夠區(qū)分2 個概念的學生比例從32.58%降低至8.51%；②非常支持/支持在專業(yè)課程中融入思政教育的學生由55.81%提升至76.03%，不太支持的由11.29%降至7.99%；③90%的學生認為教師在教學中融入思政教育非常自然，贊同“結合知識點融入思政內容”的教學方法和通過QQ/微信群推送等線上方法延伸思政教學；④課程結束后，非常同意/同意思政教育的學生顯著增加，均在80%以上。詳見表5。

學生撰寫的課程思政總結報告顯示：絕大多數(shù)學生高度贊同在操作系統(tǒng)課程中融入思政教育內容，認為思政教育大大強化了愛國意識和文化認同感，強化了學術誠信、辯證思維、團隊合作精神以及實事求是的科學觀，培養(yǎng)了職業(yè)道德和敬業(yè)精神，為踏入社會奠定了良好基礎。有學生指出課程思政教育使自己認識到自己未來不僅僅是一個程序員，更是一個能為國家作出貢獻，為實現(xiàn)中華民族偉大復興而努力的人。由此可見，操作系統(tǒng)課程思政強化了學生的家國情懷和社會公德意識，培養(yǎng)了學生的職業(yè)倫理與素養(yǎng)，提升了學生學習專業(yè)知識的動力。

Table 5 Comparison of students'recognition of evaluation before and after operating system course表5 操作系統(tǒng)課程前后學生對評價的認同比較 （%）

《高等學校課程思政建設指導綱要》實施1 年多來，課程思政建設取得了階段性成果。部分同學參加“助順郵我”科技扶貧活動，利用所學專業(yè)知識研發(fā)了“智慧神泉”旅游導覽系統(tǒng)，助力貴州長順經濟脫貧和社會發(fā)展，支撐北京郵電大學計算機學院（國家示范性軟件學院）2021 年2 月獲評“全國脫貧攻堅先進集體”。2021 年5 月，教育部確定了699 門課程思政示范課程，北京郵電大學的操作系統(tǒng)課程入選教育部2021 年普通本科教育課程思政示范課程（證書掃OSID 碼可見）。

5 結語

在成果導向教育理念的指導下，本文制定了明確的操作系統(tǒng)課程思政目標和教學目標達成途徑，以學生為中心開展教學活動，注重過程管理，將結合學校特色、專業(yè)特點以及課程專業(yè)知識的思政教學案例有機地嵌入到教學中，在多項產學合作協(xié)同育人項目的支持下開展教學和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐，在傳授專業(yè)知識和培養(yǎng)技術能力的同時對學生進行愛國主義、社會公德和科學觀教育，潛移默化中實現(xiàn)價值引領，起到潤物無聲的作用，效果良好。經過兩年的探索與實踐，操作系統(tǒng)課程思政不斷完善，今后仍將與時俱進地引入新的專業(yè)知識和思政元素，豐富教學內容，優(yōu)化課程思政教育方案，更有效地將思政考核融入課程考核體系，建設以學生為中心的線上課程，為其他專業(yè)課程開展課程思政提供參考。