摘要:計算機操作系統課程是計算機專業的核心課程,講授好該課程對提升學生的專業素養和政治素養具有非常重要的作用。然而,傳統的教學模式往往忽略了思想政治教育的重要性。文章探討了基于OBE理念的計算機操作系統課程思政建設方案。研究首先分析了操作系統課程思政的研究背景,闡述了課程思政與OBE理念的內涵。隨后,提出了結合OBE理念的操作系統課程思政建設方案,包括總體思路、教學目標設定、課程思政方法、思政元素挖掘、教學內容評價與持續改進。實踐表明,將OBE理念與課程思政相結合,能夠有效提升操作系統課程的教學質量和育人效果,為培養德才兼備的計算機專業人才提供了新的思路和方法。
關鍵詞:OBE理念;課程思政;反向教學設計;工程認證;操作系統;教學改革
中圖分類號: G642" " " 文獻標識碼: A
文章編號: 1009-3044(2025)28-0109-04
開放科學(資源服務) 標識碼(OSID)
0 引言
操作系統作為計算機專業的核心課程,既具理論性又強調實踐,并承載一定的思想政治教育功能。傳統教學模式偏重知識與技能傳授,忽視思想政治教育,且結合成果導向(OBE,Outcome-Based Education) 理念的思政課程評價體系亟待完善[1]。隨著信息技術的快速發展,操作系統在自主知識產權、網絡安全、科技創新中的作用日益凸顯,涉及國家利益、社會責任及職業道德等思政元素。將思政教育融入操作系統課程,既是落實“立德樹人”根本任務的要求,也是培養具有家國情懷和創新精神的計算機專業人才的重要途徑。
教育部推行的工程認證項目強調成果導向教育(OBE) ,該理念強調以學習成果為導向,反向設計課程體系,確保學生獲得解決復雜工程問題所需的知識、能力和素質[2]。在專業人才培養中,OBE理念尤為重要,它促使教育從“教什么”轉向“學到了什么”,更加關注學生實際能力的提升。將OBE理念應用于操作系統課程改革,源于對傳統教學模式不足之處的改進需求。傳統模式偏重理論講解,缺乏實踐環節,學生難以將知識應用于實際問題。而OBE理念強調以學生為中心,注重能力培養,這與操作系統課程實踐性強、應用廣泛的特點高度契合。OBE理念驅動的操作系統課程改革,注重反向教學設計,使教學目標更明確、內容更實用、評價更科學、學習更主動,這些將有效提升學生的實踐能力和創新思維,培養出更多能夠解決復雜工程問題的高素質人才,以滿足信息時代對操作系統人才的迫切需求[3]。
1 結合OBE理念的課程思政建設思路
OBE理念的思政教學強調以成果為導向,以反向教學設計為方法,從職業崗位的能力要求出發修訂專業培養目標,并將培養目標分解到每門課程的教學目標中,同時將思政內容有機融入專業課程教學的各環節,以實現知識傳授、能力培養與價值觀塑造的有機統一。為使培養目標能有效達成,反向教學設計中專門設計了課程評價體系來檢驗預期目標的達成情況,促進教學質量的提升[4]。該理念注重在專業教學中挖掘思政元素,通過精心的教學設計和多樣化的教學方法,將思政內容與專業知識無縫銜接,推動工程教育與思想政治教育的協同育人[5]。即在教授專業知識的過程中,引導學生形成正確的世界觀、人生觀和價值觀,同時培養其社會責任感、創新意識和實踐能力,從而全面提升學生的政治認同、家國情懷、法治意識、文化素養等綜合素質,使其成為德才兼備的社會主義建設者和接班人[6]。
1.1 結合OBE理念的課程思政教學目標設定
教學目標設定主要根據學生畢業5年后應達到的能力來制訂培養目標,即能夠在計算機軟硬件系統、網絡系統、人工智能、云計算、大數據等領域從事研發、設計、項目管理、運行維護、技術服務等工作時所應具備的素質能力。據此反推學生畢業時需要達到的能力要求,并根據這些要求制定具體的能力達成指標點。通過修訂培養方案、構建畢業要求達成度矩陣、細化每門課程的教學目標,并進一步將目標細化到各教學環節中學生能力及素養的達成。
在操作系統課程中,培養目標主要分為知識、技能、素養3個方面。①知識目標:學生能夠深入理解操作系統的基本概念,掌握操作系統的主要工作原理,如進程、線程、內存管理、文件系統、設備管理等。②技能目標:學生能運用所學知識分析操作系統的運行機制;熟練操作Linux系統并編寫操作系統中的經典算法;熟悉軟件工程的開發技能;具備安裝、配置和管理常見操作系統的能力。③素養目標:通過理論課程學習,培養學生科學的世界觀、積極的人生觀和正確的價值觀;通過實踐課程,培養學生的職業道德、團隊協作精神、社會責任感、創新意識和實踐能力等[7]。
1.2 結合OBE理念的課程思政方法
1.2.1 教學設計
為將OBE理念融入課程思政,本文采用了反向教學設計方法,即先確定畢業要求的培養目標和評估方法,再據此設計課程體系、教學內容。在目標設定階段,學工處定期向已畢業學生發放調查問卷;學院也定時安排教師到企業走訪或邀企業專家座談,以搜集信息。學院根據這些信息組織資深教師討論并修訂培養目標和培養方案。任課教師根據培養方案來修訂教學內容,細化教學方法。
在教學方法上,操作系統課程采用了多種教學方法相結合的模式,包括理論教學和實踐教學,其中實踐教學又包含上機實驗及課程項目。
在理論教學方面,主要采用講授、討論及案例分析等方式。通過PPT、板書等形式,系統講解操作系統的基本概念、原理和主要功能。在課程中設置部分翻轉教學內容,組織學生以小組為單位進行課堂報告與討論,除討論技術原理外,還將一些思政內容融入其中。
在實驗教學方面,安排了10學時的上機實驗及為期3周的課程項目環節。上機實驗包括進程同步與死鎖實驗、內存管理實驗、文件系統實驗等。學生在實驗室環境中通過編寫代碼、操作Linux命令等方式,親身體驗操作系統的功能和運行機制,加深對理論知識的理解。上機實習須提交實驗報告,報告中須詳細記錄實驗過程、結果及編寫的代碼等。
在課程項目環節,布置課程項目,要求學生以小組為單位完成一個較大的操作系統相關項目,例如,設計一個操作系統子功能模塊的項目,要求學生分工協作,完成從需求分析到代碼實現的全過程。在此過程中,教師可適時融入職業道德教育,強調代碼規范、知識產權保護等內容,使學生在潛移默化中接受思政教育。另外,在項目實施過程中,充分調動學生的學習熱情與主動性,強調互動與實踐。通過小組研討、團隊合作,提升學生的協作能力與溝通能力,讓學生在解決實際問題的過程中感受團隊協作的價值,培養其團隊合作能力、創新思維能力、批判性思考能力、項目管理能力和創新能力等;借助案例分析,引導學生探討操作系統在社會應用中的倫理問題,強化社會責任感、職業道德意識及代碼規范等素質的培養。
1.2.2 思政元素挖掘
在操作系統課程中融入思政教育,關鍵在于找準思政元素與課程內容的契合點。操作系統作為計算機科學的核心課程,涵蓋了資源管理、進程調度、內存分配等核心知識,這些內容可以與社會主義核心價值觀、職業道德、團隊協作等思政主題深度契合。下面將結合操作系統教材的主要章節內容,設計相應的思政案例如表1所示。
1.3 課程評價與持續改進
1.3.1 教學評價方法
在融合OBE理念的操作系統課程思政教學中,科學合理的教學評價機制與持續改進方案,對提升教學質量、達成育人目標起著關鍵作用。在教學評價中,本文主要采用定性評價和定量評價兩類評價方式。
定性評價主要通過調查問卷、訪談、課堂觀察等方式,收集學生、同行教師、企業專家的定性反饋。學院每學期安排一次信息收集工作,通過不同形式廣泛收集學生、教師、用人單位和校友對培養目標的反饋意見,并對收集到的意見進行分析整理,形成調研報告。在這些信息中,學生主要反饋對理論課程及思政內容的接受程度、對自身價值觀的影響以及思政元素與專業知識融合的效果。同行教師依據同行聽課及教學大綱,評估思政目標與課程的契合度、教學設計的合理性,并觀察教學方法的運用及思政傳遞效果。企業專家的反饋則以企業需求、技術發展態勢等為依據。根據以上信息的收集整理,發現突出問題及需要改進的地方,為培養方案的制定與調整提出指導性意見。
定量評價主要以授課教師對學生的考評為主,即采用考試成績、實驗成績、作業成績、小組項目等量化指標,對學生的知識掌握、實踐能力及素質培養進行評價,并對課程目標達成度進行量化分析,明確各畢業指標點的達成情況。該過程又分為過程性評價和終結性評價。
過程性評價占總成績的40%,主要包括課程表現(含簽到) 、課后作業、上機實驗及小組項目。每項總分100分,在總成績中的占比為10%。在課堂表現方面,記錄學生課堂出勤、參與討論、回答問題等情況,對積極參與討論并提出獨特見解的學生可獲得相應加分。在課后作業方面,定期布置書面作業及階段性測驗,考查學生對理論知識的理解。上機實驗鍛煉學生將操作系統原理應用于實際編程的能力,根據作業完成質量、創新性等進行評分。小組項目安排學生以小組形式完成操作系統相關項目,如模擬實現一個簡單的文件系統等,從項目方案設計、分工協作、成果展示、素質養成等方面進行評價,重點考查學生的團隊合作、問題解決及知識綜合運用能力。
終結性評價以期末考試的方式來實現。考試總成績為100分,占課程總成績的60%。考試以簡答題、綜合應用題為主。每一題的設計須對應畢業達成度的相應指標點。簡答分析題要融入技術原理及思政內容的考核,考查學生對理論的掌握程度及素質培養的情況;綜合應用題則主要對學生的能力進行考查,以評估學生知識及技能的能力達成情況。
1.3.2 畢業要求達成情況分析
為能清楚地分析學生在該課程中是否達到畢業要求,此處引入達成度分析方法,即通過量化的方法來分析學生的學習情況,判斷該課程的教學目標是否達到了畢業要求。在計算達成度時,須在教學大綱中查詢該課程需要完成的畢業達成要求及教學目標,接著查找該課程不同評價環節所占的比例。
假設該課程需要完成4個教學目標。其中目標1的評價環節及相關數據如表2所示,下面以課程目標1為例給出達成評價的計算方法。
課程目標1達成評價依據評價環節、支撐比例、該項滿分、該項學生平均得分逐項計算各評價環節對應的達成評價及該目標的總達成評價,具體計算如公式(1) 所示:
課程目標1總達成評價:[E=i=1kDiZi×Pi]" (1)
式中:k為該課程目標1采用的評價環節數,評價環節有平時表現、課后作業、上機實驗報告成績、小組項目成績及期末試卷成績等;Pi為第i個評價方式在課程目標1評價中的占比;Zi為第i個評價環節的總分值;Di為學生在第i個評價環節上的平均得分;Ei為該評價環節的課程目標達成評價值,E為總達成評價值。在教學目標1中,Zi在評價環節中滿分占25分,表明其他3個課程目標在該對應評價環節項中的分值和為75分(總分為100分) 。
1.3.3 持續改進
持續改進是OBE理念的核心內容,強調通過動態調整培養方案推動課程體系的持續優化。為實現這一目標,學院建立了一套“反饋—審查—評估—優化”的閉環機制。每學期學院召開一次相關專業培養方案的評審會議,邀請資深教師、行業專家和教學管理人員參與討論,根據定性評價及定量評價的結果對培養方案中畢業達成指標點的合理性、可衡量性及課程支撐情況進行評估,結合行業發展趨勢、技術進步和用人單位需求,對畢業要求指標點進行全面審查和更新。通過以上措施,持續改進培養方案,確保其科學性和時效性,最終實現人才培養質量的不斷提升。
2 結論與展望
本文探討了如何將課程思政與成果導向教育(OBE) 理念相結合,以實現計算機操作系統課程的全面改革,并提出了一個結合OBE理念的課程思政建設方案。該方案結合了OBE理念與課程思政方法,將專業教學與思政教育相融合,將成果導向與持續改進相融合,構建了統一的持續改進教學體系。實踐表明,這種結合方式能夠有效提升學生的專業素養和思想政治素質,為培養德才兼備的計算機專業人才提供了新的思路和方法。后續研究將進一步探索OBE理念、思政教育與AI技術在教學中的結合應用。
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【通聯編輯:王力】