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209 实 践 区域治理 PRACTICE 操作系统课程改革探索与实践 王宇英 桂林电子科技大学计算机与信息安全学院 摘要：新工科人才培养对学生价值观引领和思想品德塑造提出了更高要求，专业知识学习和道德、价值引领要统一，思政课程和专业课程思政要同向同行，协同育人。操作系统是计算机类专业的核心课程，基于课程在课程体系中的地位、课程内容和学习目标，设计了“两个层次-五个主题-十五个思政要点”的课程思政体系，结合领域名人、国内外时事和热点事件、日常事务等，选取和设计思政案例课程，将思政要点有机融入专业教学中，思政案例教学与专业教育相辅相成，对课程学习起到“润物细无声”的辅助作用。关键词：操作系统；思政体系；基本品格；专业素养 中图分类号：G642;TP316-4 文献标识码：A 文章编号：2096-4595(2023)30-0209-03 作者简介：王宇英，生于 1976 年，女，江苏江阴人，正高级实验师，研究方向为智能信息处理。基金项目：2022 年广西教育厅教学改革重点项目，现代软件人才培养之协同育人组织模式探索与实践（2022JGZ126）。引言 为主动应对新一轮科技革命和产业变革，2017 年以来教育部积极推进新工科建设，相对于传统的工科人才，新工科人才不仅要有优秀的工程技术和能力，还要有良好的职业素质、工程伦理观念、社会责任感等。1-3为实现专业课与思政课的同向同行，立德树人基本要求，本文以操作系统课程为例，依据中国学生发展核心素养（人文底蕴、科学精神、学会学习、健康生活、责任担当、实践创新 6 大类 18 个核心素养）和软件工程专业毕业要求的非技术类毕业要求（毕业要求 6-毕业要求 12：工程与社会、环境和可持续发展、职业规范、个人和团队、沟通、项目管理、终身学习），抽取出软件工程专业毕业生应具备的共性的基本品格和专业素养，借鉴工程教育专业认证“反向设计，正向实施，持续改进”的思路，为操作系统课程设计了“两个层次-五个主题-十五个思政要点”的课程思政体系，以领域名人、国内外时事和热点事件、反面典型案例等为主题挖掘思政元素，将思政元素与专业知识有机融合，在专业课程学习同时起到潜移默化的思政育人作用。一、操作系统的知识、能力和思政育人目标设计 操作系统最重要的基础软件，是计算机软件系统的核心，它管理和控制计算机系统的硬件与软件资源。操作系统的核心作用是：方便用户、管理资源、提升资源利用率、协调多作业有效运行。依据学校办学定位、软件工程专业特色和社会发展需求，专业人才培养目标是“培养服务于国产、自主可控的软件管理、研发、测试人才”。依据操作系统课程在课程体系的地位，本课程知识、能力目标和思政育人目标设计如下。知识目标：理解操作系统的基本原理，掌握主流操作系统的应用模式和管理方法，为今后学习、剖析、使用和开发新的操作系统及设计、编写大规模应用程序打下坚实的理论和实践基础。能力目标：课程从大型软件系统构造的角度看待操作系统的实现，训练学生以折中的方法和方案，综合解决宏观问题的能力：一是能设计具体问题的进程同步与并发方案。二是能对操作系统中的经典算法进行分析和评价。三是培养学生系统观，使学生能站在系统的高度考虑和解决应用问题。思政育人目标有以下几点。1.心知“缺芯少魂”，软件卡脖子国情，树立强烈的爱国主义情怀，增强“自主可控，制造强国”的使命担当，激励学生投身基础软件领域，打造有生命力的国产生态系统，立爱国兴邦之志。2.破局“重硬轻软”，树立知识产权保护、数据保护、公众安全等软件工程师职业规范和责任意识，初步具备以“用户体验”为核心驱动力，提升软件质量的 210 实 践 区域治理 PRACTICE 意识，圆数字经济发展强国梦。3.善用“管理之能”，以操作系统对资源利用率的极致追求、协调多作业有效运行为鉴，强化团队合作、沟通交流、批判质疑、自我管理等素养，养成高效学习习惯，助力美好人生发展。二、“两个层次-五个主题-十五个思政要点”课程思政体系构建 国家目前面临信息产业“缺芯少魂”，数字经济大厦根基不稳的现状，操作系统是国家面临的“缺芯少魂”之魂，根据课程的本质价值特征和思政育人目标，结合中国学生发展核心素养和软件工程专业毕业要求的非技术类毕业要求，构建了“2 个层次-5个主题-15 个思政要点”的课程思政体系，见表 1。三、思政主题融入章节，课程思政育人要点有机融入课程内容设计 按照每个教学章节一个思政主题，将课程思政育人要点融入课程教学内容，使得专业学习和思政育人有机融为一体。1.家国情怀和历史使命操作系统概论 在操作系统概论中融入国产操作系统发展历史，结合华为推出鸿蒙操作系统的热点事件，结合华为鲲鹏生态相关内容，激发学生的爱国主义、家国情怀，增强“自主可控，制造强国”的使命担当，鼓励学生在毕业后从事基础软件、工业软件研发工作，为国家解决软件卡脖子问题做出贡献。2.为人处事的基本准则处理器及调度 在处理器及调度算法中，结合新冠核酸检测、排队购物、食堂就餐等日常事务，将操作系统的调度算法与现实世界日常事务的处置之法从公平、合理、效率等多方面类比，引导学生举一反三，乐学善学，在为人处事时能换位思考，公平合理地看待社会、学习中的一些问题，学习批判质疑，引导学生将算法策略用于提高工作和学习效率，提升自我管理能力。3.合作与共赢进程同步与死锁 面对资源不足、资源共享可能导致死锁问题，结合读者-写者、哲学家就餐等经典问题以及团队教学环节中存在的问题，从操作系统有机协调各类任务争夺资源的不同方式，强调团队合作、沟通交流、互助共赢的重要性，在学生心中植入合作方能共赢的种子。4.软件工程师的职业道德素养存储器管理 面向操作系统对软硬件资源使用效率的极致追求，在存储器管理章节结合存储器容量与价格、系统存储器模型，融入软件成本意识与软件质量意识；对存储器段、页式管理，内存系统、用户分区管理等内容，强调分类使用、分类管理的重要性，建立规范意识；5.软件工程师的社会责任文件系统 结合 dos、windows、linux等不同操作系统的文件管理方式分析，从操作系统不断提升的管理效率、设计规范、数据安全等方面逐步建立“为软件和知识付费才能推动基础软件发展”的知识产权保护意识，软件从业人员的数据保护意识和公众安全责任等。四、与时俱进更新课程内容，发挥思政案例对专业学习“润物细无声”的辅助作用。1.以基础软件、芯片设计等领域的标志性事件、危机事件为案例，结合操作系统概论与时俱进更新课程教学内容。（1）2018 年美国制裁中兴，引发中兴股票下跌，国内多个知名企业受牵连。在操作系统概论课程教学中，设计了“为什么中兴会被制裁”“软件工程专业的学生除了应用软件开发，还能做什表 1 操作系统课程思政思政体系 支撑思政目标支撑思政目标 思政目标思政目标 1 1 思政目标思政目标 2 2 思政目标思政目标 3 3 思政目标思政目标 2 2 思政目标思政目标 2 2 思政育人层次思政育人层次 基本品格养成基本品格养成 专业素养造就专业素养造就 思政育人主题思政育人主题 家国情怀和历史使命 为人处事的基本准则 合作与共赢 软件工程师的社会责任 软件工程师的职业道德素养 思政要点思政要点 爱国主义 乐学善学 团队合作 知识产权 质量意识 家国情怀 自我管理 沟通交流 数据保护 成本意识 使命担当 批判质疑 互助共赢 公众安全 规范意识 专业知识点专业知识点 操作系统概论 处理器及调度 进程同步与死锁 存储器管理、文件系统 211 实 践 区域治理 PRACTICE 么”问题，与学生在课堂中进行讨论。（2）2019 年鸿蒙操作系统推出，在概论课程中从操作系统发展历史中国产操作系统的缺位，讨论华为作为民族企业的担当。（3）2021 年面临基础软件、工业软件卡脖子问题，实施国家软件重大工程的背景下，增加了“软件工程专业学生历史使命”专题讨论，鼓励学生毕业后从事基础软件、工业软件的研发。通过热点事件剖析“国家缺芯少魂现状中国梦民族振兴”，加深了操作系统发展历史的理解，同时提升了学生的强国使命感、责任担当。2.结合现实世界典型事件，持续完善思政案例库，以“现实世界典型事件问题抽象与建模算法设计与分析用于实际”为指导，提高原理和算法学习效率。（1）调度算法：食堂就餐、核酸检测（现实生活典型事件）抽象出作业调度、进程调度理论算法实际应用于课程学习进度安排。在进程调度算法学习时，以现实生活案例：“学校食堂 200名学生，50 名教师要打饭，只有一个打饭的工作人员，请学生制定打饭规则”引入，引导学生探讨现实世界案例的解决方案。继而将现实世界的问题抽象为操作系统问题“系统只有一个 CPU，成千上万个进程希望得到 CPU，操作系统如何调度？”课堂讲授进程调度算法：FCFS、SJF、SSTF、RR 等，并分析各种算法的适用场合，引导学生理解公平、合理的折中，使学生能多角度看待问题，具备换位思考的意识；最后以学习规划、生活安排为落脚点，指导学生使用调度算法合理安排，提高管理能力，学习效率。通过学习，学生既能深刻理解进程调度算法策略，又能理解不同调度算法的适用场合，理解公平与合理的相对性。能使用调度算法解决学习规划、工作安排问题等，培养学生乐学善学、勤于思考、批判质疑的核心素养。（2）同步与死锁案例：孩童玩陀螺（现实生活典型事件）抽象出同步与死锁模型应用于解决理论问题：哲学家进餐、生产者消费者、理发师问题拓展到学习规划和团队教学活动安排。在进程同步与死锁内容学习时，以现实生活典型事件孩童玩陀螺，分别抢占陀螺主体、陀螺绕绳圈后陷入死锁为例，分析现实生活中可能采取的解决措施。再将案例抽象为操作系统中进程对资源抢占造成的死锁，部分生活中的解决措施在系统不可行，部分可改造后在系统实现，部分是操作系统特有的解决方案。思政案例融入后，一方面使枯燥的原理、算法学习充满趣味性，另一方也激发了学生学习兴趣，使学生增加了学习投入，能将典型算法用于学习规划、自我管理和解决团队学习中的冲突。3.更新实践内容，用国产，明差距。将 操 作 系 统 实 验 环 境 由linux 改为 openEuler，让学生深入了解并使用国产操作系统；拓展实习方向，开设鸿蒙北向课程，让学生学习在鸿蒙环境下进行移动应用开发。通过使用国产操作系统软件，增强学生的文化自信，也能让学生看清中国国产自主可控存在的问题和差距，增强学生的科技强国历史使命感。五、结束语 实施课程思政不能靠简单地说教，教师要用认真的教学态度、严格的课堂管理等，以言谈举止和行为作示范，用“润物无声”的熏陶代替说教4，培养学生诚信、守时、高效等良好的学习习惯和职业道德。同时，要能采用不同方式对思政实施效果进行评价，如学生的学习习惯改变、到课率、课堂上课效果（课堂互动参与率、课堂学习目标达成度）、课后学习投入、学习成绩变化、自我管理能力变化、专业互助合作学习氛围等。相信通过合理的思政要素设计、思政内容引入，辅以教师发自内心地关爱学生、建立师生良好的沟通氛围、课堂内外对学生言传身教等，一定能提高专业课程思政的育人效果，实现与思政课程的同频共振。5 参考文献 1 图雅.数据库系统概论课程课程“课程思政”教学设计初探J.电脑知识与技术,2019(15):11-12.2 常晓东,王福柱.课程思政建设的四个“融通”J.中国高等教育,2022(20):28-29.3 蒋占峰,刘宁.高校课程思政建设的多维审视J.现代教育管理,2022(9):111-118.4 王骞,邓志勇.论当前高校课程思政建设策略J.江苏高教,2021(5):94-98.5 张爱梅.浅析课程思政建设的困境和着力点J.学校党建与思想教育,2022(20):41-43.