操作系统课程群建设的研究

侯秀萍　郑虹　焦素云　郑山红

摘要：本文以工程教育为背景，以培养创新型人才为目标，结合本校计算机类相关专业的培养计划，分析了课程间交叉与依赖的关系，构建了层次化的“操作系统”课程群，给出了递进式、可扩展的课程群建设原则和团队组建原则，并对操作系统课程群核心层的建设实践进行了阐述。

关键词：操作系统；课程群；工程教育

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）20-0016-02

“操作系统”课是我校计算机科学与技术、软件工程和网络工程等专业的专业基础课，教学面向各专业本科生和计算机科学与技术专业专升本学生开展，自2005年被评为吉林省省级精品课以来，在长期的教学研究与实践中形成了自己的教学规划和教学策略。然而目前我校推进卓越工程师的“3+1”培养模式，加大了工程实践的力度，凸显出理论教学与实践教学学时分配的问题，如何在培养中贯彻工程教育的理念，合理规划教学计划，明确课程的互联关系与交叉渗透关系，且单一课程的研究无法满足要求，为此开展了操作系统课程群建设的研究与实践，并取得了良好的效果。

一、课程群建设指导思想

课程群建设是课程建设的延展，是专业建设的重要组成部分。课程群是以一门课程为核心，将既相互独立又关系紧密的多门课程构成的课程集合，是从专业培养目标层次的层面规划课程内容的分配和实施。课程群强化课程内容之间的融合、交叉和关联，围绕课程群的培养目标强调每门课程的教学内容的取舍，按大课程框架进行课程建设，进而获得具有整体优势的专业学科体系的有机整体，以提高教学效率和教学质量。

二、操作系统课程群建设研究

1.操作系统相关课程设置。以“操作系统”为核心课程，依据课程群的构建指导思想，采用层次化的分析方法，对比分析了计算机科学与工程学院和国际教育交流学院的计算机科学与技术专业、软件工程专业和网络工程专业的培养计划以及专业人才培养标准实现矩阵，研究了“卓越工程师教育培养计划”试点专业人才培养方案的原则意见。培养计划包括人文社科课程平台、公共基础课程平台、学科基础课程平台、专业课程平台、素质教育课程平台、实践教学平台和创新创业教育平台。依据操作系统课程内容，明确了课程前导课程及内容关联课程。操作系统相关课程设置如表1所示，这些课程分别属于学科基础课程平台、专业课程平台和实践教学平台。

2.层次化操作系统课程群构建。表1操作系统相关的课程集合中，可以分为操作系统前导课程集（Leading course set）、核心课程集（Core curriculum）和延展课程集（Extended curriculum），不同学院、不同专业课程的安排进度略有不同。为此，我们构建了多层次的操作系统课程群，依次包括操作系统前导层、操作系统核心层和操作系统延展层。其定义如下。

前导层：：={程序设计基础，计算系统程序设计基础，程序设计与问题求解（国教），数据结构，计算机组成原理}

核心层：：={操作系统，操作系统课程设计，操作系统导论（国教），操作系统导论课程设计（国教）}

延展层：：={Linux技术与程序设计，网络操作系统，Linux程序设计，linux操作系统，ios应用开发，嵌入式系统及应用}

课程群建设采用层间松散管理与层内紧密管理结合的策略，教学团队面向层内组织，可以交叉和重叠。团队成员依据建设要求参与建设工作。课程群宏观建设：通过把握前导层—核心层接口和核心层—延展层接口设计，明确课程间知识的交叉、互联，突破课程壁垒，确定课程内容的取舍，形成合理的教学规划，避免知识重复讲解和知识漏讲。课程群微观建设：以课程群分层结构为基础，开展层内课程建设。如核心层，以操作系统和操作系统课程设计为中心，教学团队开展教学策略研究和资源建设，形成规范，适度向延展层辐射，形成课程群的整体优势。

三、操作系统课程群核心层建设实践

1.课程体系优化和课程内容调整。针对操作系统课程群，以操作系统核心层目标，分析前导层—核心层的依赖关系，明确知识的供给，分析核心层—延展层知识交叉、渗透，明确后续课程的知识需求，建立了合理的课程体系，设计了“基础性、系统性与前沿性”相结合的操作系统课程理论体系，修正了课程教学大纲，使教学内容的设计达到课程间的良性衔接，避免了知识盲点和重复讲解的问题，解决了课程容量与学时的矛盾。依据课程体系的调整，优化课程内容，保持与现代操作系统发展同步，操作系统教学内容调整如下：①操作系统核心部分单处理器为主，适度拓展多处理器方法。②关于中断处理、高速缓存、虚拟存储结构、磁盘阵列等知识与计算机组成原理相关部分，作为学生自修模块，教学中侧重软件算法思想。③鉴于各专业设置了Linux类延展课程，在操作系统案例教学中，将linux案例改为Unix案例，避免出现知识重叠的问题，节省学时。④跟踪最新操作系统发展，基于现代操作系统的多用户、多任务、并行运行特征，并通过专题等方式补充多核技术、多线程技术、大型主机操作系统内容。

2.实践体系设计。操作系统作为核心课程，其理论抽象、理解困难，以实践教学作为支撑，根据学时安排，设计计划内实践项目和考核标准，但学生的个人能力和爱好不同，实践教学中不可避免的出现了以实力派学生的实践结为样本的多重副本现象，部分学生的实践教学流于形式，而另一部分学生却“吃不饱”，为此，在工程教育和创新能力培养的前提下，根据专业的课程体系和操作系统课程的理论体系，基于CDIO和建构主义理论，构建了“平台自选”、“题目自定”、“评价自主”和开放式操作系统创新实践教学体系。提供Windows、Linux和UcosII三个实践平台供学生自选；设计了课内实验、课程设计、第二课堂教学、创新实验项目开发、科研小组等工程化教学环节，学生自主确定实践取向和评价方式；打破时间、地点的限制，实施开放式实践。

3.有效实施双语教学实践。广泛使用的操作系统大部分源自欧美设计，比较先进的资料采用英文描述，为了完成对操作系统资料的阅读分析，必须更好的理解专业术语的表述，但限于生源英语水平参差不齐，为克服双语教学中师生的畏难情绪，基于国际视野的教学理念，设计目标导向的操作系统双语教学教学模式；确定了“听、说、读、写”四位一体的教学方法；建立了融入创新学分的激励机制，设计了理论教学和实践教学并举的双语教学指导性策略。[1，2]在操作系统、Linux操作系统及网络操作系统课程中开展了双语教学活动，适当运用了多种教学方法及教学手段，营造了一个良好的教学氛围。结合我校的实际情况，采用中英文混合课件，试卷采用英文、中文混合方式，学生可以根据实际情况选择答题方式，为配合双语教学的开展，完善了双语教学系统，提供了英文阅读资料、课件、习题及解答、教学视频的辅助资料，给学生提供了自主学习的空间，操作系统被评为长春工业大学双语教学示范课。

4.课程群教学资源建设。操作系统教学团队在教学研究过程中系统地开展了教学资源建设研究[3]，搭建了操作系统教学团队网站，部署了操作系统精品课网站、操作系统双语教学网站、windows内部运行机制展示系统、高效架设Linux系统、操作系统实践教学平台及操作系统作业管理系统等多种资源，有效地支持了操作系统课程群的教学实践。

四、结语

在深入研究课程群基本理论的基础上，分析了计算机科学与技术专业、软件工程专业和网络工程专业培养计划，以操作系统课程为中心，分析了相关课程的设计，构建了层次化操作系统课程群，并进行了操作系统课程群的建设研讨。成果应用于各专业的教学实践，取得了预期的效果。

参考文献：

[1]焦素云，侯秀萍，郑虹.操作系统双语教学视频资源库建设刍议[J].吉林省教育学院学报（中旬），2012，（02）.

[2]侯秀萍，郑虹，焦素云.关于有效实施操作系统课程双语教学途径的探讨[J].教育教学论坛，2012，（10）.

[3]焦素云，孙卫佳，鲁茂.以生为本的精品课网站建设[J].吉林省教育學院学报，2012，12（中旬）.