信创产业背景下操作系统课程思政教学改革与实践

苏 静 谢艳芳 张中伟

（天津科技大学人工智能学院 天津 300457）

当前，信息技术应用创新产业已成为促进国内信息技术产业高质量发展的关键环节，天津市（滨海新区）提出要把大力发展信创产业作为抢抓新机遇、融入大循环以及推进自主创新的重要引擎。天津科技大学操作系统课程，作为天津市一流课程建设课程，着力加强课程思政教学改革建设，以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，深入贯彻全国教育大会精神和《中国教育现代化2035》，紧紧围绕教育强国、制造强国、网络强国战略部署，牢固树立新发展理念，以立德树人为根本任务，以特色化软件人才培养为目标，注重产业导向，加强产教融合，培养学生操作系统关键核心软件创新能力，促进信创人才培养生态体系建设。

1 课程思政建设概述

操作系统课程是计算机学科中重要的专业基础课程，开设在第5学期，共64学时（含课内实验16学时），4学分。操作系统在计算机学科知识体系中处于硬件知识与软件知识的结合点，其内容涉及理论、算法、技术、实现和应用等，课程覆盖面广，在人才培养课程体系中起到承上启下的重要作用。课程建设始终坚持以学生为中心的发展理念，通过启发式、案例式、研讨式、项目式等教学方式进行课堂革命，将思政教育融入课程教学和改革的各个环节，以“爱国”“诚信”“责任”“创新”为核心培养学生高尚的道德素养，以解决操作系统的复杂工程问题为核心培养学生过硬的专业能力。2020年与麒麟软件建立校企联合“操作系统”课程改革教学团队，形成定期教学改革研讨制度，深度融合产业需求，面向国家软件人才培养战略，在课程建设中引入国产操作系统案例，直面关键基础软件“卡脖子”问题，激发学生爱国情怀和使命担当，在操作系统实践教学及课程思政建设中持续深入开展课程改革建设。

2 课程思政教学特色与创新

2.1 植入思政课程目标，加强思政引领

在操作系统原有的知识、能力课程目标基础上，增加思维、品格、创新等思政目标，加强顶层设计和思政引领，进一步对标毕业要求指标点，支撑产出导向（OBE）专业培养目标。

知识目标：在基本原理方面，重点掌握操作系统的基本概念、基本原理、基本方法和主要功能；在核心技术方面，重点掌握操作系统关键技术的实现机制和具体方法。内容覆盖进程管理、内存管理、文件管理、设备管理等。

能力目标：具备将操作系统中所运用的理论、技术、方法等推广应用到其他领域的能力；具备设计应用操作系统知识解决问题的可行方案，强化算法、模块化、软件代码分析等专业核心意识和对典型方法的掌握；具备对操作系统中涉及的方法、算法、工具等进行比较和评价的能力；通过在线自主学习、观看课程资源等，具备自主能力，了解操作系统及其应用的发展变化趋势。

思维目标：具备创新思维、计算机系统思维、计算机技术交叉思维。

品格目标：通过让学生了解操作系统发展历史和信创产业发展现状，引导学生充分认识操作系统自主可控工作的重要性，激发学生爱国敬业热情，把推动国产操作系统发展和技术创新作为使命追求；通过培养学生对操作系统复杂工程问题求解能力，培养学生多角度全方位思考问题及不畏困难、勇于创新的精神；通过加强学生实践训练，培养学生严谨认真、精益求精、坚持不懈和勇于探索的科学精神，并不断树立职业自信和职业责任感。

图1：课程目标示意图

2.2 结合产业需求，引用麒麟操作系统教学案例，增强学生使命担当，通过实践训练培养学生科学精神和创新能力

操作系统课程传统授课模式中，实践教学多采用验证方式，学生无法了解产业实际操作系统应用现状，无法将理论和实践有机结合。随着信创产业的发展，通过精心设计教学案例，引入麒麟操作系统核心技术特色和架构分析、核心组件及常用布局应用、本地开发环境及应用程序开发实验项目，提升学生掌握主流国产操作系统的应用实践能力，并在课程考核改革中引入麒麟职业技能测试，作为过程化考核中实践考核测评内容。帮助学生更好的理解操作系统知识体系，支撑产出导向(OBE)的课程目标设计。极大激发了学生学习兴趣和使命担当。

实验课程中以案例分析引领原理机制，以练代讲，学生对操作系统原理及实现技术的掌握更加透彻充分，实践能力明显增强，同时加强了对产业行业发展要求的理解，为未来的职业发展奠定良好基础。

2.3 混合教学模式助力课程思政建设

操作系统是一门理论性较强的课程，学生学习抽象的原理、底层机制等存在一定困难，以往学习积极性不高。线上线下混合教学模式，重构了课程知识体系，优化了教学过程，充分运用国家精品课程资源，把课堂延伸至随时随地，变被动学习为主动学习。混合式教学不仅能培养学生自主学习能力，增强学习能动性，还有助于培养学生诚信的学习态度，积极的创新意识。自主学习后通过设置在线测试，使学生学习有目标有竞争有挑战；线下见面课，打破原有知识灌输学生被动接受式传统课堂模式，通过大量的案例式、启发式、研讨式、分组对抗等教学方式解决课程重难点问题，增强课程挑战度和高阶性，把知识传授、能力培养、价值塑造有机自然的融合。

3 课程思政典型教学案例

操作系统课程立足于专业教学内容，突出实践性和创新型的培养，使用多元化思政育人形式，融入到理论教学、实践教学、和在线教学，通过课堂举例、新闻视频、实例对比、课堂讨论、关联比较、逻辑推导、实践教学等多种形式，实现德融教学，润物无声。

案例1：在第一章操作系统概述部分中，引入“凌镜门”事件和Google断供事件，强调发展国产操作系统和软件生态的必要性与紧迫性，通过弹幕讨论国产操作系统的发展与出路，激发学生学习本课程的兴趣与热情。

案例2：在第二章进程调度算法内容中，引入哲学思想中的平衡论，说明任何算法都没有绝对的优劣，没有最好的算法只有适合的算法。告诉学生以后的学习工作中不要一味地追求高精尖，要综合考虑各方面因素，选择最适合的方案，达到整体的平衡最重要。

案例3：在第四章操作系统死锁问题中，不当竞争会引起死锁，协调分配资源才能所有进程有序执行。引入和谐共享的社会主义核心价值观。通过热点新闻和影视节目来说明互踩互斗会导致满盘皆输，互扶互助才能实现共赢的道理。倡导大家远离宫心计式的社交方式，以互利互惠、互相成就的心态面对社会，共同建造和谐社会。

案例4：在第五章内存管理Belady异常问题中，带领学生一起分析页面置换算法这种异常现象出现的原因，引导学生在发现问题时要追本溯源，要有科学探索精神，找到问题的原因后对症下药，找到解决问题的方法，实现技术上的创新和突破。

4 课程思政实施成效及学生反馈

在以前的学习过程中，学生们普遍感到操作系统课程抽象、难懂，对课程的感性认识薄弱，有些学生时间观念淡薄、迟到、不求上进、作业抄袭屡禁不止，有些同学缺乏团队合作精神，自我意识强，我行我素。通过课程思政教学改革，上述现象有了很大改观。多样化的课堂教学模式，更容易被学生接受和认可。雨课堂及学堂在线APP、小程序等更符合学生学习习惯，混合学习模式使学生学习更加个性化，提高了学习兴趣。国产麒麟操作系统实际案例的引入，更加贴近产业实际的实验教学结合“创新能力”培养，使学生更喜欢动手实践，在巩固知识的同时又提高了自身的实践能力。学生到课率高，课堂气氛活跃，学习热情高涨，课程中有竞争有讨论有质疑，人人参与，小组成员相互协作，共同进步。作业质量和实验报告质量较以往都有了质的提升。大多数同学不再迷茫，开始制定个人学习计划和目标，并愿意为之努力。综上所述操作系统课程中课程思政融入达到了较好的“立德树人”“润物无声”效果。但是这仅仅是一个开始，思政改革要取得更大成效还需要一个长期潜移默化的过程，还需要师生长期的坚持和努力。