“操作系统原理”课程思政的策略与实践

刘海玲 葛继科 祝华正

摘    要：文章通过分析思想政治教育融入到“操作系统原理”课程的必要性，提出围绕该课程开展思想政治教育的四个核心要素。即以案例式教学模式为载体，以唯物辩证法塑思维，以爱国主义情感造灵魂，以职业素养强内涵，探究“操作系统原理”课程开展思想政治教育的实施策略、方案以及途径，并将该方案应用到具体的教学过程中，为同类课程开展思想政治教育提供借鉴和参考。

关键词：课程思政;“操作系统原理”;案例式教学

中图分类号：G642      文献标识码：A      文章编号：1002-4107（2022）02-0022-03

2016年，习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调，要坚持把立德树人作为中心环节，实现三全育人，开创高等教育发展的新局面[1]。在这种新的教学背景下，教育工作者围绕课程思政开展了各项研究与实踐，并从不同维度和层面探讨了课程思政与立德树人之间的紧密联系、价值引领以及实现模式。理工科类的专业课程也开始积极探索课程思政的切入点、实施途径与具体实践[2-3]。“操作系统原理”作为计算机科学与技术专业的专业必修课，课程思政对该课程的教学提出了新的要求。为发挥该课程对学生的价值引领作用，培养素质更高的计算机科学与技术专业人才，文章重点围绕“操作系统原理”课程教学改革过程中引入思政元素的必要性、实现策略、实现方案与具体实践展开论述。

一、思想政治教育融入“操作系统原理”专业

课程的必要性

（一）“教书”和“育人”统一发展的内在需求

2019年3月，习近平总书记在学校思想政治理论课教师座谈会上明确指出，要坚持价值性和知识性相统

一，寓价值观引导于知识传授之中。这一论述深刻阐述了“教书”与“育人”之间的辩证关系，即在教学过程中，“教书”和“育人”这两种活动相互促进、不可分割。对于计算机科学与技术专业的学生而言，不仅要求他们具备扎实的专业知识、勇于探索与创新的精神，而且还需具备良好的职业素养与工程伦理认知。高校要通过课程思政教学，从根本上提升学生的专业素养、专业能力与核心价值观，培养高素质的操作系统应用以及研发人才，这也是当前教学发展与提升的迫切内在需求。

（二）“操作系统原理”专业课程的内在需求

“操作系统原理”课程综合阐述操作系统的内涵、组成、实现策略及技术等相关内容。从该课程所属的位置、课程内容以及课程特点可以看出，该课程探究的知识内容与面临的问题，涉及现实生活中的许多场景与问题原型。例如，素材1，人工智能时代的操作系统对于5G时代的决胜起着至关重要的作用，并构建了其他技术发展的应用基石。素材2，2020年9月10日，华为正式发布操作系统鸿蒙，它的诞生打破了操作系统的固有格局，揭开了操作系统发展的新华篇。由此可以发现，这些来自于现实生活中的案例或素材，体现出“操作系统原理”课程中思政素材的时效性与多样性，表明该课程适合开展多种主题的思想政治教育。

（三）提升课程与专业认同度的内在需求

一门课程、一个专业是否能得到学生的认同，不仅取决于课程与专业的深度和广度，更取决于学生对课程和专业的内心认同度。因此，在课程的教学和专业的教育过程中，将课程思政融入教学过程，让学生在情感和认知层面产生共情，在学习过程中具备明确的学习目标，并具有充足和源源不断的学习动力，这个内在需求正好契合课程思政的态度倾向和价值引领作用。

二、“操作系统原理”课程思政的策略研究

思政教学的策略是可以实现思政教学目标的教学方针、方法和方案的集合。基于已有的研究基础和现有的

“操作系统原理”课程教学体系、知识框架以及教学资源，从思维意识、爱国情感、职业素养这三个切入点升华课程教学，构建以“课程内容为核心、思政价值为灵魂、案例教学为载体”的课程思政教学体系，使课程专业教育与思政教育相互促进、协同发展。具体的实施策略包括以下四点。

（一）以案例式教学为载体，融入思政元素

在重庆科技学院“操作系统原理”课程的教学过程

中，案例式教学的实践探索已开展2个教学循环。引入思政元素后，需要重新思考和挖掘案例中所蕴含的引领价值。为达到这一目标，需仔细研判课程中需要挑战和解决的问题原型，例如操作系统设计时的性能选择问题、协调多个进程的资源竞争问题、死锁问题、内存分配问题等与课程思政之间的内在联系。在案例探究的过程中，提高学生正确认识问题、分析问题和解决问题的能力，同时将辩证唯物论和唯物辩证法与科学精神的培养结合起来，潜移默化地引导学生建立科学的思维方法、培养爱国主义情感、形成良好的职业素养。通过案例的完整实践，让学生熟练掌握辩证思维的一些基本方法，例如归纳和演绎、分析和综合、抽象与具体。

（二）以唯物辩证法塑造思维

“操作系统原理”课程中所涉及的知识与内容，不仅是马克思主义哲学思想的生动体现，更是唯物辩证法的有力论证。例如，对于进程、进程管理、进程调度这些抽象学习内容的掌握，可以提升学生的形象思维能力;对于存储器体系、输入输出系统、进程同步机制等严密知识体系的学习，可以培养学生的逻辑推理能力;对于进程调度算法、页面置换算

法、缓冲实现机制等内容的学习，可以提升学生的创新思维能力;从原理与知识向具体应用的转换，可以引导学生把握操作系统发展的客观规律，以科学的实践观指导转换过程。

（三）以爱国主义情感铸造灵魂

爱国是中华民族的优良传统，也是民族精神的核心所在。社会主义核心价值观中强调的爱国，正是人民对祖国的深情厚感。在教学过程中，以“操作系统原理”课程教学为基础，融

入思想政治教育内容，通过专业知识的学习，引导学生深刻理解与认识所学知识对于科技强国的重要意义，这种意义重点体现在国家信息产业的蓬勃发展、5G时代万物互联、智慧制造、

智慧城市等的建设中。通过课程思政，提升学生的职业使命感与爱国情感。

（四）以职业素养强化内涵

在教学过程中，将职业素养教育与教学内容、教学案例紧密结合起来，通过引导学生了解行业从业规范与行为准则，培养学生认真严谨的工作态度，引导学生养成良好的职业素养，使其在今后的工作过程中能以不畏艰难的拼搏精神努力奋斗。为达到这一点，可以从以下几个方面入手。第一，精选操作系统实现过程中优秀人物寻找问题最佳解决方案的事迹，并将这些事迹融入课程教学案例，让学生从中感悟执着追求科学真理的敬业精神;第二，严格课程过程化管理，规范学生的学习习惯，以此培养学生遵循职业规范的行为模式;第三，设置难度等级不一、层次递增的教学案例与实践教学内容，鼓励学生从简单到复杂、从理论到实践，逐步提升自己，在此过程中，逐步养成不畏困难、勇于实践、勇于创新的敬业精神。

三、“操作系统原理”课程思政的实施方案与具体实践

课前，通过研究该课程的特色和优势，更新课程育人目标，挖掘课程专业知识中蕴含的精神内涵和思想价值，从文化、历史、行业以及专业等维度，精研课程案例并拓展案例的广度和深度。在教学过程中，以生动的案例教学为载体，深入浅出、潜移默化地开展课程思政。课后，通过案例讨论与实践，提升课程的内涵性。在教学设计时，首先，要以激励、宽容的态度引导学生思考，乐于表达，勇于分享;其次，创设自主、协作、探索的学习氛围，分层设置不同的任务目标，开展教学创新实践活动，以保证知识目标的达成;最后，引导式、探索式案例教学活动的组织与开展，积极调动学生学习的主观能动性，强调学生知识与应用技能的体验与生成，以保证系统能力目标与价值引领教学目标的实现。该课程中蕴含的思政元素以及開展思想政治教育的具体实施计划如表1所示。

依据“操作系统原理”课程实施方案，课程组在重庆科技学院计算机科学与技术专业中选择2017级学生开展第一轮的教学实践活动。下面以3个教学设计为例，说明在具体教学活动开展的过程中如何实施课程思政，培养学生的辩证唯物主义世界观、爱国主义情感和职业素养。

（一）从进程同步塑辩证观、壮真理心

《进程同步》属于“操作系统原理”课程中《进程的描述与控制》中的内容，主要阐述操作系统对于多个进程执行过程中的资源协调以及执行次序的管理。事物之间因资源竞争而引起的次序协调问题广泛存在于现实生活中，例如饭堂排队、银行ATM取款机的使用、产品加工的流水线作业等。这些随处可见的生活经历使得学生对于多个事物在执行过程中，对资源的竞争使用或次序协调问题都有感性的体验，这为正确认知并理解操作系统中进程之间的同步问题打下基础。

通过精研教学内容，该小节的思政切入点可以从以下几个方面展开。第一，在多道程序环境下，处于同一个系统内存中的多道进程之间，因为共享系统中的打印机等设备，它们之间存在一种间接的相互影响、相互制约的关系。与间接制约关系相对应的是直接制约关系，某些用户程序为了完成某项任务建立多个子进程，这些子进程在时序上相互协作。第二，直接制约关系与间接制约关系作为事物不同的层面，展现出各自不同的特点。基于间接制约关系的矛盾特殊性，系统对于它的处理，需要解决的矛盾在于对共享资源的合理分配，为达到这一点，用户在使用共享资源之前，首先需要提出申请，得到允许后才能使用。基于直接制约关系的矛盾特殊性，系统对于它的处理，需要解决的矛盾在于严格控制子进程的先后执行次序。第三，从宏观上看，在某一段时间内，对于系统内的多个进程而言，就如矛盾统一体所展示出来的多个事物之间的普遍联系性，多个进程之间互相依存又互相排斥。

针对上述思政切入点，教师可选择生产者—消费者问题、读者—写者问题等教学案例。其中，生产者—消费者问题（Producer-consumer problem），也称有限缓冲问题

（Bounded-buffer problem）。该问题描述的是：系统内的一组生产者进程生产商品，并将生产的商品放入缓冲区提供给消费者，消费者从缓冲区取走商品进行消费。该问题需要协调的矛盾在于，第一要保证生产者不会在缓冲区满时继续投放商品，第二要保证消费者不会从空的缓冲区中取走商品。为了帮助学生正确认识该问题的本质与矛盾，教师需要引导学生科学地运用矛盾分析法认识不同制约关系下生产者、消费者进程的矛盾特点;同时引导学生意识到正是因为生产者进程和消费者进程之间这种既联系又竞争的关系，推动着程序的发展与变化。

（二）从操作系统的历史发展立报国志、植爱国情

《操作系统的发展历史》是“操作系统原理”课程第一章《操作系统引论》中第4小节的内容。该小节主要讲解操作系统发展历史中的典型代表作品与各自的实现机制，例如脱机输入输出方式、单道批处理系统、多道批处理系统、分时系统、实时系统、微机操作系统等。通过学习，学生了解操作系统在计算机应用中的地位和作用，掌握典型操作系统的设计和实现思想，培养学生归纳和整理的能力，培育学生勇于创新的专业素养与历史使命感。该小节的思政切入点有两个，一是早期微软垄断下的操作系统发展历程，不少先锋人物为了突破该垄断努力创建没有人为限制的操作系统，引导学生学习先锋人物的事迹，领悟勇于创新、敬业精神的内涵。二是现阶段国产

“鸿蒙”操作系统崛起的案例。首先，阐明在5G万物互联的智慧时代，需要新的操作系统做支撑服务，以此激发学生的学习动力。其次，概述“鸿蒙”操作系统的发展过程，让学生深切感受科技强则国强的重要意义，激发学生的民族自豪感。最后，介绍5G时代下，各个国家在操作系统领域内的争夺，增强学生时代赋予的责任感和使命感。

（三）从信号量机制树创新梦、强敬业魂

操作系统的出现和发展，并不是一蹴而就的。它是伴随着计算机硬件的更新、软件开发技术的提升，逐步新旧更替发展而来。人们在使用计算机的过程中，为了提升计算机的系统性能，提高系统的资源利用率，付出了持续不断的努力。而这种勇于创新、精益求精、追求极致的敬业精神在操作系统的设计与实现过程中随处可见。例如，从单道批处理到多道批处理，不仅仅是一字之差的区别，后者的出现，极大地提升了系统的资源利用率，标志着操作系统逐步趋向成熟;从多道批处理系统发展到分时系统，又使得多个用户可以同时使用一台计算机，并且解决了人机交互的问题;实时系统的出现，又弥补了实时控制与实时信息处理的空缺。这些事例无一不在展现着勇于创新、不断追求极致的工匠精神。为了解决进程同步问

题，1965年荷兰学者提出整型信号量，后来，在长期广泛的应用中，为了解决更复杂的进程同步问题，信号量机制不断得到发展与完善。从最简单的整型信号量、经记录型信号量，发展至信号量集机制，同样深刻体现了操作系统设计与研发人员敬业、精益、创新的精神。

将思政元素引入“操作系统原理”课程之后，课程的考核方式由原来的标准化闭卷考试更改为非标考核。通过对教学产出、教学评价与问卷调查结果的数据分析，可以发现学生主观题的得分率有所提升，能以科学的、专业的态度与方法对问题进行分析、思考、设计与实现。对于课程思政与案例式教学的融合，98%的学生认为基于案例任务导向的课堂提问有助于提升自己的自学能力和问题分析能力，其中30%的学生无论对错，都愿意主动在课堂上分享自己对问题的看法，51%的学生只有在确保答案正确时，才愿意主动分享。此外，课程专业知识与思政元素相融合，更好地实现了学生对知识的学习内因需求、学科对教学的核心教育需求和社会对人才的专业素质需求。在后续的“操作系统原理”课程思政教学改革中，需要继续探索引入思政元素后教学评价环节的具体实施方案与实践。

参考文献：

[1]  习近平.把思想政治工作贯穿教育教学全过程 开创我国高等教育事业发展新局面[N].人民日报，2016-12-09（1）.

[2]  孟桂芝，姚慧丽，钟坦谊.基于课程思政的高等数学的教学探索与实践[J].黑龙江教育（理论与实践），2021，75（3）：22.

[3]  吴强，彭蔓蔓.计算机组成课程思政教学实践与探讨[J].计算机教育，2019（11）：11.

■ 編辑∕李梦迪

2935501705252