融合思政元素的操作系統(tǒng)課程教學(xué)改革實(shí)踐探析

彭寒玉

關(guān)鍵詞：操作系統(tǒng)；課程思政；教學(xué)改革；立德樹人

1 操作系統(tǒng)課程概述

操作系統(tǒng)課程是計(jì)算機(jī)專業(yè)的一門核心課程，主要講述操作系統(tǒng)的基本原理與實(shí)際運(yùn)行過程。課程立足于傳統(tǒng)操作系統(tǒng)的基本概念、基本技術(shù)和基本實(shí)現(xiàn)方法，結(jié)合現(xiàn)代操作系統(tǒng)的最新技術(shù)發(fā)展和實(shí)踐應(yīng)用，著重構(gòu)建操作系統(tǒng)課程知識(shí)的系統(tǒng)性、先進(jìn)性和實(shí)用性，為計(jì)算機(jī)領(lǐng)域培養(yǎng)高素質(zhì)、高品德的應(yīng)用型人才奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

操作系統(tǒng)作為一個(gè)處在應(yīng)用軟件與硬件中間層次的系統(tǒng)軟件，操作系統(tǒng)課程（以下簡稱“本課程”） 起始于對“操作系統(tǒng)應(yīng)該完成哪些工作，以及如何完成”這樣一個(gè)問題的探討，經(jīng)由分析得出：1） 操作系統(tǒng)對上層應(yīng)用程序和用戶進(jìn)行服務(wù)，為了方便用戶和應(yīng)用程序的操作，需要提供相應(yīng)的接口；2） 操作系統(tǒng)對下層硬件進(jìn)行服務(wù)，需要對硬件機(jī)器實(shí)現(xiàn)功能擴(kuò)展；3） 操作系統(tǒng)處于軟、硬件中間層次，由于上層應(yīng)用程序與下層硬件無法直接“溝通”，操作系統(tǒng)需要負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)管理軟、硬件資源。其中，第三點(diǎn)是理解操作系統(tǒng)工作原理最為重要的一步。操作系統(tǒng)作為資源的管理者，具體管理哪些資源，根據(jù)“任務(wù)管理器”顯示，如圖1所示，主要提供處理器管理、存儲(chǔ)器管理、設(shè)備管理、文件管理、聯(lián)網(wǎng)與通信管理五大功能。本課程主要根據(jù)以上五方面展開講解，使得課程內(nèi)容形成體系展開，學(xué)生接收的知識(shí)框架完整，更易理解操作系統(tǒng)的運(yùn)行原理和設(shè)計(jì)流程。

2 課程思政建設(shè)思路

習(xí)近平總書記提出：“要堅(jiān)持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程，實(shí)現(xiàn)全程育人、全方位育人，努力開創(chuàng)我國高等教育事業(yè)發(fā)展新局面?！盵1]根據(jù)習(xí)近平總書記指示，課程小組成員多次深入探討，發(fā)現(xiàn)操作系統(tǒng)課程內(nèi)容不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生思考和解決問題的能力，而且蘊(yùn)含馬克思主義哲學(xué)原理，同時(shí)還能幫助學(xué)生正確樹立愛國、敬業(yè)、自強(qiáng)等觀念。

為了能夠在課堂教學(xué)中潛移默化地融合思政元素，讓學(xué)生主動(dòng)接受，而非被動(dòng)灌輸，課程小組成員展開了一系列討論，最終，課程小組將具體實(shí)施思路歸結(jié)如下：

1） 提升教師自身思想覺悟和綜合素質(zhì)。傳統(tǒng)教學(xué)模式下，教師在教學(xué)活動(dòng)中較為注重理論講授，忽略了學(xué)生思維能力的培養(yǎng)和正確三觀的樹立[2]。在此方面，教師首先要轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，以學(xué)生為主體，不僅要教授知識(shí)，更要育人。講授知識(shí)，教師需要自身專業(yè)素養(yǎng)過硬，不僅要熟練掌握操作系統(tǒng)的基本知識(shí)，還要對現(xiàn)代操作系統(tǒng)的新技術(shù)有所了解，對操作系統(tǒng)的未來發(fā)展有一定判斷。立德樹人方面，教師首先三觀要正，要熟悉我黨的教育方針，對馬克思主義哲學(xué)要有所了解，并且在生活中有所運(yùn)用。教師自身有經(jīng)驗(yàn)，才能在課堂上傳授給學(xué)生。

2） 挖掘課程思政元素并設(shè)計(jì)思政案例。課堂教學(xué)中，不能只是將馬克思主義哲學(xué)的一些原理、抑或是思修的一些道理生搬硬套進(jìn)來，這樣不僅學(xué)生不容易接受，也影響原本的教學(xué)內(nèi)容。本課程小組更傾向于將元素融合在原理、案例之中，讓學(xué)生自己體會(huì)，最后由老師在課程小結(jié)部分點(diǎn)出。

為了達(dá)到預(yù)期效果，首先，教師要熟練掌握教授內(nèi)容，同時(shí)要具有良好的政治素養(yǎng)。前期，課程小組組織教師間互相聽課，取長補(bǔ)短，提升專業(yè)能力。同時(shí)，小組每周會(huì)舉行一次課程思政學(xué)習(xí)活動(dòng)，采用線上觀摩思政教學(xué)活動(dòng)，線下聆聽思政講座，互相交流我黨的教育方針，明確我黨培養(yǎng)人才的方向等形式來提升教師的思想覺悟和政治素養(yǎng)。中期，課程小組成員按章節(jié)摘錄課程中涉及的原理和案例，逐個(gè)分析其中內(nèi)含的思政元素，并做相關(guān)記錄。后期，小組成員對選取的內(nèi)容和其所包含的思政元素進(jìn)行融合，設(shè)計(jì)相關(guān)的教學(xué)案例，寫好教案，并邀請馬克思主義學(xué)院的老師和本專業(yè)的其他老師來聽課，對其做出評(píng)價(jià)與修改意見。

3） 對比傳統(tǒng)教學(xué)模式下學(xué)生的反饋。在課程教學(xué)中融入思政元素，最終是為了達(dá)到立德樹人的目的。所以，學(xué)生的反饋關(guān)乎課程教學(xué)改革的成敗。在加入思政案例的教學(xué)活動(dòng)中，教師在課堂上要關(guān)注學(xué)生的聽課效率是否有所提高，對課程的興趣是否有所增加；課下與學(xué)生交流，對于課程的改革覺得是否有效；課后批改作業(yè)，學(xué)生的作業(yè)態(tài)度與正確率是否有所改善等。同時(shí)，教師也要做好相關(guān)記錄，課后進(jìn)行反思與提升，不斷改進(jìn)。

3 教學(xué)案例的設(shè)計(jì)與實(shí)施

針對操作系統(tǒng)傳統(tǒng)教學(xué)模式下存在的問題，課程小組規(guī)劃出了操作系統(tǒng)思政建設(shè)路徑，以下從思政建設(shè)的3個(gè)環(huán)節(jié)入手，詳細(xì)闡述課程建設(shè)的措施與實(shí)施過程。

3.1 教師德育意識(shí)和思政能力的培養(yǎng)

《禮記》中有道：“師者也，教之以事而喻諸德也?！?/p>

其大意為：作為一個(gè)老師，要注重德才兼?zhèn)洌粌H要教授學(xué)生“謀事之才”，更要傳授學(xué)生“立事之德”，而傳德尤為重要。其中，“謀事之才”可以說是教師在課堂上教授的專業(yè)知識(shí)，而“立事之德”則是教師在教書過程中要幫助學(xué)生樹立正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀。

著名教育學(xué)家陶行知先生也說過：“先生不應(yīng)該專教書，他的責(zé)任是教書做人；學(xué)生不應(yīng)該專讀書，他的責(zé)任是學(xué)習(xí)人生之道。”在傳統(tǒng)教學(xué)模式中，一些老師習(xí)慣于講授課本知識(shí)，忽略了對學(xué)生德育的培養(yǎng)。

在本課程思政建設(shè)之初，課程小組首先明確課程的根本問題——“當(dāng)下，操作系統(tǒng)這門課程需要培養(yǎng)什么樣的人才？為誰培養(yǎng)人才？”，要回答好這個(gè)問題，不僅要求老師要有較高的專業(yè)素養(yǎng)，解讀好操作系統(tǒng)在目前環(huán)境下的發(fā)展方向，更要求教師具備良好的德育意識(shí)和課程思政能力，能夠響應(yīng)國家教育方針，為我黨培養(yǎng)高素質(zhì)人才，并且留得住人才。

在該環(huán)節(jié)，為了提升課程小組成員的德育意識(shí)和課程思政能力，課程小組決定采取以下幾項(xiàng)措施：

1） 聆聽專家講座。學(xué)校為培養(yǎng)教師的課程思政能力，可以經(jīng)常召開專家講座，課程小組負(fù)責(zé)人會(huì)組織該時(shí)間段沒有課程的老師前往學(xué)習(xí)。

2） 加入課程共建老師。邀請馬克思主義學(xué)院的老師作為操作系統(tǒng)課程的共建老師，由該教師和本課程小組共同分析操作系統(tǒng)課程涵蓋的思政元素。

3） 參與馬克思主義學(xué)院學(xué)習(xí)活動(dòng)。由馬克思主義學(xué)院的課程共建老師牽頭，組織參加關(guān)于解讀我黨教育方針的主題活動(dòng)，獲取我黨最新教育路線。

4） 小組交流。課程小組每周召開一次小組交流活動(dòng)，每位老師分享自己在課堂上的一些講授技巧、心得等。

3.2 思政元素的凝練與案例設(shè)計(jì)

思政建設(shè)的主體是課程內(nèi)容本身，目標(biāo)是將思政元素融入課程內(nèi)容之中。教師在講授專業(yè)知識(shí)的過程中，要讓學(xué)生的思想覺悟得到提升。

本課程在進(jìn)行案例設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)合了學(xué)生在思政課程上的學(xué)習(xí)情況，分析了學(xué)生的思想政治覺悟，將愛國情懷與個(gè)人使命、艱苦奮斗、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力、唯物辯證法等思政元素融入操作系統(tǒng)課程教學(xué)內(nèi)容中[3]，優(yōu)化教學(xué)方法，讓學(xué)生在接受知識(shí)的同時(shí)也提升了個(gè)人的思想道德修養(yǎng)。具體案例設(shè)計(jì)如下：

1） 操作系統(tǒng)的發(fā)展歷史

在介紹國產(chǎn)操作系統(tǒng)的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀時(shí)，可以介紹“鴻蒙”操作系統(tǒng)面市時(shí)遇到的困境——科技戰(zhàn)，以及華為在面臨該困境時(shí)不畏艱難，為國產(chǎn)操作系統(tǒng)在全球市場掙出一片天地。激發(fā)學(xué)生的愛國情懷，并讓學(xué)生體會(huì)到個(gè)人命運(yùn)與國家命運(yùn)緊密相連，培養(yǎng)學(xué)生正確的就業(yè)觀。

2） 處理器調(diào)度

在多道程序并發(fā)執(zhí)行的系統(tǒng)中，由于進(jìn)程的數(shù)量多于處理器的個(gè)數(shù)，因而不能并行處理各個(gè)進(jìn)程，需要按照一定的規(guī)則來選擇某些進(jìn)程先上處理器運(yùn)行，這是處理器調(diào)度的含義。通過講解，能夠樹立學(xué)生的規(guī)則意識(shí)。處理器調(diào)度算法有很多，如：短作業(yè)優(yōu)先算法、先來先服務(wù)算法、高響應(yīng)比算法、時(shí)間片輪轉(zhuǎn)算法等，這些算法沒有好壞區(qū)分，只有適不適合某一環(huán)境之說。學(xué)生在做事情、想問題時(shí)，要能夠具體問題具體分析。

3） 死鎖

如果一個(gè)進(jìn)程集合中的每個(gè)進(jìn)程都在等待只能由此集合中的其他進(jìn)程才能引發(fā)的事件，而無限期陷入僵持的局面稱為死鎖[4]。要正確認(rèn)識(shí)競爭，不要惡性競爭，學(xué)會(huì)合作共贏。

4） 頁面置換算法

Belady異常：先進(jìn)先出算法中，當(dāng)為進(jìn)程分配的物理塊數(shù)量增大時(shí)，缺頁次數(shù)不減反增。馬克思認(rèn)為，量變是質(zhì)變的基礎(chǔ)，質(zhì)變是量變的飛躍，事物往往只能在量變規(guī)定的范疇內(nèi)起預(yù)期的變化，如果超出量的范疇，則會(huì)發(fā)生質(zhì)變，導(dǎo)致不可預(yù)料的結(jié)果。學(xué)生在做事的時(shí)候，要把握好度，量力而行，懂得過猶不及。

5） 磁盤尋道算法

對比掃描算法和電梯算法，掃描算法要求磁頭必須移動(dòng)到磁道的最外側(cè)或者最內(nèi)側(cè)，才能向反方向移動(dòng)；電梯算法則只需要在磁頭移動(dòng)方向上沒有其余請求后即可調(diào)轉(zhuǎn)方向。教會(huì)學(xué)生，做事要懂得變通。

以上均是對操作系統(tǒng)課程所涉及的原理來進(jìn)行課程思政元素的融合，除此以外，課程小組經(jīng)探討對部分例題也添加了思政元素[5]，如：在多道程序并發(fā)執(zhí)行中，可以將紅軍長征的壯舉融入例題，讓學(xué)生體會(huì)到長征的精神；在單道批處理系統(tǒng)的案例中，將我國研究原子彈的過程融入案例講解，讓學(xué)生感受到在當(dāng)時(shí)物質(zhì)基礎(chǔ)十分薄弱的條件下，那一批前輩們創(chuàng)造出的非凡奇跡，從而自發(fā)學(xué)習(xí)“兩彈一星”精神等。

3.3 課程教學(xué)反饋與總結(jié)

教學(xué)的客體是學(xué)生，教師要重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生的接受度。根據(jù)學(xué)生的反饋來適當(dāng)改進(jìn)課堂教學(xué)方法，提高課堂教學(xué)效率。對此，課程小組決定采取如下措施來反饋教學(xué)效果：

1） 課堂觀察法。對比操作系統(tǒng)以往重理論的教學(xué)方式，觀察學(xué)生上課的注意力集中程度。

2） 課下座談會(huì)。在固定時(shí)間段，找不同的學(xué)生進(jìn)行探討交流，將學(xué)生的意見融入今后的教學(xué)中。

3） 教師聽課。小組負(fù)責(zé)人邀請馬克思主義學(xué)院的老師和本專業(yè)的其他老師來聽課，提出一些專業(yè)性的改進(jìn)意見。

4 結(jié)束語

高校課程教育應(yīng)當(dāng)圍繞“立德樹人”這一主題展開[6]。操作系統(tǒng)課程是計(jì)算機(jī)專業(yè)的核心課程，旨在為我國培養(yǎng)全方位人才。作為老師，不僅要在課堂上教授學(xué)生知識(shí)，更要培養(yǎng)學(xué)生的德育，將思政內(nèi)容加入其中。這樣才能保證高校不僅能夠培養(yǎng)出人才，而且能夠培養(yǎng)出有正確三觀的人才，是留得住、能為國家效力的人才。在操作系統(tǒng)的課堂內(nèi)容中穿插思政元素，其實(shí)只是起到一個(gè)澆灌、喚醒的過程，課程小組每一位成員更期待于學(xué)生能夠被喚醒從而自發(fā)地去了解、去學(xué)習(xí)，成為一個(gè)德智體美勞全面發(fā)展的社會(huì)主義建設(shè)者。