劉海玲 葛繼科 祝華正

摘? ? 要：文章通過分析思想政治教育融入到“操作系統(tǒng)原理”課程的必要性，提出圍繞該課程開展思想政治教育的四個(gè)核心要素。即以案例式教學(xué)模式為載體，以唯物辯證法塑思維，以愛國主義情感造靈魂，以職業(yè)素養(yǎng)強(qiáng)內(nèi)涵，探究“操作系統(tǒng)原理”課程開展思想政治教育的實(shí)施策略、方案以及途徑，并將該方案應(yīng)用到具體的教學(xué)過程中，為同類課程開展思想政治教育提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：課程思政;“操作系統(tǒng)原理”;案例式教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? 文章編號(hào)：1002-4107（2022）02-0022-03

2016年，習(xí)近平總書記在全國高校思想政治工作會(huì)議上強(qiáng)調(diào)，要堅(jiān)持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)三全育人，開創(chuàng)高等教育發(fā)展的新局面[1]。在這種新的教學(xué)背景下，教育工作者圍繞課程思政開展了各項(xiàng)研究與實(shí)踐，并從不同維度和層面探討了課程思政與立德樹人之間的緊密聯(lián)系、價(jià)值引領(lǐng)以及實(shí)現(xiàn)模式。理工科類的專業(yè)課程也開始積極探索課程思政的切入點(diǎn)、實(shí)施途徑與具體實(shí)踐[2-3]?！安僮飨到y(tǒng)原理”作為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的專業(yè)必修課，課程思政對該課程的教學(xué)提出了新的要求。為發(fā)揮該課程對學(xué)生的價(jià)值引領(lǐng)作用，培養(yǎng)素質(zhì)更高的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才，文章重點(diǎn)圍繞“操作系統(tǒng)原理”課程教學(xué)改革過程中引入思政元素的必要性、實(shí)現(xiàn)策略、實(shí)現(xiàn)方案與具體實(shí)踐展開論述。

一、思想政治教育融入“操作系統(tǒng)原理”專業(yè)

課程的必要性

（一）“教書”和“育人”統(tǒng)一發(fā)展的內(nèi)在需求

2019年3月，習(xí)近平總書記在學(xué)校思想政治理論課教師座談會(huì)上明確指出，要堅(jiān)持價(jià)值性和知識(shí)性相統(tǒng)

一，寓價(jià)值觀引導(dǎo)于知識(shí)傳授之中。這一論述深刻闡述了“教書”與“育人”之間的辯證關(guān)系，即在教學(xué)過程中，“教書”和“育人”這兩種活動(dòng)相互促進(jìn)、不可分割。對于計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生而言，不僅要求他們具備扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)、勇于探索與創(chuàng)新的精神，而且還需具備良好的職業(yè)素養(yǎng)與工程倫理認(rèn)知。高校要通過課程思政教學(xué)，從根本上提升學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)、專業(yè)能力與核心價(jià)值觀，培養(yǎng)高素質(zhì)的操作系統(tǒng)應(yīng)用以及研發(fā)人才，這也是當(dāng)前教學(xué)發(fā)展與提升的迫切內(nèi)在需求。

（二）“操作系統(tǒng)原理”專業(yè)課程的內(nèi)在需求

“操作系統(tǒng)原理”課程綜合闡述操作系統(tǒng)的內(nèi)涵、組成、實(shí)現(xiàn)策略及技術(shù)等相關(guān)內(nèi)容。從該課程所屬的位置、課程內(nèi)容以及課程特點(diǎn)可以看出，該課程探究的知識(shí)內(nèi)容與面臨的問題，涉及現(xiàn)實(shí)生活中的許多場景與問題原型。例如，素材1，人工智能時(shí)代的操作系統(tǒng)對于5G時(shí)代的決勝起著至關(guān)重要的作用，并構(gòu)建了其他技術(shù)發(fā)展的應(yīng)用基石。素材2，2020年9月10日，華為正式發(fā)布操作系統(tǒng)鴻蒙，它的誕生打破了操作系統(tǒng)的固有格局，揭開了操作系統(tǒng)發(fā)展的新華篇。由此可以發(fā)現(xiàn)，這些來自于現(xiàn)實(shí)生活中的案例或素材，體現(xiàn)出“操作系統(tǒng)原理”課程中思政素材的時(shí)效性與多樣性，表明該課程適合開展多種主題的思想政治教育。

（三）提升課程與專業(yè)認(rèn)同度的內(nèi)在需求

一門課程、一個(gè)專業(yè)是否能得到學(xué)生的認(rèn)同，不僅取決于課程與專業(yè)的深度和廣度，更取決于學(xué)生對課程和專業(yè)的內(nèi)心認(rèn)同度。因此，在課程的教學(xué)和專業(yè)的教育過程中，將課程思政融入教學(xué)過程，讓學(xué)生在情感和認(rèn)知層面產(chǎn)生共情，在學(xué)習(xí)過程中具備明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)，并具有充足和源源不斷的學(xué)習(xí)動(dòng)力，這個(gè)內(nèi)在需求正好契合課程思政的態(tài)度傾向和價(jià)值引領(lǐng)作用。

二、“操作系統(tǒng)原理”課程思政的策略研究

思政教學(xué)的策略是可以實(shí)現(xiàn)思政教學(xué)目標(biāo)的教學(xué)方針、方法和方案的集合?；谝延械难芯炕A(chǔ)和現(xiàn)有的

“操作系統(tǒng)原理”課程教學(xué)體系、知識(shí)框架以及教學(xué)資源，從思維意識(shí)、愛國情感、職業(yè)素養(yǎng)這三個(gè)切入點(diǎn)升華課程教學(xué)，構(gòu)建以“課程內(nèi)容為核心、思政價(jià)值為靈魂、案例教學(xué)為載體”的課程思政教學(xué)體系，使課程專業(yè)教育與思政教育相互促進(jìn)、協(xié)同發(fā)展。具體的實(shí)施策略包括以下四點(diǎn)。

（一）以案例式教學(xué)為載體，融入思政元素

在重慶科技學(xué)院“操作系統(tǒng)原理”課程的教學(xué)過程

中，案例式教學(xué)的實(shí)踐探索已開展2個(gè)教學(xué)循環(huán)。引入思政元素后，需要重新思考和挖掘案例中所蘊(yùn)含的引領(lǐng)價(jià)值。為達(dá)到這一目標(biāo)，需仔細(xì)研判課程中需要挑戰(zhàn)和解決的問題原型，例如操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)的性能選擇問題、協(xié)調(diào)多個(gè)進(jìn)程的資源競爭問題、死鎖問題、內(nèi)存分配問題等與課程思政之間的內(nèi)在聯(lián)系。在案例探究的過程中，提高學(xué)生正確認(rèn)識(shí)問題、分析問題和解決問題的能力，同時(shí)將辯證唯物論和唯物辯證法與科學(xué)精神的培養(yǎng)結(jié)合起來，潛移默化地引導(dǎo)學(xué)生建立科學(xué)的思維方法、培養(yǎng)愛國主義情感、形成良好的職業(yè)素養(yǎng)。通過案例的完整實(shí)踐，讓學(xué)生熟練掌握辯證思維的一些基本方法，例如歸納和演繹、分析和綜合、抽象與具體。

（二）以唯物辯證法塑造思維

“操作系統(tǒng)原理”課程中所涉及的知識(shí)與內(nèi)容，不僅是馬克思主義哲學(xué)思想的生動(dòng)體現(xiàn)，更是唯物辯證法的有力論證。例如，對于進(jìn)程、進(jìn)程管理、進(jìn)程調(diào)度這些抽象學(xué)習(xí)內(nèi)容的掌握，可以提升學(xué)生的形象思維能力;對于存儲(chǔ)器體系、輸入輸出系統(tǒng)、進(jìn)程同步機(jī)制等嚴(yán)密知識(shí)體系的學(xué)習(xí)，可以培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力;對于進(jìn)程調(diào)度算法、頁面置換算

法、緩沖實(shí)現(xiàn)機(jī)制等內(nèi)容的學(xué)習(xí)，可以提升學(xué)生的創(chuàng)新思維能力;從原理與知識(shí)向具體應(yīng)用的轉(zhuǎn)換，可以引導(dǎo)學(xué)生把握操作系統(tǒng)發(fā)展的客觀規(guī)律，以科學(xué)的實(shí)踐觀指導(dǎo)轉(zhuǎn)換過程。

（三）以愛國主義情感鑄造靈魂

愛國是中華民族的優(yōu)良傳統(tǒng)，也是民族精神的核心所在。社會(huì)主義核心價(jià)值觀中強(qiáng)調(diào)的愛國，正是人民對祖國的深情厚感。在教學(xué)過程中，以“操作系統(tǒng)原理”課程教學(xué)為基礎(chǔ)，融

入思想政治教育內(nèi)容，通過專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生深刻理解與認(rèn)識(shí)所學(xué)知識(shí)對于科技強(qiáng)國的重要意義，這種意義重點(diǎn)體現(xiàn)在國家信息產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展、5G時(shí)代萬物互聯(lián)、智慧制造、

智慧城市等的建設(shè)中。通過課程思政，提升學(xué)生的職業(yè)使命感與愛國情感。

（四）以職業(yè)素養(yǎng)強(qiáng)化內(nèi)涵

在教學(xué)過程中，將職業(yè)素養(yǎng)教育與教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)案例緊密結(jié)合起來，通過引導(dǎo)學(xué)生了解行業(yè)從業(yè)規(guī)范與行為準(zhǔn)則，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成良好的職業(yè)素養(yǎng)，使其在今后的工作過程中能以不畏艱難的拼搏精神努力奮斗。為達(dá)到這一點(diǎn)，可以從以下幾個(gè)方面入手。第一，精選操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程中優(yōu)秀人物尋找問題最佳解決方案的事跡，并將這些事跡融入課程教學(xué)案例，讓學(xué)生從中感悟執(zhí)著追求科學(xué)真理的敬業(yè)精神;第二，嚴(yán)格課程過程化管理，規(guī)范學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣，以此培養(yǎng)學(xué)生遵循職業(yè)規(guī)范的行為模式;第三，設(shè)置難度等級(jí)不一、層次遞增的教學(xué)案例與實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，鼓勵(lì)學(xué)生從簡單到復(fù)雜、從理論到實(shí)踐，逐步提升自己，在此過程中，逐步養(yǎng)成不畏困難、勇于實(shí)踐、勇于創(chuàng)新的敬業(yè)精神。

三、“操作系統(tǒng)原理”課程思政的實(shí)施方案與具體實(shí)踐

課前，通過研究該課程的特色和優(yōu)勢，更新課程育人目標(biāo)，挖掘課程專業(yè)知識(shí)中蘊(yùn)含的精神內(nèi)涵和思想價(jià)值，從文化、歷史、行業(yè)以及專業(yè)等維度，精研課程案例并拓展案例的廣度和深度。在教學(xué)過程中，以生動(dòng)的案例教學(xué)為載體，深入淺出、潛移默化地開展課程思政。課后，通過案例討論與實(shí)踐，提升課程的內(nèi)涵性。在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，首先，要以激勵(lì)、寬容的態(tài)度引導(dǎo)學(xué)生思考，樂于表達(dá)，勇于分享;其次，創(chuàng)設(shè)自主、協(xié)作、探索的學(xué)習(xí)氛圍，分層設(shè)置不同的任務(wù)目標(biāo)，開展教學(xué)創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，以保證知識(shí)目標(biāo)的達(dá)成;最后，引導(dǎo)式、探索式案例教學(xué)活動(dòng)的組織與開展，積極調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，強(qiáng)調(diào)學(xué)生知識(shí)與應(yīng)用技能的體驗(yàn)與生成，以保證系統(tǒng)能力目標(biāo)與價(jià)值引領(lǐng)教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。該課程中蘊(yùn)含的思政元素以及開展思想政治教育的具體實(shí)施計(jì)劃如表1所示。

依據(jù)“操作系統(tǒng)原理”課程實(shí)施方案，課程組在重慶科技學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)中選擇2017級(jí)學(xué)生開展第一輪的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。下面以3個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)為例，說明在具體教學(xué)活動(dòng)開展的過程中如何實(shí)施課程思政，培養(yǎng)學(xué)生的辯證唯物主義世界觀、愛國主義情感和職業(yè)素養(yǎng)。

（一）從進(jìn)程同步塑辯證觀、壯真理心

《進(jìn)程同步》屬于“操作系統(tǒng)原理”課程中《進(jìn)程的描述與控制》中的內(nèi)容，主要闡述操作系統(tǒng)對于多個(gè)進(jìn)程執(zhí)行過程中的資源協(xié)調(diào)以及執(zhí)行次序的管理。事物之間因資源競爭而引起的次序協(xié)調(diào)問題廣泛存在于現(xiàn)實(shí)生活中，例如飯?zhí)门抨?duì)、銀行ATM取款機(jī)的使用、產(chǎn)品加工的流水線作業(yè)等。這些隨處可見的生活經(jīng)歷使得學(xué)生對于多個(gè)事物在執(zhí)行過程中，對資源的競爭使用或次序協(xié)調(diào)問題都有感性的體驗(yàn)，這為正確認(rèn)知并理解操作系統(tǒng)中進(jìn)程之間的同步問題打下基礎(chǔ)。

通過精研教學(xué)內(nèi)容，該小節(jié)的思政切入點(diǎn)可以從以下幾個(gè)方面展開。第一，在多道程序環(huán)境下，處于同一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)存中的多道進(jìn)程之間，因?yàn)楣蚕硐到y(tǒng)中的打印機(jī)等設(shè)備，它們之間存在一種間接的相互影響、相互制約的關(guān)系。與間接制約關(guān)系相對應(yīng)的是直接制約關(guān)系，某些用戶程序?yàn)榱送瓿赡稠?xiàng)任務(wù)建立多個(gè)子進(jìn)程，這些子進(jìn)程在時(shí)序上相互協(xié)作。第二，直接制約關(guān)系與間接制約關(guān)系作為事物不同的層面，展現(xiàn)出各自不同的特點(diǎn)?；陂g接制約關(guān)系的矛盾特殊性，系統(tǒng)對于它的處理，需要解決的矛盾在于對共享資源的合理分配，為達(dá)到這一點(diǎn)，用戶在使用共享資源之前，首先需要提出申請，得到允許后才能使用。基于直接制約關(guān)系的矛盾特殊性，系統(tǒng)對于它的處理，需要解決的矛盾在于嚴(yán)格控制子進(jìn)程的先后執(zhí)行次序。第三，從宏觀上看，在某一段時(shí)間內(nèi)，對于系統(tǒng)內(nèi)的多個(gè)進(jìn)程而言，就如矛盾統(tǒng)一體所展示出來的多個(gè)事物之間的普遍聯(lián)系性，多個(gè)進(jìn)程之間互相依存又互相排斥。

針對上述思政切入點(diǎn)，教師可選擇生產(chǎn)者—消費(fèi)者問題、讀者—寫者問題等教學(xué)案例。其中，生產(chǎn)者—消費(fèi)者問題（Producer-consumer problem），也稱有限緩沖問題

（Bounded-buffer problem）。該問題描述的是：系統(tǒng)內(nèi)的一組生產(chǎn)者進(jìn)程生產(chǎn)商品，并將生產(chǎn)的商品放入緩沖區(qū)提供給消費(fèi)者，消費(fèi)者從緩沖區(qū)取走商品進(jìn)行消費(fèi)。該問題需要協(xié)調(diào)的矛盾在于，第一要保證生產(chǎn)者不會(huì)在緩沖區(qū)滿時(shí)繼續(xù)投放商品，第二要保證消費(fèi)者不會(huì)從空的緩沖區(qū)中取走商品。為了幫助學(xué)生正確認(rèn)識(shí)該問題的本質(zhì)與矛盾，教師需要引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)地運(yùn)用矛盾分析法認(rèn)識(shí)不同制約關(guān)系下生產(chǎn)者、消費(fèi)者進(jìn)程的矛盾特點(diǎn);同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生意識(shí)到正是因?yàn)樯a(chǎn)者進(jìn)程和消費(fèi)者進(jìn)程之間這種既聯(lián)系又競爭的關(guān)系，推動(dòng)著程序的發(fā)展與變化。

（二）從操作系統(tǒng)的歷史發(fā)展立報(bào)國志、植愛國情

《操作系統(tǒng)的發(fā)展歷史》是“操作系統(tǒng)原理”課程第一章《操作系統(tǒng)引論》中第4小節(jié)的內(nèi)容。該小節(jié)主要講解操作系統(tǒng)發(fā)展歷史中的典型代表作品與各自的實(shí)現(xiàn)機(jī)制，例如脫機(jī)輸入輸出方式、單道批處理系統(tǒng)、多道批處理系統(tǒng)、分時(shí)系統(tǒng)、實(shí)時(shí)系統(tǒng)、微機(jī)操作系統(tǒng)等。通過學(xué)習(xí)，學(xué)生了解操作系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)應(yīng)用中的地位和作用，掌握典型操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)思想，培養(yǎng)學(xué)生歸納和整理的能力，培育學(xué)生勇于創(chuàng)新的專業(yè)素養(yǎng)與歷史使命感。該小節(jié)的思政切入點(diǎn)有兩個(gè)，一是早期微軟壟斷下的操作系統(tǒng)發(fā)展歷程，不少先鋒人物為了突破該壟斷努力創(chuàng)建沒有人為限制的操作系統(tǒng)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)先鋒人物的事跡，領(lǐng)悟勇于創(chuàng)新、敬業(yè)精神的內(nèi)涵。二是現(xiàn)階段國產(chǎn)

“鴻蒙”操作系統(tǒng)崛起的案例。首先，闡明在5G萬物互聯(lián)的智慧時(shí)代，需要新的操作系統(tǒng)做支撐服務(wù)，以此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。其次，概述“鴻蒙”操作系統(tǒng)的發(fā)展過程，讓學(xué)生深切感受科技強(qiáng)則國強(qiáng)的重要意義，激發(fā)學(xué)生的民族自豪感。最后，介紹5G時(shí)代下，各個(gè)國家在操作系統(tǒng)領(lǐng)域內(nèi)的爭奪，增強(qiáng)學(xué)生時(shí)代賦予的責(zé)任感和使命感。

（三）從信號(hào)量機(jī)制樹創(chuàng)新夢、強(qiáng)敬業(yè)魂

操作系統(tǒng)的出現(xiàn)和發(fā)展，并不是一蹴而就的。它是伴隨著計(jì)算機(jī)硬件的更新、軟件開發(fā)技術(shù)的提升，逐步新舊更替發(fā)展而來。人們在使用計(jì)算機(jī)的過程中，為了提升計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)性能，提高系統(tǒng)的資源利用率，付出了持續(xù)不斷的努力。而這種勇于創(chuàng)新、精益求精、追求極致的敬業(yè)精神在操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程中隨處可見。例如，從單道批處理到多道批處理，不僅僅是一字之差的區(qū)別，后者的出現(xiàn)，極大地提升了系統(tǒng)的資源利用率，標(biāo)志著操作系統(tǒng)逐步趨向成熟;從多道批處理系統(tǒng)發(fā)展到分時(shí)系統(tǒng)，又使得多個(gè)用戶可以同時(shí)使用一臺(tái)計(jì)算機(jī)，并且解決了人機(jī)交互的問題;實(shí)時(shí)系統(tǒng)的出現(xiàn)，又彌補(bǔ)了實(shí)時(shí)控制與實(shí)時(shí)信息處理的空缺。這些事例無一不在展現(xiàn)著勇于創(chuàng)新、不斷追求極致的工匠精神。為了解決進(jìn)程同步問

題，1965年荷蘭學(xué)者提出整型信號(hào)量，后來，在長期廣泛的應(yīng)用中，為了解決更復(fù)雜的進(jìn)程同步問題，信號(hào)量機(jī)制不斷得到發(fā)展與完善。從最簡單的整型信號(hào)量、經(jīng)記錄型信號(hào)量，發(fā)展至信號(hào)量集機(jī)制，同樣深刻體現(xiàn)了操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研發(fā)人員敬業(yè)、精益、創(chuàng)新的精神。

將思政元素引入“操作系統(tǒng)原理”課程之后，課程的考核方式由原來的標(biāo)準(zhǔn)化閉卷考試更改為非標(biāo)考核。通過對教學(xué)產(chǎn)出、教學(xué)評(píng)價(jià)與問卷調(diào)查結(jié)果的數(shù)據(jù)分析，可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生主觀題的得分率有所提升，能以科學(xué)的、專業(yè)的態(tài)度與方法對問題進(jìn)行分析、思考、設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。對于課程思政與案例式教學(xué)的融合，98%的學(xué)生認(rèn)為基于案例任務(wù)導(dǎo)向的課堂提問有助于提升自己的自學(xué)能力和問題分析能力，其中30%的學(xué)生無論對錯(cuò)，都愿意主動(dòng)在課堂上分享自己對問題的看法，51%的學(xué)生只有在確保答案正確時(shí)，才愿意主動(dòng)分享。此外，課程專業(yè)知識(shí)與思政元素相融合，更好地實(shí)現(xiàn)了學(xué)生對知識(shí)的學(xué)習(xí)內(nèi)因需求、學(xué)科對教學(xué)的核心教育需求和社會(huì)對人才的專業(yè)素質(zhì)需求。在后續(xù)的“操作系統(tǒng)原理”課程思政教學(xué)改革中，需要繼續(xù)探索引入思政元素后教學(xué)評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)的具體實(shí)施方案與實(shí)踐。

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■ 編輯∕李夢迪

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