李勇 丁函

摘要：目前，我國各高校都在積極推進(jìn)一流課程的建設(shè)。文章探討了在計(jì)算機(jī)專業(yè)基礎(chǔ)課程——“操作系統(tǒng)原理”一流課程建設(shè)中如何更好地體現(xiàn)成果導(dǎo)向教育（OBE）理念的具體措施和方法。通過相關(guān)措施的實(shí)施．有效地提升了學(xué)生在課堂上的學(xué)習(xí)效果。

關(guān)鍵詞：一流課程建設(shè)；成果導(dǎo)向教育；操作系統(tǒng)原理

中圖法分類號：TP316 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

１ 引言

“操作系統(tǒng)原理”課程屬于高等院校計(jì)算機(jī)技術(shù)類專業(yè)開設(shè)的基本理論必修課，通過該課程的學(xué)習(xí)，既能夠幫助學(xué)生對已學(xué)的計(jì)算機(jī)專業(yè)課程內(nèi)容進(jìn)行融會貫通，輔助學(xué)生形成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)觀念，又為學(xué)生更好地學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程奠定基礎(chǔ)，從而幫助學(xué)生在校期間對于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的概念有更為深入的認(rèn)識和理解，從而提高學(xué)生的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用和設(shè)計(jì)能力。

傳統(tǒng)的“操作系統(tǒng)原理”課程教學(xué)方法是以講授操作系統(tǒng)各功能模塊設(shè)計(jì)的理論知識為主，對“學(xué)習(xí)成果”

這一學(xué)習(xí)目標(biāo)考慮較少，僅僅是根據(jù)教學(xué)大綱中所規(guī)定的內(nèi)容及進(jìn)度要求來進(jìn)行課堂教學(xué)，上課形式以純粹的線下教學(xué)為主，缺乏與學(xué)生的學(xué)習(xí)互動，缺少對學(xué)生學(xué)習(xí)效果的分析。相關(guān)部門在關(guān)于一流本科課程建設(shè)的實(shí)施意見中指出，要確立學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)理念，提升課程的高階性，突出課程的創(chuàng)新性，增加課程的挑戰(zhàn)度。為此，在一流課程建設(shè)活動中結(jié)合成果導(dǎo)向教育（ＯＢＥ）的理念，以課程學(xué)習(xí)目標(biāo)成果為中心系統(tǒng)地開展教學(xué)活動，從而達(dá)到一流課程建設(shè)預(yù)期的效果。

２ 課程目標(biāo)設(shè)計(jì)

“操作系統(tǒng)原理”是一門以分時操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能設(shè)計(jì)為主要內(nèi)容的課程，其主要目的是培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)能力，通過對操作系統(tǒng)內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)、工作原理及典型算法的介紹，使學(xué)生對操作系統(tǒng)的整體及各功能模塊的設(shè)計(jì)原理有較為深入的認(rèn)識和了解，從而使學(xué)生初步形成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)觀，為學(xué)生計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力的形成奠定基礎(chǔ)。

課程教學(xué)目標(biāo)：了解計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的作用、各功能模塊的功能及內(nèi)在關(guān)聯(lián)；掌握計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的基本工作原理、設(shè)計(jì)思想和實(shí)現(xiàn)方法；了解計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的演變過程、發(fā)展動向，使得學(xué)生能夠形成較完整的系統(tǒng)觀念。

課程目標(biāo)及能力要求如下。

目標(biāo)１：掌握分時操作系統(tǒng)的基本概念及設(shè)計(jì)原理，具備理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)復(fù)雜工程問題的能力。

目標(biāo)２：理解多道程序并發(fā)環(huán)境中各種異步事件產(chǎn)生的原因，掌握多道程序處理系統(tǒng)中各類問題和沖突的解決方案，提高學(xué)生的系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)能力。

目標(biāo)３：理解并掌握各功能模塊設(shè)計(jì)原理及主要算法的實(shí)現(xiàn)方法，既能夠從代碼設(shè)計(jì)的角度理解各功能模塊設(shè)計(jì)原理，又能夠從系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的角度理解現(xiàn)代操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思想；具有將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)以及程序編譯鏈接技術(shù)等計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最核心的概念關(guān)聯(lián)起來，形成完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)理念，進(jìn)行高效和系統(tǒng)化程序設(shè)計(jì)的能力。

３ 課程建設(shè)規(guī)劃及教學(xué)方法改革

３．１ 課程總體設(shè)計(jì)

（１）搭建符合系統(tǒng)能力培養(yǎng)需求的課程團(tuán)隊(duì)。結(jié)合系統(tǒng)能力培養(yǎng)的需要，整合原有課程團(tuán)隊(duì)的各項(xiàng)資源，統(tǒng)籌規(guī)劃課程內(nèi)容，使課程間和課程內(nèi)部知識緊密相連［１］ 。通過操作系統(tǒng)、編譯原理、計(jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)等系統(tǒng)類課程群的搭建，使學(xué)生了解一個完整的程序：從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、算法實(shí)現(xiàn)、編譯處理到最終在ＣＰＵ 上運(yùn)行的整個過程，將程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、編譯鏈接等課程融會貫通起來。因此，結(jié)合湖北文理學(xué)院計(jì)算機(jī)工程學(xué)院計(jì)算機(jī)類專業(yè)的人才培養(yǎng)方案，對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相關(guān)課程之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系進(jìn)行有效地分析，提出了遞進(jìn)式、層次化的“操作系統(tǒng)”課程群及課程團(tuán)隊(duì)建設(shè)規(guī)劃。

（２）基于應(yīng)用能力培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)體系設(shè)計(jì)。為契合湖北文理學(xué)院計(jì)算機(jī)工程學(xué)院應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的需求，在操作系統(tǒng)課程實(shí)驗(yàn)中，引入Ｌｉｎｕｘ 操作系統(tǒng)應(yīng)用及系統(tǒng)管理內(nèi)容，從而解決原有課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容過于偏重理論算法實(shí)現(xiàn)的問題，鍛煉和提高學(xué)生具體操作系統(tǒng)的應(yīng)用能力與系統(tǒng)管理能力。同時，通過多操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺的構(gòu)建，以提高實(shí)驗(yàn)室軟、硬件資源的使用效率，滿足不同專業(yè)學(xué)生對操作系統(tǒng)的應(yīng)用需求。通過實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的層次化和模塊化設(shè)計(jì)，讓學(xué)生能夠?qū)Σ煌y度級別的實(shí)驗(yàn)?zāi)K進(jìn)行選擇和組合，以達(dá)到兼顧各類學(xué)生不同需求的目的。

（３）基于線上優(yōu)質(zhì)資源的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)。通過有針對性地選擇適合湖北文理學(xué)院計(jì)算機(jī)工程學(xué)院學(xué)生的優(yōu)質(zhì)線上教學(xué)資源，在教學(xué)過程中，針對相關(guān)課程內(nèi)容，提前布置線上內(nèi)容的學(xué)習(xí)任務(wù)，并以翻轉(zhuǎn)課堂的形式進(jìn)行部分章節(jié)內(nèi)容的教學(xué)設(shè)計(jì)，使課程教學(xué)由傳統(tǒng)的線下教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)榫€上線下混合式學(xué)習(xí)模式。同時，逐步在學(xué)校課程平臺———超星學(xué)習(xí)通上完成教學(xué)管理、錄制課程微視頻、上傳課程學(xué)習(xí)資源等課程在線資源建設(shè)，讓學(xué)生能夠充分利用課余時間，提前預(yù)習(xí)，從而緩解教學(xué)任務(wù)繁重和課時不足的矛盾，提升學(xué)生的課堂參與性。

３．２ 課程內(nèi)容建設(shè)

（１）課程思政體系建設(shè)。

在課程建設(shè)過程中，注重落實(shí)課程思政建設(shè)的要求，以期實(shí)現(xiàn)“專業(yè)內(nèi)容為主輔以思政元素”的課程思政體系。根據(jù)課程的特點(diǎn)凝練思政元素，將塑造正確的價(jià)值觀、專業(yè)知識傳授和實(shí)踐能力培養(yǎng)３ 方面內(nèi)容融入課程教學(xué)中。

①愛國敬業(yè)元素的挖掘。在課程學(xué)習(xí)的初期階段（操作系統(tǒng)概述）的內(nèi)容講述中，將認(rèn)清差距、激發(fā)動力、努力學(xué)習(xí)、以期超越的思想融入其中，通過對世界和我國操作系統(tǒng)現(xiàn)狀以及操作系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的介紹激發(fā)學(xué)生對學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)課程的積極性。

②勤儉節(jié)約、杜絕浪費(fèi)元素的挖掘。作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的管理者，操作系統(tǒng)的主要目標(biāo)是科學(xué)、高效地管理并使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中所有的軟硬件資源，但是在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，各類資源數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足多用戶、多任務(wù)、多進(jìn)程環(huán)境的需求。因此，操作系統(tǒng)對資源的管理必須遵循節(jié)約高效的原則，在課程教學(xué)過程中，通過對操作系統(tǒng)課程相關(guān)內(nèi)容的介紹，以期幫助學(xué)生形成珍惜資源、提高資源使用效率的理念。

③團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神的培養(yǎng)。進(jìn)程并發(fā)的概念是貫穿于操作系統(tǒng)課程的一個至關(guān)重要的概念，而在多進(jìn)程并發(fā)過程中進(jìn)程同步技術(shù)的應(yīng)用體現(xiàn)了多進(jìn)程之間協(xié)同工作的重要性，通過對這一技術(shù)的講解可以有效地讓學(xué)生形成團(tuán)隊(duì)協(xié)作與溝通的良好習(xí)慣。

（２）教學(xué)內(nèi)容調(diào)整。

在教學(xué)內(nèi)容方面，強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生掌握整個操作系統(tǒng)的知識和邏輯體系，并結(jié)合人才培養(yǎng)目標(biāo)，重構(gòu)教學(xué)大綱，整合教學(xué)內(nèi)容［２］ 。根據(jù)“去繁就簡，突出重點(diǎn)”

的原則，有針對性地對課程內(nèi)容進(jìn)行取舍，同時調(diào)整各知識點(diǎn)的講解順序，在教學(xué)初期階段，將多道、并發(fā)、異步等重要的基本概念引入教學(xué)中，使學(xué)生能夠在教學(xué)的開始階段，對多道程序的處理過程有一個較為深入的認(rèn)識，從而為更好地了解進(jìn)程的概念和作用及多進(jìn)程并發(fā)環(huán)境中同步與互斥技術(shù)的應(yīng)用打下良好的基礎(chǔ)。而對于課程中較為簡單的內(nèi)容，如作業(yè)調(diào)度、處理機(jī)管理等，則主要通過線上學(xué)習(xí)進(jìn)行。

３．３ 教學(xué)方法改革

在學(xué)習(xí)本課程時，學(xué)生會遇到一些問題，如課程內(nèi)容較枯燥、教學(xué)進(jìn)度過快、缺乏學(xué)習(xí)成就感等問題，從而影響學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果不佳。因此，課程教學(xué)方法需要從以下幾方面改革：（１）提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性；（２）提升教學(xué)效果；（３）解決教學(xué)任務(wù)重與學(xué)時少的矛盾；（４）將純粹理論知識的傳授變?yōu)榻Y(jié)合能力培養(yǎng)需求的綜合性教學(xué)，加大課程理論和實(shí)踐內(nèi)容的改革力度，著重解決系統(tǒng)能力訓(xùn)練和培養(yǎng)的問題。

課程團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)不斷改進(jìn)教學(xué)方法，不斷積累立體化教學(xué)資源，以學(xué)生為中心、以能力培養(yǎng)為宗旨，注重調(diào)查反饋，持續(xù)改進(jìn)，不斷提高課程目標(biāo)達(dá)成度。具體措施如下。

（１）基于應(yīng)用能力培養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計(jì)。

傳統(tǒng)的教學(xué)設(shè)計(jì)是基于課程知識點(diǎn)開展教學(xué)，側(cè)重知識的傳授，較枯燥。課程團(tuán)隊(duì)針對湖北文理學(xué)院計(jì)算機(jī)工程學(xué)院學(xué)生的具體情況對課程理論知識內(nèi)容進(jìn)行多次優(yōu)化，同時根據(jù)不同層次學(xué)生的需求設(shè)計(jì)了多平臺層次化實(shí)驗(yàn)?zāi)K，激發(fā)學(xué)生興趣，引導(dǎo)學(xué)生主動去發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題，讓學(xué)生更好地應(yīng)用所學(xué)的知識解決實(shí)際問題。

（２）課程理論教學(xué)中現(xiàn)實(shí)生活案例應(yīng)用。

在本課程各教材相關(guān)理論的案例講解中，大部分都會引用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相應(yīng)的實(shí)例。但是，由于地方性應(yīng)用型本科院校計(jì)算機(jī)類課程體系設(shè)計(jì)的問題導(dǎo)致學(xué)生對于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)底層及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部控制流程等知識的掌握普遍較差，造成學(xué)生對課程理論的理解十分困難。課程組針對課程的所有基礎(chǔ)理論及算法均來源于現(xiàn)實(shí)生活的特點(diǎn)，深入挖掘現(xiàn)實(shí)生活中與課程理論相近實(shí)例，通過學(xué)生極為熟悉的現(xiàn)實(shí)生活實(shí)例的講解和分析使學(xué)生更直觀、輕松地掌握課程知識，同時引導(dǎo)學(xué)生從自己熟悉的生活領(lǐng)域中尋找相關(guān)案例進(jìn)行分析與學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)的興趣與參與度。

（３）基于翻轉(zhuǎn)課堂的師生討論式互動教學(xué)方法。

通過以問題為導(dǎo)向的方法，鍛煉學(xué)生主動思考的能力，提高學(xué)生的課堂參與度。本課程相關(guān)理論較難理解，因此課程組通過結(jié)合線上課程教學(xué)內(nèi)容以小問題、短案例的方式設(shè)置提問和討論，以培養(yǎng)學(xué)生辯證思維能力及溝通和表達(dá)能力。這種方式有利于教師及時發(fā)現(xiàn)問題，實(shí)時調(diào)整教學(xué)過程，保障教學(xué)質(zhì)量，做好持續(xù)改進(jìn)。

（４）“講練結(jié)合，以學(xué)生為主”的教學(xué)模式。

將課堂部分理論內(nèi)容轉(zhuǎn)移到實(shí)驗(yàn)室，采用講練結(jié)合的教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生動手能力。增加答疑次數(shù)和習(xí)題課，鞏固抽象的知識點(diǎn)，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的成就感。

（５）多平臺實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺設(shè)計(jì)。

課程組利用虛擬機(jī)技術(shù)完成Ｕｎｉｘ， Ｌｉｎｕｘ，Ｗｉｎｄｏｗｓ 及ＥＯＳ 操作系統(tǒng)平臺的搭建，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)環(huán)境，滿足不同層次的學(xué)生對操作系統(tǒng)的應(yīng)用需求。通過構(gòu)建多操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺，不僅可以有效提高實(shí)驗(yàn)室軟、硬件資源的使用效率，而且可以滿足不同專業(yè)、不同層次的學(xué)生對操作系統(tǒng)試驗(yàn)環(huán)境的需求。通過對實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的層次化和模塊化設(shè)計(jì)，讓學(xué)生能夠選取和組合不同難度級別的實(shí)驗(yàn)?zāi)K，從而達(dá)到兼顧學(xué)生不同需求的目的。

（６）立體化教學(xué)資源的建設(shè)。

課程團(tuán)隊(duì)制作了豐富的立體化教學(xué)資源，包括基于項(xiàng)目驅(qū)動、與工程實(shí)際相結(jié)合、側(cè)重學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力培養(yǎng)的課程理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容；案例新穎、易學(xué)易懂、趣味豐富的課件與小視頻；與課程章節(jié)相配套的習(xí)題庫；側(cè)重實(shí)用性、綜合性項(xiàng)目設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。

４ 建立高效的有利于持續(xù)改進(jìn)的評價(jià)考核體系

為適應(yīng)成果導(dǎo)向（ＯＢＥ）教學(xué)理念的需求，課程考核構(gòu)建了教學(xué)過程評價(jià)與終結(jié)性評價(jià)相結(jié)合的評價(jià)體系，建立了教師評價(jià)、學(xué)生自評、學(xué)生互評相結(jié)合的評價(jià)機(jī)制。充分利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，搭建融合課程學(xué)習(xí)、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)等內(nèi)容的線上平臺，以記錄學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，及時獲取學(xué)生學(xué)情反饋結(jié)果，分析課程目標(biāo)達(dá)成度，總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)以便下一輪教學(xué)的改進(jìn)。

本課程對學(xué)生課程成績的考核主要變化如下。

（１）在增加學(xué)生平時成績考核比重的同時，注重學(xué)習(xí)過程的評價(jià)和考核。

平時成績比重由原來的３０％調(diào)整為４０％，其中課堂表現(xiàn)和作業(yè)２０％，實(shí)驗(yàn)評價(jià)２０％。課堂表現(xiàn)由原本單純的出勤考核調(diào)整為“出勤＋課堂提問表現(xiàn)”，實(shí)驗(yàn)成績考核由原本單純的實(shí)驗(yàn)報(bào)告考核調(diào)整為“實(shí)驗(yàn)過程評價(jià)＋實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容考核”。

（２）調(diào)整試卷題型及內(nèi)容。

根據(jù)工程認(rèn)證專家反饋意見，對課程考試試卷從題型及內(nèi)容上做了較大的改進(jìn)，改進(jìn)后的試卷題目全部由主觀題構(gòu)成，對基本概念及理論的考核以論述題體現(xiàn)，這樣能夠更好地引導(dǎo)學(xué)生在平時的學(xué)習(xí)中以積極主動地思考及總結(jié)取代純記憶的機(jī)械學(xué)習(xí)方式，從而能夠?qū)φn程理論有更加深入的理解和應(yīng)用。

５ 結(jié)束語

通過上述的課程建設(shè)及教學(xué)方法的改革，極大地提升了教學(xué)效果，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性有了明顯的提高，但在以下幾方面還需繼續(xù)改進(jìn)和提高。

（１）課程思政建設(shè)尚需體系化。本課程在建設(shè)過程中雖然融入了適當(dāng)?shù)乃颊?nèi)容，但是在課程教學(xué)方案中尚未形成一整套適合操作系統(tǒng)課程的思政體系，思政元素較為零散。

（２）課程群建設(shè)與課程團(tuán)隊(duì)建設(shè)有待進(jìn)一步提高。目前，湖北文理學(xué)院計(jì)算機(jī)工程學(xué)院計(jì)算機(jī)系統(tǒng)類相關(guān)課程團(tuán)隊(duì)建設(shè)還不夠健全，各課程團(tuán)隊(duì)之間缺乏交流與銜接，導(dǎo)致教學(xué)效果無法很好地滿足系統(tǒng)能力培養(yǎng)的需求。今后，將進(jìn)一步結(jié)合湖北文理學(xué)院計(jì)算機(jī)工程學(xué)院計(jì)算機(jī)類各專業(yè)的人才培養(yǎng)方案， 深入分析計(jì)算機(jī)系統(tǒng)類課程之間的關(guān)聯(lián)與銜接關(guān)系，將原本松散的各課程團(tuán)隊(duì)整合為一個有機(jī)的整體，以致力于符合系統(tǒng)能力培養(yǎng)需求的課程資源的構(gòu)建，幫助學(xué)生更好地完成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能力的形成和提升。

（３）課程線上資源的應(yīng)用和建設(shè)。在該課程的線下一流課程建設(shè)過程中，深感傳統(tǒng)的線下課程教學(xué)已無法更好地適應(yīng)當(dāng)前教學(xué)的需要，今后課程組將針對湖北文理學(xué)院計(jì)算機(jī)工程學(xué)院學(xué)生的能力及學(xué)習(xí)需求做進(jìn)一步分析，以期將線上優(yōu)質(zhì)課程教學(xué)資源以及各種先進(jìn)的教學(xué)手段引入課程教學(xué)，同時加強(qiáng)與相關(guān)企業(yè)的交流與合作，使得學(xué)生在校期間對操作系統(tǒng)的應(yīng)用有更加深入的了解，提高課程學(xué)習(xí)的積極性。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：李勇（１９６９—），本科，副教授，研究方向：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。