融合思政元素的操作系统课程教学改革实践探析

关键词：操作系统；课程思政；教学改革；立德树人

1 操作系统课程概述

操作系统课程是计算机专业的一门核心课程，主要讲述操作系统的基本原理与实际运行过程。课程立足于传统操作系统的基本概念、基本技术和基本实现方法，结合现代操作系统的最新技术发展和实践应用，着重构建操作系统课程知识的系统性、先进性和实用性，为计算机领域培养高素质、高品德的应用型人才奠定坚实的基础。

操作系统作为一个处在应用软件与硬件中间层次的系统软件，操作系统课程（以下简称“本课程”） 起始于对“操作系统应该完成哪些工作，以及如何完成”这样一个问题的探讨，经由分析得出：1） 操作系统对上层应用程序和用户进行服务，为了方便用户和应用程序的操作，需要提供相应的接口；2） 操作系统对下层硬件进行服务，需要对硬件机器实现功能扩展；3） 操作系统处于软、硬件中间层次，由于上层应用程序与下层硬件无法直接“沟通”，操作系统需要负责协调管理软、硬件资源。其中，第三点是理解操作系统工作原理最为重要的一步。操作系统作为资源的管理者，具体管理哪些资源，根据“任务管理器”显示，如图1所示，主要提供处理器管理、存储器管理、设备管理、文件管理、联网与通信管理五大功能。本课程主要根据以上五方面展开讲解，使得课程内容形成体系展开，学生接收的知识框架完整，更易理解操作系统的运行原理和设计流程。

2 课程思政建设思路

习近平总书记提出：“要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人，努力开创我国高等教育事业发展新局面。”[1]根据习近平总书记指示，课程小组成员多次深入探讨，发现操作系统课程内容不仅能够培养学生思考和解决问题的能力，而且蕴含马克思主义哲学原理，同时还能帮助学生正确树立爱国、敬业、自强等观念。

为了能够在课堂教学中潜移默化地融合思政元素，让学生主动接受，而非被动灌输，课程小组成员展开了一系列讨论，最终，课程小组将具体实施思路归结如下：

1） 提升教师自身思想觉悟和综合素质。传统教学模式下，教师在教学活动中较为注重理论讲授，忽略了学生思维能力的培养和正确三观的树立[2]。在此方面，教师首先要转变教学观念，以学生为主体，不仅要教授知识，更要育人。讲授知识，教师需要自身专业素养过硬，不仅要熟练掌握操作系统的基本知识，还要对现代操作系统的新技术有所了解，对操作系统的未来发展有一定判断。立德树人方面，教师首先三观要正，要熟悉我党的教育方针，对马克思主义哲学要有所了解，并且在生活中有所运用。教师自身有经验，才能在课堂上传授给学生。

2） 挖掘课程思政元素并设计思政案例。课堂教学中，不能只是将马克思主义哲学的一些原理、抑或是思修的一些道理生搬硬套进来，这样不仅学生不容易接受，也影响原本的教学内容。本课程小组更倾向于将元素融合在原理、案例之中，让学生自己体会，最后由老师在课程小结部分点出。

为了达到预期效果，首先，教师要熟练掌握教授内容，同时要具有良好的政治素养。前期，课程小组组织教师间互相听课，取长补短，提升专业能力。同时，小组每周会举行一次课程思政学习活动，采用线上观摩思政教学活动，线下聆听思政讲座，互相交流我党的教育方针，明确我党培养人才的方向等形式来提升教师的思想觉悟和政治素养。中期，课程小组成员按章节摘录课程中涉及的原理和案例，逐个分析其中内含的思政元素，并做相关记录。后期，小组成员对选取的内容和其所包含的思政元素进行融合，设计相关的教学案例，写好教案，并邀请马克思主义学院的老师和本专业的其他老师来听课，对其做出评价与修改意见。

3） 对比传统教学模式下学生的反馈。在课程教学中融入思政元素，最终是为了达到立德树人的目的。所以，学生的反馈关乎课程教学改革的成败。在加入思政案例的教学活动中，教师在课堂上要关注学生的听课效率是否有所提高，对课程的兴趣是否有所增加；课下与学生交流，对于课程的改革觉得是否有效；课后批改作业，学生的作业态度与正确率是否有所改善等。同时，教师也要做好相关记录，课后进行反思与提升，不断改进。

3 教学案例的设计与实施

针对操作系统传统教学模式下存在的问题，课程小组规划出了操作系统思政建设路径，以下从思政建设的3个环节入手，详细阐述课程建设的措施与实施过程。

3.1 教师德育意识和思政能力的培养

《礼记》中有道：“师者也，教之以事而喻诸德也。”

其大意为：作为一个老师，要注重德才兼备，不仅要教授学生“谋事之才”，更要传授学生“立事之德”，而传德尤为重要。其中，“谋事之才”可以说是教师在课堂上教授的专业知识，而“立事之德”则是教师在教书过程中要帮助学生树立正确的世界观、人生观、价值观。

著名教育学家陶行知先生也说过：“先生不应该专教书，他的责任是教书做人；学生不应该专读书，他的责任是学习人生之道。”在传统教学模式中，一些老师习惯于讲授课本知识，忽略了对学生德育的培养。

在本课程思政建设之初，课程小组首先明确课程的根本问题——“当下，操作系统这门课程需要培养什么样的人才？为谁培养人才？”，要回答好这个问题，不仅要求老师要有较高的专业素养，解读好操作系统在目前环境下的发展方向，更要求教师具备良好的德育意识和课程思政能力，能够响应国家教育方针，为我党培养高素质人才，并且留得住人才。

在该环节，为了提升课程小组成员的德育意识和课程思政能力，课程小组决定采取以下几项措施：

1） 聆听专家讲座。学校为培养教师的课程思政能力，可以经常召开专家讲座，课程小组负责人会组织该时间段没有课程的老师前往学习。

2） 加入课程共建老师。邀请马克思主义学院的老师作为操作系统课程的共建老师，由该教师和本课程小组共同分析操作系统课程涵盖的思政元素。

3） 参与马克思主义学院学习活动。由马克思主义学院的课程共建老师牵头，组织参加关于解读我党教育方针的主题活动，获取我党最新教育路线。

4） 小组交流。课程小组每周召开一次小组交流活动，每位老师分享自己在课堂上的一些讲授技巧、心得等。

3.2 思政元素的凝练与案例设计

思政建设的主体是课程内容本身，目标是将思政元素融入课程内容之中。教师在讲授专业知识的过程中，要让学生的思想觉悟得到提升。

本课程在进行案例设计时，结合了学生在思政课程上的学习情况，分析了学生的思想政治觉悟，将爱国情怀与个人使命、艰苦奋斗、创新意识和创新能力、唯物辩证法等思政元素融入操作系统课程教学内容中[3]，优化教学方法，让学生在接受知识的同时也提升了个人的思想道德修养。具体案例设计如下：

1） 操作系统的发展历史

在介绍国产操作系统的发展历史和现状时，可以介绍“鸿蒙”操作系统面市时遇到的困境——科技战，以及华为在面临该困境时不畏艰难，为国产操作系统在全球市场挣出一片天地。激发学生的爱国情怀，并让学生体会到个人命运与国家命运紧密相连，培养学生正确的就业观。

2） 处理器调度

在多道程序并发执行的系统中，由于进程的数量多于处理器的个数，因而不能并行处理各个进程，需要按照一定的规则来选择某些进程先上处理器运行，这是处理器调度的含义。通过讲解，能够树立学生的规则意识。处理器调度算法有很多，如：短作业优先算法、先来先服务算法、高响应比算法、时间片轮转算法等，这些算法没有好坏区分，只有适不适合某一环境之说。学生在做事情、想问题时，要能够具体问题具体分析。

3） 死锁

如果一个进程集合中的每个进程都在等待只能由此集合中的其他进程才能引发的事件，而无限期陷入僵持的局面称为死锁[4]。要正确认识竞争，不要恶性竞争，学会合作共赢。

4） 页面置换算法

Belady异常：先进先出算法中，当为进程分配的物理块数量增大时，缺页次数不减反增。马克思认为，量变是质变的基础，质变是量变的飞跃，事物往往只能在量变规定的范畴内起预期的变化，如果超出量的范畴，则会发生质变，导致不可预料的结果。学生在做事的时候，要把握好度，量力而行，懂得过犹不及。

5） 磁盘寻道算法

对比扫描算法和电梯算法，扫描算法要求磁头必须移动到磁道的最外侧或者最内侧，才能向反方向移动；电梯算法则只需要在磁头移动方向上没有其余请求后即可调转方向。教会学生，做事要懂得变通。

以上均是对操作系统课程所涉及的原理来进行课程思政元素的融合，除此以外，课程小组经探讨对部分例题也添加了思政元素[5]，如：在多道程序并发执行中，可以将红军长征的壮举融入例题，让学生体会到长征的精神；在单道批处理系统的案例中，将我国研究原子弹的过程融入案例讲解，让学生感受到在当时物质基础十分薄弱的条件下，那一批前辈们创造出的非凡奇迹，从而自发学习“两弹一星”精神等。

3.3 课程教学反馈与总结

教学的客体是学生，教师要重点关注学生的接受度。根据学生的反馈来适当改进课堂教学方法，提高课堂教学效率。对此，课程小组决定采取如下措施来反馈教学效果：

1） 课堂观察法。对比操作系统以往重理论的教学方式，观察学生上课的注意力集中程度。

2） 课下座谈会。在固定时间段，找不同的学生进行探讨交流，将学生的意见融入今后的教学中。

3） 教师听课。小组负责人邀请马克思主义学院的老师和本专业的其他老师来听课，提出一些专业性的改进意见。

4 结束语

高校课程教育应当围绕“立德树人”这一主题展开[6]。操作系统课程是计算机专业的核心课程，旨在为我国培养全方位人才。作为老师，不仅要在课堂上教授学生知识，更要培养学生的德育，将思政内容加入其中。这样才能保证高校不仅能够培养出人才，而且能够培养出有正确三观的人才，是留得住、能为国家效力的人才。在操作系统的课堂内容中穿插思政元素，其实只是起到一个浇灌、唤醒的过程，课程小组每一位成员更期待于学生能够被唤醒从而自发地去了解、去学习，成为一个德智体美劳全面发展的社会主义建设者。