叢麗暉 董燕舉 宗傳玉

[摘 要] 分析傳統(tǒng)操作系統(tǒng)教學(xué)中存在的問題和不足，以賦能教育為牽引，從課程的教學(xué)設(shè)計、教學(xué)組織、教學(xué)評價等方面實施了較為全面的教學(xué)改革。明確課程在人才培養(yǎng)體系中的作用和地位，以能力產(chǎn)出為導(dǎo)向設(shè)定課程的教學(xué)目標(biāo)，并將其細(xì)化、分解為知識點級別的教學(xué)要求，指導(dǎo)課堂教學(xué)及實踐環(huán)節(jié)的開展。教學(xué)過程中，依據(jù)科學(xué)、精細(xì)的課程考核，有效評價教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成、發(fā)現(xiàn)教學(xué)中的短板，形成了基于課程目標(biāo)的“教學(xué)—評價—分析—改進”的閉環(huán)迭代機制，有效支撐學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力的培養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞] 賦能教育;操作系統(tǒng);復(fù)雜工程問題;迭代機制

[基金項目] 2016年度遼寧省普通高等教育本科教學(xué)改革研究項目“面向?qū)I(yè)素質(zhì)與能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)程序設(shè)計類課程改革與實踐”（遼教發(fā)[2016]23號）;2018年度沈陽航空航天大學(xué)本科教學(xué)改革研究項目“工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下基于OBE的持續(xù)改進機制建設(shè)研究”（JG2018001）

[作者簡介] 叢麗暉（1971—），女，山東文登人，碩士，沈陽航空航天大學(xué)計算機學(xué)院副教授（通信作者），主要從事數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫研究;董燕舉（1973—），男，遼寧阜新人，碩士，沈陽航空航天大學(xué)計算機學(xué)院副教授，主要從事信息檢索與自然語言處理研究;宗傳玉（1985—），男，山東濰坊人，博士，沈陽航空航天大學(xué)計算機學(xué)院副教授，主要從事數(shù)據(jù)清洗與數(shù)據(jù)溯源研究。

[中圖分類號] G642? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A? ?[文章編號] 1674-9324（2021）23-0057-04? ?[收稿日期] 2021-01-15

一、傳統(tǒng)“操作系統(tǒng)”課程教學(xué)存在的問題

高等教育人才培養(yǎng)的本質(zhì)是賦能教育，具體的能力產(chǎn)出包括專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)（畢業(yè)五年左右的預(yù)期能力目標(biāo)）和畢業(yè)要求（畢業(yè)時應(yīng)具備的能力要求）。工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的12項畢業(yè)要求中，既包括工程知識、問題分析、方案設(shè)計、研究、工具使用等技術(shù)性能力，也包括工程與社會、環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展、職業(yè)規(guī)范、個人與團隊、溝通、項目管理、終身學(xué)習(xí)等非技術(shù)性能力，其中8項涉及“復(fù)雜工程問題”[1]，可見，培養(yǎng)學(xué)生具備解決復(fù)雜工程問題的能力，是本科工程教育的基本定位。

傳統(tǒng)的“操作系統(tǒng)”課程教學(xué)在設(shè)計、組織、實施、評價過程中，存在以下影響賦能教育有效性的問題：（1）教師對課程在培養(yǎng)體系中的作用缺乏全面認(rèn)識，課程教學(xué)目標(biāo)不夠清晰明確;（2）課堂教學(xué)注重知識傳授，對能力培養(yǎng)的要求不足;（3）實踐教學(xué)多為經(jīng)典算法的模擬，缺乏對操作系統(tǒng)內(nèi)核的剖析;（4）考核評價針對性不足，不能準(zhǔn)確評價學(xué)生能力達(dá)成情況。

二、賦能教育牽引下“操作系統(tǒng)”課程改革

（一）以能力培養(yǎng)為產(chǎn)出，明確課程教學(xué)目標(biāo)

學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力的培養(yǎng)是通過整個“培養(yǎng)體系”去實現(xiàn)的，需將其分解、落實到人才培養(yǎng)的各個環(huán)節(jié)中[2]。為建立教學(xué)環(huán)節(jié)與畢業(yè)要求之間的對應(yīng)關(guān)系，根據(jù)畢業(yè)要求的內(nèi)涵，將其分解成可評價的指標(biāo)點，并將指標(biāo)點與課程體系中的教學(xué)環(huán)節(jié)相對應(yīng)。課程依據(jù)所支撐的畢業(yè)要求，設(shè)計課程的教學(xué)目標(biāo)，并依此開展教學(xué)活動、評價教學(xué)效果。

“操作系統(tǒng)”課程在計算機相關(guān)專業(yè)人才培養(yǎng)及課程體系中具有非常重要的地位，是專業(yè)的核心課程，對學(xué)生的工程知識、問題分析及研究能力培養(yǎng)均提供支撐，課程依據(jù)所支撐的畢業(yè)要求指標(biāo)點反向設(shè)計課程的教學(xué)目標(biāo)。具體教學(xué)目標(biāo)如下：（1）掌握操作系統(tǒng)的基本概念、基本結(jié)構(gòu)，掌握處理機管理、進程同步、存儲管理、文件管理、設(shè)備管理等操作系統(tǒng)的實現(xiàn)原理和技術(shù);（2）能夠掌握計算機系統(tǒng)軟件與硬件資源管理方法與策略，針對計算機軟硬件系統(tǒng)中存在的資源分配及合理組織工作流程等問題提出有效的解決方法;（3）能夠具有綜合運用處理機管理、存儲器管理、設(shè)備管理的基本原理和技術(shù)手段設(shè)計常用計算機應(yīng)用軟件的能力，具有對復(fù)雜的應(yīng)用軟件進行設(shè)計開發(fā)的能力;（4）能夠基于操作系統(tǒng)的基本原理及內(nèi)核技術(shù)，針對進程管理、內(nèi)存管理等內(nèi)容，具有設(shè)計實驗、分析與解釋實驗結(jié)果數(shù)據(jù)的能力。

（二）圍繞課程目標(biāo)開展教學(xué)活動

課程目標(biāo)是課程教學(xué)后對學(xué)生的預(yù)期知識掌握及能力要求，故教學(xué)中以此為起點設(shè)計、組織達(dá)成目標(biāo)所需的教學(xué)活動。在課程大綱中明確知識模塊下各知識點的基本教學(xué)要求及支撐的課程目標(biāo)，指導(dǎo)教學(xué)方法、教學(xué)手段、教學(xué)案例、課程考核等具體教學(xué)活動的組織，形成以知識點教學(xué)要求為導(dǎo)向的教案，使每個教學(xué)學(xué)時都有明確的定位和作用。OBE強調(diào)以學(xué)生為中心，教學(xué)活動的主角不是教師而是學(xué)生，教師的主要任務(wù)不是講授知識，而是利用示范、監(jiān)督、評價、診斷、建設(shè)性介入等策略，引導(dǎo)和協(xié)助學(xué)生達(dá)成預(yù)期成果[3]?；谶@樣的思想，“操作系統(tǒng)”課程教學(xué)中教師針對課程目標(biāo)，重點把握課前、課上、課后三個環(huán)節(jié)組織實施教學(xué)活動，具體如表1所示。

（三）針對課程教學(xué)目標(biāo)有效評價能力達(dá)成

課程考核的目的是有效評價教學(xué)效果是否達(dá)到課程目標(biāo)的要求，故科學(xué)、合理、有針對性的考核是課程目標(biāo)評價的關(guān)鍵。操作系統(tǒng)課程在考核評價時針對課程目標(biāo)的特點，選擇合適的考核內(nèi)容和考核方式，同時明確考核的目的，指導(dǎo)評分標(biāo)準(zhǔn)的確立，表2為操作系統(tǒng)課程教學(xué)目標(biāo)1的部分期末試題。

三、賦能教育牽引下的實踐教學(xué)改革

（一）修訂實驗大綱，更換實驗平臺

傳統(tǒng)操作系統(tǒng)課程實驗內(nèi)容多為操作系統(tǒng)資源管理原理及經(jīng)典算法的模擬，學(xué)生對操作系統(tǒng)內(nèi)核的實現(xiàn)細(xì)節(jié)并不清楚，為了提高學(xué)生對操作系統(tǒng)內(nèi)核的理解和分析能力，課程針對linux系統(tǒng)內(nèi)核的進程管理、進程同步、內(nèi)存管理、系統(tǒng)調(diào)用等內(nèi)容精心設(shè)計實驗項目，更新實驗教學(xué)大綱，并引入基于Linux0.11內(nèi)核的集成實驗環(huán)境軟件 Linux Lab。依托這一平臺提供的圖形化方式，顯示進程列表、進程控制塊、進程運行軌跡、物理內(nèi)存、二級頁表、信號量等重要的操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)，使學(xué)生可以通過實驗直觀形象的觀察操作系統(tǒng)內(nèi)核的運行情況，更加深刻地理解操作系統(tǒng)的原理。