吳志澤，檀 明，鄒 樂，王曉峰

(合肥學院 人工智能與大數(shù)據(jù)學院，合肥 230601)

落實立德樹人根本任務(wù)的關(guān)鍵在于全面推進高校專業(yè)課程的課程思政建設(shè)。習近平總書記曾在全國高校思想政治工作會議上，強調(diào)“要堅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全過程，實現(xiàn)全程育人、全方位育人”。他指出“各門課都要守好一段渠、種好責任田，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)”。[1]至此，“課程思政”作為新的教育教學理念被正式提出。另外，互聯(lián)網(wǎng)+、人工智能、大數(shù)據(jù)等方面的發(fā)展，驅(qū)動高校課程體系的變革和課堂教學模式的創(chuàng)新。[2]如何提煉思政元素，融合思政內(nèi)容，建立有效的高校專業(yè)課程思政教學模式是當下較有價值的教學研究問題。

操作系統(tǒng)是計算機專業(yè)核心課程，從系統(tǒng)層面梳理計算機專業(yè)知識，該課程對培養(yǎng)學生系統(tǒng)思維具有重要作用；同時是面向“自主可控、安全可信”的信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)人才不可或缺的專業(yè)基礎(chǔ)。目前針對操作系統(tǒng)的課程思政研究主要分為融合思政素材的課程講授[3, 6, 7]與課程思政元素挖掘[4，5]兩個方面。

如在思政案例分析方面，金虎提出以思政元素挖掘為切入點，融入典型案例于操作系統(tǒng)課程講授環(huán)節(jié)。[3]李錦宏等提出思政元素挖掘到教學案例相結(jié)合的操作系統(tǒng)課程思政建設(shè)思路。[6]此外，丁凱孟等探討了人工智能時代的操作系統(tǒng)課程思政的目標、方法以及對專業(yè)課教師的育德能力要求，并結(jié)合操作系統(tǒng)的教學內(nèi)容，挖掘?qū)I(yè)思政元素，指出人工智能在操作系統(tǒng)課程思政的實施過程中存在的問題。[7]劉海玲等提出以案例式教學模式為載體，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)強內(nèi)涵，探究“操作系統(tǒng)原理”課程開展思想政治教育的實施策略、方案以及途徑。[11]孫強等人從課程目標設(shè)置、教學評價改進、課程教學內(nèi)容中思政元素融入、課程教學模式改革和課程思政對授課教師要求等方面，探討操作系統(tǒng)的課程思政建設(shè)之路。[14]

另一方面，王麗芳等以操作系統(tǒng)中進程同步與互斥為例，圍繞教學目標、教學內(nèi)容和學情分析，將BOPPPS 模型引入教學過程，在模型的不同部分融入了不同的思政元素，提高了學生的參與度和主動性，激發(fā)了學生投身國產(chǎn)信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)的愛國情懷。[4]張玉琢等圍繞操作系統(tǒng)發(fā)展過程、進程調(diào)度、并發(fā)控制及儲存管理四個方面的內(nèi)容，挖掘思政內(nèi)容，提煉社會主義核心價值觀、大國崛起、科學精神、工匠精神、創(chuàng)新精神、折中與平衡的哲學思想。[5]此外，宋虹等引入多模態(tài)教學方法，并通過剖析課程專業(yè)知識中的思政教育元素，將思政、多模態(tài)教學方法和知識教學相結(jié)合，形成“課程思政+ 多模態(tài)”的操作系統(tǒng)原理課程教學過程。[10]桂小林等根據(jù)Linux 基礎(chǔ)課程特點，提出從課程相關(guān)的人物、企業(yè)以及課程的重要思想中挖掘思政元素，介紹利用學習通以及雨課堂工具開展線上線下混合式教學的過程。[12]丁凱孟等在操作系統(tǒng)的教學中引入思政理論，并通過人工智能技術(shù)將思政元素融入操作系統(tǒng)的教學過程。[13]廖麗嶸等從操作系統(tǒng)引論、處理機管理、存儲器管理、設(shè)備管理、文件管理和操作系統(tǒng)與用戶之間的接口等方面，對思政元素進行挖掘，將正確的世界觀、政治觀、社會主義核心價值觀、科學的人生觀和社會主義道德觀等有機地融入到操作系統(tǒng)的教學內(nèi)容中，把思想政治工作貫穿到教學全過程。[15]

上述研究對促進操作系統(tǒng)課程思政建設(shè)具有重要意義，但目前在課程思政視域下如何系統(tǒng)性開展操作系統(tǒng)教學方法研究較少。與現(xiàn)有工作不同的是，本文提出從專業(yè)內(nèi)容中提煉思政元素與教學過程中融入思政案例同步教學設(shè)計，構(gòu)建思政與專業(yè)的雙向滲透的課程思政教學模式。

1 操作系統(tǒng)課程思政的必要性

高校專業(yè)課程思政勢在必行。課程思政不僅是一種新的教育教學理念，同時也是一種新的思維方式。思政內(nèi)容潛移默化的融入課堂教學與專業(yè)課與思政課程間相互滲透，是實現(xiàn)兩者的教學效果并舉的關(guān)鍵所在?，F(xiàn)階段高校計算機專業(yè)課程仍主要追求讓學生掌握更多的專業(yè)知識和技能，專業(yè)課程思政教育更多地流于形式。[9]迫切需要“不言之教，無形而心成”的思政元素融入專業(yè)課堂教學，將思政教育隱性地融入每一個教學環(huán)節(jié)，形成顯著度的課程思政教學效果。

操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)的核心軟件，負責控制和管理整個計算機軟硬件資源并使之協(xié)調(diào)工作，任何計算機都離不開操作系統(tǒng)。2018年4月23日《科技日報》的文章《喪失先機，沒有自研操作系統(tǒng)的大國之痛》，提出我國被卡脖子的核心技術(shù)之一就是沒有自研操作系統(tǒng)，可見操作系統(tǒng)對國家的發(fā)展的重要性，這也是我國亟待攻克的核心技術(shù)。同時，“操作系統(tǒng)”是計算機類專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)核心課程，在計算機各專業(yè)的課程體系中起著承接基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識的作用。通過該課程的學習，使學生掌握計算機操作系統(tǒng)的基本原理及組成結(jié)構(gòu)；掌握計算機操作系統(tǒng)的基本概念和相關(guān)的新概念、名詞及術(shù)語；理解操作系統(tǒng)各組成部分之間的關(guān)系、總體結(jié)構(gòu)和綜合工作原理；了解計算機操作系統(tǒng)的發(fā)展特點、設(shè)計技巧和方法；培養(yǎng)學生分析、修改和設(shè)計操作系統(tǒng)的能力；在此基礎(chǔ)上建立日后能夠從事開發(fā)“自主可控、安全可信”國產(chǎn)操作系統(tǒng)的專業(yè)基礎(chǔ)。

當下，探究融合課程思政的操作系統(tǒng)教學研究相當必要和緊迫：一方面，“技術(shù)實踐”和“價值引領(lǐng)”是同向同行的，內(nèi)容上是有機統(tǒng)一的；另一反面，培養(yǎng)具有家國情懷、創(chuàng)新能力和工匠精神的信創(chuàng)人才，實現(xiàn)我國從信息產(chǎn)業(yè)大國成為信息產(chǎn)業(yè)強國勢在必行。

2 操作系統(tǒng)教學中的思政主題融入與思政元素挖掘

以“學術(shù)道德和學術(shù)規(guī)范教育”“愛國主義和科技強國教育”為思政主題融入操作系統(tǒng)課程講授，同時探討操作系統(tǒng)專業(yè)知識點中“唯物辯證法”思政元素，研究操作系統(tǒng)課程思政建設(shè)方案并進行實踐，強化顯性思政，細化隱形思政，實現(xiàn)專業(yè)課程與思政內(nèi)容的雙向融合滲透。

2.1 學術(shù)道德和學術(shù)規(guī)范教育

培育具有專業(yè)素養(yǎng)的人才，學術(shù)道德和學術(shù)規(guī)范教育是不可忽略的必修課。專業(yè)課程學習并非限于其本身的知識概念。針對像“操作系統(tǒng)”這樣的計算機專業(yè)基礎(chǔ)課，通常會涉及到課程報告和課程實驗，該類內(nèi)容的嚴格把關(guān)，有助于培養(yǎng)學生專業(yè)技能。但目前相關(guān)網(wǎng)絡(luò)資源極其豐富，有必要強調(diào)學術(shù)道德和學術(shù)規(guī)范。再者，操作系統(tǒng)是計算機專業(yè)高年級專業(yè)基礎(chǔ)課程。本課程學習的完成，也將迎來本科畢業(yè)論文的撰寫。此外，在操作系統(tǒng)課程學習過程中，也可發(fā)現(xiàn)目前操作系統(tǒng)仍存在眾多難點問題，本課程的學習是研究攻關(guān)相關(guān)難點問題的最為基礎(chǔ)的部分。在國家層面，教育部在2009年3月發(fā)出的《關(guān)于嚴肅處理高等學校學術(shù)不端行為的通知》，重點指出：“發(fā)生在少數(shù)人身上的學術(shù)不端行為，敗壞了學術(shù)風氣，損害了學校和教師隊伍影響，必須采取措施加以解決，絕不姑息”，旨在從國家層面警戒同學們我國對學術(shù)規(guī)范教育的嚴格要求，絕不姑息敗壞學術(shù)風氣的不端行為。因此，無論是本科專業(yè)學習還是將來的學術(shù)研究，學術(shù)道德和學術(shù)規(guī)范教育是本課程思政教學設(shè)計不得不考慮一項重要內(nèi)容。

在授課中，加入學術(shù)道德和學術(shù)規(guī)范教育內(nèi)容，尤其強調(diào)對抄襲和討論的界定標準，鼓勵學生討論，嚴懲學生抄襲，引導(dǎo)學生樹立正確的學術(shù)道德觀和價值觀。闡述在申請項目、實施研究、報告結(jié)果過程中出現(xiàn)的偽造、篡改或抄襲行為，特別是結(jié)合現(xiàn)實案例重點講述了發(fā)生頻率最高、最普遍的抄襲剽竊行為、偽造篡改以及在署名和投稿中的學術(shù)不端行為；同時，結(jié)合自身經(jīng)驗傳授了如何以科學正確的方式吸收借鑒前人的研究成果并拓展學術(shù)之路。

2.2 愛國主義和科技強國教育

“培養(yǎng)什么人，是教育的首要問題。我國是中國共產(chǎn)黨領(lǐng)導(dǎo)的社會主義國家，這就決定了我們的教育必須把培養(yǎng)社會主義建設(shè)者和接班人作為根本任務(wù)……”。在操作系統(tǒng)課程教學過程中，以小講堂(小故事)的形式，為學生講述國產(chǎn)操作系統(tǒng)的發(fā)展史，在使學生充分了解我國自主研發(fā)的操作系統(tǒng)整體情況的同時，激發(fā)學生投身國產(chǎn)操作系統(tǒng)研發(fā)的愛國情懷，培養(yǎng)學生大國工匠精神以及為國奉獻的優(yōu)良品質(zhì)。

如在介紹操作系統(tǒng)的發(fā)展歷史和核心技術(shù)過程中，強調(diào)自主知識產(chǎn)權(quán)對國家主權(quán)和國家實力的重要意義。具體，可結(jié)合操作系統(tǒng)的發(fā)展歷程及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，特別是我國操作系統(tǒng)長期處于落后狀況的現(xiàn)實困局，指出作為智能終端軟硬件的橋梁，操作系統(tǒng)需要直接連接終端的CPU以及桌面軟件，想要完成一款優(yōu)秀的全鏈國產(chǎn)化操作系統(tǒng)，必須擁有與之適配的算力水平的國產(chǎn)芯片以及豐富的軟件生態(tài)；激發(fā)學生勇于擔當、積極投身國家重大需求的愛國熱情，努力尋求芯片技術(shù)方面的突破，抓住在國產(chǎn)汽車，比如自動駕駛技術(shù)的車載操作系統(tǒng)，國產(chǎn)服務(wù)器以及數(shù)碼產(chǎn)品等非PC、手機端系統(tǒng)整合上升機會；結(jié)合操作系統(tǒng)安全問題中的人為因素，正面引導(dǎo)學生自覺培養(yǎng)遵紀守法的公民道德；結(jié)合UNIX/Linux發(fā)展簡史，適時引入操作系統(tǒng)領(lǐng)域圖靈獎獲得者及貢獻，激發(fā)學生勇于創(chuàng)新、積極探索的科學精神。

結(jié)合當下時局，特別是跟操作系統(tǒng)及計算機系統(tǒng)相關(guān)的一些事件的發(fā)生，豐富了課程講義，適時地穿插一些與課程相關(guān)的時事政治，譬如美國封堵壓制華為無所不用其極的丑態(tài)，使學生明白“科技興則民族興，科技強則國家強，核心科技是不能輕易引進的”，鼓勵學生要珍惜時間，腳踏實地，奮發(fā)學習，并引導(dǎo)學生認清計算機系統(tǒng)安全的重要性及國家重大需求所在，激發(fā)和啟發(fā)學生敢于擔當操作系統(tǒng)研發(fā)重任的熱情。

最后，設(shè)置討論交流環(huán)節(jié)，寓教于樂，在吸引學生注意力、增加學生課堂參與度的同時，加強學生愛國主義和科技強國教育，鼓勵學生立志投身于計算機核心關(guān)鍵技術(shù)的研究和應(yīng)用領(lǐng)域，為我國發(fā)展做出貢獻。

2.3 唯物辯證法教育

如何打破思想政治理論課教學和專業(yè)課教學在價值觀教育上“兩張皮”的現(xiàn)象，一直是課程思政難點問題。本文嘗試從操作系統(tǒng)課程專業(yè)知識點提煉其唯物辯證法的哲學思想。

具體地，仔細分析授課知識內(nèi)容，提煉操作系統(tǒng)專業(yè)內(nèi)容中的思政元素，在核心知識點中加入唯物辯證法教育內(nèi)容，引發(fā)學生思考和討論，培養(yǎng)學生的邏輯思辨能力。以下以操作系統(tǒng)中進程調(diào)度、死鎖處理及內(nèi)存管理為例，分析其中的唯物辯證法思政元素。

(1)進程調(diào)度算法中的唯物辯證觀。沒有哪一種算法是放之四海皆準；時間片輪轉(zhuǎn)、先來先服務(wù)、優(yōu)先級、高響應(yīng)比優(yōu)先等進程調(diào)度算法存在各自的優(yōu)缺點；根據(jù)實際場景對操作系統(tǒng)的需求，確定主要矛盾，選擇算法。進程調(diào)度算法存在以下專業(yè)要點：時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法(RR)，為每個進程分配不超過一個時間片的CPU。時間片用完后，該進程將被搶占并插入就緒隊列末尾，循環(huán)執(zhí)行；先來先服務(wù)調(diào)度算法(FCFS)，按照作業(yè)到達的先后次序來進行調(diào)度；優(yōu)先級調(diào)度算法(HPF)，基于作業(yè)/進程的緊迫程度，由外部賦予作業(yè)相應(yīng)的優(yōu)先級，調(diào)度算法根據(jù)優(yōu)先級進行調(diào)度；高響應(yīng)比優(yōu)先調(diào)度算法：根據(jù)響應(yīng)時間與要求服務(wù)時間的比值大小選擇作用或進程。

(2)死鎖處理中的發(fā)展觀。操作系統(tǒng)中進程請求資源促成了死鎖的產(chǎn)生，而放棄或拒絕請求是死鎖預(yù)防和避免的手段；對死鎖的處理又是發(fā)展的，其實質(zhì)就是事物的前進、上升，是新事物代替舊事物。操作系統(tǒng)中死鎖處理方法存在以下專業(yè)要點：預(yù)防死鎖，破壞產(chǎn)生死鎖的必要條件；避免死鎖，動態(tài)檢查資源分配狀態(tài)以確保不會出現(xiàn)循環(huán)等待的情況；檢測與解除死鎖，當系統(tǒng)為進程分配資源時，若未采取任何限制性措施，則系統(tǒng)必須提供檢測和解除死鎖的手段。

(3)內(nèi)存管理機制中的對立統(tǒng)一。內(nèi)存管理機制包括分頁存儲管理與分段儲存管理，其間關(guān)系存在對立統(tǒng)一規(guī)律。一方面，分頁和分段系統(tǒng)都采用離散分配方式，且都要通過地址映射機構(gòu)來實現(xiàn)地址變換，兩者在總體結(jié)構(gòu)上是統(tǒng)一的；另一方面，頁是從系統(tǒng)角度定義的，段是從用戶角度定義的，分別側(cè)重于系統(tǒng)管理與用戶控制，體現(xiàn)了其間對立的一面。內(nèi)存管理機制中的專業(yè)要點如下：分頁存儲管理是將用戶邏輯地址空間與內(nèi)存物理空間分別分成若干個大小相同的頁面和物理塊，通過地址映射機構(gòu)實行其間的地址轉(zhuǎn)換；在分段式存儲管理系統(tǒng)中，為每個分段分配一個連續(xù)的分區(qū)。進程中的各個段可以離散地裝入內(nèi)存中不同的分區(qū)中，類似于分頁系統(tǒng)，在系統(tǒng)中為每個進程建立一張段映射表(段表)，用于實現(xiàn)從邏輯段到物理內(nèi)存區(qū)的映射。

3 混合教學模式助力課程思政建設(shè)

通過線上線下混合教學模式，重構(gòu)了課程知識體系，優(yōu)化了教學過程，充分運用國家精品課程資源，把課堂延伸至隨時隨地，變被動學習為主動學習。混合式教學不僅能培養(yǎng)學生自主學習能力，增強學習能動性，還有助于培養(yǎng)學生誠信的學習態(tài)度，積極的創(chuàng)新意識。自主學習后通過設(shè)置在線測試，使學生學習有目標、有競爭、有挑戰(zhàn)；線下見面課，打破原有知識灌輸學生被動接受式傳統(tǒng)課堂模式，以思政目標和能力目標為導(dǎo)向進行課堂革命，通過大量的案例式、啟發(fā)式、研討式、分組對抗等教學方式解決課程重難點問題，增強課程挑戰(zhàn)度和高階性，極大提升了學生課堂參與度。

如圖1所示，采用多元化教學方法和手段，利用手機和網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)“線上+線下”的混合式教學，使思政教育入腦入心。通過“雨課堂”智慧教學平臺給學生推送相關(guān)資料和案例，把思政教育資源切實融入操作系統(tǒng)課堂，督促學生進行課外學習和討論，并及時與學生互動，掌握學生的學習動態(tài)和效果。課堂上針對包含思政元素的教學內(nèi)容，采用案例教學和課堂討論的形式啟發(fā)學生深度思辨，提高學生的認識和覺悟，鍛煉思維和口才。采取情景模擬、角色扮演、實地參觀、企業(yè)專家講座等方式，使學生在實踐中對專業(yè)知識和價值引領(lǐng)產(chǎn)生更直觀的感受和深刻的印象，培養(yǎng)學生科研報國的責任感和使命感，除舊布新的創(chuàng)新意識和能力，求真務(wù)實的科學精神，滿足課程思政視域下應(yīng)用型高校計算機專業(yè)操作系統(tǒng)教學改革的要求。

圖1 混合教學模式下的課程思政

4 總 結(jié)

本文在“堅持顯性教育和隱性教育相統(tǒng)一，挖掘其他課程和教學方式中蘊含的思想政治教育資源，實現(xiàn)全員全程全方位育人”的理念指導(dǎo)下，首先分析了融合課程思政的操作系統(tǒng)教學方法研究的必要性，接著以“學術(shù)道德和學術(shù)規(guī)范”“愛國主義和科技強國”為思政教育主題，提煉操作系統(tǒng)專業(yè)課程中“唯物辯證法”思政元素，探討了操作系統(tǒng)專業(yè)與思政元素相互滲透融合的教學建設(shè)模式，充分利用課堂教學主渠道，發(fā)掘課程的育人功能，培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維與能力，激發(fā)師生互動和協(xié)作，培養(yǎng)愛國主義情懷。