摘要：文章基于“操作系统”课程简介，首先分析了“一流课程”教学创新要解决的重点问题，然后论述了“一流课程”教学创新探索与实践，包括教学内容建设和组织、教学设计与教学方法创新、考核评价方式改进，接着总结了“一流课程”教学改革创新点，最后概述了“一流课程”后期建设规划。
关键词：“操作系统”课程,“一流课程”,教学创新
坚持立德树人，突出人才培养中心地位，牢记为党育人、为国育才初心使命，以全面提升培养能力为重点，更加注重“三全育人”模式创新，不断提高培养质量[1]，这是“双一流”建设的基本原则之一。要想提高人才培养质量，课程教学创新是有效途径之一，因此本文以“操作系统”课程为例，明确教学理念和教学目标，分析当前课程教学过程中存在的突出问题，通过课程内容重组、教学设计创新、教学方法改革、考核评价方式改进，从而提高课程教学效果和人才培养质量，以达到“一流课程”的建设目标。
一、“操作系统”课程简介
“操作系统”作为陕西理工大学（以下简称“我校”）计算机类专业的核心基础必修课，面向计算机科学与技术、网络工程等专业，一般在大三年级开设，主要讲述操作系统的发展历程、基本功能和基本原理。早期该课程传统教学方式以教师课堂讲授为主，考核形式大多是以期末考试为主的终结性考核。十余年前，我校课程团队借助MOODLE（Modular Object-Ori-ented Dynamic Learning Environment）开放平台，创建了虚拟学习中心，将课程教学资源，如教学课件、阶段测验、实验指导等发布到学习平台，在教学过程中，要求学生在学习平台上进行预习、阶段测验、提交作业和实验报告，教师在平台上发布阶段任务，引导学生主动学习。2018年，我校试点开展翻转课堂教学模式，由学生分组在课堂上进行讲授，锻炼学生的自主学习、资料整理和论述表达等能力，教师组织讨论、答疑，改革考核评价方式，同时加强了过程性评价，考核结果中过程性考核成绩占总成绩的50%。
2019年，“操作系统”课程在“学银在线”上线，完善了微课视频、电子教案、习题等教学资料，包括教学微课件（49个）、授课微视频（41个）、实验指导书、教学大纲、题库（395道题目）等教学资源，均在学习平台向学生开放。2020年，该课程被评为首批“陕西省一流本科课程”建设项目。
（一）教学理念
坚持“OBE（Outcome based Education）”教育理念，以学生发展为中心，成果产出为导向，从课程内容组织、教学方法改革、评价方式改进等方面入手，提高教学效果和质量，培养符合国家建设需要的人才。坚持“激发学习动力，提升综合素养”的教学理念，通过翻转课堂、生讲生评等多种方式，提高学生学习的积极性和主动性，锻炼学生阅读文献、分析问题、语言表达等综合能力。
（二）教学目标
围绕我校建设“高水平应用型大学”的办学定位和培养“具有创新精神和实践能力的高级应用型人才”的要求，学生学习本课程后应达到的目标如表1所示。
二、“一流课程”教学创新要解决的重点问题
（一）“学”的问题
我校90%的学生招自陕西省，根据麦可思公司针对我校新生的调查，超过一半的学生反映“缺乏学习动力”“自主学习能力不足”。特别是“操作系统”课程原理性强，概念较复杂，不易理解，学生更加缺乏学习的主动性和积极性。计算机类专业的学生在前面学期已学习过“程序设计基础”“数据结构”“计算机组成原理”等课程，了解了计算机组成结构及工作原理，了解了操作系统在计算机系统中的重要地位，但是知识掌握不牢固、不深入，编程能力有待加强。
（二）“教”的问题
教师传统授课以讲知识为主，很少花精力去考虑如何采用多种教学方式、利用各类教学资源、做好教学设计，以便让学生掌握知识。同时，其也不能重点思考如何融入思政教育，进而真正做到立德树人、“三全育人”。
（三）“考核”的问题
以往的课程考核方式着重考查学生知识目标的达成情况，对于部分能力目标和素质目标的达成情况没有进行考核，且考核方式单一，不能完整全面地考查学生在本课程的学习过程中是否实现了能力锻炼和素质提升。
三、“一流课程”教学创新探索与实践
（一）教学内容建设和组织
教师要从资源管理的角度出发，按照操作系统的五大功能，全面、系统地教授操作系统的基本概念、基本特征、基本原理和基本功能。对于理论内容，主要采用自主学习方式，部分重点理论知识采用翻转课堂形式，由学生提前预习，并总结提炼，在课堂上进行讲解，教师组织学生讨论，并进行答疑；对于重要算法，由学生在课堂上以例题形式进行讲解，教师补充完善。此外，教学平台提供了国内知名高校“操作系统”课程的讲授视频，供学生学习，还提供了与操作系统相关的国内外新闻、视频等，以培养学生家国情怀和奋发向上的精神。在教学内容建设过程中，重点加强了以下四个方面的建设。
1.引入科技前沿及最新学术成果，体现创新性。将科技前沿和最新学术成果与课程内容紧密结合，紧跟发展趋势，开阔学生视野，激发学生学习动力。例如，讲授操作系统发展历程时，教师可以引入人工智能操作系统的知识，让学生了解人工智能与操作系统的关系，以及为操作系统的发展带来的影响。
2.精心设置实验环节，体现高阶性。通过设置实验环节，分项实现操作系统各个功能，从而构建操作系统的整体概念，这有助于培养学生解决复杂问题的综合能力和创新思维。例如，教师可通过各环节实验的锻炼，鼓励学生在以后的课程设计中开发一个小型的操作系统。
3.分层组织课程内容，体现挑战度。对于每一章节内容，教师均要提供基础知识课件和讲解视频，同时提供拓展提升内容和视频，以供学有余力的学生进一步学习，并鼓励学生参加相关学科竞赛，将理论与实践相结合。
4.强化课程思政，体现立德树人。2020年5月，教育部颁发的《高等学校课程思政建设指导纲要》指出，把思想政治教育贯穿人才培养体系，全面推进高校课程思政建设，发挥好每门课程的育人作用，提高高校人才培养质量[2]。2022年10月，党的二*大报告指出，要加快建设教育强国、科技强国、人才强国，要坚持为党育人、为国育才，全面提高人才自主培养质量[3]，而育人的根本在于立德。
“操作系统”作为计算机类的专业基础课，在以往的教学改革实践中，该课程的教师在教学理念、教学方法和手段[4-8]等方面花费的精力较多，而在思政元素的挖掘、课程思政的融入方面投入较少。针对“操作系统”的课程思政目标，挖掘的思政元素集中在科学思维、工匠精神、爱国情怀等方面[9]。
根据课程教学内容，我校课程团队设计了一系列相关的思政教学案例，旨在激励学生勇担技术创新、发展国产软件的历史使命，立志为实现科技强国贡献力量。教师积极实施翻转课堂教学，让学生走上讲台，锻炼学生自学、搜集整理资料、言语表达、团队协作的能力。同时，教师结合知识内容，融入爱国主义教育和马克*主义世界观、方法论进行教学，能培养学生家国情怀和正确的三观。例如，教师可通过国产品牌开发自己的操作系统这一事例，让学生明白中国人需要研制自己的操作系统，突破“卡脖子”问题；又如，讲授调度算法的选择原则时，教师可引导学生理解普遍与特殊的关系等。
（二）教学设计与教学方法创新
1.教学设计创新。基于建构主义学习理论，坚持“以学生为中心、成果导向、持续改进”的教学理念，结合“操作系统”课程特点，采用线上线下混合式教学。线上线下混合式教学的理念发展和实践探索，极大地推动了教育教学模式改革和人才培养理念更新[10]。
教师首先要确定教学目标和教学内容，在教学实施前将知识内容分为陈述性知识和程序性知识两类，根据不同的知识类型，选用不同的教学方式。在本课程中，陈述性知识主要包括以下内容：操作系统的目标和作用、发展历程、基本特征、主要功能和基本类型；进程的基本概念和特征，死锁的概念、产生原因和处理方法；基本存储器的类型和工作原理、虚拟存储器的概念和特征；输入输出系统的组成、输入输出控制方式、设备管理的基础知识；文件系统的组成、目录的概念和作用；磁盘存储器的工作原理；等等。对于这类陈述性知识，教师要进行问题设计，由学生线上自主学习、回答问题，从而使其掌握相关知识。程序性知识主要包括以下内容：进程同步算法、信号量机制的应用，经典进程同步问题；各种处理机调度算法；死锁避免算法（银行家算法、安全性检查算法）；不同存储器管理方式下的地址转换算法，虚拟存储器的各种页面置换算法；各种磁盘调度算法。对于这类程序性知识，教师要进行案例设计，让学生课前进行准备，采用翻转课堂方式由学生进行讲解，教师组织讨论和答疑。
教师要通过线上线下相结合，借助网络教学平台“学银在线”和“学习通”APP等现代信息技术工具，以翻转课堂为载体，实施以学生为中心的教学模式，并根据学习过程中形成性评价情况，修订教学内容和教学方式，获取学习效果。在整个教学过程中，教师和学生各自需要完成的相关工作如下。
（1）教师的工作。在混合式教学过程中，教师的角色不再是传统的讲授者，而是整个教学的设计者和组织者。教学活动开始前，要进行课程资源建设和教学设计，并在线上学习平台进行教学活动安排，如发布公告、布置作业、发布研讨主题等。教学活动开始后，要根据教学安排进行课堂组织，安排学生分组进行讲解，组织学生讨论、答疑；根据教学进程，组织开展相关课程实验，进行实验指导；根据学生学习情况、作业完成情况和阶段测试结果，分析学生对知识的掌握程度及难点所在，指导学生如何进行学习，从而提高学习效率和学习效果。
（2）学生的工作。按照知识分类，对于陈述性知识，学生要通过网络教学平台“学银在线”进行自主学习，并通过回答问题和阶段测试，理解和掌握这些知识；对于程序性知识，按照教师安排，课前通过网络教学平台进行学习，并总结提炼，准备好讲解PPT，在课堂上进行讲解，由教师组织进行讨论、提出疑问；课后在网络教学平台完成作业、提交实验报告，参与平台讨论，巩固知识。
教学环节的组织如表2所示。
2.教学方法创新。选择合适的教学方法，既可以激发学生的学习兴趣和主动性，提高他们的学习效果和理解能力，也可以助力教师专业素质的提升和发展[11]。该课程着重讲授操作系统原理，理论性强，内容抽象，不易理解，因此，教师要借助网络教学平台、“学习通”APP，以翻转课堂为载体，突出“以学生为中心”的教学理念，在教学中采取多种教学方法打造高阶互动课堂，主要方法有以下四种。
（1）问题驱动式教学，促使学生积极思考。教师要根据知识点，在课前或课中设置问题，促使学生认真思考，让学生有针对性地寻求答案，强化记忆。例如，讲授进程同步时，可提出资源信号量和互斥信号量异同的问题。
（2）启发式提问，激励学生发散思维。教师采用启发式提问，可以引导学生开动脑筋，发散思维，将多门课程知识联系起来思考，开拓思路。例如，教学存储器管理功能时，教师可提出并行性访问的问题，引导学生重温计算机组织原理的知识。
（3）翻转课堂，锻炼学生综合素质。教师可采用翻转课堂教学模式，要求学生课前线上自学、整理知识内容，并在课堂上进行讲述，从而锻炼学生自主学习、资料搜集整理和论述表达等能力。
（4）课堂总结和章节自测，锻炼学生反思能力。教师要在每节课后对教学内容进行整理、概括、总结，并要求学生进行章节自测，从而促使学生反思自己的学习过程，有针对性地进行改进。
（三）考核评价方式改进
传统的学业评价分为体现过程的形成性评价和展示成果的终结性评价，学习过程中的评价点包括出勤、随堂练习、课后作业、阶段性测验，成果性的评价通常为期末考试或论文报告。
自2018年开始，我校在计算机科学与技术专业的教学过程中开始引入翻转课堂模式，结合线上线下混合式教学模式，改革考核评价方式，注重过程性评价，考核结果中增加了课堂表现的成绩，使得平时成绩占总成绩的比例增加到50%。每个学生的成绩（总分：100分）由以下四部分构成。课堂表现（20%）：各组根据课堂讲解表现，对每位学生进行评分，取平均分；课后作业（10%）：线上完成；实验成绩（20%）：线下完成实验，线上提交实验报告；期末考试成绩（50%）：期末笔试考核。
虽然进行了一定的考核评价改革，但对于混合式教学来说，评价维度应该涵盖学生的自我评价、团队同伴评价、师生互评及线下学生自主探究与团队协作探究学习成果展示的评价等[12]。
四、“一流课程”教学改革创新点
（一）提出了“激发学习动力，提升综合素养”的教学理念
通过翻转课堂、生讲生评等多种方式，提高了学生学习的积极性和主动性，锻炼了学生阅读文献、分析问题、言语表达等综合能力。课堂的作用是让学生学到知识，同时锻炼学生的学习能力。学生一致反映这种新型的教学方式有趣、高效、科学且充满活力，不失为一种很好的改革方法，同时其学习兴趣和积极性大幅提高，且从教学组织、考核评价等方面充分体现了以学生为中心的教学理念。
（二）加大了过程性考核比重，考查学生综合能力
在学生成绩考核中，加大了过程性考核比重（平时成绩比重达50%），其中线上学习、作业和实验报告成绩占比30%，与以往考核方式相比，增加了课堂表现成绩（占比20%），这可以反映出学生课前搜集整理资料、课堂表现的能力，评价不再以期末考试为主。
（三）强化了课程思政
教师提供与操作系统内容相关的视频、新闻信息等素材，能让学生了解当前操作系统乃至软件行业发展的新动态，引导学生形成奋发向上的学习态度和报效国家的家国情怀。同时，通过翻转课堂等方式，可引导学生采用辩证思维的方式进行思考和学习。
五、“一流课程”后期建设规划
针对地方应用型本科院校的办学定位和指导思想，“操作系统”课程的教学内容应由“重理论”向“重应用”转型，教学方式应由“重课堂”向“重实践”转型，操作系统选型应从单一的“PC端”向“嵌入式”和“移动端”转型。为了实现这些转型，制定今后的课程建设规划时，可从以下方面着手：完善和优化课程体系和内容设计，注重应用性、技术新颖性；建设课程教学平台，利用国家精品在线开放课程，做好教学资源建设工作；在试点翻转课堂模式的基础上，做好教学设计，充分调动学生的学习积极性和主动性；改革考核评价方式，利用教学平台，加强过程性考核；更新实验内容，结合实际操作系统，加大难度，以提高实用性，培养学生深度分析、探究的学习能力；不断完善和总结，积极推广，争取在多所高校开展本课程的线上线下混合式教学实践。同时，教师要积极参加培训研讨，学习操作系统新理论、新技术，不断改进教学手段和方法。
总之，本文对课程体系和教学方法进行了富有成效的改革与创新，知识体系组织科学，内容能够反映学科最新发展成果和教改教研成果，课程资源丰富；在教学中，探索了以学生为中心的课程教学新模式，采用在线学习、翻转课堂、实践、辅导答疑的形式进行，能够为学生提供有效的教学服务；提供灵活的评价系统和丰富的测验、题库，提高了学生学习的积极性，有效地提高了教学质量，使得课程教学改革具有先进性、前沿性、适用性。
参考文献：
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