信创产业下操作系统的课程思政设计

时间:2022-11-22 09:08:42

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信创产业下操作系统的课程思政设计

0引言

这正是我国大力开展课程思政育人的初衷。多年来,国际IT巨头一直垄断着国内的信息基础设施,包括核心芯片、基础硬件、操作系统、中间件、数据服务器等领域,威胁国家信息安全的事件也不断发生,因此,核心技术实现自主可控势在必行,这也正是国家大力发展信创产业的初衷。在信息技术发展中,软件产业占有核心位置,而计算机操作系统是所有软件的基础,是计算机系统的核心。因此,相关专业大学生学好操作系统这门核心专业基础课程,是我国“建立信创生态体系,保障网络强国战略”的重要保障。

1制定操作系统课程目标

以晋中信息学院为例,在课程思政育人和我国大力发展信创产业背景下,结合学校办学定位和人才培养目标,操作系统课程立足于基本概念、原理和关键技术的传授,培养学生的实践性、创新性,同时注重深挖课程中蕴含的思想政治元素,并有机融入整个教学过程,实现知识传授、价值塑造和能力培养的多元统一,最终培养出德才兼备的高素质IT技术人才。该课程目标主要体现在以下几方面。

1.1知识目标

理解并掌握操作系统的基本概念、原理和主要功能;重点掌握操作系统关键核心技术的实现机制、具体方法;引导鼓励学生探索学习前沿创新系统,如麒麟、鸿蒙、欧拉系统,对比分析其系统特性及应用领域。

1.2能力目标

通过学习,学生能具备对操作系统中涉及的策略、算法、工具等进行比较和分析评价的能力;具备应用科学发展观看待、分析问题的能力,以及应用科学的方法论解决复杂工程问题的能力;具备与时俱进通过网络技术及时了解新兴操作系统及其应用的发展变化趋势的自主探索、自主学习能力。

1.3素质目标

通过培养学生对操作系统复杂工程问题的求解能力,培养学生多角度全方位思考问题的思维模式;通过加强实践训练,培养学生严谨认真、坚持不懈和勇于探索的科学精神,并不断树立职业自信和职业责任感。

1.4情感价值目标

在我国大力发展信创产业大背景下,通过引入分析科技时事案例,如华为、中兴事件等,一方面引导学生充分认识操作系统国产自主可控的重要性,激发学生科技报国的家国情怀和使命担当,为早日实现我国基础软件自主研发,国产软件替代国外产品贡献自己的力量;另一方面引导学生学习精益求精、不畏艰难、勇于创新的大国工匠精神。

2操作系统课程思政体系化设计

为了更好地完成操作系统课程思政育人,服务于国家、社会、学校人才培养,本课程课程思政体系设计如下。

2.1提高教师立德树人的素质、意识及能力

教师作为课程思政的主要践行人,承担塑造灵魂、塑造品行、塑造人格的重要职责。教师首先要积极主动提升思想政治素养和思想政治教育能力,加大和加深对专业课程思想政治教育内涵的开发,精心进行教学组织和设计,在知识传授过程中注重价值引领,将思政元素有机融入课堂授课、互动讨论、实验实训、课下探索的各个环节,把立德树人和专业知识技能掌握同时作为本课程教学的重要目标和根本任务。

2.2挖掘思政元素并完善课程教学材料

以课程专业知识技能为载体,深入探索、挖掘课程中蕴含的思想政治教育元素,制定课程思政教学目标,在此基础上不断完善教学大纲、教学设计、教案、课件等教学资料[2]。通过课程思政入课堂,潜移默化地对学生的思想意识、行为举止产生影响,达到润物无声的效果。

2.3采用讨论教学法将思政元素融入课堂

摒弃以往填鸭式、满堂灌的乏味的纯专业知识传授,采用对时事科技案例、新兴技术拓展等问题的讨论式教学方式,在教授专业知识技能的同时,将历史唯物主义的世界观和方法论、社会责任、家国情怀、科技强国使命、大国工匠精神等思政元素融入教学全过程,让课堂教学真正“活”起来,让学生听课不再感到乏味,掌握专业知识技能的同时,不断提高思想水平、政治觉悟、道德品质、文化素养、职业素养等[3]。

2.4广泛应用新载体将思政教育引申至课后

做好课堂教学过程有机融入思政的同时,注重利用新载体(线上线下结合的互动讨论方式)来完成课程思政的课外融入,如可以利用学习通、班级微信群等发布课程相关的最新科技新闻(如美国停止授权华为使用Android系统),并提出思考引申问题,增强学生的国家安全意识,激发学生的家国情怀,坚定学生科技报国的决心,从而完成课程思政的日常渗透,带动更多的学生积极投入课程学习。

2.5及时进行课程效果评价与反思

教师每节课后都应对课堂效果进行评价与反思,主要从引入案例是否合适、思政元素融入是否恰当有效、学生听课状态等方面进行评价。此外,通过调查问卷或座谈会的方式定期收集学生的反馈意见,综合教师与学生的课堂评价与反馈及时修正和改进教学设计,逐步增强教学效果。通过在教学过程中实践上述五项具体措施,并结合实践的具体情况进行调整、改进和创新,不断优化本课程的课程思政体系化设计,注重传道授业解惑和育人育才的有机统一,最终实现立德树人的根本任务[4]。

3操作系统课程思政融入具体途径

根据课程中不同的知识内容,设定不同的课程思政目标,从而选择不同的教学方法,进行教学设计。操作系统课程思政元素融入教学过程的具体教学方法如下。

3.1案例分析研讨教学法

通过引入课程知识相关案例,让学生在情感上产生触动,可借助多媒体等,采取情境教学法,将学生代入情境,产生情感共鸣和精神共振。如讲述操作系统形成发展过程时,一方面让学生体会用户的需求和硬件技术进步是操作系统发展的两大动力,引导学生认识事物的发展有其自身的规律,是需求驱动了新事物的发展,要坚持用发展的观点看问题;另一方面,结合我国信创产业发展现状,引入Google停止授权华为使用Android系统案例,引导学生充分认识设计开发国产操作系统和国产软件自主研发的必要性与紧迫性,增强学生的国家安全意识,激发学生科技报国的家国情怀和使命担当,坚定学好本课程的决心[5]。讲述传统操作系统文件结构的同时,引入华为最新发布的openEuler21.09创新版服务器操作系统,介绍其新增EulerFS文件系统的特性,引导学生体会学习华为不畏艰难、勇于创新的大国工匠精神。华为未雨绸缪,十年前布局开发嵌入式操作系统鸿蒙,而今又发布欧拉服务器操作系统,引导学生以华为精神为榜样力量,精益求精、勇于探索,为早日实现国产软、硬件全面替代贡献力量。

3.2小组讨论、探究式教学方法

让学生发挥主体性作用以及信息技术特长,收集各种材料,结合所学思政、马原课程理论知识科学地认识分析问题。如讲授操作系统的用户接口时,让学生讨论:Windows系统为什么能够广泛应用?学生结合自身认知去讨论分析,最终得出结论:是由于它率先为非计算机专业普通用户提供了便捷、易操作的图形用户界面接口,才使计算机走入千家万户。教师引导学生分析问题要善于抓住事物内部主要矛盾,且信息技术领域知识技术常变常新,所以一定要与时俱进,学会用长远的、发展的眼光分析问题。讲述主存管理中的虚拟存储器时,首先提出问题,让学生分小组讨论如何解决“小内存大作业”问题,教师对学生想出的解决办法进行分析评价,最终引导学生得出正确的解决方法,引出虚拟存储技术的设计与实现原理。在此过程中,通过启发学生积极思考,培养学生创新、发散的思维意识以及发现问题、分析问题、解决问题的综合能力[6]。

3.3讲授为主、启发引导为辅的教学方法

发挥教师的主导作用,传授知识的同时,启发引导学生透过事物表现发掘本质,科学地、辩证地分析问题。如讲授在多道程序设计环境下,多个进程共享、竞争有限的系统资源,如果不加以控制约束,便会产生错误。借此引入辩证法的矛盾统一规律:任何事物内部都是矛盾的统一体,进程在执行过程中的互斥问题和同步问题,就如矛盾统一体,互相区别、互相排斥又互相依存、互相依赖。引导学生认识事物之间是普遍联系的,要用联系的观点看问题。讲述设备管理时,介绍由于设备种类繁多、用法各异,且外部设备与主机运行速度极不匹配,加之多进程并发执行共享各类设备资源,因此,设备管理是操作系统中最庞杂、琐碎的部分。为了方便用户使用,引入逻辑设备名,以达到设备无关。借此以机器人实例引出计算机思维方式Adress(编码)和人类思维方式的不同,并以AlphaGo打败人类棋手为例,分析引导学生有时需要跳出人类固有的思维模式,因物而异、因事而异,以科学的思维方式去思考解决问题。

4操作系统课程思政改革成效

通过座谈会、调查问卷的方式收集学生对课程思政的评价,通过邀请老教授听课指导,征求评价及改进意见。总的来说,通过在教学中有机融入课程思政,已取得积极效果。丰富、有趣的科技时事案例引入以及多样化的课堂教学模式,使原本枯燥乏味的操作系统课程“活”起来,学生对课程学习更感兴趣,也更容易接受和认可。结合我国当前面临的国际形势,以及我国信创产业发展现状,引入国产操作系统实际案例,既能增强学生的国家安全意识,又能激发学生科技报国的家国情怀和使命担当,同时坚定学生学好操作系统课程的决心。结合学生情况,因材施教,应用学习通、微信学习群等新的讨论互动载体,更切合学生的学习使用习惯。通过互动,教师可以解决不同学生个体面临的困惑、难题,线上线下相结合的互动讨论模式使学生学习更加自主、个性化,大大提高了学生的学习兴趣,更广泛地参与课程学习。

5结语

通过覆盖教学大纲全面深挖、提炼操作系统课程中的思政元素,将历史唯物主义的世界观和方法论、社会责任、家国情怀、科技强国使命、IT工匠精神等思政元素融入教学全过程,将专业课教学与思政教育有机结合在一起,并实现全过程育人、全方位育人,最终实现立德树人的根本任务。

作者:杨璐 王希武 高宇鹏