【教学创新心语】人工智能学院梁倩：产业引领、学生中心、目标导向的新工科课程《操作系统》教学创新改革

首届全国高校教师教学创新大赛（天津赛区）日前落幕，本次大赛以“推动教学创新，打造一流课程”为主题，以“落实以本为本、推动教授上讲台、推进智慧教育、强化学习共同体、引导分类发展”为目标，旨在通过比赛引导高校教师潜心教书育人，推进教学改革，大力实施“以学生为中心”的课堂教新，提升课程高阶性、创新性和挑战度。

教师发展中心特推出“教学创新心语”专栏，对此次教师教学创新大赛市赛、校赛获奖教师教学创新成果进行分享。

教学创新，永远在路上！

一、主讲教师及课程简介

梁倩，天津科技大学人工智能学院副教授，硕士生导师。主讲本科生课程《操作系统》，主编和参编《操作系统原理与应用》《数据库应用技术—SQL Server篇》《Visual Basic程序设计》等多部教材，研究方向为智能信息处理。获得首届天津科技大学教师教学创新大赛二等奖。

《操作系统》课程是计算机相关专业的专业基础必修课，在计算机学科知识体系中处于硬件知识与软件知识的结合点，其内容涉及理论、算法、技术、实现和应用等，课程覆盖面广，在人才培养课程体系中起到承上启下的重要作用。课程秉承立德树人的教学理念，将思政教育融入课程教学和改革的各个环节，以“爱国”、“诚信”、“责任”、“创新”为核心培养学生高尚的道德素养，以解决操作系统的复杂工程问题为核心培养学生过硬的专业能力。

二、课程改革需解决的重点问题

（一）课程与产业脱节，无法实现学以致用，学习缺乏有效动力

注重“以产业需求为引领”，结合产业需求设计教学案例,提高解决实际问题能力。精心设计教学案例，引入麒麟操作系统核心技术特色和架构分析、核心组件及常用布局应用、本地开发环境及应用程序开发实验项目，提升学生掌握主流国产操作系统的应用实践能力，帮助学生更好的理解操作系统知识体系，支撑产出导向(OBE)的课程目标设计。

（二）教学内容缺乏高阶性，传统课堂理论学习抽象晦涩，课堂沉闷，抬头率低

课程从2019年秋季学期开始采用线上线下混合教学模式：课前学生通过在线自主学习随时随地反复观看线上学习视频，直至掌握课程知识点，实现课程低阶目标；自主学习后通过设置在线测试，通过伙伴式教学模式，激励学生团队合作和竞争意识，使学生学习有目标、有竞争、有挑战，变被动做题为主动做题；线下见面课，运用翻转课堂教学模式改革，打破原有知识灌输学生被动接受式传统课堂模式，以能力目标为导向进行课堂革命，重构课程设计，通过大量的案例式、启发式、研讨式、分组对抗等教学方式解决课程重难点问题，极大提升了学生课堂参与度，实现课程内容高阶性。

（三）教学资源匮乏，课程管理和评价效率低下

通过混合教学模式，采用雨课堂、中国大学慕课等信息化平台，极大丰富了学习资源，不仅可以推送统一自主学习内容，学生还可以根据个人兴趣选择相关课程资源，在知识海洋中尽情汲取营养。信息化平台的大数据分析统计功能助力课程管理和评价，为课程管理和评价提供了有效支撑。

三、课程特色与创新

（一）课程思政教学改革

1.植入思政课程目标，加强思政引领

在操作系统原有的知识、能力课程目标基础上，增加思维、品格、创新等思政目标，加强顶层设计和思政引领，进一步对标毕业要求指标点，支撑产出导向（OBE）专业培养目标。

思维目标：具备创新思维、计算机系统思维、计算机技术交叉思维。（支撑毕业要求4）

品格目标：通过让学生了解操作系统发展历史和信创产业发展现状，引导学生充分认识操作系统自主可控工作的重要性，激发学生爱国敬业热情，把推动国产操作系统发展和技术创新作为使命追求；通过培养学生对操作系统复杂工程问题求解能力，培养学生多角度全方位思考问题及不畏困难、勇于创新的精神；通过加强学生实践训练，培养学生严谨认真、精益求精、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。（支撑毕业要求8）

2.课程思政融入教学

操作系统课程立足于专业教学内容，突出实践性和创新型的培养，使用多元化思政育人形式，融入到理论教学、实践教学、和在线教学，通过课堂举例、新闻视频、实例对比、课堂讨论、关联比较、逻辑推导、实践教学等多种形式，实现德融教学，润物无声。

（二）教学模式创新

1.认知实践教学模式

2020年开始，操作系统课程实施与企业共建“操作系统第一课”，加强对操作系统认知教学，开学第一课组织学生到天津麒麟软件有限公司参观研学。通过参观展厅，聆听工程师介绍信创产业发展，体验国产操作系统和应用软件的实际应用场景，学长交流问答环节由就职于麒麟的学长向同学们讲解自己对于信创产业行业、麒麟操作系统的理解认识，并与同学们热切交流。通过形式多样的参观研学活动，极大地激发了同学们对信创产业相关技术学习和创新实践的兴趣，坚定了学好操作系统课程的决心，也增强了同学们的爱国情怀和自主创新意识，明确自己的发展目标与前进方向。

2.混合教学模式应用

课程教学充分利用学堂在线平台提供的国家级精品课程及习题资源，作为学生线上自主学习资源；线下授课通过重构课程知识体系，集中在解决课程重难点知识内容，并通过启发式、案例式、研讨式教学方式进行课堂革命，着重培养学生解决操作系统复杂工程问题能力；此外利用信息平台大数据分析的优势，根据学生学习过程中产生的数据进行统计分析，提高了对课程教学的把控能力，增强了对学生学习过程个性化的监督和指导。

3.PBL+CBL教学模式应用

课程采用PBL（问题导向教学法）+CBL（案例教学法）混合教学模式，在整个教学设计中，以学生为主体，为学生创设操作系统进程并发、进程调度、系统死锁、页面置换等相关的问题情境和产业界案例，启发学生主动探索，并以“问题解决者”的角色，主动地参与课堂。

4.同伴式教学模式应用

在授课过程中通过目标导向、任务驱动式教学方法改革，针对操作系统各模块，分解教学目标和课堂教学任务，学生通过自主思考、组内讨论和交流合作等多种方式获得知识，培养学生的创新性思维和团队协作意识，以及与他人交流沟通的能力。

（三）实践教学创新

课程面向信创产业人才培养战略，在课程建设中引入国产操作系统案例，直面关键基础软件“卡脖子”问题。不断结合产业需求，提高课程实践性和创新型，构建产出导向的课程教学目标为提高解决实际问题能力结合产业需求，2020年与麒麟软件建立校企联合“操作系统”课程改革教学团队，形成定期教学改革研讨制度，深度融合产业需求。

（四）课程考核模式的创新

建立了支撑毕业要求的OBE课程培养目标，并通过过程化考核完成目标的达成，并进行持续改进。结合麒麟操作系统设置实践教学案例，在信创实验室加载麒麟操作系统，助力培养学生自主创新的能力。将麒麟软件企业职业技能测评体系引入到课程考核评价，由校企双方共同设计考核指标，有效的完成产业需求为导向课程评价体系。成绩优秀学生将有资格申请麒麟企业认证考试，并直接推荐就业，形成校企合作人才培养闭环生态。

经过多年的课程改革创新摸索与实践，操作系统课程建立了“以产业需求为引领，以学生发展为中心，培养解决复杂工程问题的能力为目标（OBE）”的线上线下混合式课程教学模式。国产操作系统实际案例的引入，更加贴近产业实际的实验教学结合“创新能力”培养，使学生更喜欢动手实践，在巩固知识的同时又提高了自身的实践能力。课程在2019年获批天津市一流建设课程；2020年课程团队获批校级教学团队、校级课程思政教学团队。

审稿人：郑帅