基于工程教育專業(yè)認(rèn)證OBE理念的《Linux程序設(shè)計》課程重構(gòu)

尹明楊 李宏然

摘要：工程教育核心理念是“以學(xué)生為中心，以成果為導(dǎo)向，質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)”，其根本是通過采用 OBE（outcome based on education）理念對教學(xué)的內(nèi)容、過程及方法等進(jìn)行解析，定位缺失，持續(xù)改進(jìn)，最終保證人才培養(yǎng)質(zhì)量。《Linux程序設(shè)計》作為計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的核心專業(yè)課程，嘗試通過OBE理念對整個教學(xué)過程，包括教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核評價和持續(xù)改進(jìn)等方面進(jìn)行重構(gòu)，形成對畢業(yè)要求達(dá)成度支撐。

關(guān)鍵詞：工程教育專業(yè)認(rèn)證;專業(yè)畢業(yè)要求;畢業(yè)要求達(dá)成度評價

中圖分類號：G642? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）16-0154-02

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

1 背景

為保障提升高等教育質(zhì)量，教育部推出“高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程”，提出“五位一體”的高等教育評估制度，即自我評估、院校評估、專業(yè)認(rèn)證及評估、國際評估以及狀態(tài)數(shù)據(jù)的常態(tài)監(jiān)測。其中，專業(yè)認(rèn)證作為中心環(huán)節(jié)，成為“專業(yè)必須通過評價證明所培養(yǎng)的畢業(yè)生達(dá)到畢業(yè)要求”核心任務(wù)。我校計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)作為國家一流專業(yè)建設(shè)點(diǎn)，也在積極探索和構(gòu)建以培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向、畢業(yè)要求為目標(biāo)、課程體系為支撐的畢業(yè)要求達(dá)成度評價體系。本文從一位普通專業(yè)任課教師的視角出發(fā)，以《Linux程序設(shè)計》課程為案例，探討了如何按工程教育專業(yè)認(rèn)證要求構(gòu)建課程內(nèi)容、方法、考核、評價及持續(xù)改進(jìn)等方面內(nèi)容，以期達(dá)到提升教學(xué)水平，保證教學(xué)質(zhì)量的目的。

2 課程簡介

Linux系統(tǒng)是一個重要的科研、生產(chǎn)平臺，廣泛地應(yīng)用于服務(wù)器、手持移動設(shè)備終端、物聯(lián)網(wǎng)等多個工作場景。參與《Linux程序設(shè)計》課程學(xué)習(xí)的學(xué)生應(yīng)具備能正確應(yīng)用C語言基礎(chǔ)語法、理解操作系統(tǒng)基本概念與原理、可通過典型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及算法實(shí)現(xiàn)簡單工程應(yīng)用等基本能力，初步具備模塊化編程思想。課程學(xué)時分配16學(xué)時（理論）/16學(xué)時（課內(nèi)實(shí)驗(yàn)），涉及Linux編程基礎(chǔ)、文件、進(jìn)程控制、進(jìn)程間通信、線程和網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)介紹Linux常用工具、編程接口及設(shè)計思想，核心學(xué)習(xí)成果包括：

（1）掌握Linux環(huán)境常用工具的使用方法，具備編輯、編譯、調(diào)試、部署等方面的基本工程技能;

（2）理解Linux設(shè)計思想，掌握核心概念、原理及實(shí)現(xiàn)模型，并能在實(shí)際工程設(shè)計開發(fā)過程中合理應(yīng)用;

（3）能夠?qū)こ虘?yīng)用中的復(fù)雜問題進(jìn)行抽象，通過科學(xué)方法，分析解決方案的有效性、合理性和局限性，對產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效分析和解釋。

該課程在整個培養(yǎng)體系中，所需承擔(dān)的教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求二級分解指標(biāo)體系映射關(guān)系如表1所示。

3 教學(xué)內(nèi)容

在教學(xué)內(nèi)容組織取舍上，除突出基礎(chǔ)知識、基本工具和基本技能外，還按以下兩個標(biāo)準(zhǔn)對內(nèi)容進(jìn)行甄選：

（1）按工程解決實(shí)際問題思路展開，幫助學(xué)生深入理解所學(xué)知識，使之能夠達(dá)到綜合應(yīng)用水平，培養(yǎng)解決復(fù)雜工程問題的能力。如圖1所示，以“Socket網(wǎng)絡(luò)編程”單元為例。在講解單客戶端流式套接字服務(wù)器設(shè)計實(shí)現(xiàn)后，深入分析網(wǎng)絡(luò)通信場景中可能出現(xiàn)的錯誤，采用合理技術(shù)手段對異常情況處理;針對多客戶端同時連接服務(wù)器需求，綜合進(jìn)程、線程等模塊知識，對服務(wù)器進(jìn)行改進(jìn)，并與Select等多路復(fù)用機(jī)制對比，分析各自的優(yōu)缺點(diǎn)。

（2）立足專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，以畢業(yè)要求分解矩陣為經(jīng)緯，依托Linux平臺進(jìn)行拓展，對后繼課程實(shí)現(xiàn)支持。計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)后繼培養(yǎng)方向較多，如大數(shù)據(jù)分析與處理、物聯(lián)網(wǎng)等。課程提供拓展模塊，對大數(shù)據(jù)分析與處理方向提供Python、數(shù)據(jù)庫，如MySQL、redis、MongoDB等方面內(nèi)容;對物聯(lián)網(wǎng)方向提供QT、設(shè)備驅(qū)動程序開發(fā)方面的擴(kuò)展。

重構(gòu)后的教學(xué)內(nèi)容如表2所示。

4 教學(xué)組織

課程教學(xué)方法采用線上線下相結(jié)合的方式。線下教學(xué)包括課內(nèi)、課外兩部分：課內(nèi)教學(xué)主要通過教師使用典型案例串講相關(guān)主題知識點(diǎn)。通過案例迭代，不斷引入問題、分析問題、解決問題，將知識傳授與工程能力培養(yǎng)有機(jī)結(jié)合;課外教學(xué)以學(xué)生為主，完成教學(xué)附錄中提供課外實(shí)踐知識拓展，完成開放性大作業(yè)，鼓勵學(xué)生動手實(shí)踐，提高分析問題、解決問題的能力。為保證教學(xué)效果，線上教學(xué)提供相應(yīng)視頻，講解所學(xué)內(nèi)容中的重難點(diǎn)知識、發(fā)布課內(nèi)教學(xué)案例、開放大作業(yè)的實(shí)現(xiàn)思路等內(nèi)容。另外，在教學(xué)過程中，鼓勵學(xué)生充分利用課程設(shè)計、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目、學(xué)科競賽、“第二課堂”，各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動、社會實(shí)踐等活動機(jī)會，應(yīng)用課程所學(xué)內(nèi)容，解決實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐問題。通過教師示范，線上線下配合，使學(xué)生掌握解決工程問題的一般性過程，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問題的工程能力，實(shí)現(xiàn)過程化考核。

5 考核與評價

課程過程考核包括8次實(shí)驗(yàn)和3次平時作業(yè)，依次為實(shí)驗(yàn)1：Linux常用工具、實(shí)驗(yàn)2：文件I/O操作、實(shí)驗(yàn)3：文件屬性及目錄操作、實(shí)驗(yàn)4：進(jìn)程管理、實(shí)驗(yàn)5：進(jìn)程間通信（一）、實(shí)驗(yàn)6：進(jìn)程間通信（二）、實(shí)驗(yàn)7：線程控制與同步、實(shí)驗(yàn)8：流式套接字編程、平時作業(yè)1：MyShell（BASH模擬實(shí)現(xiàn)）、平時作業(yè)2：MultithreadCp（多線程文件拷貝）、平時作業(yè)3：concurrentServ（并發(fā)服務(wù)器）。期末考核時學(xué)生可自由選題，提交設(shè)計報告和實(shí)現(xiàn)源碼，并在報文中需明確指標(biāo)點(diǎn)3-3，4-2及5-1所涉及內(nèi)容。課程過程考核與期末考核各占總成績50%，其具體比例劃分如表3所示。

6 結(jié)束語

《Linux程序設(shè)計》按工程教育專業(yè)認(rèn)證要求轉(zhuǎn)變教學(xué)模式，強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)到什么，實(shí)現(xiàn)了從課程內(nèi)容，到教學(xué)實(shí)施，再到課程考核評價，最后落腳于持久改進(jìn)。通過課程的達(dá)成度評價不斷完善教學(xué)內(nèi)容，持續(xù)改進(jìn)教學(xué)過程，最終提高專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量。

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