戴家樹 嚴楠 李鈞 劉濤

摘要：為進一步落實工程教育認證理念，從學生能力達成角度出發，軟件工程專業開展課程群建設研究。軟件工程專業以Linux操作系統課程群為先期探索，重構了Linux操作系統課程群的理論課程體系和實踐課程體系，研究了課程群目標達成的評價體系，同時就課程群的課程思政建設進行了相應探索。經過前期實驗性探索，取得了一系列課程群建設經驗，為工程教育認證背景下的課程群建設改革提供了一定的借鑒意義。

關鍵詞：操作系統;Linux;嵌入式;課程群;工程教育認證;課程思政

中圖分類號：G642 ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）13-0175-03

1 引言

工程教育專業認證是一種當前國際上廣泛應用的教學質量保障制度。在國內，以其“學生為中心，面向產出，持續改進”先進教育理念得到了廣大教育工作者的認可。2016年，我國正式加入《華盛頓協議》，與國際教育強國間實現了工程教育本科專業學位的教育互認。

工程教育認證理念的核心是通過培養學生解決復雜工程問題的能力來實現畢業要求和培養目標的達成。傳統課程體系中單門課程理論知識體系相對獨立，實踐環節中獨立的課內實驗、課程設計等無法獨立培養學生綜合性解決復雜工程問題的能力。而課程群的建設可以有效整合課程群內課程體系，打通能力培養的瓶頸，在課程群內有效地銜接了學生能力培養的過程。課程群的建設符合從能力達成角度考核學生畢業條件達成的先進認證思路。課程群的相關建設，目前已經有高校進行了實驗性的探索，如華南師范大學的項目式課程群建設[1]，曹步文[2]等進行了課程群的育人模式探索。汪加楠[3]等也進行了基于課程群的教學改革。安徽工業大學[4]針對課程群的劃分，整合課程群的資源進行了一定的嘗試。面向新工科的課程群建設也進行了相應探索[5]。

Linux操作系統以其開源的自由軟件身份受到了廣大程序員的喜愛。軟件工程專業面向軟件產業，Linux操作系統及其相關方向是本專業學生就業的重點方向之一。關于Linux操作系統的課程群和課程體系改革也進行相應的探索[6-8]。本文從工程教育認證角度，針對Linux操作系統課程群的理論課程體系、實踐課程體系、課程群的目標達成以及相應的課程思政元素建設進行了相應探索。

2 OBE理念下Linux操作系統課程群的理論教學體系建設

2.1 Linux操作系統課程群構建

課程群是從知識體系角度進行的一種課程體系重構模式，將課程體系中課程內容和知識層面具有邏輯聯系的課程組合而成。Linux操作系統由于其獨立的運行環境和架構，使得其構成了獨立的知識體系。軟件工程專業在基于OBE的工程教育認證理念下，以IT企業對人才的需求為導向，考慮Linux相關方向就業方向，在面向產出的人才培養模式中明確了Linux操作系統課程群的構成。課程群由操作系統、Linux操作系統與程序設計、嵌入式程序設計、Linux操作系統與程序設計課程設計四門課程組成。其中操作系統和Linux操作系統與程序設計為學科基礎課，嵌入式程序設計為選修課，Linux操作系統與程序設計課程設計為實踐性環節。

2.2 Linux操作系統課程群理論教學體系

軟件工程專業成立了Linux操作系統課程群教學團隊，該團隊由5名教師組成，團隊成員針對以上4門課程中的理論知識點，構建了操作系統理論基礎、shell程序設計、Linux系統中C語言程序設計、Arm-Linux平臺四個核心知識模塊，對知識點進行了融通和銜接。依據以上四個知識模塊，重構了課程群內理論知識點，以知識模塊化的形式重構了課程群內理論教學體系，并在課程群內部詳細明確了各個教學內容間的知識相關性、互補性以及先修后繼關系。

3 OBE理念下Linux操作系統課程群實踐教學改革

3.1 Linux操作系統課程群實踐教學環節構建

工程教育專業認證注重培養學生解決復雜工程問題的能力，軟件工程專業更是與動手實踐聯系最緊密的專業之一[9]。實踐課程體系直接影響到學生動手能力的培養以及今后的就業水平。從培養學生工程實踐能力和創新能力的角度看，實踐教學要比理論教學更為有效。為此，Linux操作系統課程群對應于課程群的理論知識模塊，重構了課程群內實踐課程體系，構造了課程群課內實驗教學和綜合性課程設計實踐教學環節。

3.2 Linux操作系統課程群實踐教學體系

軟件工程專業將原有課程群內的課內實驗教學環節打通，結合軟件工程專業人才培養目標，確定實踐教學體系和教學內容，構造了課程群內實踐教學環節。對應于理論教學環節的知識模塊劃分，從實際動手操作角度，依據四個知識模塊，打通課程群實踐教學環節，建設三個層次的實踐教學體系。

首先，建立了驗證型實驗模塊，主要為Linux操作系統基本操作實驗模塊，通過基礎性的實驗操作，驗證和掌握課堂講授的Linux操作系統的基本操作，目的是讓學生能掌握有關計算機系統的理論知識，理解操作系統的工作原理。幫助學生建立起一個有關計算機操作系統的整體觀念，為今后從事Linux操作系統或在Linux環境下進行相關軟件開發奠定良好的基礎。

其次，建立了設計型實驗模塊，主要是學生掌握Linux系統中的Shell程序設計和Linux系統中C語言編程方法，嵌入式Linux下程序設計，確立Linux系統中程序設計的思維方式。培養學生在Linux操作系統中進行系統開發的程序設計能力，并能進行詳細分析。

再次，建立了綜合型課程設計模塊，設計了十個基于Linux操作系統進行開發的課題，該課程設計是課程群中三門理論課程課堂教學以及課程群內實驗教學的延續與補充，是對學生鞏固所學Linux操作系統的基礎知識、進行Linux程序設計的專業基本技能訓練、培養實踐動手能力、理論聯系實際的重要實踐課程。該綜合型課程設計的任務是通過獨立實訓課題，使學生進一步加深和鞏固Linux操作系統中程序設計能力，培養學生解決實際工程問題的能力。

最后，除了課程群本身實踐教學環節以外，通過各類軟硬件相關的學科競賽和畢業設計等實踐教學活動，逐步提升形式完備的實踐能力培養體系，將創新能力培養貫穿整個學生培養周期，促成學生形成創新愿望，具備創新意識，從而培養軟件工程專業學生的解決復雜工程問題的能力。

軟件工程專業Linux操作系統課程群實踐教學體系如圖2所示。

4 OBE理念下Linux操作系統課程群達成評價體系

為了有效支撐軟件工程專業畢業要求的達成，推進課程群教學改革，軟件工程專業探索了新的畢業要求達成評價體系，以課程群支撐畢業要求的達成。Linux操作系統課程群支撐軟件工程專業的畢業要求四個達成。

4.1 Linux操作系統支撐畢業要求

Linux操作系統課程群在專業教學指導委員會的指導下，重構了課程理論體系、實踐教學體系，支撐了四個畢業要求的達成，分別如下。

GR1：工程知識。能夠運用數學、自然科學、工程基礎和專業知識解決軟件工程領域中的復雜工程問題。

GR2：問題分析。能夠應用數學、自然科學和工程科學的基本原理，識別、表達并通過文獻研究分析軟件工程領域中的復雜工程問題，以獲得有效結論。

GR3：設計與開發解決方案。能夠針對軟件工程領域中的復雜工程問題，設計滿足特定需求的解決方案，包括系統、模塊和流程，能夠在設計開發環節中體現創新意識，并考慮設計方案對社會、健康、安全、法律、文化以及環境的影響。

GR4：研究。能夠基于科學原理，采用科學方法對軟件工程領域中的復雜工程問題進行研究，包括技術選型、搭建實驗平臺、設計實驗、分析與解釋數據，并通過信息綜合得到合理有效的結論。

4.2 Linux操作系統課程群目標

Linux操作系統課程群教師組在專業教學指導委員會指導下，重構了學生能力培養體系。在課程群的建設體系下，依據成果導向理念，面向工程教育專業認證，課程群依據支撐的畢業要求，確定對應的課程群目標，教師根據對支撐的畢業要求指標點以及課程群目標的理解，經專業教學指導委員會指導，確定每個課程目標在達成度計算時具有不同權重值，課程達成度依據課程目標和權重計算獲取。

Linux操作系統課程群目標如下。

CGO1：理解操作系統的層次結構、掌握操作系統主要核心原理，如進程、存儲、設備及文件管理等，具備能夠根據工程實踐的實際需要選擇相應的操作系統的能力。

CGO2：理解操作系統的設計方法及思路，掌握操作系統主要功能模塊的設計和實現方法，具備根據不同應用場景選擇相應的算法，具備在實現過程中能夠對其進行分析，比較和改進的能力，同時具備對操作系統的性能進行分析的能力。

CGO3： 理解并掌握Linux操作系統的基本操作，shell程序設計和Linux系統中C語言程序設計的基本原理和方法，能夠針對實際工程需求，根據實際工程問題涉及的數據和API接口函數，設計相應的實驗方案，完成詳細的系統設計。

CGO4：培養學生的問題分析能力，在Linux操作系統中，能夠針對具體問題進行分析，靈活制定實驗計劃，開展實驗并分析。

4.3 Linux操作系統課程群目標達成評價

為了檢驗課程目標達成度，評價學生學習成果達成度。考核環節包括平時成績和期末考試成績，總評成績以百分計，滿分100分，平時成績由課堂表現、作業、實驗組成。各個評價環節支撐部分課程群目標。目前一輪完整的課程群教學正在進行中，待課程群教學環節全部結束后將進行課程群建設的內容達成評價。通過進行校企合作，調查問卷等形式進行課程去達成的外部評價。

通過研究課程群建設的內部評價和外部評價形成課程群的達成閉環反饋，從而衡量專業培養目標的達成，調整培養目標、完善畢業要求、優化專業課程體系，提高人才培養質量。

5 Linux操作系統課程群課程思政建設探索

為落實全國教育大會精神和《中國教育現代化2035》要求，教育部、工業和信息化部聯合制定了一系列相應措施，已經將軟件產業上升為國家戰略層面。而操作系統作為計算機軟件的核心，更是國產化的重中之重。

軟件工程專業為適合新時代人才需求，將“立德樹人”目標作為專業培養的首要目標，并且在培養方案中的課程體系設置中，時刻體現“立德樹人”指導思想。Linux操作系統課程群更是軟件工程專業進行“立德樹人”，課程思政建設的重點[10-12]。

在Linux操作系統課程群構造之初，課程群進行改革之前，課程組教師就相關課程思政元素進行了深入討論，確立了培養學生良好生活、學習習慣;提升學生個人品德修養，樹立正確人生觀、價值觀，具備高度社會責任感，為建設國產化操作系統和培育國產化操作系統生態圈而努力奮斗的學習目標。

課程組在日常理論和實踐教學環節中，引入信創產業發展前景，通過線上線下，理論課與實踐課不同授課方式進行了課程思政教學。其中，實踐性環節在課內實驗和課程設計中，均設計了信創產業相關的實驗題和課程設計課題。從理論到實踐一體化實現課程思政教學。

6 結論與展望

面向工程教育專業認證，軟件工程專業以成果導向為核心理念，積極探索課程群教學體系改革。Linux課程群由于其獨立知識結構便于進行教學改革。軟件工程專業在實際教學過程中，組建了Linux操作系統課程群教師組，明確了課程群組成，以知識模塊的形式重構了課程群的理論教學體系，以能力模塊的形式重構了課程群的實踐教學體系。同時，在專業教學指導委員會指導下，確定了課程群支撐的畢業要求和課程群自身的教學目標，建立課程群達成評價體系。Linux操作系統課程群的建設探索可以從更合理的角度探討工程教育認證下的課程體系教學改革，從能力評價角度更好地支撐畢業要求和培養目標的達成，提高人才培養質量。

參考文獻：

[1] 張錦，蔡美玲，楊曉春，等.基于課程群的項目式軟件工程課程教學模式[J].計算機教育，2019（8）：45-50.

[2] 曹步文，陽王東，肖賽男.基于專業課程群建設的育人模式探索[J].計算機教育，2021（9）：67-70.

[3] 汪加楠，郭磊，劉家磊，等.基于OBE-CDIO模式的軟件工程專業課程群教學改革[J].電腦知識與技術，2020，16（35）：67-68，73.

[4] 陳業斌.軟件工程專業課程群及課程組建設研究[J].安徽工業大學學報（社會科學版），2019，36（1）：62-63.

[5] 謝雅，王京文，唐志航，等.新工科背景下軟件工程專業軟件工程課程群構建與研究[J].湖南工程學院學報（社會科學版），2019，29（4）：109-113.

[6] 費選，余仁萍，趙玉娟.工程教育認證背景下Linux課程體系建設與教學改革研究[J].教育教學論壇，2020（20）：194-196.

[7] 趙謝秋，顧維彬，張淑英.“互聯網+教育”模式下Linux課程群建設與教學模式研究[J].福建茶葉，2019，41（3）：214-215.

[8] 林為偉，張棟，葉福玲.工程教育認證驅動下的軟件工程實踐課程改革[J].計算機教育，2019（4）：159-162.

[9] 鄧娜，林松，熊才權，等.工程教育認證下基于項目驅動的軟件工程教學設計[J].計算機教育，2019（1）：104-107.

[10] 桂小林，吳福英，易玉根，等.課程思政背景下的混合式教學模式實踐——以Linux基礎課程為例[J].計算機教育，2021（9）：1-5.

[11] 徐建華，唐叢潔.“LINUX操作系統”課程思政探索與實踐[J].電腦知識與技術，2021，17（20）：255-256，262.

[12] 劉輝，肖云星.Linux操作系統課程的思政建設思考[J].新課程研究，2021（17）：29-31.

【通聯編輯：梁書】