0 引 言
我國自2016年6月成為《華盛頓協議》正式成員，標志著我國的工程教育認證體系進入了國際工程教育聯盟[1]。工程教育認證強調以成果產出為導向，以學生為中心，根據畢業要求指定課程目標，所有教學環節均圍繞課程目標設計、實施，并根據課程達成度評價完成持續、穩步提升和改善課程質量[2]。
操作系統課程是計算機相關專業的主干課程之一。該課程主要介紹計算機中操作系統組成結構、設計思想、管理過程和方法等，具有概念抽象、內容復雜、涉及面廣且實踐性較強等特點[3]，該課程對計算機系統能力培養起著重要作用。傳統的操作系統課程教學內容以操作系統基本原理和基本概念為主，期末考試成績在課程評價中占到80%，部分學生學習的目標僅僅是為了應付考試，無法將操作系統理論運用于工程實踐，不能通過該課程提高學生計算機系統能力[4-6]。
1 課程目標
在教育部《普通高等學校本科專業目錄和專業介紹》（2012年版）、《普通高等學校本科專業類教學質量國家標準》、國際工程教育認證的通用標準和專業標準的指導下，為了體現“產出導向”的工程教育理念，依據專業培養方案中“知識、能力達成矩陣”要求，操作系統的課程目標對應本專業畢業要求中“工程知識（知識體系、知識運用能力）”“問題分析（問題識別、結論判斷）”“科學研究（搭建實驗平臺、結論分析）”，表1為操作系統課程目標對中北大學計算機科學與技術專業畢業要求的支撐關系。
2 教學方法及內容
操作系統課程教學從培養學生計算思維為出發點，指導學生從計算機系統層面思考操作系統協調設計的基本原則、組織架構，理解操作系統的設計過程和人機交互等，在具體的教學過程中，圍繞一條操作系統協調設計的計算機系統主線教學法進行，通過該主線引導學生理解操作系統的整體概念，牢固掌握操作系統內部管理原理、設計與實現精髓等知識。具體過程如圖1所示，首先從操作系統的整體實現出發，引導學生掌握操作系統的基本概念；其次從系統設計的角度，使學生熟知進程同步、處理機調度、虛擬內存、緩沖技術和文件系統中的數據結構和基本算法，并能對現代操作系統的架構和實現機制原理進行初步分析。最后要求學生能夠利用高級編程語言實現操作系統的核心算法，并實現算法運行過程的模擬與結果可視化，并能將操作系統的常用算法應用于解決計算機工程問題。
依據課程目標，將教學內容劃分為理論和實驗兩大部分。表2為操作系統課程要求與課程目標的關系，表3為實驗內容與要求。整個教學內容由淺入深、循序漸進、明確核心知識點、重點和難點，注重理論聯系實際、學生能力的達成和挑戰意識培養。
3 達成度評價
課程達成度評價是課程教學中常用的一個重要手段。工程教育專業認證中采用定量達成度評價授課對象對某一門課程的各指標點的達成情況。一般采用實際完成情況與理論參考指標的比值來表示，其取值范圍為0—1[7]。凡是納入期末記分體系的所有環節都是達成評價的范圍，課程期末總評成績的各個組成部分都屬于達成評價的一個部分，都應該對課程目標的達成有貢獻。一門課程的達成評價方式和內容是否合理，一個重要的、基本的判據就是看它能否準確地評價出課程目標的達成。
3.1 課程目標達成途徑
依據操作系統課程的目標要求，為了對課程學習結束后學生能力的達成進行評價，從隨堂測試、課后作業、課外試驗、期末考試4個方面定量評價課程目標的達成。設置課前預習、課堂講授、課堂討論、隨堂測試、作業答疑和課程實驗等達成途徑，課程目標、能力達成途徑與支撐評價評價內容見表4。
3.2 評價標準
依據課程教學大綱，本課程包含3個分課程目標，有4個考核方式，各考核方式對課程目標達成評價的權重占比分配見表5，各環節考核比例及支撐材料見表6。
表5中，k表示不同的考核環節，i表示不同的課程目標；
Sik=Pi×Wik 是第k種評價方式通過第i個課程目標反映在總的課程目標評分占比；
Wik 表示第k種評價方式對第i個課程目標百分占比；
Pi表示第i個課程目標在課程總評價中的占比；
Mk表示各考核環節對課程目標達成的貢獻率。
第i個分課程目標的評價基于各環節k的貢獻加權求和，就是該分課程目標的達成度Ai，即
Ai=∑(Gik×Wik)
（1）
其中：Gik 表示第k種考核方式支撐第i個課程目標的達成度；Bi 表示第i個課程目標所對應的試題分數總和。
多個分課程目標再根據比例加權求和，就得到本門課程的課程目標達成度A，其值大于等于0.60為目標達成。
A=∑(Ai×Pi)
（2）
4 目標達成評價及效果
操作系統課程目標達成評價包含定量評價和定性評價兩部分，定量評價主要采用課程目標達成度評價，而定性評價主要采用問卷調查法，在學期末教學任務完成后回收調查問卷并進行統計分析，作為學生的評價指標之一。兩種評價都折算為歸一化量值，要求二者都要大于0.6，有一種小于0.6即為未達成，總達成值取二者中的最小值。
課程目標達成度分析以2019/2020學年第一學期中北大學計算機科學與技術專業、兩個班，共106人的操作系統課程教學數據為例，逐項說明課程目標的達成情況。
4.1 定量評價
本課程的評價包括作業、實驗、隨堂測試、期末考試4個環節。在主要考核學生對操作系統的基礎知識、基本原理和方法掌握的基礎上，重點關注學生對操作系統的結構設計、性能評估、關鍵算法分析，以及結合其他相關編程類課程的學習，能具備計算思維和工程應用能力。各項評價指標的具體統計數據情況見表7。由式（1）和 式 （2）計算分課程目標達成度和總課程目標達成度見表8。根據評價判據，A ≥60，課程總目標達成。
4.2 學生定性評價
在學期課程結束后，針對課程目標，對學生的學習情況以及課程的學習體驗進行了問卷調查，其中課程目標達成20 題，學習體驗4題，意見及建議1題，教學方法調查10題，要求學生明確對目標能力的達程度作出評價。達成度分為很好（0.95）、較好（0.75）、一般（0.60）、 較差（0.45）和很差（0.25），根據各區段統計比例與括號中的目標分值加權后求和得出定性評價的結果。通過統計分析，學生對教學過程、知識掌握度如圖2和圖3所示。
從調查結果來看，學生對本門課程學習的收獲體驗良好，對教學過程和知識掌握滿意度較高，少量學生對于操作系統實例分析和算法應用滿意度較低，在今后的教學過程中，將派相關教師參與各種操作系統新技術進修班和實驗實踐活動，提高教師的工程經驗和“與時俱進”的知識儲備，并將其與教學活動相結合。同時，要細化課程論文的任務要求，縮小課程論文的規模，讓學生真正理解任務要求，針對特定的具體問題，引導學生查閱相關文獻資料，撰寫報告，從而促進課程目標的達成。
5 結 語
基于工程認證的操作系統課程教學改革，通過設置合理的課程目標，重新整合了教學內容，依據教學過程設計了操作系統課程定量和定性的達成度評價方式。縱觀操作系統整個教學過程，課程重視強化學生過程性考核，將作業、課程論文、實驗報告和期末考試納入考評體系。教學過程中，首次嘗試布置課程論文，要引導學生學會利用各種媒介資源去獲取所需的最新信息，加深對操作系統原理的理解，知曉操作系統原理在實際操作系統的中的具體應用，會根據操作系統基本原理對現代操作系統的架構和實現機制進行初步分析。能夠掌握操作系統中常用的數據結構和基本算法，并能將其應用于解決計算機類相關問題，使學生提升學習興趣，拓寬視野，養成關注學科前沿的習慣。后續教學過程中，要以課程目標為導向，自主設計學生課后習題，結合應用背景，布置具有探究性的習題。期末考核試題加大非標準化答案考題比例，反映學生對知識的掌握程度，更重要的是能體現學生分析問題細節，提出、解決問題和創新思路的能力。
參考文獻
[1] 譚春嬌, 陳微, 趙亮, 等. 工程教育認證理念指導下的教學改革[J]. 計算機教育, 2019(2): 123-126.
[2] 王麗芳. 基于工程教育認證的嵌入式操作系統教學探究[J]. 計算機時代, 2017(9): 75-78.
[3] 丁衛平, 管致錦, 王杰華, 等.“操作系統”課程教學改革探索[J]. 電氣電子教學學報, 2018, 40(4): 42-45, 80.
[4] 姚登舉, 詹曉娟. 面向工程教育專業認證的操作系統課程教學改革[J]. 高師理科學刊, 2017, 37(10): 91-93, 96.
[5] 王秋芬, 王永新. 基于OBE的操作系統原理課程教學方法改革與實踐[J]. 教育教學論壇, 2019(12): 167-168.
[6] 徐曼, 殷脂, 徐建平. 操作系統原理課程的沉浸式課堂的設計與實施[J]. 軟件工程, 2019, 22(5): 53-56.
[7] 文孝強. 大數據背景下大學生綜合能力和素質評價體系研究: 基于工程教育專業認證中的達成度評價指標[J]. 高教學刊,2020(16): 19-22.
基金項目：2019 年山西省研究生教育教學改革項目“面向‘新工科’計算機專業學位研究生培養質量評價體系改革”（2019-196）；2020 年山西省研究生教育教學改革項目“面向對象程序設計課程教學改革”（2020-251）。
第一作者簡介：張元，女，中北大學副教授，研究方向為計算機仿真與可視化，。
引文格式：張元，楊曉文，韓慧妍，等. 面向工程教育認證的操作系統課程評價體系改革[J].計算機教育，2021（6）：42-46,51.