一、前言
2021年7月21日，教育部门与其他五个部门联合发布了《关于推进教育新型基础设施建设构建高质量教育支撑体系的指导意见》，文件中强调了信息技术应用创新的重要性，并提倡数据中心、信息系统和办公终端的国产化改造。这一举措对于推动信息技术产业发展和应对国际竞争具有积极作用。
信息技术生态体系由硬件、基础软件和应用三个主要部分组成。在这一体系中，中央处理器（CPU）和操作系统扮演着核心角色。CPU负责信息系统的运算和控制，而操作系统则作为硬件与其他软件组件之间的桥梁，对于构建计算机生态系统至关重要。Linux操作系统因其可移植性和安全性等特点，在多个关键领域得到了广泛应用，包括政府、金融、电信和教育等。许多国产操作系统都是基于Linux内核开发的，因此对Linux开发人才的需求日益增长。
在当前的国际环境下，培养具备应用能力、技术能力和创新能力的信息技术人才显得尤为重要。一些职业院校正在进行Linux操作系统编程课程的教学改革，以满足国产化项目的实际需求。这些改革包括课程体系的重构、教学内容的更新以及课程思政的融合，旨在提高学生的职业道德和使命感，促进教育与产业的结合，并与企业合作，共同推动地方信息技术产业生态的发展。这样的努力对于解决我们在信息技术领域面临的一些关键挑战具有积极意义。
二、课程定位
《Linux操作系统编程》以开源的Linux操作系统为平台，结合操作系统的基本理论，教授学生Linux操作系统编程的相关知识。通过本课程的学习，学生不仅能够深入理解操作系统的工作机制，还能掌握Linux环境下的脚本编程、C语言编程，以及使用VI编辑器、Makefile文件、编译器和调试工具等技能。
三、改革前课程现状分析
Linux操作系统编程课程，依托于开源的Linux操作系统平台，旨在通过操作系统基本理论的引导，使学生掌握Linux环境下的编程技能。课程内容涵盖了Linux命令操作、Shell编程基础、C语言在Linux下的编程实践、进程间通信机制、设备驱动开发原理以及网络通信技术等关键领域。然而，在当前的教学实践中，该课程面临以下几个主要问题：
（1）思政融入度有待提高
当前课程的教学大纲与实验设计主要聚焦于专业知识的传授，虽然使用了如CentOS、Ubuntu等国际流行的Linux发行版作为实验平台，但在教学过程中缺乏明确的思想政治教育主线，使得课程在价值引领方面存在不足，思政目标未能得到充分展现。
（2）课程体系构建待完善
Linux操作系统编程课程内容广泛且知识点繁多，这在一定程度上导致了课程体系的系统性不强。学生在学习过程中容易陷入碎片化学习的状态，难以形成完整的知识框架和体系，导致学习效果不佳，知识掌握不牢固，容易出现“学后即忘”的现象。
（3）工程实践应用不足
当前的教学模式以教师为主导，课程内容及案例设计虽然注重了知识点的学习与实践，但在与实际工程需求的对接上仍显不足。这导致学生在面对Linux相关的工程问题时，缺乏足够的解决能力和实践经验，难以满足企业对具备工程实践能力人才的需求。因此，加强课程与实际工程应用的联系，提高学生的工程实践能力，成为亟待解决的问题。
四、课程改革的目标与方向
鉴于信创产业正逐步迈向规模化发展的新阶段，并紧密遵循《教育部关于一流本科课程建设的实施意见》的指导思想，针对Linux操作系统编程课程及学生现状，本次教学改革旨在促进知识与能力的深度融合，旨在全方位提升学生的综合素质与解决复杂问题的能力：
构建基于国产操作系统的项目导向实践课程体系：通过优化和拓展教学内容，致力于打造一个以国产操作系统为核心平台的课程体系，强化项目式学习，让学生在实践中深入理解理论知识，掌握实际操作技能。
推动主动学习与探究式学习模式：鼓励学生从被动接受知识转变为主动探索和学习，通过结合真实企业项目，增强课程的实践性和应用性。将重点实施项目化教学，让学生在解决实际问题的过程中，提升学习效率和教学质量。
深度融合思政教育于专业课程：深入挖掘国产操作系统背后的思政教育资源，设计科学合理的思政教育融入路径与方法，旨在通过专业课程的学习，不仅提升学生的专业技能，更激发他们的爱国情怀和社会责任感，为实现国家富强、民族复兴贡献自己的力量。
五、课程改革的实施策略
针对Linux操作系统编程课程当前存在的问题与既定的改革目标，本项改革聚焦于以下几个方面进行实施：
1.课程体系的重构与优化
Linux操作系统编程课程作为C语言程序设计、计算机组成原理及计算机网络等先导课程的深化与拓展，同时也是后续云计算、大数据、网络安全及人工智能等课程的重要基础。本次改革通过对OpenEuler、麒麟、统信UOS等国产操作系统进行深入分析，结合课程教学目标与行业需求，针对当前课程体系中知识点分散、体系性不足的问题，重新构建了以项目为导向的实践课程体系。该体系旨在通过项目实战，将原本独立、抽象的知识点串联起来，提升教学内容的完整性与前沿性。教师在此过程中扮演引导角色，强调学生的主体地位，鼓励学生积极参与开发实践，深刻理解Linux及国产操作系统在计算机科学领域的重要地位，进而培养其解决复杂工程问题的综合能力。
2.教学内容调整与课程思政融入
在教学内容方面，本课程注重多学科知识的交叉与融合，紧跟国产操作系统知识体系的发展趋势。整体教学内容被划分为四个核心模块：Shell & C语言编程基础、进程管理、设备驱动及网络通信。每个模块均精心设计课堂讲授与项目实践环节，确保学生既能掌握扎实的理论基础，又能通过实践提升技能水平。例如，在Shell & C语言编程基础模块中，学生需掌握国产操作系统平台下的基本命令、Bash脚本编程及C语言开发工具使用；在进程管理模块中，则需深入理解进程间通信机制并编写相关程序。
同时，本次改革还特别强调课程思政的融入。通过分享我国操作系统发展历程中的典型案例，特别是那些被“卡脖子”的关键技术突破，激发学生的爱国情感和民族责任感。此外，课程还围绕国产操作系统构建知识体系，让学生在学习过程中感受我国科研人员的工匠精神与不懈努力，进一步培养其社会责任感和使命感。
3.产教融合驱动下的项目案例设计
为了强化实践导向的教学理念，本课程在项目案例设计上深度融合了产业与教育，既涵盖了设备驱动、通信交互、日志分析等基础知识点的巩固与实践，又特别注重培养学生的项目管理综合能力。项目设计依据学生的知识掌握程度，设定了难度适中的完整项目任务。在这一过程中，学校教师与企业导师紧密合作，共同引导学生识别并解决项目实施中遇到的具体问题，使学生在完成项目的过程中，能够综合运用所学知识，提升解决实际问题的能力。此外，通过与企业的深度合作，项目设计紧密贴合行业实际需求，引入实战化的项目开发流程与管理方法，使学生在需求分析、项目设计、实施、测试验证分析等各个阶段得到全面锻炼，为其未来的工程实践奠定坚实基础。
4.信创实训平台建设
信创实训平台是培养具备实际操作能力和创新能力的信创人才的重要工具。平台建设在业务逻辑上清晰地分为三个主要部分：信创实训管理平台系统、云计算管理系统和镜像仓库系统。
信创实训管理平台系统是实训平台的核心，负责整个实训室的教学管理、资源管理、用户管理等。它应该提供一个简洁易懂的交互界面，支持教师和学生角色，允许教师上传、下载、更新教学资源，发布实验步骤，布置作业和考试，同时学生可以管理个性化资料，进行在线实验操作，查阅实验资料。管理员则可以统一管理所有教学资源和系统监控。
云计算管理系统是基于ARM架构，采用K8S容器集群管理平台技术，使用Docker容器技术+Openstack搭建，实现硬件资源的集中调度和管理。它能够提供弹性的资源分配能力，支持多种应用部署，并且具备高可用性，确保平台的稳定运行。
镜像仓库系统是存储和管理教学所需镜像的环境，支持云原生镜像仓库，提供基于角色的访问控制，允许教师自主创建和管理镜像环境。它能够保存和管理大量的定制Docker镜像，支持多用户管理，并且提供公开项目和私有项目的功能，以适应不同教师的教学需求。
5.课程考核评价体系的优化
考虑到原有考核方式存在的主观性强、标准模糊、量化困难及抄袭现象等问题，本课程对考核评价体系进行了全面改进。新的考核体系采用基于项目管理的任务考核方法，旨在更准确地评估学生的实践能力和综合素质。学生需在学习人机交互技术课程后，以团队形式完成一个完整的人机交互系统设计开发项目，该过程涵盖了项目需求分析、系统概要设计、数据库及界面设计、系统详细设计和系统测试等多个关键阶段。通过这种方式，可以全面考察学生在Linux系统应用与程序开发方面的能力。在项目实施过程中，每个学生将扮演不同的角色并承担相应职责，每个阶段均需提交详细的过程文档。最终，以团队为单位进行项目答辩，进一步检验学生的团队合作与成果展示能力。
六、总结
本文以培养信息技术创新（信创）人才为核心，结合信创背景下的Linux操作系统编程实践教学案例，探讨了基于国产化平台的课程改革。通过实施改革，初步形成了以国产操作系统为平台的课程体系结构，完善了教学大纲、教学内容及课件，并提炼了课程思政案例，促进了产教融合，旨在培养更多的应用型、技术型和创新型信创人才。
实施这一改革需要综合考虑学校的实际情况、学生的综合素质以及企业岗位的需求，以确保信创人才培养的质量。课程中的信创理念能够与课程思政教育自然有效地结合，这种结合方式可以推广应用于物联网工程、网络安全、软件工程、信息与计算科学、统计学等开设了Linux操作系统相关课程的专业，对学校开展思政教育起到积极作用。
基于国产操作系统的课程体系不仅为信创产业提供了参考，也为其他相关领域如CPU、数据库、中间件、应用软件等电子信息及计算机技术课程提供了借鉴示范。通过这样的课程体系，能够培养一批应用型、融合型的信创技术人才，为信创产业的发展提供更好的产学融合环境，从而加速推动信创产业的高质量发展。
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