基于工程教育专业认证OBE理念的《Linux程序设计》课程重构
尹明杨 李宏然
摘要：工程教育核心理念是“以学生为中心，以成果为导向，质量持续改进”，其根本是通过采用 OBE（outcome based on education）理念对教学的内容、过程及方法等进行解析，定位缺失，持续改进，最终保证人才培养质量。《Linux程序设计》作为计算机科学与技术专业的核心专业课程，尝试通过OBE理念对整个教学过程，包括教学内容、教学方法、考核评价和持续改进等方面进行重构，形成对毕业要求达成度支撑。
关键词：工程教育专业认证;专业毕业要求;毕业要求达成度评价
中图分类号：G642 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2021）16-0154-02
开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
1 背景
为保障提升高等教育质量，教育部推出“高等学校本科教学质量与教学改革工程”，提出“五位一體”的高等教育评估制度，即自我评估、院校评估、专业认证及评估、国际评估以及状态数据的常态监测。其中，专业认证作为中心环节，成为“专业必须通过评价证明所培养的毕业生达到毕业要求”核心任务。我校计算机科学与技术专业作为国家一流专业建设点，也在积极探索和构建以培养目标为导向、毕业要求为目标、课程体系为支撑的毕业要求达成度评价体系。本文从一位普通专业任课教师的视角出发，以《Linux程序设计》课程为案例，探讨了如何按工程教育专业认证要求构建课程内容、方法、考核、评价及持续改进等方面内容，以期达到提升教学水平，保证教学质量的目的。
2 课程简介
Linux系统是一个重要的科研、生产平台，广泛地应用于服务器、手持移动设备终端、物联网等多个工作场景。参与《Linux程序设计》课程学习的学生应具备能正确应用C语言基础语法、理解操作系统基本概念与原理、可通过典型数据结构及算法实现简单工程应用等基本能力，初步具备模块化编程思想。课程学时分配16学时（理论）/16学时（课内实验），涉及Linux编程基础、文件、进程控制、进程间通信、线程和网络，系统介绍Linux常用工具、编程接口及设计思想，核心学习成果包括：
（1）掌握Linux环境常用工具的使用方法，具备编辑、编译、调试、部署等方面的基本工程技能;
（2）理解Linux设计思想，掌握核心概念、原理及实现模型，并能在实际工程设计开发过程中合理应用;
（3）能够对工程应用中的复杂问题进行抽象，通过科学方法，分析解决方案的有效性、合理性和局限性，对产生实验数据进行有效分析和解释。
该课程在整个培养体系中，所需承担的教学目标与毕业要求二级分解指标体系映射关系如表1所示。
3 教学内容
在教学内容组织取舍上，除突出基础知识、基本工具和基本技能外，还按以下两个标准对内容进行甄选：
（1）按工程解决实际问题思路展开，帮助学生深入理解所学知识，使之能够达到综合应用水平，培养解决复杂工程问题的能力。如图1所示，以“Socket网络编程”单元为例。在讲解单客户端流式套接字服务器设计实现后，深入分析网络通信场景中可能出现的错误，采用合理技术手段对异常情况处理;针对多客户端同时连接服务器需求，综合进程、线程等模块知识，对服务器进行改进，并与Select等多路复用机制对比，分析各自的优缺点。
（2）立足专业培养目标，以毕业要求分解矩阵为经纬，依托Linux平台进行拓展，对后继课程实现支持。计算机科学与技术专业后继培养方向较多，如大数据分析与处理、物联网等。课程提供拓展模块，对大数据分析与处理方向提供Python、数据库，如MySQL、redis、MongoDB等方面内容;对物联网方向提供QT、设备驱动程序开发方面的扩展。
重构后的教学内容如表2所示。
4 教学组织
课程教学方法采用线上线下相结合的方式。线下教学包括课内、课外两部分：课内教学主要通过教师使用典型案例串讲相关主题知识点。通过案例迭代，不断引入问题、分析问题、解决问题，将知识传授与工程能力培养有机结合;课外教学以学生为主，完成教学附录中提供课外实践知识拓展，完成开放性大作业，鼓励学生动手实践，提高分析问题、解决问题的能力。为保证教学效果，线上教学提供相应视频，讲解所学内容中的重难点知识、发布课内教学案例、开放大作业的实现思路等内容。另外，在教学过程中，鼓励学生充分利用课程设计、生产实习、大学生科技创新项目、学科竞赛、“第二课堂”，各类创新创业活动、社会实践等活动机会，应用课程所学内容，解决实际生产实践问题。通过教师示范，线上线下配合，使学生掌握解决工程问题的一般性过程，达到培养学生解决复杂问题的工程能力，实现过程化考核。
5 考核与评价
课程过程考核包括8次实验和3次平时作业，依次为实验1：Linux常用工具、实验2：文件I/O操作、实验3：文件属性及目录操作、实验4：进程管理、实验5：进程间通信（一）、实验6：进程间通信（二）、实验7：线程控制与同步、实验8：流式套接字编程、平时作业1：MyShell（BASH模拟实现）、平时作业2：MultithreadCp（多线程文件拷贝）、平时作业3：concurrentServ（并发服务器）。期末考核时学生可自由选题，提交设计报告和实现源码，并在报文中需明确指标点3-3，4-2及5-1所涉及内容。课程过程考核与期末考核各占总成绩50%，其具体比例划分如表3所示。
6 结束语
《Linux程序设计》按工程教育专业认证要求转变教学模式，强调学生学到什么，实现了从课程内容，到教学实施，再到课程考核评价，最后落脚于持久改进。通过课程的达成度评价不断完善教学内容，持续改进教学过程，最终提高专业人才培养质量。
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【通联编辑：代影】
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