應(yīng)用驅(qū)動的 Linux 操作系統(tǒng)教學(xué)改革

應(yīng)用驅(qū)動的Linux操作系統(tǒng)教學(xué)改革0引言Linux操作系統(tǒng)具有良好的安全性和穩(wěn)定性。Linux作為一種開源的類UNIX操作系統(tǒng)，安全性和可靠性受到世界各國政府的關(guān)注，尤其對我國操作系統(tǒng)的安全可控起到了積極的作用[1]。近年來，Linux操作系統(tǒng)占有市場份額逐年增高，尤其在桌面操作系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)占有的份額也越來越高。為應(yīng)對社會對Linux操作系統(tǒng)迅猛發(fā)展的需求，Linux操作系統(tǒng)課程已經(jīng)被多所高校列入計算機專業(yè)及其相關(guān)專業(yè)的教學(xué)計劃，作為培養(yǎng)創(chuàng)新應(yīng)用型人才的必修課程。1Linux操作系統(tǒng)課程的特點Linux操作系統(tǒng)課程的內(nèi)容包括Linux操作系統(tǒng)下圖形界面和字符界面的使用、常用Linux命令、Linux環(huán)境下的多種實用程序、Linux環(huán)境下C程序設(shè)計、Internet常見網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的搭建、系統(tǒng)管理和網(wǎng)絡(luò)管理等。Linux操作系統(tǒng)課程的應(yīng)用性和實用性都很強，課程重點是應(yīng)用，如何應(yīng)用是我們研究的主要目標(biāo)。Linux操作系統(tǒng)在計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)構(gòu)體系中也具有相當(dāng)重要的地位，學(xué)生學(xué)好該課程，對后續(xù)進一步深入學(xué)習(xí)計算機類的其他課程以及提升實習(xí)實踐有很強的支撐作用。2Linux操作系統(tǒng)課程教學(xué)中存在的問題在Linux操作系統(tǒng)的傳統(tǒng)教學(xué)模式中，多數(shù)高校將課程理論知識教學(xué)與實驗課分別設(shè)置課程進行教學(xué)，通常是老師在教室先講授理論知識，然后學(xué)生按教學(xué)大綱設(shè)置的相應(yīng)章節(jié)的學(xué)時和實驗內(nèi)容到機房進行實驗。這種傳統(tǒng)教學(xué)模式突出的特點就是實驗環(huán)節(jié)是用來“輔助”理論教學(xué)的，學(xué)生通過具體的實驗操作“驗證”課堂所學(xué)的內(nèi)容，其實際教學(xué)效果普遍表現(xiàn)為學(xué)生理論知識水平確實達到了一定的高度，但是實踐操作尤其是應(yīng)用技能相對缺乏。學(xué)生目前所接觸的操作系統(tǒng)多是Windows操作系統(tǒng)，習(xí)慣了使用Windows，在剛接觸Linux操作系統(tǒng)的時候會感覺比較難適用。因為Linux操作系統(tǒng)命令繁多，而且每條命令要配合一些選項來操作使用，對于Linux操作系統(tǒng)初學(xué)者來說，確實有一些記憶困難和陌生感，這種不適應(yīng)會妨礙初學(xué)者深入學(xué)習(xí)Linux操作系統(tǒng)，從而體會不到使用Linux操作系統(tǒng)的優(yōu)越性?；谏鲜龃嬖诘膯栴}，結(jié)合創(chuàng)新應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，可以使用實際案例與理論知識結(jié)合的“應(yīng)用驅(qū)動”的Linux操作系統(tǒng)教學(xué)方法，幫助學(xué)生克服學(xué)習(xí)該課程的困難，增強學(xué)習(xí)的興趣，提高在Linux操作系統(tǒng)學(xué)習(xí)中分析問題和解決實際問題的能力。這種教學(xué)方法與傳統(tǒng)的教學(xué)模式有著較大的不同。3“應(yīng)用驅(qū)動”的課程教學(xué)改革方法Linux操作系統(tǒng)的教學(xué)要結(jié)合當(dāng)前國家對Linux操作系統(tǒng)人才的需要，改革傳統(tǒng)教學(xué)模式，結(jié)合應(yīng)用項目來更新課程的教學(xué)內(nèi)容，這在理論知識的教學(xué)和案例的設(shè)計兩方面都十分有必要?！皯?yīng)用驅(qū)動”的教學(xué)方法在教學(xué)過程中，以“應(yīng)用型案例”為主導(dǎo)，以學(xué)生為“主體”，將課本上的理論與具體實際案例相結(jié)合。充分發(fā)揮Linux操作系統(tǒng)課程的應(yīng)用性這一大特征[2]。因此，課程中關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是案例的選取。選取時要有一定的原則，首先，被列入教學(xué)計劃的實際案例應(yīng)當(dāng)遵照教學(xué)大綱，并以教學(xué)大綱為理論指導(dǎo)；其次，選取的案例要有示范性和廣泛的應(yīng)用性，能涵蓋Linux操作系統(tǒng)這門課程的主要內(nèi)容。具備這樣特點的應(yīng)用型案例材料，才適合作為本課程的教學(xué)和實驗案例。學(xué)生通過接觸這些應(yīng)用型案例，就能變抽象為具體，感性地認識和學(xué)習(xí)Linux操作系統(tǒng)，消化課程中的理論知識，掌握實際的操作技能。最后將所學(xué)操作系統(tǒng)的理論知識應(yīng)用在解決案例的實際問題中，還可以進一步獲得多種解決問題的方案。在課程的教學(xué)過程中，需要把握的是以實踐為主導(dǎo)來掌握應(yīng)用技能，教學(xué)過程突出學(xué)生為主體，充分發(fā)揮學(xué)生本身的主動性和創(chuàng)造性，增強學(xué)習(xí)Linux操作系統(tǒng)這門課的興趣及動手能力，加深對操作系統(tǒng)理論的理解。學(xué)習(xí)能力和動手能力強的學(xué)生在具體項目實踐中能體會到操作成功后的“成就感”，這也正是體現(xiàn)了應(yīng)用驅(qū)動的教學(xué)理念。教師在教學(xué)過程中的作用是把握方向進行宏觀調(diào)控。除了精選實際案例外，還要將課程理論的知識點與具體實際案例中的各個環(huán)節(jié)有機結(jié)合，進行對應(yīng)的理論梳理和實驗設(shè)計。在課程的開始階段，要讓學(xué)生了解Linux操作系統(tǒng)課程的特點，引導(dǎo)學(xué)生建立項目導(dǎo)引學(xué)習(xí)的思路，向?qū)W生展示項目引導(dǎo)學(xué)習(xí)的典型案例，但要注意不能脫離課程的教學(xué)大綱，逐步使學(xué)生在本課程的學(xué)習(xí)過程中，形成“首先是理論指導(dǎo)實踐，進而實踐進一步加深對理論的理解”的良性循環(huán)趨勢?！皯?yīng)用驅(qū)動”的Linux操作系統(tǒng)教學(xué)方法，使學(xué)生的理論和實際操作能力達到一個理想的水平，實現(xiàn)理論和技能“雙贏”的教學(xué)效果[3]。4項目與課程的有機融合結(jié)合Linux操作系統(tǒng)課程的主要教學(xué)任務(wù)，訓(xùn)練學(xué)生在Linux環(huán)境下對操作系統(tǒng)進行系統(tǒng)管理和網(wǎng)絡(luò)管理的能力，熟練掌握和使用Linux各種操作命令，搭建常見的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和進行網(wǎng)絡(luò)配置。在“應(yīng)用驅(qū)動”的教學(xué)方法中，將教學(xué)內(nèi)容根據(jù)教學(xué)大綱分解為對應(yīng)的知識點，將項目的各操作部分與分解的知識點進行有機融合[4]，主要設(shè)計部分為由Linux操作系統(tǒng)完成的任務(wù)。4.1設(shè)計為學(xué)校教務(wù)處搭建和管理Linux局域網(wǎng)項目項目需完成的功能可以總結(jié)為如下幾方面：在局域網(wǎng)中實現(xiàn)DHCP功能，要求IP綁定一臺客戶機，供教務(wù)處主要負責(zé)人使用；在局域網(wǎng)中實現(xiàn)DNS功能，要求能解析學(xué)籍管理科、考試中心、教學(xué)運行管理中心、實驗實習(xí)科等部門的域名；在教務(wù)處內(nèi)部建立Web站點，能通過瀏覽器訪問各站點的網(wǎng)站；在教務(wù)處內(nèi)部建立MAIL服務(wù)器，能收發(fā)各服務(wù)器的郵件；建立教務(wù)處FTP，為各部門創(chuàng)建用戶并分組，不同的用戶設(shè)置不同的訪問FTP權(quán)限；搭建SAMBA服務(wù)器，能實現(xiàn)Linux系統(tǒng)和Windows系統(tǒng)的資源共享；制訂日常系統(tǒng)維護和日常常規(guī)任務(wù)定制。4.2參照Linux操作系統(tǒng)大綱授課內(nèi)容，將項目分解并融合知識點設(shè)計幾個階段的具體任務(wù)Linux操作系統(tǒng)課程的總課時為32學(xué)時，結(jié)合項目將課程總體規(guī)劃為幾個階段，模糊傳統(tǒng)教學(xué)模式下固定設(shè)置的單元章節(jié)順序，各個階段劃分見表1。4.3將每一個階段劃分為若干個小任務(wù)，并設(shè)置評價機制圍繞Linux局域網(wǎng)搭建項目，將學(xué)習(xí)任務(wù)細化和具體實踐化，將課程中的理論知識與實際操作有機地融入各個階段的具體學(xué)習(xí)任務(wù)中，既讓學(xué)生學(xué)習(xí)和理解理論知識，又實踐具體應(yīng)用，使整個學(xué)習(xí)過程接觸Linux操作系統(tǒng)不陌生，學(xué)習(xí)理論知識不枯燥、不抽象，實操項目針對具體應(yīng)用，真正踐行學(xué)有所用，學(xué)有提高。課程進入結(jié)束階段，教師要著重考查案例教學(xué)的實施效果，這可以通過建立恰當(dāng)?shù)呐c課程完成任務(wù)情況掛鉤的教師測評機制和學(xué)生互評機制，設(shè)置具體詳盡的項目完成情況評價環(huán)節(jié)。最后可以選取比較成功的學(xué)生的項目，總結(jié)和展示給同學(xué)，并積極引導(dǎo)學(xué)生進行項目的持續(xù)改進和對項目后期改進空間的思考，力爭傳達給學(xué)生的信息是本課程雖然即將結(jié)束，但是對Linux操作系統(tǒng)的學(xué)習(xí)不會結(jié)束，將持續(xù)提升Linux操作系統(tǒng)應(yīng)用和項目開發(fā)的水平。4.4創(chuàng)新課程內(nèi)容，進行促進應(yīng)用技能提升的實踐教學(xué)“應(yīng)用驅(qū)動”的教學(xué)方法依據(jù)課程大綱的理論指導(dǎo)，將理論教學(xué)內(nèi)容合理組織進實踐教學(xué)項目，打破和改進了傳統(tǒng)的以單元章節(jié)為主的教學(xué)模式。項目驅(qū)動能讓學(xué)生理解項目任務(wù)所聯(lián)系的橫向知識點，同時又能體會縱向任務(wù)的逐層遞進。教師創(chuàng)造性地設(shè)置全新的學(xué)習(xí)資源和搭建真實應(yīng)用場景的學(xué)習(xí)環(huán)境，啟發(fā)學(xué)生通過一個案例的學(xué)習(xí)拓展到多個不同的應(yīng)用場景，并逐步引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)的理論知識和所獲得的實踐技能應(yīng)用到自己設(shè)計的案例和應(yīng)用場景中，引導(dǎo)學(xué)生在Linux操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)絡(luò)運行維護中有自己的創(chuàng)新思路。教師可以根據(jù)這些學(xué)生設(shè)計的成功案例，將其應(yīng)用到下一輪的教學(xué)內(nèi)容中，并為教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化和案例優(yōu)化提供有價值的參考，真正地實現(xiàn)“教學(xué)相長”。5課程教學(xué)改革效果分析為了驗證應(yīng)用驅(qū)動教學(xué)改革是否合理、可行，我們分別對北京林業(yè)大學(xué)計算機類專業(yè)2019年和2020年兩屆學(xué)生的Linux操作系統(tǒng)課程的期末成績進行了分析。圖1所示為教學(xué)改革實施前2019年某年級學(xué)生的期末成績分布圖。從圖１中可以看出，成績60分以下的學(xué)生人數(shù)較多，占參加考試的總學(xué)生數(shù)量的27%，而成績90分以上的學(xué)生較少，只占總?cè)藬?shù)的7%。圖2所示為教學(xué)改革實施后的2020年北京林業(yè)大學(xué)某計算機類專業(yè)學(xué)生期末成績分布圖。從圖2中看出，在試題量、試題難度基本相同的前提下，學(xué)生成績在60分以下的人數(shù)大為減少，學(xué)生期末成績以60—100分為中心呈泊松比分布。結(jié)果顯示，與教學(xué)改革實施前學(xué)生期末成績相比，教學(xué)改革實施后不及格人數(shù)明顯減少，成績優(yōu)秀的學(xué)生人數(shù)明顯增多，可見學(xué)生對Linux操作系統(tǒng)課程的學(xué)習(xí)興趣顯著提高，學(xué)生的整體成績明顯提升。6結(jié)語“應(yīng)用驅(qū)動”的教學(xué)方法在實際實施教學(xué)過程中，會有學(xué)生學(xué)習(xí)水平高低不均、理解和完成任務(wù)差別化的問題，基礎(chǔ)好的學(xué)生完成任務(wù)興趣大，學(xué)習(xí)的積極性也高，創(chuàng)新能力逐步提升?；A(chǔ)弱的學(xué)生完成基礎(chǔ)的任務(wù)都困難，會出現(xiàn)明顯畏難情緒而導(dǎo)致學(xué)習(xí)進展緩慢。后續(xù)本課程將考慮對“應(yīng)用驅(qū)動”教學(xué)方法設(shè)計出層次遞進的教學(xué)模式，項目和任務(wù)的設(shè)計遵循由簡到繁、由小到大、由粗到精的原則，對于具體的任務(wù)做到有序安排，對不同層次的學(xué)生因材施教。對Linux操作系統(tǒng)課程學(xué)習(xí)有很明顯愛好的學(xué)生，教師可以加大項目設(shè)計的難度，儲備合適的課程備用項目和設(shè)計相對復(fù)雜的任務(wù)，有針對性、選擇性