應(yīng)用驅(qū)動的 Linux 操作系統(tǒng)教學改革

應(yīng)用驅(qū)動的Linux操作系統(tǒng)教學改革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。Linux操作系統(tǒng)在計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)構(gòu)體系中也具有相當重要的地位，學生學好該課程，對后續(xù)進一步深入學習計算機類的其他課程以及提升實習實踐有很強的支撐作用。2Linux操作系統(tǒng)課程教學中存在的問題在Linux操作系統(tǒng)的傳統(tǒng)教學模式中，多數(shù)高校將課程理論知識教學與實驗課分別設(shè)置課程進行教學，通常是老師在教室先講授理論知識，然后學生按教學大綱設(shè)置的相應(yīng)章節(jié)的學時和實驗內(nèi)容到機房進行實驗。這種傳統(tǒng)教學模式突出的特點就是實驗環(huán)節(jié)是用來“輔助”理論教學的，學生通過具體的實驗操作“驗證”課堂所學的內(nèi)容，其實際教學效果普遍表現(xiàn)為學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。學生目前所接觸的操作系統(tǒng)多是Windows操作系統(tǒng)，習慣了使用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)會妨礙初學者深入學習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，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)教學方法，幫助學生克服學習該課程的困難，增強學習的興趣，提高在Linux操作系統(tǒng)學習中分析問題和解決實際問題的能力。這種教學方法與傳統(tǒng)的教學模式有著較大的不同。3“應(yīng)用驅(qū)動”的課程教學改革方法Linux操作系統(tǒng)的教學要結(jié)合當前國家對Linux操作系統(tǒng)人才的需要，改革傳統(tǒng)教學模式，結(jié)合應(yīng)用項目來更新課程的教學內(nèi)容，這在理論知識的教學和案例的設(shè)計兩方面都十分有必要?！皯?yīng)用驅(qū)動”的教學方法在教學過程中，以“應(yīng)用型案例”為主導(dǎo)，以學生為“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，被列入教學計劃的實際案例應(yīng)當遵照教學大綱，并以教學大綱為理論指導(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和實驗案例。學生通過接觸這些應(yīng)用型案例，就能變抽象為具體，感性地認識和學習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，教學過程突出學生為主體，充分發(fā)揮學生本身的主動性和創(chuàng)造性，增強學習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。學習能力和動手能力強的學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)動的教學理念。教師在教學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，要讓學生了解Linux操作系統(tǒng)課程的特點，引導(dǎo)學生建立項目導(dǎo)引學習的思路，向?qū)W生展示項目引導(dǎo)學習的典型案例，但要注意不能脫離課程的教學大綱，逐步使學生在本課程的學習過程中，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)教學方法，使學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)課程的主要教學任務(wù)，訓練學生在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”的教學方法中，將教學內(nèi)容根據(jù)教學大綱分解為對應(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)處主要負責人使用；在局域網(wǎng)中實現(xiàn)DNS功能，要求能解析學籍管理科、考試中心、教學運行管理中心、實驗實習科等部門的域名；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，將學習任務(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習任務(wù)中，既讓學生學習和理解理論知識，又實踐具體應(yīng)用，使整個學習過程接觸Linux操作系統(tǒng)不陌生，學習理論知識不枯燥、不抽象，實操項目針對具體應(yīng)用，真正踐行學有所用，學有提高。課程進入結(jié)束階段，教師要著重考查案例教學的實施效果，這可以通過建立恰當?shù)呐c課程完成任務(wù)情況掛鉤的教師測評機制和學生互評機制，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生的項目，總結(jié)和展示給同學，并積極引導(dǎo)學生進行項目的持續(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)的學習不會結(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“應(yīng)用驅(qū)動”的教學方法依據(jù)課程大綱的理論指導(dǎo)，將理論教學內(nèi)容合理組織進實踐教學項目，打破和改進了傳統(tǒng)的以單元章節(jié)為主的教學模式。項目驅(qū)動能讓學生理解項目任務(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)置全新的學習資源和搭建真實應(yīng)用場景的學習環(huán)境，啟發(fā)學生通過一個案例的學習拓展到多個不同的應(yīng)用場景，并逐步引導(dǎo)學生將所學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)這些學生設(shè)計的成功案例，將其應(yīng)用到下一輪的教學內(nèi)容中，并為教學內(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)“教學相長”。5課程教學改革效果分析為了驗證應(yīng)用驅(qū)動教學改革是否合理、可行，我們分別對北京林業(yè)大學計算機類專業(yè)2019年和2020年兩屆學生的Linux操作系統(tǒng)課程的期末成績進行了分析。圖1所示為教學改革實施前2019年某年級學生的期末成績分布圖。從圖１中可以看出，成績60分以下的學生人數(shù)較多，占參加考試的總學生數(shù)量的27%，而成績90分以上的學生較少，只占總?cè)藬?shù)的7%。圖2所示為教學改革實施后的2020年北京林業(yè)大學某計算機類專業(yè)學生期末成績分布圖。從圖2中看出，在試題量、試題難度基本相同的前提下，學生成績在60分以下的人數(shù)大為減少，學生期末成績以60—100分為中心呈泊松比分布。結(jié)果顯示，與教學改革實施前學生期末成績相比，教學改革實施后不及格人數(shù)明顯減少，成績優(yōu)秀的學生人數(shù)明顯增多，可見學生對Linux操作系統(tǒng)課程的學習興趣顯著提高，學生的整體成績明顯提升。6結(jié)語“應(yīng)用驅(qū)動”的教學方法在實際實施教學過程中，會有學生學習水平高低不均、理解和完成任務(wù)差別化的問題，基礎(chǔ)好的學生完成任務(wù)興趣大，學習的積極性也高，創(chuàng)新能力逐步提升?；A(chǔ)弱的學生完成基礎(chǔ)的任務(wù)都困難，會出現(xiàn)明顯畏難情緒而導(dǎo)致學習進展緩慢。后續(xù)本課程將考慮對“應(yīng)用驅(qū)動”教學方法設(shè)計出層次遞進的教學模式，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，對不同層次的學生因材施教。對Linux操作系統(tǒng)課程學習有很明顯愛好的學生，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