應(yīng)用驅(qū)動(dòng)的 Linux 操作系統(tǒng)教學(xué)改革

應(yīng)用驅(qū)動(dòng)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(guó)政府的關(guān)注，尤其對(duì)我國(guó)操作系統(tǒng)的安全可控起到了積極的作用[1]。近年來(lái)，Linux操作系統(tǒng)占有市場(chǎng)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(lái)越高。為應(yīng)對(duì)社會(huì)對(duì)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(jì)算機(jī)專業(yè)及其相關(guān)專業(yè)的教學(xué)計(jì)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(diǎn)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(shí)用程序、Linux環(huán)境下C程序設(shè)計(jì)、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(shí)用性都很強(qiáng)，課程重點(diǎn)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(jì)算機(jī)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(duì)后續(xù)進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)類的其他課程以及提升實(shí)習(xí)實(shí)踐有很強(qiáng)的支撐作用。2Linux操作系統(tǒng)課程教學(xué)中存在的問(wèn)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(shí)教學(xué)與實(shí)驗(yàn)課分別設(shè)置課程進(jìn)行教學(xué)，通常是老師在教室先講授理論知識(shí)，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(shí)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容到機(jī)房進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這種傳統(tǒng)教學(xué)模式突出的特點(diǎn)就是實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是用來(lái)“輔助”理論教學(xué)的，學(xué)生通過(guò)具體的實(shí)驗(yàn)操作“驗(yàn)證”課堂所學(xué)的內(nèi)容，其實(shí)際教學(xué)效果普遍表現(xiàn)為學(xué)生理論知識(shí)水平確實(shí)達(dá)到了一定的高度，但是實(shí)踐操作尤其是應(yīng)用技能相對(duì)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(shí)候會(huì)感覺(jué)比較難適用。因?yàn)長(zhǎng)inux操作系統(tǒng)命令繁多，而且每條命令要配合一些選項(xiàng)來(lái)操作使用，對(duì)于Linux操作系統(tǒng)初學(xué)者來(lái)說(shuō)，確實(shí)有一些記憶困難和陌生感，這種不適應(yīng)會(huì)妨礙初學(xué)者深入學(xué)習(xí)Linux操作系統(tǒng)，從而體會(huì)不到使用Linux操作系統(tǒng)的優(yōu)越性。基于上述存在的問(wèn)題，結(jié)合創(chuàng)新應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，可以使用實(shí)際案例與理論知識(shí)結(jié)合的“應(yīng)用驅(qū)動(dòng)”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(qiáng)學(xué)習(xí)的興趣，提高在Linux操作系統(tǒng)學(xué)習(xí)中分析問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)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(dòng)”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(guó)家對(duì)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(xiàng)目來(lái)更新課程的教學(xué)內(nèi)容，這在理論知識(shí)的教學(xué)和案例的設(shè)計(jì)兩方面都十分有必要?！皯?yīng)用驅(qū)動(dòng)”的教學(xué)方法在教學(xué)過(guò)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(shí)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(shí)要有一定的原則，首先，被列入教學(xué)計(jì)劃的實(shí)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(diǎn)的應(yīng)用型案例材料，才適合作為本課程的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)案例。學(xué)生通過(guò)接觸這些應(yīng)用型案例，就能變抽象為具體，感性地認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)Linux操作系統(tǒng)，消化課程中的理論知識(shí)，掌握實(shí)際的操作技能。最后將所學(xué)操作系統(tǒng)的理論知識(shí)應(yīng)用在解決案例的實(shí)際問(wèn)題中，還可以進(jìn)一步獲得多種解決問(wèn)題的方案。在課程的教學(xué)過(guò)程中，需要把握的是以實(shí)踐為主導(dǎo)來(lái)掌握應(yīng)用技能，教學(xué)過(guò)程突出學(xué)生為主體，充分發(fā)揮學(xué)生本身的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，增強(qiáng)學(xué)習(xí)Linux操作系統(tǒng)這門課的興趣及動(dòng)手能力，加深對(duì)操作系統(tǒng)理論的理解。學(xué)習(xí)能力和動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生在具體項(xiàng)目實(shí)踐中能體會(huì)到操作成功后的“成就感”，這也正是體現(xiàn)了應(yīng)用驅(qū)動(dòng)的教學(xué)理念。教師在教學(xué)過(guò)程中的作用是把握方向進(jìn)行宏觀調(diào)控。除了精選實(shí)際案例外，還要將課程理論的知識(shí)點(diǎn)與具體實(shí)際案例中的各個(gè)環(huán)節(jié)有機(jī)結(jié)合，進(jìn)行對(duì)應(yīng)的理論梳理和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。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(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生建立項(xiàng)目導(dǎo)引學(xué)習(xí)的思路，向?qū)W生展示項(xiàng)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(guò)程中，形成“首先是理論指導(dǎo)實(shí)踐，進(jìn)而實(shí)踐進(jìn)一步加深對(duì)理論的理解”的良性循環(huán)趨勢(shì)。“應(yīng)用驅(qū)動(dòng)”的Linux操作系統(tǒng)教學(xué)方法，使學(xué)生的理論和實(shí)際操作能力達(dá)到一個(gè)理想的水平，實(shí)現(xiàn)理論和技能“雙贏”的教學(xué)效果[3]。4項(xiàng)目與課程的有機(jī)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(duì)操作系統(tǒng)進(jìn)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(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置。在“應(yīng)用驅(qū)動(dòng)”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(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，將項(xiàng)目的各操作部分與分解的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行有機(jī)融合[4]，主要設(shè)計(jì)部分為由Linux操作系統(tǒng)完成的任務(wù)。4.1設(shè)計(jì)為學(xué)校教務(wù)處搭建和管理Linux局域網(wǎng)項(xiàng)目項(xiàng)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(shí)現(xiàn)DHCP功能，要求IP綁定一臺(tái)客戶機(jī)，供教務(wù)處主要負(fù)責(zé)人使用；在局域網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)DNS功能，要求能解析學(xué)籍管理科、考試中心、教學(xué)運(yùn)行管理中心、實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)科等部門的域名；在教務(wù)處內(nèi)部建立Web站點(diǎn)，能通過(guò)瀏覽器訪問(wèn)各站點(diǎn)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(wèn)FTP權(quán)限；搭建SAMBA服務(wù)器，能實(shí)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(hù)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(xiàng)目分解并融合知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)幾個(gè)階段的具體任務(wù)Linux操作系統(tǒng)課程的總課時(shí)為32學(xué)時(shí)，結(jié)合項(xiàng)目將課程總體規(guī)劃為幾個(gè)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(gè)階段劃分見表1。4.3將每一個(gè)階段劃分為若干個(gè)小任務(wù)，并設(shè)置評(píng)價(jià)機(jī)制圍繞Linux局域網(wǎng)搭建項(xiàng)目，將學(xué)習(xí)任務(wù)細(xì)化和具體實(shí)踐化，將課程中的理論知識(shí)與實(shí)際操作有機(jī)地融入各個(gè)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(shí)，又實(shí)踐具體應(yīng)用，使整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程接觸Linux操作系統(tǒng)不陌生，學(xué)習(xí)理論知識(shí)不枯燥、不抽象，實(shí)操項(xiàng)目針對(duì)具體應(yīng)用，真正踐行學(xué)有所用，學(xué)有提高。課程進(jìn)入結(jié)束階段，教師要著重考查案例教學(xué)的實(shí)施效果，這可以通過(guò)建立恰當(dāng)?shù)呐c課程完成任務(wù)情況掛鉤的教師測(cè)評(píng)機(jī)制和學(xué)生互評(píng)機(jī)制，設(shè)置具體詳盡的項(xiàng)目完成情況評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)。最后可以選取比較成功的學(xué)生的項(xiàng)目，總結(jié)和展示給同學(xué)，并積極引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目的持續(xù)改進(jìn)和對(duì)項(xiàng)目后期改進(jìn)空間的思考，力爭(zhēng)傳達(dá)給學(xué)生的信息是本課程雖然即將結(jié)束，但是對(duì)Linux操作系統(tǒng)的學(xué)習(xí)不會(huì)結(jié)束，將持續(xù)提升Linux操作系統(tǒng)應(yīng)用和項(xiàng)目開發(fā)的水平。4.4創(chuàng)新課程內(nèi)容，進(jìn)行促進(jìn)應(yīng)用技能提升的實(shí)踐教學(xué)“應(yīng)用驅(qū)動(dòng)”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(jìn)實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目，打破和改進(jìn)了傳統(tǒng)的以單元章節(jié)為主的教學(xué)模式。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)能讓學(xué)生理解項(xiàng)目任務(wù)所聯(lián)系的橫向知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)又能體會(huì)縱向任務(wù)的逐層遞進(jìn)。教師創(chuàng)造性地設(shè)置全新的學(xué)習(xí)資源和搭建真實(shí)應(yīng)用場(chǎng)景的學(xué)習(xí)環(huán)境，啟發(fā)學(xué)生通過(guò)一個(gè)案例的學(xué)習(xí)拓展到多個(gè)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，并逐步引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)的理論知識(shí)和所獲得的實(shí)踐技能應(yīng)用到自己設(shè)計(jì)的案例和應(yīng)用場(chǎng)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(yùn)行維護(hù)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(jì)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(jià)值的參考，真正地實(shí)現(xiàn)“教學(xué)相長(zhǎng)”。5課程教學(xué)改革效果分析為了驗(yàn)證應(yīng)用驅(qū)動(dòng)教學(xué)改革是否合理、可行，我們分別對(duì)北京林業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)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(jī)進(jìn)行了分析。圖1所示為教學(xué)改革實(shí)施前2019年某年級(jí)學(xué)生的期末成績(jī)分布圖。從圖１中可以看出，成績(jī)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(jī)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(shí)施后的2020年北京林業(yè)大學(xué)某計(jì)算機(jī)類專業(yè)學(xué)生期末成績(jī)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(jī)?cè)?0分以下的人數(shù)大為減少，學(xué)生期末成績(jī)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(shí)施前學(xué)生期末成績(jī)相比，教學(xué)改革實(shí)施后不及格人數(shù)明顯減少，成績(jī)優(yōu)秀的學(xué)生人數(shù)明顯增多，可見學(xué)生對(duì)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(jī)明顯提升。6結(jié)語(yǔ)“應(yīng)用驅(qū)動(dòng)”的教學(xué)方法在實(shí)際實(shí)施教學(xué)過(guò)程中，會(huì)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(wèn)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(huì)出現(xiàn)明顯畏難情緒而導(dǎo)致學(xué)習(xí)進(jìn)展緩慢。后續(xù)本課程將考慮對(duì)“應(yīng)用驅(qū)動(dòng)”教學(xué)方法設(shè)計(jì)出層次遞進(jìn)的教學(xué)模式，項(xiàng)目和任務(wù)的設(shè)計(jì)遵循由簡(jiǎn)到繁、由小到大、由粗到精的原則，對(duì)于具體的任務(wù)做到有序安排，對(duì)不同層次的學(xué)生因材施教。對(duì)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(xiàng)目設(shè)計(jì)的難度，儲(chǔ)備合適的課程備用項(xiàng)目和設(shè)計(jì)相對(duì)復(fù)雜的任務(wù)，有針對(duì)性、選擇性