Linux操作系統(tǒng)課程混合教學(xué)改革實(shí)踐研究

馬馳,　吳杰　胡輝　向訓(xùn)文

關(guān)鍵詞：課程改革；混合教學(xué)；Linux；操作系統(tǒng)

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2023）10-0151-03

0 引言

Linux操作系統(tǒng)誕生于1991年，具有開源，安全，可靠，穩(wěn)定性強(qiáng)，有完整的開發(fā)人員社區(qū)等優(yōu)點(diǎn)，普遍應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)、嵌入式系統(tǒng)、工業(yè)控制等諸多領(lǐng)域。掌握Linux操作系統(tǒng)及其應(yīng)用技術(shù)的知識，對于計(jì)算機(jī)領(lǐng)域相關(guān)從業(yè)人員尤為重要[1]。在計(jì)算機(jī)相關(guān)學(xué)科的教學(xué)體系中，Linux操作系統(tǒng)課程的地位如圖1所示，其既是一門核心專業(yè)課，又是其他課程的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)平臺(tái)。因此，學(xué)生對于Linux操作系統(tǒng)的掌握情況，也影響到對于后續(xù)課程的理解[2]。本文針對Linux操作系統(tǒng)混合教學(xué)進(jìn)行了探索，提出了適合Linux操作系統(tǒng)課程混合教學(xué)的具體方法以及過程性評價(jià)改革方案，可很好的調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)出符合社會(huì)需求的應(yīng)用型和創(chuàng)新型人才。

1 現(xiàn)狀分析

當(dāng)前Linux操作系統(tǒng)教學(xué)中存在主要問題如下：

1）歷史悠久，涉及的知識點(diǎn)較多。Linux操作系統(tǒng)在長時(shí)間的歷史演變過程中，出現(xiàn)了眾多版本。為了方便開發(fā)和使用，各個(gè)版本的Linux提供了不同的開發(fā)工具和服務(wù)。版本差異增加了Linux操作系統(tǒng)學(xué)習(xí)的成本和時(shí)間，導(dǎo)致整個(gè)知識體系比較零散，知識結(jié)構(gòu)不夠清晰。同時(shí)，Linux系統(tǒng)背景知識點(diǎn)也較多，除了系統(tǒng)命令本身以外，還需要了解操作系統(tǒng)之外的計(jì)算機(jī)技術(shù)背景。例如講解Linux網(wǎng)絡(luò)管理時(shí)，需要學(xué)生理解基本的網(wǎng)絡(luò)分層，了解主要的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（HTTP、TCP、UDP 等協(xié)議）；講解WWW 服務(wù)器配置時(shí)，需要了解Web 設(shè)計(jì)的基本知識；講解Shell 編程時(shí)，需要有一定的編程基礎(chǔ)。此外，數(shù)據(jù)庫、多線程及網(wǎng)絡(luò)編程等方面的概念，學(xué)生理解起來也有難度。當(dāng)前Linux教學(xué)學(xué)時(shí)設(shè)置普遍為32或48學(xué)時(shí)，難以在課堂中深入講解，只能將有代表性、基礎(chǔ)知識點(diǎn)作為講授內(nèi)容[3-4]。

2）基礎(chǔ)知識枯燥，學(xué)生死記硬背。Linux系統(tǒng)的使用需要一定數(shù)量的命令支撐，因此Linux操作系統(tǒng)課程一般從操作命令開始講授。教師通常機(jī)械地將這些命令逐個(gè)講授，而學(xué)生日常習(xí)慣于Windows系統(tǒng)圖形化操作，記憶并理解這些命令以及命令參數(shù)也具有很大的難度。這是一個(gè)教與學(xué)都很枯燥的過程，很難起到良好的學(xué)習(xí)效果[5-6]。

3）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及形式陳舊，實(shí)驗(yàn)抄襲嚴(yán)重。Linux 操作系統(tǒng)的學(xué)習(xí)實(shí)踐性強(qiáng)，只有通過實(shí)際運(yùn)維項(xiàng)目的操作，學(xué)生才能真正掌握Linux的知識，所以課程實(shí)驗(yàn)是Linux操作系統(tǒng)教學(xué)的重要組成部分?，F(xiàn)有的課程實(shí)驗(yàn)以演示為主，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)沒有實(shí)際的應(yīng)用背景。現(xiàn)有的部分演示實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證任務(wù)，容易造成學(xué)生復(fù)制、粘貼抄襲實(shí)驗(yàn)結(jié)果[7]。因此教學(xué)設(shè)計(jì)中，需要建設(shè)貫穿Linux系統(tǒng)體系知識點(diǎn)的完整的實(shí)踐教學(xué)案例，通過案例的分解和不斷重構(gòu)，完成知識的關(guān)聯(lián)，讓學(xué)生系統(tǒng)和完整的學(xué)習(xí)知識。

由于2020年初疫情影響，各個(gè)學(xué)院開始線上教學(xué)，相較于傳統(tǒng)教學(xué)方式，線上教學(xué)展示出諸多優(yōu)點(diǎn)，例如學(xué)生可以利用碎片化時(shí)間，隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)等，但是也存在學(xué)生缺少與教師當(dāng)面的交流，教師無法及時(shí)糾正學(xué)生的錯(cuò)誤，學(xué)習(xí)的連貫性較差等弊端。因此，在2021及2022年度，課程組結(jié)合二者優(yōu)點(diǎn)，嘗試采用混合式教學(xué)，既能發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，高效利用時(shí)間，又能使教學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)連貫。

2 改革內(nèi)容

根據(jù)目前Linux操作系統(tǒng)課程教授過程中存在的問題以及線上授課的經(jīng)驗(yàn)，以培養(yǎng)實(shí)踐應(yīng)用能力為核心目標(biāo)[8]，本文從理論基礎(chǔ)、應(yīng)用實(shí)踐能力、教學(xué)模式融合和評價(jià)機(jī)制四方面探討課程改革的內(nèi)容。

2.1 理論基礎(chǔ)教學(xué)

通過校企共建和企業(yè)調(diào)研，根據(jù)Linux操作系統(tǒng)課程的就職方向（程序開發(fā)、系統(tǒng)集成架構(gòu)、系統(tǒng)運(yùn)維等方向），以及Linux操作系統(tǒng)作為課程教學(xué)中核心基礎(chǔ)課特點(diǎn)，對原有課程大綱進(jìn)行修訂，確立課程教學(xué)理念為“針對行業(yè)應(yīng)用，面向?qū)嶋H項(xiàng)目，以知識建設(shè)為主線，以鍛煉實(shí)踐能力和解決實(shí)際問題的能力為目標(biāo)”。課程內(nèi)容及課時(shí)安排如表1所示。

Linux操作系統(tǒng)創(chuàng)新、免費(fèi)、開源的特點(diǎn)和自由、平等、公正、法治的和諧社會(huì)思想高度契合，在授課過程中，融入了課程思政的內(nèi)容，通過不同類型的案例，引導(dǎo)學(xué)生理解并自覺實(shí)踐Linux操作系統(tǒng)職業(yè)精神和職業(yè)規(guī)范，增強(qiáng)職業(yè)責(zé)任感。課程思政主要內(nèi)容如表2所示。

2.2 應(yīng)用實(shí)踐能力培養(yǎng)

結(jié)合Linux 操作系統(tǒng)課程學(xué)習(xí)特點(diǎn)，課程組通過校企共建的方式將企業(yè)中實(shí)際的項(xiàng)目作為教學(xué)模板，對實(shí)際項(xiàng)目進(jìn)行改造。企業(yè)中的實(shí)際工作應(yīng)用可拆解為以下類別實(shí)驗(yàn)。

1）日常運(yùn)維實(shí)驗(yàn)。使用SSH遠(yuǎn)程完成文件管理、用戶管理、任務(wù)調(diào)度、進(jìn)程管理以及shell 腳本編寫等。

2）網(wǎng)絡(luò)管理實(shí)驗(yàn)。設(shè)置典型網(wǎng)絡(luò)故障和網(wǎng)絡(luò)安全問題，訓(xùn)練學(xué)生使用網(wǎng)絡(luò)命令和網(wǎng)絡(luò)工具分析和解決復(fù)雜工程問題。

3）Web應(yīng)用開發(fā)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生分組，將前序課程中Web開發(fā)項(xiàng)目部署到服務(wù)器上?；贚inux服務(wù)器對編程代碼進(jìn)行調(diào)試、測試、運(yùn)行。

4）網(wǎng)站維護(hù)實(shí)驗(yàn)。由教師提供大型服務(wù)架構(gòu)，學(xué)生對網(wǎng)站狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和信息采集。

在課程實(shí)驗(yàn)中，主要著重培養(yǎng)學(xué)生將理論知識應(yīng)用在實(shí)踐中的能力；運(yùn)用搜索引擎等工具解決位置問題的能力；熟練使用命令以及腳本的能力；使用腳本編程，批量任務(wù)操作的能力；使用Linux提供的編程接口，編寫Linux下應(yīng)用軟件的能力；配置維護(hù)服務(wù)器的能力；團(tuán)隊(duì)分工協(xié)作以及溝通能力；對于前沿技術(shù)的關(guān)注和了解的能力。

2.3 線上線下教學(xué)模式融合

在教學(xué)實(shí)踐過程中，采用線下教學(xué)結(jié)合線上平臺(tái)資源的方式，做到針對不同學(xué)生的因材施教，也做到了課時(shí)的靈活安排。課程整體教學(xué)方式采用“知識引導(dǎo)（線下）-講解示范（線上）-模仿練習(xí)（線下）-課堂實(shí)踐（線下）-檢查反饋（線上）-拓展提升（線上）”的模式。如圖2所示。

在“知識引導(dǎo)”部分，通過結(jié)合實(shí)際工程項(xiàng)目，來講解基礎(chǔ)知識，幫助同學(xué)建立完整的知識脈絡(luò)，教學(xué)側(cè)重“概念-理解”；在“講解與示范”部分，通過超星泛雅平臺(tái)推送教學(xué)內(nèi)容（20分鐘視頻講解、PPT、教案等資源），應(yīng)對案例進(jìn)行分析解釋，讓學(xué)生觀察如何將理論知識運(yùn)用到具體的實(shí)際項(xiàng)目中，學(xué)生上課前提前學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識點(diǎn)，養(yǎng)成獨(dú)立學(xué)習(xí)的習(xí)慣；在“模仿練習(xí)”部分，學(xué)生以團(tuán)隊(duì)方式完成，遇到問題引導(dǎo)學(xué)生通過搜索引擎等工具自主解決問題，遇到無法解決的問題，再由老師解答；“課堂實(shí)踐”貫穿整個(gè)知識體系，深入難點(diǎn)和重點(diǎn)知識，引導(dǎo)學(xué)生擴(kuò)展知識點(diǎn)，讓知識體系更加豐滿，側(cè)重知識點(diǎn)“再理解”；課后在“檢查反饋”部分以小組為單位整體對學(xué)生的工作情況進(jìn)行打分，再由小組中每個(gè)人的貢獻(xiàn)程度根據(jù)不同的權(quán)重計(jì)算出個(gè)人成績，同時(shí)針對每個(gè)學(xué)生的分工，有側(cè)重地提出每個(gè)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中還需要加強(qiáng)的知識；在“拓展與推廣”環(huán)節(jié)中，學(xué)生在課堂培訓(xùn)的基礎(chǔ)上拓展課外培訓(xùn)的內(nèi)容，學(xué)生參加相關(guān)競賽，自主地學(xué)習(xí)課本之外的新知識，新技能。同時(shí)也可以鼓勵(lì)有興趣的學(xué)生，了解或是參與Linux開源項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，提高學(xué)生對于Linux的興趣，提高學(xué)生自主解決未知問題的能力以及自主學(xué)習(xí)能力。

學(xué)生通過觀看同步課堂、完成編程代碼、小組討論等方式，可以加強(qiáng)知識點(diǎn)的掌握，并有利于教師把握學(xué)生學(xué)習(xí)的效果，動(dòng)態(tài)分析調(diào)整教學(xué)方式及教學(xué)計(jì)劃。2021—2022學(xué)年，課程通過超星泛雅平臺(tái)共進(jìn)行課前視頻講解12次，課堂考試11次，學(xué)生課堂小組討論4次，課后小組討論3次。

2.4 評價(jià)機(jī)制改革

傳統(tǒng)的Linux操作系統(tǒng)課程考核由“平時(shí)成績+期末考試成績”兩部分組成。其中平時(shí)成績根據(jù)課堂提問和實(shí)驗(yàn)成績確定，成績比例為30%，期末考試為閉卷考試，試卷成績占總成績的70%。由于期末考試成績占據(jù)了大部分比例，因此學(xué)生常常抱有僥幸心理，平時(shí)作業(yè)應(yīng)付了事，期末考試前突擊背誦，甚至作弊抄襲，導(dǎo)致對學(xué)生的綜合素質(zhì)和實(shí)際動(dòng)手能力不能客觀地評價(jià)和估計(jì)。

為了配合線上線下混合教學(xué)的模式，采取過程性評價(jià)完善傳統(tǒng)的考核方式，重點(diǎn)對學(xué)生是否能熟練運(yùn)用所學(xué)知識及技能，是否能綜合分析實(shí)際問題，完成實(shí)際項(xiàng)目進(jìn)行考察。加大課程過程評價(jià)的成績比例，通過課堂考試和超星泛雅平臺(tái)的視頻觀看和測驗(yàn)，為優(yōu)秀學(xué)生提供更完備和深入的知識體系，確保學(xué)生的學(xué)生時(shí)間和學(xué)習(xí)質(zhì)量?？己吮壤胺椒ㄈ鐖D3所示，新的考核成績?yōu)椤斑^程評價(jià)成績+期末考試成績”，二者比例各占50%，其中過程評價(jià)包括視頻觀看成績（10%）、課后作業(yè)（10%），小組討論（5%），課堂測試（15%），出勤情況（10%）。新的評價(jià)機(jī)制綜合了原有的評價(jià)和過程評價(jià)，能全面地測試學(xué)生的理論素質(zhì)和實(shí)際動(dòng)手操作能力，避免了期末死記硬背，一考定終身的現(xiàn)象，提高了學(xué)生在平時(shí)學(xué)習(xí)中的動(dòng)力和動(dòng)手操作的積極性。

3 效果分析

在經(jīng)過2021年、2022年兩年的混合式教學(xué)，學(xué)生在學(xué)習(xí)Linux操作系統(tǒng)課程時(shí)，表現(xiàn)出了極高的積極性，教學(xué)效果較好，學(xué)生在“超星泛雅平臺(tái)”觀看視頻時(shí)長平均為3.13小時(shí)，許多學(xué)生是多次觀看視頻，最長時(shí)間為4.13小時(shí)，作業(yè)基本全部提交，僅個(gè)別同學(xué)少提交1次，由于有超星平臺(tái)的作業(yè)提醒，作業(yè)提交率超過了原有的紙質(zhì)報(bào)告，并且極大地減輕了教師和課代表的工作壓力。圖4為兩年成績均值比例，成績符合正態(tài)分布，大部分同學(xué)的成績?yōu)榱己茫患案衤实陀?0%，成績有了明顯改善。今后教學(xué)中，可根據(jù)教學(xué)情況，逐步增加試題難度，進(jìn)行持續(xù)的教學(xué)改進(jìn)。

4 總結(jié)

在計(jì)算機(jī)專業(yè)的知識體系中，Linux操作系統(tǒng)起到基礎(chǔ)和平臺(tái)的作用。以混合式教學(xué)為載體，Linux 操作系統(tǒng)教學(xué)能夠克服教學(xué)時(shí)長少，教學(xué)方式陳舊等缺點(diǎn)，將真實(shí)案例、實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目和Linux操作系統(tǒng)知識體系串聯(lián)起來，達(dá)到較好的教學(xué)效果。