Linux操作系統課程混合教學改革實踐研究

馬馳,　吳杰　胡輝　向訓文

關鍵詞：課程改革；混合教學；Linux；操作系統

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2023）10-0151-03

0 引言

Linux操作系統誕生于1991年，具有開源，安全，可靠，穩定性強，有完整的開發人員社區等優點，普遍應用于物聯網、嵌入式系統、工業控制等諸多領域。掌握Linux操作系統及其應用技術的知識，對于計算機領域相關從業人員尤為重要[1]。在計算機相關學科的教學體系中，Linux操作系統課程的地位如圖1所示，其既是一門核心專業課，又是其他課程的基礎學習平臺。因此，學生對于Linux操作系統的掌握情況，也影響到對于后續課程的理解[2]。本文針對Linux操作系統混合教學進行了探索，提出了適合Linux操作系統課程混合教學的具體方法以及過程性評價改革方案，可很好的調動學生的學習積極性，培養出符合社會需求的應用型和創新型人才。

1 現狀分析

當前Linux操作系統教學中存在主要問題如下：

1）歷史悠久，涉及的知識點較多。Linux操作系統在長時間的歷史演變過程中，出現了眾多版本。為了方便開發和使用，各個版本的Linux提供了不同的開發工具和服務。版本差異增加了Linux操作系統學習的成本和時間，導致整個知識體系比較零散，知識結構不夠清晰。同時，Linux系統背景知識點也較多，除了系統命令本身以外，還需要了解操作系統之外的計算機技術背景。例如講解Linux網絡管理時，需要學生理解基本的網絡分層，了解主要的網絡協議（HTTP、TCP、UDP 等協議）；講解WWW 服務器配置時，需要了解Web 設計的基本知識；講解Shell 編程時，需要有一定的編程基礎。此外，數據庫、多線程及網絡編程等方面的概念，學生理解起來也有難度。當前Linux教學學時設置普遍為32或48學時，難以在課堂中深入講解，只能將有代表性、基礎知識點作為講授內容[3-4]。

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

3）實驗內容及形式陳舊，實驗抄襲嚴重。Linux 操作系統的學習實踐性強，只有通過實際運維項目的操作，學生才能真正掌握Linux的知識，所以課程實驗是Linux操作系統教學的重要組成部分?，F有的課程實驗以演示為主，實驗設計沒有實際的應用背景?，F有的部分演示實驗和實驗驗證任務，容易造成學生復制、粘貼抄襲實驗結果[7]。因此教學設計中，需要建設貫穿Linux系統體系知識點的完整的實踐教學案例，通過案例的分解和不斷重構，完成知識的關聯，讓學生系統和完整的學習知識。

由于2020年初疫情影響，各個學院開始線上教學，相較于傳統教學方式，線上教學展示出諸多優點，例如學生可以利用碎片化時間，隨時隨地學習等，但是也存在學生缺少與教師當面的交流，教師無法及時糾正學生的錯誤，學習的連貫性較差等弊端。因此，在2021及2022年度，課程組結合二者優點，嘗試采用混合式教學，既能發揮學生的主動性，高效利用時間，又能使教學嚴謹連貫。

2 改革內容

根據目前Linux操作系統課程教授過程中存在的問題以及線上授課的經驗，以培養實踐應用能力為核心目標[8]，本文從理論基礎、應用實踐能力、教學模式融合和評價機制四方面探討課程改革的內容。

2.1 理論基礎教學

通過校企共建和企業調研，根據Linux操作系統課程的就職方向（程序開發、系統集成架構、系統運維等方向），以及Linux操作系統作為課程教學中核心基礎課特點，對原有課程大綱進行修訂，確立課程教學理念為“針對行業應用，面向實際項目，以知識建設為主線，以鍛煉實踐能力和解決實際問題的能力為目標”。課程內容及課時安排如表1所示。

Linux操作系統創新、免費、開源的特點和自由、平等、公正、法治的和諧社會思想高度契合，在授課過程中，融入了課程思政的內容，通過不同類型的案例，引導學生理解并自覺實踐Linux操作系統職業精神和職業規范，增強職業責任感。課程思政主要內容如表2所示。

2.2 應用實踐能力培養

結合Linux 操作系統課程學習特點，課程組通過校企共建的方式將企業中實際的項目作為教學模板，對實際項目進行改造。企業中的實際工作應用可拆解為以下類別實驗。

1）日常運維實驗。使用SSH遠程完成文件管理、用戶管理、任務調度、進程管理以及shell 腳本編寫等。

2）網絡管理實驗。設置典型網絡故障和網絡安全問題，訓練學生使用網絡命令和網絡工具分析和解決復雜工程問題。

3）Web應用開發實驗。學生分組，將前序課程中Web開發項目部署到服務器上?；贚inux服務器對編程代碼進行調試、測試、運行。

4）網站維護實驗。由教師提供大型服務架構，學生對網站狀態進行監控和信息采集。

在課程實驗中，主要著重培養學生將理論知識應用在實踐中的能力；運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，批量任務操作的能力；使用Linux提供的編程接口，編寫Linux下應用軟件的能力；配置維護服務器的能力；團隊分工協作以及溝通能力；對于前沿技術的關注和了解的能力。

2.3 線上線下教學模式融合

在教學實踐過程中，采用線下教學結合線上平臺資源的方式，做到針對不同學生的因材施教，也做到了課時的靈活安排。課程整體教學方式采用“知識引導（線下）-講解示范（線上）-模仿練習（線下）-課堂實踐（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”部分，通過結合實際工程項目，來講解基礎知識，幫助同學建立完整的知識脈絡，教學側重“概念-理解”；在“講解與示范”部分，通過超星泛雅平臺推送教學內容（20分鐘視頻講解、PPT、教案等資源），應對案例進行分析解釋，讓學生觀察如何將理論知識運用到具體的實際項目中，學生上課前提前學習基礎知識點，養成獨立學習的習慣；在“模仿練習”部分，學生以團隊方式完成，遇到問題引導學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；“課堂實踐”貫穿整個知識體系，深入難點和重點知識，引導學生擴展知識點，讓知識體系更加豐滿，側重知識點“再理解”；課后在“檢查反饋”部分以小組為單位整體對學生的工作情況進行打分，再由小組中每個人的貢獻程度根據不同的權重計算出個人成績，同時針對每個學生的分工，有側重地提出每個學生在學習過程中還需要加強的知識；在“拓展與推廣”環節中，學生在課堂培訓的基礎上拓展課外培訓的內容，學生參加相關競賽，自主地學習課本之外的新知識，新技能。同時也可以鼓勵有興趣的學生，了解或是參與Linux開源項目，培養學生的實踐能力，提高學生對于Linux的興趣，提高學生自主解決未知問題的能力以及自主學習能力。

學生通過觀看同步課堂、完成編程代碼、小組討論等方式，可以加強知識點的掌握，并有利于教師把握學生學習的效果，動態分析調整教學方式及教學計劃。2021—2022學年，課程通過超星泛雅平臺共進行課前視頻講解12次，課堂考試11次，學生課堂小組討論4次，課后小組討論3次。

2.4 評價機制改革

傳統的Linux操作系統課程考核由“平時成績+期末考試成績”兩部分組成。其中平時成績根據課堂提問和實驗成績確定，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了大部分比例，因此學生常常抱有僥幸心理，平時作業應付了事，期末考試前突擊背誦，甚至作弊抄襲，導致對學生的綜合素質和實際動手能力不能客觀地評價和估計。

為了配合線上線下混合教學的模式，采取過程性評價完善傳統的考核方式，重點對學生是否能熟練運用所學知識及技能，是否能綜合分析實際問題，完成實際項目進行考察。加大課程過程評價的成績比例，通過課堂考試和超星泛雅平臺的視頻觀看和測驗，為優秀學生提供更完備和深入的知識體系，確保學生的學生時間和學習質量?？己吮壤胺椒ㄈ鐖D3所示，新的考核成績為“過程評價成績+期末考試成績”，二者比例各占50%，其中過程評價包括視頻觀看成績（10%）、課后作業（10%），小組討論（5%），課堂測試（15%），出勤情況（10%）。新的評價機制綜合了原有的評價和過程評價，能全面地測試學生的理論素質和實際動手操作能力，避免了期末死記硬背，一考定終身的現象，提高了學生在平時學習中的動力和動手操作的積極性。

3 效果分析

在經過2021年、2022年兩年的混合式教學，學生在學習Linux操作系統課程時，表現出了極高的積極性，教學效果較好，學生在“超星泛雅平臺”觀看視頻時長平均為3.13小時，許多學生是多次觀看視頻，最長時間為4.13小時，作業基本全部提交，僅個別同學少提交1次，由于有超星平臺的作業提醒，作業提交率超過了原有的紙質報告，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，成績符合正態分布，大部分同學的成績為良好，不及格率低于10%，成績有了明顯改善。今后教學中，可根據教學情況，逐步增加試題難度，進行持續的教學改進。

4 總結

在計算機專業的知識體系中，Linux操作系統起到基礎和平臺的作用。以混合式教學為載體，Linux 操作系統教學能夠克服教學時長少，教學方式陳舊等缺點，將真實案例、實戰項目和Linux操作系統知識體系串聯起來，達到較好的教學效果。