成果导向理念下Linux操作系统教学改革.pdf

第 39 卷 第 8 期 福 建 电 脑 Vol.39 No.8 2023 年 8 月 Journal of Fujian Computer Aug.2023 本文得到广东省重点建设学科科研能力提升项目（No.2021ZDJS082)、惠州学院网络教学改革项目（No.WLJG006）资助。马驰，男，1977年生，主要研究领域为模式识别、数据挖掘。吴杰（通信作者），男，1981年生，主要研究领域为数据挖掘。Email:。成果导向理念下 Linux 操作系统教学改革 马驰1 吴杰2 胡辉1 向训文1 1(惠州学院计算机科学与工程学院 广东 惠州 516007)2(辽宁科技大学计算机与软件工程学院 辽宁 鞍山 114051)摘 要 在当前各个学科开展工程教育专业认证的背景下，成果导向的教育方法逐渐深入到高等教育领域各个专业中。本文提出了一种符合成果导向的教育要求的 Linux 操作系统课程实施方案，从以学生为中心、产出导向、持续改进三个方面开展了具体的教学过程设计。通过问卷调查和教学评价发现，改革后的教学措施有利于培养学生的工程素养和实践能力。关键词 教学改革；Linux 操作系统；成果导向 中图法分类号 G642.0 DOI:10.16707/ki.fjpc.2023.08.021 Exploration on the Teaching Reform of Linux Operating System Based on OBE MA Chi1,WU Jie2,HU Hui1,XIANG Xunwen1 1(School of Computer Science and Engineering,Huizhou University,Huizhou,China,516007)2(School of Computer and Software Engineering,University of Science and Technology Liaoning,Anshan,China,114051)Abstract In the context of the current professional certification of engineering education in various disciplines,the Outcome-based education method has gradually penetrated into all majors in the field of higher education.This paper proposes a Linux operating system course implementation scheme that meets the requirements of Outcome-based education,and carries out specific teaching process design from three aspects:student-centered,output-oriented and continuous improvement.Through questionnaire survey and teaching evaluation,it is found that the reformed teaching measures are conducive to cultivating students engineering literacy and practical ability.Keywords Reform in Education;Linux Operating System;Results Oriented 1 引言 随着信息与数字经济的发展，计算机专业技术也在日新月异地发生变化。作为国家培养具有创新能力人才的重要环节，计算机相关专业高等教育也在不断革新和探索，以适应行业快速变化的趋势1。在当前各个学科开展工程教育专业认证的背景下，成果导向的教育（Outcome based education，OBE）方法逐渐深入高等教育领域的各个专业中。OBE 是一种以学生为中心、以学习成果为导向、以持续改进为动力的教育理念和方法，强调教育过程的设计、实施和评价都要围绕预期的学习成果展开，以提高学生的综合素质和能力为目标2。Linux 操作系统是计算机专业的基础课程之一，是培养学生掌握计算机系统原理和应用的重要途径。Linux 操作系统具有开源、免费、稳定、安全、高效等特点，广泛应用于软件技术开发、机器学习、嵌入式设备和分布式计算等领域。Linux 操作系统的教学对于提高学生的工程实践能力和创新能力具有重要意义3。传统的 Linux 操作系统教学存在内容更新慢、实验方式单调、考核困难等问题，不利于学生能力的培养。在这种情况下，本文提出了一种符合 OBE2023 年 福 建 电 脑 95 要求的 Linux 操作系统课程实施方案，从以学生为中心、产出导向、持续改进三个方面进行了教学过程设计，建立符合 OBE 要求的 Linux 操作系统课程体系。通过对教学的问卷调查和教学评价，发现学生对改革后教学措施表现出高度的积极性和参与度，有利于培养学生的工程素养和实践能力4。2 课程现状及问题分析 目前 Linux 操作系统教学内容主要由理论教学和验证性实验构成，考核评价主要依据实验成绩、课堂表现和期末考试5。该模式存在以下问题：（1）教学内容更新慢。Linux 操作系统具有发行版本众多、更新较快的特点。书本的教学内容仅采用特定的 Linux 发行版本，讲授的操作方法和配置存在与实际生产环境不兼容的问题，不利于培养学生解决复杂工程能力。对于计算机相关专业的本科生，若要掌握各个版本的操作系统的优缺点，就需要在不同版本的Linux 系统下进行实验。除了现有教学环境相对落后，不具备配置多个操作系统要求的硬件问题，还存在传统教育中学时安排和教学计划固定的因素。在传统教学中，Linux 操作系统课内学时一般安排48 或 64 学时，对于 Linux 操作系统的五个重要知识点：命令基础，系统管理，系统应用开发，网络配置和安全运维，只能在有限学时中，完成基础知识的教学5。（2）实验方式单调。传统教学侧重于课程结构的完整性。Linux 实验教学大部分设置为教师指定实验内容，学生多为被动执行的教学方式，即采用指定实验指导书或自编实验指导书，要求学生课前了解实验目的、基本知识点和实验步骤等预习工作，课内执行实验计划，完成实验6。这种方式仅仅是机械性地完成实验。一般而言，实验课仍然为大班授课，学生积极性不高，不能真正深入了解实验原理和目的。例如在 shell 编程实验时，一旦出现语法错误，难以自行解决。同时，实验指导书的实验步骤为文字描述和图片，难以将全部实验步骤展示给学生，存在信息量少、没有互动效果的缺点。（3）考核困难。传统 Linux 教学考核侧重于学生的考试与考勤。在考察学生实验课程成绩时，教师根据学生的预习情况、实验报告情况和出勤率给出分数。由于课程内容和实验没有差异性，学生对于教学内容和实验死记硬背，存在抄袭现象，导致对课程的学习效果没有产生应有的评价，不能通过学生的综合表现形成反馈7。3 课程改革内容 针对工程教育认证对工程教学的新要求以及目前 Linux 操作系统教学中存在的问题8，分别在以学生为中心、产出导向、持续改进三个部分进行内容改革。3.1 以学生为中心的教学 3.1.1 引导教学 引导教学法是通过教师提出问题、学生解决问题的过程9，来逐步使学生掌握理论知识的综合性教学方法。在教学问题的设置过程中，依据学生对知识点的实际掌握情况，结合企业实际案例，提出与知识点相匹配的问题，以问题为切入点，引导学生逐步理解知识点，并对问题进行解答。在整个Linux 操作系统教学体系当中，引导案例遵照循序渐进、结合实践的原则进行设置（如表 1 所示）。例如，在 Shell 命令章节，教学目标为掌握 Shell命令的格式及使用方法。可以设计以下问题：某公司的项目开发，需要为整个项目构建工作目录，需要创建一个包含 schedule、src、doc 等子目录的 work工作目录，子目录用于存放相关文档。还需要建立task 文件，用于记录工作计划。设计的任务实施流程为：（1）预习教材，自学 Shell 指令部分章节。（2）分析问题。（3）根据问题制定操作步骤。（4）根据指定的步骤建立相关各级目录。（5）复制文档到目标目录。（6）创建 task。课前，提示学生完成部分准备工作：（1）装有 Linux 系统的计算机或虚拟机。（2）启动 Linux并打开控制台。针对任务设计引导问题：（1）Shell 命令有什么样的格式要求？（2）如何查看 Shell 命令的帮助文档？（3）Shell 如何对路径进行操作？（4）Shell命令如何操作文件？结合问题，完成模拟训练，通过阅读教材或通过网络找到问题的解决方法。通过实际问题引导，学生有了思考方向，增强了授课的趣味性和目的性，提高了学生解决问题的能力和实践能力。相比于记忆 Shell 命令的传统教学，引导的教学方法能够使学生清晰了解学习96 马驰等：成果导向理念下 Linux 操作系统教学改革 第 8 期 Linux 的目的。表 1 引导式教学案例 3.1.2 分组讨论 学生对于知识的接受速度不同，分组任务可以降低学习难度，防止学生降低对课程的兴趣。对于综合性实验和有使用大型仪器设备的实验，实施小组化、多方案、数据共享的方式教学。以“Shell编程”实验为例，将学生分成 8-10 个小组，每组 4人，各组的题目均不相同，如 Linux 系统账户 Shell编程，备份日志 Shell 编程，监控 Shell 编程，一键部署 shell 编程等题目。实验结果（代码）在学习通共享并以讨论的形式分析。3.1.3 多维度的考核方式 为了培养学生使用 Linux 操作系统进行开发、管理和维护的能力，以及具有创新意识和团队合作精神，在设计考核方式时，从三个维度来评价学生的学习成果，包括：（1）课堂讨论：检验学生对 Linux 操作系统的理解程度、思辨能力和沟通能力，以及对相关问题的见解和态度。课堂讨论采用小组讨论、案例分析、辩论赛等形式。（2）作业提交：检验学生对 Linux 操作系统的掌握程度、应用能力和创新能力，以及对作业要求的遵守程度。（3）考试成绩：检验学生对 Linux 操作系统的综合知识和能力，以及对重点和难点的掌握程度。考试成绩可以采用开卷考试形式。通过以上三个维度的考核方式，全面地评价学生取得的学习成果，并为教学改进提供反馈信息。表 2 实际项目教学案例 序号 章节 引导案例 1 Linux 概述 Windows 系统那么方便，为什么要用 Linux 操作系统？2 用户和用户组管理 演示 root 用户对其他用户内容的修改，说明多用户设置的重要性和必要性。3 文件系统 演示 Linux 文件系统故障，如磁盘故障，文件故障，4 Shell 命令 演示公司自动构建整个项目工作目录案例。5 软件包管理 开源思想，常用开源软件的介绍。6 Shell 编程 演示 Shell 编程自动备份案例。7 网络管理与进程管理 视频演示企业网站架构。序号 章节 项目案例 1 Linux 概述 一家公司需要在他们的服务器上安装 Linux 操作系统，以便更好地管理他们的业务。请帮助他们选择合适的 linux 版本，并按需求完成安装步骤和软件配置。2 用户和用户组管理 一家公司需要在他们的服务器上管理用户和用户组，以便更好地控制访问权限。有三个用户：Alice、Bob和 Charlie。Alice 是管理员，Bob 和 Charlie 是普通用户。根据要求配置命令权限，并执行命令来管理服务器。3 文件系统 有一个 Linux 服务器，其中有一个磁盘出现了故障。需要使用 Linux 命令行工具来查找、修复文件系统中的错误。4 Shell 命令