基于網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)Linux的實驗教學改革與探索

張龍信 黃瓊 文鴻

[摘? ? ? ? ? ?要]? 近年來，互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展異常迅猛，這對互聯(lián)網(wǎng)人才的Linux水平提出了更高的要求。主要探討Linux課程的課表教學安排、Linux實驗內(nèi)容的教學設(shè)計與改革。多年Linux的應用和教學經(jīng)驗表明，這種實驗教學改革取得了較好的效果。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng);實驗;教學

[中圖分類號]? G642? ? ? ? ? ? [文獻標志碼]? A? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2019）28-0036-02

一、Linux操作系統(tǒng)的發(fā)展背景

“互聯(lián)網(wǎng)+”的快速發(fā)展，云計算和大數(shù)據(jù)行業(yè)的廣泛應用，互聯(lián)網(wǎng)開發(fā)和云計算運維中具備Linux技術(shù)的互聯(lián)網(wǎng)人才缺口越來越大。可以毫不夸張地說，Linux是通向云計算、大數(shù)據(jù)和人工智能不可跨越的關(guān)鍵技術(shù)之一。近年來，隨著Linux內(nèi)核的日趨完善以及廣大

Linux愛好者的共同努力，Linux的應用從嵌入式終端到桌面機、服務(wù)器、集群系統(tǒng)中都有它熟悉的身影。同時也是廣大IT工程師和互聯(lián)網(wǎng)科研工作人員必須掌握的基本技術(shù)之一。

二、Linux操作系統(tǒng)教學現(xiàn)狀

網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)Linux的教學時間不同于一般課程，涉及的內(nèi)容和知識點相當廣，同時Linux的版本繁多、更新快。另外，各種新的互聯(lián)網(wǎng)框架層出不窮。如何在有限的實踐教學課堂上，讓學生掌握Linux的基本知識和關(guān)鍵技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上掌握常見Linux網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的配置、軟件的安裝、網(wǎng)絡(luò)的配置、集群的搭建等至關(guān)重要。目前，網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)Linux實踐教學普遍存在以下問題。

（一）實驗內(nèi)容過于隨意，不具備代表性

很多網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)實踐教學并沒有與時俱進，選取的實驗內(nèi)容或者過于陳舊，或者不成體系，學生做完實驗后，并不了解前后實驗的關(guān)聯(lián)性。

（二）實驗配置的環(huán)境比較落后

很多實驗機房配置的實驗環(huán)境可能是五年前甚至是十年前工業(yè)生產(chǎn)使用的開發(fā)環(huán)境，學生在這樣的環(huán)境中使用的工具嚴重滯后于現(xiàn)代企業(yè)的開發(fā)和生產(chǎn)環(huán)境。

（三）實驗過程的效果得不到有效保障

驗證性和設(shè)計性實驗均要求實驗教師有深厚的Linux理論功底和豐富的Linux實戰(zhàn)經(jīng)驗，這樣才能保證學生在實驗過程中所遇到的問題在第一時間得到有效解答。很顯然，這在很多單位是難以做到的。

三、基于網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)Linux實驗教學改革與研究

（一）調(diào)整教學，與時俱進

國內(nèi)大多數(shù)學校Linux的教學時間、持續(xù)時間比較長，一般安排在12～16周左右，主要由于每個學期有多門課程需要同時開設(shè)，因此每門課程每周只能安排3課時左右。因此理論課的授課時間拉得很長，Linux的實驗教學一般就安排在每學期的中間，每周一次左右。這樣下來，學生雖然有足夠時間理解消化理論知識，也有充裕的時間準備實驗部分。然而，工科專業(yè)大部分課程均有實驗教學，核心專業(yè)課程還安排課程設(shè)計，因此到第十周之后，很多學校就出現(xiàn)工科專業(yè)的學生上完理論課，就去機房做另一門課的實驗。甚至，在做A課課程設(shè)計的期間復習B課內(nèi)容，以準備第二天或者幾天之后的考試。這種期中或者期末實踐教學安排密集，并與相關(guān)課程考試時間重疊的現(xiàn)象帶來的直接后果是學生學習效果很不理想。課程結(jié)束后，即使學生考試通過了，也未必真正掌握了Linux的基本知識和技能。比較推薦的一種教學安排方式是將每學期分成兩個學期，前十周為上半學期，后十周為下半學期。課程根據(jù)彼此的依賴關(guān)系，前置課程安排在上半學期，后續(xù)課程安排在后半學期。如此一來，每周安排的課程數(shù)量可以減半，每周可供每門課程安排的教學時間可以增加一倍。學生每周集中時間學習兩至三門專業(yè)課，并且在機房上機練習實驗，效率大為提高。同時，學習期間也不會再出現(xiàn)與考試和其他實踐課程沖突的現(xiàn)象，學生可以集中全部精力放在為數(shù)不多的課程學習上，這是一種推薦的課程設(shè)計方式。網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)中Linux的總課時為48，其中理論課時為32，實驗課時為16。理論課安排在上半學期，每周3次課，6課時，6周結(jié)束理論課。實驗課從第3周開始，每周安排2次，4課時。第8周左右安排Linux的考試，往往在下半學期會有Linux相關(guān)的后續(xù)課程或者實訓教學。多屆的教學實踐證明，這是一種比較科學的安排方式。

（二）設(shè)計合適的Linux實驗

網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)Linux的教學目標以掌握Linux的基本知識，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的安裝部署、集群的搭建，網(wǎng)絡(luò)的安全配置等為主要目標，因此在實踐教學過程中，網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的實驗教學需要側(cè)重于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)這一塊。

網(wǎng)絡(luò)專業(yè)Linux實驗安排表16課時的Linux實驗教學設(shè)計，如上表所示。結(jié)合網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的特點，我們設(shè)計的實驗有：（1）Linux的常用命令操作，這里指的都是高頻命令。學生畢業(yè)后大多直接或間接地在服務(wù)器上工作，所有操作都需要通過命令進行，所以對命令的掌握程度直接關(guān)系到工作效率高低。（2）Vi/Vim操作。命令行模式下所有的文件配置和編輯均是在Vi/Vim下進行，因此Vi/Vim的基本操作和常用快捷操作的熟練程度也可以間接反映運用Linux水平。（3）用戶與組管理。這也是Linux學習過程中的第二較難的知識點，這一部分同時結(jié)合用戶的批量增加和刪除操作，非常貼近生產(chǎn)實際情況。（4）Linux磁盤管理。這是服務(wù)器管理的重要功能之一，磁盤配額可以有效限制每個普通用戶在指定分區(qū)下使用服務(wù)器的最大磁盤空間，防止個別用戶惡意攻擊服務(wù)器。（5）網(wǎng)絡(luò)配置。網(wǎng)絡(luò)配置是在服務(wù)器上部署各項服務(wù)的前提，也是保障服務(wù)器正常提供服務(wù)的基礎(chǔ)。（6）Shell編程。Shell編程是實現(xiàn)自動化運維的基礎(chǔ)，也是閱讀Linux眾多命令文件、啟動文件等核心配置的前提。（7）FTP服務(wù)。這是一種非常實用的、可實現(xiàn)跨系統(tǒng)進行文件傳輸?shù)姆?wù)。（8）Samba服務(wù)。Samba服務(wù)的出現(xiàn)可以更加方便地實現(xiàn)非專業(yè)人士輕松訪問Linux服務(wù)器上的共享資源或者部門的專屬服務(wù)。他們訪問Samba服務(wù)器如同訪問Windows電腦一般。通過設(shè)計以上八個實驗，網(wǎng)絡(luò)工程的學生進一步理解了網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的主要原理，提高了動手實踐能力，鞏固了學習效果。

在實踐教學過程中，必須保證每個學生獨立完成實驗。實驗配置采用Win7/Win10+VMware形式，系統(tǒng)鏡像采用RedHat Enterprise 6或者版本7。從實驗3開始，可以采用Secure CRT或者Putty等遠程連接工具連接虛擬機，以模擬真實的生產(chǎn)環(huán)境。教師在講解完實驗的基本原理后，需要在實驗過程中指點學生遇到的“難題”，確保每位學生獨立、親手完成實驗。

四、結(jié)語

網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)Linux是網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)學生從計算機網(wǎng)絡(luò)向其他網(wǎng)絡(luò)核心專業(yè)課過渡的核心專業(yè)課程，也是提高計算機相關(guān)專業(yè)學生動手能力的重要課程。本文從網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)課程設(shè)置出發(fā)，提出較科學的理論課和實驗課的學時設(shè)計，再從實驗教學內(nèi)容改革出發(fā)，層層遞進，加深和鞏固Linux的核心知識點。經(jīng)過三屆學生的教學實踐，取得了較好的學習效果。

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◎編輯 陳鮮艷