討論教學(xué)法在Linux操作系統(tǒng)課程中的應(yīng)用

曹 敏，曾子胤

（蘇州大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 江蘇 蘇州 215006）

Linux操作系統(tǒng)課程是人工智能及相關(guān)專業(yè)本科生的一門重要專業(yè)課。Linux操作系統(tǒng)是一套類Unix操作系統(tǒng)，可供用戶免費(fèi)使用和自由傳播，功能強(qiáng)大且靈活，具有高安全性與穩(wěn)定性，目前該操作系統(tǒng)已被廣泛應(yīng)用于各類服務(wù)器之中。掌握Linux操作系統(tǒng)，成了新時(shí)代人工智能相關(guān)從業(yè)人員的必備技能。Linux操作系統(tǒng)課程為學(xué)生從系統(tǒng)層面把握人工智能專業(yè)知識(shí)和培養(yǎng)良好的系統(tǒng)思維和構(gòu)建能力打下基礎(chǔ)。

目前，Linux操作系統(tǒng)課程教學(xué)具有以教學(xué)內(nèi)容為主旨、機(jī)械組織教學(xué)、忽視學(xué)生情感體驗(yàn)的特點(diǎn)，即，傳統(tǒng)教學(xué)模式主導(dǎo)著Linux操作系統(tǒng)的教學(xué)。近年來教育部陸續(xù)發(fā)布了一系列推動(dòng)高校進(jìn)行教育教學(xué)改革的文件。在2021年教育部新聞發(fā)布會(huì)上，教育部高等教育司司長表示教育部將啟動(dòng)第二批國家一流課程建設(shè)工作，指出：“用課程改革促進(jìn)高校學(xué)習(xí)革命，用學(xué)習(xí)革命推動(dòng)高等教育質(zhì)量革命，形成濃郁的質(zhì)量文化氛圍，實(shí)現(xiàn)高等教育以提質(zhì)創(chuàng)新為核心的高質(zhì)量發(fā)展”。在此背景下，Linux操作系統(tǒng)課程作為高校人工智能及相關(guān)專業(yè)的一門重要專業(yè)課，打破其陳舊教學(xué)的模式、明晰改革方向迫在眉睫。

討論教學(xué)法是指在教師的指導(dǎo)下，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行小組討論，學(xué)生發(fā)表看法，進(jìn)行辯論，得出結(jié)論，從而獲得知識(shí)的一種教學(xué)方法。該教學(xué)法能促使學(xué)生互相啟發(fā)、集思廣益，活躍學(xué)生思想，幫助其對(duì)知識(shí)的深入理解和探討，充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性、積極性，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力和綜合分析問題的能力。這些特點(diǎn)都非常適用于面向人工智能專業(yè)的Linux操作系統(tǒng)課堂的教學(xué)。

本文對(duì)目前Linux操作系統(tǒng)課程的傳統(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行分析，積極響應(yīng)國家教育教學(xué)改革方針，探索Linux操作系統(tǒng)課程的討論教學(xué)法，給出具體改革方案。

1 Linux操作系統(tǒng)課程特點(diǎn)

人工智能在經(jīng)歷了數(shù)年發(fā)展之后，步入了一個(gè)新的發(fā)展階段。2017年12月，人工智能被評(píng)為“2017年度中國媒體十大流行語”。2018年4月，教育部國際合作與交流司司長許濤表示，教育部正在研究制定《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃》，推動(dòng)人工智能一級(jí)學(xué)科建設(shè)，提升高校人工智能科技創(chuàng)新和人才培養(yǎng)質(zhì)量。當(dāng)今，面向人工智能的應(yīng)用工具，如以PyTorch為代表的深度學(xué)習(xí)框架，普遍運(yùn)行在基于Linux操作系統(tǒng)的集群服務(wù)器。Linux操作系統(tǒng)課程是人工智能專業(yè)的一門重要課程，具有理論性強(qiáng)、邏輯性強(qiáng)、基本知識(shí)點(diǎn)抽象復(fù)雜等特點(diǎn)。一般來說，本課程的傳統(tǒng)教學(xué)目標(biāo)是：

①熟悉Linux操作系統(tǒng)的發(fā)展史，熟練掌握Linux操作系統(tǒng)的安裝和基本配置，熟練操作Linux操作系統(tǒng)桌面環(huán)境，以及遠(yuǎn)程登錄Linux操作系統(tǒng)。②掌握Linux文件、目錄與磁盤相關(guān)的知識(shí)，并進(jìn)行熟練操作。③掌握Linux用戶與作業(yè)相關(guān)的知識(shí)，并進(jìn)行熟練操作。④掌握Shell編程的基本語法，培養(yǎng)Shell編程能力。⑤掌握Linux系統(tǒng)管理操作。⑥培養(yǎng)學(xué)生基于Linux操作系統(tǒng)的開發(fā)能力。

作為一個(gè)操作系統(tǒng)平臺(tái)，Linux多用在服務(wù)器領(lǐng)域，學(xué)生們熟知的Google、Facebook、百度、阿里、騰訊等一線互聯(lián)網(wǎng)大公司的服務(wù)器操作系統(tǒng)基本都是Linux，日常普遍使用的Android手機(jī)的操作系統(tǒng)也是Linux。因此，學(xué)習(xí)Linux操作系統(tǒng)課程對(duì)于當(dāng)代理工科學(xué)生，特別是人工智能專業(yè)學(xué)生具有非常重要的意義。

2 Linux操作系統(tǒng)課程存在的問題

目前，傳統(tǒng)教學(xué)模式主導(dǎo)著Linux操作系統(tǒng)課程的教學(xué)。具體表現(xiàn)為：①教師目標(biāo)感強(qiáng)，備課和授課過程以傳授知識(shí)作為唯一目標(biāo)。每一環(huán)節(jié)每一步驟均是朝著知識(shí)教學(xué)目標(biāo)達(dá)成的方向努力。②歸因于明確的知識(shí)教學(xué)目標(biāo)，教師在授課過程中，往往機(jī)械運(yùn)用有章可循的授課方法，以權(quán)威者的身份對(duì)課堂教學(xué)進(jìn)行操控。③沒有與人工智能專業(yè)其他核心課程知識(shí)形成充分融合。以傳授知識(shí)作為明確、唯一目標(biāo)的傳統(tǒng)教學(xué)模式，對(duì)教學(xué)起著一定的導(dǎo)向和激勵(lì)作用，但與此同時(shí)，也帶來了一些弊端。教師作為教學(xué)過程的主導(dǎo)角色，傳遞知識(shí)作為教學(xué)過程的重點(diǎn)，容易忽視學(xué)生的內(nèi)在體驗(yàn)。學(xué)生被動(dòng)接受，難以獨(dú)立思考、有所創(chuàng)新。

3 改革方案——討論教學(xué)法的應(yīng)用

傳統(tǒng)教學(xué)模式中存在的“填鴨式”“滿堂灌”的方式不適于實(shí)踐性強(qiáng)的Linux操作系統(tǒng)課程教學(xué)。尤其針對(duì)人工智能專業(yè)的學(xué)生，易導(dǎo)致學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解不夠全面和立體，難以培養(yǎng)學(xué)生解決人工智能及其相關(guān)方面實(shí)際問題的能力。比如，學(xué)生通過課堂認(rèn)真聽講、課下死記硬背的方式，熟練掌握和運(yùn)用課本的Linux操作系統(tǒng)命令，可一旦脫離課本知識(shí)，就不會(huì)解決相關(guān)問題。Linux操作系統(tǒng)具有實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，人工智能專業(yè)學(xué)生頻繁接觸深度學(xué)習(xí)框架，這些框架普遍運(yùn)行在基于Linux操作系統(tǒng)的集群服務(wù)器，面對(duì)實(shí)際具體的Linux操作系統(tǒng)問題時(shí)，學(xué)生難以做到學(xué)以致用。在該課程教學(xué)中，教師應(yīng)嘗試以解決人工智能的實(shí)際問題為導(dǎo)向，將討論教學(xué)法融入傳統(tǒng)教學(xué)模式，有助于學(xué)生掌握和理解Linux操作系統(tǒng)知識(shí)。

Linux操作系統(tǒng)課程的授課對(duì)象一般為本科三年級(jí)學(xué)生。大部分學(xué)生未接觸過Linux操作系統(tǒng)，教師教學(xué)授課最大的難點(diǎn)之一是如何讓學(xué)生從Windows操作系統(tǒng)的思維切換到Linux操作系統(tǒng)的思維，讓學(xué)生快速進(jìn)入Linux操作系統(tǒng)的環(huán)境，享受在Linux操作系統(tǒng)環(huán)境下的工作和學(xué)習(xí)方式，實(shí)現(xiàn)在Linux操作系統(tǒng)環(huán)境下學(xué)習(xí)和運(yùn)用人工智能領(lǐng)域相關(guān)知識(shí)，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。教師在實(shí)際教學(xué)中，部分學(xué)生不習(xí)慣、不愿意使用Linux操作系統(tǒng)，不了解它特色之處，最后嚴(yán)重影響他們對(duì)本課程的信心和興趣，甚至影響他們對(duì)人工智能專業(yè)其他課程知識(shí)的學(xué)習(xí)。

為了激發(fā)學(xué)生對(duì)Linux操作系統(tǒng)學(xué)習(xí)的積極性，實(shí)現(xiàn)Linux操作系統(tǒng)知識(shí)與人工智能核心專業(yè)課程知識(shí)相結(jié)合，教師可適量采用討論教學(xué)法的授課方式。教師作為課堂的組織者、引導(dǎo)者、合作者，應(yīng)動(dòng)態(tài)地活躍于學(xué)生學(xué)習(xí)的全過程，課前、課中、課后三者并重，提高課堂實(shí)效。課前，教師須做好充分準(zhǔn)備，討論前向?qū)W生說明討論的問題及要求，并提出注意事項(xiàng)，布置課前準(zhǔn)備；課堂討論中，引導(dǎo)每一個(gè)學(xué)生圍繞問題發(fā)表意見，使討論逐步深入，特別要鼓勵(lì)平時(shí)不愛發(fā)言的學(xué)生大膽發(fā)表自己的看法；課后小結(jié)，小結(jié)緊密聯(lián)系課題的內(nèi)容，指出討論過程中的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，正確概括討論問題的答案，對(duì)疑難問題，給予明確的結(jié)論。

3.1 課前

Linux操作系統(tǒng)不同于Windows操作系統(tǒng)，學(xué)生對(duì)其了解不深，故教師須在課前建立討論群并在群中拋出主題，提前安排學(xué)生對(duì)“Linux操作系統(tǒng)與Windows操作系統(tǒng)的不同”這一主題展開討論。考慮到學(xué)生對(duì)Windows操作系統(tǒng)比較熟悉，教師可要求學(xué)生以Windows操作系統(tǒng)作為比較對(duì)象，在圖書館、網(wǎng)絡(luò)上查閱Linux操作系統(tǒng)相關(guān)資料，做好課前準(zhǔn)備。

通過課前查閱資料，整理信息，引導(dǎo)學(xué)生在群中發(fā)表各自對(duì)Linux操作系統(tǒng)的初步理解。具體地，教師可拋出具體問題：說出一個(gè)你覺得最明顯的Linux操作系統(tǒng)具有、而Windows操作系統(tǒng)中沒有的特點(diǎn)。學(xué)生各抒己見，教師可對(duì)學(xué)生的發(fā)言做好記錄并解答一些明顯的錯(cuò)誤并歸納，待開課之后講述到該知識(shí)點(diǎn)時(shí)，重點(diǎn)講解。

3.2 課中

課堂教學(xué)是學(xué)生進(jìn)一步深入了解并學(xué)習(xí)Linux操作系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主題式討論是教師依托課程重點(diǎn)內(nèi)容、結(jié)合學(xué)生自身情況設(shè)立討論主題，引導(dǎo)學(xué)生在課程重點(diǎn)內(nèi)容的學(xué)習(xí)中進(jìn)行深入思考。基于課前討論，學(xué)生對(duì)Linux操作系統(tǒng)會(huì)有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)。此時(shí)教師設(shè)立討論主題：Linux操作系統(tǒng)與人工智能的聯(lián)系，組織學(xué)生以小組為單位進(jìn)行組內(nèi)討論，邀請(qǐng)組長代表在課堂上進(jìn)行總結(jié)匯報(bào)；教師對(duì)匯報(bào)內(nèi)容進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，并對(duì)小組成員進(jìn)行隨機(jī)提問，考察小組成員的參與度；最后教師再次組織小組之間進(jìn)行交叉討論，教師參與其中，做必要的引導(dǎo)。

通過該主題討論，學(xué)生將Linux操作系統(tǒng)和已學(xué)過的人工智能專業(yè)知識(shí)相結(jié)合，對(duì)Linux操作系統(tǒng)的實(shí)踐性有了更深刻的理解和認(rèn)識(shí)。討論結(jié)束后，教師進(jìn)行討論總結(jié)，講述Linux系統(tǒng)的現(xiàn)狀、優(yōu)勢(shì)、學(xué)習(xí)必要性，最終達(dá)到本節(jié)課的教學(xué)目的：學(xué)生主動(dòng)地意識(shí)到Linux操作系統(tǒng)對(duì)本專業(yè)的重要性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。

3.3 課后

課后，教師布置作業(yè)，并要求在完成過程中，將遇到的問題在課程群提出并討論。例如，課后，教師安排以三人一組的形式進(jìn)行Linux環(huán)境的安裝。小組成員之間可直接討論，互幫互助完成Linux環(huán)境的安裝任務(wù)；進(jìn)一步地，小組之間也可通過課程群進(jìn)行討論交流，分享各自小組安裝環(huán)境時(shí)遇到的問題與解決方案。在討論過程中，教師記錄一些高頻問題、難點(diǎn)問題、重點(diǎn)問題，在學(xué)生們討論結(jié)束后，統(tǒng)一進(jìn)行解答和總結(jié)。

更具體地，以第一課Linux系統(tǒng)概述為例，介紹教學(xué)過程中融入討論教學(xué)法的具體案例（圖1）。

圖1 融入討論教學(xué)法的Linux系統(tǒng)概述的教學(xué)流程

綜上所述，討論教學(xué)法有諸多優(yōu)勢(shì)，但具體實(shí)施過程中仍要注意一些問題：①討論花費(fèi)時(shí)間多，不利于在單位時(shí)間內(nèi)完成預(yù)期的教學(xué)任務(wù)；②討論教學(xué)法對(duì)教師的教學(xué)能力的要求更全面，如討論過程的調(diào)控、突發(fā)事件處理等；③Linux操作系統(tǒng)課程作為人工智能專業(yè)的核心課，學(xué)生人數(shù)較多，組織討論存在一定的挑戰(zhàn)性；④對(duì)討論教學(xué)法的實(shí)施效果，需要進(jìn)行科學(xué)、合理地評(píng)估。基于以上問題，教師可開展傳統(tǒng)教學(xué)模式與新型討論教學(xué)模式相融合的授課方式，在傳統(tǒng)的以教師師為主導(dǎo)的講授知識(shí)過程中，尋求關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，引入小型討論活動(dòng)；也可布置以討論形式為主的課前、課后作業(yè)，培養(yǎng)學(xué)生課下討論氛圍。

4 結(jié)語

本文對(duì)Linux操作系統(tǒng)課程的傳統(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行了深入分析，積極地將討論式教學(xué)法融入Linux操作系統(tǒng)的教學(xué)中。具體地，教師將討論教學(xué)應(yīng)用于學(xué)生學(xué)習(xí)的全過程，嘗試進(jìn)行課前、課堂、課后討論的三階段遞進(jìn)討論，促進(jìn)學(xué)生對(duì)Linux操作系統(tǒng)重點(diǎn)難點(diǎn)知識(shí)的掌握，繼而提高學(xué)生對(duì)人工智能相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)質(zhì)量[8]。雖然討論式教學(xué)法的實(shí)踐取得了初步的進(jìn)展，但這只是教學(xué)探索和改革的第一步，在具體實(shí)施中還存在諸多問題，有待完善。未來，教師需要在教學(xué)實(shí)施過程的各個(gè)環(huán)節(jié)不斷完善和優(yōu)化討論式教學(xué)法。