基于Linux系統多課程融合的教學方法研究

摘要：Linux系統作為各種系統、應用軟件的開發和支撐平臺，在計算機學科體系中發揮了非常基礎的作用，是后續多門專業課程的先修課程。為了培養計算機專業學生的實踐和創新能力，提升學生整體素質，將“Linux系統管理與編程環境”與多門專業課程進行融合，并通過設計具有生產性、實踐性的教學案例來提升學生學習積極性，使課程更具“高階性、創新性、挑戰度”，體現了突出以學生為中心，注重能力培養的教學模式。

關鍵詞：Linux操作系統；課程融合；教學探索

Research on Teaching Methods for

Integrating Multiple Courses Based on Linux System

Li LiWang XiaoliYang QingwenZhou LumeiYan Congying

School of Computer Science and TechnologyXinjiangUrumqi830017

Abstract：Linux system，as a development and support platform for various systems and application software，has played a very fundamental role in the computer science system.It is a prerequisite course for multiple subsequent professional courses.In order to cultivate the practical and innovative abilities of computer science students and enhance their overall quality，"Linux System Management and Programming Environment" is integrated with multiple professional courses.By designing productive and practical teaching cases，students' learning enthusiasm is enhanced，making the curriculum more "advanced，innovative，and challenging"，reflecting a teaching model that emphasizes student-centered and ability development.

Keywords：Linux operating system；Curriculum integration；Teaching exploration

一、概述

Linux操作系統對加強國家信息安全具有非常重要的意義，國產操作系統多為以Linux為基礎二次開發的操作系統。工信部對此表示，將繼續加大力度，支持Linux的國產操作系統的研發和應用，并希望用戶可以使用國產操作系統。其實以中國現在的技術力量來說，開發一款操作系統并不是很大的難題，難的是系統生態環境的建立，而生態系統是決定操作系統成功的關鍵。

“Linux系統管理與編程環境”課程本著立足于推進國產操作系統生態圈的目標，著重培養學生Linux系統的操作能力、維護能力和管理能力，為今后學生使用國產操作系統奠定堅實的基礎。“Linux系統管理與編程環境”課程是計算機科學與技術專業的一門重要的實踐課程，也是網絡、信息安全類相關專業的基礎實踐課程。Linux系統作為網絡服務器、嵌入式系統、云計算系統、大數據系統及各種系統、應用軟件的開發和支撐平臺，在計算機學科體系中發揮了非常基礎的作用，是后續多門專業課程的先修課程。通過學習該課程，培養并提高學生對Linux系統的操作能力、維護能力和管理能力，并為學生日后從事軟件開發、系統開發、系統維護以及系統研究奠定堅實的基礎。

Linux系統發展早期因為可擴展性、硬件集成支持度低、應用軟件少和系統維護等原因受到了比較大的限制，那時Linux系統普及性也比較低。鑒于當時Linux系統的現狀，Linux操作系統課程在建設的前期是作為一門考查課開設的，教學目標主要是讓學生了解一種具有發展潛力的開源操作系統，能夠使用Linux系統作為平臺搭建出教學需要的軟件開發環境。近幾年隨著互聯網產業的迅猛發展，越來越多的企業已經使用Linux操作系統進行云計算、大數據平臺的構建，Linux系統越來越流行并普及，成為最受青睞的嵌入式、云計算、大數據平臺操作系統。在此背景下，計算機科學技術專業培養計劃也做出相應的調整，對Linux操作系統課程進行教學改革，在原有注重實踐操作的基礎上，增強學生對Linux系統的維護能力、管理能力，以及在Linux系統中的編程能力培養，“Linux系統管理與編程環境”課程也成為一門專業基礎必修課程。

二、課程教學遇到的問題

Linux操作系統從開發之初就不是針對普通用戶的，而是面向計算機相關行業的專業用戶設計，主要是以命令行的方式操作，相比Windows操作系統的圖形化管理，學生在學習初期感覺課程學習困難較多，不僅所學內容晦澀難懂，而且命令的記憶和Linux系統管理理解難度也比較大。而且Linux命令種類多，需要投入較多的上機實踐練習才能夠熟練掌握。如何提升學生學習興趣和積極性，引導學生將所學的Linux系統知識應用到計算機專業領域中去，成為本課程需要解決的主要問題。

三、教學改革

為了讓學生能夠很好地學習掌握課程知識，經過多年的教學積累，課程教學團隊的教師們總結出通過案例驅動，以及增強實踐教學的方式進行該課程新一輪的教學改革。通過設計具有生產性、實踐性的教學案例來提升學生學習積極性，使課程更具“高階性、創新性、挑戰度”，體現了突出以學生為中心，注重能力培養的教學模式。將“Linux系統管理與編程環境”“操作系統原理”“面向對象程序設計（JAVA）”“匯編語言程序設計”和“云計算技術”等多門課程內容進行融合。

（一）案例驅動

課程教學團隊的教師們設計出Linux系統安裝、遠程登錄、文件系統管理、進程管理、多用戶管理、軟件包管理及安裝、shell腳本編程和Linux網絡服務器的管理等近20個教學案例，在講授基礎知識后通過講解、演示課程案例增強學生對知識點的理解，以期達到調動學生學習興趣、直觀教學、取得更好教學效果的目的。大力提升實踐教學環節，將課堂授課放在計算中心機房中進行，在教師講授課程知識點并演示案例后，全班同學可以分成若干個小組，立即在實驗室中進行實操練習，學生之間可以互相學習、討論協作、模仿完成教學案例，教師現場對學生進行指導。鼓勵學生突破案例，嘗試通過不同方法實現任務需求，并鼓勵同組同學討論完成任務，跨組同學之間相互學習的實驗模式，突出以“學”為中心創新教學模式，實施合作式、研討式、案例式、研究性學習，促進學生主動學習，提升學生課堂學習參與度，有效增進生生、師生之間的互動性。

將“Linux系統管理與編程環境”課程的主要知識點設計出有針對性的實驗報告，讓學生通過上機實踐完成。目前課程實驗環境主要采用在虛擬機上安裝Linux系統的方式，隨著云計算的日趨成熟，鼓勵學生申請云服務，在云服務器上安裝Linux系統。云服務器的優點是接近生產實踐環境，有利于拓展學生專業視野，而且云服務目前對在校學生優惠幅度很大，性價比很高。根據Linux系統在實際生產環境中的主要應用，設計出實踐操作練習題、有代表性的習題作業，上傳到平臺上讓同學們課后完成這些任務。通過將有難度和重點的課程知識點涉及的操作過程進行錄屏的方式，把相關視頻上傳到學習平臺上讓同學們參考學習。

（二）課程內容實施

課程本著立足于推進國產操作系統生態圈的目標，著重培養學生Linux系統的操作能力、維護能力和管理能力，為今后學生使用國產操作系統奠定堅實的基礎。由于Linux系統主要是以命令行方式管理，學生在學習初期普遍感覺難度較大、知識點多而且瑣碎，怎樣讓學生更好地掌握Linux系統管理精髓是本課程要解決的主要問題。通過課程案例驅動以及增強實踐教學的方式是本次教學改革的創新點和重點，學生雖然在課堂上掌握了課程知識點，但是當學生遇到問題時往往感覺無從下手，管理方法和手段很多，采用哪種方法來解決，系統提示出錯該如何處理，這些都是學生需要面對的問題。

根據“Linux系統管理與編程環境”的課程知識體系和課程內容的需要，與“操作系統原理”“面向對象程序設計（JAVA）”“匯編語言程序設計”和“云計算技術”等課程相關知識內容融合，將整個課程知識體系分為8講內容，分別是：Linux基礎部分、Linux常用操作命令、多用戶管理、進程管理、基礎架構服務、軟件包管理、編程環境和網絡服務。

每一講又由若干個知識點組成，將相關知識點進行融合，設計出19個課程案例，通過案例驅動，幫助學生學習理解課程知識點。課程案例簡介如下表所示。

（三）持續改進

課程建設要緊跟國產操作系統的發展，將推進國產操作系統生態圈的建設作為課程發展目標，在課程中引入國產操作系統教學內容，在今后的課程中不斷持續增加，不僅要學習國產操作系統的應用，包括國產數據庫等系統軟件的安裝和使用都可以作為案例設計成授課內容，為國家培養國產操作系統生態圈的應用、管理、設計和開發方面的人才。鑒于國產操作系統和軟件幫助文檔較少的現狀，結合課程實施情況撰寫實驗指導手冊提供給學生參考學習，目前已經完成8個關于OpenEuler操作系統的課程案例，還會持續進行相關資源的建設。

課程建設還要繼續不斷增強突出實踐性這一特點，加大實踐力度，鼓勵學生把想法通過實踐操作呈現出來，鼓勵學生總結學習經驗，將實踐與理論相結合，更深入地學習理解課程內容。培養學生具備Linux系統的操作能力、維護能力和管理能力，使學生具有良好的科學素養和工程實踐能力，努力打造一流本科課程，以新工科要求為指導，培養出基礎知識扎實、實踐能力突出的信息類人才。

借鑒其他高校相關課程的優點，結合本專業學生的實際水平和能力，制訂符合本專業學生學習的教學實施方案，并在實施過程中不斷總結經驗和不足，并進行持續改進，以達到提升學生專業水平的目的。

四、結論

課程實施通過采用案例驅動和增強實踐操作的教學模式，很大程度上調動了學生學習積極性，取得了良好的教學效果，受到學生的好評。學生通過學習“Linux系統管理與編程環境”課程，較好地掌握了Linux系統的操作能力、維護能力和管理能力，具備了一定解決復雜實際問題的能力，不僅為云計算、大數據等后續課程做好了準備，而且也為今后的工作學習奠定了扎實的基礎。

通過案例驅動和增強實踐操作的教學方式加深學生理解，遇到問題可以參考解決，在不斷解決問題的過程中提升能力，加強實踐操作力度，不滿足于模仿完成教學案例，鼓勵學生突破案例，嘗試通過不同方法實現任務需求，不斷深入推進學生的專業能力和水平。經過一個學期的教學實踐，希望能夠達到鍛煉和提高學生學習的主動性、實踐動手能力、交流和協作能力的目的。

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基金項目：新疆大學2023年自治區本科教育教學改革研究項目XJGXPTJG-202316；新疆大學2023年本科學科競賽與實踐教學建設-國家級創新訓練計劃：基于多模態知識圖譜的服飾推薦系統50012300401B

作者簡介：李莉（1973—），女，烏魯木齊人，碩士研究生，副教授，研究方向：云計算安全。