基于Linux操作系統(tǒng)的Shell程序設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)研究

摘要：本文對(duì)基于Linux操作系統(tǒng)的Shell程序設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行了研究，首先介紹了shell程序設(shè)計(jì)的教學(xué)基本情況，之后介紹了相應(yīng)制訂的教學(xué)目標(biāo)，接下來詳細(xì)介紹了針對(duì)任務(wù)展開的教學(xué)設(shè)計(jì)。本實(shí)踐教學(xué)研究成果已經(jīng)應(yīng)用到實(shí)際的教學(xué)環(huán)境中，授課效果良好，能夠達(dá)到預(yù)期的實(shí)踐教學(xué)目的。

關(guān)鍵詞：Linux；shell；實(shí)踐教學(xué)

中圖分類號(hào)：TP316 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 （2012） 22-0000-02

隨著嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展，Linux操作系統(tǒng)由于其具有免費(fèi)開源、實(shí)時(shí)、多用戶等特點(diǎn)，現(xiàn)在正被廣泛的應(yīng)用。而shell編程是Linux應(yīng)用開發(fā)中的重要內(nèi)容之一，同時(shí)是學(xué)習(xí)Linux編程開發(fā)、內(nèi)核、高級(jí)編程的基礎(chǔ)，通過學(xué)習(xí)shell可以讓學(xué)生對(duì)Linux的學(xué)習(xí)有初步的認(rèn)識(shí)，并打下良好的基礎(chǔ)。但shell編程由于具備合并編程語言以控制進(jìn)程和文件，以及啟動(dòng)和控制其它程序等操作的功能，對(duì)于初學(xué)者來說生澀難懂，因此對(duì)于shell的程序設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)的研究非常重要。本文通過一個(gè)實(shí)際的教學(xué)案例，研究了如何解決shell程序設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)中存在的問題。

1 教學(xué)基本情況

Shell編程位于嵌入式Linux開發(fā)相關(guān)課程的初步階段，應(yīng)是在計(jì)算機(jī)多媒體教室講授的理實(shí)一體課程。本教學(xué)采用項(xiàng)目化教學(xué)方法，基于實(shí)際的任務(wù)來傳授技能，據(jù)此把shell程序設(shè)計(jì)部分設(shè)計(jì)成四個(gè)典型的工作任務(wù)，包括：任務(wù)1單次獲取歌曲列表、任務(wù)2循環(huán)輸入選擇歌曲列表、任務(wù)3隨機(jī)選擇歌曲列表、任務(wù)4綜合歌曲列表選擇播放。通過遞進(jìn)的四個(gè)工作任務(wù)，讓學(xué)生由淺入深，由易到難的掌握shell程序設(shè)計(jì)相關(guān)技能。

同時(shí)，本教學(xué)針對(duì)的學(xué)生是高校嵌入式專業(yè)二、三年級(jí)的學(xué)生，在此之前學(xué)生們應(yīng)學(xué)習(xí)過《C語言》、《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》、《嵌入式操作系統(tǒng)原理》等相關(guān)課程，有了一定的相關(guān)知識(shí)和技能基礎(chǔ)，以便于更好地掌握shell編程技能。

2 教學(xué)目標(biāo)

教學(xué)目標(biāo)對(duì)制訂教學(xué)計(jì)劃、明確教學(xué)方向、選擇教學(xué)方法、落實(shí)教學(xué)大綱、組織教學(xué)內(nèi)容、安排教學(xué)過程、確定教學(xué)重點(diǎn)等方面都有著至關(guān)重要的作用[1]。因此，合理的制訂教學(xué)目標(biāo)能夠達(dá)到更好的教學(xué)效果，為了說明本課程對(duì)教學(xué)目標(biāo)的制訂，以任務(wù)1單次獲取歌曲列表為例，預(yù)期達(dá)到的知識(shí)目標(biāo)包括，第一掌握Linux常用命令：包括echo、read、cat、grep等的操作；第二掌握Linuxshell的case選擇分支語句的編程。預(yù)期達(dá)到的能力目標(biāo)包括，第一掌握Linux的學(xué)習(xí)方法；第二掌握Linuxshell編程解決實(shí)際問題的能力。最終達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生對(duì)嵌入式開發(fā)的濃厚興趣并使其具備企業(yè)工程師的素養(yǎng)。

3 教學(xué)過程設(shè)計(jì)

基于工作過程的課程設(shè)計(jì)是目前高等教育領(lǐng)域研究的重點(diǎn)及熱點(diǎn)，其要解決的中心問題是將學(xué)科導(dǎo)向的課程體系轉(zhuǎn)化為行動(dòng)導(dǎo)向的課程體系[2]。下面以本課程的第一個(gè)任務(wù)，單次獲取歌曲列表為例展示教學(xué)過程的設(shè)計(jì)，整體的教學(xué)設(shè)計(jì)流程如圖1所示。

3.1 新課引入

新課引入是一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，其目的是使學(xué)生們明確要學(xué)習(xí)的內(nèi)容和通過學(xué)習(xí)能夠掌握哪些技能，讓學(xué)生帶著問題思考并尋找解決方法。因此設(shè)計(jì)一個(gè)好的新課引入，是一門好課成功的一半。

由于工作任務(wù)1的目的是通過shell編程實(shí)現(xiàn)單次獲取歌曲列表的功能，所以首先引導(dǎo)學(xué)生們聯(lián)想到日常生活中熟悉的MP3播放器顯示列表或者是歌曲網(wǎng)站的點(diǎn)播列表等等，并在PPT中模仿出動(dòng)態(tài)的動(dòng)畫效果，以達(dá)到更加形象展示的目的。其目的是讓學(xué)生明確，本工作任務(wù)1是要通過shell編程實(shí)現(xiàn)什么樣的功能，在學(xué)生的頭腦中形成一個(gè)具體的展現(xiàn)，首先顯示歌曲的總列表，之后當(dāng)選擇CD1或CD2專輯時(shí)，會(huì)分別以列表的形式顯示其中存儲(chǔ)的歌曲，如圖2所示。

3.2 案例分析

從簡單的案例入手教學(xué)，把知識(shí)技能融入到實(shí)際的案例中，學(xué)生掌握一定的技能后，再過渡引申到復(fù)雜的任務(wù)。首先，播放一段音頻文件，展示中國移動(dòng)客戶服務(wù)熱線案例，每當(dāng)撥打10086客戶服務(wù)熱線之后，系統(tǒng)給出的語音提示：本機(jī)服務(wù)按1，其他手機(jī)服務(wù)按2。展示這個(gè)案例的目的是引導(dǎo)學(xué)生尋找此案例和任務(wù)1的共同點(diǎn)，并思考如何解決這一類相似的問題。通過先掌握如何實(shí)現(xiàn)小案例的功能，來由淺入深最后實(shí)現(xiàn)本工作任務(wù)。展示之后，教師引導(dǎo)學(xué)生針對(duì)案例進(jìn)行分析，并集體思考提出解決問題的步驟。最后，由教師利用Linux操作系統(tǒng)中的shell詳細(xì)講解編碼的步驟、實(shí)現(xiàn)方法、生成可執(zhí)行文件、測(cè)試并運(yùn)行。

3.3 理論支撐

理論支撐的作用是講授實(shí)現(xiàn)任務(wù)所用到的shell編程的語法知識(shí)，例如本教學(xué)涉及到的案例和任務(wù)1都是基于給出的提示做出相應(yīng)選擇的問題，因此我們需要用到shell編程中多分支選擇語句，即case語句。先從案例入手讓學(xué)生先了解程序的設(shè)計(jì)流程和編程方法，之后再細(xì)致地講解用到的語句語法規(guī)則。這樣做的目的是讓學(xué)生首先對(duì)shell編程產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，再來接觸枯燥乏味的理論知識(shí)，實(shí)踐表明教學(xué)效果明顯，學(xué)生掌握技能更加扎實(shí)。

3.4 學(xué)生實(shí)訓(xùn)

學(xué)生實(shí)訓(xùn)的目的是讓學(xué)生在剛學(xué)習(xí)的理論知識(shí)基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)際訓(xùn)練，意在鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，在實(shí)踐中應(yīng)用并掌握技能。此部分要實(shí)現(xiàn)的就是獲取歌曲列表任務(wù)，學(xué)生利用shell-case編程實(shí)現(xiàn)單次顯示歌曲列表，教師在這個(gè)過程中的角色是解答指導(dǎo)。采用分組教學(xué)的方法，首先把學(xué)生4人分成一組，讓其以小組為單位討論并畫出實(shí)現(xiàn)任務(wù)1的程序流程圖，之后選出一名代表到黑板把畫出程序流程粘貼并講解，接下來集體對(duì)其流程的可行性進(jìn)行討論，老師點(diǎn)評(píng)并確定一個(gè)可行方案。之后，學(xué)生們動(dòng)手按照流程圖來編寫程序，調(diào)試運(yùn)行。并采取組內(nèi)互評(píng)和組間評(píng)比的激勵(lì)方式，促進(jìn)學(xué)習(xí)興趣。

4 課程小結(jié)

教師應(yīng)當(dāng)重視課程小結(jié)，其不僅是對(duì)某些重點(diǎn)和知識(shí)結(jié)構(gòu)的總結(jié)而且還是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況和遇到問題的總結(jié)。同時(shí)，作為教師記錄好每一次課的課堂經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，也能更好地掌握教學(xué)流程及方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]荊學(xué)磊.國內(nèi)外教學(xué)目標(biāo)的對(duì)比研究[J].教育與職業(yè)，2012（24）：176-177.

[2]婁銳，郭士義，李俊如.基于工作過程的高職課程教學(xué)過程設(shè)計(jì)[J].天津職業(yè)院校聯(lián)合學(xué)報(bào)，2008（10）：46-48.

[作者簡介]王瑩（1982-），籍貫：吉林長春，學(xué)歷：碩士，職稱：助教，研究方向：電子/計(jì)算機(jī)。