面向軟件工程的Linux實驗教學的探索與實踐

田麗華　李晨　張玉龍

摘要：為了實現(xiàn)軟件工程專業(yè)本科生的培養(yǎng)目標，滿足社會對軟件人才的實際需要，該文結合軟件工程專業(yè)學生的實際情況和Linux操作系統(tǒng)實驗課程的特點，主要從Linux實驗教學的實驗內容、教學模式與方法以及實驗考核方式等方面對Linux實驗教學的思路和方法進行了探索和實踐，并展示了實驗教學效果。

關鍵詞：實驗教學；Linux；教學模式

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）35-0080-02

Abstract： In order to achieve the training goal of software engineering specialty and meeting the practical needs of software talents， combining with the engineering need and applied need of software engineering and the teaching practice of the Course of Linux Operating system in our school， new concepts and new ideas about the experimental teaching of the course have been explored and researched from the aspect of teaching content， teaching models， the organization of teaching and so on. The effect of experiment teaching is given finally.

Key words： Experimental teaching； Linux operating system； Teaching model

1 引言

操作系統(tǒng)原理是高等院校軟件工程專業(yè)非常重要的一門專業(yè)必修課，在軟件工程專業(yè)的課程體系中的地位舉足輕重。該課程不僅是理論性很強的課程，而且也是實踐性很強的課程。因此大多數(shù)高校都將Linux相關課程作為對操作系統(tǒng)原理課程的實驗和實踐性補充[1-5]。但是大部分Linux實驗課程主要為驗證理論課的相關內容而設立[6，7]，缺乏綜合性、設計性、創(chuàng)新性的實驗。這就導致學生對實驗過程不求甚解，缺乏對實驗的主動思考，無法很好地培養(yǎng)創(chuàng)新能力和實踐動手能力。

軟件工程專業(yè)對學生的實踐能力要求較高，其培養(yǎng)方案強調要強化實踐教學，提高學生的實踐能力、工程能力和創(chuàng)新能力[8]。針對軟件工程專業(yè)學生的特點，以及在Linux操作系統(tǒng)實驗教學中存在的問題，本文主要探討了如何組織和開展Linux操作系統(tǒng)實驗教學以提高軟件工程專業(yè)學生的實踐動手能力和創(chuàng)新能力，達到軟件工程專業(yè)綜合實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的目標[9]。

2 優(yōu)化實驗教學內容，形成合理有效的教學層次

Linux作為一個龐大而復雜的操作系統(tǒng)，涉及很多方面的知識，內容比較多且繁雜且難度深淺不一，初學者會感到無從下手。因此在安排教學內容時，我們按照由淺入深、由易到難、由基礎到綜合、由驗證到設計來進行組織和優(yōu)化。結合軟件工程學生的特點，在實驗課程中，整體上加強了實踐應用環(huán)節(jié)的訓練，圍繞具體項目增加了綜合性、創(chuàng)新性的實驗內容，通過具體的實驗鍛煉學生的分析設計、創(chuàng)新能力和解決實際問題的能力。

優(yōu)化后的Linux操作系統(tǒng)實驗教學內容分為4個層次。第1個層次在虛擬機中構建Linux實驗環(huán)境，要求學生會按照Linux系統(tǒng)，并掌握基本的Linux操作命令；第2個層次結合Linux操作系統(tǒng)實例，引導學生圍繞操作系統(tǒng)的主要功能進行驗證，包括進程管理、處理機管理、存儲器管理、文件管理、設備管理等，從而使學生進一步了解和掌握操作系統(tǒng)的本質；第3個層次針對企業(yè)的一些具體項目需求和應用場景，讓學生利用Linux操作系統(tǒng)完成相應的系統(tǒng)管理和網(wǎng)絡服務功能，主要是一些綜合性、設計性的實驗，包括網(wǎng)絡配置、各種網(wǎng)絡服務器的構建、遠程訪問控制、數(shù)據(jù)庫配置等內容，讓學生了解企業(yè)實際需要，解決實際問題，從而提高學習興趣；第4個層次是Linux shell編程、Linux應用程序設計。通過這一系列實驗能夠提高學生運用Linux解決實際問題的能力以及開發(fā)系統(tǒng)軟件和應用軟件的能力。對于學有余力的學生，教師可以鼓勵其進行更深層次的學習，閱讀、分析Linux源代碼，掌握Linux的設計思想和整體架構，在此基礎上編寫一些驅動程序，從而培養(yǎng)學生的自主研究和創(chuàng)新能力。

3 改進教學模式和方法，適應軟件工程專業(yè)特點

在實驗內容優(yōu)化的過程中，我們把實驗內容分成了不同層次，每個層次的難易程度和要求也不盡相同。因此在開展教學的過程中，針對不同層次的實驗內容，應該采用不同的教學模式和方法。

經(jīng)過我們長期的探索和經(jīng)驗積累，在實驗課程中我們主要采用了兩種教學模式。一種是采用“內容講解—教師演示—學生實踐—現(xiàn)場指導—現(xiàn)場考核”的教學模式，這種方式適合前兩個層次的教學內容，通常以個人為主體完成實驗。在內容講解環(huán)節(jié)，通常采用案例教學法，對案例進行講解和演示，然后要求學生進行實踐，在學生實踐的過程中，教師及時解答實驗過程中碰到的問題。最后對學生完成情況進行考核和評價。例如，在講解系統(tǒng)命令時，單純講解命令本身比較枯燥，且多個命令也不容易記住。因此我們采用案例教學法將一些相關命令串起來，針對一個具體的情景來學習一組相關命令，讓學生在案例演示的過程中掌握相關命令，比單純講單個命令有更好的學習效果。比如對于用戶和組的管理，可以針對批量創(chuàng)建用戶和組的具體情境，將相關命令組織成一個案例來進行實驗教學。

另一種教學模式主要是針對后兩個層次的教學內容，這通常是一些綜合性、設計性的題目，需要2-3人合作完成。我們采用“項目引導—分析討論—講解示范—項目實踐—項目考核”的教學模式，首先由老師給出實驗的具體需求和用到的相關知識點，然后學生分組對實驗具體實現(xiàn)細節(jié)展開分析和討論，確定實驗方案和步驟，并進行實驗驗證和結果分析。最后教師對整個小組的實驗分工和完成情況進行考核和評價。

在這個階段，通常我們以企業(yè)真實項目需求為背景，采用基于項目驅動的教學模式開展實驗教學工作，讓學生帶著任務在探索中學習。例如，很多企業(yè)都需要提供文件共享服務，我們以企業(yè)文件共享需求為背景，要求學生給出解決方案。NFS、FTP、Samba都能提供文件共享服務，但是每一種方式都有其適用性和特點。教師首先講述這幾種文件共享服務的相關技術和適用情況，然后讓學生根據(jù)企業(yè)的具體情況和需求選擇合適的文件共享方式為企業(yè)提供文件共享服務。學生以小組為單位進行實驗，并以組為單位進行實驗展示和評價。在實踐過程中可以通過詢問老師、上網(wǎng)查閱資料以及和同學進行交流等方式對遇到的問題進行不斷地探索和實踐，最終完成項目任務。這種教學模式增加了學習的樂趣，提高了學生的積極性和主動性，培養(yǎng)團隊合作精神，讓學生在實現(xiàn)具體項目的過程中鍛煉分析問題和解決問題的能力。

4 完善教學評價體系，構建全面合理的考核方式

考核是教學工作中不可缺少的重要組成部分，也是檢查和評價教學效果的重要手段。軟件工程專業(yè)要培養(yǎng)實用型、工程型的軟件專業(yè)人才，更強調學生的動手和應用能力，因此在考核時我們加強了對過程的考核，全面考察學生的動手能力、應用能力以及團隊合作能力。

學生的成績由平時出勤、實驗完成情況、項目答辯情況和期末綜合考核幾部分組成。平時出勤情況占總成績的10%，主要反映學生的態(tài)度和出勤情況。實驗成績占30%，主要考察前兩個層次實驗內容的個人完成情況，即每個學生在課堂實踐環(huán)節(jié)完成實驗的情況以及課下完成實驗報告的情況。項目答辯占30%，主要考察后兩個層次實驗內容的小組完成情況，以小組為單位進行項目展示和答辯，考察小組解決問題能力以及團隊合作的能力。期末綜合考核占30%，內容涵蓋所學知識，主要考查學生對相關知識的掌握以及解決具體問題的實際動手能力，采用大作業(yè)及上機方式進行。

在Linux實驗課程考核中，我們主要側重于對學生實踐動手能力、解決問題能力、創(chuàng)新能力以及團隊協(xié)作能力的考核，這種考核方式能夠更全面地評價學生，提高教學質量。

5 實驗教學效果

2015年春季為我校軟件學院大三學生開設了Linux操作系統(tǒng)實驗課程，將上述探索應用到具體實驗課程中。課程結束后，我們對選修該課程的74名學生進行了調查。請他們從教學內容、教學組織、教學效果等方面談談自己的感受。大多數(shù)學生表示實驗內容豐富，對授課方式和考核方式表示滿意，學到了很多實用的知識。也有學生反映實驗課時偏少，希望增加課時，增加課堂演示等。在我校的評教系統(tǒng)中，從實驗準備、實驗指導、問題解決、實驗報告、技能考核等幾個方面進行評價，學生對該門課程的最后綜合打分是94.59分。

總體來說，學生的評價較好，表明我們對課程的改革取得了一定的成效。后續(xù)我們會繼續(xù)進行探索和實踐，以期獲得更好的教學效果。

6 結語

Linux操作系統(tǒng)是軟件工程專業(yè)實踐性很強的一門課，我們從實驗內容、教學模式、教學組織和考核方式等方面進行了有益的探索和實踐，逐漸形成了一套針對軟件工程專業(yè)學生的行之有效的方法。在教學過程中注重能力培養(yǎng)，側重過程評價和考核，調動了學生的積極性，提高了學生的分析和解決問題的能力，收到了較好的教學效果。在今后的教學中，我們會繼續(xù)進行探索和實踐，培養(yǎng)符合社會需要的軟件工程專業(yè)人才。

參考文獻：

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