基于網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)Linux的實驗教學(xué)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(xué)安排、Linux實驗內(nèi)容的教學(xué)設(shè)計與改革。多年Linux的應(yīng)用和教學(xué)經(jīng)驗表明，這種實驗教學(xué)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(xué)

[中圖分類號]? G642? ? ? ? ? ? [文獻標(biāo)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(yīng)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?？梢院敛豢鋸埖卣f，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(yīng)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(xué)現(xiàn)狀

網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)Linux的教學(xué)時間不同于一般課程，涉及的內(nèi)容和知識點相當(dāng)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(xué)課堂上，讓學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)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(xué)生在這樣的環(huán)境中使用的工具嚴(yán)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(xué)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(xué)改革與研究

（一）調(diào)整教學(xué)，與時俱進

國內(nèi)大多數(shù)學(xué)校Linux的教學(xué)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(xué)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(xué)一般就安排在每學(xué)期的中間，每周一次左右。這樣下來，學(xué)生雖然有足夠時間理解消化理論知識，也有充裕的時間準(zhǔn)備實驗部分。然而，工科專業(yè)大部分課程均有實驗教學(xué)，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(xué)校就出現(xiàn)工科專業(yè)的學(xué)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(fù)習(xí)B課內(nèi)容，以準(zhǔn)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(xué)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(xué)生學(xué)習(xí)效果很不理想。課程結(jié)束后，即使學(xué)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(xué)安排方式是將每學(xué)期分成兩個學(xué)期，前十周為上半學(xué)期，后十周為下半學(xué)期。課程根據(jù)彼此的依賴關(guān)系，前置課程安排在上半學(xué)期，后續(xù)課程安排在后半學(xué)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(xué)時間可以增加一倍。學(xué)生每周集中時間學(xué)習(xí)兩至三門專業(yè)課，并且在機房上機練習(xí)實驗，效率大為提高。同時，學(xué)習(xí)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(xué)生可以集中全部精力放在為數(shù)不多的課程學(xué)習(xí)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(xué)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(xué)期會有Linux相關(guān)的后續(xù)課程或者實訓(xùn)教學(xué)。多屆的教學(xué)實踐證明，這是一種比較科學(xué)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(xué)目標(biāo)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(biāo)，因此在實踐教學(xué)過程中，網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的實驗教學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)習(xí)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(xué)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(xué)習(xí)效果。

在實踐教學(xué)過程中，必須保證每個學(xué)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(yuǎn)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(xué)生遇到的“難題”，確保每位學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)的理論課和實驗課的學(xué)時設(shè)計，再從實驗教學(xué)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(xué)生的教學(xué)實踐，取得了較好的學(xué)習(xí)效果。

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◎編輯 陳鮮艷