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项目沉浸式“Linux操作系统”课程教学改革与实践

2023-03-27黄静,欧余韬

电脑迷 2023年24期
关键词:教学改革

黄静,欧余韬

【摘  要】 “Linux操作系统”是计算机相关专业的一门专业基础必修课程。通过学习这门课程,学生不仅能够系统地掌握Linux操作系统的基本知识和核心技能,还能深入理解服务器的相关配置和优化技巧,为后续进阶课程和就业提供坚实支撑。然而,传统教学方法偏重理论,缺乏真实应用场景实践项目,导致学生无法深入掌握实际应用。为应对这一挑战,文章提出基于项目的沉浸式教学法,让学生在真实项目中学习,通过实践掌握Linux知识和应用技巧。这种方法不仅能加深学生对Linux核心概念的理解,还能提升他们的实际应用和创新能力,使其更好地适应未来职业生涯和企业需求。

【关键词】 项目沉浸式;Linux操作系统;教学改革

一、学情分析

在以往“Linux操作系统”课程的教学过程中,学生学习与教师授课方面存在以下问题:

(一)课程缺乏应用情景的融入,难以激发学生学习兴趣

“Linux操作系统”这门课程32学时,主要教授学生如何使用和有效管理Linux系统服务器,帮助他们掌握相关的运维操作技巧。由于课本上的教学方式没有实际项目应用场景融入,教学内容过于程序化,不能很好地激发学生的学习兴趣,学生学习常处于被动接受的状态。

(二)较难把所学知识运用在实际项目中

Linux系统的学习是服务器管理运维的基础,而课本中只是单纯地以分章节的形式对分散的知识点进行讲解,而实际的项目管理运维是对知识的一个融合运用的过程,如何更好地让学生把所学的知识运用到实际项目中去,把分散的知识点与实际项目的解决方法进行联结,是一个难点。

(三)思政元素如何有效引入是难点

在这门课程中,如何成功地融入思政元素是一个具有挑战性的问题。由于课程的时长限制,在传授专业知识的同时,恰到好处地融入思政元素,这需要一种巧妙的方法。因此,需要重新审视课程的结构和内容,在保证专业教学质量的同时,有效地融入思政元素。

二、“Linux操作系统”课程教学改革

为满足企业对人才的需求,课程教学团队进行了深入的调研,了解企业对从业人员的基本要求。在此基础上,文章分析了课程应着重讲解的基本知识,并设计贴合实际需求的课程内容。根据学情分析和企业人才的需求,文章从以下几个方面开展课程教学改革:

(一)重构教学内容

教学团队根据企业需求,对原有的教学内容进行了重构。课程采用项目沉浸式的教学方法,教学内容以实际的操作项目为主体进行授课,项目的内容以教材章节知识点为主线,按照课程的进度,设计相关真实项目场景的运维项目,以循序渐进的方式融入课程知识点,并通过项目融入相关课程思政元素。教学内容涵盖系统安装与配置、Linux常用命令、用户与用户组管理、服务与进程、软件安装、配置网络与防火墙、Shell编程、网络服务器配置等内容。课程项目介绍如下:

1. 在本地虚拟机和云服务器上安装配置Linux操作系统

掌握在本地虚拟机和云服务器上的Linux系统安装、磁盘分区挂载等知识,并掌握云服务器相关硬件配置及其成本构成,以及项目集成环境快速安装,为后续项目运维打下基础。

2. 云服务器管理部署项目文件

结合其他课程做的软件项目,部署项目文件到服务器,理解Linux文件系统,掌握常用文件操作命令、vim编辑器。

3. 项目开发小组用户与用户组管理及权限分配

组建项目开发小组,学习Linux系统开发环境下的用户及用户组管理,掌握权限分配方法。

4. 主机集群静态IP地址配置及系统防火墙配置

掌握为主机集群分配静态IP地址,设置网络连接和通信,了解网络接口、路由以及DNS服务器的配置;学习防火墙规则配置,保护网络的安全性。

5. 通过定时任务执行Shell脚本程序对项目文件自动备份

掌握Shell腳本的基本语法和控制结构,使用定时任务实现项目文件的自动备份和管理。

6. 云服务器环境安装及相关安全配置

掌握在云服务器上安装和配置开发环境的相关软件和工具,了解软件包管理工具以及各种服务(如Apache、Nginx)的安装配置管理。了解防火墙和安全组的使用,保护服务器的安全性和可用性。

(二)改进教学方法

课程采用项目沉浸式的教学方法,实现教学、学习和实践相结合。该教学方法的关键在于课程实训项目的设计,通过与其他软件开发课程协同,通过比赛等方式引入真实的运维项目,让学生沉浸在项目实施的氛围中,该教学法可以更好地激发学生的学习兴趣。课程全程在机房进行教学,按照知识点的内在关联重新组织教学内容,遵循从易到难、循序渐进的原则,确保学生能够逐步掌握并且应用所学知识。这种沉浸式的学习体验有助于学生更深入地理解所学知识点在现实生产活动中的应用场景,从而形成有效的记忆联结,并强化学生对知识点的记忆。

实训项目设计根据课程知识体系进行,通过不同的项目实现课程知识体系的完整融入,实训项目涵盖了Linux系统运维的各种常用操作。课程内容涵盖理论知识和实践操作,旨在帮助学生掌握实际工作中所需的知识和技能,从而更好地适应企业需求。项目沉浸式教学法不仅能帮助学生构建完整的课程知识体系,更提升了学生解决实际问题的能力,为学生未来职业发展奠定坚实基础。

(三)以赛促学

为激发学生对Linux的学习兴趣并创造更多与理论结合实际应用场景,学院在举办各种线上软件作品类比赛的时候,教师让学习本课程的学生积极参与到比赛环境搭建以及项目部署运维的过程中。在学院内同时还举办Linux系统管理相关的比赛,比赛内容包括理论知识和操作技能两部分,以笔试加上机操作的比赛方式进行。通过比赛加强学生对理论及实操能力的培养,并通过比赛扩展更深层次的知识如网络安全技术、云服务器的管理运维、容器的编排等,进一步提升就业能力。

教师应致力于培养既拥有丰富理论知识,又具备实际操作经验,对Linux系统管理充满热情的学生。以比赛的形式将理论与实践紧密结合,不仅为学生提供了实际应用所学知识的平台,还为他们日后从事Linux系统管理相关工作奠定了坚实的基础。

(四)引入思政元素

课程思政在高校教学过程中发挥着重要的作用,既有助于引导学生的价值观、提升思辨能力,又能推动高校思政教育的改革与创新,加强高校的全面育人能力。课程通过在实训项目中内嵌融入课程思政元素。

项目1:在本地虚拟机和云服务器上安装配置Linux操作系统

融入思政元素“爱国主义教育”:强调Linux对国家信息安全的自主可控意识;“职业道德培养”:保护信息安全的责任意识。

项目2:云服务器管理部署项目文件

融入思政元素“团队协作精神”;合理分配用户和权限,沟通与协作;“创新意识培养”:创新性思考和实践在文件管理中的运用。

项目3:项目开发小组用户与用户组管理及权限分配

融入思政元素“培养信息安全意识”:通过权限管理培养学生信息安全意识;“团队协作精神”:团队协作在用户和权限管理中的重要性。

项目4:主机集群静态IP地址配置及系统防火墙配置

融入思政元素“职业道德培养”:保护信息的责任意识与防火墙安全措施;“实践能力培养”:实践操作掌握实际技能的重要性。

项目5:通过定时任务执行Shell脚本程序对项目文件自动备份

融入思政元素“实践能力培养”:编写脚本的实践能力和优化思想;“创新意识培养”:创新思考在脚本编写和功能优化中的体现。

项目6:云服务器环境安装及相关安全配置

融入思政元素“网络安全意识”:重视网络安全与保护信息安全的意识;“责任感和诚信精神”:遵守规范和标准的重要性与责任感;“自主学习能力”:引导学生自主学习与探索的自我发展能力;“实践能力培养”:实际操作掌握技能的关键能力培养。

(五)信息技术的应用

教学团队打造了一个课程教学网站,为教师和学生提供了一个高效互动的平台。为帮助学生更好地理解和应用知识,教师将常见问题和课外扩展学习的内容以教程文章或视频的形式进行总结并发布到教学网站上,供学生参考和学习;鼓励学生积极记录在学习过程中遇到的问题以及解决方案并以文章的形式分享到教学网站上,不断总结和纠错,从而形成宝贵的学习经验库和知识库,同时也作为教学评价的组成部分。信息技术的应用可促进学生自我反思和总结,帮助学生加深对知识的理解,并提高解决问题的能力。

三、教学效果评估

在针对2022学年2023学年两个学年的学生进行的教学对比研究中,2023学年的学生开始采用项目沉浸式的教学,通过两年的教学对比旨在评估项目沉浸式教学对学生学习效果的影响。在传统教学方法下,教师通常以讲授知识为主,实训案例不以实际应用场景设置,学生常处于被动接受的状态。而项目沉浸式教学方法则更加注重引入切合实际的真实运维项目,通过实际的应用场景,增强学生学习兴趣。学生在实训项目中扮演着主动探究的角色,通过实际操作掌握知识和技能。

为客观评估这两种教学方法的效果,采用了多个指标进行考核和比较分析。首先,考查了学生的课堂参与度,即学生在课堂上的表现和积极程度。结果显示,采用项目沉浸式教学方法的学生在课堂上更加活跃,积极参与讨论和互动。其次,对两个年级学生的项目完成情况进行了比较。在项目沉浸式教学方法下,学生需要完成一个实际的项目,并在项目中应用所学的知识和技能。结果显示,采用项目沉浸式教学方法的学生在项目完成的质量和效率上明显高于传统教学方法下的学生。最后,还对学生的笔试考核成绩进行了比较分析,成绩对比如图1所示。结果显示,在项目沉浸式教学方法下,学生的学习成绩普遍高于传统教学方法下的学生。

综合以上考核结果可以明确得出,项目沉浸式教学方法相较于传统教学方法,在提升学生学习效果方面具有明显优势。

四、结语

通过企业调研、重构教学内容、改进教学方法等一系列举措,“Linux操作系统”课程的教学改革取得了显著的成果。学生对课程的学习热情得到了显著提高,对Linux系统管理的理解更加深入。未来将继续深化教学改革,进一步完善教学内容和方法,以满足不断变化的企业需求和技术发展。

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