以運維為導向的高校計算機專業(yè)Linux課程教學改革

王繼敏

【摘 要】根據(jù)運維行業(yè)的就業(yè)市場變化和企業(yè)對于Linux運維工程師的職業(yè)技能要求，對高校計算機專業(yè)的Linux課程教學內(nèi)容進行合理的規(guī)劃；根據(jù)Linux課程教學的特點，對以運維為導向的Linux課程教學方法進行了研究，在實踐中摸索了一套較為有效的教學方案，使學生在Linux學習的過程中更加有針對性、主動性和趣味性。

【關(guān)鍵詞】Linux；IT運維；場景教學

0 引言

在以往的高校計算機專業(yè)學科教育中，將著重點放在培養(yǎng)學生的編程能力，久而久之使人們產(chǎn)生了偏見，認為學計算機就是學編程。然而實際上，計算機這一學科所涵蓋的遠不僅僅是編程。隨著信息基礎(chǔ)設(shè)施的不斷發(fā)展完善，尤其是近年來互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的迅速崛起，IT運維這一行業(yè)對于人才的需求和就業(yè)的吸納越來越可觀。而企業(yè)對于運維人員的職業(yè)素養(yǎng)要求和對于編程人員是有明顯區(qū)別的。這就要求高校針對運維行業(yè)的特點對教學內(nèi)容和方法進行更加有針對性的設(shè)計。由于Linux操作系統(tǒng)在互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)成為了應(yīng)用最為普遍的服務(wù)器操作系統(tǒng)，所以Linux課程教學成為培養(yǎng)學生的運維素質(zhì)是一個很好的切入點。

1 傳統(tǒng)的Linux教學分析

目前的高校計算機專業(yè)開設(shè)Linux課程一般有兩種情況。一種是作為學習操作系統(tǒng)原理課程的輔助和實踐課程，學生在學習了操作系統(tǒng)原理后通過接觸Linux的一些源代碼來加強對原理和算法的認識；另一種是作為一門獨立的課程開設(shè)，但其教學內(nèi)容會將著重點放在GNU開發(fā)工具鏈的使用、API的調(diào)用或者內(nèi)核模塊的解讀等等。目前這兩種情況都是以培養(yǎng)編程能力和開發(fā)素質(zhì)為著眼點的，對于培養(yǎng)一個運維工程師可謂根本沒有涉及。而在教學方法上，傳統(tǒng)的Linux教學過程中，雖然也有采用基于項目的教學方法，但始終沒有改變教師講理論為主，學生課后練習為輔的固定教學模式，教學改革只是從教學形式上有所改變，依然沒有改變學生被動學習的局面[1]。而IT運維的特點是知識面廣、實踐性強，這就要求在基于運維的Linux教學改革中，著重培養(yǎng)學生歸納知識的能力和主動學習的能力，著重培養(yǎng)學生動手實踐的能力，從而更有利于培養(yǎng)學生的職業(yè)運維素質(zhì)。

2 教學內(nèi)容的改革

傳統(tǒng)的Linux教學是著重于培養(yǎng)邏輯思維能力和編程能力的，筆者針對運維行業(yè)的特點對傳統(tǒng)教學內(nèi)容進行改革，使之有針對性的培養(yǎng)運維工程師。關(guān)于Linux運維，目前業(yè)內(nèi)還沒有一個統(tǒng)一的定義。就筆者接觸一些運維工程師和親自參與企業(yè)實踐得到的一些直接和間接經(jīng)驗來看，運維工程師在入行時應(yīng)掌握的主要內(nèi)容包括：（1）Linux下的常用命令的使用；（2）Linux下的系統(tǒng)管理，包括存儲管理、用戶管理、網(wǎng)絡(luò)管理等；（3）部署和維護各種Linux服務(wù)器，包括Web服務(wù)、FTP服務(wù)、DHCP服務(wù)、Mail服務(wù)等；（4）對Linux下各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、應(yīng)用系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等進行自動化Shell腳本開發(fā)；（5）數(shù)據(jù)庫如MySQL或Oracle的維護；（6）系統(tǒng)性能的優(yōu)化等等。據(jù)此，筆者在以運維為就業(yè)方向的班級開設(shè)的Linux課程中，刪減的GNU工具鏈、內(nèi)核源碼分析等的內(nèi)容，加重了Shell編程在課程學時的比重，并增加了系統(tǒng)管理、服務(wù)器配置等與運維行業(yè)相關(guān)的內(nèi)容。

3 教學方法的改革

雖然近年來不斷對計算機學科教育進行改革，提出了基于項目、任務(wù)驅(qū)動或者單元驅(qū)動的教學法，以改變傳統(tǒng)教學模式，增加實踐教學的比重，但學生僅掌握獨立項目的模塊化實施方案，欠缺對運維過程中出現(xiàn)突發(fā)問題靈活處理的能力[2]。另外由于教學用的實驗環(huán)境和實際生產(chǎn)環(huán)境的差異，導致學生認為教學針對性不強，從而學習積極性受到影響，而當真正就業(yè)后面對實際生產(chǎn)環(huán)境又不知所錯。為此，筆者針對Linux運維的特點，提出了一套教學方法的改革，將貼近生產(chǎn)實踐的運維融合到Linux課程教學中去，從而更有利于培養(yǎng)學生在IT運維方向的職業(yè)素質(zhì)，為其有針對性的就業(yè)夯實基礎(chǔ)。

3.1 教學環(huán)境設(shè)計

在教學環(huán)境上，采用電子教室。但不同于傳統(tǒng)Linux課程教學采用的Windows加VMWare虛擬機的方案，而是采用全Linux解決方案，以使學生充分體驗和使用Linux。在解決視頻廣播及遠程桌面的問題上，不同于傳統(tǒng)的電子教室采用的凌波多媒體教室軟件的方案，筆者為教師端及學生端的電腦都安裝的Ubuntu14.04，在教師端安裝了vncserver，以共享教師機的桌面，而在學生端安裝vncviewer用于遠程桌面連接。這種直接讓學生接觸Linux真實機器的方法，一方面加強了學生對于Linux的操作體驗，另一方面，杜絕部分自制能力較差的學生在課堂上玩電腦游戲等行為。

3.2 實驗環(huán)境設(shè)計

在Linux教學中的很多實驗對當前系統(tǒng)環(huán)境有一定的危險性和破壞性，如配置網(wǎng)絡(luò)、添加或者刪除Raid、安裝服務(wù)等等。很多不當操作會破壞系統(tǒng)的正常環(huán)境，而學生其實也正是在這種不斷的試錯與改正中提高能力的。因此，怎么樣快速恢復受損的實驗環(huán)境是個問題。筆者在自己的課堂上采用了一款非常優(yōu)秀的虛擬機軟件VirtualBox，利用它的系統(tǒng)快照功能實現(xiàn)這個目的。

首先，給學生機器在VirtualBox下安裝一個虛擬的CentOS6.5作為教學系統(tǒng)（這是由于CentOS這一發(fā)行版在目前的互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)作為服務(wù)器操作系統(tǒng)應(yīng)用非常廣泛），并配置好該系統(tǒng)的基本軟件和網(wǎng)絡(luò)連接，以此作為初始的實驗環(huán)境，并對該初始系統(tǒng)進行系統(tǒng)快照。

然后，當學生做實驗時，啟動虛擬機，并利用宿主機的putty軟件或者命令行ssh客戶端遠程連接虛擬機，在虛擬機里面做各種實驗。如果實驗失敗或者需要重新做實驗時候，只要恢復一下系統(tǒng)快照就可以返回初始的實驗環(huán)境。

3.3 基于場景的四步教學法

傳統(tǒng)教學方式不利于運維職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)的一個重要原因是課堂教學脫離生產(chǎn)場景。盡管教了學生很多命令、很多參數(shù)，告訴學生應(yīng)該這樣或者不應(yīng)該那樣，但學生往往會發(fā)出“為什么要這樣做”、“這樣做有什么用”的疑惑。由于脫離生產(chǎn)場景，學生對于所學知識與技能的體會不深，在相當程度上影響了教學效果。

場景化教學要求在教學過程中盡量模擬生產(chǎn)場景，將貼近生產(chǎn)實踐的環(huán)境、項目、任務(wù)經(jīng)過適量簡化突出重點后重現(xiàn)在教學過程中。這種教學法秉承“以用為本、學以致用”的教學觀念，對于指導教師的工程實踐經(jīng)驗有較高的要求。筆者在這一教學觀念的指導下，通過以下四個步驟組織整個教學過程。

（1）場景重現(xiàn)。對于Linux運維的每個知識板塊，筆者結(jié)合自己已有的工程實踐經(jīng)驗和通過閱讀、考察等方式獲得間接經(jīng)驗，努力為教學過程重現(xiàn)生產(chǎn)場景。例如，在講授Web服務(wù)時，傳統(tǒng)方式僅僅是通過測試一個靜態(tài)Web頁面，講解一下Web服務(wù)的搭建過程及配置文件的主要參數(shù)等。筆者在實施場景化教學法的過程中，為學生們分發(fā)一個實際可用的在線教學網(wǎng)站源碼讓學生們在各自的實驗平臺上安裝測試，并通過一些專門的工具模擬負載讓學生們觀察Web站點在運行過程中性能的變化。這樣一來，由于接觸到了真實的生產(chǎn)場景，一來學生的學習興趣有了較大的提高，另一方面對于相關(guān)的配置參數(shù)的作用的體會則更加深刻。

（2）項目設(shè)計。在教學過程中，將Linux運維的各個知識點和技能通過若干個項目來組織，學生通過可擴展的項目案例來逐步學習知識和技能。所有的項目都是一個實際的任務(wù)，學生通過完成這一項目從而具備了完成一種任務(wù)的能力。

（3）角色模擬。將學生分為若干個小組，小組的每個成員模擬項目中的某個角色，使學生們協(xié)同完成項目任務(wù)。當項目任務(wù)完成后，還可以將小組內(nèi)各個成員的角色互換，使其體會不同角色在小組中所起的不同作用及所需掌握的工作技能。例如，在講解用戶權(quán)限管理的知識板塊時，筆者設(shè)計了一個工作組用戶協(xié)同工作的項目，每個學生小組有三個成員，分別是管理員Tom和普通成員Alice和Jim。該項目任務(wù)要求通過某種方式設(shè)置一個共享文件夾，該文件夾作為小組協(xié)同工作的目錄；該目錄內(nèi)每個人都可以新建文件，也可以查看和修改別人的文件，但是除了管理員Tom外其他人不能刪除別人的文件而只能刪除自己的文件；只有管理員Tom可以刪除任何人的文件。學生們通過分別扮演管理員和普通成員，加強了對于用戶權(quán)限管理的認識。

（4）自我總結(jié)：當項目任務(wù)完成后，學生們初步掌握了某項技能，此時應(yīng)該及時回顧、歸納和總結(jié)，將感性認識轉(zhuǎn)化為理性認識，將知識和技能條理化。筆者通過自己的實踐體驗發(fā)現(xiàn)，寫技術(shù)博客是一種很好的自我總結(jié)的方式。筆者要求學生課后將每個知識板塊寫成技術(shù)博客在互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)布，并要求學生們分組互評，評選優(yōu)秀的博客文章。一些對于Linux運維很感興趣的學生在課后寫技術(shù)博客上投入了的較大了精力，參閱了很多課外資料，文章寫得比較嚴謹而全面，在互聯(lián)網(wǎng)上獲得了比較高的瀏覽量，從而更加激發(fā)了學生的學習興趣和熱情。

總之，通過場景重現(xiàn)、項目設(shè)計、角色模擬和自我總結(jié)這樣四個步驟，有效的溝通了教學和生產(chǎn)，加強了教師與學生、學生與學生之間的交流互動，構(gòu)架起理論與實踐相結(jié)合的橋梁。

4 結(jié)束語

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，IT運維這一行業(yè)對于人才的需求越來越大。而Linux操作系統(tǒng)在當前的信息化基礎(chǔ)設(shè)施中扮演非常重要的角色，成為IT運維人員必備的基礎(chǔ)知識和技能。而傳統(tǒng)的高校Linux課程將著重點放在培養(yǎng)學生的邏輯思維能力和提高編程能力方面，不利于運維工程師職業(yè)素質(zhì)的建立。因而，有必要建立一套以運維為導向的Linux課程教學方案，以更加有利于向社會培養(yǎng)及輸送人才。

通過對課程教學內(nèi)容的合理取舍、貼近實際生產(chǎn)場景設(shè)計教學環(huán)境與實驗環(huán)境，以及基于場景的四步教學法，本文提出了一套在實踐中較為可行的Linux課程教學方案。相比傳統(tǒng)的Linux課程教學，這一教學方案更加有針對性的培養(yǎng)企業(yè)IT運維工程師。

【參考文獻】

[1]田容雨，朱慧.基于計算思維的Linux運維教學改革[J].信息與電腦，2014，09：244.

[2]田容雨，朱慧.基于運維的Linux教學方法改革與實踐[J].新課程研究，2013，06：135-136.

[責任編輯：朱麗娜]