面向應用能力培養(yǎng)的Linux操作系統(tǒng)課程教學重構(gòu)

關(guān)鍵詞：Linux操作系統(tǒng)；應用能力培養(yǎng)；OBE；混合教學；項目驅(qū)動

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2024）36-0178-03 開放科學（資源服務） 標識碼（OSID） ：

0 引言

Linux操作系統(tǒng)廣泛地應用在政府、軍隊、金融等關(guān)鍵領(lǐng)域，企業(yè)在Linux 的應用開發(fā)、網(wǎng)絡服務等方面急需大量的專業(yè)人才。因此， Linux 操作系統(tǒng)課程已經(jīng)被多所高校列入計算機及其相關(guān)專業(yè)的教學計劃，作為培養(yǎng)創(chuàng)新應用型人才的必修課程[1]。

在當前新工科+工程教育認證的背景下，以學生為本就是要面向需求、目標指導、能力為尺，面向?qū)I(yè)人才的社會需求制定培養(yǎng)目標，根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標設計培養(yǎng)計劃中各課程的教學實施方案，以學生應用能力高低作為課程教學質(zhì)量的檢驗標準[2]。為此，本文基于0BE（Outcome-Based Education，簡稱OBE） 理念，對課程的教學內(nèi)容、教學資源、教學方法、考核評價方式等進行重構(gòu)，建立以學生應用能力培養(yǎng)為中心的課程教學體系，持續(xù)改進以解決學習Linux操作系統(tǒng)入門難、能力培養(yǎng)不突出等問題。

1 課程教學現(xiàn)狀及存在的問題

傳統(tǒng)Linux操作系統(tǒng)課程教學存在以下問題：教學內(nèi)容多而零散，實踐環(huán)節(jié)不足且與實際應用脫節(jié)[1，3]；學習入門難，尤其在系統(tǒng)安裝和命令行使用方面[1]；傳統(tǒng)的“理論為主，實驗為輔”的教學模式不利于應用型人才培養(yǎng)[3-5]。

2 課程教學重構(gòu)

2.1 以項目為主線對教學內(nèi)容進行“理論+實踐”一體化設計

Linux操作系統(tǒng)教學內(nèi)容廣泛，主要包含基礎命令、Linux系統(tǒng)編程、服務器管理等[4]，針對教學內(nèi)容多而零散，實踐環(huán)節(jié)內(nèi)容少且與實際應用聯(lián)系不夠的問題，課程從培養(yǎng)學生實際工程應用能力的角度出發(fā)，打破傳統(tǒng)的章節(jié)形式的教學內(nèi)容組織形式，采用以實境項目為主線，拆解成橫向問題，進行“理論+實踐”的一體化設計。將實境項目分解成多個“橫向問題+基礎實訓項目”，將知識點分散到不同的橫向問題與實訓練習中，漸進式地強化實踐訓練，循序漸進地為學生搭建具備Linux高級應用能力的路徑，實現(xiàn)快速迭代學習。同時，通過討論、項目分析等融入思政元素，實現(xiàn)對學生的價值引領(lǐng)。

2.2 建設有效的多元教學資源

傳統(tǒng)課堂不利于應用型課程教學，教學內(nèi)容接受度差的主要原因是傳統(tǒng)課堂是以教師為中心進行講授，學生只能被動聽授，得不到及時的訓練，教師困于課堂，不能對學生的問題進行及時指導。為了改變這一現(xiàn)狀，必須建設豐富有效的教學資源，以支撐教師的教學和學生為中心的學習。

1） 建設MOOC課程。Linux操作系統(tǒng)課程難學難入門的主要原因是命令行的使用枯燥難理解，老師一邊演示，學生一邊跟其操作是最為有效的入門方法，傳統(tǒng)課堂這樣操作耗時，難以保證教學進度，學生若遇到問題老師沒時間進行有效的個性化指導。課程根據(jù)表1中設計的橫向問題將其作為教學單元（共計12個） ，對橫向問題下的每個知識點（共計63個） 采用視頻錄制操作步驟的方法形成微課，配以實施教學所需的相關(guān)資料，如課件、單元測驗、討論、拓展知識等形成MOOC，能有效地解決這一問題。學生采取“在線”主動學習的方式，老師轉(zhuǎn)變?yōu)閱栴}的協(xié)助解決者。

2） 建設題庫。Linux操作系統(tǒng)基礎命令多、知識點多且零散，學得快，忘記得也快，必須配以題庫訓練才能強化知識點的掌握。在題庫建設時，遵循與知識點對應的原則，設計了150余道題，涵蓋單選題、多選題、填空題、實訓項目等不同難度的題型，在視頻講解過程中插入訓練，每單元結(jié)束配以單元測試，做到即學即測。

3） 建設項目庫。學生應用能力培養(yǎng)不突出主要原因一方面在于實驗實訓少，與企業(yè)應用場景相結(jié)合的實際訓練更是缺乏；另一方面，傳統(tǒng)的考核方式主要是針對知識點的考查，對實際操作能力的考核占比較少。為此，需要從實際場景出發(fā)，建設項目庫資源。如表1 所示，課程設計了1個綜合企業(yè)實境項目（開源大數(shù)據(jù)處理平臺的搭建） ，針對拆解后的橫向問題（教學單元） 配以基礎性實訓項目9個，進行了企業(yè)實境項目-橫向問題（教學單元） -知識點-基礎實訓項目的映射，在做中學，夯實基礎應用能力，提升綜合應用能力。

4） 建設拓展知識與討論庫。對于部分同學可能存在課堂中“吃不飽”的情況，為此設計了5個拓展知識點如鏈接文件等，指導學生寫學習過程的技術(shù)博客、錄制分享視頻等來解決這一類問題。討論庫的建立主要為了解決兩方面問題：一是收集之前教學過程中同學們經(jīng)常犯的錯誤（如老師給出shutdown命令的錯誤演示，讓學生討論并修正） 設計成討論，通過討論來解決這些典型的重復性錯誤，提升課堂效率；二是將“刪庫跑路”、缺“芯”少“魂”等與課程相關(guān)的法律知識、技術(shù)現(xiàn)狀等融入課程，實現(xiàn)全方位育人。目前，課程資源清單如表2。

2.3 采用“線上+線下”混合教學模式

課程共48學時，從“線上”獲得知識、“線下”培養(yǎng)應用能力為目標出發(fā)，將課堂教學活動設計成圍繞解決橫向問題的12個教學單元，配套9個基礎實訓項目和1個綜合企業(yè)實境項目。教學活動組織按基于在線課程的自主學習（24學時） 和課堂面授（24學時） 相結(jié)合的“線上+線下”混合模式開展。

每個教學單元中包含課前答疑、知識點的講解、討論、實踐任務的布置、基礎實訓項目的實踐訓練及課后分析總結(jié)。知識點教學通過中國大學MOOC教學平臺完成，采用課堂集中教學和課外分散學習相結(jié)合；面授課堂以完成實訓項目、答疑、討論等為主要形式，學生須在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實驗室完成；綜合企業(yè)實境項目教學與答辯由校企協(xié)作開展，學生須組成團隊協(xié)作完成。

課程從線上課、線下課和課后3個方面進行教學設計，每個維度都關(guān)注教師和學生兩個要素。具體形式為：

2.3.1 線上課教學活動設計

課前教師把每個教學單元的介紹、知識點要求、學習任務說明、PPT 講義，擴展知識點、教學視頻、測驗、實驗指導書等學習內(nèi)容放在課程的教學網(wǎng)站并做學習引導，關(guān)注討論區(qū)進行答疑，分析學生的學習行為，總結(jié)疑點難點問題；學生按照教師的要求完成相應的文檔和視頻學習等任務，學生可以在任何地點、任何時間，通過多種終端，根據(jù)學習水平、學習時間等個性化地在線自主學習，自主調(diào)整學習進度。學生在線自主學習完成后，通過在線課程學習平臺進行學習測驗，在線課程學習平臺記錄學生在線教學環(huán)節(jié)中的學習情況。學生在自主學習的同時，通過在線課程學習平臺與教師或其他學習者進行問題交流探討等互動活動，做好實踐項目準備。

2.3.2 線下課教學活動設計

課上教師組織學生對線上課中測驗、討論區(qū)等學習過程中反映出的疑難問題進行討論，教師分析總結(jié)這些問題，但不重復講解學生已經(jīng)看過的視頻操作內(nèi)容；給出對應的項目實訓任務，對學生實訓過程進行指導，回答學生的疑難問題；課上學生根據(jù)教師的討論任務完成討論并歸納總結(jié)，討論完成后進行實訓任務并提交報告。

2.3.3 課后教學活動設計

教師課后總結(jié)每個教學單元的學習情況和難點，在線回答學生的問題、在線瀏覽、評審作業(yè)和實訓報告等。課后學生總結(jié)每個教學單元的學習內(nèi)容、完成作業(yè)或測試并在線提交、評審其他同學的作業(yè)或測試、訂正作業(yè)等。

通過“線上+線下”“理論+實踐”相結(jié)合的教學設計，從而實現(xiàn)由掌握基礎知識到實際應用能力的培養(yǎng)。

2.4 采用“線上+線下”相結(jié)合，知識為基礎，能力為重點的多維考核評價

知識是能力形成的基礎，培養(yǎng)綜合應用能力是課程教學的目標。因此，課程考核采用知識考核為基礎，能力考核為重點的評價方式。通過“線上+線下”“過程性考核+終結(jié)性考核”相結(jié)合的方式，線上學習考核通過中國大學MOOC平臺完成，以知識為主包含：12次單元測試、7次討論、1個實訓作業(yè)、1次在線期末考試。在線學習成績采用百分制計分，由四部分成績組成：

（1） 單元測試成績（40%） ：客觀題。

（2） 討論區(qū)參與度（10%） ：根據(jù)討論區(qū)的參與表現(xiàn)給分。

（3） 期末測試（30%） ：客觀題。

（4） 實訓作業(yè)（20%） ：需要完成作業(yè)并且完成規(guī)定的互評數(shù)量。

線下學習考核通過大作業(yè)、項目報告、項目答辯等多種形式完成，基礎實踐項目著重考核學生對知識點轉(zhuǎn)化及相應的分析與解決問題的實踐應用能力；大作業(yè)、綜合實訓項目著重考核學生在具體情景中新知識的學習能力、分析與解決計算機復雜工程問題的能力與創(chuàng)新思維、團隊合作、有效溝通等能力。考核方案具體見表3。

3 教學實踐及效果說明

從2016年開始，進行課程教學改革與探索，首先在常州大學校內(nèi)建立SPOC運行，經(jīng)過多年的教學實踐、持續(xù)改進及修正，于2020年在中國大學MOOC平臺建設了“零基礎學Linux操作系統(tǒng)”在線開放課程，形成了基于“MOOC+慕課堂+項目”的線上、線下混合教學重構(gòu)方案。

課程建設的在線教學資源“零基礎學Linux操作系統(tǒng)”課程，自2020年起在中國大學MOOC平臺上運行，至今共運行10期，注冊學習學員達3.5萬余人。根據(jù)平臺提供的數(shù)據(jù)，疫情期間為20余所學校提供了教學支持，使用課程的高校有上海海事大學、哈爾濱理工大學等。 平臺學習者評分為4.8分（滿分5分） 。學員“濃眉大眼蟹老板”評價：“理論和實踐結(jié)合讓知識點變得易懂；課程框架結(jié)構(gòu)詳細且系統(tǒng)，方便銜接；老師討論區(qū)回復認真及時”。內(nèi)蒙古大學劉教授評價“課程通俗易懂，思路清晰，篇章結(jié)構(gòu)合理；主講老師講解清晰，舉例得當，精煉易學；學生的整體反映也非常好”。

課程所形成的項目等教學資源已在本校20余個班級推廣應用，在教改班級采用“MOOC+慕課堂+項目”的線上、線下混合模式進行教學。實施后課程成績比傳統(tǒng)教學法有一定的提高，成績對比分析如下。

通過成績分析對比發(fā)現(xiàn)混合模式教學班級的期末平均成績高于傳統(tǒng)教學班級。通過各分數(shù)段成績對比發(fā)現(xiàn)，混合教學模式班級良好及以上的人數(shù)較傳統(tǒng)模式都有明顯提高。混合教學模式因為采取在線考核加項目形式的過程化考核，可以有效地發(fā)現(xiàn)和避免“落單”現(xiàn)象。課程評教得分96.98，督導評價全校排名第4，課程為本校計算機專業(yè)通過中國工程教育專業(yè)認證提供了強力支撐，顯著提升了課程達成度。

通過教學問卷調(diào)查反饋，計算機185班孟同學評價：“課程內(nèi)容分配合理，授課方式新穎，將理論與實踐結(jié)合，實訓項目獲得更多有效知識”；計算機196班孫同學等通過課程學習進入運維管理領(lǐng)域就業(yè)。

4 結(jié)論

本文從解決傳統(tǒng)Linux操作系統(tǒng)課程教學過程中存在的問題出發(fā)，基于OBE理念，提出了以項目為主線、“線上知識學習+線下項目”混合教學的重構(gòu)方案。對課程的教學內(nèi)容、教學資源、教學方法、考核評價方式等進行了全面重構(gòu)，建立了以學生應用能力培養(yǎng)為中心的課程教學體系。通過教學實踐，實現(xiàn)了從“傳統(tǒng)課堂以教師為中心講授”的被動學習方式向“以學生為中心的邊學邊練” 的主動學習方式的轉(zhuǎn)變；打破了時空限制并支持個性化學習；強化項目實踐訓練，顯著提升了學生的應用能力和解決復雜工程問題的能力。在今后的教學中，還可以進一步增加線上測試題庫的試題數(shù)量與題型；設計和開發(fā)多種綜合項目，提供更深入的企業(yè)級實訓，真正做到學以致用。