高职大数据技术专业Linux操作系统课程教学改革实践探析

何宏宇

关键词：Linux操作系统；大数据技术专业；教学改革；翻转课堂；实训平台

0 引言

自2015 年10 月党的十八届五中全会正式提出“实施国家大数据战略，推进数据资源开放共享”以来，我国把大数据作为战略资源，上升到国家战略的高度[1]。近年来，大数据行业和市场持续壮大发展，对各层次相关专业人才的需求也日益增加。为了适应行业需求，培养更多具备大数据技术能力的人才，各级各类高校纷纷设立大数据相关专业，高职院校也不例外。例如，我校开设了大数据技术专业，旨在培养医疗健康领域的大数据技术人才。

Linux操作系统是一种开源的类Unix操作系统，具有免费、高效稳定、兼容性好等优点，深受各大企业和行业从业人员的欢迎，目前已经广泛应用于云计算与虚拟化、服务器、嵌入式、大数据等领域[2]。由于大数据技术多基于Linux 操作系统搭建和部署，掌握Linux操作系统是学习和使用大数据技术的基础。因此，Linux操作系统课程是大数据技术专业的核心基础课程之一，在课程体系中占有重要地位。

1 高职大数据技术专业Linux 操作系统课程面临的问题

1.1 教学内容缺乏针对性

在教学内容方面，现有的教材主要针对网络工程、计算机应用等专业而设计，侧重介绍Linux操作系统的历史发展、体系结构、文件管理、进程管理等方面，而忽略了大数据技术专业所需要掌握的Linux操作系统在大数据平台搭建和部署方面的知识。例如，在Hadoop分布式文件系统（HDFS） 中，需要使用Linux 命令来配置集群节点、启动或停止服务、查看日志文件等；在Spark分布式计算框架中，需要使用Linux命令来安装Scala 编程语言环境、运行Spark Shell 或Spark Submit等。这些知识点在现有教材中并没有涉及或者只是简单提及，并不能满足大数据技术专业学生在实际工作中的需要。

在教学难度方面，由于Linux操作系统涉及很多底层原理和细节，如果完全按照现有教材的内容安排教学，则可能导致高职层次学生感到困惑或压力过大。一方面，在理论上难以理解某些概念或原理；另一方面，在实践上难以记住或运用某些复杂的命令或参数。这样不仅会影响学生对该门课程的学习兴趣和积极性，也会影响他们对其他相关课程（如数据库管理、Python编程等）的学习效果。

因此，在开设高职层次大数据技术专业Linux操作系统课程时，有必要根据“必须”和“够用”的原则，对该门课程进行适当调整和优化。

1.2 学生学情和学习能力存在差异

笔者对21级和22级两届高职大数据技术专业学生进行了调研，发现在两届高职学生中存在着明显的知识基础差异。调查结果显示，约有35%的学生在入学前已经具备了相关课程的基础知识，而其余65%的学生则需要从头开始学习。例如：部分学生需要从打字练习开始学习计算机技术。基础欠缺的学生在Linux操作系统课程的学习中缺乏兴趣和动力，跟不上教师的讲解进度，表现出较低的学习效果和课堂参与度。

同时，高职学生普遍存在着不良的学习习惯，调查结果显示，约有70%的学生没有课前预习、课后复习和自主练习的习惯。另外，由于性格等原因，部分学生不敢主动提出问题，导致在课程教授过程中出现两极分化的情况。针对这种情况，授课教师需要更加注重学生学情，针对不同学情的学生开展差异化教学。

1.3 传统教学模式教学效果不佳

传统的以教师为中心的教学模式侧重知识的传授和讲解，学生在这种模式下只能被动地学习教师的教学内容，缺乏主动的思考和探索。这种教学模式适合于理论性较强的课程，通过演示和推理的方式来帮助学生理解抽象的概念和原理。对于Linux操作系统课程而言，理论知识的学习固然重要，但更重要的是需要学生通过实践操作来培养使用和管理操作系统的能力，从实践中获得经验，从经验中提炼和总结知识[3]。很多学生在课堂上听懂了教师的讲解，但在实践操作时却遇到了困难。因此，需要改变教学模式，让学生多实践，从实践中发现问题，教师则扮演辅导者和引导者的角色，而非主导者。

传统教学模式的另一个弊端是考核方式过于单一，侧重期末考核，考核内容也偏重理论知识。这样的考核方式存在以下问题：一是不能及时地反映学生的学习情况，学生在考前可以临时抱佛脚，死记硬背题目；二是不能真实地评价学生的实践操作能力，出现高分低能的情况，因此，需要改进考核方式，增加课程的阶段性评价[4]。考核应以实践为主，理论为辅，实践考核优秀的学生往往也能在理论考试中取得好成绩。

1.4 实训课完成质量不理想

课程实训是指学生通过上机操作来巩固和检验课程知识的过程。在实训课上学生需要在规定时间内，按照教师指定的实训任务和要求，完成实践操作。实训课是理论课的重要补充和延伸，能够提高学生的动手能力和解决问题的能力。然而，实训课的完成质量受到两方面问题的影响：一是缺少实训平台，导致学生不能在课后进行实训练习，学生只能在实训课有限的时间内进行实践操作，无法满足熟练掌握Linux 操作系统各类命令的要求；二是学生的学习习惯有待改进，多数同学缺乏预习的意识和习惯，直接进入实训课的实操练习，导致学习效率低下。这些问题导致教师在实训课上需要花费大量时间指导学生进行实操入门，而无法及时解答那些遇到问题的同学的疑问，从而影响了整体的实训效果。

2 基于大数据技术专业的Linux 课程教学改革

2.1 Linux 操作系统课程教学内容调研分析

1） 招聘岗位调研分析

以大数据技术专业人才培养方案为依据，选择大数据运维岗位为目标进行了调研分析。笔者采用网络爬虫技术从智联招聘、前程无忧、猎聘网等招聘网站收集了400余条大数据运维岗位的招聘信息作为数据源，然后筛选出其中学历需求包含大专的60余条信息作为样本，对样本中的Linux操作系统技能要求进行了词频统计和排序。排名前十的关键词有：Linux、熟悉、Shell、系统、脚本、操作系统、Python、熟练、操作。根据排序结果分析，招聘企业对学生的Linux操作系统技能要求主要分为两個层次：基础层次是熟悉Linux 操作系统环境和Shell 命令，进阶层次是掌握Shell脚本的编写能力。

2） 行业工程师调研分析

通过问卷调研和访谈法，收集和分析一线大数据运维工程师的主要工作内容和技能需求。结果表明，该岗位的工作内容主要涉及大数据各个组件的运行维护、故障排查、性能调优、自动化运维等方面，对Linux操作系统的技能需求主要集中在系统搭建、文件管理、Vim编辑、Shell脚本编写、软件包安装、网络维护等方面，而对开发相关技能的需求度较低，例如：Linux下的gcc程序编译链接等。

根据调研结果和课程需求，笔者对Linux操作系统课程的教学内容进行了调整和优化。笔者认为教学内容应避免过多非必要的细节，以降低学生的认知负荷。例如，在介绍Linux文件系统操作时，选择了命令中最常用且必要的参数，例如：copy命令的-f和-R 参数是copy命令中最常见的用法，学生应该掌握，而对于其他参数则让学生通过man或help命令自主查询，这样既保证了学生掌握基本的文件操作技能，又培养了学生的自主学习能力。此外，笔者还根据大数据专业的特点和发展趋势，删除了与专业无关或重要性较低的教学内容，如C程序在Linux下的编译链接、网络服务器DNS和DHCP的搭建等，增加了与专业密切相关且实用性较高的教学内容，如SSH服务器的搭建和Linux服务管理等，既提高了课程教学的针对性和有效性，又降低了学生的认知负荷。课程授课内容概况如表1所示。

2.2 Linux 操作系统课程教学模式探索

1） 对学生思想进行积极引导

Linux操作系统课程是大数据技术专业的核心基础课程，通常是学生最早接触的专业课程之一。由于学生刚进入大学阶段，对于如何规划和适应大学生活及如何有效地学习一门课程还存在困惑。因此，在课程早期对学生进行思想上的引导，让学生建立大学期间应该努力奋斗的认知，不仅可以为学好本门课程做好思想铺垫，也可以对优良的学风建设起到积极作用。

在课程开始前，为每位学生播放了以下视频：《学长讲大学应该如何度过》《求职者反思大学期间的行为》《博士生的一天》《励志视频》，通过视频向学生传递有借鉴意义的经验，让学生认识到应该如何度过大学的每一天，并激励学生努力学习。虽然本课程是一门专业课程，但秉承“人人都有育人使命、时时都是育人时机”的理念，本课程进行了以上探索。

从课程整体授课情况看，本次思想引导收到了良好的效果，经过思想引导后的22级学生的整体学风较21级有明显改善，课堂表现更积极，整体课程学习效果也有明显提高。

2） 理论课借鉴翻转课堂教学模式

为了解决学生主动提问少、课堂反馈不足等问题，笔者探索了利用雨课堂开展翻转课堂教学模式的课程教学。

翻转课堂教学模式是一种以学生为中心的教学模式，课前由教师指定学生通过数字化资源、自学教材等方式初步学习该堂课的基本知识点，由学生完成课前的预习过程。在该过程中，学生自主探究，完成课前小测验，并提出对新知识点的疑问，带着问题进入课中教学阶段[5]。通过课前测验，教师能了解学生自学过程中遇到的问题，并在授课过程中针对这些问题进行重点讲解突破，学生在授课过程中解决自己的疑问并当堂检验，加深知识的内化，这样可以增强学生的学习积极性和成就感，提高教学效果。

雨课堂平台是由清华大学和学堂在线公司联合研发的一款用于授课过程的在线工具。笔者运用雨课堂平台设计了翻转课堂式教学方案：通过提供在线学习资源和课前测验，引导学生进行课前预习；通过对课前测验数据进行分析，找出学生的薄弱知识点；通过课堂讲解，帮助学生解决问题，并进行当堂测验，评估学习效果。这种教学模式改善了学生主动提问少的问题，提高了学生的自主学习能力与课堂参与度。

3） 实训课应用大数据实训平台，优化学生实训环境

Linux操作系统课程具有较强的实践性，理论学时和实践学时之比为1：1，每周授课为一次理论课加一次实训课。在传统授课模式下，在理论课后，实训课前期间没有针对学生进行有效的引导和督促，学生也缺乏课后复习和练习的主动性和条件，只能依赖实训课上有限的时间进行实践操作。部分学生难以独立进行实训练习，在实训课上老师只能单独对其进行一对一指导，由于实训课时长有限，其他学生遇到问题时经常难以得到老师的及时解答，影响了实训课的完成质量。

为了解决这一问题，引入了大数据实训平台作为教学辅助工具。该平台提供了在线实训环境和教师评价反馈系统，一方面使得学生能在理论课后和实训课前这段时间进行线上实训练习，另一方面可以通过平台及时得到教师的评价和指导，从而暴露并解决实训练习中遇到的各种问题。通过课后的实训练习，学生已经对实训内容有了一定程度的掌握，并且课下已经得到过老师的答疑，在正式实训课上，学生可以更快地上手实训任务，并获得更多教师的答疑解惑的机会。

经过以上探索，设立了一种教学模式，将理论课和实训课有机地结合起来，如图1所示。

该模式贯彻了以解决学生问题为导向的教学思想，通过三个阶段的教学设计，实现了对学生问题的及时发现和有效解决。第一阶段是课前预习阶段，利用雨课堂平台发布在线学习资源和小测验，引导学生进行课前预习，帮助学生发现知识薄弱点，学生提出疑问；第二阶段是课堂教学阶段，根据雨课堂平台收集的数据分析，针对学生存在的问题进行重点讲解突破，并借助大数据实训平台让学生进行实践操作，解决学生在实践中遇到的问题；第三阶段是实践巩固阶段，通过实训课加强学生的动手能力，并通过实训报告的批改完成第三阶段的问题反馈，帮助学生总结和提高。

4） 优化考核方式

传统考核方式由平时成绩、期末成绩两部分构成[6]。平时成绩由学生日常考勤和课堂参与度进行评分，期末上机考试由老师根据课程内容设计题目，学生完成后由老师评分，期末笔试通过在线平台进行[6]。传统考核方式只在期末完成评价，缺乏对学生课程学习过程的评价，不利于老师掌握学生阶段性的学习情况。

在传统考核方式的基础上，采用一种优化的考核方式，即在平时成绩和上机考试成绩中分别加入雨课堂平台评分和大数据平台评分两个指标，并设置期中上机考核作为阶段性测验。这种优化后的考核方式有利于增强对学生阶段性学习情况的掌握，为教学调整提供了依据。为了更好地检验学生对Linux操作系统命令的掌握程度和应用能力，笔者在期中和期末上机考核环节提高了题目数量和难度，同时，为了模拟真实工作场景下解决问题的过程，允许学生在上机考核过程中使用网络。优化后的考核方式更加关注学生的学习过程，能对学生的学习情况进行更加有效的评价。

2.3 Linux 操作系统课程教学实施成效

本文采用教学改革前2021级学生和改革后2022 级学生的成绩进行对比分析，由于相对于理论考核成绩，实训考核成绩更能反映学生的技能掌握情况，所以本文采用两个学期的期中和期末实训考核成绩进行对比，结果如图2、图3所示。

从图中可以看出，2022级学生实训成绩显著高于2021级学生实训成绩。其中，由于期中测验采用了比实训课多出二分之一的题量，属于对学生熟练程度的压力测试，所以出现了大量不及格的情况，属于正常现象。

3 结束语

本文针对高职大数据技术专业Linux操作系统课程存在的问题，进行了教学改革探索实践。首先，根据招聘岗位需求和行业工程师的调研结果，优化了课程教学内容，突出了大数据技术专业的特点和要求；其次，探索了对学生的思想引导，借鉴了翻转课堂的教学模式，并引入了大数据实训平台作为輔助工具，实现了贯穿理论课和实训课的教学模式；最后，优化了课程考核方式。从两学期的实训成绩对比可以看出改革后的教学效果有明显提升。