新工科背景下“Linux操作系统”教学改革探索

摘要：本文通过对传统的“Linux操作系统”教学现状进行分析，提出传统教学方法已不再能够适应新时代对新工科人才需求的要求。作者通过自身工作实例，论证了高校任课教师打破固有的思维模式，充分认识该课程传统教学方法的不足之处，从教学设计、授课实施及考核评价等方面进行教学改革，提高教学质量切实可行。同时，结合Linux技术工作岗位特点，按照新工科的“高阶性、创新性、挑战度”要求，创新教学模式，培养具备工程实践能力、综合实践能力和创新能力的学生，这项工作也有其紧迫性和必要性。

关键词：新工科；Linux操作系统；教学改革；教学设计；教学评价

1 概述

从新经济的角度来讲，急需发展新工科，更新改造传统工科专业，满足新经济发展人才支撑的需要。教育部十分重视新工科的建设与发展，颁布了《关于开展新工科研究与实践的通知》《教育部办公厅关于公布首批“新工科”研究与实践项目的通知》等一系列政策文件，从而掀起了新工科理论研究和实践探索的热潮。

新经济具有产业升级换代快的特征，这要求工程技术人才具备建构起符合新经济要求的思维方式，具备创新创业的意识和能力。与传统工科的人才相比，新工科人才需要有较强的运用所学知识解决新问题的能力。

在传统“Linux操作系统”的教学中，多数教师注重专业知识的传授和专业技能的培养，而对工程实践能力、综合实践能力和创新能力的培养却没有给予关注。导致大学生普遍缺乏解决新问题的能力，在踏入社会后，不能正确处理好从学生到员工角色的转变，难以顺利地开展自己的职业生涯。

在以上背景下，笔者对“Linux操作系统”教学改革进行了探索，对教学过程进行了创新，紧紧围绕“高阶性、创新性、挑战度”的要求设计教学活动。通过重构教学内容体系、设计高阶性综合性练习项目、创新教学手段、采用层次化教学过程、实施多元化教学评价等方式，完成了新工科背景下的教学目标，培养出具备工程实践能力、综合实践能力和创新能力的学生，提升了教学质量。

2 传统教学存在的问题

2.1从学生方面看

有的学生进入大学后还没有完成中学生身份的转变，停留在应试教育的学习方法上，被动学习，死记硬背，不能使所学知识融会贯通，缺乏探索精神。有的学生由于家庭环境、教育背景和自身兴趣爱好的原因，具有一定的专业基础，有差异化、个性化的学习需要。然而，传统同质化的教学资源、一视同仁的教学要求，无法满足他们对探索知识和锻炼解决实际问题能力的需求。

2.2从教师方面看

近年来，高校的“双师型”教师队伍不断壮大，但多数高校中兼具授课经验和工程实践能力的“双师型”教师不足，再加上有些教师在思想上也只重视理论知识的讲解，忽视实作技能的培养，不愿放弃固有的教学习惯，导致教学目标被限定在了Linux操作系统的使用上。这使得学生在校期间，没有掌握网络服务配置的知识和技能。学生就业后欠缺网络服务配置能力。另外，有的教师没有对授课工作进行精心设计，课程内容重点不突出，知识点分散，缺乏有效的教学手段，不利于学生理解和掌握课程内容。

2.3从考核评价方面看

长期以来，对学生学习情况的考核办法一直是以纸质试卷考试的方式进行。虽然说纸质试卷的考核方式在一定程度上也能反映学生对知识的掌握情况，但还是存在很多问题，特别是对于“Linux操作系统”这些偏重于实践的课程，不足之处尤为突出。一是有的学生对所学知识一知半解，但通过死记硬背也能取得较高分数；二是有的学生平时不认真学习，临近考试时靠搞突击等办法也能使考试勉强过关；三是考试方法本身对知识考查点具有局限性，不能够测试出学生对知识掌握的真正水平。纸质试卷的考试方式是一考定成绩，是片面的和落后的考核方式，这种考核方式无法考查学生的应用能力，和将大学生培养成德才兼备应用型人才的目标相差甚遠。

3 教学改革

3.1以学生为中心，优化教学目标

学生是教学活动的主体。确定教学目标既要立足于课程的教学大纲，也需要充分地考虑学生的学情和学习需要。从课程的性质方面分析：高校计算机类专业开设的“Linux操作系统”是网络工程专业的专业核心课，是一门应用性和交叉性强的课程，也是一门面向发展、面向就业、实践性强的课程，对于提高学生的职业能力、实践水平具有重要的作用。从学生的学情方面分析：课程的授课对象是本科三年级的学生，本科三年级学生的思想日益成熟，对未来的规划逐渐清晰，具备一定的学习动力和学习兴趣，但是缺乏综合实践能力，缺少解决复杂问题的综合能力和高级思维。从学生的学习需要方面分析：大学三年级是大学的关键阶段，是为大四本科毕业做准备的关键时期，本科三年级的学生需要提高解决实际问题能力的锻炼机会，从而不断积累实践经验。在课程性质分析、学情分析和学习需求的基础上，笔者对教学目标进行了优化，增加了“培养解决复杂问题的综合能力和高级思维”和“实践水平”等方面的要求。明确以下教学目标：

知识目标．通过理论学习，掌握Linux操作系统的安装与配置相关的基础知识，熟悉Linux常用命令。

能力目标：通过实践环节，具备一定的解决复杂问题的综合能力和高级思维，具备Linux操作系统的管理与维护的实践能力。

思政目标：通过实践环节，激发学生的学习兴趣，提高学生的职业素养，培育学生精益求精的工匠精神。通过案例讲解，引导大学生树立正确的人生观、价值观和世界观，牢记科技报国的使命担当，帮助学生成为德才兼备、全面发展的人才。

3.2以提高综合实践能力为目标，完善教学内容

为了有效地实现教学目标，培养学生“解决复杂问题的综合能力和高级思维”，本课程从重构教学内容体系、设计高阶性综合性练习项目以及融人思政元素这三个方面对教学内容进行了优化。

3.2.1以岗位技能为依据，重构教学内容体系

为了提高学生对知识的理解能力和运用知识解决问题的能力，课程引入以岗位技能为依据，构建教学内容的做法。课程教学内容按照“初级运维工程师”层次的岗位要求重构了教学内容，具体来说，就是教师不再按照教材原有的内容顺序进行课程的教授，而是立足课程内容，以每个模块对应岗位技能为脉络，按专题展开教学。每一项Linux初级运维工程师的岗位技能都对应有相应的课程模块，每一个课程模块都由特定的教学单元群组成。

例如，为了掌握Linux服务器网络服务配置能力，学生需要完成“MySQL服务器的搭建及应用、Web服务器的配置与管理和FIP服务器的搭建及应用”等教学单元的学习，掌握MySQL服务器、Web服务器和FIP服务器的搭建和应用的方法。重构教学内容体系以后，学生会对课程的知识脉络了然于胸，也可以有的放矢地锻炼职业技能，增强综合实践能力和创新能力。

3.2.2设计高阶性综合性的练习项目

本课程每个教学单元都有配套的学生练习项目，本课程共设计了13个学生练习项目。其中，10个为低阶性的练习项目，3个为高阶性的综合性练习项目。

以高阶性综合性练习项目1为例，学生在完成措建MySQL服务器练习的时候，需要综合运用本课程之前学到的软件安装、服务管理、用户管理、文件权限管理和使用Linux常用命令等知识。学生在完成使用MySQL服务器练习的时候，需要使用数据库技术完成练习。

学生通过完成高阶性综合性的练习项目，可以将之前学到的“Linux操作系统”的知识点串联起来，也可以实现不同课程之间知识的融合。学生在完成练习项目时，需要站在全局的角度探索解决问题的方法，对已学知识融会贯通，完成练习项目，从而达到了锻炼学生解决复杂问题的综合能力和高阶思维的目标。

3.2.3将思政元素融入课程教学内容

习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调：要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人，努力开创我国高等教育事业发展新局面。“Linux操作系统”是理实一体化课程，立德树人就需要教师将“课程思政”元素融入理论讲解环节和实践练习环节之中。例如，教师在介绍Linux操作系统时，引出优麒麟、银河麒麟等国产操作系统，鼓励学生为研发国产软件、国产操作系统尽力献策，激发学生科技报国的使命担当。教师教授内容的时候，引入与课程内容相关的实际岗位职责及工作规范，从而提高学生的职业素养。教授理论知识时，通过引入李开复等名人的工作经历，培养学生努力工作、敬业爱岗的劳动精神。在实践环节，教师需要要求学生认真对待每一个练习项目，把练习项目当成领导布置的一份工作任务，认真对待，经过精心设计之后再开始工作，从而帮助学生养成严谨认真、精益求精、勇于创新的“工匠”精神。在课程设计环节，小组成员需要相互配合，共同完成练习项目，从而锻炼学生的沟通交流能力和团队协作精神。

3.3应用信息技术，创新教学方法

信息技术在课程教学中的应用十分广泛，为课堂教学注入了新的活力。“Linux操作系统”课程采用Classin、钉钉课堂等教学软件，使用“视频墙”“抢答器”“答题器”“随机选人”“分组讨论”“文本协作”“小黑板”等工具，激发了学生的学习兴趣，提高了课堂教学的效率。教师在线上授课时，遇到的主要问题是无法有效地监控学生的学习状态。教师可以通过Classin的“视频墙”这一工具，实时监控学生的学习状态。此外，本课程有实践环节，学生在完成实践练习的时候可能会遇到困难，教师可以通过“视频墙”这一工具，及时帮助学生解决练习过程中遇到的问题。课堂教学中，教师借助教学软件的“抢答器”“答题器”“随机选人”“分组讨论”等工具，增加线上课的课堂互动环节，实时跟踪学生的学生情况；教师借助“文本协作”“小黑板”等方式，书写传统板书，勾勒课程知识脉络，帮助学生梳理知识结构。

3.4增加课程设计环节，改进教学过程

“Linux操作系统”教学过程分为：专业知识教授、教师示范学生模仿、实践演练和课程设计四个环节。其中，课程设计环节采用混合式教学（即教授和在线学习相融合）、个体学习、小组合作等组织形式。每个教学专题结束之后，教师会在课堂布置课外拓展练习，作为课程设计环节内容。课程设计环节的实施过程采用三段式管理和五步法教学，三段式管理分别为课前、课堂和课后管理。教学组织采用五步法，课前布置项目任务，要求学生根据任务完成五个过程，具体为：①网上查询；②小组合作，完成课程设计；③学生展示成果；④学生互评，教师评价；⑤课后改进。

例如，当Shell编程基础专题的教授结束后，教师会布置课外拓展练习，使用Shell循环控制语句，编写一个Shell脚本，实现批量创建用户并设置登录密码的功能。教师在布置完课程设计练习项目之后，学生需要在下次上课前通过网络查询相关资料。之后，学生需要在课堂上和其他小组成员一起共同完成课程设计，展示课程设计成果。课程设计展示是评价环节。课程结束后，学生需要根据评价，持续改进学习成果。课程设计教学环节丰富了学生的实践经验，锻炼了学生解决实际问题的能力，学生的学习成果体现了高阶性、创新性和挑戰度。

3.5实施多元化教学评价

根据“Linux操作系统应用”课程实践性强的课程特点，课程学习效果要采用多元化评价方式，教师要从多个角度对学生进行考核：一要考查学生对专业知识的掌握程度，二要考查学生对专业技能的掌握程度，三要考查学生解决复杂问题的综合能力，四要考查学生的德育水平和职业素养（思想品德、出勤，团队合作能力等）。学生的最终成绩=期末考试（60%）+平时成绩（40%）。其中，期末考试=实践考试（30%）+闭卷考试（70%）。这样既考查了学生的解决问题的能力，也考核了学生对专业知识的掌握情况。平时成绩的考核项目包括出勤、实验报告和课程设计等内容。课程设计需要学生在课堂上和其他小组成员一起共同完成，并展示课程设计成果，从而考查了学生的自主、合作和探索能力。这种教学评价方法一方面促使学生重视理论知识的系统学习，另一方面又督促学生加强实践能力的训练，同时经过小组成员间的协作，学生的团队合作意识得到提升。

结语

“Linux操作系统”这门课程承担着培养具备良好职业素养的IT人才的重要责任。在高校教学中有些教师满足于现状而不思进取，在衡量学习效果时也只看表面现象，甚至因学生的考试分数好看而沾沾自喜，这些做法无疑是消极和危险的。无论是对社会还是对学校的长远发展都百害而无一利。在新工科背景下，高校教师一定要与时俱进、勇于担当，大胆进行课程教学改革，在扎实进行基础理论教学的基础上，注重培养学生解决实际问题的能力。

通过两个学期的“Linux操作系统”教学改革探索，笔者达到了让课程变得有趣味、有提升的教学效果。第一，该课程的学生评价较高。学期中，学校会组织学生填写课程无记名式问卷调查，2022年-2023年第一学期学生线上教学满意度调查数据显示，97%的学生最满意的课程为笔者教授的课程。第二，学生普遍对学习有了兴趣，在实践课上表现出了挑战欲和探索创新精神，学生的精神面貌也有了较大改观。第三，学生的工程实践能力、综合实践能力和创新能力得到了锻炼和提高，课程目标达成度也较高。今年笔者所带的两个软件工程毕业班、一个数据科学与大数据技术毕业班和一个网络工程毕业班，学校考核成绩良好，实习期间表现良好，就业后信息反馈良好。第四，笔者参加了学校组织的课程改革教学比赛，将“Linux操作系统”课程创新成果汇报给学校领导和专家，获得校级一等奖，受到好评。本次教学改革探索，虽然已经取得了一些较好的教学效果，但仍然难免存在一些不足之处。如何改进这些不足之处就是笔者今后继续努力的方向。

作者简介：王梦觉（1990-），女，汉族，河北石家庄人，硕士，助教，计算机学院物联网工程专业教研室主任，研究方向：嵌入式系统。